KR101030925B1 - Solar power generation system with monitoring and neutral line replacement - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar generating system is provided to enable a user to easily check a failure position by monitoring the contact failure of a solar cell module. CONSTITUTION: A solar cell module array(100) converts and outputs solar energy to electrical energy. A connection case(200) couples and outputs the converted electrical energy. A power converter(300) receives the electrical energy from the connection case though a power line and converts it AC power. A monitoring unit(400) controls a power circuit breaker according to a control command from a manager terminal. A neutral-conductor substituting unit(500) is installed between the power converter and a power supply company.

Description

감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템{Solar power generation system with monitoring and neutral line replacement}Solar power generation system with monitoring and neutral line replacement

본 발명은 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접속함 내에서 태양전지모듈의 각 라인별 접촉 불량과 접속함과 인버터 간의 라인 접촉 불량과 전력 라인과 인버터 간의 접촉 불량을 감시하여 고장 개소의 위치 확인에 용이함을 제공하고, 인버터에 의해 변환되어 공급되는 교류전력의 중성선 단선 발생시 전압 불평형에 의해 부하의 기기가 소손되는 것을 방지하기 위한 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a photovoltaic power generation system equipped with a monitoring and neutral wire replacement function, and more particularly, a poor contact of each line of the solar cell module in the junction box and a poor line contact between the junction box and the inverter, and a power line and an inverter. Monitoring and contact of neutral wires are provided to monitor the contact failure between them and to facilitate the positioning of fault points, and to prevent the load of equipment from being burned out due to voltage unbalance in the event of neutral wire break of AC power converted and supplied by inverter. It relates to a solar power system provided.

일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있는 실정이다.In general, widely used fossil energy is limited in amount, and sometime it is exhausted and emits various pollutants, so most countries are developing alternative energy that can be used instead.

화석에너지를 대체할 수 있는 에너지는 여러 종류가 있는바, 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 생성하는 조력, 파도를 이용하여 에너지를 생성하는 파력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 생성하는 풍력, 그리고 땅속의 열을 이용하여 에너지를 생성하는 지열, 그리고 이들 에너지의 근원이 되는 태양 에너지가 있다.There are many kinds of energy that can replace fossil energy, tidal wave to generate energy using tidal difference, wave power to generate energy using waves, wind power to generate energy using wind power, And there is geothermal energy that uses energy in the ground to generate energy, and solar energy is the source of these energy.

이러한 태양 에너지를 생산하는 태양광 발전은 태양 및 에너지를 전기 에너지로 변환하여 발전하는 시스템을 말하며, 발전된 직류 전기 에너지는 전력 변환 장치(인버터)를 통하여 교류 전기에너지로 변환된다.Photovoltaic power generation that produces such solar energy refers to a system for generating electricity by converting the sun and energy into electrical energy, and the generated direct current electrical energy is converted into alternating current electrical energy through a power converter (inverter).

생산된 전기는 한전계통과 연계되어 부하 측에 공급하게 되며, 나머지 전력은 한전계통으로 역 전송된다. 여기서 부족한 전기는 한전으로부터 공급받게 된다.The generated electricity is connected to the KEPCO system and supplied to the load side, and the remaining power is transmitted back to the KEPCO system. The electricity that is lacking here is supplied by KEPCO.

이와 같이 계통과 연계되어 시스템이 구축될 경우, 태양전지모듈을 어레이 형태로 사용하게 되며, 접속함에는 태양전지모듈과 연결하기 위한 회로 군을 내장하고, 접속함과 전력 변환 장치인 인버터 간에는 전력선을 이용하여 접속하게 된다.When the system is constructed in connection with the system as described above, the solar cell module is used in the form of an array, and the junction box includes a circuit group for connecting with the solar cell module, and a power line is connected between the junction box and the inverter which is a power converter. To connect.

그러나 이러한 일반적인 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양전지모듈을 접속함에서 묶어서 4선을 통해 인버터로 전력을 송신하게 되는 데, 이때 어느 태양전지모듈에 접촉 불량이 발생했는지를 감시하지 못하는 단점이 있으며, 발전량 등에 문제가 발생한 경우에는 일일이 태양전지모듈을 개별적으로 확인해야하기 때문에 보수 시간도 많이 걸리고 보수도 어려운 단점이 있다.However, such a general photovoltaic power generation system transmits power to an inverter through four wires by tying a plurality of solar cell modules in a junction box. In this case, there is a disadvantage in not monitoring which solar cell module has a poor contact. In the case of a problem in the amount of power generation, it is necessary to check the solar cell modules individually, which takes a lot of repair time and is difficult to repair.

여기서 특정 회로에 접촉 불량이 발생한 경우, 단시간에는 시스템에 별반 문제가 없으나, 장기적으로 보면 화재라든지 단선 등의 고장을 일으키게 된다.In this case, when contact failure occurs in a specific circuit, there is no problem in the system in a short time, but in the long term, it causes a fire or a breakdown.

또한, 일반적인 태양광 발전 시스템은, 접속함과 전력 변환 장치인 인버터가 전력선으로 연결되는 데, 그 전력선 라인의 접촉 불량이나 단선 등을 검출하지 못하는 단점도 있다.In addition, the general photovoltaic power generation system, the junction box and the inverter which is a power conversion device is connected to the power line, there is a disadvantage that can not detect the poor contact or disconnection of the power line line.

또한, 주지한 바와 같은 태양광 발전 시스템은, 인버터에서 변환된 교류 전력을 한전계통에 공급할 때, 중성선(N) 단선을 검출할 수 없을 뿐 아니라 중성선 단선에 대한 보완책이 없으므로, 중성선 단선시 전압 불평형에 의해 부하 측 기기가 소손되는 문제점도 유발하였다.
In addition, the photovoltaic power generation system as described above not only detects the disconnection of the neutral wire (N) when supplying the alternating current power converted from the inverter to the KEPCO system, but also does not provide a countermeasure against the disconnection of the neutral wire. This also caused a problem that the load side equipment was burned out.

이에 본 발명은 상기와 같은 일반적인 태양광 발전 시스템에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the general photovoltaic power generation system as described above.

본 발명이 해결하려는 과제는, 접속함 내에서 태양전지모듈의 각 라인별 접촉 불량, 접속함과 인버터 간의 라인 접촉 불량, 전력 라인과 인버터 간의 접촉 불량을 감시할 수 있도록 하여, 고장 개소의 위치 확인에 용이함을 제공하도록 한 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to monitor the contact failure of each line of the solar cell module, the line contact failure between the junction box and the inverter, the contact failure between the power line and the inverter in the junction box, to confirm the location of the fault location It is to provide a photovoltaic power generation system equipped with a monitoring and neutral line replacement function to provide ease.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 태양광 발전시스템 내의 접촉 불량을 검출하고, 접촉 불량이 검출되면 이를 관리자에게 통보해주어 후속 조치를 신속하게 취할 수 있도록 도모해줌으로써, 접촉 불량으로 인한 추후 고장을 예방할 수 있도록 한 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템을 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to detect a contact failure in the photovoltaic power generation system, and to notify the manager when a contact failure is detected to facilitate the follow-up actions, to prevent further failure due to contact failure To provide a photovoltaic power generation system equipped with a monitoring and neutral line replacement function.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 인버터에 의해 변환되어 공급되는 교류전력의 중성선 단선 발생시 전압 불평형에 의해 부하의 기기가 소손되는 것을 방지하도록 한 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템을 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is a photovoltaic power generation system equipped with a monitoring and neutral line replacement function that prevents the load device from being burned out by voltage unbalance in the event of a neutral wire break of the AC power supplied by the inverter. To provide.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 원격에서 신속하게 태양광 발전시스템을 제어할 수 있도록 하여, 접촉 불량이나 중성선 단선으로 인해 발생할 수 있는 사고를 예방할 수 있도록 한 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템을 제공하는 데 있다.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a remote control to quickly control the photovoltaic power generation system, and to provide a monitoring and neutral wire replacement function to prevent accidents that may occur due to poor contact or neutral wire disconnection It is to provide a photovoltaic power generation system.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템"은,According to a preferred embodiment of the present invention for solving the above problems "photovoltaic power generation system with monitoring and neutral line replacement function",

태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈 어레이와;A solar cell module array for converting and outputting solar energy into electrical energy;

상기 태양전지모듈 어레이에서 변환한 전기에너지를 결합하여 출력하는 접속함과;A junction box for coupling and outputting the electrical energy converted by the solar cell module array;

상기 접속함을 통해 출력되는 전기에너지를 전력선을 통해 전달받아, 교류 전력으로 변환하는 전력 변환기와;A power converter receiving electrical energy output through the junction box through a power line and converting the electrical energy into AC power;

상기 접속함 내의 각 라인별 접촉 불량, 상기 접속함과 인버터 사이의 전력선 접촉 불량, 상기 전력 변환기 내의 접촉 불량을 감시하여, 접촉 불량으로 판단되면 경보를 수행함과 동시에 관리자 단말기로 경고 정보를 전송하고, 원격에서 상기 관리자 단말기로부터 전송된 제어 명령에 따라 전력 차단기를 제어하는 감시 장치와;Monitoring contact failures of each line in the junction box, failure of power line contact between the junction box and the inverter, and contact failure in the power converter, and if it is determined that the contact failure is performed, an alarm is performed and alert information is transmitted to the manager terminal. A monitoring device controlling a power breaker in accordance with a control command transmitted from the manager terminal remotely;

상기 전력 변환기와 한전계통 사이에 구비되어, 상기 한전계통에 입력되는 3상 4선식(R, S, T, N) 공급 전력의 결상을 감지하고, 상기 결상이 감지되면 중성선 단선으로 판단하고 상기 중성선을 대체하여 단상 전력에 연결된 부하가 소손되는 것을 방지하는 중성선 대체장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
It is provided between the power converter and the KEPCO system, detects the phase of the three-phase four-wire (R, S, T, N) supply power input to the KEPCO system, and if the phase detection is detected it is determined to be a neutral disconnection and the neutral wire It is characterized in that it comprises a neutral wire replacement device to prevent the load connected to the single-phase power is burned out.

상기에서 감시장치는,In the above monitoring device,

특정 위치의 전원 상태 값을 실시간으로 검출하고 디지털화하는 전원 변환기와;A power converter which detects and digitizes a power state value at a specific position in real time;

상기 디지털 데이터를 전력품질을 판단하기 위한 기본적인 요소별 정보로 변환을 하여 전원 상태 데이터를 생성하고, 상기 전원 상태 데이터를 기반으로 전력품질을 연산하여 추출하며, 상기 추출한 전력품질 요소별로 변화량을 분석하여 일정량 이상 변환된 경우, 그 변화량에 대한 퍼지 룰 테이블을 적용하여 결과를 추출하고, 상기 추출한 퍼지 룰 테이블의 결과를 다면 평가법에 적용하여 특정 위치의 접촉 불량을 판단하며, 접촉 불량 시 경보 발생 제어와 관리자 단말기로의 경보정보의 전송을 제어하며, 원격에서 송신된 전력 차단 제어 명령에 따라 전력 차단기를 제어하는 제어기와;Converts the digital data into basic element information for determining power quality, generates power state data, calculates and extracts power quality based on the power state data, and analyzes the amount of change for each extracted power quality element. If a certain amount or more is converted, the result is applied by applying a fuzzy rule table for the change amount, and the result of the extracted fuzzy rule table is applied to a multi-faceted evaluation method to determine contact failure at a specific position, and to generate an alarm in case of contact failure. A controller for controlling transmission of alarm information to a manager terminal and controlling the power breaker according to a power cut control command transmitted remotely;

상기 제어기와 연계하여 접촉 불량에 대한 경보를 발생하는 경보 발생기와;An alarm generator for generating an alarm for contact failure in association with the controller;

상기 제어기와 연동하여 상기 경보 정보의 전송을 수행하고, 원격에서 유무선 통신을 통해 전송된 원격 제어 명령을 수신하여 상기 제어기에 전달하는 통신모듈을 포함한다.
And a communication module for transmitting the alarm information in association with the controller and receiving a remote control command transmitted through wired / wireless communication from the remote and transmitting the received remote control command to the controller.

상기에서 중성선 대체장치는,Neutral wire replacement device in the above,

상기 중성선의 단선 여부를 검출하는 단선 검출기와;A disconnection detector for detecting whether the neutral line is disconnected;

상기 단선 검출기에 의해 출력된 단선 검출 값으로 단선 여부를 판단하고, 단선시 중성선 대체를 위한 제어신호를 발생하는 제어기와;A controller for judging disconnection using the disconnection detection value output by the disconnection detector, and generating a control signal for replacing the neutral when disconnection;

상기 제어기에서 발생하는 제어신호에 따라 한전계통에 공급되는 전력 선의 중성선을 대체하여 단상 전압의 평형을 유지하는 중성선 보호기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
It is characterized in that it comprises a neutral line protector to maintain the balance of the single-phase voltage by replacing the neutral line of the power line supplied to the KEPCO system according to the control signal generated by the controller.

상기 단선 검출기는,The disconnection detector,

R, S, T상의 위상신호를 감지하는 위상 감지기와;A phase detector for detecting phase signals of R, S, and T phases;

상기 위상 감지기에서 감지한 R, S, T상 중 어느 하나의 상의 레벨이 하이레벨로 일정 시간 이상동안 지속하면 결상으로 판단하는 결상 판단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
It characterized in that it comprises an image determination determiner to determine the phase if the level of any one of the R, S, T phase detected by the phase detector lasts for a predetermined time at a high level.

상기 중성선 보호기는,The neutral line protector,

3상(R, S, T)의 연결을 위한 스위치와;A switch for connecting three phases (R, S, T);

상기 3상과 대체용 중성선(N)을 연결하여 단상 전압의 평형을 유지하기 위한 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
It characterized in that it comprises a coil for maintaining the balance of the single-phase voltage by connecting the three-phase and the neutral neutral (N).

상기 중성선 대체장치는,The neutral wire replacement device,

상기 제어기에 의해 출력되는 경보발생 제어신호에 따라 중성선 단선을 경보하는 경보 발생기와;An alarm generator for alarming the disconnection of the neutral wire according to the alarm generation control signal output by the controller;

상기 경보 발생기에 의해 경보가 발생한 후 관리자에 의해 경보해제를 위한 경보해제 스위치가 조작되면 경보해제 신호를 발생하여 상기 제어기에 전달하는 경보해제 신호 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And an alarm release signal input unit configured to generate an alarm release signal and transmit it to the controller when an alarm release switch for alarm release is operated by an administrator after an alarm is generated by the alarm generator.

본 발명에 따르면, 태양광 발전시스템에서 접속함 내에서 태양전지모듈의 각 라인별 접촉 불량, 접속함과 인버터 간의 라인 접촉 불량, 전력 라인과 인버터 간의 접촉 불량을 감시할 수 있으므로, 고장 개소의 위치 확인에 용이함을 도모해주는 장점이 있다.According to the present invention, in the photovoltaic power generation system, the contact failure of each line of the solar cell module, the poor contact of the line between the junction box and the inverter, and the poor contact between the power line and the inverter can be monitored within the junction box. There is an advantage to facilitate the identification.

또한, 본 발명에 따르면, 태양광 발전시스템 내의 접촉 불량을 검출하고, 접촉 불량이 검출되면 이를 관리자에게 통보해주어 후속 조치를 신속하게 취할 수 있도록 도모해줌으로써, 접촉 불량으로 인한 추후 고장을 예방할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, by detecting a contact failure in the photovoltaic power generation system, and if the contact failure is detected by notifying the manager to facilitate the follow-up measures, it is possible to prevent future failure due to contact failure There is an advantage.

또한, 본 발명에 따르면, 인버터에 의해 변환되어 공급되는 교류전력의 중성선 단선 발생시 전압 불평형에 의해 부하의 기기가 소손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that it is possible to prevent the device of the load from being burned out due to voltage unbalance in the event of neutral disconnection of the AC power supplied by the inverter.

또한, 본 발명에 따르면, 원격에서도 신속하게 태양광 발전시스템을 제어할 수 있으므로, 접촉 불량이나 중성선 단선으로 인해 발생할 수 있는 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to quickly control the photovoltaic power generation system even remotely, there is an advantage that can prevent accidents that may occur due to poor contact or disconnection of the neutral wire.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 감시장치의 블록도.
도 3a는 정상상태에서의 전원 전압과 저항부하의 파형 그래프이고, 도 3b는 접촉불량시의 전원 전압과 저항부하의 파형 그래프이다.
도 4a 내지 도4f는 본 발명에 적용되는 퍼지 룰 테이블.
도 5는 본 발명에서 다면 평가법으로 특정 위치의 접촉불량을 판단한 것을 설명하기 위한 설명도.
도 6은 도 1의 중성선 보호장치의 일 실시 예 구성도.
도 7은 도 6의 단선 검출기의 일 실시 예 구성도.
도 8은 도 6의 중성선 보호기의 실시 예도.
1 is an overall configuration diagram of a photovoltaic power generation system equipped with monitoring and neutral line replacement function according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of the monitoring device of FIG.
3A is a waveform graph of a power supply voltage and a resistance load in a steady state, and FIG. 3B is a waveform graph of a power supply voltage and a resistance load in a poor contact state.
4a to 4f is a fuzzy rule table applied to the present invention.
5 is an explanatory diagram for explaining that the contact failure of a particular position is determined by the multi-faceted evaluation method in the present invention.
Figure 6 is a configuration diagram of an embodiment of the neutral wire protection device of Figure 1;
FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of the disconnection detector of FIG. 6. FIG.
8 is an embodiment of the neutral line protector of FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템의 회로도로서, 태양전지모듈(100), 접속함(200), 전력 변환기(300), 감시 장치(400), 중성선 보호장치(500) 및 한전 계통(600)을 포함한다.1 is a circuit diagram of a photovoltaic power generation system having a monitoring and neutral wire replacement function according to a preferred embodiment of the present invention, the solar cell module 100, the junction box 200, the power converter 300, the monitoring device 400 ), The neutral protection device 500 and the KEPCO system 600.

태양전지모듈 어레이(100)는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 것으로서, 다수의 태양전지모듈(101 ~ 108)이 어레이 형태로 설치된다.The solar cell module array 100 converts solar energy into electrical energy and outputs the same. A plurality of solar cell modules 101 to 108 are installed in an array form.

접속함(200)은 상기 다수의 태양전지모듈(101 ~108)에서 변환한 전기에너지를 결합하여 출력하는 부분으로서, 이러한 접속함(200)에는 하나의 태양전지모듈 라인에는 퓨즈와 다이오드가 구비되며, 각각의 태양전지모듈에서 출력되는 전기에너지를 결합하여 출력할 때 최후단에는 메인 차단기(MCCB)가 구비되며, 수평면 일사량계, 경사면 일사량계, 태양전지 표면온도 센서 및 외기온도센서와 같은 각종 센서의 신호를 입력받아 신호 처리하고, 이를 기반으로 전력 변환기(300) 내의 인버터(310)를 제어하는 센서 박스(210)가 구비된다. The junction box 200 is a part that combines and outputs the electrical energy converted by the plurality of solar cell modules 101 to 108. Such a junction box 200 is provided with a fuse and a diode in one solar cell module line. The main circuit breaker (MCCB) is provided at the end when combining and outputting the electrical energy output from each solar cell module, and various sensors such as a horizontal plane solar radiation meter, an inclined plane solar radiation meter, a solar cell surface temperature sensor, and an outside temperature sensor The sensor box 210 is provided to receive a signal of the signal processing, and to control the inverter 310 in the power converter 300 based on the signal.

전력 변환기(300)는 상기 접속함(200)을 통해 출력되는 전기에너지를 전력선(10)을 통해 전달받아, 교류 전력으로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 전력 변환기(300) 내에는 전단에 메인 차단기(MCCB)가 구비되고, 그 후단에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(310)가 구비되며, 인버터(310)의 후단에는 마그네틱 스위치(MC)가 구비되고, 마그네틱 스위치(MC)의 후단에는 다시 메인 차단기(MCCB)가 구비된다.The power converter 300 receives electrical energy output through the junction box 200 through the power line 10 and converts the electrical energy into AC power. In the power converter 300, a main circuit breaker (MCCB) is provided at a front end thereof, and an inverter 310 for converting DC power into AC power is provided at a rear end thereof, and a magnetic switch MC is provided at a rear end of the inverter 310. Is provided, the rear end of the magnetic switch (MC) is provided with a main breaker (MCCB) again.

상기와 같은 구성은 일반적인 태양광 발전시스템에 구비되는 구성이며, 본 발명은 상기와 같은 일반적인 태양광 발전시스템에 감시 장치(400)와 중성선 대체장치(500)를 부가하여, 특정 위치의 접촉 불량을 감시하고, 중성선 단선시 보호장치로서 동작을 하게 된다.Such a configuration is provided in a general photovoltaic power generation system, and the present invention adds the monitoring device 400 and the neutral conductor replacement device 500 to the general photovoltaic power generation system as described above, thereby preventing contact failure at a specific position. It monitors and acts as a protective device in case of neutral break.

감시 장치(400)는 상기 접속함(200) 내의 각 라인별 접촉 불량, 상기 접속함(200)과 상기 인버터(310) 사이의 전력선 접촉 불량, 상기 전력 변환기(300) 내의 접촉 불량을 감시하여, 접촉 불량으로 판단되면 경보를 수행함과 동시에 관리자 단말기로 경고 정보를 전송하고, 원격에서 상기 관리자 단말기로부터 전송된 제어 명령에 따라 전력 차단기를 제어하는 기능을 수행한다.The monitoring device 400 monitors a poor contact for each line in the junction box 200, a poor contact of a power line between the junction box 200 and the inverter 310, and a contact failure in the power converter 300. If it is determined that the contact is bad, the alarm and at the same time transmits the warning information to the manager terminal, and remotely controls the power breaker according to the control command transmitted from the manager terminal.

이러한 감시장치(400)는 도 2에 도시된 바와 같이, 특정 위치의 전원 상태 값을 실시간으로 검출하고 디지털화하는 전원 변환기(410)와; 상기 디지털 데이터를 전력품질을 판단하기 위한 기본적인 요소별 정보로 변환을 하여 전원 상태 데이터를 생성하고, 상기 전원 상태 데이터를 기반으로 전력품질을 연산하여 추출하며, 상기 추출한 전력품질 요소별로 변화량을 분석하여 일정량 이상 변환된 경우, 그 변화량에 대한 퍼지 룰 테이블을 적용하여 결과를 추출하고, 상기 추출한 퍼지 룰 테이블의 결과를 다면 평가법에 적용하여 특정 위치의 접촉 불량을 판단하며, 접촉 불량 시 경보 발생 제어와 관리자 단말기로의 경보정보의 전송을 제어하며, 원격에서 송신된 전력 차단 제어 명령에 따라 전력 차단기를 제어하는 제어기(420)와; 상기 제어기와 연계하여 접촉 불량에 대한 경보를 발생하는 경보 발생기(430)와; 상기 제어기와 연동하여 상기 경보 정보의 전송을 수행하고, 원격에서 유무선 통신을 통해 전송된 원격 제어 명령을 수신하여 상기 제어기에 전달하는 통신모듈(440)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the monitoring apparatus 400 includes a power converter 410 for detecting and digitizing a power state value of a specific location in real time; Converts the digital data into basic element information for determining power quality, generates power state data, calculates and extracts power quality based on the power state data, and analyzes the amount of change for each extracted power quality element. If a certain amount or more is converted, the result is applied by applying a fuzzy rule table for the change amount, and the result of the extracted fuzzy rule table is applied to a multi-faceted evaluation method to determine contact failure at a specific position, and to generate an alarm in case of contact failure. A controller 420 for controlling the transmission of alarm information to the manager terminal and controlling the power breaker according to a power cut control command transmitted remotely; An alarm generator 430 for generating an alarm for contact failure in association with the controller; The communication module 440 performs transmission of the alarm information in cooperation with the controller, and receives a remote control command transmitted through wired / wireless communication from a remote location and transmits the remote control command to the controller.

중성선 대체장치(500)는 상기 전력 변환기(300)와 한전계통(600) 사이에 구비되어, 상기 한전계통(600)에 입력되는 3상 4선식(R, S, T, N) 공급 전력의 결상을 감지하고, 상기 결상이 감지되면 중성선 단선으로 판단하고 상기 중성선을 대체하여 단상 전력에 연결된 부하가 소손되는 것을 방지하는 역할을 한다.Neutral wire replacement device 500 is provided between the power converter 300 and the electric field system 600, the phase of the three-phase four-wire (R, S, T, N) supply power input to the electric field system 600 When the phase detection is detected, it is determined that the disconnection of the neutral wire and the load connected to the single-phase power is replaced by replacing the neutral wire.

이러한 중성선 대체장치(500)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 중성선의 단선 여부를 검출하는 단선 검출기(510)와; 상기 단선 검출기(510)에 의해 출력된 단선 검출 값으로 단선 여부를 판단하고, 단선시 중성선 대체를 위한 제어신호를 발생하는 제어기(520)와; 상기 제어기(520)에서 발생하는 제어신호에 따라 상기 단선된 중성선을 대체하여 단상 전압의 평형을 유지하는 중성선 보호기(530)와; 상기 제어기(520)에 의해 출력되는 경보발생 제어신호에 따라 중성선 단선을 경보하는 경보 발생기(540)와; 상기 경보 발생기(540)에 의해 경보가 발생한 후 관리자에 의해 경보해제를 위한 경보해제 스위치가 조작되면 경보해제 신호를 발생하여 상기 제어기(520)에 전달하는 경보해제 신호 입력부(550)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the neutral wire replacement device 500 includes a disconnection detector 510 for detecting whether the neutral wire is disconnected; A controller 520 for determining whether the wire is disconnected based on the disconnection detection value output by the disconnection detector 510 and generating a control signal for replacing the neutral wire when the wire is disconnected; A neutral line protector (530) for maintaining the balance of the single-phase voltage by replacing the disconnected neutral line according to a control signal generated by the controller (520); An alarm generator 540 for alarming the disconnection of the neutral wire according to the alarm generation control signal output by the controller 520; And an alarm release signal input unit 550 for generating an alarm release signal and transmitting the generated alarm release signal to the controller 520 when the alarm release switch for the alarm release is operated by the administrator after the alarm is generated by the alarm generator 540.

여기서 단선 검출기(510)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 입력되는 전력이 각 상에 대한 위상신호를 감지하는 위상 감지기(511)와; 상기 위상 감지기(511)에서 감지한 R, S, T 상 중 어느 하나의 상의 레벨이 하이레벨로 일정시간 이상동안 지속하면 결상으로 판단하고 결상 감지 값을 출력하는 결상 판단기(512)를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the disconnection detector 510 may include: a phase detector 511 which detects a phase signal for each phase of input power as shown in FIG. 7; If the level of any one of the phases R, S, T detected by the phase detector 511 is maintained at a high level for a predetermined time or more includes an image determination determiner 512 to determine that the image and output the image detection detection value; It is preferable.

또한, 중성선 보호기(530)는, 3상(R, S, T)의 연결을 위한 스위치(M1)와; 상기 3상과 대체용 중성선(N)을 연결하여 단상 전압의 평형을 유지하기 위한 코일(L1 ~ L3)을 포함한다.In addition, the neutral protector 530, the switch (M1) for connecting the three phases (R, S, T); It includes coils (L1 ~ L3) for maintaining the balance of the single-phase voltage by connecting the three-phase and the neutral neutral (N).

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템은, 태양전지모듈 어레이(10))에 구비된 복수의 태양전지모듈(101 ~ 108)에서 태양 에너지를 전기 에너지로 변환을 하게 되고, 이렇게 변환된 전기에너지는 접속함(200) 내의 다수의 퓨즈(F1 ~ F8)와 다수의 다이오드(D1 ~ D8)로 이루어진 각각의 라인을 통과한 후 하나로 결합되어 메인 차단기(MCCB)를 통해 전력선(10)으로 출력된다.The photovoltaic power generation system equipped with a monitoring and neutral line replacement function according to the present invention configured as described above converts solar energy into electrical energy in a plurality of solar cell modules 101 to 108 provided in the solar cell module array 10. The converted electrical energy is passed through each line consisting of a plurality of fuses (F1 ~ F8) and a plurality of diodes (D1 ~ D8) in the junction box 200 is combined into one main breaker (MCCB) It is output to the power line 10 through.

전력선(10)으로 출력되는 직류 전력은 전력 변환기(300)에 전달되고, 전력 변환기(300) 내의 인버터(310)를 통해 교류 전력으로 변환되어 마그네틱 스위치(MC), 메인 차단기(MCCB)를 순차 통해 한전계통(600)으로 전달된다. 여기서 한전 계통(600)은 통상의 LV 패널, 분전반, 배선용 차단기 등이 구비되어, 태양 발전 전력과 한전 전력을 부하에 공급해주게 된다.The DC power output to the power line 10 is transmitted to the power converter 300, is converted into AC power through the inverter 310 in the power converter 300, and sequentially through the magnetic switch (MC), the main circuit breaker (MCCB) The electric field system 600 is transmitted. Here, the KEPCO system 600 is provided with a conventional LV panel, a distribution board, a circuit breaker, and the like, and supplies solar power and KEPCO power to the load.

이렇게 동작하는 태양광 발전 시스템에 있어서, 본 발명은 감시장치(400)에서 특정 위치별로 접촉 불량을 검출하게 된다. 본 발명에서는 편의상 특정 위치를 접속함(200) 내의 각각의 태양전지모듈과 연결된 라인, 전력선(10)의 임의 위치, 전력 변환기(300) 내의 전력 입력단으로 설정하였다. 이러한 특정 위치는 사용자나 시스템 설계자에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 당해 분야에 종사하는 업자라면 자명하다 할 것이다.In the photovoltaic power generation system operating as described above, the present invention detects contact failure for each specific position in the monitoring apparatus 400. In the present invention, a specific position is set as a line connected with each solar cell module in the junction box 200, an arbitrary position of the power line 10, and a power input terminal in the power converter 300. It will be apparent to those skilled in the art that this particular location may vary depending on the user or system designer.

감시장치(400)의 전원 변환기(410)는 특정 위치의 전원 상태 값을 실시간으로 검출하고 디지털화하여 제어기(420)에 전달한다.The power converter 410 of the monitoring device 400 detects and digitizes a power state value of a specific location in real time and transmits the same to the controller 420.

제어기(420)는 디지털 데이터를 전력품질을 판단하기 위한 기본적인 요소별 정보로 변환을 하여 전원 상태 데이터를 생성하고, 상기 전원 상태 데이터를 기반으로 전력품질을 연산하여 추출하며, 상기 추출한 전력품질 요소별로 변화량을 분석하여 일정량 이상 변환된 경우, 그 변화량에 대한 퍼지 룰 테이블을 적용하여 결과를 추출하고, 상기 추출한 퍼지 룰 테이블의 결과를 다면 평가법에 적용하여 특정 위치의 접촉 불량을 판단하며, 접촉 불량 시 경보 발생 제어와 관리자 단말기로의 경보정보의 전송을 제어하게 된다.The controller 420 converts the digital data into basic element information for determining power quality, generates power state data, calculates and extracts power quality based on the power state data, and extracts each power quality element. When the change amount is analyzed and converted to a predetermined amount or more, the result is obtained by applying the fuzzy rule table for the change amount, and the result of the extracted fuzzy rule table is applied to the multi-faceted evaluation method to determine the contact failure at a specific position. Alarm generation control and transmission of alarm information to the administrator terminal are controlled.

예컨대, 제어기(420)는 상기 디지털 데이터를 전력품질을 판단하기 위한 기본적인 요소별 정보로 변환을 하여 전원 상태 데이터를 생성한다. 여기서 전력품질을 판단하기 위한 기본적인 요소별 정보는, 역률, 고조파 발생 여부, 과전류, 서지, 단선 여부, swell 등을 포함하며, 상기 각 상 별로 검출한 전류 및 전압을 토대로 기본적인 요소별 전력품질을 연산하는 방법은 공지의 전력 계측 방법에서 사용하는 방법을 그대로 적용하므로, 상세한 설명은 생략한다.For example, the controller 420 converts the digital data into basic element information for determining power quality to generate power state data. Here, the basic element information for determining the power quality includes power factor, harmonic occurrence, overcurrent, surge, disconnection, swell, etc., and calculates the basic element quality based on the current and voltage detected for each phase. Since the method to be used applies the method used by a well-known power measuring method as it is, detailed description is abbreviate | omitted.

다음으로, 미리 내장된 접촉불량 검출 알고리즘을 실행시켜 중성선의 전기적 접촉불량을 검출하게 된다. 여기서 접촉불량 검출 알고리즘은, 상기 전원 상태 데이터와 요소별로 저장된 정상상태에서의 파형을 기반으로 전력품질을 연산하여 추출하고, 그 추출한 전력품질 요소별로 변화량을 분석하여 일정량 이상 변화된 경우 그 변화량에 대한 퍼지 룰 테이블을 적용하여 접촉불량 여부를 검출하게 된다.Next, the contact failure detection algorithm built in advance is executed to detect the electrical contact failure of the neutral wire. Here, the contact failure detection algorithm calculates and extracts power quality based on the power state data and the waveform in the steady state stored for each element, and analyzes the amount of change by the extracted power quality elements to change the fuzzy for the amount of change when a predetermined amount is changed. The rule table is applied to detect contact failure.

여기서 요소별 전력 품질의 변화량은 다수의 전력품질 중 어느 하나의 요소에 대한 품질 변화가 발생하여도 전력품질에 변화가 발생한 것으로 판단을 한다.Here, the amount of change in power quality for each element is determined to be a change in power quality even if a change in quality occurs for any one of a plurality of power quality.

도 3a는 접촉불량이 발생하지 않은 경우, 전원 전압과 저항부하의 파형을 도시한 그래프이고, 도 3b는 접촉불량의 발생시 전원 전압과 저항부하의 파형을 도시한 그래프이다.3A is a graph illustrating waveforms of power supply voltage and resistance load when no contact failure occurs, and FIG. 3B is a graph illustrating waveforms of power supply voltage and resistance load when contact failure occurs.

따라서 이상상태의 전압/전류 파형과 접촉불량 시의 전압/전류 파형이 상이하게 되므로, 이러한 전압/전류 파형을 이용하게 되면, 전력 품질의 변화 여부를 용이하게 알 수 있다. 요소별 전력품질의 변화를 판단하기 위한 가장 용이한 방법 중의 하나가 이전 상태의 요소별 전력품질과 현 상태의 요소별 전력품질을 비교하여 그 차이로 전력품질의 변화 여부를 판단하는 것이다.Therefore, the voltage / current waveform in the abnormal state and the voltage / current waveform at the time of contact failure are different. Therefore, when the voltage / current waveform is used, it is easy to know whether the power quality is changed. One of the easiest ways to determine the change in power quality of each element is to compare the power quality of each element of the previous state and the power quality of each element of the current state to determine whether the power quality has changed.

다음으로, 전력품질에 변화가 발생하지 않거나 전력품질에 변화가 발생하였으나 그 변화량이 아주 미세한 경우에는 정상상태로 판단을 하고, 이와는 달리 전력품질에 변화가 발생하였으며, 그 변화량이 정상상태로 판단하기 위한 범주를 넘어선 경우에는 이상상태로 판단을 하고, 변화량에 대한 퍼지 룰 테이블을 적용한다.Next, if there is no change in power quality or a change in power quality occurs, but the amount of change is very small, it is judged to be in a normal state.In contrast, a change in power quality has occurred, and the amount of change is determined to be normal. In case of exceeding the criteria, the judgment is made as an abnormal state, and the fuzzy rule table for the amount of change is applied.

도 4a 및 도 4f는 본 발명에 적용된 퍼지 룰 테이블의 일 예를 도시한 것이다. 여기서 ZO는 1, PS는 2, PM은 4, PB는 6으로 설정하였으며, 검출전압(V)과 아크 판단의 기준이 되는 고조파의 전압 임계치(

Figure 112011007822308-pat00001
) 및 전압 THDE(
Figure 112011007822308-pat00002
)의 출현 여부, 검출전압과 아크 판단의 기준이 되는 전류 임계치(
Figure 112011007822308-pat00003
) 및 전류 THDE(
Figure 112011007822308-pat00004
)의 출현 여부, 전압 임계치와 전압 THDE와의 상관관계, 전류 임계치와 전류 THDE와의 상관관례를 고려하여 퍼지 룰 테이블을 구현하였다.4A and 4F illustrate an example of a fuzzy rule table applied to the present invention. Here, ZO is set to 1, PS is set to 2, PM is set to 4, and PB is set to 6, and the voltage threshold value of the harmonics which is the reference for detecting voltage (V) and arc judgment (
Figure 112011007822308-pat00001
) And voltage THDE (
Figure 112011007822308-pat00002
), The current threshold that is the basis for the detection voltage and arc judgment (
Figure 112011007822308-pat00003
) And current THDE (
Figure 112011007822308-pat00004
Fuzzy rule table is implemented in consideration of the presence of), correlation between voltage threshold and voltage THDE, and correlation between current threshold and current THDE.

이렇게 구현된 퍼지 룰 테이블에 검출한 요소별 변화량을 대입하여 결과치를 산출하고, 이후 획득한 결과치를 도 5와 같은 다면 평가법을 이용하여 특정 위치의 접촉불량 여부를 판단하게 된다.The result value is calculated by substituting the amount of change for each element detected into the fuzzy rule table implemented as described above, and the result of the acquired value is determined using the multi-faceted evaluation method as shown in FIG.

여기서 다면 평가법은 6개(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ)의 결과치가 10으로 표시되는 육각형 내에 존재하면 접촉불량으로 판단하지 않고, 이와는 달리 6개의 결과치가 도 5에 도시한 바와 같이 10으로 표시되는 육각형을 벗어난 경우에는 접촉불량으로 판단하게 된다. 도 5를 살펴보면, 6개의 결과치중 Ⅴ의 값이 다른 값에 비해 상대적으로 크거나, Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ의 값은 정상적인데 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ의 값이 기준 값을 초과한 경우 접촉불량으로 판단하는 것을 보인 것이다.Here, the multi-faceted evaluation method does not judge contact failure when six result values (I, II, III, IV, V, VI) are in the hexagon represented by 10. Instead, six result values are shown in FIG. If it is out of the hexagon represented by 10, it is determined as a poor contact. Referring to FIG. 5, if the value of V is larger than the other values, or the values of IV, V, VI are normal, and the values of I, II, and III exceed the reference values, it is determined as a poor contact. It is shown.

주지한 바와 같은 방법으로 일차 판단한 결과 접촉불량으로 판단되면, 신뢰성을 위해 전기적 접촉불량을 판단하기 위해서 미리 실험에 의해 산출한 일정기간 이상 지속하는지를 확인한다. 이것은 전기적 접촉불량이 순간적으로 발생한 후 다시 정상상태로 되돌아간 경우에는 부하에 장애를 발생하지 않기 때문에, 순간적인 접촉불량일 경우에는 경보를 발생하지 않기 위함이다. 여기서 본 발명에서는 일정기간(지속 시간)으로 전기적 접촉불량 여부를 재판단하였으나, 이러한 방법 이외에 발생하는 아크의 반복 회수를 이용하여 최종적인 전기적 접촉불량을 판단할 수도 있다.As a result of the primary determination by a well-known method, if it is determined that the contact is poor, it is checked whether the contact lasts for a predetermined period of time calculated in advance in order to determine the electrical contact failure for reliability. This is because the load does not occur when the electrical contact failure occurs momentarily and then returns to the normal state, so that an instantaneous contact failure does not generate an alarm. Here, in the present invention, it is judged whether or not the electrical contact failure for a certain period of time (duration time), it is also possible to determine the final electrical contact failure by using the repeated number of arcs generated in addition to this method.

이후 최종적으로 전기적 접촉불량으로 판단되면, 제어기(220)는 경보 발생기(430)를 동작시켜 접촉 불량에 대한 경보를 발생하게 된다. 여기서 도면에는 도시하지 않았지만 표시기를 이용하여 접촉 불량이 발생한 위치를 표시해줌으로써, 관리자는 접촉 불량이 발생한 개소를 용이하게 알 수 있다. 접촉 불량이 발생한 위치는 각 위치별로 고유번호나 별도의 식별정보를 부여하는 것으로 간단하게 위치를 식별할 수 있다.After the final determination of the electrical contact failure, the controller 220 operates the alarm generator 430 to generate an alarm for contact failure. Here, although not shown in the figure, by displaying the position where the contact failure occurred using the indicator, the administrator can easily know the location where the contact failure occurred. The location where contact failure occurs can be easily identified by assigning a unique number or separate identification information for each location.

한편, 제어기(420)는 접촉 불량에 대한 경보시 접촉 불량이 발생한 위치 정보를 포함한 경보 정보를 생성하고, 미리 내장된 관리자 단말기의 정보를 탐색한 후 통신 모듈에 관리자 단말기의 정보와 경보 정보를 전달하여, 통신 모듈(440)을 통해 경보 정보가 원격에 위치한 관리 서버나 관리자 단말기에 신속하게 전송될 수 있도록 한다.On the other hand, the controller 420 generates the alarm information including the location information where the contact failure occurred when the alarm for the contact failure, search the information of the pre-built manager terminal and delivers the information of the manager terminal and the alarm information to the communication module Thus, through the communication module 440, the alarm information can be quickly transmitted to a management server or an administrator terminal located remotely.

원격에 위치한 관리자는 관리 서버나 관리자 단말기를 통해 상기와 같은 경보 정보를 수신하게 되고, 원격에서 메인 차단기를 차단하기 위한 전력 제어 명령을 발신한다. 이렇게 전송된 원격 제어 명령은 통신 모듈(440)을 통해 수신되어 제어기(420)에 전달되고, 제어기(420)는 이러한 원격 제어 명령에 따라 메인 차단기를 자동으로 동작시켜 접촉 불량에 의해 사고가 발생하는 것을 예방하게 되는 것이다.The remotely located manager receives the above alarm information through the management server or the manager terminal, and sends a power control command to block the main breaker remotely. The remote control command thus transmitted is received through the communication module 440 and transmitted to the controller 420, and the controller 420 automatically operates the main breaker according to the remote control command, thereby causing an accident due to a poor contact. Will be prevented.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서 인버터(310)에 의해 변환된 교류 전력이 한전계통(600)에 전달될 때, 중성선 단선을 검출할 수 있으며, 중성선 단선 검출시 보호 동작을 하여 과전압이나 이상전압 등의 전압 불평형에 의해 부하가 소손되는 사고를 예방하게 된다.On the other hand, as another feature of the present invention, when the AC power converted by the inverter 310 is transmitted to the KEPCO 600, it is possible to detect the disconnection of the neutral wire, the protective action during the detection of the disconnection of the neutral wire, such as overvoltage or abnormal voltage This prevents accidents that damage the load due to voltage unbalance.

예컨대, 이러한 사고를 미리 방지하기 위해서 본 발명에서는 중성선 대체장치(500)가 항상 중성선의 상태를 감지하고, 중성선의 단선이 감지되면 즉시 경보를 수행함과 동시에 다른 중성선으로 대체를 하여, 상간 전압 불균형을 보상함과 동시에 경부하 쪽에 과전압이 흐르지 못하도록 작용을 한다.For example, in order to prevent such an accident in advance in the present invention, the neutral wire replacement device 500 always detects the state of the neutral wire, and when the disconnection of the neutral wire is detected, an immediate alarm is performed and the other neutral wire is replaced at the same time. It compensates and prevents overvoltage from flowing to the light load side.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 인버터(310)에 의해 교류 전력이 공급되면, 단선 검출기(510)는 동작을 하여 중성선(N)의 단선 여부를 검출하고, 그 검출한 단선 검출 값을 제어기(520)에 전달한다. 예컨대, 단선 검출기(510)의 위상 감지기(511)는 실시간으로 입력되는 3상 전력의 R, S, T 상의 위상신호를 감지하게 되고, 결상 판단기(512)에서 상기 위상 감지기(511)에서 감지한 각 상별 위상 신호중 어느 하나의 상의 레벨이 하이레벨로 결상을 판단하기 위해 미리 설정된 일정시간 이상동안 유지되는지를 확인하고, 이 확인 결과 상기 어느 하나의 상이라도 하이레벨로 일정시간 이상동안 유지될 경우 결상으로 판단하고, 단선 검출 값을 제어기(520)에 전달하게 된다. 여기서 중성선이 단선될 경우 임의의 상 레벨이 하이레벨이 된다.In more detail, when AC power is supplied by the inverter 310, the disconnection detector 510 operates to detect whether the neutral line N is disconnected, and the controller 520 detects the detected disconnection detection value. To pass). For example, the phase detector 511 of the disconnection detector 510 detects phase signals of R, S, and T phases of three-phase electric power input in real time, and is detected by the phase detector 511 in the phase determining unit 512. Check whether one of the phase signals of each phase is maintained for a predetermined time or more in order to determine the imaging at a high level. It is determined that the phase is missing, and the disconnection detection value is transmitted to the controller 520. Here, when the neutral wire is disconnected, any phase level becomes a high level.

여기서 단선 검출 값은 결상이 검출될 경우 하이신호(5V)를 출력하고, 결상이 검출되지 않을 경우 결상 검출 값은 로우신호(0V)를 출력하게 된다.Here, the disconnection detection value outputs a high signal (5V) when an imaging is detected, and outputs a low signal (0V) when an imaging is not detected.

제어기(520)는 상기 단선 검출기(510)로부터 제공되는 단선 검출 값을 내장된 제어 프로그램으로 분석하여, 중성선 단선이 아니라고 판단이 되면 중성선 보호기(530)를 동작하지 않게 되며, 이와는 달리 중성선 단선이라고 판단이 되면 중성선 보호기(530)를 동작시키게 된다.The controller 520 analyzes the disconnection detection value provided from the disconnection detector 510 by using a built-in control program, and when it is determined that the disconnection is not the neutral disconnection, the neutral protector 530 does not operate. In this case, the neutral line protector 530 is operated.

중성선 보호기(530)는 내부적으로 중성선을 구비하고, 상기 제어기(520)에 의해 동작 제어신호가 전달되면, 스위치(M1)가 동작을 하여 3상(R, S, T)을 연결하게 되고, 이후 대체용 중성선(N)과 각상별 코일(L1 ~ L3)을 연결하게 된다. 즉, 대체용 중성선(N)은 항상 존재한 상태에서 중성선 단선시 3상을 대체용 중성선에 연결하여 단선된 중성선을 대체하게 된다. 여기서 중성선 접속은 마그넷 스위치 등을 이용하면 쉽게 접속할 수 있다.The neutral line protector 530 has a neutral line internally, and when an operation control signal is transmitted by the controller 520, the switch M1 operates to connect three phases R, S, and T. The replacement neutral wire (N) and the coil (L1 ~ L3) for each phase is connected. In other words, the replacement neutral wire (N) is replaced with the neutral wire disconnected by connecting the three phases to the replacement neutral wire when the neutral wire is disconnected in the state that is always present. Here, the neutral wire connection can be easily connected by using a magnet switch or the like.

중성선 보호기(530)가 동작을 하여 단선된 중성선을 대체하면, 중성선 단선으로 인해 발생할 수 있는 각상별 단상 전압의 불평형을 이전과 같이 평형 상태로 유지할 수 있으며, 이로 인해 전력 변환기(300)에서 한전계통(600)으로 공급되는 전력 중 중성선이 단선되어도 종래와 같이 경부하 쪽에 과전압이 흘러 전기기기를 소손하게 되는 문제를 방지하게 된다.When the neutral line protector 530 operates to replace the disconnected neutral line, the unbalance of single phase voltages for each phase which may be caused by the neutral line disconnection may be maintained in an equilibrium state as before, and thus, the electric field system of the power converter 300 may be maintained. Even if the neutral wire of the power supplied to the 600 is disconnected, the problem that the overvoltage flows to the light load side and burns out the electric device as in the prior art.

한편, 제어기(520)는 주지한 바와 같이 중성선의 단선으로 판단이 되면 즉시 경보 발생기(540)를 구동시키게 된다. 경보 발생기(540)는 구동을 하여 중성선 단선을 경보하게 되는 데, 본 발명에서는 시각적인 경보 및/또는 청각적인 경보 방법을 이용하여 경보를 하게 된다.On the other hand, the controller 520 is to drive the alarm generator 540 immediately when it is determined that the disconnection of the neutral wire as known. The alarm generator 540 is driven to alert the disconnection of the neutral wire, in the present invention is to alarm by using a visual alarm and / or an audio alarm method.

시각 또는 청각 경보가 발생한 상태에서 관리자가 이를 인식하면, 신속하게 후속 조치를 취하게 되고, 이로써 중성선의 단선으로 인해 발생할 수 있는 각종 사고를 방지하게 되는 것이다.If the administrator recognizes this in the presence of a visual or auditory alarm, he / she will follow up promptly, thereby preventing various accidents that may occur due to disconnection of the neutral line.

또한, 관리자는 필요에 따라 발생한 경보를 해제할 수 있다. 예컨대, 경보해제 신호 입력부(550)에 구비된 경보해제 스위치를 조작하면, 경보해제신호 입력부(550)에서 경보해제 신호를 발생하여 제어기(520)에 전달한다.In addition, the administrator can release the alarms as needed. For example, when the alarm release switch provided in the alarm release signal input unit 550 is operated, the alarm release signal input unit 550 generates an alarm release signal and transmits it to the controller 520.

제어기(520)는 경보 해제신호가 전달되면, 경보 발생기(540)의 동작을 정지시켜, 경보를 해제하게 된다.When the alarm releasing signal is transmitted, the controller 520 stops the operation of the alarm generator 540 to release the alarm.

또한, 본 발명은 중성선 단선에 대한 경보를 수행한 후, 미리 설정된 일정 시간 이내에 경보 해제가 요청되지 않으면 자동으로 부하에 공급되는 전력(단상 전력)을 차단하여, 중성선 단선으로 인해 발생할 수 있는 사고를 미리 방지하게 된다.In addition, the present invention, after performing the alarm for the disconnection of the neutral wire, if the alarm is not requested to be released within a predetermined time period automatically cuts off the power (single phase power) supplied to the load, the accident that may occur due to the neutral disconnection This is prevented in advance.

또한, 본 발명은 주지한 바와 같이, 중성선 단선에 의해 중성선 보호기(530)를 동작시킨 상태에서 단선 검출기(510)를 통해 중성선 단선을 지속적으로 검출하게 되는 데, 이때 중성선 단선으로 인해 중성선 보호기(530)를 동작시켰는데도 불구하고 전압 불평형이 검출되면, 제어기(520)에서 자동으로 메인 차단기를 동작시키거나 단상 부하 전력을 차단하거나 메인 차단기와 단상 부하 전력을 동시에 차단하여 부하의 기기가 소손되는 것을 방지하게 된다.In addition, the present invention is to detect the neutral disconnection through the disconnection detector 510 in the state in which the neutral protector 530 is operated by the neutral disconnection, wherein the neutral protector 530 due to the neutral disconnection Even if the voltage unbalance is detected, the controller 520 automatically operates the main breaker, cuts off the single-phase load power, or simultaneously cuts off the main breaker and the single-phase load power, thereby preventing the load device from being burned out. Done.

즉, 본 발명에 따르면 태양광 발전 시스템에 있어서, 전력 변환기에서 한전계통으로 공급되는 전력의 중성선이 단선되면 자동으로 예비 중성선으로 자동 절체를 수행하여, 중성선 단선으로 인해 발생하는 상별 전압 불평형을 방지하여, 경부하쪽의 전기기기가 소손되는 것을 방지하게 된다. 그리고 중성선 단선이 발생하면 바로 경보를 발생하여 관리자가 이를 인지하도록 하며, 이후 관리자가 후속 조치를 신속하게 취할 수 있도록 함으로써, 중성선 단선으로 인해 추후 발생할 수 있는 시스템 고장 등의 사고를 방지할 수 있게 되는 것이다.That is, according to the present invention, in the photovoltaic power generation system, when the neutral wire of the power supplied from the power converter is disconnected automatically performs automatic switching to the preliminary neutral wire to prevent phase voltage unbalance caused by the disconnection of the neutral wire Therefore, the electric load on the light load side is prevented from being burned out. In addition, if a neutral wire break occurs, an alarm is generated immediately so that the manager can recognize it, and afterwards, the manager can quickly take follow-up actions, thereby preventing an accident such as a system failure that may occur later due to the wire break. will be.

또한, 특정 위치별로 접촉 불량을 검출할 수 있으므로, 고장 개소의 위치를 확인하는데 용이함을 제공하며, 이로 인해 보수 시간 및 노력을 절약할 수 있다. 또한, 접촉 불량에 대한 경고를 수행함으로써, 접촉 불량에 의해 사고가 발생하는 것을 예방할 수 있게 되는 것이다.In addition, since contact failure can be detected for each specific position, it is easy to check the location of the failure point, thereby saving maintenance time and effort. In addition, by performing a warning on a poor contact, it is possible to prevent an accident from occurring due to a poor contact.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

100… 태양발전모듈 어레이
200… 접속함
300… 전력 변환기
400… 감시 장치
500… 중성선 대체장치
510… 단선 검출기
520… 제어기
530… 중성선 보호기
540… 경보 발생기
550… 경보 해제신호 입력부
100... Solar Module Array
200 ... Junction
300 ... Power converter
400 ... monitor
500... Neutral wire replacement device
510... Disconnection detector
520... Controller
530... Neutral line protector
540... Alarm generator
550... Alarm release signal input section

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 태양전지모듈 어레이와;
상기 태양전지모듈 어레이에서 변환한 전기에너지를 결합하여 출력하는 접속함과;
상기 접속함을 통해 출력되는 전기에너지를 전력선을 통해 전달받아, 교류 전력으로 변환하는 전력 변환기와;
상기 접속함 내의 각 라인별 접촉 불량, 상기 접속함과 인버터 사이의 전력선 접촉 불량, 상기 전력 변환기 내의 접촉 불량을 감시하여, 접촉 불량으로 판단되면 경보를 수행함과 동시에 관리자 단말기로 경고 정보를 전송하고, 원격에서 상기 관리자 단말기로부터 전송된 제어 명령에 따라 전력 차단기를 제어하는 감시 장치와;
상기 전력 변환기와 한전계통 사이에 구비되어, 상기 한전계통에 입력되는 3상 4선식(R, S, T, N) 공급 전력의 결상을 감지하고, 상기 결상이 감지되면 중성선 단선으로 판단하고 상기 중성선을 대체하여 단상 전력에 연결된 부하가 소손되는 것을 방지하는 중성선 대체장치를 포함하고,
상기 중성선 대체장치는,
상기 중성선의 단선 여부를 검출하는 단선 검출기와;
상기 단선 검출기에 의해 출력된 단선 검출 값으로 단선 여부를 판단하고, 단선시 중성선 대체를 위한 제어신호를 발생하는 제어기와;
상기 제어기에서 발생하는 제어신호에 따라 한전계통에 공급되는 전력 선의 중성선을 대체하여 단상 전압의 평형을 유지하는 중성선 보호기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템.
A solar cell module array for converting and outputting solar energy into electrical energy;
A junction box for coupling and outputting the electrical energy converted by the solar cell module array;
A power converter receiving electrical energy output through the junction box through a power line and converting the electrical energy into AC power;
Monitoring contact failures of each line in the junction box, failure of power line contact between the junction box and the inverter, and contact failure in the power converter, and if it is determined that the contact failure is performed, an alarm is performed and alert information is transmitted to the manager terminal. A monitoring device controlling a power breaker in accordance with a control command transmitted from the manager terminal remotely;
It is provided between the power converter and the KEPCO system, detects the phase of the three-phase four-wire (R, S, T, N) supply power input to the KEPCO system, and if the phase detection is detected it is determined to be a neutral disconnection and the neutral wire It includes a neutral wire replacement device for replacing the load connected to the single-phase power to prevent burnout,
The neutral wire replacement device,
A disconnection detector for detecting whether the neutral line is disconnected;
A controller for judging disconnection using the disconnection detection value output by the disconnection detector, and generating a control signal for replacing the neutral when disconnection;
And a neutral line protector which maintains a single phase voltage balance by replacing the neutral line of the power line supplied to the KEPCO system according to the control signal generated by the controller.
청구항 3에 있어서, 상기 단선 검출기는,
R, S, T상의 위상신호를 감지하는 위상 감지기와;
상기 위상 감지기에서 감지한 R, S, T상 중 어느 하나의 상의 레벨이 하이레벨로 일정 시간 이상동안 지속하면 결상으로 판단하는 결상 판단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템.
The method according to claim 3, wherein the disconnection detector,
A phase detector for detecting phase signals of R, S, and T phases;
The sun provided with a supervision and neutral line replacement function characterized in that it comprises an image determination determiner to determine the phase if the level of any one of the phases R, S, T detected by the phase detector to a high level for a predetermined time or more. Photovoltaic power generation system.
청구항 3에 있어서, 상기 중성선 보호기는,
3상(R, S, T)의 연결을 위한 스위치와;
상기 3상과 대체용 중성선(N)을 연결하여 단상 전압의 평형을 유지하기 위한 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템.
The method according to claim 3, The neutral protective group,
A switch for connecting three phases (R, S, T);
The solar power generation system with a supervisor and neutral wire replacement function comprising a coil for connecting the three-phase and the neutral neutral wire (N) to maintain the balance of the single-phase voltage.
청구항 3에 있어서, 상기 중성선 대체장치는,
상기 제어기에 의해 출력되는 경보발생 제어신호에 따라 중성선 단선을 경보하는 경보 발생기와;
상기 경보 발생기에 의해 경보가 발생한 후 관리자에 의해 경보해제를 위한 경보해제 스위치가 조작되면 경보해제 신호를 발생하여 상기 제어기에 전달하는 경보해제 신호 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템.
The method of claim 3, wherein the neutral wire replacement device,
An alarm generator for alarming the disconnection of the neutral wire according to the alarm generation control signal output by the controller;
Monitoring and neutral line replacement function further comprises an alarm release signal input unit for generating an alarm release signal and delivers to the controller when the alarm release switch for the alarm release is operated by the administrator after the alarm is generated by the alarm generator; The solar power generation system provided.
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