재생 에너지 중 태양광 발전의 경우 외부 환경 조건에 따라 최대전력점 추종 제어를 수행하여도 최대전력점이 변경되므로 발전 출력의 간헐적인 특성을 갖게 된다. 이러한 특성으로 인하여 태양광 발전이 직류 배전 시스템에 연계 될 경우, 직류 배전 시스템의 안정적인 전력 계통 운영에 문제를 발생시킬 수 있다. 태양광 발전의 간헐적인 특성을 보완하기 위한 일정전력추종 알고리즘을 제안하고, 제안한 알고리즘 적용을 위해 분산형 에너지 저장 장치가 추가된 PVESS 통합형 모듈이 적용된 직류 배전 시스템을 구성한다. 추가 연계 된 분산형 에너지 저장 장치는 PV-ESS 통합형 모듈의 일정 전력을 유지하기 위해 태양광 발전 출력 상태에 따라 동작함으로써 태양광 발전의 간헐적 출력 특성을 보완한다. 기존의 배터리의 잔존 용량을 추정하는 대표적인 기법들은 개방 회로 전압 기법과 전류 적산법이 있다. 이러한 기법들의 경우 내부 저항의 변화가 고려되지 않았거나 초기 SoC 값의 부정확성으로 인해 현재의 정확한 SoC 추정이 어렵다. 본 논문에서는 배터리의 상태를 통해 내부 저항과 배터리의 개방 전압을 계산하여 내부 저항이 고려된 배터리의 SoC 값을 전류 적산법의 초기 SoC 값으로 사용한다. 그럼으로써 내부 저항이 고려되고, 개방 회로 전압 기법과 전류 적산법을 결합한 배터리의 잔존 용량 추정 기법을 적용함으로써 보다 정확도 높은 SoC를 추정한다. 기존 직류 배전 시스템에서는 태양광 발전의 간헐적 특성으로 인한 직류 배전망의 변동성을 보완하기 위해 배터리 에너지 저장 시스템이 연계된다. 그러나 배터리의 낮은 전력 밀도로 인하여 직류 배전 망의 급격한 변동을 보완하지 못한다. 이러한 문제점을 완화시키기 위해 슈퍼 커패시터를 연계하였지만, 슈퍼 커패시터는 기존의 에너지 저장 장치로 사용되는 배터리에 비해 같은 용량 대비 가격적으로 비싸며, 급격한 변동을 보완할 수 있지만 낮은 에너지 밀도로 인해 단독으로 사용시 긴 시간 동안 사용 가능하지 못한 문제점을 갖고 있다. 또한, 태양광 발전이 직접적으로 직류 배전에 연계되는 경우 1단 구성에 따라서 태양광 발전의 간헐적인 출력 특성이 직접적으로 직류 배전 망에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 태양광 발전의 간헐적인 출력 특성을 보완하기 위해 일정전력추종 알고리즘을 제안하고, 제안하는 알고리즘 적용을 위해 분산형 에너지 저장 장치를 태양광 발전과 추가 연계하여 PV-ESS 통합형 모듈을 구성한다. 또한, 본 논문에서는 PV-ESS 통합형 모듈이 연계된 직류 배전 시스템을 제작 및 실험을 통해 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증하였다.
In the case of photovoltaic generation among renewable energy, even when the maximum power point tracking control is performed according to the external environmental conditions, the maximum power point is changed, thereby having intermittent characteristics of power generation output. Due to these characteristics, when photovoltaic generation is connected to a DC distribution system, problems may occur in stable system operation of the DC distribution system. Therefore, this study proposes a constant power tracking algorithm to complement the intermittent characteristics of photovoltaic generation, and construct a DC distribution system with a PV-ESS integrated module with a distributed energy storage device added to apply the proposed algorithm. The additional connected distributed energy storage device complements the intermittent output characteristics of photovoltaic generation by operating according to the photovoltaic power output state to maintain a constant power of the PV-ESS integrated module. In this paper, the method for estimating the SoC of ESS is also proposed. Conventional methods for estimating the SoC of batteries include OCV method and coulomb counting methods. For these method, changes in internal resistance have not been considered or the inaccuracy of initial SoC values makes it difficult to estimate the current accurate SoC. So, the internal resistance and the OCV of battery are calculated through the condition of the battery, and the SoC value of the battery considered for internal resistance is used as the initial SoC value of the current calculation method. This takes into account internal resistance, and estimates a more accurate SoC by applying a battery SoC estimation method that combines OCV method with coulomb counting method. In the conventional DC distribution system, a battery energy storage system is connected to compensate for the variability of the DC distribution system due to intermittent characteristics of photovoltaic generation. However, due to the low power density of the battery, it cannot compensate for the rapid fluctuation of the DC distribution system. In order to solve this problem, super capacitors are connected, but super capacitors are more expensive than the batteries used as energy storage devices at the same capacity. And super capacitors can compensate for rapid fluctuations, but when used alone due to low energy density it has a problem that cannot be used for a long time. When the photovoltaic generation is directly connected to the DC distribution system, the intermittent output characteristics of the photovoltaic generation directly affect the DC distribution system according to the single stage configuration of the photovoltaic generation. Therefore, in this study, a constant power tracking algorithm is proposed to complement the intermittent output characteristics of photovoltaic generation, and a PV-ESS integrated module is constructed by additionally connecting a distributed energy storage system with photovoltaic generation to apply the proposed algorithm. Finally, this study verified the validity of the proposed algorithm through the manufacture and experiment of a DC distribution system with PV-ESS integrated modules.