(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、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力が制御される非常用発電機、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１負荷とを含む。
2020530252.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；
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力が制御される非常用発電機；
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１負荷とを含む、
エネルギー貯蔵システム。
【請求項２】
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、前記非常用発電機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４のコンバータは、前記第１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１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項３】
前記系統に事故が発生した場合、
前記第１のコンバータは、前記系統事故を感知し、前記感知結果を前記第２のコンバータに提供して、駆動が中断し、
前記第２のコンバータは、前記第１のコンバータから提供された前記感知結果に基づいて、前記ＤＣ配電網の電圧を制御する、
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ＤＣ配電網と前記第３のコンバータとの連結を選択的に開閉する第１の遮断器；及び、
前記第３のコンバータと前記非常用発電機との連結を選択的に開閉する第２の遮断器をさらに含む、
請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項５】
前記系統に事故が発生した場合、
前記第１のコンバータは、前記系統事故発生を感知し、前記感知結果を前記第２のコンバータと前記第１及び第２の遮断器に提供して、駆動が中断し、
前記第２のコンバータは、前記第１のコンバータから提供された前記感知結果に基づいて、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し、
前記第１の遮断器は、前記第１のコンバータから提供された前記感知結果に基づいて、前記ＤＣ配電網と前記第３のコンバータとを連結させ、
前記第２の遮断器は、前記第１のコンバータから提供された前記感知結果に基づいて、前記第３のコンバータと前記非常用発電機とを連結させ、
前記第１の遮断器を介して前記ＤＣ配電網と連結された前記第３のコンバータは、前記第２の遮断器を介して連結された前記非常用発電機を駆動させる、
請求項４に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項６】
前記第３のコンバータは、
前記非常用発電機が駆動された場合、前記非常用発電機の定格状態を確認して、
前記非常用発電機が前記定格状態で駆動される場合、電力制御モードで駆動されて、前記非常用発電機の電力を前記第１負荷に供給する、
請求項５に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項７】
前記非常用発電機は、前記系統又は前記ＤＣ配電網との同期化作業なしにＣＶＣＦモードで駆動されて、前記第１負荷へ電力を提供する、
請求項５に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項８】
前記系統に事故が発生した場合、
前記第１のコンバータは、駆動が中断し、
前記第２のコンバータは、前記ＤＣ配電網のＤＣ電圧変化率に基づいて、前記系統事故発生を感知し、前記感知結果を前記第１及び第２の遮断器に提供して、前記感知結果に基づいて、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し、
前記第１の遮断器は、前記第２のコンバータから提供された前記感知結果に基づいて、前記ＤＣ配電網と前記第３のコンバータとを連結させ、
前記第２の遮断器は、前記第２のコンバータから提供された前記感知結果に基づいて、前記第３のコンバータと前記非常用発電機とを連結させ、
前記第１の遮断器を介して前記ＤＣ配電網と連結された前記第３のコンバータは、前記第２の遮断器を介して連結された前記非常用発電機を駆動させる、
請求項４に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項９】
前記第３のコンバータは、
前記非常用発電機が駆動された場合、前記非常用発電機の定格状態を確認して、
前記非常用発電機が前記定格状態で駆動される場合、電力制御モードで駆動されて、前記非常用発電機の電力を前記第１負荷に供給する、
請求項８に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１０】
前記系統に事故が発生していない場合、
前記第１の遮断器は、前記ＤＣ配電網と前記第３のコンバータとの連結を遮断し、
前記第２の遮断器は、前記第３のコンバータと前記非常用発電機との連結を遮断する、
請求項４に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１１】
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、前記非常用発電機から提供されたＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換して前記ＤＣ配電網に提供し、
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１負荷に提供する、
請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１２】
前記ＤＣ配電網に連結された第５のコンバータ；及び、
前記第５のコンバータに連結され、前記第５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１１に記載のエネルギー貯蔵システム。
【請求項１３】
前記第５のコンバータは、
前記第２負荷の電圧を制御するためにＣＶＣＦモードで駆動され、
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２負荷に提供する、
請求項１２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、無瞬断電源供給が可能であり、別途同期化作業なしに非常用発電機と連携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且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、圧縮空気の貯蔵、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】
さらに、エネルギー貯蔵システムは、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）構造及び非常用発電機能を行うディーゼル発電機を備えることで、系統の停電時にも無瞬断電源供給が可能になった。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
従来のエネルギー貯蔵システムは、図１に示したように、系統１０の停電に備えるために、高価の切替スイッチ４０を介して連結された非常用発電機３０を含む。
【００１０】
参考に、切替スイッチ４０は例えば、ＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｗｉｔｃｈ）又はＳＴＳ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ）であってもよく、非常用発電機３０は例えば、ディーゼル発電機であってもよい。
【００１１】
従来のエネルギー貯蔵システムでは、非常用発電機３０が系統１０、すなわち、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）端に切替スイッチ４０を介して連結されているところ、系統１０の停電時、非常用発電機３０の切り替え作業のため、前述した高価の切替スイッチ４０のみならず、系統１０又はエネルギー貯蔵システム（すなわち、ＵＰＳ構造）との同期化装置及びアルゴリズム等が必要であるという問題があった。
【００１２】
それだけでなく、非常用発電機３０の切り替えのためのアルゴリズム及び停電が長くなる場合、負荷２３０、２８０の安定した運転のため大容量のバッテリ１８０が必要であるという問題もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、無瞬断電源供給が可能であり、系統の停電時、別途同期化作業なしに非常用発電機と連携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】
【００１４】
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、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力が制御される非常用発電機、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１負荷とを含む。
【００１５】
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、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、非常用発電機の電力を制御するために電力制御モードで駆動され、第４のコンバータは、第１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。
【００１６】
前記系統に事故が発生した場合、第１のコンバータは、系統事故を感知し、感知結果を第２のコンバータに提供して、駆動が中断し、第２のコンバータは、第１のコンバータから提供された感知結果に基づいて、ＤＣ配電網の電圧を制御する。
【００１７】
前記ＤＣ配電網と第３のコンバータとの連結を選択的に開閉する第１の遮断器、及び第３のコンバータと非常用発電機との連結を選択的に開閉する第２の遮断器をさらに含む。
【００１８】
前記系統に事故が発生した場合、第１のコンバータは、系統事故の発生を感知し、感知結果を第２のコンバータと第１及び第２の遮断器に提供して、駆動が中断し、第２のコンバータは、第１のコンバータから提供された感知結果に基づいて、バッテリの電力を第１負荷に無瞬断状態で供給し、第１の遮断器は、第１のコンバータから提供された感知結果に基づいて、ＤＣ配電網と第３のコンバータを連結させ、第２の遮断器は、第１のコンバータから提供された感知結果に基づいて、第３のコンバータと非常用発電機を連結させ、第１の遮断器を介してＤＣ配電網と連結された第３のコンバータは、第２の遮断器を介して連結された非常用発電機を駆動させる。
【００１９】
前記第３のコンバータは、非常用発電機が駆動された場合、非常用発電機の定格状態を確認して、非常用発電機が定格状態で駆動される場合、電力制御モードで駆動されて、非常用発電機の電力を第１負荷に供給する。
【００２０】
前記非常用発電機は、系統又はＤＣ配電網との同期化作業なしにＣＶＣモードで駆動されて、第１負荷へ電力を提供する。
【００２１】
前記系統に事故が発生した場合、第１のコンバータは、駆動が中断し、第２のコンバータは、ＤＣ配電網のＤＣ電圧変化率に基づいて、系統事故の発生を感知し、感知結果を第１及び第２の遮断器に提供し、感知結果に基づいて、バッテリの電力を第１負荷に無瞬断状態で供給し、第１の遮断器は、第２のコンバータから提供された感知結果に基づいて、ＤＣ配電網と第３のコンバータとを連結させ、第２の遮断器は、第２のコンバータから提供された感知結果に基づいて、第３のコンバータと非常用発電機とを連結させ、第１の遮断器を介してＤＣ配電網と連結された第３のコンバータは、第２の遮断器を介して連結された非常用発電機を駆動させる。
【００２２】
前記第３のコンバータは、非常用発電機が駆動された場合、非常用発電機の定格状態を確認して、非常用発電機が定格状態で駆動される場合、電力制御モードで駆動されて、非常用発電機の電力を第１負荷に供給する。
【００２３】
前記系統に事故が発生していない場合、第１の遮断器は、ＤＣ配電網と第３のコンバータとの連結を遮断し、第２の遮断器は、第３のコンバータと非常用発電機との連結を遮断する。
【００２４】
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、非常用発電機から提供されたＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網に提供し、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電圧に変換して第１負荷に提供する。
【００２５】
前記ＤＣ配電網に連結された第５のコンバータ、及び第５のコンバータに連結され、第５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。
【００２６】
前記第５のコンバータは、第２負荷の電圧を制御するためにＣＶＣモードで駆動され、ＤＣ配電網から提供されたＤＣ電圧をＤＣ電圧に変換して第２負荷に提供する。
【発明の効果】
【００２７】
前述したように、本発明によれば、系統の停電時、無瞬断電源供給が可能であり、別途同期化作業なしに非常用発電機と連携可能であるところ、高価の非常切替スイッチ及び系統との同期化アルゴリズム等が不要である長所がある。さらに、大容量のバッテリを備える必要がなく、費用節減が可能であるという長所もある。
【００２８】
上述した効果と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】
【００２９】
【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】系統が正常運転の状態であるとき、図２のエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れを説明する概略図。
【図４】系統に事故が発生したとき、図２のエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れを説明する概略図。
【図５】系統に事故が発生したとき、図２のエネルギー貯蔵システムの駆動方法の一例を説明する手順図。
【図６】系統に事故が発生したとき、図２のエネルギー貯蔵システムの駆動方法の他の例を説明する手順図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
以下では、図２〜図６を参照して、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。
【００３２】
図２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３は、系統が正常運転の状態であるとき、図２のエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れを説明する概略図である。図４は、系統に事故が発生したとき、図２のエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れを説明する概略図である。図５は、系統に事故が発生したとき、図２のエネルギー貯蔵システムの駆動方法の一例を説明する手順図である。図６は、系統に事故が発生したとき、図２のエネルギー貯蔵システムの駆動方法の他の例を説明する手順図である。
【００３３】
先ず、図２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２０（すなわち、ＤＣ系統）の電力を管理することができる。
【００３４】
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１９０、非常用発電機３０、第４のコンバータ２００、第１負荷２３０、第５のコンバータ２５０、第２負荷２８０とを含んでいてもよい。
【００３５】
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のほか、追加負荷をさらに含むか、第１負荷２３０又は第２負荷２８０のうちいずれか負荷のみを含んでいてもよい。
【００３６】
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、第１負荷２３０及び第２負荷２８０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、エネルギー源を利用し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）のうち一つ以上を利用して電力を生産することができる。
【００３７】
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１９０、非常用発電機３０、第４のコンバータ２００、第１負荷２３０、第５のコンバータ２５０、第２負荷２８０とを含むことを例に挙げて説明する。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、第１のコンバータ１００は、系統１０が正常運転であるとき、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てもよい。
【００４２】
参考に、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。
【００４３】
また、第１のコンバータ１００は、系統１０事故発生を感知し、感知結果を第２のコンバータ１５０と第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供することができる。
【００４４】
これに関する詳しい内容は、後述する。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
また、第２のコンバータ１５０は、系統１０が正常運転であるとき、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てもよい。
【００５０】
参考に、系統１０に事故が発生した場合、第１のコンバータ１００は、駆動が中断するところ、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
すなわち、系統１０事故時、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の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも一つ以上に供給することができる。
【００５４】
第３のコンバータ１９０は、ＤＣ配電網２０に連結されて、非常用発電機３０の電力を制御することができる。
【００５５】
具体的には、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０から提供されたＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換してＤＣ配電網２０に提供することができる。
【００５６】
これにより、第３のコンバータ１００は、ＡＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【００５７】
もちろん、非常用発電機３０がＤＣ電圧を提供する場合、第３のコンバータ１９０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では、第３のコンバータ１９０がＡＣ−ＤＣコンバータであることを例に挙げて説明する。
【００５８】
また、第３のコンバータ１９０は、系統１０が正常運転であるとき、待機状態又は駆動停止状態であってもよい。
【００５９】
一方、系統１０に事故が発生した場合、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０の電力を制御するために電力制御モードで駆動されてもよい。
【００６０】
より具体的には、系統１０に事故が発生した場合、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０の定格状態を確認し、非常用発電機３０が定格状態で駆動されることが確認されると、電力制御モードで駆動されて、非常用発電機３０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０のうち少なくとも一つに供給することができる。
【００６１】
また、第３のコンバータ１９０の両端には、第１の遮断器１９２及び第２の遮断器１９４を備えることができる。
【００６２】
ここで、第１の遮断器１９２は、ＤＣ配電網２０と第３のコンバータ１９０との連結を選択的に開閉することができ、第２の遮断器１９４は、第３のコンバータ１９０と非常用発電機３０との連結を選択的に開閉することができる。
【００６３】
具体的には、系統１０が正常運転中であるとき、すなわち、系統１０に事故が発生していない場合、第１の遮断器１９２は、ＤＣ配電網２０と第３のコンバータ１９０との連結を遮断し、第２の遮断器１９４は、第３のコンバータ１９０と非常用発電機３０との連結を遮断することができる。
【００６４】
一方、系統１０に事故が発生した場合、第１の遮断器１９２は、第１のコンバータ１００又は第２のコンバータ１５０から系統事故の感知結果を提供され、提供された感知結果に基づいて、ＤＣ配電網２０と第３のコンバータ１９０を連結させることができる。もちろん、第２の遮断器１９４も第１のコンバータ１００又は第２のコンバータ１５０から系統事故の感知結果を提供され、提供された感知結果に基づいて、第３のコンバータ１９０と非常用発電機３０を連結させることができる。
【００６５】
また、第１の遮断器１９２と第２の遮断器１９４の開閉動作は、同時に行われてもよいが、一定時間間隔を置いて行われてもよい。
【００６６】
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、第１及び第２の遮断器１９２、１９４のほか、追加遮断器をさらに含んでいてもよい。
【００６７】
すなわち、追加遮断器は、コンバータと負荷との間、コンバータとＤＣ配電網との間、コンバータと系統との間等にさらに備えることができるが、説明の便宜のため本発明では、第１及び第２の遮断器１９２、１９４を例に挙げて説明する。
【００６８】
第４のコンバータ２００は、ＤＣ配電網２０に連結されて、第１負荷２３０の電圧を制御することができる。
【００６９】
具体的には、第４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、第１負荷２３０に提供することができる。また、第４のコンバータ２００は、第１負荷２３０の電圧を制御するためにＣＶＣＦモードで駆動されてもよい。
【００７０】
これにより、第４のコンバータ２００は、ＤＣ−ＡＣコンバータであってもよく、第１負荷２３０は、ＡＣ負荷であってもよい。
【００７１】
第５のコンバータ２５０は、ＤＣ配電網２０に連結されて、第２負荷２８０の電圧を制御することができる。
【００７２】
具体的には、第５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２負荷２８０に提供することができる。また、第５のコンバータ２５０は、第２負荷２８０の電圧を制御するためにＣＶＣＦモードで駆動されてもよい。
【００７３】
これにより、第５のコンバータ２００は、ＤＣ−ＤＣコンバータであってもよく、第２負荷２８０は、ＤＣ負荷であってもよい。
【００７４】
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てもよい。
【００７５】
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。
【００７６】
非常用発電機３０は、第３のコンバータ１９０に連結され、第３のコンバータ１９０によって電力を制御することができる。
【００７７】
また、非常用発電機３０は例えば、ディーゼル発電機を含んでいてもよく、系統１０の停電時、系統１０又はＤＣ配電網２０との同期化作業なしにＣＶＣＦモードで駆動されて、第１及び第２負荷２３０、２８０のうち少なくとも一つで電力を提供することができる。
【００７８】
第１負荷２３０は、第４のコンバータ２００に連結され、第４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。
【００７９】
また、第１負荷２３０は例えば、ＡＣ負荷であってもよい。
【００８０】
第２負荷２８０は、第５のコンバータ２５０に連結され、第５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。
【００８１】
また、第２負荷２８０は例えば、ＤＣ負荷であってもよい。
【００８２】
参考に、図面には示していないが、本発明の実施形態によるエネルギー貯蔵システムには、通信部（未図示）と上位制御機（未図示）がさらに含まれていてもよい。
【００８３】
通信部は、第１のコンバータ１００から系統１０の情報（例えば、系統事故が発生するか否か等）、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１９０から非常用発電機３０情報（例えば、非常用発電機３０の駆動有無、非常用発電機３０が定格状態であるか否か等）、第４及び第５のコンバータ２００、２５０から第１及び第２負荷２３０、２８０の消耗電力情報等を受信することができる。
【００８４】
また、通信部は、第１〜第５のコンバータ１００、１５０、１９０、２００、２５０から提供された情報を状況によって上位制御機（未図示）、第１〜第５のコンバータ１００、１５０、１９０、２００、２５０、第１及び第２の遮断器１９２、１９４のうち少なくとも一つに送信することもできる。
【００８５】
このような通信部は、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５のコンバータ１００、１５０、１９０、２００、２５０、上位制御機、第１及び第２の遮断器１９２、１９４と有線又は無線方式により通信することができる。
【００８６】
もちろん、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５のコンバータ１００、１５０、１９０、２００、２５０、第１及び第２の遮断器１９２、１９４、上位制御機とが互いに直接に通信することもできる。
【００８７】
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して動作を行わせてもよい。
【００８８】
次いで、図３を参照して、系統１０が正常駆動中であるとき、本発明の実施形態に従ったエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れを考察すると、次のとおりである。
【００８９】
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では、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、第２のコンバータ１５０がバッテリ１８０の充放電を行うことができる。
【００９０】
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。
【００９１】
バッテリ１８０から放電した電力は、系統１０又は第１及び第２負荷２３０、２８０に提供されもよい。
【００９２】
また、第１のコンバータ１００は、第１及び第２負荷２３０、２８０の電力消費量に応じて変化するＤＣ配電網２０の電圧を制御すると共に、ＤＣ配電網２０を介して第１及び第２負荷２３０、２８０へ系統１０の電力を供給することができる。
【００９３】
もちろん、系統１０の電力は、バッテリ１８０に供給されてもよい。
【００９４】
また、第４のコンバータ２００は、第１負荷２３０の電力消費量に基づいて、系統１０又はバッテリ１８０から電力を提供されて、ＣＶＣＦモードで第１負荷２３０の電圧を制御することができる。
【００９５】
また、第５のコンバータ２５０は、第２負荷２８０の電力消費量に基づいて、系統１０又はバッテリ１８０から電力を提供されて、ＣＶＣＦモードで第２負荷２８０の電圧を制御することができる。
【００９６】
次いで、図４及び図５を参照して、系統１０に事故が発生したとき、本発明の実施形態に従ったエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れの一例を考察すれば、次のとおりである。
【００９７】
先ず、系統１０に事故が発生した場合、第１のコンバータ１００は、系統１０事故を感知する（Ｓ１００）。
【００９８】
具体的には、第１のコンバータ１００は、系統１０の電圧又は電力の変化（例えば、系統１０の時間による電圧変化率等）を感知して、系統１０事故を感知することができる。
【００９９】
系統１０事故が感知された場合（Ｓ１００）、第１のコンバータ１００は、感知結果を第２のコンバータ１５０と第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供する（Ｓ２００）。
【０１００】
具体的には、第１のコンバータ１００は、感知結果を第２のコンバータ１５０と第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供することができる。もちろん、第１のコンバータ１００は、感知結果を第３〜第５のコンバータ１９０、２００、２５０と上位制御機（未図示）に提供することもできる。
【０１０１】
感知結果が第２のコンバータ１５０と第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供されると（Ｓ２００）、第１のコンバータ１００は、駆動が中断する（Ｓ３００）。
【０１０２】
具体的には、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。
【０１０３】
また、第２のコンバータ１５０は、バッテリ１８０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０に無瞬断状態で供給する（Ｓ４００）。
【０１０４】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、第１のコンバータ１００から提供された感知結果に基づいて、バッテリ１８０の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも一つに無瞬断状態で供給することができる。
【０１０５】
すなわち、系統１０事故により、系統１０とＤＣ配電網２０が断絶（すなわち、分離）するとしても、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の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも一つに供給することができる。
【０１０６】
バッテリ１８０の電力が第１及び第２負荷２３０、２８０に無瞬断状態で供給されると、遮断器１９２、１９４を連結する（Ｓ５００）。
【０１０７】
具体的には、第１の遮断器１９２は、第１のコンバータ１００から提供された感知結果に基づいて、ＤＣ配電網２０と第３のコンバータ１９０とを連結させ、第２の遮断器１９４は、第１のコンバータ１００から提供された感知結果に基づいて、第３のコンバータ１９０と非常用発電機３０とを連結させることができる。
【０１０８】
ここで、第１の遮断器１９２と第２の遮断器１９４は、同時に駆動されてもよいが、時間差を置いて駆動されてもよい。
【０１０９】
参考に、Ｓ３００、Ｓ４００、Ｓ５００は、同時に行われてもよく、時間差を置いて互いに後先にして行われてもよい。
【０１１０】
第１の遮断器１９２及び第２の遮断器１９４が連結されると（Ｓ５００）、非常用発電機３０を駆動させる（Ｓ６００）。
【０１１１】
具体的には、第１の遮断器１９２を介してＤＣ配電網２０と連結された第３のコンバータ１９０は、第２の遮断器１９４を介して連結された非常用発電機３０を駆動させることができる。
【０１１２】
ここで、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０が駆動された場合、先ず、非常用発電機３０の定格状態を確認することができる。
【０１１３】
非常用発電機３０が駆動されると（Ｓ６００）、非常用発電機３０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０に供給する（Ｓ７００）。
【０１１４】
具体的には、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０が定格状態で駆動されると判断されると、電力制御モードで駆動されて、非常用発電機３０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０のうち少なくとも一つに供給することができる。
【０１１５】
前述した過程により、系統１０の停電後、初期一定時間（例えば、初期１０分位）の間は、バッテリ１８０の電力が無瞬断状態で第１及び第２負荷２３０、２８０に供給され、その後、非常用発電機３０が駆動されると、別途同期化作業なしに非常用発電機３０の電力が第１及び第２負荷２３０、２８０に供給されてもよい。
【０１１６】
参考に、バッテリ１８０は、ＳＯＣが最小状態になるまで放電されることで、第１及び第２負荷２３０、２８０に電力を供給することができる。
【０１１７】
一方、図４及び図６を参照して、系統１０に事故が発生したとき、本発明の実施形態に従ったエネルギー貯蔵システムによる電力供給の流れの他の例を考察すれば、次のとおりである。
【０１１８】
先ず、系統１０に事故が発生した場合、第１のコンバータ１００は、系統１０事故を感知して、駆動を中断する（Ｓ１０００）。
【０１１９】
具体的には、第１のコンバータ１００は、系統１０の電圧又は電力の変化（例えば、系統１０の時間による電圧変化率等）を感知して、系統１０事故を感知することができ、系統１０事故が感知されると、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。
【０１２０】
第２のコンバータ１５０は、系統１０事故の発生を感知する（Ｓ１１００）。
【０１２１】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、ＤＣ配電網２０のＤＣ電圧変化率に基づいて、系統１０事故の発生を感知することができる。
【０１２２】
ここで、第２のコンバータ１５０は、常にＤＣ配電網２０の時間によるＤＣ電圧変化率を感知し、時間によるＤＣ電圧変化率が予め設定された基準値以上であれば、系統１０に事故が発生したことを把握することができる。
【０１２３】
参考に、Ｓ１０００における系統事故感知作業とＳ１１００は、同時に行われても、時間差を置いて行われてもよい。
【０１２４】
第２のコンバータ１５０によって系統１０事故の発生が感知されると（Ｓ２００）、感知結果を第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供する（Ｓ１２００）。
【０１２５】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、感知結果を第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供することができる。もちろん、第２のコンバータ１５０は、感知結果を第３〜第５のコンバータ１９０、２００、２５０と上位制御機（未図示）に提供することもできる。
【０１２６】
感知結果が第１及び第２の遮断器１９２、１９４に提供されると（Ｓ１２００）、第２のコンバータ１５０は、バッテリ１８０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０に無瞬断状態で供給する（Ｓ１３００）。
【０１２７】
具体的には、第２のコンバータ１５０は、感知結果に基づいて、バッテリ１８０の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも一つに無瞬断状態で供給することができる。
【０１２８】
すなわち、系統１０事故により、系統１０とＤＣ配電網２０が断絶（すなわち、分離）するとしても、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の電力を第１負荷２３０及び第２負荷２８０のうち少なくとも一つに供給することができる。
【０１２９】
バッテリ１８０の電力が第１及び第２負荷２３０、２８０に無瞬断状態で供給されると、遮断器１９２、１９４を連結する（Ｓ１４００）。
【０１３０】
具体的には、第１の遮断器１９２は、第２のコンバータ１５０から提供された感知結果に基づいて、ＤＣ配電網２０と第３のコンバータ１９０を連結させ、第２の遮断器１９４は、第２のコンバータ１５０から提供された感知結果に基づいて、第３のコンバータ１９０と非常用発電機３０とを連結させることができる。
【０１３１】
ここで、第１の遮断器１９２と第２の遮断器１９４は、同時に駆動されてもよいが、時間差を置いて駆動されてもよい。
【０１３２】
参考に、Ｓ１０００の第１のコンバータ１００の駆動中断とＳ１３００、Ｓ１４００は、同時に行われても、時間差を置いて互いに後先にして行われてもよい。
【０１３３】
第１の遮断器１９２及び第２の遮断器１９４が連結されると（Ｓ１４００）、非常用発電機３０を駆動させる（Ｓ１５００）。
【０１３４】
具体的には、第１の遮断器１９２を介してＤＣ配電網２０と連結された第３のコンバータ１９０は、第２の遮断器１９４を介して連結された非常用発電機３０を駆動させることができる。
【０１３５】
ここで、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０が駆動された場合、先ず、非常用発電機３０の定格状態を確認することができる。
【０１３６】
非常用発電機３０が駆動されると（Ｓ１５００）、非常用発電機３０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０に供給する（Ｓ１６００）。
【０１３７】
具体的には、第３のコンバータ１９０は、非常用発電機３０が定格状態で駆動されると判断されると、電力制御モードで駆動されて、非常用発電機３０の電力を第１及び第２負荷２３０、２８０のうち少なくとも一つに供給することができる。
【０１３８】
前述した過程によっても、系統１０の停電後、初期一定時間（例えば、初期１０分位）の間は、バッテリ１８０の電力が無瞬断状態で第１及び第２負荷２３０、２８０に供給され、その後、非常用発電機３０が駆動されると、別途同期化作業なしに非常用発電機３０の電力が第１及び第２負荷２３０、２８０に供給されてもよい。
【０１３９】
前述したように、本発明によれば、系統の停電時、無瞬断電源供給が可能であり、第３のコンバータ１９０を介して別途同期化作業なしに非常用発電機３０と連携可能であるところ、高価の非常切替スイッチ及び系統との同期化アルゴリズム等が不要である長所がある。さらに、大容量のバッテリを備える必要がなく、費用節減が可能であるという長所もある。
【０１４０】
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】
2020530252.tif 000003
【図２】
2020530252.tif 000004
【図３】
2020530252.tif 000005
【図４】
2020530252.tif 000006
【図５】
2020530252.tif 000007
【図６】
2020530252.tif 000008
【国際調査報告】
2020530252.tif 000009
2020530252.tif 000010
2020530252.tif 000011
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