JP2020529819A - 一体型電力変換及び系統連携システム - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムは、直流電力と交流電力との間の電力変換を行う電力変換部、前記交流電力の電圧を変換する変圧器、前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部及び前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナとを含む。

Description

本発明は、新材生エネルギー発電システムやＥＳＳに備える電力変換装置、保護設備、計量設備、及び電力系統を連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムに関する。

ＥＳＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ）や太陽光発電システムのようなシステムは、バッテリに貯蔵された電力又は太陽光パネルによって発電する電力を変換する電力変換装置、電力系統と連携するための装置、電力の送電量や受電量を計量するための計量設備、及び上述した各種装置及び設備の保護のための保護設備を含んでいてもよい。

従来の場合、前記各種装置と各種設備は、独立した機器単位で製作されて、現場においてそれぞれ個別設置される。その後、機器間の電力ケーブルや通信ケーブル等を結線する方式により、前記ＥＳＳや太陽光発電システムが構成されてもよい。

かかる従来の方式によれば、各機器を設置するための設置面積が増加するようになり、各機器間のケーブル布設のための配線作業やケーブルトレンチ工程等が加えられるため、設置期間が増加し、現場試験期間もかかり過ぎることがある。また、機器それぞれを屋外型に製作することによって、製品のサイズが増大し、製品の特性によって、別途外函をそれぞれ製作するため、コスト上昇ももたらし、機器設置後のメンテナンスにも苦労がある。

本発明が解決しようとする課題は、新材生エネルギー発電システムやＥＳＳにおいて、新材生エネルギー発電装置と電力系統との間、又はバッテリと電力系統との間に備えれる電力変換装置、保護設備、計量設備、及び電力系統を連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムを提供することである。

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムは、直流電力と交流電力との間の電力変換を行う電力変換部、前記交流電力の電圧を変換する変圧器、前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部、及び前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナとを含む。

実施形態によって、前記コンテナは、前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部とが互いに区分して設置される複数のセクションを含んでいてもよい。

実施形態によって、前記コンテナは、前記複数のセクションを区切る複数の隔壁を含み、前記複数の隔壁それぞれには前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部との間の線路連結のための連結手段が通る開口部が形成されてもよい。

実施形態によって、前記複数の隔壁それぞれは、難燃性ウレタンフォーム又はサンドイッチパネルを含む断熱素材に具現することができる。

実施形態によって、前記複数のセクションそれぞれは、設置された構成に基づいて、互いに異なる防水防塵の等級を有してもよい。

実施形態によって、前記複数のセクションそれぞれのコンテナ外函には、前記複数のセクションそれぞれに設置された構成に基づいて、ドア、換気口及び窓のうち少なくとも一つが設置されてもよい。

実施形態によって、前記電力変換部は、バッテリと連結されて、前記バッテリに貯蔵された直流電力を交流電力に変換するＰＣＳ（ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を含み、前記複数のセクションのうち、前記電力変換部が設置された第１セクションのコンテナ外函には吸気口及び排気口が設けられてもよい。

前記吸気口は、前記ＰＣＳに備えられた吸気口に向き合うように、前記第１セクションのコンテナ外函に設けられ、前記排気口は、前記ＰＣＳの上側に位置するように設けられてもよい。

実施形態によって、前記バッテリは、前記コンテナ内に設置されてもよい。

実施形態によって、前記電力変換部は、太陽光パネルから供給される直流電力を交流電力に変換するＰＶインバータを含んでいてもよい。

前記一体型電力変換及び系統連携システムは、複数の一体型電力変換及び系統連携システムを連結し、前記複数の一体型電力変換及び系統連携システムそれぞれから供給される電力を主電気室又は電力系統に伝送するか、他の一体型電力変換及び系統連携システムへ伝達するＲＭＵをさらに含んでいてもよい。

前記スイッチギア部は、前記電力変換部と前記変圧器との間の低圧線路に対して、前記低圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う低圧スイッチギア部、及び前記変圧器と前記電力系統との間の高圧線路に対して、前記高圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う高圧スイッチギア部を含んでいてもよい。

本発明の様々な実施形態によれば、電力変換部、低圧スイッチギア部、変圧器、高圧スイッチギア部等の構成を含む電力変換及び系統連携システムが一つのコンテナ内に一体として具現されてもよい。このような一体として具現されたコンテナが現場へ運送及び設置されることで、システムの運搬及び設置が容易になり、占有空間も最小化し得る。

また、各構成間の線路連結がコンテナ内で既に行われた状態であるため、現場において、さらなるケーブル布設作業等が不要であるため、設置時間を効果的に節約し得る。

のみならず、電力変換及び系統連携システムの構成がコンテナ内のセクションに互いに区分して設置されることで、前記構成の種類によってセクション内の環境を最適化することができる。

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムを含む全般的なシステムを示す概略的なブロック図。 本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの外観を示す斜視図。 図３に示した一体型電力変換及び系統連携システムの右側面図と左側面図。 図３に示した一体型電力変換及び系統連携システムの平面図。 図５に示した一体型電力変換及び系統連携システムのＡ−Ａ断面図。 本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムに含まれた電力変換装置の冷却のために形成される流路を説明するためのＢ−Ｂ断面図。 本発明の他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図。 本発明のさらに他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図。 図９に示した一体型電力変換及び系統連携システムが備えられた太陽光発電システムを説明するための図面。

以下では、添付の図面を参照して、本明細書に開示した実施形態を詳説するが、図面の符号にかかわらず、同一又は類似の構成要素は、同じ参照番号を付与し、これに対する重複する説明は、省略する。以下の説明に使われる構成要素に対する接尾辞「モジュール」及び「部」は、明細書作成の容易性だけを考慮して付与されるか混用されるものであって、それ自体として互いに区別される意味又は役割を有するものではない。また、本明細書に開示した実施形態を説明するにおいて、関連する公知技術に対する具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付の図面は、本明細書に開示した実施形態を容易に理解するためのものだけであり、添付の図面によって本明細書に開示した技術的思想が制限されないし、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし代替物を含むと理解しなければならない。

第１、第２等のように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使われるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。上記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか、「接続されて」いると言及されたときは、その他構成要素に直接に連結されているか又は接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在し得ると理解しなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接に連結されて」いるか、「直接に接続されて」いると言及されたときは、中間に他の構成要素が存在しないと理解しなければならない。

単数の表現は、文脈上明白に別途意味しない限り、複数の表現を含む。

本出願における「含む」又は「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指すものであり、一つ又はその以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたもの等の存在又は付加可能性を予め排除するものではないと理解すべきである。

以下では、本明細書に添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳説する。

図１は、本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムを含む全般的なシステムを示す概略的なブロック図である。

図１を参照すれば、電力変換システム１０は、電力変換装置のみならず、系統連携のための装置までも一体として含む、一体型電力変換及び系統連携システム１０として構成されてもよい。

このような電力変換及び系統連携システム１０は、ＥＳＳ（ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ）、太陽光発電システム、風力発電システム等に含まれていてもよい。

電力変換及び系統連携システム１０がＥＳＳに含まれる場合、電力変換及び系統連携システム１０は、バッテリ２０ａ及び電力系統３０の間に備えることができる。電力変換及び系統連携システム１０は、電力系統３０から供給される交流形電力を直流形電力に変換して、バッテリ２０ａへ提供することができる。実施形態によって、電力変換及び系統連携システム１０は、バッテリ２０ａに貯蔵された直流形電力を交流形電力に変換して、電力系統３０へ送電することで、バッテリ２０ａに貯蔵された電力の販売を可能にする。

電力変換及び系統連携システム１０が太陽光発電システムに含まれる場合、電力変換及び系統連携システム１０は、太陽光パネル２０ｂと電力系統３０との間に備えることができる。電力変換及び系統連携システム１０は、太陽光パネル２０ｂから提供される直流形電力を交流形電力に変換して、電力系統３０へ送電することができる。これと同様、電力変換及び系統連携システム１０が風力発電システムに含まれる場合、電力変換及び系統連携システム１０は、風力タービン２０ｃと電力系統３０との間に備えることができる。電力変換及び系統連携システム１０は、風力タービン２０ｃから提供される交流形電力を昇圧して、電力系統３０へ送電することができる。

図２は、本発明の実施形態による電力変換及び系統連携システムの構成を示すブロック図である。

図２を参照すれば、電力変換及び系統連携システム１０は、電力変換部１１、低圧スイッチギア部（ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ（ＬＶ ＳＷＧＲ））１３、変圧器１５、及び高圧スイッチギア部（ｍｅｄｉｕｍ ｖｏｌｔａｇｅ（ＭＶ）ＳＷＧＲ）１７を含んでいてもよい。

電力変換部１１は、電力変換装置１１２とＰＭＳ（ｐｏｗｅｒ ｍａｇａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）１１４を含んでいてもよい。電力変換装置１１２は、電力変換及び系統連携システム１０がＥＳＳに含まれる場合、ＰＣＳ（ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）１１２ａに具現されてもよい。一方、電力変換及び系統連携システム１０が太陽光発電システムに含まれる場合、電力変換装置１１２は、ＰＶインバータ１１２ｂに具現されてもよい。

ＰＣＳ１１２ａは、複数のインバータ及びコンバータを含んでいてもよい。例えば、ＰＣＳ１１２ａは、バッテリ２０ａに貯蔵された直流電力を交流電力に変換して、電力系統３０へ送電することができる。実施形態によって、ＰＣＳ１１２ａは、電力系統３０から供給される交流電力を直流電力に変換して、バッテリ２０ａに貯蔵することもできる。

ＰＶインバータ１１２ｂは、太陽光パネル２０ｂの太陽光発電によって供給される直流電力を交流電力に変換することができる。変換された交流電力は、電力系統３０へ提供（販売）されてもよい。

ＰＭＳ１１４は、電力変換及び系統連携システム１０の全般的な動作を制御することができる。また、ＰＭＳ１１４は、電力変換及び系統連携システム１０に含まれた各種構成要素の動作状態、異常有無、送電量及び受電量情報等を獲得し、獲得された情報を外部のサーバ４０等へ伝送することができる。サーバ４０は、ＰＭＳ１１４から受信される情報をシステムの管理者又は使用者等に提供することで、電力変換及び系統連携システム１０の動作に係る情報に関するモニタリング機能を提供することができる。

ＬＶ ＳＷＧＲ１３は、電力変換部１１と変圧器１５との間に備えられて、低圧線路の短絡等の事故や異常の発生時、線路を遮断することができる。このため、ＬＶ ＳＷＧＲ１３は、ＡＣＢ（ａｉｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒ）１３２及び保護継電器１３４を含んでいてもよい。

ＡＣＢ１３２は、線路に異常状態が発生する場合、圧縮空気を用いて線路を遮断させることができる。ＡＣＢ１３２は、保護継電器１３４と連携して過電流、過電圧、不足電圧、短絡、地絡等の要素を迅速に検出して線路を遮断することで、電力変換及び系統連携システム１０を保護することができる。

変圧器１５は、電力変換装置１１２によって変換される低圧の交流電力を電力系統３０の電圧に相当する高圧の交流電力に変換するか、電力系統３０から供給される高圧の交流電力を低圧の交流電力に変換することができる。例えば、変圧器１５は、流入変圧器又はモールド変圧器に具現することができるが、これに限定されるものではない。

ＭＶ ＳＷＧＲ１７は、変圧器１５と電力系統３０との間に具備することができる。例えば、ＭＶ ＳＷＧＲ１７は、電力系統３０からの受電量や、電力変換装置１１２からの送電量を計測するＭＯＦ（ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｏｕｔｆｉｔ）１７４、変圧器１５と電力系統３０との間の高圧線路の異常状態が発生するとき、線路を遮断するＶＣＢ１７２及び保護継電器１７８、線路の定格電流を開閉するＬＢＳ（ｌｏａｄ ｂｒｅａｋ ｓｗｉｔｃｈ）１７６を含んでいてもよい。

実施形態によって、ＬＶ ＳＷＧＲ１３及びＭＶ ＳＷＧＲ１７それぞれは、落雷等による過電圧及びサージ電流から構成要素を保護するための避雷器をさらに含んでいてもよい。

従来の場合、電力変換部１１、ＬＶ ＳＷＧＲ１３、変圧器１５及びＭＶ ＳＷＧＲ１７それぞれは、個別機器単位に製作されるため、現場で設置するとき、設置面積及び設置時間の増加、ケーブル布設のための追加作業等のような不具合が存在した。

以下では、上記のような従来の問題点を解決するために、本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システム１０についてより具体的に説明する。

図３は、本発明の一実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの外観を示す斜視図であり、図４は、図３に示した一体型電力変換及び系統連携システムの右側面図と左側面図である。図５は、図３に示した一体型電力変換及び系統連携システムの平面図であり、図６は、図５に示した一体型電力変換及び系統連携システムのＡ−Ａ断面図である。

以下、図３〜図８では、電力変換及び系統連携システム１０がＥＳＳ用電力変換及び系統連携システムである場合を例に挙げて説明する。すなわち、電力変換及び系統連携システム１０の電力変換装置１１２は、ＰＣＳ１１２ａに相当し得る。

本明細書における一体型の意味は、単一ベースフレーム内に図２で上述した電力変換及び系統連携システム１０の構成要素が設置されて、外函の構造体が単一構造で構成されることを意味し、あらゆる構成要素及び外形構成体が完全に組み立てされた状態で、一括した運送及び設置が可能であり、このとき、構造的変形や内部構成品の異常が発生しない構造を意味し得る。

図３を参照すれば、本発明の実施形態による電力変換及び系統連携システム１０は、一つのコンテナ１００内に収容される形態に製作されてもよい。すなわち、コンテナ１００は、電力変換及び系統連携システム１０のベースフレーム及び外形構成体に相当し得る。例えば、コンテナ１００は、国際標準化機構（ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ （ＩＳＯ））により規定された規格を有することで、従来の電力設備用屋外函に比べ耐環境性及び耐久性が高い。

すなわち、本発明の電力変換及び系統連携システム１０は、一つのコンテナ１００内に電力変換部１１、ＬＶ ＳＷＧＲ１３、変圧器１５及びＭＶ ＳＷＧＲ１７がいずれも収容及び装着されて、一体として現場へ運送及び設置されることで、システムの運搬及び設置を容易にし、占有空間を最小化することができる。また、各機器間の電力ケーブルの連結は、コンテナ１００内ですべて行われた状態であるため、現場において、さらなるケーブル布設作業等が不要である。

電力変換及び系統連携システム１０の各構成要素は、コンテナ１００内の複数のセクションそれぞれに互いに区分して配置されてもよい。各セクションのコンテナ外函には、セクション内に備えられた構成要素の種類に基づいて、換気口（吸気口と排気口）やドア等が設けられてもよい。実施形態によって、各セクションの防水防塵（Ｉｎｇｒｅｓｓ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ（ＩＰ））の等級は、各セクションに備えられた構成要素に基づいて互いに異なってくる。すなわち、構成要素がセクションそれぞれに互いに区分して設置されることで、各構成要素に最適化したセクション内環境を提供することができる。

これに関しても、図４〜図５を参照すれば、コンテナ１００は、電力変換部１１を備える第１のセクション１０１、ＬＶ ＳＷＧＲ１３を備える第２のセクション１０３、変圧器１５を備える第３のセクション１０５、及びＭＶ ＳＷＧＲ１７を備える第４のセクション１０７に区分され得る。

例えば、第１のセクション１０１のコンテナ外函には、電力変換装置１１２の駆動時、冷却のための吸気口１０１ａと排気口１０１ｂとが設けられてもよい。吸気口１０１ａと排気口１０１ｂそれぞれは、よろい窓（ｌｏｕｖｅｒ）やギャラリー窓等に具現することができる。実施形態によって、吸気口１０１ａと排気口１０１ｂには、内部の電力変換装置１１２をほこりや異物等から保護するためのフィルターやメッシュ等が具備されてもよい。これにより、第１のセクション１０１内部は、所定のＩＰ等級（例えば、ＩＰ５４等級）を維持することができる。

第１のセクション１０１のコンテナ外函に設けられた吸気口１０１ａと排気口１０１ｂによって、電力変換装置１１２の自然冷却のための流路が形成されてもよい。これについては、追って図７を参照して説明する。

第３のセクション１０５のコンテナ外函には、変圧器１５のメンテナンスのためのドア１０５ａ、１０５ｂが設けえられてもよい。ドア１０５ａ、１０５ｂは、変圧器１５の発熱による性能低下を防ぐためにギャラリー窓等の形態に具現することができる。実施形態によって、第３のセクション１０５は、設置される変圧器１５のタイプによって、ＩＰ等級を維持するためのフィルターやメッシュ等を備えることができる。例えば、流入変圧器が設置される場合、一般に流入変圧器は、自体として所定ＩＰ等級を有するように製造されるため、前記フィルターやメッシュ等が備えられないこともある。一方、モールド変圧器の場合、外部からの影響に弱いため、第３のセクション１０５内部を所定のＩＰ等級を有する状態で維持するための前記フィルターやメッシュ等を備えることができる。

第２のセクション１０３と第４のセクション１０７のコンテナ外函には、ＬＶ ＳＷＧＲ１３とＭＶ ＳＷＧＲ１７のメンテナンスのために、管理者が出入り可能なドア１０３ａ、１０３ｂ、１０７ａ、１０７ｂが設けられてもよい。実施形態によって、第２のセクション１０３と第４のセクション１０７の内部も所定のＩＰ等級を有してもよい。

図５〜図６を参照すれば、上述したように、第１のセクション１０１内にはＰＣＳ１１２ａとＰＭＳ１１４とが備えられ、第２のセクション１０３内にはＬＶ ＳＷＧＲ１３が備えられてもよい。第３のセクション１０５内には変圧器１５が備えられ、第４のセクション１０７内にはＭＶ ＳＷＧＲ１７が備えられてもよい。

例えば、上述したようなＩＳＯ規格のコンテナ１００を用いる場合、第１のセクション１０１内に備えられる電力変換装置１１の用量は、約３ＭＷ内であってもよい。このとき、ＥＳＳや太陽光発電システムの用量が３ＭＷを超える場合には、複数の電力変換及び系統連携システム１０が互いに連結して構成されてもよい。

コンテナ１００の各セクション１０１、１０３、１０５、１０７は、隔壁１０２、１０４、１０６によって互いに区切られてもよい。隔壁１０２、１０４、１０６それぞれは、セクション１０１、１０３、１０５、１０７間の断熱を可能にすることで、特定の構成要素が異なる構成要素からの発熱により動作性能や効率が低下するか、異常が発生することを防ぐことができる。例えば、隔壁１０２、１０４、１０６は、難燃性ウレタンフォームやサンドイッチパネル（ｓａｎｄｗｉｃｈ ｐａｎｅｌ）等のような断熱素材として具現することができる。

電力変換及び系統連携システム１０の構成要素１１、１３、１５、１７は、コンテナ１００内で互いに連結されてもよい。例えば、各隔壁１０２、１０４、１０６には各種ケーブルや母線（ｂｕｓ ｂａｒ）等で具現される連結手段が通る開口部が形成されてもよい。具体的には、第１隔壁１０２に形成された開口部を通す連結手段により、ＰＣＳ１１２ａとＬＶ ＳＷＧＲ１３とが互いに連結され、第２隔壁１０４に形成された開口部を通す連結手段により、ＬＶ ＳＷＧＲ１３と変圧器１５とが互いに連結されてもよい。また、第３隔壁１０６に形成された開口部を通す連結手段により、変圧器１５とＭＶ ＳＷＧＲ１７とが連結されてもよい。また、前記開口部を介して第１のセクション１０１に設置されたＰＭＳ１１４は、その他セクション１０３、１０５、１０７それぞれに設置された構成要素１３、１５、１７と連結されてもよい。

一方、ＰＣＳ１１２ａは、コンテナ１００の前面又は側面を通す連結手段や、前面又は側面に備えられるバッテリ連結端子等を介してバッテリ２０ａと連結されてもよく、ＭＶ ＳＷＧＲ１７は、コンテナ１００の後面又は側面を通す連結手段や、後面又は側面に備えられる電力系統連結端子等を介して電力系統３０と連結されてもよい。

実施形態によって、コンテナ１００は、前面と後面にそれぞれドア１０８、１０９をさらに含んでいてもよい。ドア１０８、１０９を介して電力変換及び系統連携システム１０の管理者は、第１のセクション１０１及び第４のセクション１０７に備えられた構成要素１１２ａ、１１４、１７の管理動作を行うことができる。

図７は、本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムに含まれた電力変換装置の冷却のために形成される流路を説明するためのＢ−Ｂ断面図である。

図７を参照すれば、ＰＣＳ１１２ａは、吸気口１１２１及びファン１１２２を含んでいてもよい。このとき、第１のセクション１０１のコンテナ外函に設けられる吸気口１０１ａは、ＰＣＳ１１２ａの吸気口１１２１の位置に対応して、吸気口１１２１に向き合うように設けられてもよい。また、排気口１０１ｂは、ＰＣＳ１１２ａの上側に位置してもよい。ＰＣＳ１１２ａの駆動時、又はＰＣＳ１１２ａの内部温度が基準温度より高くなる場合、ファン１１２２が回転することができる。ファン１１２２が回転することによって、第１のセクション１０１のコンテナ外函に設けられた吸気口１０１ａ、ＰＣＳ１１２ａの吸気口１１２１、及び第１のセクション１０１のコンテナ外函に設けられた排気口１０１ｂを連結する流路が形成されてもよい。これにより、吸気口１０１ａを介して空気が第１のセクション１０１内へ流入してもよい。第１のセクション１０１内へ流入した空気は、ＰＣＳ１１２ａの吸気口１１２１を介してＰＣＳ１１２ａ内へ流入し、ＰＣＳ１１２ａの上部及び第１のセクション１０１のコンテナ外函に設けられた排気口１０１ｂを介して外部へ排出されてもよい。

すなわち、図７に示した実施形態の場合、電力変換及び系統連携システム１０の外観を形成するコンテナ１００は、発熱の高い電力変換装置１１２を備えた第１のセクション１０１のコンテナ外函に吸気口１０１ａと排気口１０１ｂとを含んでいてもよい。吸気口１０１ａと排気口１０１ｂを備えることにより、空気循環によりＰＣＳ１１２ａの効果的な冷却が可能である。よって、ＰＣＳ１１２ａの冷却のため別途冷却装置や空気調和設備（ＨＶＡＣ）が備えられなくてもよいため、空間節約が可能であり、前記冷却装置や空気調和設備の駆動によるさらなる電力消耗を防ぐことができる。

図８は、本発明の他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図である。

図８を参照すれば、コンテナ１００は、電力変換及び系統連携システム１０の ＰＣＳ１１２ａと連結されるバッテリ２０ａをさらに含んでいてもよい。例えば、バッテリ２０ａと電力変換部１１との間には隔壁２０１が備えられてもよいが、必ずしもそうではなく、バッテリ２０ａと電力変換部１１とが同じセクション内に備えられてもよい。

図８の形態に具現されるコンテナ１００の場合、各種異常状況の発生等によって電力供給が中断するか、電力供給を要する施設や建物、場所等に運搬されて、非常電力を供給する移動型電力供給システムの役割を行うことができる。電力変換及び系統連携システム１０のＭＶ ＳＷＧＲ１７は、該施設や建物、場所の電力供給ラインと連結されてもよい。この場合、電力変換及び系統連携システム１０は、コンテナ１００のバッテリ２０ａ内に貯蔵された電力を前記施設、建物、又は場所の各種装置や機器に供給することができる。

図９は、本発明のさらに他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図である。

図９及び図１０に示した電力変換及び系統連携システム１０は、太陽光発電システム内に具現されてもよい。

太陽光発電システム内に具現される電力変換及び系統連携システム１０は、ＰＶインバータ１１２ｂ、ＰＭＳ１１４、ＬＶ ＳＷＧＲ１３、変圧器１５及びＭＶ ＳＷＧＲ１７を含んでいてもよい。図９に示したように、太陽光発電システム内に具現される電力変換及び系統連携システム１０の場合、コンテナ２００内の第１のセクション２０１にＰＶインバータ１１２ｂ、ＰＭＳ１１４及びＬＶ ＳＷＧＲ１３が共に設置されてもよい。また、第２のセクション２０３には変圧器１５が設置され、第３のセクション２０５にはＭＶ ＳＷＧＲ１７又はＲＭＵ（ｒｉｎｇ ｍａｉｎ ｕｎｉｔ）１８が設置されてもよい。

太陽光発電システムの用量が高いほど、太陽光発電システムに具現される電力変換及び系統連携システム１０の数が増加し得る。この場合、多い数の電力変換及び系統連携システム１０それぞれを電力系統３０に連結させるためには、複数のケーブル等を備えて、ケーブルそれぞれの布設作業が行わなければならないため、設置費及び設置時間が増加し得る。

このような問題を解決するために、電力変換及び系統連携システム１０は、図９に示したように、ＭＶ ＳＷＧＲ１７に代えてＲＭＵ（ｒｉｎｇ ｍａｉｎ ｕｎｉｔ）１８を含んでいてもよい。

ＲＭＵ１８は、複数の電力変換及び系統連携システム１０との間の連結を可能にして、複数の電力変換及び系統連携システム１０に対する一種のネットワークを構成することができる。これについては、以下の図１０を参照して説明する。

図１０は、図９に示した一体型電力変換及び系統連携システムを備えた太陽光発電システムを説明するための図面である。

図１０を参照すれば、一つのコンテナ２００内に具現される電力変換及び系統連携システム１０は、太陽光パネル２０ｂから発電する電力を電力系統３０へ送電することができる。上述したように、太陽光発電システム内に複数の電力変換及び系統連携システム１０が含まれる場合、各電力変換及び系統連携システム１０は、ＲＭＵ１８を介して互いに連結され、いずれか電力変換及び系統連携システム１０が主電気室３００と連結されてもよい。これにより、前記いずれか電力変換及び系統連携システム１０は、ＲＭＵ１８を利用して複数の電力変換及び系統連携システム１０から供給される電力を主電気室３００又は電力系統３０へ伝送するか、他の電力変換及び系統連携システム１０へ伝達することができる。実施形態によって、複数の電力変換及び系統連携システム１０と主電気室３００、又は複数の電力変換及び系統連携システム１０と電力系統３０は、一種のループ（ｌｏｏｐ）を形成するように連結されてもよい。

主電気室３００は、電力系統３０と複数の電力変換及び系統連携システム１０ との間に位置してもよい。主電気室３００には各種計量設備やメーン遮断装置等が備えられてもよい。実施形態によって、主電気室３００は、複数の電力変換及び系統連携システム１０から送信される高圧（例えば、２２．９ｋＶ）の交流電力を超高圧（例えば、１５４ｋＶ）の交流電力に変換して、電力系統３０に送電することもできる。

すなわち、図１０に示した実施形態よれば、電力変換及び系統連携システムと電力系統３０との間の連結のための連結手段を最小限にすることができるため、前記連結手段の布設等のための設置費用や設置時間を効果的に節約することができる。

本発明は、新材生エネルギー発電システムやＥＳＳに備えられる電力変換装置、保護設備、計量設備及び電力系統を連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムに利用することができる。

Claims (12)

1. 一体型電力変換及び系統連携システムにおいて、
   直流電力と交流電力との間の電力変換を行う電力変換部；
   前記交流電力の電圧を変換する変圧器；
   前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路の状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部；及び、
   前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナを含む、
   一体型電力変換及び系統連携システム。
2. 前記コンテナは、
   前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が互いに区分して設置される複数のセクションを含む、
   請求項１に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
3. 前記コンテナは、
   前記複数のセクションを区切る複数の隔壁を含み、
   前記複数の隔壁それぞれには、
   前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部との間の線路連結のための連結手段が通る開口部が形成される、
   請求項２に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
4. 前記複数の隔壁それぞれは、
   難燃性ウレタンフォーム又はサンドイッチパネルに具現される、
   請求項３に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
5. 前記複数のセクションそれぞれは、
   設置された構成に基づいて、互いに異なる防水防塵の等級を有する、
   請求項２に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
6. 前記複数のセクションそれぞれのコンテナ外函には、
   前記複数のセクションそれぞれに設けられた構成に基づいて、ドア、換気口及び窓のうち少なくとも一つが設けられる、
   請求項２に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
7. 前記電力変換部は、
   バッテリと連結されて、前記バッテリに貯蔵された直流電力を交流電力に変換するＰＣＳ（ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を含み、
   前記複数のセクションのうち、前記電力変換部が設置された第１のセクションのコンテナ外函には吸気口及び排気区が設けられる、
   請求項２に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
8. 前記吸気口は、前記ＰＣＳに備えられた吸気口に向き合うように、前記第１のセクションのコンテナ外函に設けられ、
   前記排気口は、前記ＰＣＳの上側に位置するように設けられる、
   請求項７に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
9. 前記バッテリは、前記コンテナ内に設置される、
   請求項７に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
10. 前記電力変換部は、
    太陽光パネルから供給される直流電力を交流電力に変換するＰＶインバータを含む、
    請求項１に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
11. 複数の一体型電力変換及び系統連携システムを連結し、前記複数の一体型電力変換及び系統連携システムそれぞれから供給される電力を主電気室又は電力系統へ伝送するか、他の一体型電力変換及び系統連携システムへ伝達するＲＭＵをさらに含む、
    請求項１０に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。
12. 前記スイッチギア部は、
    前記電力変換部と前記変圧器との間の低圧線路に対して、前記低圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う低圧スイッチギア部；及び、
    前記変圧器と前記電力系統との間の高圧線路に対して、前記高圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う高圧スイッチギア部を含む、
    請求項１に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。