(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配電網との間に連結されてＤＣ配電網の電圧を制御する第１のコンバータ、ＤＣ配電網に連結された第２のコンバータ、第２のコンバータに連結されて、第２のコンバータによって電圧が制御される負荷、ＤＣ配電網に連結されたバッテリ、及びバッテリと負荷との間に連結されて、バッテリの放電を制御する第３のコンバータ、とを含む。
2021505115.tif 000002
【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配電網との間に連結されて、前記ＤＣ配電網の電圧を制御する第１のコンバータ；
前記ＤＣ配電網に連結された第２のコンバータ；
前記第２のコンバータに連結されて、前記第２のコンバータによって電圧が制御される負荷；
前記ＤＣ配電網に連結されたバッテリ；及び、
前記バッテリと前記負荷との間に連結されて、前記バッテリの放電を制御する第３のコンバータ、とを含む、
エネルギー貯蔵システム。
【請求項２】
前記第３のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記負荷へ直接伝達される、
請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項３】
前記バッテリと前記系統との間に連結されて、前記バッテリの充放電を制御する第４のコンバータをさらに含む、
請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項４】
前記第１及び第４のコンバータは、それぞれ前記系統から提供された電圧を変換して、前記バッテリに充電させる、
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３のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記負荷へ直接伝達され、
前記第４のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記系統へ伝達される、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項６】
前記負荷に連結された補助系統；及び、
前記第４のコンバータを、前記系統と前記第１のコンバータとの間の第１ノード又は前記補助系統と前記負荷との間の第２ノードに選択的に連結する切換スイッチをさらに含む、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項７】
前記切換スイッチの一端は、前記第４のコンバータに連結され、
前記切換スイッチの他端は、前記第１及び第２ノードのいずれかに選択的に連結される、
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４のコンバータが前記第１ノードに連結された状態で前記系統に問題が生じた場合、
前記第４のコンバータは、前記切換スイッチの切換動作によって前記第２ノードに連結され、
前記バッテリは、前記第４のコンバータによって放電され、
前記バッテリから放電された電圧は、前記第２ノードを経て前記負荷へ伝達される、
請求項６に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項９】
前記第１のコンバータは、前記ＤＣ配電網の電圧を制御するためにＤＣ電圧制御モードで駆動され、
前記第２のコンバータは、前記負荷の電圧を制御するためにＣＶＣＦ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モードで駆動され、
前記第３及び第４のコンバータは、前記バッテリの電力を制御するために電力制御モードで駆動される、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１０】
前記第１のコンバータは、前記系統から提供されたＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧をＤＣ電圧に変換して、前記ＤＣ配電網に提供するか、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、前記系統に提供し、
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ＡＣ電圧に変換して、前記負荷に提供し、
前記第３のコンバータは、前記バッテリから提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して、前記負荷に提供し、
前記第４のコンバータは、前記系統から提供されたＡＣ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ＡＣ電圧に変換して、前記系統に提供する、
請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１１】
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配電網との間に連結されて、前記ＤＣ配電網の電圧を制御する第１のコンバータ；
前記ＤＣ配電網に連結された第２のコンバータ；
前記第２のコンバータに連結されて、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；
前記第３のコンバータに連結されて、前記第３のコンバータによって電圧が制御される負荷；及び、
前記バッテリと前記負荷との間に連結されて、前記バッテリの放電を制御する第４のコンバータを含む、
エネルギー貯蔵システム。
【請求項１２】
前記第２のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記ＤＣ配電網を介して前記負荷へ伝達され、
前記第４のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記負荷へ直接伝達される、
請求項１１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１３】
前記バッテリと前記系統との間に連結されて、前記バッテリの充放電を制御する第５のコンバータをさらに含む、
請求項１１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１４】
前記第２のコンバータは、前記ＤＣ配電網から提供された電圧を変換して、前記バッテリに充電させ、
前記第５のコンバータは、前記系統から提供された電圧を変換して、前記バッテリに充電させる、
請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１５】
前記第２のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記ＤＣ配電網を介して前記負荷へ伝達され、
前記第４のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記負荷へ直接伝達され、
前記第５のコンバータによって前記バッテリから放電された電圧は、前記系統へ伝達される、
請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１６】
前記負荷に連結された補助系統；及び、
前記第５のコンバータを、前記系統と前記第１のコンバータとの間の第１ノード又は前記補助系統と前記負荷との間の第２ノードに選択的に連結する切換スイッチをさらに含む、
請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１７】
前記切換スイッチの一端は、前記第５のコンバータに連結され、
前記切換スイッチの他端は、前記第１及び第２ノードのいずれかに選択的に連結される、
請求項１６に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１８】
前記第５のコンバータが前記第１ノードに連結された状態で前記系統に問題が生じた場合、
前記第５のコンバータは、前記切換スイッチの切換動作によって前記第２ノードに連結され、
前記バッテリは、前記第５のコンバータによって放電され、
前記バッテリから放電された電圧は、前記第２ノードを経て前記負荷へ伝達される、
請求項１６に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１９】
前記第１のコンバータは、前記ＤＣ配電網の電圧を制御するためにＤＣ電圧制御モードで駆動され、
前記第２のコンバータと前記第４及び第５のコンバータは、前記バッテリの電力を制御するために電力制御モードで駆動され、
前記第３のコンバータは、前記負荷の電圧を制御するためにＣＶＣＦ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モードで駆動される、
請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項２０】
前記第１のコンバータは、前記系統から提供されたＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧をＤＣ電圧に変換して、前記ＤＣ配電網に提供するか、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、前記系統に提供し、
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ＡＣ電圧に変換して、前記負荷に提供し、
前記第４のコンバータは、前記バッテリから提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して、前記負荷に提供し、
前記第５のコンバータは、前記系統から提供されたＡＣ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ＡＣ電圧に変換して、前記系統に提供する、
請求項１３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、バッテリの充放電を効率よく行うことのできる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よく使用して、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、発電単価を下げることができ、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るため、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、需用家に設置して利用されており、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】
ここで、図１を参照して、従来のエネルギー貯蔵システムについて説明する。
【０００７】
図１は、従来のエネルギー貯蔵システムを説明する概略図である。
【０００８】
従来のエネルギー貯蔵システムでは、図１に示したように、バッテリ１８０から放電された電力がＤＣ−ＤＣコンバータ１５０を介して負荷２３０へ供給される。
【０００９】
これによって、負荷２３０に正常負荷より１．５倍の過負荷がかかった場合、バッテリ１８０の放電動作時、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０にも１．５倍の過負荷がかかるという問題がある。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０に問題が生じた場合、バッテリ１８０の電力を負荷２３０へ供給することができないという問題もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、バッテリの充放電を効率よく行うことのできる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】
【００１１】
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配電網との間に連結されてＤＣ配電網の電圧を制御する第１のコンバータ、ＤＣ配電網に連結された第２のコンバータ、第２のコンバータに連結されて、第２のコンバータによって電圧が制御される負荷、ＤＣ配電網に連結されたバッテリ、及びバッテリと負荷との間に連結されて、バッテリの放電を制御する第３のコンバータ、とを含む。
【００１２】
前記第３のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、負荷へ直接伝達される。
【００１３】
前記バッテリと系統との間に連結されて、バッテリの充放電を制御する第４のコンバータをさらに含む。
【００１４】
前記第１及び第４のコンバータは、それぞれ系統から提供された電圧を変換してバッテリに充電させる。
【００１５】
前記第３のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、負荷へ直接伝達され、第４のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、系統へ伝達される。
【００１６】
前記負荷に連結された補助系統及び第４のコンバータを、系統と第１のコンバータとの間の第１ノード又は補助系統と負荷との間の第２ノードに選択的に連結する切換スイッチをさらに含む。
【００１７】
前記切換スイッチの一端は、第４のコンバータに連結され、切換スイッチの他端は、第１及び第２ノードのいずれかに選択的に連結される。
【００１８】
前記第４のコンバータが第１ノードに連結された状態で系統に問題が生じた場合、第４のコンバータは、切換スイッチの切換動作によって第２ノードに連結され、バッテリは、第４のコンバータによって放電され、バッテリから放電された電圧は、第２ノードを経て負荷へ伝達される。
【００１９】
前記第１のコンバータは、ＤＣ配電網の電圧を制御するためにＤＣ電圧制御モードで駆動され、第２のコンバータは、負荷の電圧を制御するためにＣＶＣＦ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モードで駆動され、第３及び第４のコンバータは、バッテリの電力を制御するために電力制御モードで駆動される。
【００２０】
前記第１のコンバータは、系統から提供されたＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網に提供するか、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して系統に提供し、第２のコンバータは、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して負荷に提供し、第３のコンバータは、バッテリから提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して負荷に提供し、第４のコンバータは、系統から提供されたＡＣ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ＡＣ電圧に変換して系統に提供する。
【００２１】
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配電網との間に連結されて、ＤＣ配電網の電圧を制御する第１のコンバータ、ＤＣ配電網に連結された第２のコンバータ、第２のコンバータに連結されて、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、第３のコンバータに連結されて、第３のコンバータによって電圧が制御される負荷、及びバッテリと負荷との間に連結されて、バッテリの放電を制御する第４のコンバータ、とを含む。
【００２２】
前記第２のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、ＤＣ配電網を介して負荷へ伝達され、第４のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、負荷へ直接伝達される。
【００２３】
前記バッテリと系統との間に連結されて、バッテリの充放電を制御する第５のコンバータをさらに含む。
【００２４】
前記第２のコンバータは、ＤＣ配電網から提供された電圧を変換してバッテリに充電させ、第５のコンバータは、系統から提供された電圧を変換してバッテリに充電させる。
【００２５】
前記第２のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、ＤＣ配電網を介して負荷へ伝達され、第４のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、負荷へ直接伝達され、第５のコンバータによってバッテリから放電された電圧は、系統へ伝達される。
【００２６】
前記負荷に連結された補助系統及び第５のコンバータを、系統と第１のコンバータとの間の第１ノード又は補助系統と負荷との間の第２ノードに選択的に連結する切換スイッチをさらに含む。
【００２７】
前記切換スイッチの一端は、第５のコンバータに連結され、切換スイッチの他端は、第１及び第２ノードのいずれかに選択的に連結される。
【００２８】
前記第５のコンバータが第１ノードに連結された状態で系統に問題が生じた場合、第５のコンバータは、切換スイッチの切換動作によって第２ノードに連結され、バッテリは、第５のコンバータによって放電され、バッテリから放電された電圧は、第２ノードを経て負荷へ伝達される。
【００２９】
前記第１のコンバータは、ＤＣ配電網の電圧を制御するためにＤＣ電圧制御モードで駆動され、第２のコンバータと第４及び第５のコンバータは、バッテリの電力を制御するために電力制御モードで駆動され、第３のコンバータは、負荷の電圧を制御するためにＣＶＣＦ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モードで駆動される。
【００３０】
前記第１のコンバータは、系統から提供されたＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網に提供するか、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して系統に提供し、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ＡＣ電圧に変換して負荷に提供し、第４のコンバータは、バッテリから提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して負荷に提供し、第５のコンバータは、系統から提供されたＡＣ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ＡＣ電圧に変換して系統に提供する。
【発明の効果】
【００３１】
前述したように、本発明によれば、様々なコンバータを介してバッテリの充放電を効率よく行うことで、放電時、コンバータに印可される過負荷を軽減することができる。さらに、バッテリに連結された一部のコンバータが故障した場合も、残りコンバータを介してバッテリと負荷を連結する電力供給の経路を確保することができるところ、エネルギー貯蔵システムの信頼性を確保することができる。
【００３２】
上述した効果及び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すると共に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のエネルギー貯蔵システムを説明する概略図。
【図２】本発明の一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。
【図３】図２のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図４】本発明の他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。
【図５】図４のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図６】本発明のさらに他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。
【図７】図６のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図８】図６のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図９】本発明のさらに他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。
【図１０】図９のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図１１】本発明のさらに他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。
【図１２】図１１のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図１３】本発明のさらに他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。
【図１４】図１３のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【図１５】図１３のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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、これにより、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。本発明の説明において、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ものに使われる。
【００３５】
以下では、図２及び図３を参照して、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵システムを説明する。
【００３６】
図２は、本発明の一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３は、図２のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図である。
【００３７】
先ず、図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵システム１は、系統１０及び系統１０に連携したＤＣ配電網２０（すなわち、ＤＣ系統）の電力を管理することができる。
【００３８】
参考までに、図２及び図３に示された図面符号は、図２及び図３でのみ適用されることにする。
【００３９】
具体的には、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵システム１は、第１のコンバータ１００、バッテリ１８０、第２のコンバータ２００、負荷２３０、第３のコンバータ２５０、とを含んでいてもよい。
【００４０】
参考までに、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）と非常用発電機（未図示）もさらに含んでいてもよく、負荷２３０のほか、追加負荷（例えば、ＤＣ負荷又はＡＣ負荷）をさらに含んでいてもよい。
【００４１】
ここで、系統１０は例えば、発電所、変電所、送電線等を含んでいてもよく、負荷２３０は例えば、家庭、大型建物、工場等を含んでいてもよい。また、分散電源システムは、エネルギー源を用いて電力を生産するシステムであって、化石燃料、原子力燃料、新材生エネルギー（太陽光、風力、潮力等）のいずれか以上を用いて電力を生産することができる。そして、非常用発電機は例えば、ディーゼル発電機を含んでいてもよく、系統１０と第１のコンバータ１００との間に連結されうるし、系統１０の停電等のように系統１０に問題が生じた場合、負荷２３０に電力を供給する役割を行うことができる。
【００４２】
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１が第１のコンバータ１００、バッテリ１８０、第２のコンバータ２００、負荷２３０、第３のコンバータ２５０を含むことを例に挙げて説明する。
【００４３】
第１のコンバータ１００は、系統１０とＤＣ配電網２０との間に連結されて、ＤＣ配電網２０の電圧を制御することができる。
【００４４】
具体的には、第１のコンバータ１００は、系統１０から提供されたＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網２０に提供するか、ＤＣ配電網２０から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して系統１０に提供することができる。
【００４５】
これによって、第１のコンバータ１００は、ＡＣ-ＤＣコンバータであってもよい。
【００４６】
また、第１のコンバータ１００は、系統１０が正常運転時、ＤＣ配電網２０の電圧を制御するためにＤＣ電圧制御モードで駆動されうる。
【００４７】
参考までに、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）して駆動を中断することができる。
【００４８】
第２のコンバータ２００は、ＤＣ配電網２０に連結されて、負荷２３０の電圧を制御することができる。
【００４９】
具体的には、第２のコンバータ２００は、ＤＣ配電網２０から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して負荷２３０に提供することができる。また、第２のコンバータ２００は、負荷２３０の電圧を制御するためにＣＶＣＦモードで駆動されうる。
【００５０】
これによって、第２のコンバータ２００は、ＤＣ-ＡＣコンバータであってもよく、負荷２３０は、ＡＣ負荷であってもよい。
【００５１】
第３のコンバータ２５０は、バッテリ１８０と負荷２３０との間に連結されて、バッテリ１８０の放電を制御することができる。
【００５２】
具体的には、第３のコンバータ２５０は、バッテリ１８０から提供されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換して負荷２３０に提供することができる。また、第３のコンバータ２５０は、バッテリ１８０の電力を制御するために電力制御モードで駆動されうる。
【００５３】
これによって、第３のコンバータ２５０は、ＤＣ-ＡＣコンバータであってもよい。
【００５４】
バッテリ１８０は、ＤＣ配電網２０に連結されて、第３のコンバータ２５０によって放電が制御されうる。
【００５５】
具体的には、バッテリ１８０は、系統１０から第１のコンバータ１００を経てＤＣ配電網２０へ伝達された電力を提供されて充電されうる。また、バッテリ１８０は、少なくとも一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。
【００５６】
そして、バッテリ１８０は、第３のコンバータ２５０によって放電が制御されうるし、後述する上位制御機から放電指令を提供されて放電作業を行うこともできる。
【００５７】
負荷２３０は、第２のコンバータ２００に連結されて、第２のコンバータ２００によって電圧（すなわち、電力）が制御されうる。
【００５８】
また、負荷２３０は例えば、ＡＣ負荷であってもよい。
【００５９】
もちろん、負荷２３０は、ＤＣ負荷であってもよく、この場合、第２のコンバータ２００と第３のコンバータ２５０は、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。ただし、説明の便宜のため本発明の実施形態では、負荷２３０がＡＣ負荷であることを例に挙げて説明する。
【００６０】
参考までに、図面には示されていないが、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵システム１には、通信部（未図示）と上位制御機（未図示）がさらに含まれうる。
【００６１】
通信部は、第１のコンバータ１００から系統１０情報（例えば、系統事故の発生有無等）、第２のコンバータ２００から負荷２３０の消耗電力情報等を受信することができる。
【００６２】
また、通信部は、第１〜第３のコンバータ１００、２００、２５０から提供された情報を、状況に応じて上位制御機（未図示）及び第１〜第３のコンバータ１００、２００、２５０のうち少なくとも一つに送信することもできる。
【００６３】
かかる通信部は、高速通信に基づいて（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））具現することができ、第１〜第３のコンバータ１００、２００、２５０及び上位制御機と有線又は無線方式で通信することができる。
【００６４】
もちろん、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵システム１は、通信部を含んでいなくてもよい。すなわち、別途通信部なしに第１〜第３のコンバータ１００、２００、２５０と上位制御機が互いに直接通信することもできる。
【００６５】
また、上位制御機は例えば、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）又はＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、エネルギー貯蔵システム１のあらゆるシーケンス動作をコントロールして、それぞれの状況に応じて各構成要素に指令を下して動作を行わせることもできる。
【００６６】
次いで、図３を参照して、バッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【００６７】
具体的には、本発明の一実施形態によるエネルギー貯蔵システム１において、バッテリ１８０は、ＤＣ配電網２０から直接に電圧を提供されて充電されうる。
【００６８】
より具体的には、系統１０から第１のコンバータ１００へ供給されたＡＣ電圧は、第１のコンバータ１００によってＤＣ電圧に変換されてＤＣ配電網２０へ伝達され、ＤＣ配電網２０へ伝達された電圧は、別途コンバータを経ずに直接バッテリ１８０へ伝達されうる。
【００６９】
すなわち、エネルギー貯蔵システム１は、従来のエネルギー貯蔵システムと違って、バッテリ用コンバータ（すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータであって、ＤＣ配電網２０とバッテリ１８０との間に備えられるコンバータ）を含まないところ、ＤＣ配電網２０からバッテリ１８０へ伝達される電力の変換効率の改善及びバッテリ用コンバータの未設置によるコスト節減が可能である。
【００７０】
一方、バッテリ１８０の放電による電力流れの経路は、二つに分けられる。
【００７１】
すなわち、バッテリ１８０から放電された電圧は、ＤＣ配電網２０及び第２のコンバータ２００を介して負荷２３０へ伝達されうるし、第３のコンバータ２５０を介して負荷２３０へ直接伝達されうる。これによって、負荷２３０に普段の必要電力量以上の電力が求められる場合（すなわち、過負荷状態）も、バッテリ１８０の放電経路が一側に偏らないところ、各々のコンバータに印可される過負荷を軽減することができる。
【００７２】
また、第２のコンバータ２００及び第３のコンバータ２５０のいずれかが故障した場合、残りコンバータを介してバッテリ１８０の電力を負荷２３０へ伝達することができる。そして、系統１０に問題が生じた場合、第２及び第３のコンバータ２００、２５０を介してバッテリ１８０の電力を無瞬断状態で負荷２３０に供給することもできるところ、負荷２３０に対する電力供給の信頼性を高めることができる。
【００７３】
以下では、図４及び図５を参照して、本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム２について説明する。
【００７４】
図４は、本発明の他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５は、図４のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図である。
【００７５】
参考までに、本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム２は、前述したエネルギー貯蔵システム１と一部の構成及び効果を除いては同様であるところ、相違点を中心に説明する。また、図４及び図５に示された図面符号は、図４及び図５でのみ適用されることにする。
【００７６】
先ず、図４を参照すれば、エネルギー貯蔵システム２は、第１のコンバータ１００、バッテリ１８０、第２のコンバータ２００、負荷２３０、第３のコンバータ２５０、第４のコンバータ２７０、とを含んでいてもよい。
【００７７】
すなわち、エネルギー貯蔵システム２は、前述したエネルギー貯蔵システム１より第４のコンバータ２７０をさらに含んでいてもよい。
【００７８】
ここで、第４のコンバータ２７０は、バッテリ１８０と系統１０との間に連結されて、バッテリ１８０の充放電を制御することができる。
【００７９】
具体的には、第４のコンバータ２７０は、系統１０から提供されたＡＣ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ＡＣ電圧に変換して系統１０に提供することができる。
【００８０】
これによって、第４のコンバータ２７０は、ＡＣ-ＤＣコンバータであってもよい。
【００８１】
また、第４のコンバータ２７０は、前述した通信部又は上位制御機と有線又は無線方式で通信することができ、バッテリ１８０の電力を制御するために電力制御モードで駆動されうる。
【００８２】
次いで、図５を参照して、バッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【００８３】
具体的には、本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム２では、バッテリ１８０の充電による電力流れの経路が二つに分けられる。
【００８４】
すなわち、バッテリ１８０は、ＤＣ配電網２０から直接に電圧を提供されて充電されうるし、第４のコンバータ２７０を介して電圧を提供されて充電されうる。
【００８５】
このとき、第４のコンバータ２７０による充電経路をバッテリ１８０の基本充電経路に設定し、ＤＣ配電網２０による充電経路をバッテリ１８０の補助充電経路に設定することができる。もちろん、その逆の場合も可能である。
【００８６】
また、バッテリ１８０に追加充電が必要である場合、ＤＣ配電網２０に負担を与えないように、第４のコンバータ２７０を介してのみバッテリ１８０が充電されうる。
【００８７】
また、本発明の他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム２では、バッテリ１８０の放電による電力流れの経路が三つに分けられる。
【００８８】
具体的には、バッテリ１８０から放電された電圧は、ＤＣ配電網２０及び第２のコンバータ２００を介して負荷２３０へ伝達されうるし、第３のコンバータ２５０を介して負荷２３０へ伝達されうる。これによって、負荷２３０に普段の必要電力量以上の電力が求められる場合（すなわち、過負荷状態）も、バッテリ１８０の放電経路が一側に偏らないところ、各々のコンバータに印可される過負荷を軽減することができる。
【００８９】
また、第２のコンバータ２００及び第３のコンバータ２５０のいずれかが故障した場合、残りコンバータを介してバッテリ１８０の電力を負荷２３０へ伝達することができる。そして、必要な場合（例えば、系統１０に問題が生じた場合）、第４のコンバータ２７０を介してバッテリ１８０を放電させることで、放電された電圧を系統１０に提供することもできる。もちろん、第４のコンバータ２７０によってバッテリ１８０から放電された電圧は、第４のコンバータ２７０、第１のコンバータ１００、第２のコンバータ２００を順次に経て負荷２３０に提供されうる。のみならず、系統１０に問題が生じた場合、第２及び第３のコンバータ２００、２５０を介してバッテリ１８０の電力を無瞬断状態で負荷２３０に供給することもできるところ、負荷２３０に対する電力供給の信頼性を高めることができる。
【００９０】
以下では、図６〜図８を参照して、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム２について説明する。
【００９１】
図６は、本発明のさらに他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７及び図８は、図６のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図である。
【００９２】
参考までに、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム３は、前述したエネルギー貯蔵システム２と一部の構成及び効果を除いては同様であるところ、相違点を中心に説明する。また、図６〜図８に示された図面符号は、図６〜図８でのみ適用されることにする。
【００９３】
先ず、図６を参照すれば、エネルギー貯蔵システム３は、第１のコンバータ１００、バッテリ１８０、第２のコンバータ２００、負荷２３０、第３のコンバータ２５０、第４のコンバータ２７０、補助系統３０、切換スイッチ２９０、とを含んでいてもよい。
【００９４】
すなわち、エネルギー貯蔵システム３は、前述したエネルギー貯蔵システム２より補助系統３０と切換スイッチ２９０をさらに含んでいてもよい。
【００９５】
もちろん、エネルギー貯蔵システム３は、補助系統３０を含んでいなくてもよいが、本発明のさらに他の実施形態では、エネルギー貯蔵システム３が補助系統３０を含むことを例に挙げて説明する。
【００９６】
補助系統３０は、負荷２３０に連結されうる。
【００９７】
具体的には、補助系統３０は例えば、発電所、変電所、送電線等を含んでいてもよく、負荷２３０に電力を供給することができる。
【００９８】
また、補助系統３０は、前述した系統１０のように、常時に駆動されうるが、非常時（例えば、系統１０に問題が生じた場合）にだけ駆動されるように設定されてもよい。ただし、本発明のさらに他の実施形態では、補助系統３０が非常時にだけ駆動されることを例に挙げて説明する。
【００９９】
一方、切換スイッチ２９０は、第４のコンバータ２７０を、系統１０と第１のコンバータ１００との間の第１ノード（Ｎ１）又は補助系統３０と負荷２３０との間の第２ノード（Ｎ２）に選択的に連結することができる。
【０１００】
具体的には、切換スイッチ２９０の一端は、第４のコンバータ２７０に連結され、切換スイッチ２９０の他端は、第１及び第２ノード（Ｎ１、Ｎ２）のいずれかに選択的に連結されてもよい。すなわち、切換スイッチ２９０は、系統１０が正常駆動される場合、第１ノード（Ｎ１）に連結され、系統１０に問題が生じた場合、第２ノード（Ｎ２）に連結されてもよい。
【０１０１】
参考までに、補助系統３０と切換スイッチ２９０は、前述した通信部又は上位制御機と無線又は有線方式で通信することもできる。
【０１０２】
次いで、図７を参照して、系統１０が正常駆動されるときのバッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【０１０３】
具体的には、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム３と前述したエネルギー貯蔵システム２は、系統１０が正常駆動されるときのバッテリ１８０の充放電による電力流れが同様であってもよい。
【０１０４】
これは、系統１０が正常駆動される場合、切換スイッチ２９０によって系統１０と第４のコンバータ２７０が連結されるからである。
【０１０５】
一方、図８を参照して、系統１０に問題が生じたときのバッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【０１０６】
具体的には、第４のコンバータ２７０が第１ノード（Ｎ１）に連結された状態で系統１０に問題が生じた場合、切換スイッチ２９０の切換動作によって第４のコンバータ２７０は、第２ノード（Ｎ２）に連結されてもよい。
【０１０７】
これによって、ＤＣ配電網２０にも問題が生じて、バッテリ１８０の放電電力がＤＣ配電網２０を介して負荷２３０へ伝達されない状況であっても、バッテリ１８０の放電電力は、第４のコンバータ２７０及び第３のコンバータ２５０を介して無瞬断状態で負荷２３０へ伝達されうるところ、負荷２３０に対する電力供給の信頼性を高めることができる。
【０１０８】
さらに、負荷２３０に普段の必要電力量以上の電力が求められる場合（すなわち、過負荷状態）も、バッテリ１８０の放電経路を第３のコンバータ２５０及び第４のコンバータ２７０が分担することで、各々のコンバータに印可される過負荷を軽減することができる。
【０１０９】
前述したように、本発明の幾つの実施形態１〜３によれば、様々なコンバータ（例えば、第３のコンバータ２５０、第４のコンバータ２７０）を介してバッテリ１８０の充放電を効率よく行うことで、放電時、コンバータに印可される過負荷を軽減することができる。また、バッテリ用コンバータ（すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ）の未設置により、コスト節減及び電力変換効率の改善が可能である。さらに、バッテリ１８０に連結された一部のコンバータが故障した場合も、残りコンバータを介してバッテリ１８０と負荷２３０を連結する電力供給の経路を確保することができるところ、エネルギー貯蔵システムの信頼性を確保することができる。
【０１１０】
以下では、図９及び図１０を参照して、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム４について説明する。
【０１１１】
図９は、本発明のさらに他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１０は、図９のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図である。
【０１１２】
参考までに、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム４は、前述したエネルギー貯蔵システム１とバッテリ用コンバータ（すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータであって、ＤＣ配電網２０とバッテリ１８０との間に備えられるコンバータ）の有無を除いては同様であるところ、相違点を中心に説明する。また、図９及び図１０に示された図面符号は、図９及び図１０でのみ適用されることにする。
【０１１３】
先ず、図９を参照すれば、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム４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、負荷２３０、第４のコンバータ２５０、とを含んでいてもよい。
【０１１４】
参考までに、図９のエネルギー貯蔵システム４に含まれた第１のコンバータ１００、バッテリ１８０、第３のコンバータ２００、負荷２３０、第４のコンバータ２５０は、それぞれ図１のコンバータ、バッテリ、第２のコンバータ、負荷、第３のコンバータと同様であってもよい。
【０１１５】
ただし、図９の第２のコンバータ１５０の機能及び連結関係等が図１には示されていないところ、このような相違点を中心に図９のエネルギー貯蔵システム４について説明する。
【０１１６】
第１のコンバータ１００は、系統１０事故の発生を感知して、感知結果を第２のコンバータ１５０に提供することができ、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ配電網２０に連結されて、バッテリ１８０の充放電を制御することができる。
【０１１７】
具体的には、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。
【０１１８】
これによって、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【０１１９】
ここで、ＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換するという意味は、ＤＣ電圧を他のレベルのＤＣ電圧に昇圧するか減圧することを意味し得る。
【０１２０】
また、第２のコンバータ１５０は、系統１０が正常運転時、バッテリ１８０の電力を制御するために電力制御モードで駆動されうる。
【０１２１】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、系統１０が正常駆動中であるとき、バッテリ１８０のＳＯＣと系統１０の電力需給状況に基づいてバッテリ１８０の充放電を行うことができる。すなわち、第２のコンバータ１５０は例えば、最大負荷時間（負荷の電力消費量が最大であるとき）にはバッテリ１８０を放電させ、最小負荷時間（負荷の電力消費量が最小であるとき）にはバッテリ１８０を充電させることで、ピーク低減機能を行うことができる。
【０１２２】
他方、系統１０に事故が発生した場合、第１のコンバータ１００は、駆動が中断されるところ、第２のコンバータ１５０がＤＣ配電網２０の電圧を制御することができる。
【０１２３】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、系統１０に事故が発生した場合、第１のコンバータ１００から系統事故の感知結果を提供されるか、ＤＣ配電網２０の電圧変化率（すなわち、時間によるＤＣ電圧変化率）を感知することで、系統１０に事故が発生したか否かを把握することができる。
【０１２４】
また、第２のコンバータ１５０は、系統事故の感知結果に基づいて、ＤＣ配電網２０の電圧を制御することができる。
【０１２５】
すなわち、系統１０事故の際、第２のコンバータ１５０がＤＣ配電網２０の電圧を制御するところ、直ちに（すなわち、無瞬断状態で）バッテリ１８０の電力を負荷２３０に供給することができる。
【０１２６】
バッテリ１８０は、第２のコンバータ１５０に連結されて、第２のコンバータ１５０によって充放電が制御され、第４のコンバータ２５０によって放電が制御されてもよい。
【０１２７】
また、バッテリ１８０は、少なくとも一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。
【０１２８】
参考までに、図面には示されていないが、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム４には、通信部（未図示）と上位制御機（未図示）がさらに含まれてもよい。
【０１２９】
通信部は、第１のコンバータ１００から系統１０情報（例えば、系統事故の発生有無等）、第２のコンバータ１５０からバッテリ１８０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）情報又はＤＣ配電網２０の電圧変化率情報、第３のコンバータ２００から負荷２３０の消耗電力情報等を受信することができる。
【０１３０】
また、通信部は、第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０から提供された情報を、状況に応じて上位制御機（未図示）及び第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０のうち少なくとも一つに送信することもできる。
【０１３１】
かかる通信部は、高速通信に基づいて（例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ））具現することができ、第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０及び上位制御機と有線又は無線方式で通信することができる。
【０１３２】
もちろん、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム４は、通信部を含んでいなくてもよい。すなわち、別途通信部なしに第１〜第４のコンバータ１００、１５０、２００、２５０と上位制御機が互いに直接通信することもできる。
【０１３３】
次いで、図１０を参照して、バッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【０１３４】
具体的には、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム４において、バッテリ１８０は、第２のコンバータ１５０からＤＣ配電網２０の電圧を提供されて充電されうる。他方、バッテリ１８０の放電による電力流れの経路は、二つに分けられる。
【０１３５】
すなわち、第２のコンバータ１５０によってバッテリ１８０から放電された電圧は、ＤＣ配電網２０を介して負荷２３０へ伝達され、第４のコンバータ２５０によってバッテリ１８０から放電された電圧は、負荷２３０へ直接伝達されうる。これによって、負荷２３０に普段の必要電力量以上の電力が求められる場合（すなわち、過負荷状態）も、バッテリ１８０の放電経路を第２のコンバータ１５０及び第４のコンバータ２５０が分担することで、各々のコンバータに印可される過負荷を軽減することができる。
【０１３６】
また、第２のコンバータ１５０及び第４のコンバータ２５０のいずれかが故障した場合、残りコンバータを介してバッテリ１８０の電力を負荷２３０へ伝達することができる。そして、系統１０に問題が生じた場合、第２及び第４のコンバータ１５０、２５０を介してバッテリ１８０の電力を無瞬断状態で負荷２３０に供給することもできるところ、負荷２３０に対する電力供給の信頼性を高めることができる。
【０１３７】
以下では、図１１及び図１２を参照して、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム５について説明する。
【０１３８】
図１１は、本発明のさらに他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１２は、図１１のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図である。
【０１３９】
参考までに、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム５は、前述したエネルギー貯蔵システム４と一部の構成及び効果を除いては同様であるところ、相違点を中心に説明する。また、図１１及び図１２に示された図面符号は、図１１及び図１２でのみ適用されることにする。
【０１４０】
先ず、図１１を参照すれば、エネルギー貯蔵システム５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、負荷２３０、第４のコンバータ２５０、第５のコンバータ２７０、とを含んでいてもよい。
【０１４１】
すなわち、エネルギー貯蔵システム５は、前述したエネルギー貯蔵システム４より第５のコンバータ２７０をさらに含んでいてもよい。
【０１４２】
ここで、第５のコンバータ２７０は、バッテリ１８０と系統１０との間に連結されて、バッテリ１８０の充放電を制御することができる。
【０１４３】
具体的には、第５のコンバータ２７０は、系統１０から提供されたＡＣ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ＡＣ電圧に変換して系統１０に提供することができる。
【０１４４】
これによって、第５のコンバータ２７０は、ＡＣ-ＤＣコンバータであってもよい。
【０１４５】
また、第５のコンバータ２７０は、前述した通信部又は上位制御機と有線又は無線方式で通信することができ、バッテリ１８０の電力を制御するために電力制御モードで駆動されうる。
【０１４６】
次いで、図１２を参照して、バッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【０１４７】
具体的には、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム５では、バッテリ１８０の充電による電力流れの経路が二つに分けられる。
【０１４８】
すなわち、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ配電網２０から提供された電圧を変換してバッテリ１８０に充電させ、第５のコンバータ２７０は、系統１０から提供された電圧を変換してバッテリ１８０に充電させることができる。
【０１４９】
このとき、第５のコンバータ２７０による充電経路をバッテリ１８０の基本充電経路に設定し、第２のコンバータ１５０による充電経路をバッテリ１８０の補助充電経路に設定することができる。もちろん、その逆の場合も可能である。
【０１５０】
また、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム５では、バッテリ１８０の放電による電力流れの経路が三つに分けられる。
【０１５１】
具体的には、第２のコンバータ１５０によってバッテリ１８０から放電された電圧は、ＤＣ配電網２０を介して負荷２３０へ伝達され、第４のコンバータ２５０によってバッテリ１８０から放電された電圧は、負荷２３０へ直接伝達されうる。これによって、負荷２３０に普段の必要電力量以上の電力が求められる場合（すなわち、過負荷状態）も、バッテリ１８０の放電経路を第２のコンバータ１５０及び第４のコンバータ２５０が分担することで、各々のコンバータに印可される過負荷を軽減することができる。
【０１５２】
また、第２のコンバータ１５０及び第４のコンバータ２５０のいずれかが故障した場合、残りコンバータを介してバッテリ１８０の電力を負荷２３０へ伝達することができる。そして、必要な場合（例えば、系統１０に問題が生じた場合）、第５のコンバータ２７０を介してバッテリ１８０を放電させることで、放電した電圧を系統１０に提供することもできる。もちろん、第５のコンバータ２７０によってバッテリ１８０から放電された電圧は、第５のコンバータ２７０、第１のコンバータ１００、第３のコンバータ２００を順次に経て負荷２３０へ提供されてもよい。のみならず、系統１０に問題が生じた場合、第２及び第４のコンバータ１５０、２５０を介してバッテリ１８０の電力を無瞬断状態で負荷２３０に供給することもできるところ、負荷２３０に対する電力供給の信頼性を高めることができる。
【０１５３】
以下では、図１３〜図１５を参照して、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム６について説明する。
【０１５４】
図１３は、本発明のさらに他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１４及び図１５は、図１３のバッテリ充放電による電力流れを説明する概略図である。
【０１５５】
参考までに、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム６は、前述したエネルギー貯蔵システム５と一部の構成及び効果を除いては同様であるところ、相違点を中心に説明する。また、図１３〜図１５に示された図面符号は、図１３〜図１５でのみ適用されることにする。
【０１５６】
先ず、図１３を参照すれば、エネルギー貯蔵システム６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、負荷２３０、第４のコンバータ２５０、第５のコンバータ２７０、補助系統３０、切換スイッチ２９０、とを含んでいてもよい。
【０１５７】
すなわち、エネルギー貯蔵システム６は、前述したエネルギー貯蔵システム５より補助系統３０と切換スイッチ２９０をさらに含んでいてもよい。
【０１５８】
もちろん、エネルギー貯蔵システム６は、補助系統３０を含んでいなくてもよいが、本発明のさらに他の実施形態では、エネルギー貯蔵システム６が補助系統３０を含むことを例に挙げて説明する。
【０１５９】
補助系統３０は、負荷２３０に連結されてもよい。
【０１６０】
具体的には、補助系統３０は例えば、発電所、変電所、送電線等を含んでいてもよく、負荷２３０に電力を供給することができる。
【０１６１】
また、補助系統３０は、前述した系統１０のように常時に駆動されうるが、非常時（例えば、系統１０に問題が生じた場合）にだけ駆動されるように設定されてもよい。ただし、本発明のさらに他の実施形態では、補助系統３０が非常時にだけ駆動されることを例に挙げて説明する。
【０１６２】
一方、切換スイッチ２９０は、第５のコンバータ２７０を、系統１０と第１コンバータ１００との間の第１ノード（Ｎ１）又は補助系統３０と負荷２３０との間の第２ノード（Ｎ２）に選択的に連結することができる。
【０１６３】
具体的には、切換スイッチ２９０の一端は、第５のコンバータ２７０に連結され、切換スイッチ２９０の他端は、第１及び第２ノード（Ｎ１、Ｎ２）のいずれかに選択的に連結されてもよい。すなわち、切換スイッチ２９０は、系統１０が正常駆動される場合、第１ノード（Ｎ１）に連結され、系統１０に問題が生じた場合、第２ノード（Ｎ２）に連結されてもよい。
【０１６４】
参考までに、補助系統３０と切換スイッチ２９０は、前述した通信部又は上位制御機と無線又は有線方式で通信することもできる。
【０１６５】
次いで、図１４を参照して、系統１０が正常駆動されるときのバッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【０１６６】
具体的には、本発明のさらに他の実施形態によるエネルギー貯蔵システム６は、前述したエネルギー貯蔵システム５と系統１０が正常駆動されるときのバッテリ１８０の充放電による電力流れが同様であってもよい。
【０１６７】
これは、系統１０が正常駆動される場合、切換スイッチ２９０によって系統１０と第５のコンバータ２７０が連結されるからである。
【０１６８】
他方、図１５を参照して、系統１０に問題が生じたときのバッテリ１８０の充放電による電力流れを考察すれば、次のとおりである。
【０１６９】
具体的には、第５のコンバータ２７０が第１ノード（Ｎ１）に連結された状態で系統１０に問題が生じた場合、切換スイッチ２９０の切換動作によって第５のコンバータ２７０は、第２ノード（Ｎ２）に連結されてもよい。
【０１７０】
これによって、第２のコンバータ１５０にも問題が生じて、バッテリ１８０の放電電力が第２のコンバータ１５０を介して負荷２３０へ伝達されない状況であっても、バッテリ１８０の放電電力は、第５のコンバータ２７０及び第４のコンバータ２５０を介して無瞬断状態で負荷２３０へ伝達することができるところ、負荷２３０に対する電力供給の信頼性を高めることができる。
【０１７１】
さらに、負荷２３０に普段の必要電力量以上の電力が求められる場合（すなわち、過負荷状態）も、バッテリ１８０の放電経路を第４のコンバータ２５０及び第５のコンバータ２７０が分担することで、各々のコンバータに印可される過負荷を軽減することができる。
【０１７２】
前述したように、本発明の幾つの実施形態４〜６によれば、様々なコンバータ（例えば、第２のコンバータ１５０、第４のコンバータ２５０、第５のコンバータ２７０）を介してバッテリ１８０の充放電を効率よく行うことで、放電時、コンバータに印可される過負荷を軽減することができる。さらに、バッテリ１８０に連結された一部のコンバータが故障した場合も、残りコンバータを介してバッテリ１８０と負荷２３０を連結する電力供給の経路を確保することができるところ、エネルギー貯蔵システムの信頼性を確保することができる。
【０１７３】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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