KR101022205B1 - Simulation system for electric power generation having a circuit for limitting maximum output voltage - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 발전 모의 실험시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양광 발전 모의 실험장치나 풍력 발전 모의 실험장치와 같은 전력 발전 모의 실험장치에서 출력되는 발전전압 크기의 일정한 크기의최대출력전압으로 제한하여 상기 발전전압에 연결되어 발전효율이나 계통연계를 실험하는 실험소자의 소손을 방지할 수 있는 최대전압 제한회로부를 구비하는 전력 발전 모의 실험시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation simulation system, and more specifically, to a maximum output voltage of a constant magnitude of a generation voltage output from a power generation simulation apparatus such as a solar power simulation apparatus or a wind power simulation apparatus. The present invention relates to a power generation simulation system having a maximum voltage limiting circuit unit connected to the power generation voltage to prevent burnout of a test element for experimenting power generation efficiency or grid connection.

태양광 발전, 풍력 발전, 모의 실험, 최대전압 제한, 실험보드, 스파이크 전압 Solar Power, Wind Power, Simulation, Maximum Voltage Limit, Experiment Board, Spike Voltage

Description

최대전압 제한회로부를 구비하는 전력 발전 모의 실험시스템{Simulation system for electric power generation having a circuit for limitting maximum output voltage}Simulation system for electric power generation having a circuit for limitting maximum output voltage}

본 발명은 전력 발전 모의 실험시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양광 발전 모의 실험장치나 풍력 발전 모의 실험장치와 같은 전력 발전 모의 실험장치에서 출력되는 발전전압 크기의 일정한 크기의최대출력전압으로 제한하여 상기 발전전압에 연결되어 발전효율이나 계통연계를 실험하는 실험소자의 소손을 방지할 수 있는 최대전압 제한회로부를 구비하는 전력 발전 모의 실험시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation simulation system, and more specifically, to a maximum output voltage of a constant magnitude of a generation voltage output from a power generation simulation apparatus such as a solar power simulation apparatus or a wind power simulation apparatus. The present invention relates to a power generation simulation system having a maximum voltage limiting circuit unit connected to the power generation voltage to prevent burnout of a test element for experimenting power generation efficiency or grid connection.

태양광 발전이란 태양광을 수광하여 광전효과에 의해 전기를 발생시키는 태양전지판을 이용하는 발전기술로써, 태양광을 전기에너지로 변환하는 발전기술이다.Photovoltaic power generation is a power generation technology using a solar panel that receives electricity to generate electricity by the photoelectric effect, and is a power generation technology that converts sunlight into electrical energy.

또한, 태양광 발전은 태양이라는 무제한의 에너지원을 사용하고, 오염물질의 배출이 없는 장점이 있어, 최근 환경보호의 요구에 따라 태양열 발전, 풍력 발전 등과 함께 청정에너지 발전으로 급속한 기술 발전이 이루어지고 있다.In addition, photovoltaic power generation uses the unlimited energy source of the sun and has the advantage of no emission of pollutants, and according to the demand of environmental protection, rapid technological advancement is made with clean energy power generation along with solar power generation and wind power generation. have.

그러나, 태양광 발전은 전력생산에 있어서 지역에 따른 일사량의 의존도가 크고, 에너지 밀도가 낮아 대형 태양전지판이 필요하여 설치장소가 한정적이며, 초기투자비가 큰 문제점이 있다.However, photovoltaic power generation requires a large solar panel due to a large dependence on the amount of insolation in the power generation and a low energy density, and thus has limited installation places and a large initial investment cost.

최근에는, 태양전지판을 변화하는 태양광의 입사방향을 추적하며 전력을 발전하게 하여, 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 태양광 추적 발전 기술이 개발되기도 하였는데, 이러한 태양광 추적 발전은 기존의 고정식 태양광 발전보다 약 15%의 발전효율을 향상시켰다.In recent years, solar tracking power generation technology has been developed that can improve the efficiency of photovoltaic power generation by generating power by tracking the incident direction of photovoltaic solar panels. The power generation efficiency is improved by about 15% over photovoltaic power generation.

이러한 청정에너지 발전 기술의 개발과 더불어, 태양광 발전이나 풍력 발전 등을 시뮬레이션하여 발전효율을 측정하거나 계통연계 등의 실험을 함으로써 전력 발전 기술을 향상시킬 수 있는 전력 발전 모의 실험시스템의 요구가 있어왔다In addition to the development of such clean energy generation technology, there has been a demand for a power generation simulation system that can improve power generation technology by measuring power generation efficiency by simulating photovoltaic power generation or wind power generation, or by performing grid linkage experiments.

본 발명자들은 전력 발전을 시뮬레이션할 수 있는 전력 발전 모의 실험시스템을 개발하기 위해 연구 노력한 결과, 전력 발전 모의 실험장치에서 생성되는 발전전압을 안전하게 외부의 실험소자로 출력하여, 상기 실험소자의 소손을 방지할 수 있는 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made efforts to develop a power generation simulation system capable of simulating power generation, and as a result, the power generation voltage generated in the power generation simulation apparatus is safely output to an external experimental element, thereby preventing the burnout of the experimental element. The present invention has been completed by developing a technical configuration capable of doing so.

따라서, 본 발명의 목적은 전력 발전을 안전하게 실험할 수 있는 전력 발전 모의 실험시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power generation simulation system that can safely experiment with power generation.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전력 발전 모의 실험장치에서 발전되는 발전전압을 실험소자로 안전하게 출력하여 실험소자의 소손을 방지할 수 있는 전력 발전 모의 실험시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a power generation simulation system that can prevent the burnout of the experimental element by safely outputting the generated voltage generated in the power generation simulation apparatus to the experimental element.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발전전압을 생성하여 출력하는 전력 발전 모의 실험장치 및 상기 발전전압을 출력하는 실험보드를 구비하며, 상기 실험보드는 상기 발전전압을 출력하는 발전전압 출력용 인덕터, 상기 발전전압을 출력하는 발전전압 출력용 콘덴서 및 상기 발전전압 출력용 인덕터 및 상기 발전전압 출력용 콘덴서에서 각각 출력되는 인덕터 전압 및 콘덴서 전압을 일정한 최대출력전압으로 제한하는 최대전압 제한회로부를 포함하여, 상기 인덕터 전압 및 콘덴서 전압을 입력받는 실험소자의 소손을 방지할 수 있는 전력 발전 모의 실험시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a power generation simulation apparatus for generating and outputting a generation voltage and an experiment board for outputting the generation voltage, wherein the experiment board includes a generation voltage output inductor for outputting the generation voltage, And a maximum voltage limiting circuit unit configured to limit the inductor voltage and the capacitor voltage output from the power generation voltage output capacitor and the power generation voltage output inductor and the power generation voltage output capacitor, respectively, to a predetermined maximum output voltage. And it provides a power generation simulation system that can prevent the burnout of the experimental element receiving the capacitor voltage.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대전압 제한회로부는 상기 인덕터 전압을 상기 최대출력전압으로 제한하고, 상기 인덕터 전압 출력시에, 상기 발전전압 출력용 인덕터에 유도되는 스파이크 전압의 발생을 방지하는 스파이크 전압 보호회로 포함한다.In a preferred embodiment, the maximum voltage limiting circuit unit limits the inductor voltage to the maximum output voltage, and at the time of outputting the inductor voltage, a spike voltage protection circuit preventing generation of spike voltage induced in the inductor for outputting the generated voltage. Include.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대전압 제한회로부는 상기 최대출력전압을 생성하여 출력하는 최대출력전압 발생회로를 더 포함하고, 상기 스파이크 전압 보호회로는 애노드가 상기 발전전압 출력용 인덕터의 일단에 연결되는 제1 다이오드 및 애노드가 상기 발전전압 출력용 인덕터의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되는 제2 다이오드를 포함하며, 상기 최대출력전압의 플러스 단은 상기 다이오드들 사이 단에 연결되고, 상기 발전전압의 플러스 단은 상기 발전전압 출력용 인덕터의 일단에 연결되어, 상기 인덕터 전압이 상기 최대출력전압으로 유지되게 한다.In a preferred embodiment, the maximum voltage limiting circuit portion further comprises a maximum output voltage generating circuit for generating and outputting the maximum output voltage, the spike voltage protection circuit is the anode is connected to one end of the inductor for outputting the generated voltage A first diode and an anode connected to the other end of the generator voltage output inductor, and a cathode connected to the cathode of the first diode; a positive end of the maximum output voltage is connected between the diodes; The positive end of the generated voltage is connected to one end of the inductor for outputting the generated voltage, so that the inductor voltage is maintained at the maximum output voltage.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 최대출력 제한회로부는 상기 발전전압 출력용 콘덴서에 충전되는 콘덴서 전압을 상기 최대출력전압으로 제한하는 충전전압 제한회로를 더 포함한다.In a preferred embodiment, the maximum output limiting circuit portion further includes a charging voltage limiting circuit for limiting the capacitor voltage charged in the power generation voltage output capacitor to the maximum output voltage.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전전압 제한회로는 상기 발전전압 출력용 콘덴서와 병렬로 연결되고 상기 콘덴서 전압을 방전하는 방전용 저항, 상기 발전전압 출력용 콘덴서와 상기 방전용 저항 사이에 연결되며, 상기 콘덴서 전압이 상기 최대출력전압보다 클 경우, '온'되어 상기 콘덴서 전압을 상기 방전용 저항으로 방전하는 스위칭소자 및 상기 콘덴서 전압과 상기 최대출력전압을 비교하여 상기 최대출력전압이 상기 콘덴서 전압보다 클 경우 상기 스위칭소자를 '온'시키는 비교기를 포함한다.In a preferred embodiment, the charging voltage limiting circuit is connected in parallel with the power generation voltage output capacitor and is connected between the discharge resistor for discharging the capacitor voltage, between the power generation voltage output capacitor and the discharge resistor, and the capacitor voltage. When the maximum output voltage is greater than the maximum output voltage, the switching element is 'on' to discharge the capacitor voltage to the discharge resistor, and when the maximum output voltage is greater than the capacitor voltage by comparing the capacitor voltage with the maximum output voltage. And a comparator for 'turning on' the switching element.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 전력 발전 모의 실험장치는 모의 태양광을 발광하는 모의 태양 및 상기 모의 태양광을 수광하여 발전전압을 출력하는 태양전지판을 구비하는 태양광 발전 모의 실험장치로 구비된다.In a preferred embodiment, the power generation simulation apparatus is provided with a simulated solar power generation apparatus having a simulated sun that emits simulated sunlight and a solar panel that receives the simulated sunlight and outputs a power generation voltage.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

먼저, 본 발명의 전력 발전 모의 실험시스템에 의하면 실제 태양광이 없이도 시간에 구애받지 않고 실내에서 태양광 전력 발전을 실험할 수 있는 전력 발전 모의 실험시스템을 얻을 수 있다.First, according to the power generation simulation system of the present invention, it is possible to obtain a power generation simulation system capable of experimenting with solar power generation indoors regardless of time without actual solar light.

또한, 본 발명의 전력 발전 모의 실험시스템에 의하면 발전전압 출력을 위한 발전전압 출력용 인덕터 및 발전전압 출력용 콘덴서의 전압을 일정한 최대출력전압으로 제한하여 상기 콘덴서에 스파이크 전류 발생을 방지하고 상기 콘덴서에 과전압이 충전되는 것을 방지함으로써, 상기 인덕터 및 콘덴서에 연결되는 실험소자의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the power generation simulation system of the present invention, by limiting the voltages of the generation voltage output inductor and the generation voltage output capacitor for the generation voltage output to a constant maximum output voltage to prevent the occurrence of spike current in the capacitor and the overvoltage in the capacitor By preventing the charging, it is possible to prevent the burnout of the experimental elements connected to the inductor and the capacitor.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terms used in the present invention were selected as general terms as widely used as possible, but in some cases, the terms arbitrarily selected by the applicant are included. In this case, the meanings described or used in the detailed description of the present invention are considered, rather than simply the names of the terms. The meaning should be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따는 전력 발전 모의 실험 시스템을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a power generation simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험 시스템은 전력 발전 모의 실험장치(100), 제어보드(200) 및 실험보드(300)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the power generation simulation system according to an embodiment of the present invention includes a power generation simulation apparatus 100, a control board 200, and an experiment board 300.

상기 전력 발전 모의 실험장치(100)는 발전전압을 생성하여 출력하며, 전력 발전을 시뮬레이션할 수 있는 실험장치이다. The power generation simulation apparatus 100 generates and outputs a generated voltage, and is an experimental apparatus capable of simulating power generation.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 전력 발전 모의 실험장치(100)를 일정한 궤도를 따라 이동하며 모의 태양광을 발광하는 모의 태양(110) 및 상기 모의 태양광을 수광하여 전기을 생산하며, 생산된 전기를 발전전압(Vdc)으로 출력하는 태양전지판(120)을 포함하는 태양광 발전 모의 설험장치로 상정하였다.In an embodiment of the present invention, the power generation simulation apparatus 100 moves along a predetermined trajectory and receives the simulated sun 110 and the simulated sunlight that emits simulated sunlight to produce electricity, and the produced electricity It is assumed as a photovoltaic simulation apparatus including a solar panel 120 outputting a power generation voltage (V dc ).

즉, 상기 전력 발전 모의 실험장치(100)는 실제 태양광 추적 발전 장치의 모형 시뮬레이터로 구비된다.That is, the power generation simulation apparatus 100 is provided as a model simulator of the actual solar tracking power generation device.

그러나 상기 전력 발전 모의 실험장치(100)는 풍력 발전 모의 실험장치나 태양열 발전 모의 실험장치로 구비될 수 있다.However, the power generation simulation device 100 may be provided as a wind power simulation device or a solar power simulation device.

또한, 상기 전력 발전 모의 실험장치(100)는 상기 모의 태양(110)의 이동 궤도인 아치형 레일(130) 및 상기 태양전지판(120)이 상기 모의 태양(110)의 이동을 추적하며 상기 발전전압(Vdc)을 출력하게 하는 구동부재(140)를 더 포함하여 이루어진다.In addition, the power generation simulation apparatus 100 is an arcuate rail 130 and the solar panel 120 which is the movement trajectory of the simulation sun 110 tracks the movement of the simulation sun 110 and the power generation voltage ( It further comprises a drive member 140 for outputting a V dc ).

상기 제어보드(200)는 상기 구동부재(140) 및 상기 아치형 레일(130)에 구비되는 모의 태양 구동모터(111)를 구동시켜, 상기 태양전지판(120) 및 상기 모의 태양(110)의 움직임을 제어한다.The control board 200 drives the simulated solar drive motor 111 provided in the driving member 140 and the arched rail 130 to control the movement of the solar panel 120 and the simulated sun 110. To control.

또한, 상기 제어보드(200)는 상기 아치형 레일(130)에 구비되는 태양 고도 제어모터(112)를 더 구동시켜, 상기 모의 태양(110)의 고도를 제어할 수 있다.In addition, the control board 200 may further control the altitude of the simulated sun 110 by further driving the solar altitude control motor 112 provided in the arched rail (130).

또한, 상기 제어보드(200)는 상기 태양전지판(120) 및 상기 모의 태양(110)의 움직임을 표시하는 디스플레이(210)를 더 포함한다.In addition, the control board 200 further includes a display 210 for displaying the movement of the solar panel 120 and the simulated sun 110.

따라서, 실험자는 계절이나 지역에 따른 실제 태양의 이동 궤적대로 상기 모의 태양(110)의 이동 궤적을 설정하여 태양광 추적 발전을 모의 실험할 수 있다.Therefore, the experimenter can simulate the solar tracking power generation by setting the movement trajectory of the simulated sun 110 according to the movement trajectory of the actual sun according to the season or region.

상기 실험보드(300)는 상기 전력 발전 모의 실험장치(100)에서 발전된 발전전압(Vdc)을 외부로 출력한다.The test board 300 outputs a power generation voltage V dc generated by the power generation simulation apparatus 100 to the outside.

또한, 상기 실험보드(300)는 실험자가 상기 발전전압(Vdc)에 외부의 실험소자를 연결하여 상기 발전전압(Vdc)의 발전효율 실험이나 계통연계 실험을 할 수 있게 한다.In addition, the experiment board 300 experimenter allows the power generation efficiency tests or experiments in the grid-connected power generation voltage (V dc) connected to the external test device to the generated voltage (V dc).

또한, 상기 실험보드(300)는 상기 발전전압(Vdc)을 상기 실험소자로 출력하기 위한 발전전압 출력용 인덕터(310), 발전전압 출력용 콘덴서(320) 및 최대전압 제한회로부(330)를 포함하여 이루어진다.In addition, the test board 300 includes a power generation voltage output inductor 310, a power generation voltage output capacitor 320, and a maximum voltage limiting circuit unit 330 for outputting the power generation voltage V dc to the test device. Is done.

또한, 상기 발전전압 출력용 인덕터(310) 및 발전전압 출력용 콘덴서(320)는 상기 발전전압(Vdc)을 인덕터 전압(VL) 및 콘덴서 전압(VC)으로 각각 출력하며, 더욱 자세하게는 상기 발전전압 출력용 인덕터(310) 및 발전전압 출력용 콘덴서(320)는 발전전압 출력단자(311,321)를 이용하여 상기 발전전압(Vdc)을 상기 실험소자로 출력한다.In addition, the power generation voltage output inductor 310 and the power generation voltage output capacitor 320 output the power generation voltage V dc as the inductor voltage V L and the capacitor voltage V C , and more specifically, the power generation. The voltage output inductor 310 and the generator voltage output capacitor 320 output the generator voltage V dc to the test device using the generator voltage output terminals 311 and 321.

또한, 상기 최대전압 제한회로부(330)는 상기 인덕터 전압(VL) 및 콘덴서 전압(VC)을 일정한 최대출력전압(Vdcmax)으로 제한한다.In addition, the maximum voltage limiting circuit unit 330 limits the inductor voltage V L and the capacitor voltage V C to a constant maximum output voltage V dcmax .

그 이유는 전력용 반도체와 같은 실험소자를 상기 인덕터 전압(VL)에 바로 연결할 경우, 상기 인덕터 전압(VL)이 무한대가 되는 스파이크 전압이 발생되어 상기 실험소자가 소손되기 때문이다.The reason is that when connected directly to the test device, such as a semiconductor for power to the inductor voltage (V L), the voltage spike the inductor voltage (V L) that are the infinity is generated to the test element is burned.

즉, 상기 최대전압 제한회로부(330)는 상기 전력 발전 모의 실험장치(100)에서 출력되는 발전전압(Vdc)을 최대출력전압(Vdcmax)으로 제한해주는 역할을 한다.That is, the maximum voltage limiting circuit unit 330 serves to limit the generation voltage V dc output from the power generation simulation apparatus 100 to the maximum output voltage V dcmax .

또한, 상기 최대전압 제한회로부(330)는 최대출력전압 발생회로(340), 스파이크 전압 보호회로(350) 및 충전전압 제한회로(360)를 포함한다.In addition, the maximum voltage limiting circuit unit 330 includes a maximum output voltage generating circuit 340, a spike voltage protection circuit 350 and a charging voltage limiting circuit 360.

자세한 설명은 도 2 내지 도 4를 참조하여 하기로 한다.A detailed description will be given with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험시스템의 최대출력전압 발생회로를 보여주는 도면이다.2 is a view showing a maximum output voltage generation circuit of the power generation simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 최대출력전압 발생회로(340)는 상기 최대출력전압(Vdcmax)을 생성하여 출력하기 위한 회로로써, 상용전원(341)을 정류하여 최대출력전압 출력콘덴서(342)로 상기 최대출력전압(Vdcmax)을 출력한다.Referring to FIG. 2, the maximum output voltage generation circuit 340 is a circuit for generating and outputting the maximum output voltage V dcmax , and rectifies the commercial power supply 341 to the maximum output voltage output capacitor 342. The maximum output voltage V dcmax is output.

또한, 상기 최대출력전압 발생회로(340)는 상기 상용전원(341)을 변압하고, 상기 상용전원(341)과 상기 최대출력전압 출력콘덴서(342)를 절연하는 변압기(343) 및 상기 변압기(343)에서 출력되는 전압을 스위칭하여 상기 최대출력전압 출력콘덴서(342)에 상기 최대출력전압(Vdcmax)이 충전되게 하는 정류기(344)를 더 포함하여 이루어진다. In addition, the maximum output voltage generation circuit 340 transforms the commercial power supply 341 and insulates the commercial power 341 and the maximum output voltage output capacitor 342 and the transformer 343. It further comprises a rectifier 344 to switch the voltage output from the) to charge the maximum output voltage (V dcmax ) to the maximum output voltage output capacitor 342.

여기서, 상기 변압기(343)는 상기 최대출력전압 출력콘덴서(342)의 충전전류를 담당하는 소형 변압기를 사용하였다.Here, the transformer 343 uses a small transformer that is responsible for the charging current of the maximum output voltage output capacitor 342.

또한, 상기 최대출력전압 발생회로(340)는 상기 상용전원(341)과 상기 변압기(343) 사이에 구비되고 돌입전류의 흐름을 방지하는 돌입전류방지 저항(345) 및 상기 돌입전류의 흐름을 차단하는 휴즈(346)가 더 구비될 수 있다.In addition, the maximum output voltage generation circuit 340 is provided between the commercial power supply 341 and the transformer 343, and blocks the inrush current prevention resistor 345 and the flow of the inrush current to prevent the inrush current flow. A fuse 346 may be further provided.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험시스템의 스파이크 전압 보호회로를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a spike voltage protection circuit of a power generation simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 스파이크 전압 보호회로(350)는 상기 인덕터 전압(VL)을 상기 최대출력전압(Vdcmax)의 크기로 제한하여, 상기 실험소자가 상기 발전전압 출력용 언덕터(310)에 연결될 때, 상기 스파이크 전압의 발생을 방지하여 상기 실험소자의 소손을 방지한다.Referring to FIG. 3, the spike voltage protection circuit 350 limits the inductor voltage V L to the magnitude of the maximum output voltage V dcmax so that the experimental device outputs the generator voltage output 310. When connected to, to prevent the occurrence of the spike voltage to prevent burnout of the experimental element.

또한, 상기 스파이크 전압 보호회로(350)는 제1 다이오드(351) 및 제2 다이오드(352)를 포함하며, 상기 제1 다이오드(351)는 애노드가 상기 발전전압 출력용 인덕터의 일단(310a)에 연결되고, 상기 제2 다이오드(352)는 애노드가 상기 발전전압 출력용 인덕터의 타단(310b)에 연결되고, 캐소드는 상기 제1 다이오드(351)의 캐소드와 연결된다.In addition, the spike voltage protection circuit 350 includes a first diode 351 and a second diode 352, the anode of which is connected to one end 310a of the inductor for outputting the power generation voltage. In addition, an anode of the second diode 352 is connected to the other end 310b of the inductor for outputting a power generation voltage, and a cathode of the second diode 352 is connected to the cathode of the first diode 351.

즉, 상기 다이오드들(351,352)의 캐소드는 서로 연결되고, 애노드는 각각 상 기 발전전압 출력용 인덕터(310)의 양단(310a,310b)에 연결되는 형태이다.That is, cathodes of the diodes 351 and 352 are connected to each other, and anodes are connected to both ends 310a and 310b of the inductor 310 for outputting the power generation voltage, respectively.

또한, 상기 다이오드들(351,352)의 사이 단에는 상기 최대출력전압(Vdcmax)의 플러스 단이 연결되고, 상기 발전전압(Vdc)의 플러스 단은 상기 발전전압 출력용 인덕터(310)의 일단(310a)에 연결된다.In addition, a positive terminal of the maximum output voltage V dcmax is connected to a terminal between the diodes 351 and 352 , and a positive terminal of the generator voltage V dc is connected to one end 310a of the inductor 310 for generating a voltage output. )

즉, 상기 발전전압 출력용 인덕터(310)에 형성되는 인덕터 전압(VL)이 상기 최대출력전압(Vdcmax)보다 클 경우, 상기 발전전압(Vdc)이 상기 발전전압 출력용 인덕터(310)에 공급되지 않으므로, 상기 인덕터 전압(VL)은 상기 최대출력전압(Vdcmax) 이하의 전압으로 유지된다.That is, when the inductor voltage V L formed in the generator voltage output inductor 310 is greater than the maximum output voltage V dcmax , the generator voltage V dc is supplied to the generator voltage output inductor 310. Therefore, the inductor voltage (V L ) is maintained at a voltage less than or equal to the maximum output voltage (V dcmax ).

따라서, 상기 실험소자의 연결시에 발생할 수 있는 스파이크 전압의 발생을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the generation of spike voltage that may occur when the experimental element is connected.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험시스템의 충전전압 제한회로를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a charge voltage limit circuit of the power generation simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 충전전압 제한회로(360)는 상기 발전전압 출력용 콘덴서(320)에 충전되는 콘덴서 전압(VC)을 상기 최대출력전압(Vdcmax)으로 제한하여, 상기 콘덴서 전압(VC)의 과충전으로부터 상기 발전전압 출력용 콘덴서(320)를 보호하고, 상기 실험소자의 연결시에 과전압에 의한 실험소자의 소손을 방지한다.Referring to FIG. 4, the charging voltage limiting circuit 360 limits the condenser voltage V C charged in the power generation voltage output capacitor 320 to the maximum output voltage V dcmax , so that the condenser voltage V C ) protects the power generation voltage output capacitor 320 from overcharging and prevents burnout of the test element due to overvoltage when the test element is connected.

또한, 상기 충전전압 제한회로(360)는 상기 발전전압 출력용 콘덴서(320)와 병렬로 연결되고 상기 발전전압 출력용 콘덴서(320)에 충전되는 콘덴서 전압(VC)을 방전하는 방전용 저항(361) 및 상기 콘덴서 전압(VC)과 상기 방전용 저항(361) 사이에 연결되고, 상기 콘덴서 전압(VC)이 상기 방전용 저항(361)을 통해 방전되게 하는 스위칭소자(362)를 포함한다.In addition, the charging voltage limiting circuit 360 is connected in parallel with the power generation voltage output capacitor 320 and discharge resistor 361 for discharging the capacitor voltage (V C ) charged in the power generation voltage output capacitor 320. and connected between the capacitor voltage (V C) and the discharge resistance 361, and a switching element 362 to the capacitor voltage (V C) is to be discharged via the discharge resistor 361.

즉, 상기 콘덴서 전압(VC)이 상기 최대출력전압(Vdcmax)보다 클 경우 상기 스위칭소자(362)가 '온'되어, 상기 콘덴서 전압(VC)을 상기 최대출력전압(Vdcmax)으로 유지해준다.That is, when the capacitor voltage V C is greater than the maximum output voltage V dcmax , the switching element 362 is 'on', and the capacitor voltage V C is converted into the maximum output voltage V dcmax . Keep it.

또한, 상기 충전전압 제한회로(360)는 상기 콘덴서 전압(VC)과 상기 최대출력전압(Vdcmax)을 서로 비교하여, 상기 스위칭소자(362)를 제어하는 비교기(363)를 더 포함하며, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 비교기(363)를 델타변조(delta modulation) 방식의 비교기를 사용하였다.In addition, the charging voltage limiting circuit 360 further includes a comparator 363 comparing the capacitor voltage V C and the maximum output voltage V dcmax to control the switching element 362. In an embodiment of the present invention, the comparator 363 uses a delta modulation type comparator.

그러나, 상기 비교기(363)는 전압을 비교하여 일정한 신호를 출력할 수 있는 다양한 공지된 전압비교기일 수 있다.However, the comparator 363 may be a variety of known voltage comparators capable of comparing voltages and outputting a constant signal.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따는 전력 발전 모의 실험 시스템을 보여주는 도면이이고,1 is a view showing a power generation simulation system according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험시스템의 최대출력전압 발생회로를 보여주는 도면이고,2 is a view showing a maximum output voltage generation circuit of the power generation simulation system according to an embodiment of the present invention,

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험시스템의 스파이크 전압 보호회로를 보여주는 도면이고,3 is a view showing a spike voltage protection circuit of a power generation simulation system according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 발전 모의 실험시스템의 충전전압 제한회로를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a charge voltage limit circuit of the power generation simulation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.In the drawings according to the present invention, the same reference numerals are used for components having substantially the same configuration and function.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100:전력 발전 모의 실험장치 110:모의 태양100: power generation simulation apparatus 110: simulation solar

120:태양전지판 130:아치형 레일120: solar panel 130: arch type rail

140:구동부재 200:제어보드140: drive member 200: control board

300:실험보드 310:발전전압 출력용 인덕터300: test board 310: inductor for generation voltage output

320:발전전압 출력용 콘덴서 330:최대전압 제한회로부320: capacitor for output voltage output 330: maximum voltage limit circuit

340:최대출력전압 발생회로 341:상용전원340: maximum output voltage generation circuit 341: commercial power supply

342:최대출력전압 출력 콘덴서 343:변압기342: maximum output voltage output capacitor 343: transformer

344:정류기 345:돌입전류방지 저항344: rectifier 345: inrush current resistance

346:휴즈 350:스파이크전압 보호회로346: fuse 350: spike voltage protection circuit

351:제1 다이오드 352:제2 다이오드351: first diode 352: second diode

360:충전전압 제한회로 361:방전용 저항360: charge voltage limit circuit 361: discharge resistor

362:스위칭 소자 363:비교기362: switching element 363: comparator

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 발전전압을 생성하여 출력하는 전력 발전 모의 실험장치; 및A power generation simulation apparatus for generating and outputting a generation voltage; And 상기 발전전압을 출력하는 실험보드;를 구비하며,And an experiment board for outputting the power generation voltage. 상기 실험보드:는 The experiment board: 상기 발전전압을 출력하는 발전전압 출력용 인덕터; A power generation voltage output inductor for outputting the power generation voltage; 상기 발전전압을 출력하는 발전전압 출력용 콘덴서; 및A power generation voltage output capacitor for outputting the power generation voltage; And 상기 발전전압 출력용 인덕터 및 상기 발전전압 출력용 콘덴서에서 각각 출력되는 인덕터 전압 및 콘덴서 전압을 일정한 최대출력전압으로 제한하는 최대전압 제한회로부;를 포함하고,And a maximum voltage limiting circuit unit configured to limit the inductor voltage and the capacitor voltage output from the power generation voltage output inductor and the power generation voltage output capacitor, respectively, to a constant maximum output voltage. 상기 최대전압 제한회로부는 상기 인덕터 전압을 상기 최대출력전압으로 제한하고, 상기 인덕터 전압 출력시에, 상기 발전전압 출력용 인덕터에 유도되는 스파이크 전압의 발생을 방지하는 스파이크 전압 보호회로를 포함하며,The maximum voltage limiting circuit unit includes a spike voltage protection circuit for limiting the inductor voltage to the maximum output voltage and preventing generation of a spike voltage induced in the power generation voltage output inductor when the inductor voltage is output. 상기 스파이크 전압 보호회로:는The spike voltage protection circuit: 애노드가 상기 발전전압 출력용 인덕터의 일단에 연결되는 제1 다이오드; 및A first diode having an anode connected to one end of the inductor for outputting the generated voltage; And 애노드가 상기 발전전압 출력용 인덕터의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되는 제2 다이오드;를 포함하고,And a second diode having an anode connected to the other end of the generation voltage output inductor and a cathode connected to the cathode of the first diode. 상기 최대출력전압의 플러스 단은 상기 다이오드들 사이 단에 연결되고, 상기 발전전압의 플러스 단은 상기 발전전압 출력용 인덕터의 일단에 연결되어, 상기 인덕터 전압이 상기 최대출력전압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 전력 발전 모의 실험 시스템.The positive terminal of the maximum output voltage is connected to the stage between the diodes, the positive terminal of the generator voltage is connected to one end of the inductor for outputting the generator voltage, characterized in that the inductor voltage is maintained at the maximum output voltage Power generation simulation system. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 최대전압 제한회로부는 상기 발전전압 출력용 콘덴서에 충전되는 콘덴서 전압을 상기 최대출력전압으로 제한하는 충전전압 제한회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발전 모의 실험 시스템.The maximum voltage limit circuit unit further includes a charge voltage limit circuit for limiting the capacitor voltage charged in the generator voltage output capacitor to the maximum output voltage. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 충전전압 제한회로:는 The charging voltage limiting circuit: 상기 발전전압 출력용 콘덴서와 병렬로 연결되고 상기 콘덴서 전압을 방전하는 방전용 저항; A discharge resistor connected in parallel with the generation voltage output capacitor and discharging the capacitor voltage; 상기 발전전압 출력용 콘덴서와 상기 방전용 저항 사이에 연결되며, 상기 콘덴서 전압이 상기 최대출력전압보다 클 경우, '온'되어 상기 콘덴서 전압을 상기 방전용 저항으로 방전하는 스위칭소자; 및A switching element connected between the power generation voltage output capacitor and the discharge resistor and configured to 'on' when the capacitor voltage is greater than the maximum output voltage to discharge the capacitor voltage to the discharge resistor; And 상기 콘덴서 전압과 상기 최대출력전압을 비교하여 상기 최대출력전압이 상기 콘덴서 전압보다 클 경우 상기 스위칭소자를 '온'시키는 비교기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 발전 모의 실험 시스템.And a comparator for comparing the capacitor voltage with the maximum output voltage to turn on the switching element when the maximum output voltage is greater than the capacitor voltage. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전력 발전 모의 실험장치:는 The power generation simulation device: 모의 태양광을 발광하는 모의 태양; 및 A simulated sun that emits simulated sunlight; And 상기 모의 태양광을 수광하여 발전전압을 출력하는 태양전지판;을 구비하는 태양광 발전 모의 실험장치인 것을 특징으로 하는 전력 발전 모의 실험 시스템.And a photovoltaic simulation apparatus comprising: a solar panel for receiving the simulated solar light and outputting a generated voltage.
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JP2003134661A (en) 2001-10-17 2003-05-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Load interruption detecting device and photovoltaic power generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000068546A (en) * 1998-08-19 2000-03-03 Honda Motor Co Ltd Testing method and device of solar beam tracking power generating system
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