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하프 브리지 MMC(Modular Multilevel Converter)와 배터리를 연계한 ESS(Energy Storage System) 시스템에서 Half Bridge(HB) Sub-module(SM) 내부의 SM 커패시터(Capacitor)가 배터리로 대체 적용되고,상기 Sub-Module(SM)의 스위칭을 제어하는 제어부;를 포함하되,상기 제어부가,상기 SM(Sub Module)의 스위칭 순서를 바꾸는 스와핑(Swapping)을 수행하며 불량 가능성이 있는 배터리 모듈을 진단하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는,미리 설정된 스와핑 주기가 되었을 때 배터리 모듈을 진단하고,이 진단 결과에 따라 SM(Sub Module)의 투입순서를 재결정하며,상기 재결정된 SM(Sub Module)의 투입순서에 따라 MMC ESS 시스템의 SM(Sub Module)을 제어하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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제 2항에 있어서, 상기 제어부는,상기 SM(Sub Module)의 투입순서를 재결정하여 제어하기 위하여,배터리 기본 사양, ESS 사용전망이나 ESS 운영시간, 배터리 스택 상태 정보, 및 사용자 요구 정보를 기준으로 복수의 알고리즘(Algorithm #1, Algorithm #2, Algorithm #3) 중 하나를 선택하여 투입순서 재결정을 진행하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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제 3항에 있어서, 상기 제1 알고리즘(Algorithm #1)은,스와핑 주기와 ESS 운영시간을 고려하여, ESS 운영시간(trun)이 사전에 선정(설정)된 스와핑 주기(Tswp) 이상이 되면, 스와핑 신호를 발생하여, ESS 운영시간(trun)을 리셋(Reset)하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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제 3항에 있어서, 상기 제2 알고리즘(Algorithm #2)은,배터리 모듈의 충·방전 최대 가능 용량(Ccd)에 대해 가중치(γ)를 부여하여 MMC level(n)에 따라 값을 출력하고, k번째 배터리 모듈의 충·방전 누적용량(Ccd_k)이 상기 출력된 값 이상이며, 그 값이 판별 가중치(ρ) 이상이면 스와핑 신호를 발생하여, 최종적으로 k번째 배터리 모듈의 충·방전 누적용량(Ccd_k)을 리셋(Reset)하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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제 3항에 있어서, 상기 제3 알고리즘(Algorithm #3)은,사용자의 필요에 따라 스와핑 신호 발생 명령을 인가하면, 스와핑 신호를 발생하여, 스와핑 주기를 리셋(Reset)하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는,배터리 모듈을 진단하기 위한 복수의 알고리즘(Algorithm #A, Algorithm #B, Algorithm #C)을 구비하되,제1 알고리즘(Algorithm #A)은 배터리 누적 사용량을 계산하여, k 시간까지 배터리 누적 사용 에너지(Ei)를 내림차순으로 나열한 것을 모듈의 배터리누적사용 실적의 내림 차순 세트(ODE)로 정의하여 배터리 모듈을 진단하며,제2 알고리즘(Algorithm #B)은 충·방전 중에 기준전압을 벗어나는 셀을 카운팅하여 불량 가능 셀이라 판단하여 배터리 모듈을 진단하되, 모듈의 불량 가능 셀 수를 계산할 때, 충전 중에는 기준전압보다 높은 전압인 셀과 방전할 때에는 기준전압보다 낮은 전압인 셀을 카운팅하여 내림차순으로 정리한 것을 모듈의 불량 가능 배터리 카운팅의 내림차순 세트(ODC)로 정의하여 배터리 모듈을 진단하며,제3 알고리즘(Algorithm #C)은 충·방전 중에 기준전압을 벗어나는 셀을 합산하여 가중치를 부여하여 해당 모듈의 불량 가능한 가중수준을 결정하고, 모듈의 불량 배터리 가중 수준을 내림차순으로 정리한 것을 모듈의 불량 배터리 가중 수준의 내림차순 세트(ODR)로 정의하여 배터리 모듈을 진단하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템
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Half Bridge(HB) Sub-module(SM) 내부의 SM 커패시터(Capacitor)가 배터리로 대체 적용된 하프 브리지 MMC(Modular Multilevel Converter)와 배터리를 연계한 ESS(Energy Storage System) 시스템의 제어부가 상기 SM(Sub Module)의 스위칭 순서를 바꾸는 스와핑(Swapping)을 수행하는 단계; 및상기 제어부가 불량 가능성이 있는 배터리 모듈을 진단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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제 8항에 있어서, 상기 스와핑(Swapping)과 배터리 모듈을 진단함에 있어서,상기 제어부는,미리 설정된 스와핑 주기가 되었을 때 배터리 모듈을 진단하고,이 진단 결과에 따라 SM(Sub Module)의 투입순서를 재결정하며,상기 재결정된 SM(Sub Module)의 투입순서에 따라 MMC ESS 시스템의 SM(Sub Module)을 제어하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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제 9항에 있어서, 상기 SM(Sub Module)의 투입순서를 재결정하여 제어하기 위하여,상기 제어부는,배터리 기본 사양, ESS 사용전망이나 ESS 운영시간, 배터리 스택 상태 정보, 및 사용자 요구 정보를 기준으로 복수의 알고리즘(Algorithm #1, Algorithm #2, Algorithm #3) 중 하나를 선택하여 투입순서 재결정을 진행하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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제 10항에 있어서, 상기 제1 알고리즘(Algorithm #1)은,스와핑 주기와 ESS 운영시간을 고려하여, ESS 운영시간(trun)이 사전에 선정(설정)된 스와핑 주기(Tswp) 이상이 되면, 스와핑 신호를 발생하여, ESS 운영시간(trun)을 리셋(Reset)하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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제 10항에 있어서, 상기 제2 알고리즘(Algorithm #2)은,배터리 모듈의 충·방전 최대 가능 용량(Ccd)에 대해 가중치(γ)를 부여하여 MMC level(n)에 따라 값을 출력하고, k번째 배터리 모듈의 충·방전 누적용량(Ccd_k)이 상기 출력된 값 이상이며, 그 값이 판별 가중치(ρ) 이상이면 스와핑 신호를 발생하여, 최종적으로 k번째 배터리 모듈의 충·방전 누적용량(Ccd_k)을 리셋(Reset)하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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제 10항에 있어서, 상기 제3 알고리즘(Algorithm #3)은,사용자의 필요에 따라 스와핑 신호 발생 명령을 인가하면, 스와핑 신호를 발생하여, 스와핑 주기를 리셋(Reset)하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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제 8항에 있어서, 상기 배터리 모듈을 진단함에 있어서,상기 제어부는,배터리 모듈을 진단하기 위한 복수의 알고리즘(Algorithm #A, Algorithm #B, Algorithm #C)을 구비하되,제1 알고리즘(Algorithm #A)은 배터리 누적 사용량을 계산하여, k 시간까지 배터리 누적 사용 에너지(Ei)를 내림차순으로 나열한 것을 모듈의 배터리누적사용 실적의 내림 차순 세트(ODE)로 정의하여 배터리 모듈을 진단하며,제2 알고리즘(Algorithm #B)은 충·방전 중에 기준전압을 벗어나는 셀을 카운팅하여 불량 가능 셀이라 판단하여 배터리 모듈을 진단하되, 모듈의 불량 가능 셀 수를 계산할 때, 충전 중에는 기준전압보다 높은 전압인 셀과 방전할 때에는 기준전압보다 낮은 전압인 셀을 카운팅하여 내림차순으로 정리한 것을 모듈의 불량 가능 배터리 카운팅의 내림차순 세트(ODC)로 정의하여 배터리 모듈을 진단하며,제3 알고리즘(Algorithm #C)은 충·방전 중에 기준전압을 벗어나는 셀을 합산하여 가중치를 부여하여 해당 모듈의 불량 가능한 가중수준을 결정하고, 모듈의 불량 배터리 가중 수준을 내림차순으로 정리한 것을 모듈의 불량 배터리 가중 수준의 내림차순 세트(ODR)로 정의하여 배터리 모듈을 진단하는 것을 특징으로 하는 MMC ESS 시스템의 제어 방법
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