KR100913507B1 - Electric power simulator for renewable energy inverter and operating method thereof - Google Patents

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(주)인텍에프에이
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Abstract

An electric power simulator for renewable energy inverter and operating method thereof are provided to test various capacities of inverters immediately by reacting to the capacity enhancement or the capacity reduction. The operation PC(10) stores voltage and current characteristic data of the renewable energy source. The operation PC sets up the output power quantity or the mode of operation. The rectifier(30) rectifies the applied AC power supply in the AC input(200) to the DC power supply. The electric power converting section(40) changes the DC power supply outputted in the rectifier to the output power quantity which is set up through the operation PC. The electric power converting section comprises a plurality of electric power inverters(41,42).

Description

신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 및 이의 구동방법 {ELECTRIC POWER SIMULATOR FOR RENEWABLE ENERGY INVERTER AND OPERATING METHOD THEREOF}Power Simulator for Renewable Energy Source Inverter and Driving Method thereof {ELECTRIC POWER SIMULATOR FOR RENEWABLE ENERGY INVERTER AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신재생 에너지원을 실제로 설치 운용하지 않고 전력 변환장치를 이용하여 신재생 에너지원이 나타내는 전기적 특징을 발생시켜 인버터를 시험하기 위한 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 및 이의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power simulator for a renewable energy source inverter and a driving method thereof, and more particularly, to generate electrical characteristics represented by a renewable energy source using a power converter without actually installing and operating a renewable energy source. The present invention relates to a power simulator for a renewable energy source inverter for testing an inverter and a driving method thereof.

일반적으로 신재생 에너지를 실제 용량에 맞게 설계 설치하기에는 비용과 인원, 공간 등의 여러 가지 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 신재생 에너지원을 전원으로 하는 인버터와 같은 전력 변환장치를 개발 시 실제 인버터 용량에 맞게 신재생 에너지원을 설치하기에는 초기 투자비가 많이 소요된다. In general, there are various problems such as cost, personnel and space to design and install renewable energy according to actual capacity. In addition, when developing a power converter such as an inverter using a renewable energy source as a power source, it requires a lot of initial investment to install a renewable energy source in accordance with the actual inverter capacity.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 전력 시뮬레이터를 이용하여 신재생 에너지원이 가지는 전기적 특징을 데이터화하여 전력을 만들면 설치 및 공간, 또한 초기 투자 비용을 감소시킬 수 있다. In order to solve this problem, the power simulator can be used to make electrical power by data of electrical characteristics of renewable energy sources, thereby reducing installation and space, and initial investment cost.

기존의 방식들은 시험하고자 하는 인버터와 전력 시뮬레이터의 용량을 1:1로 매칭시켜 설계했기 때문에, 다양한 용량의 인버터를 시험할 수 없는 문제점이 있었다. Existing methods are designed to match the capacity of the inverter and the power simulator to be tested 1: 1, there is a problem that can not test the inverter of various capacities.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수개의 전력 변환기를 병렬로 연결하여, 용량이 늘거나 줄거나 할 때 실시간으로 병렬 연결수를 조절함으로써 용량 증대나 축소에 즉각 반응할 수 있는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 및 이의 구동방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the problem to be solved by the present invention is to increase the capacity by adjusting the number of parallel connections in real time when the capacity is increased or decreased by connecting a plurality of power converters in parallel It is to provide a power simulator for a renewable energy source inverter and a driving method thereof that can immediately react to the reduction.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터가 저장되며, 출력 전력량 또는 운용 모드를 설정하는 운용 PC; 교류 전원부에서 인가된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 출력된 직류 전원을 인가 받아 상기 운용 PC를 통하여 설정된 출력 전력량으로 전력을 변환하는 전력 변환부; 및 상기 운용 PC의 제어 신호에 따라 상기 전력 변환부의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하며, 상기 전력 변환부는 복수개의 전력 변환기가 상호 병렬 연결되어 구성되는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, an operating PC for storing voltage and current characteristic data of a renewable energy source and setting an output power amount or an operation mode; Rectifying unit for rectifying the AC power applied from the AC power supply unit to the DC power source; A power converter which receives the DC power output from the rectifier and converts the power into an output power set through the operation PC; And a central control unit for controlling the operation of the power conversion unit according to the control signal of the operating PC, the power conversion unit is provided with a power simulator for a renewable energy source inverter is configured by a plurality of power converters connected in parallel.

상기 중앙 제어부는 상기 운용 PC에서 설정된 출력 전력량에 따라 상기 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 동작시킨다. The central control unit operates by calculating the number of operations of the power converter according to the output power amount set in the operation PC.

상기 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터는 상기 전력 변환부에서 출력되는 전원으로부터 리플을 제거하는 리플 제거부 및 무부하시 과전압을 방지하기 위한 더미 부하부를 더 포함한다.The renewable energy source inverter power simulator further includes a ripple removing unit for removing ripple from a power output from the power converter and a dummy load unit for preventing an overvoltage at no load.

상기 운용 PC는 신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 상기 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 상태를 디스플레이 하는 디스플레이부; 및 유저 인터페이스 기능을 수행하는 설정부를 포함한다.The operating PC includes a data storage unit for storing voltage and current characteristic data of the renewable energy source; A display unit displaying a state of the power simulator for the renewable energy source inverter; And a setting unit that performs a user interface function.

본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따르면, 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터에 전원을 인가하는 단계; 상기 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 운용 모드를 선택하고, 출력 전력량을 설정하는 단계; 상기 설정된 출력 전력량을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키는 단계; 상기 전력 변환기의 출력 전원으로부터 리플을 제거하는 단계; 상기 리플이 제거된 출력 전원을 인버터에 인가하는 단계 및 실제 출력 전력량이 상기 설정된 출력 전력량의 오차 범위내인지 판단하여, 오차 범위를 벗어난 경우에는 출력 전력을 조절하는 단계를 포함하는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 구동 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the method includes applying power to a power simulator for a renewable energy source inverter; Selecting an operation mode of the power simulator for the renewable energy source inverter and setting an output power amount; Calculating and operating an operation number of a plurality of power converters connected in parallel with each other based on the set output power; Removing ripple from the output power of the power converter; And applying the output power from which the ripple has been removed to the inverter, and determining whether the actual output power amount is within the error range of the set output power amount, and adjusting the output power if it is out of the error range. A power simulator driving method is provided.

상기 출력 전력을 조절하는 단계는 상기 작동되는 전력 변환기에서 출력되는 전압, 전류값을 감지하는 단계; 기저장된 신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터로부터 상기 감지된 전류값에 상응하는 전압값을 탐지하는 단계; 및 상기 탐지된 전압값을 기준으로 출력 전력을 조절하는 단계를 포함하는 신재생 에너지원 인 버터용 전력 시뮬레이터 구동 방법이 제공된다.The adjusting of the output power may include sensing voltage and current values output from the operated power converter; Detecting a voltage value corresponding to the sensed current value from voltage and current characteristic data of a previously stored renewable energy source; And controlling the output power based on the detected voltage value.

상기 운용 모드 선택 시 신재생에너지모드를 선택하면, 최대 전압 설정값과 최대 전류 설정값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키며, 상기 운용 모드 선택 시 정전압모드를 선택하면, 고정된 전압 설정값과 전류 제한값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키고, 상기 운용 모드 선택 시 정전류모드를 선택하면, 고정된 전류 설정값과 전압 제한값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시킨다.When the renewable energy mode is selected when the operation mode is selected, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel with each other based on the maximum voltage setting value and the maximum current setting value is calculated and operated. If is selected, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel to each other based on the fixed voltage set value and the current limit value are calculated and operated.If the constant current mode is selected when the operation mode is selected, the fixed current set value and The operation number of a plurality of power converters connected in parallel with each other based on the voltage limit value is calculated and operated.

본 발명에 따르면, 실제 신재생 에너지원을 설치할 때 드는 시간, 비용 및 공간 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다. 또한, 신재생 에너지원을 전원으로 하는 인버터 개발 시 소요되는 초기 투자비를 최소화할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to solve the problems such as time, cost and space when installing the actual renewable energy source. In addition, it is possible to minimize the initial investment cost when developing an inverter using a renewable energy source.

그리고, 용량 증대나 축소에 즉각 반응하여, 다양한 용량의 인버터를 시험할 수 있게 된다.In addition, in response to an increase or a decrease in capacity, an inverter of various capacities can be tested.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 개략적인 기능 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 실시예의 구성 중 운용 PC와 전력 변환부의 구성요소를 도시한 기능 블록도이고, 도 3은 각 전력 변환기의 개략적인 기능 블록도이다.1 is a schematic functional block diagram of a power simulator for a renewable energy source inverter according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing the components of the operating PC and the power converter of the configuration of the embodiment shown in FIG. 3 is a functional block diagram of each power converter.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터(100)는 교류 전원부(200)의 출력단과 인버터(300)의 입력단 사이에 설치되어, 교류 전원부(200)에서 인가된 교류 전원을 필요 전력으로 변환한 후 인버터(300)에 공급한다. 1 to 3, the renewable energy source inverter power simulator 100 is installed between the output terminal of the AC power source unit 200 and the input terminal of the inverter 300, and the AC power source applied from the AC power source unit 200. After converting to the required power is supplied to the inverter 300.

신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터(100)는 운용 PC(10), 중앙 제어부(20), 정류부(30) 및 전력 변환부(40)를 포함한다. 운용 PC(10)는 데이터 저장부(11), 설정부(13) 및 디스플레이부(15)를 포함하며, 전력 변환부(40)는 복수개의 전력 변환기가 상호 병렬 연결되어 구성된다. The power simulator 100 for a renewable energy source inverter includes an operating PC 10, a central controller 20, a rectifier 30, and a power converter 40. The operating PC 10 includes a data storage unit 11, a setting unit 13, and a display unit 15, and the power conversion unit 40 includes a plurality of power converters connected in parallel to each other.

운용 PC(10)는 신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터가 저장되며, 희망 출력 전력량을 설정하거나, 운용 모드를 설정하고, 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 전체적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 운용 PC(10)의 데이터 저장부(11)는 다양한 신재생 에너지원 예를 들면, 태양광 발전, 풍력 발전, 연료전지발전 또는 바이오가스를 이용한 열병합 발전 등의 전압 및 전류 특성 데이터를 테이블화하여 저장한다. The operating PC 10 stores the voltage and current characteristic data of the renewable energy source, sets a desired output power amount, sets an operation mode, and controls the overall operation of the power simulator for the renewable energy source inverter. do. The data storage unit 11 of the operating PC 10 tabulates voltage and current characteristic data such as photovoltaic power generation, wind power generation, fuel cell generation, or cogeneration using biogas. Save it.

태양광 발전의 경우 태양셀 조합에 따라 직,병렬 셀조합이 가능하다. 즉, 기준셀 전압 및 전류 데이터를 입력한 후, 사용자가 직,병렬 셀조합을 통하여 희망하는 태양광 발전 용량을 임의로 설정하면, 그에 상응하는 최대 전압 및 최대 전류가 계산되어 설정된다.In the case of photovoltaic power generation, it is possible to combine parallel and parallel cells according to the combination of solar cells. That is, after inputting the reference cell voltage and current data, if the user arbitrarily sets the desired photovoltaic power generation capacity through a combination of serial and parallel cells, the corresponding maximum voltage and maximum current are calculated and set.

디스플레이부(15)는 전력 시뮬레이터의 각 부분들의 상태들, 즉 전력 변환기 의 전압/전류/운전상태, 전체 전압, 전류값 및 전력량 곡선, 전압-전류 곡선등을 표시한다. 설정부(13)은 전체 출력 전력량이나 운용 모드, 재생에너지원의 조합 등을 입력하기 위한 유저 인터페이스 기능을 수행한다. 설정부(13)는 사용자가 명령을 입력시킬 수 있는 입력 수단이 내장된 터치 패널 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The display unit 15 displays states of respective parts of the power simulator, that is, voltage / current / operation state of the power converter, total voltage, current value and power amount curve, voltage-current curve, and the like. The setting unit 13 performs a user interface function for inputting a total output power amount, an operation mode, a combination of renewable energy sources, and the like. The setting unit 13 may be formed in the form of a touch panel in which an input means for allowing a user to input a command is embedded, but is not limited thereto.

중앙 제어부(20)는 운용 PC(10)의 출력단과 전력 변환부(40)의 입력단 사이에 통신으로 연결되며, 운용 PC(10)의 제어 신호에 따라 전력 변환부(40)의 동작을 제어한다. 또한, 중앙 제어부(20)에서는 각 전력 변환기에서 출력되는 전압 및 전류값을 통신을 통하여 전달 받고, 전력 변환부(40)의 전체 출력 전압, 전류를 검출하여 통신을 통하여 운용 PC(10)에 전달하는 기능도 수행한다. 정류부(30)는 교류 전원부(200)에서 인가된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 출력하며, 출력된 직류 전원은 전력 변환부(40)로 공급된다. The central control unit 20 is connected by communication between the output terminal of the operating PC 10 and the input terminal of the power converter 40, and controls the operation of the power converter 40 according to the control signal of the operating PC 10. . In addition, the central control unit 20 receives the voltage and current value output from each power converter through communication, detects the total output voltage and current of the power converter 40 and delivers it to the operating PC 10 through communication. It also performs the function. The rectifying unit 30 rectifies and outputs the AC power applied from the AC power supply unit 200 into a DC power supply, and the output DC power is supplied to the power converter 40.

전력 변환부(40)는 정류부(30)에서 출력된 직류 전원을 공급받아 운용 PC(10)를 통하여 설정된 출력 전력량으로 전력을 변환시켜 출력시킨다. 이러한 전력 변환부(40)는 정류부(30)로부터 공급된 직류 전원을 고주파 스위칭하여 변압기를 통하여 승강압하여 전력을 변환시키는 기능을 수행한다. 그리고, 전력 변환부(40)는 복수개의 전력 변환기가 상호 병렬 연결되어 구성되며, 중앙 제어부(20)는 운용 PC(10)에서 설정된 출력 전력량에 따라, 전력 변환부(40)를 구성하는 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여, 산정된 개수의 전력 변환기를 동작시켜서 설정된 출력 전력량이 출력시킨다. 예를 들어, 각 전력 변환기의 용량이 20KW이고, 운용 PC를 통하여 설정한 희망 출력 전력량이 100KW 라면, 중앙 제어부(20)에서는 100KW를 출력하기 위하여 필요한 전력 변환기가 5개임을 산정하게 되고, 복수개의 전력 변환기들 중 5개의 전력 변환기에 동작 명령을 전달하여 동작시킨다. 또한, 각 전력 변환기는 상호 연결 되어 있으며, 병렬 회로 자체의 용량 이상의 부하가 연결되었을 경우에는 중앙 제어부(30)의 제어 신호에 따라 운전이 정지된다. The power converter 40 receives the DC power output from the rectifier 30 and converts the power into the output power set through the operation PC 10 to output the power. The power converter 40 performs a function of converting power by stepping up and down through a transformer by switching high frequency DC power supplied from the rectifier 30. The power converter 40 includes a plurality of power converters connected in parallel to each other, and the central controller 20 configures the power converter 40 to configure the power converter 40 according to the output power amount set in the operation PC 10. Calculate the operating number of, and operate the calculated number of power converters to output the set amount of output power. For example, if the capacity of each power converter is 20KW, and the desired output power set through the operating PC is 100KW, the central control unit 20 calculates that five power converters are required to output 100KW, and a plurality of Five of the power converters are operated by transmitting an operation command. In addition, the power converters are connected to each other, the operation is stopped in accordance with the control signal of the central control unit 30 when the load of more than the capacity of the parallel circuit itself is connected.

본 실시예의 경우, 전력 변환부(40)는 N개의 전력 변환기(제1 전력 변환기(41), 제2 전력 변환기(42),...,제N-1 전력 변환기, 제N 전력 변환기)가 상호 병렬 연결되어 구성되며, 제1 전력 변환기(41)는 전압 제어기(41a), 전류 제어기(41b) 및 전압 제한기(41c)를 포함한다. 본 실시예의 경우 제1 전력 변화기(41)를 예로서 설명하고 있으나, 전력 변환부(40)에 포함된 각 전력 변환기는 제1 전력 변환기(41)의 구성과 마찬가지로 전압 제어기, 전류 제어기 및 전압 제한기를 포함한다. In the present embodiment, the power converter 40 includes N power converters (the first power converter 41, the second power converter 42, ..., the N-1 power converter, and the Nth power converter). The first power converter 41 includes a voltage controller 41a, a current controller 41b, and a voltage limiter 41c. In the present embodiment, the first power converter 41 is described as an example, but each power converter included in the power converter 40 has a voltage controller, a current controller, and a voltage limit like the configuration of the first power converter 41. Include groups.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 개략적인 기능 블록도이다. 도 4에 도시된 실시예는 상기 실시예와 비교하여 리플 제거부와 더미 부하부를 추가적으로 구성한다는 점이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.4 is a schematic functional block diagram of a power simulator for a renewable energy source inverter according to another embodiment of the present invention. 4 is different from the above embodiment in that the ripple removing unit and the dummy load unit are additionally configured, and the rest of the configuration is similar to the following.

도 4를 참조하면, 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터(100)는 운용 PC(10), 중앙 제어부(20), 정류부(30), 전력 변환부(40), 리플 제거부(50) 및 더미 부하부(60)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the power simulator 100 for a renewable energy source inverter includes an operating PC 10, a central controller 20, a rectifier 30, a power converter 40, a ripple remover 50, and a dummy. The load unit 60 is included.

운용 PC(10)는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 전체적인 동작을 제어하는 기능을 수행하며, 중앙 제어부(20)는 운용 PC(10)의 제어 신호에 따라 전력 변환부(40)의 동작을 제어한다. 전력 변환부(40)는 정류부(30)에서 출력된 직류 전원을 공급받아 운용 PC(10)를 통하여 설정된 출력 전력량으로 전력을 변환시켜 출력시킨다. The operating PC 10 performs a function of controlling the overall operation of the power simulator for the renewable energy source inverter, and the central control unit 20 operates the power converter 40 according to the control signal of the operating PC 10. To control. The power converter 40 receives the DC power output from the rectifier 30 and converts the power into the output power set through the operation PC 10 to output the power.

리플 제거부(50)는 전력 변환부(40)의 출력단에 연결되며, 전력 변환부(40)에서 출력되는 전원으로부터 리플을 제거하는 기능을 수행한다. 본 실시예의 경우, 리플 제거부(50)로서 캐패시터를 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다.The ripple remover 50 is connected to the output terminal of the power converter 40 and performs a function of removing ripple from the power output from the power converter 40. In the present embodiment, a capacitor is used as the ripple removing unit 50, but is not limited thereto.

더미 부하부(60)는 리플 제거부(50)의 출력단에 연결되며, 무부하시 과전압을 방지하는 기능을 수행하며 방전용으로도 사용한다.The dummy load unit 60 is connected to the output terminal of the ripple removing unit 50 and performs a function of preventing overvoltage at no load and is also used for discharging.

도 5는 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 구동 방법을 도시한 흐름도이며, 도 6은 출력 전력 조절 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of driving a power simulator for a renewable energy source inverter according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of adjusting an output power.

도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터에 전원을 인가하는 과정을 수행한다(S510).5 and 6, first, a process of applying power to a power simulator for a renewable energy source inverter is performed (S510).

그 다음에, 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 운용 모드를 선택하고, 사용자가 희망하는 출력 전력량을 설정하는 과정을 수행한다(S520). 3가지 운용 모드 즉, 신재생 에너지 모드, 정전압 모드 및 정전류 모드 중에서 임의의 운용 모드를 선택한다. 이때, 신재생 에너지 모드는 전압과 전류를 고정시키지 않는 모드이며, 정전압 모드는 전압을 일정 전압으로 고정시키는 모드이고, 정전류 모드 는 전류를 일정 전류로 고정시키는 모드이다. 본 실시예의 경우에는 3가지 운용 모드만을 개시하고 있으나, 운용 모드가 이에 한정되는 것은 아니다.Next, the operation mode of the power simulator for the renewable energy source inverter is selected, and a process of setting an output power amount desired by the user is performed (S520). Any operation mode is selected from three operating modes, namely, renewable energy mode, constant voltage mode and constant current mode. At this time, the renewable energy mode is a mode that does not fix the voltage and current, the constant voltage mode is a mode for fixing the voltage to a constant voltage, the constant current mode is a mode for fixing the current to a constant current. In the present embodiment, only three operation modes are disclosed, but the operation mode is not limited thereto.

그리고 나서, 설정된 출력 전력량을 기준으로 전력 변환부 내에서 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정(S530)하여, 산정된 개수의 전력 변환기를 구동시켜서 전력 변환부를 작동시키는 과정을 수행한다(S540). S530, S540 과정을 보다 상세히 살펴보면, 운용 PC를 통하여 출력 전력량이 설정되면, 설정된 출력 전력량 데이터는 중앙 제어부로 전송된다. 중앙 제어부에서는 전송된 데이터와 각 전력 변환기의 용량을 고려하여, 설정된 출력 전력량을 출력시키기 위하여 필요한 전력 변환기의 개수를 산정한 후, 산정된 개수만큼의 전력 변환기에 작동 명령을 인가하여 전력 변환기를 작동시킨다. 이때 중앙제어부는 전력 변환기에 전압 지령값을 전달한다. Next, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel to each other in the power converter based on the set output power amount is calculated (S530), and the process of operating the power converter by driving the calculated number of power converters is performed. (S540). Looking at the process S530, S540 in more detail, if the output power amount is set through the operating PC, the set output power amount data is transmitted to the central control unit. The central controller calculates the number of power converters required to output the set output power amount in consideration of the transmitted data and the capacity of each power converter, and then operates the power converter by applying an operation command to the calculated number of power converters. Let's do it. At this time, the central control unit transmits the voltage command value to the power converter.

전력 변환부에서 출력되는 전원으로부터 리플을 제거하는 과정을 수행한다(S550). 그리고 나서, 리플이 제거된 출력 전원을 인버터에 인가하는 과정을 수행한다(S560).A process of removing ripple from a power output from the power converter is performed (S550). Then, the process of applying the output power ripple is removed to the inverter is performed (S560).

그 다음에, 전력 변환부에서 출력되는 실제 출력 전압이 설정된 출력 전압량의 오차 범위내인지 판단하는 과정을 수행한다(S570). 판단 결과, 오차 범위를 벗어난 경우에는 전압 및 전류제어기를 통하여 출력을 조절(S580)한다. Next, a process of determining whether the actual output voltage output from the power converter is within an error range of the set output voltage amount is performed (S570). If the determination result is out of the error range, the output is adjusted through the voltage and current controller (S580).

상기 과정 중 출력 전력을 조절하는 과정(S580)을 보다 상세히 살펴보면, 우선 전력 변환부에서 출력되는 출력 전류값을 감지한다. 즉, 전력 변환부 내에서 작동되는 각각의 전력 변환기에서 출력되는 전류값과 전력 변환부에서 출력되는 전체 전류값을 감지하는 과정을 수행한다(S581). 그리고 나서, 감지된 전류값과 전체 전류값을 운용 PC에 전송(S582)한 후, 운용 PC에 기저장된 전압 및 전류 특성 데이터 테이블로부터 전체 전류값에 상응하는 전압값을 탐색하는 과정을 수행한다(S583). 각 전력변환기에서 출력되는 전류를 감지하기 위한 센서들의 오차가 발생할 수 있기 때문에, 출력 조절 기준으로 각 전력변환기에서 감지된 전류값을 사용하지 않고, 중앙 제어부에서 감지한 전체 전류값을 기준으로 하는 것이 바람직하다.Looking at the step (S580) of adjusting the output power in the process in more detail, first detects the output current value output from the power converter. That is, a process of sensing the current value output from each power converter operated in the power converter and the total current value output from the power converter is performed (S581). Then, after transmitting the detected current value and the total current value to the operating PC (S582), a process of searching for a voltage value corresponding to the total current value is performed from the voltage and current characteristic data table previously stored in the operating PC ( S583). Since errors of sensors for detecting the current output from each power converter may occur, it is recommended to use the current value detected by the central controller instead of using the current value detected by each power converter as an output adjustment criterion. desirable.

그 다음에, 탐색된 전압값을 기준으로 각 전력 변환기 내에 배치된 전압 제어기를 작동(S584)시키며, 전압 제어기의 출력을 전류 제어기에 인가하여 전류값을 조절하며, 전류 제어기의 출력이 일정 전압 이상의 출력을 내지 않기 위하여 전압 제한기를 거치면서 최종 출력 전력을 조절하는 과정을 수행한다(S585).Then, the voltage controller disposed in each power converter is operated based on the found voltage value (S584), and the output of the voltage controller is applied to the current controller to adjust the current value. In order to prevent the output, a process of adjusting the final output power while performing a voltage limiter is performed (S585).

도 7은 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 신재생 에너지 모드로 구동하는 방법을 도시한 흐름도이며, 도 8은 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 정전압 모드로 구동하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 9는 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 정전류 모드로 구동하는 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of driving the renewable energy source inverter power simulator according to the present invention in a renewable energy mode, and FIG. 8 illustrates the driving of the renewable energy source inverter power simulator according to the present invention in a constant voltage mode. 9 is a flowchart illustrating a method of driving a power simulator for a renewable energy source inverter in a constant current mode according to the present invention.

도 7 내지 도 9에는 모드 선택에 따라 달라지는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 구동 방법의 흐름도가 도시된다. 7 to 9 are flowcharts illustrating a method of driving a power simulator for a renewable energy source inverter that varies with mode selection.

도 7을 참조하면, 우선 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터에 전원을 인가하는 과정을 수행한다(S710). 그 다음에, 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬 레이터의 운용 모드 중 신재생 에너지 운용 모드를 선택하고, 사용자가 희망하는 출력 전력량을 설정하는 과정을 수행한다(S720).Referring to FIG. 7, first, a process of applying power to a power simulator for a renewable energy source inverter is performed (S710). Thereafter, a process of selecting a renewable energy operation mode among operating modes of the power simulator for the renewable energy source inverter and setting a desired output power amount is performed (S720).

신재생 에너지 운용 모드가 선택되면, 최대 전압 설정값과 최대 전류 설정값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여(S730), 산정된 개수의 전력 변환기를 구동시켜서 전력 변환부를 작동시키는 과정을 수행한다(S740). 이하의 과정은 도 5 및 도 6에 도시된 과정과 유사하다.When the renewable energy operation mode is selected, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel with each other based on the maximum voltage setting value and the maximum current setting value is calculated (S730), and the power is driven by driving the calculated number of power converters. A process of operating the converter is performed (S740). The following process is similar to the process shown in FIGS. 5 and 6.

도 8에서와 같이, 정전압 모드를 선택하면(S820), 고정된 전압 설정값과 전류 제한값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여(S830), 산정된 개수의 전력 변환기를 구동시켜서 전력 변환부를 작동시키는 과정을 수행한다(S840).As shown in FIG. 8, when the constant voltage mode is selected (S820), an operation number of a plurality of power converters configured to be connected in parallel to each other based on a fixed voltage set value and a current limit value is calculated (S830), and the calculated number of powers is calculated. A process of operating the power converter by driving the converter is performed (S840).

도 9에서와 같이, 정전류 모드를 선택하면(S920). 고정된 전류 설정값과 전압 제한값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여(S930), 산정된 개수의 전력 변환기를 구동시켜서 전력 변환부를 작동시키는 과정을 수행한다(S940).As shown in Figure 9, if the constant current mode is selected (S920). Based on the fixed current set value and the voltage limit value, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel to each other is calculated (S930), and the power converter is operated by driving the calculated number of power converters (S940). ).

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 및 이의 구동방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is merely an exemplary embodiment of a power simulator for a renewable energy source inverter and a driving method thereof according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is claimed in the following claims. Likewise, without departing from the gist of the present invention, any person having ordinary knowledge in the field of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 개략적인 기능 블록도이다.1 is a schematic functional block diagram of a power simulator for a renewable energy source inverter according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 구성 중 운용 PC와 전력 변환부의 구성요소를 도시한 기능 블록도이다.FIG. 2 is a functional block diagram illustrating components of an operating PC and a power converter of the configuration of the embodiment illustrated in FIG. 1.

도 3은 각 전력 변환기의 개략적인 기능 블록도이다.3 is a schematic functional block diagram of each power converter.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 개략적인 기능 블록도이다.4 is a schematic functional block diagram of a power simulator for a renewable energy source inverter according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 구동 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of driving a power simulator for a renewable energy source inverter according to the present invention.

도 6은 출력 전력 조절 방법을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of adjusting output power.

도 7은 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 신재생 에너지 모드로 구동하는 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of driving the renewable energy source inverter power simulator in the renewable energy mode according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 신재생 정전압 모드로 구동하는 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of driving a renewable energy source inverter power simulator in a renewable energy constant voltage mode according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 정전류 모드로 구동하는 방법을 도시한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of driving a power simulator for a renewable energy source inverter in a constant current mode according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 운용 PC 10: Operation PC

20 : 중앙 제어부20: central control unit

30 : 정류부30: rectifier

40 : 전력 변환부40: power conversion unit

50 : 리플 제거부50: ripple remover

60 : 더미 부하부60: dummy load portion

100 : 전력 시뮬레이터100: power simulator

200 : 전원부200: power supply

300 : 인버터300: inverter

Claims (7)

신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터가 저장되며, 출력 전력량 또는 운용 모드를 설정하는 운용 PC;An operating PC configured to store voltage and current characteristic data of a renewable energy source and set an output power amount or an operation mode; 교류 전원부에서 인가된 교류 전원을 직류 전원으로 정류하는 정류부; Rectifying unit for rectifying the AC power applied from the AC power supply unit to the DC power source; 상기 정류부에서 출력된 직류 전원을 인가 받아 상기 운용 PC를 통하여 설정된 출력 전력량으로 전력을 변환하는 전력 변환부; 및A power converter which receives the DC power output from the rectifier and converts the power into an output power set through the operation PC; And 상기 운용 PC의 제어 신호에 따라 상기 전력 변환부의 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하며, 상기 전력 변환부는 복수개의 전력 변환기가 상호 병렬 연결되어 구성되며, And a central controller for controlling the operation of the power converter according to the control signal of the operating PC, wherein the power converter is configured by connecting a plurality of power converters in parallel. 상기 전력 변환부는 상기 정류부로부터 공급된 직류 전원을 고주파 스위칭하여 변압기를 통하여 승강압하여 전력을 변환시키며, 상기 중앙 제어부는 상기 운용 PC의 제어 신호로서 전송받은 출력 전력량 데이터에 따라, 상기 전력 변환기의 운용개수를 가변시켜 동작시키는 전력변환기 동작 명령을 생성하여, 상기 복수개의 전력 변환기에 인가하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터.The power converter converts power by stepping up and down through a transformer by switching a high frequency DC power supplied from the rectifier, and the central control unit operates the power converter according to output power amount data received as a control signal of the operating PC. The power simulator for a renewable energy source inverter, characterized in that for generating a power converter operation command to operate by varying the number and applying to the plurality of power converter. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터는,According to claim 1, The renewable energy source inverter power simulator, 상기 전력 변환부에서 출력되는 전원으로부터 리플을 제거하는 리플 제거부 및 A ripple removing unit for removing ripples from the power output from the power converter; 무부하시 과전압을 방지 및 방전하기 위한 더미 부하부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터.A power simulator for a renewable energy source inverter further comprising a dummy load unit for preventing and discharging overvoltage at no load. 제1항에 있어서, 상기 운용 PC는,The method of claim 1, wherein the operating PC, 신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터를 저장하는 데이터 저장부;A data storage unit for storing voltage and current characteristic data of a renewable energy source; 상기 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터를 상태를 디스플레이 하는 디스플레이부; 및A display unit displaying a state of the power simulator for the renewable energy source inverter; And 유저 인터페이스 기능을 수행하는 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터.And a setting unit for performing a user interface function. 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터에 전원을 인가하는 단계;Applying power to a power simulator for a renewable energy source inverter; 상기 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터의 운용 모드를 선택하고, 출력 전력량을 설정하는 단계;Selecting an operation mode of the power simulator for the renewable energy source inverter and setting an output power amount; 상기 설정된 출력 전력량을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키는 단계;Calculating and operating an operation number of a plurality of power converters connected in parallel with each other based on the set output power; 상기 전력 변환기의 출력 전원으로부터 리플을 제거하는 단계; Removing ripple from the output power of the power converter; 상기 리플이 제거된 출력 전원을 인버터에 인가하는 단계; 및Applying the output power from which the ripple is removed to an inverter; And 실제 출력 전력량이 상기 설정된 출력 전력량의 오차 범위내인지 판단하여, 오차 범위를 벗어난 경우에는 출력 전력을 조절하는 단계를 포함하며, Determining whether the actual output power amount is within the error range of the set output power amount, and adjusting the output power when it is out of the error range, 상기 운용 모드 선택 시 신재생 에너지 모드를 선택하면, 최대 전압 설정값과 최대 전류 설정값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키며,When the renewable energy mode is selected when the operation mode is selected, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel with each other based on the maximum voltage setting value and the maximum current setting value is calculated and operated. 상기 운용 모드 선택 시 정전압 모드를 선택하면, 고정된 전압 설정값과 전류 제한값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키고,When the constant voltage mode is selected when the operation mode is selected, the operation number of the plurality of power converters configured to be connected in parallel with each other based on the fixed voltage set value and the current limit value is calculated and operated. 상기 운용 모드 선택 시 정전류 모드를 선택하면, 고정된 전류 설정값과 전압 제한값을 기준으로 상호 병렬 연결되어 구성된 복수개의 전력 변환기의 운용 개수를 산정하여 작동시키는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 구동 방법.When the constant current mode is selected when the operation mode is selected, the power of the renewable energy source inverter characterized in that the operation of the plurality of power converters configured to be connected in parallel to each other based on a fixed current set value and the voltage limit value to operate. How to drive the simulator. 제5항에 있어서, 상기 출력 전력을 조절하는 단계는,The method of claim 5, wherein adjusting the output power, 상기 작동되는 전력 변환기에서 출력되는 전압, 전류값을 감지하는 단계;Sensing voltage and current values output from the operated power converter; 기저장된 신재생 에너지원의 전압 및 전류 특성 데이터로부터 상기 감지된 전류값에 상응하는 전압값을 탐지하는 단계; 및Detecting a voltage value corresponding to the sensed current value from voltage and current characteristic data of a previously stored renewable energy source; And 상기 탐지된 전압값을 기준으로 출력 전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지원 인버터용 전력 시뮬레이터 구동 방법.And controlling an output power based on the detected voltage value. 삭제delete
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