XML 기반의 에너지 저장용 프로파일 어댑터 분석 및 설계

Abstract

에너지 저장장치(Energy Storage System)은 전력 수요가 적을 때 전력을 저장해 두었다가 수요가 발생하거나 비상시 저장된 전력을 사용함으로 전기 에너지를 저장하여 필요할 때 사용 가능함으로써 에너지 이용 효율 향상, 전력공급 시스템 안정화 및 신재생 에너지 활용도 향상 효과를 가지는 시스템이다. 최근 세계적으로 에너지의 효율적인 소비에 대한 관심이 증대되면서 전력의 안정적인 공급을 원하는 수요자와 전력 수요 평준화를 원하는 공급자의 요구를 충족시켜줄 수 있는 에너지 저장장치의 필요성이 증대되고 있다. 현재 에너지 저장장치를 구성하는 Power Conditioning System(PCS), Battery Management System(BMS), 배터리 셀은 제조사별로 상이한 규격을 가진다. 이로 인해 각 핵심 부품 간 인터페이스가 규격화되어 있지 않아, 에너지 저장장치의 구성 및 운영에 난점으로 작용하고 있다. 본 논문에서는 제조사별로 상이한 특징을 가지는 부품들의 설정과 효율적 운영에 필요한 정보를 수용하여 에너지 저장장치를 구성할 수 있는 XML 기반의 에너지 시스템 전용 프로파일 시스템의 설계와 분석방안을 제안한다. 제조사별 PCS, BMS, 배터리 셀과 그 외의 주변 기기들의 설정 정보 및 운영 정보를 분석하여 프로파일 규격을 정의하고, 에너지 저장장치에 적용할 수 있는 프로파일 어댑터 소프트웨어를 설계 및 구현한다. 프로파일 어댑터를 통해 생성된 프로파일은 설정 프로파일과 운영 프로파일로 구성되며, 추후 확장성을 고려하여 표준 XML의 규격을 따른다. 구현된 프로파일 시스템의 검증은 에너지 저장장치 시스템에 적용되어 기본적인 충 방전 동작을 통해 정상 동작 결과를 제안한다. The Energy Storage System stores electricity for later use. This system can store electricity from legacy electric power systems or renewable energy systems into a battery device when demand is low. When there is high electricity demand, it uses the electricity previously stored and enables efficient energy usage and stable operation of the electric power system. It increases the energy usage efficiency, stabilizes the power supply system, and increases the utilization of renewable energy. The recent increase in the global interest for efficient energy consumption has increased the need for an energy storage system that can satisfy both the consumers' demand for stable power supply and the suppliers' demand for power demand normalization. In general, an energy storage system consists of a Power Conditioning System, a Battery Management System, a battery cell and peripheral devices. The specifications of the subsystems that form the energy storage system are manufacturer dependent. Since the core component interfaces are not standardized, there are difficulties in forming and operating the energy storage system. In this paper, the design of the profile structure for energy storage system and realization of private profiling system for energy storage system is presented. The profiling system accommodates diverse component settings that are manufacturer dependent and information needed for effective operation. The settings and operation information of various PCSs, BMSs, battery cells, and other peripheral device are analyzed to define profile specification and structure. A profile adapter software that can be applied to energy storage system is designed and implemented. The profiles for energy storage system generated by the profile authoring tool consist of a settings profile and operation profile. Setting profile consists of configuration information for energy device what composes energy saving system. To be more specific, setting profile has three parts of category as information for electric control module, sub system, and interface for communication between electric devices. Operation profile includes information in relation to the method in which controls Energy Storage system. The profiles are based on standard XML specification to accommodate future extensions. The profile system has been verified by applying it to an energy storage system and testing charge and discharge operations.