ESS 제어모드 해설

개념 정의

ESS 제어모드는 배터리의 상태와 계통 상황에 따라 운전 방식을 정하는 제어 전략이다.

모드 결정은 EMS가 수행하고, 실제 출력은 PCS가 명령을 받아 실행한다.

쉽게 말하면 배터리 잔량과 부하 크기를 보고 고르는 운전 규칙표다.

제어 절차

제어는 계통 상태를 측정하는 데서 시작하는 되먹임 구조다.

측정값으로 필요한 전력을 계산하고, BMS에서 받은 SOC로 한계를 확인한다.

한계 안에서 충전, 방전, 대기 중 하나를 정하고 PCS에 지령을 내린다.

지령 결과를 다시 측정해 같은 과정을 되풀이한다.

모드별 전환 조건

운전 모드는 충전, 방전, 디젤 보조의 세 가지로 나누어 이해한다.

충전은 잉여 전력이나 저렴한 시간대에, 방전은 피크 부하나 발전 부족 때 쓴다.

SOC가 부족하면 방전할 수 없어 디젤 발전기 같은 보조 전원을 투입한다.

주파수조정 제어

주파수조정용 ESS는 주파수 편차에 비례해 출력을 정하는 드룹 제어가 기본이다.

주파수 추종 제어는 좁은 주파수 대역에서 충·방전을 빠르게 맞춘다.

두 방식은 동시에 쓰이기도 한다.

계산 예

가상의 예로 주파수조정용 ESS의 방전 지령을 계산해 본다.

주파수가 60Hz에서 0.2Hz 하락하고, 정격 10MW, 드룹 계수 4%라고 가정한다.

식에 대입하면 약 0.8MW 방전 지령이 나온다. 드룹 계수가 작을수록 출력은 커진다.

정리

정리하면 ESS 제어모드는 SOC와 계통 상태를 보고 운전 방식을 바꾸는 규칙이다.

구성요소는 PCS, BMS, EMS의 역할을 구분해 써야 한다.

시험에서는 모드별 전환 조건과 SOC 기준을 빠뜨리지 않는다.