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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2020-523971(P2020-523971A)
(43)【公表日】2020年8月6日
(54)【発明の名称】エネルギー貯蔵システム
(51)【国際特許分類】
H02J 3/46 20060101AFI20200710BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20200710BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20200710BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20200710BHJP
H02J 5/00 20160101ALI20200710BHJP
H02J 9/04 20060101ALI20200710BHJP
【ＦＩ】
H02J3/46
H02J7/02 A
H02J3/32
H02J3/38 180
H02J5/00
H02J9/04
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2019-568334(P2019-568334)
(86)(22)【出願日】2018年4月20日
(85)【翻訳文提出日】2019年12月11日
(86)【国際出願番号】KR2018004592
(87)【国際公開番号】WO2018230831
(87)【国際公開日】20181220
(31)【優先権主張番号】10-2017-0074786
(32)【優先日】2017年6月14日
(33)【優先権主張国】KR
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】593121379
【氏名又は名称】エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＬＳ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100217940
【弁理士】
【氏名又は名称】三並 大悟
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジ−ホン
(72)【発明者】
【氏名】ユン、ドン−ジン
(72)【発明者】
【氏名】リー、ユン−ジェ
(72)【発明者】
【氏名】キム、ミン−ジェ
(72)【発明者】
【氏名】キム、ジ−ホン
【テーマコード（参考）】
5G015
5G066
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G015GB01
5G015HA02
5G015JA52
5G066CA09
5G066HA15
5G066HA24
5G066HB09
5G066JA02
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA08
5G503GB03
(57)【要約】
本発明は、エネルギー貯蔵システムに関する。本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵システムは、系統及び系統に連携したＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）配電網の電力を管理するエネルギー貯蔵システムにおいて、系統とＤＣ配電網の間に連結され、系統の交流電圧を直流電圧に変換してＤＣ配電網に伝達する第１のコンバータ、ＤＣ配電網に連結され、ＤＣ配電網の電圧を制御する第２のコンバータ、第２のコンバータに連結され、第２のコンバータによって充放電が制御されるバッテリ、ＤＣ配電網に連結された第３のコンバータ、及び第３のコンバータに連結され、第３のコンバータによって電圧が制御される第１負荷、とを含むものの、第１のコンバータは、バッテリのＳＯＣ情報及び第１負荷の消耗電力情報に基づいて、バッテリ及び第１負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
系統及び前記系統に連携したＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）配電網の電力を管理するエネルギー貯蔵システムにおいて、
前記系統と前記ＤＣ配電網の間に連結され、前記系統のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧をＤＣ電圧に変換して、前記ＤＣ配電網に伝達する第１のコンバータ；
前記ＤＣ配電網に連結され、前記ＤＣ配電網の電圧を制御する第２のコンバータ；
前記第２のコンバータに連結され、前記第２のコンバータによって充放電が制御されるバッテリ；
前記ＤＣ配電網に連結された第３のコンバータ；及び、
前記第３のコンバータに連結され、前記第３のコンバータによって電圧が制御される第１負荷を含むものの、
前記第１のコンバータは、前記バッテリのＳＯＣ情報及び前記第１負荷の消耗電力情報に基づいて、前記バッテリ及び前記第１負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成する、
エネルギー貯蔵システム。
前記系統と前記ＤＣ配電網の間に連結され、前記系統のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧をＤＣ電圧に変換して、前記ＤＣ配電網に伝達する第１のコンバータ；
前記ＤＣ配電網に連結され、前記ＤＣ配電網の電圧を制御する第２のコンバータ；
前記第２のコンバータに連結され、前記第２のコンバータによって充放電が制御されるバッテリ；
前記ＤＣ配電網に連結された第３のコンバータ；及び、
前記第３のコンバータに連結され、前記第３のコンバータによって電圧が制御される第１負荷を含むものの、
前記第１のコンバータは、前記バッテリのＳＯＣ情報及び前記第１負荷の消耗電力情報に基づいて、前記バッテリ及び前記第１負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成する、
エネルギー貯蔵システム。
【請求項2】
前記第２のコンバータと前記第３のコンバータからそれぞれ前記バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）情報と前記第１負荷の消耗電力情報を受信して、前記第１のコンバータに送信し、前記第１のコンバータから前記電力制御指令を受信して、前記第２のコンバータ及び前記第３のコンバータのうち少なくとも１つ以上に送信する通信部；及び、
前記通信部を介して前記第１〜第３のコンバータを制御及び監視する上位制御器をさらに含む、
請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記通信部を介して前記第１〜第３のコンバータを制御及び監視する上位制御器をさらに含む、
請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項3】
前記ＤＣ配電網に連結された第４のコンバータ；及び、
前記第４のコンバータに連結され、前記第４のコンバータによって電圧が制御される第２負荷をさらに含む、
請求項２に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記第４のコンバータに連結され、前記第４のコンバータによって電圧が制御される第２負荷をさらに含む、
請求項２に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項4】
前記第４のコンバータは、前記第２負荷の消耗電力情報を前記通信部へ送信し、
前記通信部は、前記第２負荷の消耗電力情報を前記第１のコンバータへ送信し、
前記第１のコンバータは、前記バッテリのＳＯＣ情報、前記第１負荷の消耗電力情報及び前記第２負荷の消耗電力情報に基づいて、前記バッテリ、前記第１負荷、及び前記第２負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成し、
前記通信部は、前記第１のコンバータから前記バッテリ、前記第１負荷及び前記第２負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を受信して、前記第２〜第４のコンバータのうち少なくとも１つ以上に送信し、
前記上位制御器は、前記第４のコンバータを制御及び監視する、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記通信部は、前記第２負荷の消耗電力情報を前記第１のコンバータへ送信し、
前記第１のコンバータは、前記バッテリのＳＯＣ情報、前記第１負荷の消耗電力情報及び前記第２負荷の消耗電力情報に基づいて、前記バッテリ、前記第１負荷、及び前記第２負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成し、
前記通信部は、前記第１のコンバータから前記バッテリ、前記第１負荷及び前記第２負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を受信して、前記第２〜第４のコンバータのうち少なくとも１つ以上に送信し、
前記上位制御器は、前記第４のコンバータを制御及び監視する、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項5】
前記第２のコンバータは、前記ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して、前記バッテリに提供するか、前記バッテリから提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して、前記ＤＣ配電網に提供し、
前記第３のコンバータは、前記ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して、前記第１負荷に提供し、
前記第４のコンバータは、前記ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して、前記第２負荷に提供する、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記第３のコンバータは、前記ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して、前記第１負荷に提供し、
前記第４のコンバータは、前記ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して、前記第２負荷に提供する、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項6】
前記第１のコンバータは、前記系統と連携した状態で、バッテリ充放電モードで駆動される場合、
前記通信部から提供された前記バッテリのＳＯＣ情報を分析して、前記バッテリのＳＯＣが予め定めた制限範囲内に含まれるか否かを判別し、
前記判別の結果に基づいて、前記電力制御指令を生成する、
請求項２に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記通信部から提供された前記バッテリのＳＯＣ情報を分析して、前記バッテリのＳＯＣが予め定めた制限範囲内に含まれるか否かを判別し、
前記判別の結果に基づいて、前記電力制御指令を生成する、
請求項２に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項7】
前記第１のコンバータは、前記バッテリのＳＯＣが前記予め定めた制限範囲内に含まれる場合、
前記バッテリの充電又は放電電力と前記第１負荷の消耗電力を考慮して、前記電力制御指令を生成し、
前記生成された電力制御指令を前記通信部を介して前記第２のコンバータ及び前記第３のコンバータに伝達して、
前記生成された電力制御指令に基づいて、前記系統の電力制御を行う、
請求項６に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記バッテリの充電又は放電電力と前記第１負荷の消耗電力を考慮して、前記電力制御指令を生成し、
前記生成された電力制御指令を前記通信部を介して前記第２のコンバータ及び前記第３のコンバータに伝達して、
前記生成された電力制御指令に基づいて、前記系統の電力制御を行う、
請求項６に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項8】
前記第１のコンバータは、前記バッテリのＳＯＣが前記予め定めた制限範囲を外れる場合、
ノーマルモードで駆動されて、前記第１負荷の消耗電力を考慮した前記電力制御指令を生成し、
前記生成された電力制御指令を前記通信部を介して前記第３のコンバータに伝達して、
前記生成された電力制御指令に基づいて、前記系統の電力制御を行う、
請求項６に記載のエネルギー貯蔵システム。
ノーマルモードで駆動されて、前記第１負荷の消耗電力を考慮した前記電力制御指令を生成し、
前記生成された電力制御指令を前記通信部を介して前記第３のコンバータに伝達して、
前記生成された電力制御指令に基づいて、前記系統の電力制御を行う、
請求項６に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項9】
前記系統に事故が発生する場合、
前記第１のコンバータは、駆動を中断し、
前記第２のコンバータは、前記バッテリの電力を前記第１負荷に無瞬断状態で供給する、
請求項２に記載のエネルギー貯蔵システム。
前記第１のコンバータは、駆動を中断し、
前記第２のコンバータは、前記バッテリの電力を前記第１負荷に無瞬断状態で供給する、
請求項２に記載のエネルギー貯蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無瞬断電源供給の可能なエネルギー貯蔵システムに関する。
【背景技術】
【0002】
エネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は、生産した電力を発電所、変電所及び送電線等を含む各々の連携システムに貯蔵した後、電力を要する時期に選択的、かつ効率的に使用してエネルギー効率を高めるシステムである。
【0003】
エネルギー貯蔵システムは、時間帯及び季節別の変動の大きい電気負荷を平準化して、全般的な負荷率を向上させる場合、発電単価を低くすることができ、電力設備の増設に要する投資費と運転費等を節減することができて、電気料を引き下げてエネルギーを節約することができる。
【0004】
かかるエネルギー貯蔵システムは、電力系統における発電、送配電、需用家に設置されて利用されており、周波数調整（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）、新再生エネルギーを利用した発電機の出力安定化、尖頭負荷の低減（Ｐｅａｋ Ｓｈａｖｉｎｇ）、負荷平準化（Ｌｏａｄ Ｌｅｖｅｌｉｎｇ）、非常電源等の機能として使用されている。
【0005】
また、エネルギー貯蔵システムは、貯蔵方式によって大きく物理的エネルギー貯蔵と化学的エネルギー貯蔵とに区分される。物理的エネルギー貯蔵としては、揚水発電、圧縮空気貯蔵、弾み車等を利用した方法があり、化学的エネルギー貯蔵としては、リチウムイオンバッテリ、鉛蓄電池、Ｎａｓ電池等を利用した方法がある。
【0006】
ただし、エネルギー貯蔵システムの無瞬断電源供給を可能にするため、既存のディーゼル発電機による非常発電機能を行せるところ、この場合、ディーゼル発電機の無瞬断切り替えのために高価の非常切り替えスイッチ及びアルゴリズム等が必要であるという問題があった。
【0007】
また、既存のエネルギー貯蔵システムの場合、一方向に設計され、電力取り引きアルゴリズムがないところ、系統との電力取り引きが不可能であるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、無瞬断電源供給が可能であり、バッテリの常時充放電制御を介して系統との電力取り引きの可能なエネルギー貯蔵システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために本発明のエネルギー貯蔵システムは、系統及び系統に連携したＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）配電網の電力を管理するエネルギー貯蔵システムにおいて、系統とＤＣ配電網の間に連結され、系統の交流電圧を直流電圧に変換してＤＣ配電網に伝達する第１のコンバータ、ＤＣ配電網に連結され、ＤＣ配電網の電圧を制御する第２のコンバータ、第２のコンバータに連結され、第２のコンバータによって充放電が制御されるバッテリ、ＤＣ配電網に連結された第３のコンバータ、及び第３のコンバータに連結され、第３のコンバータによって電圧が制御される第１負荷を含むものの、第１のコンバータは、バッテリのＳＯＣ情報及び第１負荷の消耗電力情報に基づいて、バッテリ及び第１負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成する。
【0010】
前記第２のコンバータと第３のコンバータからそれぞれバッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）情報と第１負荷の消耗電力情報を受信して、第１のコンバータに送信し、第１のコンバータから電力制御指令を受信して、第２のコンバータ及び第３のコンバータのうち少なくとも１つ以上に送信する通信部、及び通信部を介して第１〜第３のコンバータを制御及び監視する上位制御器をさらに含む。
【0011】
前記ＤＣ配電網に連結された第４のコンバータ、及び第４のコンバータに連結され、第４のコンバータによって電圧が制御される第２負荷をさらに含む。
【0012】
前記第４のコンバータは、第２負荷の消耗電力情報を通信部に送信し、通信部は、第２負荷の消耗電力情報を第１のコンバータへ送信し、第１のコンバータは、バッテリのＳＯＣ情報、第１負荷の消耗電力情報及び第２負荷の消耗電力情報に基づいて、バッテリ、第１負荷及び第２負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成し、通信部は、第１のコンバータからバッテリ、第１負荷及び第２負荷のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を受信して、第２〜第４のコンバータのうち少なくとも１つ以上に送信し、上位制御器は、第４のコンバータを制御及び監視する。
【0013】
前記第２のコンバータは、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換してバッテリに提供するか、バッテリから提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網に提供し、第３のコンバータは、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して第１負荷に提供し、第４のコンバータは、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧に変換して第２負荷に提供する。
【0014】
前記第１のコンバータは、系統と連携した状態で、バッテリ充放電モードで駆動される場合、通信部から提供されたバッテリのＳＯＣ情報を分析して、バッテリのＳＯＣが予め定めた制限範囲内に含まれるか否かを判別し、判別の結果に基づいて、電力制御指令を生成する。
【0015】
前記第１のコンバータは、バッテリのＳＯＣが予め定めた制限範囲内に含まれる場合、バッテリの充電又は放電電力と第１負荷の消耗電力を考慮して電力制御指令を生成し、生成された電力制御指令を通信部を介して第２のコンバータ及び第３のコンバータに伝達して、生成された電力制御指令に基づいて、系統の電力制御を行う。
【0016】
前記第１のコンバータは、バッテリのＳＯＣが予め定めた制限範囲を外れる場合、ノーマルモードで駆動されて、第１負荷の消耗電力を考慮した電力制御指令を生成し、生成された電力制御指令を通信部を介して第３のコンバータに伝達して、生成された電力制御指令に基づいて、系統の電力制御を行う。
【0017】
前記系統に事故が発生する場合、第１のコンバータは、駆動を中断し、第２のコンバータは、バッテリの電力を第１負荷に無瞬断状態で供給する。
【発明の効果】
【0018】
前述したように、本発明によれば、無瞬断電源供給が可能であり、バッテリの常時充放電制御を介して系統との電力取り引きが可能であるところ、電力使用量を効率的に調節することができ、無瞬断かつ高品質の電力供給が可能であるという長所がある。
【0019】
上述した効果とともに本発明の具体的な効果は、以下の発明を実施するための具体的な事項を説明しながら共に記述する。
【発明を実施するための形態】
【0021】
前述した目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して詳細に後述され、これによって本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる。本発明を説明するにおいて、本発明に係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合には詳細な説明を省略する。以下では、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施形態を詳説する。図面における同じ参照符号は、同一又は類似の構成要素を示すことに使われる。
【0023】
図１は、本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵システムを説明する概略図である。図２は、図１のエネルギー貯蔵システムの制御流れを説明する手順図である。図３は、図１のエネルギー貯蔵システムによる系統連携の際、電力流れの一例を説明する概略図である。図４は、図１のエネルギー貯蔵システムによる系統連携の際、電力流れの他の例を説明する概略図である。図５は、図１のエネルギー貯蔵システムによる系統事故の際、電力流れを説明する概略図である。
【0024】
先ず、図１を参照すれば、本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵システムは、系統１０及び系統１０に連携したＤＣ配電網（すなわち、ＤＣ系統）の電力を管理することができる。
【0025】
具体的には、本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵システムは、第１のコンバータ１００、第２のコンバータ１５０、バッテリ１８０、第３のコンバータ２００、第１負荷２３０、第４のコンバータ２５０、第２負荷２８０、通信部３００、上位制御器３５０、とを含んでいてもよい。
【0026】
参考に、エネルギー貯蔵システムは、系統１０とＤＣ配電網２０のみならず、分散電源システム（未図示）もさらに含んでいてもよく、第１負荷２３０及び第２負荷２８０の他にさらに負荷を含むか、第１負荷２３０又は第２負荷２８０うちいずれか負荷のみを含んでいてもよい。
【0027】
ただし、説明の便宜のため本発明では、エネルギー貯蔵システムが第１のコンバータ１００、第２のコンバータ１５０、バッテリ１８０、第３のコンバータ２００、第１負荷２３０、第４のコンバータ２５０、第２負荷２８０、通信部３００、上位制御器３５０、とを含むことを例に挙げて説明する。
【0028】
第１のコンバータ１００は、系統１０とＤＣ配電網２０の間に連結され、系統１０のＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網２０に伝達することができる。もちろん、第１のコンバータ１００は、ＤＣ配電網２０のＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して系統１０に伝達することもできる。
【0029】
これにより、第１のコンバータ１００は、ＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【0030】
具体的には、第１のコンバータ１００は、バッテリ１８０のＳＯＣ情報、第１負荷２３０の消耗電力情報及び第２負荷２８０の消耗電力情報に基づいて、バッテリ１８０、第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成することができる。
【0031】
すなわち、第１のコンバータ１００は、通信部３００からバッテリ１８０のＳＯＣ情報、第１負荷２３０の消耗電力情報及び第２負荷２８０の消耗電力情報をリアルタイムで受信し、受信したバッテリ１８０のＳＯＣ情報、第１負荷２３０の消耗電力情報及び第２負荷２８０の消耗電力情報に基づいて、バッテリ１８０、第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも１つ以上を制御するための電力制御指令を生成することができる。
【0032】
また、第１のコンバータ１００は、生成した電力制御指令を通信部３００に送信することができる。
【0033】
第２のコンバータ１５０は、ＤＣ配電網２０に連結され、ＤＣ配電網２０の電圧を制御することができる。
【0034】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ配電網２０の電圧のみならず、バッテリ１８０の充放電を制御することができる。
【0035】
すなわち、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ配電網２０から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換してバッテリ１８０に提供するか、バッテリ１８０から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網２０に提供することができる。
【0036】
これにより、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【0037】
また、第２のコンバータ１５０は、バッテリ１８０のＳＯＣを感知して、バッテリ１８０のＳＯＣ情報を通信部３００に送信することができ、通信部３００から第１のコンバータ１００における生成された電力制御指令を受信することができる。
【0038】
また、第２のコンバータ１５０は、受信した電力制御指令に基づいて、バッテリ１８０の充放電を制御することができる。
【0039】
第３のコンバータ２００は、ＤＣ配電網２０に連結され、第１負荷２３０の電圧を制御することができる。
【0040】
具体的には、第３のコンバータ２００は、ＤＣ配電網２０から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して第１負荷２３０に提供することができる。すなわち、第３のコンバータ２００は、第１負荷２３０の電力状態を制御することができる。
【0041】
これにより、第３のコンバータ２００は、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよく、第１負荷２３０は、ＤＣ負荷であってもよい。
【0042】
また、第３のコンバータ２００は、第１負荷２３０の消耗電力（すなわち、必要電力）を感知して、第１負荷２３０の消耗電力情報を通信部３００に送信することができ、通信部３００から第１のコンバータ１００における生成された電力制御指令を受信することができる。
【0043】
また、第３のコンバータ２００は、受信した電力制御指令に基づいて、第１負荷２３０の電圧又は電力を制御することができる。
【0044】
第４のコンバータ２５０は、ＤＣ配電網２０に連結され、第２負荷２８０の電圧を制御することができる。
【0045】
具体的には、第４のコンバータ２５０は、ＤＣ配電網２０から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して第２負荷２８０に提供することができる。すなわち、第４のコンバータ２５０は、第２負荷２８０の電力状態を制御することができる。
【0046】
これにより、第４のコンバータ２５０は、ＤＣ−ＡＣコンバータであってもよく、第２負荷２８０は、ＡＣ負荷であってもよい。
【0047】
また、第４のコンバータ２５０は、第２負荷２８０の消耗電力（すなわち、必要電力）を感知して、第２負荷２８０の消耗電力情報を通信部３００に送信することができ、通信部３００から第１のコンバータ１００における生成された電力制御指令を受信することができる。
【0048】
また、第４のコンバータ２５０は、受信した電力制御指令に基づいて、第２負荷２８０の電圧又は電力を制御することができる。
【0049】
バッテリ１８０は、第２のコンバータ１５０に連結され、第２のコンバータ１５０によって充放電を制御することができる。
【0050】
また、バッテリ１８０は、少なくとも１つ以上のバッテリセルからなってもよく、各バッテリセルは、複数のベアセルを含んでいてもよい。
【0051】
第１負荷２３０は、第３のコンバータ２００に連結され、第３のコンバータ２００によって電圧（すなわち、電力）が制御されてもよい。
【0052】
また、第１負荷２３０は、例えば、ＤＣ負荷であってもよい。
【0053】
第２負荷２８０は、第４のコンバータ２５０に連結され、第４のコンバータ２５０によって電圧（すなわち、電力）が制御されてもよい。
【0054】
また、第２負荷２８０は、例えば、ＡＣ負荷であってもよい。
【0055】
通信部３００は、第２のコンバータ１５０、第３のコンバータ２００、第４のコンバータ２５０からそれぞれバッテリ１８０のＳＯＣ情報、第１負荷２３０の消耗電力情報、第２負荷２８０の消耗電力情報を受信することができる。
【0056】
具体的には、通信部３００は、高速通信（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））に基づいて具現することができ、第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０及び上位制御器３５０と有線又は無線方式で通信することができる。
【0057】
また、通信部３００は、第２のコンバータ１５０、第３のコンバータ２００、第４のコンバータ２５０からそれぞれバッテリ１８０のＳＯＣ情報、第１負荷２３０の消耗電力情報、第２負荷２８０の消耗電力情報を受信して、第１のコンバータ１００に送信し、第１のコンバータ１００から電力制御指令を受信して、第２〜第４のコンバータ１５０、２００、２５０のうち少なくとも１つ以上に送信することができる。
【0058】
参考に、本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵システムは、通信部３００を含まなくてもよい。すなわち、別途通信部なしに第１のコンバータ１００と第２〜第４のコンバータ１５０、２００、２５０が直接に通信するか、上位制御器３５０が第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０と直接に通信することもできる。
【0059】
ただし、説明の便宜のため本発明では、エネルギー貯蔵システムが通信部３００を含むことを例に挙げて説明する。
【0060】
上位制御器３５０は、通信部３００を介して第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０を制御及び監視することができる。
【0061】
具体的には、上位制御器３５０は、例えば、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）又はＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、各々の構成要素（例えば、第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０のみならず、系統１０、バッテリ１８０、第１負荷２３０、第２負荷２８０等）と通信部３００を介して通信して、現在の動作状態を判断することができる。また、上位制御器３５０は、エネルギー貯蔵システムのあらゆるシーケンス動作をコントロールして、それぞれの状況によって各構成要素に指令を下げて、動作を行わせることもできる。
【0062】
ただし、本発明における上位制御器３５０は、第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０と重複する機能及び役割は、行わなくてもよい。
【0063】
従って、上位制御器３５０の回路及び構成要素がより単純になり得るし、通信連結の複雑度が低減するにつれ、通信信号に対する干渉が低減するだけでなく、動作中に誤りが発生する確率も低減し得る。
【0064】
これにより、エネルギー貯蔵システムの性能及び信頼度が改善し得る。
【0066】
具体的には、エネルギー貯蔵システム内の第１のコンバータ１００の制御流れ及びこれによる電力流れが示されているところ、これを検討すれば、次のとおりである。
【0067】
先ず、第１のコンバータ１００は、系統１０が連携しているか否かを判断する（Ｓ１００）。
【0068】
具体的には、第１のコンバータ１００は、系統１０が連携している場合、バッテリ充放電モード又はノーマル（Ｎｏｒｍａｌ）モードで駆動されてもよい。
【0069】
第１のコンバータ１００が系統１０と連携し状態で、バッテリ充放電モードで駆動される場合（Ｓ１２０）、第１のコンバータ１００は、バッテリ１８０のＳＯＣ情報を分析する（Ｓ１４０）。
【0070】
具体的には、第１のコンバータ１００は、通信部３００からバッテリ１８０のＳＯＣ情報をリアルタイムで受信して、バッテリ１８０のＳＯＣ情報を分析することができる。
【0071】
バッテリ１８０のＳＯＣ情報が分析されると（Ｓ１４０）、第１のコンバータ１００は、バッテリ１８０のＳＯＣが予め定めた制限範囲内に含まれるか否かを判別する（Ｓ１６０）。
【0072】
具体的には、第１のコンバータ１００は、分析結果に基づいて、バッテリ１８０のＳＯＣが予め定めた制限範囲（すなわち、ＳＯＣ最小値（ＳＯＣ_Ｍｉｎ）〜ＳＯＣ最大値（ＳＯＣ_Ｍａｘ））内に含まれるか否かを判別することができる。
【0073】
判別の結果、バッテリ１８０のＳＯＣが予め定めた制限範囲内に含まれる場合、第１のコンバータ１００は、バッテリ１８０の充電又は放電電力と第１及び第２負荷２３０、２８０の消耗電力を考慮して、電力制御指令（Ｐ＊）を生成することができる。
【0074】
ここで、電力制御指令（Ｐ＊）は、例えば、第１及び第２負荷２３０、２８０の消耗電力量（Ｐ_Ｌｏａｄ）にバッテリ１８０の充電又は放電電力量（Ｐ_Ｂａｔｔｅｒｙ）を加えた値を示すことができる。
【0075】
また、第１のコンバータ１００は、生成された電力制御指令（Ｐ＊）を通信部３００を介して第２〜第４のコンバータ１５０、２００、２５０に伝達することができる。
【0076】
また、第１のコンバータ１００は、図３に示したように、生成された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて系統１０の電力制御を行うことができる。
【0077】
例えば、バッテリ１８０の充電が必要である場合、生成された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、系統１０の電力をバッテリ１８０に提供することができ、バッテリ１８０の放電が必要である場合、生成された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、バッテリ１８０の放電した電力を系統１０に提供することができる。
【0078】
すなわち、第１のコンバータ１００は、前述したように、電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、系統１０とバッテリ１８０の間の電力取り引き作業が行われるようにすることができる。
【0079】
もちろん、第２のコンバータ１５０は、通信部３００から提供された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、バッテリ１８０に対する充放電を制御することができる。
【0080】
また、第１のコンバータ１００は、生成された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、系統１０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０に供給することができる。
【0081】
もちろん、第３及び第４のコンバータ２００、２５０は、通信部３００から提供された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、第１及び第２負荷２３０、２８０に対する電圧を制御することができる。
【0082】
一方、判別の結果、バッテリ１８０のＳＯＣが予め定めた制限範囲を外れる場合、第１のコンバータ１００は、ノーマル（Ｎｏｒｍａｌ）モードで駆動されてもよい（Ｓ２００）。
【0083】
具体的には、第１のコンバータ１００は、ノーマルモードで駆動されて、第１及び第２負荷２３０、２８０の消耗電力を考慮した電力制御指令（Ｐ＊）を生成することができる。
【0084】
ここで、電力制御指令（Ｐ＊）は、例えば、第１及び第２負荷２３０、２８０の消耗電力量（Ｐ_Ｌｏａｄ）を示すことができる。
【0085】
また、第１のコンバータ１００は、生成された電力制御指令（Ｐ＊）を通信部３００を介して第２〜第４のコンバータ１５０、２００、２５０に伝達することができる。
【0086】
また、第１のコンバータ１００は、図４に示したように、生成された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、系統１０の電力制御を行うことができる（Ｓ２２０）。
【0087】
例えば、バッテリ１８０のＳＯＣが予め定めた制限範囲を外れる場合、バッテリ１８０の充放電は中断され、第１のコンバータ１００は、生成された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、系統１０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０に供給することができる。
【0088】
もちろん、第３及び第４のコンバータ２００、２５０は、通信部３００から提供された電力制御指令（Ｐ＊）に基づいて、第１及び第２負荷２３０、２８０に対する電圧を制御することができる。
【0089】
ただし、第１のコンバータ１００は、系統１０が連携しているか否かを判断したとき（Ｓ１００）、系統１０に事故が発生した場合（すなわち、系統１０が停電するか分離された場合）、第１のコンバータ１００は、ゲート信号をターンオフ（ｔｕｒｎ−ｏｆｆ）して駆動を中断し、第２のコンバータ１５０は、バッテリ１８０の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも１つ以上に無瞬断状態で供給することができる（Ｓ２４０）。
【0090】
具体的には、系統１０事故によって系統１０とＤＣ配電網２０が断絶（すなわち、分離）されるとしても、第２のコンバータ１５０が常時にＤＣ配電網２０の電圧を制御するところ、直ぐに（すなわち、無瞬断状態で）バッテリ１８０の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも１つ以上に供給することができる。
【0091】
前述したように、本発明によれば、無瞬断電源供給が可能であり、バッテリ１８０の常時充放電制御を介して系統１０との電力取り引きが可能であるところ、電力使用量を効率的に調節することができ、無瞬断かつ高品質の電力供給が可能であるという長所がある。
【0092】
前述した本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、本発明の技術的思想を脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であるため、前述した実施形態及び添付の図面によって限定されるものではない。
【国際調査報告】