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KR101358763B1 - 전력저장용 단위 랙의 연결을 위한 전압 평준화 장치 및 이를 포함하는 전력저장 시스템 - Google Patents

전력저장용 단위 랙의 연결을 위한 전압 평준화 장치 및 이를 포함하는 전력저장 시스템 Download PDF

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KR101358763B1
KR101358763B1 KR1020120058890A KR20120058890A KR101358763B1 KR 101358763 B1 KR101358763 B1 KR 101358763B1 KR 1020120058890 A KR1020120058890 A KR 1020120058890A KR 20120058890 A KR20120058890 A KR 20120058890A KR 101358763 B1 KR101358763 B1 KR 101358763B1
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South Korea
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power storage
voltage
circuit breaker
unit rack
voltage leveling
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조영보
박찬민
강정수
하종수
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 전력저장 시스템을 구성하는 인접하는 전력저장용 단위 랙의 전압을 평준화시키는 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 전압 평준화 장치는, 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 전력 라인에 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 저항 소자와 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 차단기를 포함한다.

Description

전력저장용 단위 랙의 연결을 위한 전압 평준화 장치 및 이를 포함하는 전력저장 시스템{Apparatus for implementing of voltage equalization of unit rack used for power storage during connection therebetween and System including the same}
본 발명은 전압 평준화 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 전력저장용 단위 랙을 연결하여 대용량의 전력저장장치를 구성하는데 있어서 전력저장용 단위 랙 사이의 전압을 평준화시키는 장치에 관한 것이다.
전력저장 시스템을 구성하는데 있어서는 필요 용량을 충족시키기 위해 소용량의 단위 랙을 병렬 연결하는 경우가 많다. 병렬 연결하고자 하는 단위 랙 사이의 전압이 편차를 보일 경우 외부 충방전기를 이용하여 전압의 평준화 작업을 진행하는 것이 보통이다. 그런데 외부 충방전기를 사용할 수 없는 설치 현장에서는 전압이 서로 다른 단위 랙을 서로 병렬 연결할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 외부의 충방전기를 사용하지 않고도 전력저장용 단위 랙의 병렬 연결 시 단위 랙 사이의 전압 평준화를 구현할 수 있는 전압 평준화 장치와 이를 포함하는 전력저장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전압 평준화 장치는, 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 전력 라인에 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 저항 소자와 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 차단기를 포함한다.
바람직하게, 상기 저항 소자는 고출력 권선 저항(wire wounded resistor)이다.
상기 전압 평준화 장치는, 전력저장용 단위 랙 자체에 영구 결합되거나 전력저장용 단위 랙의 직렬 또는 병렬 연결을 통한 대용량 전력저장 시스템의 구성 시 또는 전력저장 시스템의 유지 보수 시 선택적으로 연결 가능하다. 상기 전력저장용 단위 랙은 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 하우징과, 하우징 내에 수납되며 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 복수의 셀 모듈을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력저장 시스템은, 전기적으로 연결된 복수의 전력저장용 단위 랙과, 인접하는 전력저장용 단위 랙을 연결하는 전력 라인과 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 저항소자와 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 차단기를 포함한다.
바람직하게, 상기 전력저장 시스템은 인접하는 전력저장용 랙을 연결하는 전력 라인에 설치된 차단기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 차단기는 퓨즈를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 차단기는 퓨즈를 통해 과전류가 흘렀을 때 차단기가 설치된 전력 라인을 비가역적으로 단선시키는 동작을 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 차단기는 과전류의 인가 시 자기력에 의해 접점이 해리되는 기계적 릴레이를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 차단기는 과전류가 흘렀을 때 내부에 포함된 기계적 릴레이의 접점이 순간적으로 해리됨으로써 차단기가 설치된 전력 라인이 단선된다.
본 발명에 따른 본 발명에 따른 전압 평준화 장치는 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화를 제어할 수 있는 제어 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 제어 수단은 각 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 임계치 이상일 경우, 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화 작업을 시작할 수 있다. 한편, 상기 제어 수단은 각 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 목표치 이하일 경우, 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화 작업을 종료할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 차단기는 제어 신호에 의해 접점이 해리되는 전자적 릴레이를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 차단기는 제어 수단으로부터 제어 신호가 입력되는 경우 상기 전자적 릴레이가 오프되는 방식으로 동작할 수 있다.
이를 위해, 상기 차단기는 제어 수단과 연결되는 것이 바람직하다. 제어 수단은 상기 차단기가 설치된 전력 라인에 설치된 전류 센서 수단을 통해 전류 값을 센싱하고 센싱된 전류값이 임계치 이상일 경우 상기 차단기로 제어 신호를 인가하여 차단기 내에 포함된 전자적 릴레이를 오프시킴으로써 차단기가 설치된 전력 라인을 단선시킬 수 있다.
대용량 전력저장 시스템은 상술한 본 발명에 따른 전력저장용 단위 랙을 일정한 숫자로 배열한 후 단위 랙 상호 간을 직렬 또는 병렬 연결하여 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력저장용 단위 랙의 연결에 앞서서 단위 랙 간 전압을 평준화하기 위하여 외부 충방전기를 사용할 필요가 없으므로 외부 충방전기가 없는 현장에서도 단위 랙의 상호 연결을 통해 대용량의 전력저장 시스템을 구성하는 것이 가능하다. 또한, 고출력 권선 저항을 통해 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 전압 평준화를 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
명세서 내에 통합되어 있고 명세서의 일부를 구성하는 첨부도면은 발명의 현재의 바람직한 실시예를 예시하며, 다음의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 평준화 장치가 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이에 설치된 경우를 도시한 전력저장 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 평준화 장치가 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이에 설치된 경우를 도시한 전력저장 시스템의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 평준화 장치가 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이에 설치된 경우를 도시한 전력저장 시스템의 개략적인 구성도이다.
도면을 참조하면, 다수의 전력저장용 랙이 병렬로 연결되어 대용량의 전력저장용 시스템을 구성하고 있다. 도면에서, (+) 단자에 연결된 선은 고전위 전력 라인을, (-) 단자에 연결된 선은 저전위 전력 라인을 의미한다.
상기 전력저장용 단위 랙은 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 하우징과, 하우징 내에 수납되며 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 복수의 셀 모듈을 포함한다.
각각의 전력저장용 단위 랙은 고전위 단자(+)와 저전위 단자(-)를 포함한다.
단위 랙 내에 포함된 복수의 셀 모듈이 직렬로 연결되어 있는 경우, 단위 랙의 고전위 단자(+)는 단위 랙 내에 포함된 셀 모듈의 단자 중 최고전위 단자와 접속되고 단위 랙의 저전위 단자(-)는 단위 랙 내에 포함된 셀 모듈의 단자 중 최저전위 단자와 접속된다.
반대로, 단위 랙 내에 포함된 복수의 셀 모듈이 병렬로 연결되어 있는 경우, 단위 랙의 고전위 단자(+)는 단위 랙 내에 포함된 셀 모듈 중 최외측에 배치된 셀 모듈의 고전위 단자와 접속되고 단위 랙의 저전위 단자(-)는 단위 랙 내에 포함된 셀 모듈 중 최외측에 배치된 셀 모듈의 저전위 단자와 접속된다.
도면에서는, 동일한 극성을 가진 단자끼리 연결되어 있으므로, 각각의 전력저장용 단위 랙은 병렬로 연결되어 있다. 하지만 각각의 전력저장용 단위 랙이 직렬로 연결된 경우도 특별히 제한하지 않음은 자명하다.
본 발명에 따른 전압 평준화 장치(10)는, 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 동일한 극성을 가진 전극 단자에 연결된다. 즉, 인접하는 전력저장용 단위 랙을 병렬로 연결한다. 도 1에는 고전위 단자에 전압 평준화 장치(10)를 연결한 실시예를 도시하였으나, 저전위 단자에 전압 평준화 장치(10)를 연결한 실시예도 가능하다. 또한 각 전압 평준화 장치(10)는 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 저항 소자(11)와 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 전압 평준화용 차단기(12)를 포함한다.
바람직하게, 상기 저항 소자(11)는 고출력 권선 저항(wire wounded resistor)이다. 상기 저항 소자(11)로서 고출력 권선 저항을 사용할 경우 저항값이 작고 최대 전류가 크기 때문에 신속하게 단위 랙 간의 전압 평준화가 가능하다.
상기 전압 평준화 장치(10)는, 전력저장용 단위 랙 자체에 영구 결합되거나 전력저장용 단위 랙의 직렬 또는 병렬 연결을 통한 대용량 전력저장 시스템의 구성 시 또는 전력저장 시스템의 유지 보수 시 선택적으로 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이에 연결 가능하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 퓨즈를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 퓨즈를 통해 과전류가 흘렀을 때 차단기가 설치된 전력 라인을 비가역적으로 단선시키는 동작을 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 과전류의 인가 시 자기력에 의해 접점이 해리되는 기계적 릴레이를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 과전류가 흘렀을 때 내부에 포함된 기계적 릴레이의 접점이 순간적으로 해리됨으로써 차단기가 설치된 전력 라인이 단선된다.
본 발명에 따른 전압 평준화 장치(10)는 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화를 제어할 수 있는 제어 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 수단은 각 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 임계치 이상일 경우, 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화 작업을 시작할 수 있다. 이를 위해서, 상기 제어 수단은 각 전력저장용 단위 랙의 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다. 상기 제어 수단은 상기 전압 측정부가 측정한 각 전력저장용 단위 랙의 전압값을 모니터링한다. 이때, 측정된 전력저장용 단위 랙들의 전압값의 편차가 임계치 이상인 경우, 상기 전압 평준화용 차단기(12)와 병렬 연결용 차단기(13)를 제어하여 전술한 방식으로 각 단위 랙의 전압 편차를 해소할 수 있다.
상기 임계치는 미리 설정되어 상기 제어 수단과 연결된 메모리 장치에 저장될 수 있다. 상기 임계치는 전력저장용 단위 랙의 충방전 용량, 출력전력, 상기 전력저장용 단위 랙이 사용되는 환경 등에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제어 수단은 각 전력저장용 단위 랙의 전압값을 실시간으로 모니터링할 수도 있으며, 미리 정해진 시간 간격 또는 충방전 간격에 따라서 주기적으로 모니터링할 수도 있다.
한편, 상기 제어 수단은 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화 작업을 시작한 이후 각 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 목표치 이하일 경우, 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화 작업을 종료할 수 있다. 상기 제어 수단은 전력저장용 단위 랙의 전압 평준화 작업을 시작한 이후, 전압 평준화 장치(10)가 연결된 전력저장용 단위 랙의 전압을 모니터링한다. 그리고, 상기 전압 평준화 장치(10)가 연결된 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 목표치 이하가 될 때, 상기 전압 평준화용 차단기(12)와 병렬 연결용 차단기(13)를 제어하여 전술한 방식으로 전압 평준화 작업을 종료할 수 있다.
상기 목표치는 미리 설정되어 상기 제어 수단과 연결된 메모리 장치에 저장될 수 있다. 상기 목표치는 전력저장용 단위 랙의 충방전 용량, 출력전력, 상기 전력저장용 단위 랙이 사용되는 환경 등에 따라서 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 상기 목표치는 상기 임계치와 동일한 값을 가질 수도 있다.
또한, 상기 제어 수단은 전압 평준화 작업을 시작한 이후 각 전력저장용 단위 랙의 전압값을 실시간으로 모니터링할 수도 있으며, 미리 정해진 시간 간격 따라서 주기적으로 모니터링할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 제어 신호에 의해 접점이 해리되는 전자적 릴레이를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 제어 수단으로부터 제어 신호가 입력되는 경우 상기 전자적 릴레이가 오프되는 방식으로 동작할 수 있다.
이를 위해, 상기 전압 평준화용 차단기(12)는 제어 수단과 연결되는 것이 바람직하다. 제어 수단은 상기 전압 평준화용 차단기(12)가 설치된 전력 라인에 설치된 전류 센서 수단을 통해 전류 값을 센싱하고 센싱된 전류값이 임계치 이상일 경우 상기 전압 평준화용 차단기(12)로 제어 신호를 인가하여 차단기 내에 포함된 전자적 릴레이를 오프시킴으로써 차단기가 설치된 전력 라인을 단선시킬 수 있다.
상기 전압 평준화용 차단기(12)는 단위 랙 간의 전압 평준화 작업을 수행할 때 턴온시킨다. 상기 전압 평준화용 차단기(12)의 턴온은 작업자의 수동 조작 또는 제어 수단을 통한 턴온 신호의 인가에 의해 이루어진다. 상기 전압 평준화용 차단기(12)가 턴온되면 전압이 높은 단위 랙으로부터 전압이 낮은 단위 랙으로 저항 소자(11)를 통해 전류가 자동으로 흐르게 되며, 이 과정에서 신속하게 전압의 평준화가 이루어진다.
한편, 인접하는 전략저장용 단위 랙을 연결하는 전력 라인 상에는 병렬 연결용 차단기(13)가 설치될 수 있다. 상기 전압 평준화 장치(10)가 동작할 때에는, 병렬 연결용 차단기(13)는 턴오프된 상태를 유지하고, 전압 평준화용 차단기(12)는 턴온된다. 이러한 차단기(12, 13)의 조작은 작업자의 수동 조작 또는 제어 수단을 통한 제어 신호의 인가에 의해 이루어질 수 있다.
한편, 인접하는 단위 랙 사이의 전압 평준화가 완료되면, 병렬 연결용 차단기(13)가 턴온된다. 병렬 연결용 차단기(13)의 턴온은 작업자의 수동 조작이나 제어 수단을 통한 제어 신호의 인가에 의해 이루어진다. 이 때, 전압 평준화용 차단기(12)는 턴오프되어도 좋고 턴온되어도 특별히 상관이 없다. 다만, 전압 평준화용 차단기(12)는 턴오프되는 것이 보다 바람직하다.
상기 병렬 연결용 차단기(13)는 인접하는 단위 랙 사이의 병렬 연결을 선택적으로 개폐할 뿐만 아니라 인접하는 단위 랙 사이의 병렬 연결 선로에 과전류가 흐를 경우 병렬 연결 선로를 단선시키는 동작을 수행한다. 도면에서는, 병렬 연결용 차단기(13)가 고전위 선로 라인에 설치된 것으로 도시되어 있으나 저전위 선로 라인에 설치하는 것을 제한하지는 않는다. 상기 병렬 연결용 차단기(13)의 턴온 또는 턴오프는 작업자의 수동 조작 또는 제어 수단으로부터의 제어 신호 인가에 의해 이루어질 수 있다. 상기 병렬 연결용 차단기(13)는 상기 전압 평준화용 차단기(12)와 동일한 종류의 차단기로 구성할 수 있으며, 전력 라인에 과전류가 인가될 때의 작동 메카니즘은 상기 전압 평준화용 차단기(12)와 실질적으로 동일하다.
한편 전력저장용 단위 랙의 병렬 연결을 통해 구성된 대용량의 전력저장 시스템은 충방전기(14)에 접속될 수 있다. 전력저장 시스템이 충전 모드에 있을 경우, 충방전기(14)는 상용 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 전력저장 시스템으로 인가한다. 반대로, 전력저장 시스템이 방전 모드에 있을 경우 전력저장 시스템으로부터 출력되는 직류 전류를 전력망 계통에서 필요로 하는 교류 전류로 변환하여 전력망 계통에 인가한다. 상기 충방전기(14)는 전력 인버터로 대체될 수 있는데, 본 발명이 전력저장 시스템을 전력망 계통에 연결하기 위해 필요한 하드웨어의 종류에 의해 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압 평준화 장치가 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이에 설치된 경우를 도시한 전력저장 시스템의 개략적인 구성도이다.
도면을 참조하면, 전압 평준화 차단기(12) 및 병렬 연결용 차단기(13)에 인접하는 단위 랙 사이의 고전위 전력 라인과 저전위 전력 라인이 동시에 연결된 것을 제외하면 나머지 구성은 상술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 도면에서 적색 실선은 고전위 전력 라인을, 검은색 실선은 저전위 전력 라인을 의미한다. 이하에서는, 상술한 실시예와 차이점이 있는 부분을 중심으로 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
상기 전압 평준화 장치(10)가 동작할 때에는, 병렬 연결용 차단기(13)는 턴오프된 상태를 유지하고, 전압 평준화용 차단기(12)는 턴온된다. 이러한 차단기(12, 13)의 조작은 작업자의 수동 조작 또는 제어 수단을 통한 제어 신호의 인가에 의해 이루어질 수 있다.
상기와 같이 차단기(12, 13)가 조작되면, ?번 및 ?번 전력 라인을 통해 인접하는 단위 랙이 병렬 연결된다. 그 결과 전압이 높은 단위 랙으로부터 전압이 낮은 단위 랙으로 전류가 흐리게 되어 신속하게 전압 평준화가 이루어지게 된다.
한편, 인접하는 단위 랙 사이의 전압 평준화가 완료되면, 병렬 연결용 차단기(13)가 턴온된다. 병렬 연결용 차단기(13)의 턴온은 작업자의 수동 조작이나 제어 수단을 통한 제어 신호의 인가에 의해 이루어진다. 이 때, 전압 평준화용 차단기(12)는 턴오프되어도 좋고 턴온되어도 특별히 상관이 없다. 다만, 전압 평준화용 차단기(12)는 턴오프되는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 차단기(12, 13)가 조작되면 ?번 전력 라인 및 ?번 전력 라인을 통해 전압 평준화가 이루어진 인접하는 단위 랙이 서로 병렬 연결된다.
상술한 바와 같은 차단기(12, 13)의 동작에 의해 ① 내지 ④번 전력 라인이 선택적으로 연결되기 위해, 상기 차단기(12, 13)는 2개의 서로 다른 전력 라인의 연결을 개폐할 수 있는 접점 구조를 구비할 수 있다. 이러한 경우, 상기 차단기(12, 13)는 어느 하나의 전력 라인 계통(예: ① 및 ②번 전력 라인)을 연결하는 동안 다른 전력 라인 계통의 연결(예: ③ 및 ④번 전력 라인)은 해제할 수 있고 그 반대도 가능하다.
상기 전압 평준화 장치(10)는, 전력저장용 단위 랙 자체에 영구 결합되거나 전력저장용 단위 랙의 직렬 또는 병렬 연결을 통한 대용량 전력저장 시스템의 구성 시 또는 전력저장 시스템의 유지 보수 시 선택적으로 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이에 연결 가능하다.
이하에서는 상술한 전압 평준화 장치(10)의 동작 메커니즘에 해당하는 전압 평준화 장치의 제어 방법을 개시한다. 다만, 앞서 설명된 전압 평준화 장치(10)의 구성 등에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 상기 제어 수단은 각 전력저장용 단위 랙의 전압값을 모니터링한다. 그리고, 상기 각 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 임계치 이상일 경우, 상기 전압 평준화용 차단기(12)와 병렬 연결용 차단기(13)에 제어 신호를 출력한다.
다음으로, 상기 제어 수단의 제어 신호에 의해서 전압 평준화 장치(10)가 전압 평준화가 요구되는 전력저장용 단위 랙의 동일한 극성을 가진 전극 사이를 연결된다. 이때, 상기 전압 평준화 장치(10)는 전력저장용 단위 랙의 고전위 단자 또는 저전위 단자에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제어 수단은 상기 병렬 연결용 차단기(13)가 턴오프되도록 제어 신호를 출력하고, 상기 전압 평준화용 차단기(12)가 턴온되도록 제어 신호를 출력한다. 본 발명에 따른 전압 평준화 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 병렬 연결용 차단기(13)의 턴오프와 상기 전압 평준화용 차단기(12)의 턴온은 이시적으로 수행될 수도 있으며, 동시에 수행될 수도 있다. 또한, 상기 전압 평준화용 차단기(12)를 먼저 턴온한 후, 상기 병렬 연결용 차단기(13)를 턴오프하는 것도 가능하다.
다음으로, 상기 제어 수단은 상기 전압 평준화 장치(10)가 연결된 전력저장용 단위 랙의 전압 편차가 미리 설정한 목표치 이하인지 모니터링한다. 이때, 전압 편차가 미리 설정한 목표치 이하이면, 상기 전압 평준화 장치(10)가 연결된 전력저장용 단위 랙의 전압이 평준화되었다고 판단한다.
그리고, 상기 제어 수단은 상기 전압 평준화용 차단기(12)가 턴오프되도록제어 신호를 출력하고, 상기 병렬 연결용 차단기(13)가 턴온되도록 제어 신호를 출력한다. 이 단계 역시, 상기 상기 전압 평준화용 차단기(12)의 턴 오프와 상기 병렬 연결용 차단기(13)의 턴온은 이시적으로 수행될 수 있으며, 동시에 수행될 수도 있으며, 순서가 바뀌어서 수행되는 것도 가능하다.
상술한 바에 따르면, 전력저장용 단위 랙의 연결에 앞서서 단위 랙 간 전압을 평준화하기 위하여 외부 충방전기를 사용할 필요가 없으므로 외부 충방전기가 없는 현장에서도 단위 랙의 상호 연결을 통해 대용량의 전력저장장치를 구성하는 것이 가능하다. 또한, 고출력 권선 저항을 통해 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 전압 평준화를 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
(설명 생략함)

Claims (15)

  1. 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 전력 라인에 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 고출력 권선 저항(wire wounded resistor)과 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 전압 평준화용 차단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전압 평준화 장치는, 전력저장용 단위 랙 자체에 영구 결합되거나 전력저장용 단위 랙의 직렬 또는 병렬 연결을 통한 대용량 전력저장 시스템의 구성 시 또는 전력저장 시스템의 유지 보수 시 선택적으로 연결 가능한 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압 평준화용 차단기는, 과전류가 흘렀을 때 차단기가 설치된 전력 라인을 비가역적으로 단선시키는 퓨즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 평준화용 차단기는, 과전류가 흘렀을 때 자기력에 의해 접점이 해리되는 기계적 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    각 전력저장용 단위 랙의 전압을 측정하여 측정된 전력저장용 단위 랙들의 전압값의 편차가 임계치 이상인 경우, 상기 전압 평준화용 차단기에 제어 신호를 출력할 수 있는 제어 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 각 전력저장용 단위 랙의 전압을 측정할 수 있는 전압 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력 라인에 설치된 전류 센서 수단을 통해 전류 값을 센싱하고, 센싱된 전류값이 임계치 이상일 경우 상기 차단기로 제어 신호를 인가하는 제어 수단;를 더 포함하고,
    상기 차단기는, 상기 제어 수단의 제어 신호에 의해 차단기가 설치된 전력 라인을 단선시킬 수 있다 전자적 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전력저장용 단위 랙은 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 하우징과, 하우징 내에 수납되며 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 복수의 셀 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  10. 전기적으로 연결된 복수의 전력저장용 단위 랙과, 인접하는 전력저장용 단위 랙을 연결하는 전력 라인과 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 고출력 권선 저항(wire wounded resistor)과 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 차단기를 포함하는 전압 평준화 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전력저장시스템은 인접하는 전력저장용 랙을 연결하는 전력 라인에 설치된 차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장 시스템.
  12. 인접하는 전력저장용 단위 랙 사이의 전력 라인에 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 저항 소자와 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 전압 평준화용 차단기를 포함하는 전압 평준화 장치로서,
    상기 전압 평준화용 차단기는, 과전류가 흘렀을 때 차단기가 설치된 전력 라인을 비가역적으로 단선시키는 퓨즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 전압 평준화 장치는, 전력저장용 단위 랙 자체에 영구 결합되거나 전력저장용 단위 랙의 직렬 또는 병렬 연결을 통한 대용량 전력저장 시스템의 구성 시 또는 전력저장 시스템의 유지 보수 시 선택적으로 연결 가능한 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전력저장용 단위 랙은 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 하우징과, 하우징 내에 수납되며 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 복수의 셀 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 평준화 장치.
  15. 전기적으로 연결된 복수의 전력저장용 단위 랙과, 인접하는 전력저장용 단위 랙을 연결하는 전력 라인과 병렬 연결되며 고전압 단위 랙으로부터 저전압 단위 랙으로 흐르는 전류가 인가되는 저항소자와 상기 전류가 흐르는 선로에 설치된 차단기를 포함하는 전압 평준화 장치를 포함하는 전력저장 시스템으로서,
    상기 전압 평준화용 차단기는, 과전류가 흘렀을 때 차단기가 설치된 전력 라인을 비가역적으로 단선시키는 퓨즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장 시스템.
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