• 제목/요약/키워드: ESS system

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국가적 관점에서 신재생에너지용 ESS설비의 적정용량산정을 위한 운전 수리모델 수립에 대한 연구 (A study on establishing operation mathematical model for optimum capacity estimation of the ESS facility for renewable energy in the national perspective)

  • 윤석민;이유석;이홍관;김정훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.613-614
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    • 2015
  • 세계기후변화협약에서 발효한 탄소세 등 각종 규제에 의해 국가입장에서 큰 비용부담이 되기 때문에 이에 대한 대비 중 하나로 신재생에너지가 떠오르고 있다. 신재생에너지 중 보급이 빠른 태양광과 풍력은 출력이 불안정하기 때문에 이를 완화시키는 것 중 하나로 에너지저장장치(ESS : Energy Storage System)를 도입하고 있다. 본 논문에서는 신재생에너지용 ESS 도입 시 계통에서 확보해야하는 예비력과 첨두부하가 삭감되어 나타나는 회피비용을 연료비, 무부하비, 기동 정지비, 발전설비회피비용으로 고려한다. 그리고 국가적 관점에서 필요한 적정용량을 산정하기 위하여 비용관점에서 한계운전비와 한계투자비를 비교하는 방법론을 제안한다. 그 중 본 논문의 대상인 한계 운전비를 구하기 위해 운전 수리모델을 수립한다.

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에너지 분배의 효율성을 고려한 ESS 설계 및 성능 평가 (ESS Design and Performance Evaluation Considering Efficiency of Energy Distribution)

  • 강진구
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제56차 하계학술대회논문집 25권2호
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    • pp.392-393
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    • 2017
  • 본 연구에서는 에너지 저장시스템인 ESS 에너지 분배에 관한 시스템을 설계 및 제작하고 성능을 평가하였다. ESS에 충전하는 방법은 현재 기존의 상용전원을 전지에 충전하는 방식과(연계형) 태양광 에너지를 이용한 방법(독립형)으로 나누어져 있다. 본 연구에서는 어느 한쪽을 선택해야하는 번거로움을 줄여 상용전원과 태양광을 동시에 충전할 수 있는 시스템으로 설계하였다. 이러한 방법은 날씨 및 기타 외부적 환경이 좋지 않을 경우 일반 상용전원(AC 220V)를 이용하며 외부적 환경이 좋을 때는 태양전지로 충전이 가능하도록 연계형과 독립형이 동시에 가능하도록 구성하였다. 또한 출력에서 기존의 AC 220V 출력뿐만 아니라 DC12V, 24V의 전압과 USB(5V)도 동시에 출력이 가능하게 설계하므로 필요한 전압을 외부의 인버터나 컨버터가 필요 없이 바로 사용할 수 있도록 배분하였다. 따라서 본 연구에서는 ESS의 전력을 효율적으로 배분하므로 효율성을 증가시키고 내부의 배터리를 보호하는 시스템을 구성하여 그 성능평가를 실시하였으며 실험결과 효율적으로 배분된 전력을 얻을 수 있음을 검증하였다.

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모델예측제어 프레임워크를 이용한 ESS 최적 충방전스케줄 생성기법 (ESS Optimal Charge-Discharge Schedule Generation Method Using Model Predictive Control Framework)

  • 심진용;임종목;정석인;김재현;홍승표;신재호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.232-233
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    • 2019
  • ESS(Energy Storage System)의 도입을 통해 첨두부하의 경감(Peak Shaving)과 일종의 차익거래(Arbitrage) 효과를 실현할 수 있다. 본 논문에서는 경제적 이득의 극대화를 지향하는 ESS 최적 충방전스케줄 생성기법을 제안한다. 제안 기법은 모델예측제어(MPC: Model Predictive Control) 프레임워크를 기반으로 하였고 매트랩 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

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품질보증정책하에 ESS와 Burn-in을 결합한 최적비 용모형 의 설정$^{1)}$ (-A study on Optimal Cost Model of Combined ESS and Burn-in under Warranty Policy-)

  • 송서일;조영찬;박현규
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제24권62호
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    • pp.1-10
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    • 2001
  • The electronics industry is fast growing segment of manufacturing and service industries. It is important that the manufacturer develops a product with adequate life cycle, high quality, and low failure rate in the specified time period. Environmental Stress Screening(ESS) and burn-in are widely used in the electronic industry to assist in the elimination of early failure. In this research, we construct optimal cost model of combined ESS and burn-in under various warranty policy and establish optimal testing times for given environments. Also we conduct sensitivity analysis on various parameter. The results of this study are summarized as follows. Comparing free warranty policy to rebate warranty policy, optimal ESS time is longer under free warranty policy, and optimal burn-in time is longer under rebate warranty policy. Free warranty policy higher than rebate warranty policy in total cost.

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전기차 폐배터리를 재사용한 가정용 전력저장장치의 에너지 균등화 비용 추정: 가정용 태양광 시스템과 연계 시

  • 홍용준
    • 한국태양광발전학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.55-62
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    • 2017
  • 전기차 보급의 확대에 따라 배터리의 사용연한 도래 시 폐배터리의 누적규모도 전기차 판매량에 비례하여 증가할 것으로 보인다. 국가 별 규제로 인해 배터리의 재활용(Recycle) 의무가 있는 자동차 제조사를 중심으로 폐배터리를 재사용(Battery Second Use: B2U)한 ESS(Energy Storage System) 제품을 출시하거나 이를 활용한 실증 과제를 운영 중에 있다. 전기차 배터리의 성능 보증 수준은 통상 초기용량의 80%로, 보증이 완료된 폐배터리를 낮은 가격으로 매입하여 ESS로 활용할 경우 초기용량의 60%까지 사용 후 폐기할 수 있다. 따라서 B2U 제품은 신규 배터리 셀을 사용하는 ESS 제품 대비 가격은 저렴하나, 20년 이상 사용하는 태양광 시스템과 연계 시 4~6회 교체가 필요하다. 이러한 배경에서 본 고에서는 가정용 태양광 시스템에 신규 배터리를 사용한 가정용 ESS 제품과 B2U ESS 제품 연계 시 에너지 균등화 비용(Levelized Cost of Energy: LCOE)을 비교하여 B2U 제품의 경제적 타당성을 추정한다.

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단기 평균값을 이용한 풍력발전 출력 평활화 제어 효과 분석 (Analysis on the Effectiveness of Wind Power Fluctuation Based on Short-term Average Power)

  • 윤태섭;김일환
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.206-207
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    • 2016
  • The intermittent characteristics of wind power (WP) may have negative effect on grid stability, especially in weak grid. WP fluctuation rate can be reduced by using energy storage system (ESS) through charging and discharging. The operation of ESS will decide its losses and lifetime of batteries. From this point, this paper proposes WP smoothing control by using short-term average of WP. In this case, the ESS will only operate at high WP fluctuation rate. Then, the output power of ESS will be estimated by short-term average value. The effectiveness of proposed method will be verified by comparing with conventional method. The simulation results will be carried out by using Matlab program.

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ESS 연계용 변압기의 결선방식 및 철심구조에 따른 순환전류와 포화특성에 관한 연구 (Characteristics of Saturation and Circulating Current Based on Winding and Iron Core Structure of Grid-connected Transformer in Energy Storage System)

  • 태동현;이후동;김지명;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.39-48
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    • 2020
  • 2017년 8월에 발생한 고창 전력시험센터를 시작으로, 현재까지 총 29건의 전기저장장치 화재가 발생하여 많은 재산피해가 보고되고 있다. 이에 대한 원인은 아직 정확하게 규명되지 않았으나, ESS(energy storage system)와 전력변환장치뿐만 아니라, 계통측 불평형 문제도 하나의 원인으로 고려되어야 할 것으로 보인다. 특히, 연계용변압기측의 순환전류가 자화전류에 영향을 미쳐, 의도치 않게 변압기의 철심이 포화되고 서지전압이 발생하여 ESS에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 부하불평형에 의한 불평형전류 발생시, ESS 연계용변압기로 순환전류의 유입과 변압기 포화로 인한 서지전압 발생 현상을 해석하기 위하여, PSCAD/EMTDC를 이용한 배전용변전소, 연계용변압기 및 수용가부하로 구성된 배전계통의 모델링을 수행한다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 중성점 접지 저항기(neutral grounding resistor, NGR)를 통해 순환전류의 크기를 일정 값 이내로 저감시키는 방안을 제시하였다. 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 연계용변압기의 결선방식 및 철심구조에 따라 일정 값(10[A]) 이상의 순환전류가 발생하여, ESS에 전기적인 위해 요인이 될 수 있음을 알 수 있었고, 변압기 포화로 인해 2차측에 최대 3[pu]의 서지전압이 발생될 수 있음을 확인하였다.

직렬형 Hot-Swap ESS에서 고장에 의한 과도 응답 분석 (Analysis of Transient Response by Fault in Series Connected Hot-Swap ESS)

  • 노준호;이광운
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.433-434
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    • 2019
  • 본 논문에서는 직렬형 Hot-Swap ESS(Energy Storage System)에서 하나의 DC-DC 컨버터 모듈이 순간적으로 추가 또는 제거되는 고장 상황에서의 과도 응답에 대해 이론적 분석을 진행하였고, 컴퓨터 모의실험을 통해 분석 결과의 유효성을 검증하였다.

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ESS를 이용한 발전소 터빈제어밸브 전개 운전 제어로직 제안 (Suggestion of Logic to Control Power Plant Equipped ESS in case of Full Open Turbine Control Valve)

  • 정인영;이재헌
    • 플랜트 저널
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    • 제18권4호
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    • pp.66-72
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    • 2023
  • 신재생에너지 비중 증가에 따른 전력계통 불안정성과 탈원전, 노후 석탄화력 폐쇄로 인한 안정적인 발전자원 감소에 대한 대응 방안으로 터빈제어밸브 4개중 2~3개를 교축하여 발전기 출력 증·감발과 주파수를 추종하는 복합 변압 운전 방식을 터빈제어밸브를 전개하여 교축손실을 줄임으로서 발전 효율을 극대화하는 순 변압운전 방식으로 대체하고, 계통 주파수 변동에 신속하게 대응하기 위해 ESS를 연계하여 주파수 추종 및 자동발전운전을 하는 제어로직을 500MW 석탄화력인 태안 5호기를 대상으로 개발하였다. ESS 운전(신속한 응답, 용량 한계)과 발전소 터빈제어밸브 교축 운전(느린 응답, 지속적인 운전)의 장·단점을 보완하는 협조제어 알고리즘이 실제 발전소에 적용시 발전 효율 향상은 물론 전력 수요에 신속하고 유연하여 대응하여 계통 안정성에 기여할 것으로 확신한다.

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ESS 배터리 충방전 시스템을 위한 8kW급 LLC 절연형 컨버터 설계 (8kW LLC Isolated Converter Design for ESS Battery Charge/Discharge System)

  • 김진우;백승훈;조영훈;구태근
    • 전력전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.161-167
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    • 2018
  • In battery-operated systems, an isolated converter is used to interface the utility grid with the system to increase stability when charging and discharging batteries. Systems such as vehicle-to-grids (V2Gs), on-board chargers, and energy storage systems (ESSs) have recently become popular, and the roles of isolated converters have become important considerations in fabricating such devices. A fixed-frequency LLC converter, which is a type of isolated converter, presents the advantages of high efficiency and high power density by performing zero-voltage switching (ZVS) over wide frequency ranges. However, the magnetizing inductance of the LLC converter should be designed to enable ZVS in all switching devices. Therefore, in this study, the operating characteristics of the LLC circuit are analyzed, and an optimal design method for ZVS operation is established. Moreover, an 8 kW LLC high-efficiency and high-power-density resonant converter is designed and tested for ESS application. The LLC converter achieves 98% efficiency at rated power.