KR101036098B1

KR101036098B1 - 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법

Info

Publication number: KR101036098B1
Application number: KR1020090119699A
Authority: KR
Inventors: 조성준
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-05-19
Also published as: CN102088244B; US20110134668A1; CN102088244A; US8508202B2; JP2011118863A; EP2341409A1; EP2341409B1; JP5427116B2

Abstract

본 발명은 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기를 최대 전력점 추종에 이용함으로써, 신속 정확하게 최대 전력점을 추종하는데 있다.

이를 위해 본 발명은 신재생 에너지로부터 최대 전력을 추종 및 추출하여 DC 링크에 제공하는 최대 전력점 추종 컨버터에 있어서, 상기 최대 전력점 추종 컨버터는 상기 신재생 에너지의 전류 기울기에 비례하여 최대 전력점 추출을 위한 제어량을 변화시키되, 상기 전류의 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이외이면 상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 하고, 상기 전류의 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이내이면 상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 하는 최대 전력 추종 제어부와, 상기 최대 전력 추종 제어부의 제어에 의해, 상기 신재생 에너지로부터 최대 전력을 추출하여 변환하는 최대 전력 추출부로 이루어진 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법을 개시한다.

Description

최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법{MAXIMUM POWER POINT TRACKING CONVERTER AND METHOD THEREOF}

본 발명은 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 태양 전지나 풍력 발전기와 같은 신재생 에너지 저장 시스템은 발전 효율이 낮으므로 전력 추출부가 신재생 에너지로부터 최대 전력을 추출하도록 하는 최대 전력점 추종(Maximum Power Point Tracking; 이하, MPPT라 함) 제어가 반드시 필요하다.

일례로, 태양 전지 발전 시스템에서 최대 전력을 추출할 수 있는 최대 전력점은 일사량 및 표면 온도에 따라 크게 변하고, 동작점(operating point)은 부하 조건(load condition)에 의해 결정된다. 따라서 태양 전지 발전 시스템으로부터 최대 전력을 추출하기 위해서 동작점이 최대 전력점을 추종하도록 제어해야 한다. 동작점이 최대 전력점을 추종하도록 제어하는 MPPT는 태양 전지 발전 시스템의 발전량에 직접적인 영향을 미치므로 매우 중요하다.

본 발명은 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기를 최대 전력점 추종에 이용함으로써, 신속 정확하게 최대 전력점 추종이 가능한 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기가 미리 정해진 범위 이외인 경우 제어량 변화량을 상대적으로 크게 함으로써, 신속한 최대 전력점 추종이 가능한 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기가 미리 정해진 범위 이내인 경우 제어량 변화량을 상대적으로 작게 함으로써, 정확한 최대 전력 추종이 가능한 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법을 제공한다.

본 발명은 신재생 에너지로부터 최대 전력을 추종 및 추출하여 DC 링크에 제공하는 최대 전력점 추종 컨버터에 있어서, 상기 최대 전력점 추종 컨버터는 상기 신재생 에너지의 전류 기울기에 비례하여 최대 전력점 추출을 위한 제어량을 변화시키되, 상기 전류의 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이외이면 상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 하고, 상기 전류의 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이내이면 상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 하는 최대 전력 추종 제 어부와, 상기 최대 전력 추종 제어부의 제어에 의해, 상기 신재생 에너지로부터 최대 전력을 추출하여 변환하는 최대 전력 추출부를 포함한다.

상기 미리 결정된 전류 기울기 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±1 내지 ±20%일 수 있다.

상기 미리 결정된 전류 기울기 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±5 내지 ±10%일 수 있다.

상기 최대 전력 추종 제어부는 상기 제어량 변화량을 결정하기 위한 기준이 되는 전류 기울기 범위를 설정하는 전류 기울기 범위 설정부와, 상기 신재생 에너지의 전류 기울기와 상기 전류 기울기 범위를 비교하는 전류 기울기 비교부와, 상기 전류 기울기가 상기 전류 기울기 범위 내에 있을 경우 상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 제어량 설정부를 포함할 수 있다.

상기 제어량 설정부는 상기 전류 기울기가 상기 전류 기울기 범위 외에 있을 경우 상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 할 수 있다.

상기 최대 전력 추종 제어부는 상기 신재생 에너지로부터 제공되는 입력 전압 및 입력 전류를 이용하여 현재의 전력을 계산하는 전력 계산부와, 상기 전력 계산부로부터 제공된 현재 전력과 미리 기억된 이전 전력을 비교하는 전력 비교부를 포함하고, 상기 제어량 설정부는 상기 전류 기울기 비교부 및 상기 전력 비교부로부터 제공되는 출력 신호를 이용하여 상기 제어량을 설정할 수 있다.

상기 제어량 설정부에는 PWM 제어부가 전기적으로 연결되고, 상기 PWM 제어부에는 게이트 신호 생성부가 전기적으로 연결되며, 상기 최대 전력 추출부는 상기 게이트 신호 생성부의 게이트 신호로 제어될 수 있다.

상기 최대 전력 추출부는 비절연형 직류-직류 컨버터일 수 있다.

상기 최대 전력 추출부는 절연형 직류-직류 컨버터일 수 있다.

상기 신재생 에너지는 태양 전지일 수 있다.

또한, 본 발명은 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 방법에 있어서, 신재생 에너지로부터 제공되는 입력 전류 및 입력 전압을 감지하는 단계; 상기 입력 전류로부터 전류 기울기를 계산하는 단계; 상기 계산된 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이내인지 판단하는 단계; 및 상기 계산된 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이내인 경우, 신재생 에너지로부터 최대 전력 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하고, 상기 계산된 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이외인 경우, 신재생 에너지로부터 최대 전력 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 크게 설정하는 단계를 포함한다.

상기 미리 결정된 전류 기울기 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기의 ±1% 내지 ±20%일 수 있다.

상기 미리 결정된 전류 기울기 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기의 ±5% 내지 ±10%일 수 있다.

상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 설정하는 단계 이후에는 현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값과 같거나 큰지 판단하는 단계와, 현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값과 같거나 큰 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 큰 값의 제어량 변화량을 가산하 여 현재 제어량을 설정할 수 있다.

상기 제어량을 상대적으로 크게 설정하는 단계 이후에는 현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값과 같거나 큰지 판단하는 단계와, 현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값보다 작은 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 큰 값의 제어량 변화량을 감산하여 현재 제어량을 설정할 수 있다.

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는 현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와, 현재 전력이 이전 전력과 같거나 크고, 제어량 변화의 방향이 0과 같거나 큰 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 가산하여 현재 제어량을 설정할 수 있다.

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는 현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와, 상기 현재 전력이 이전 전력과 같거나 크고, 제어량 변화의 방향이 0보다 작은 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 감산하여 현재 제어량을 설정할 수 있다.

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는 현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와, 현재 전력이 이전 전력보다 작고, 제어량 변화의 방향이 0과 같거나 작은 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 감산하여 현재 제어량을 설정할 수 있다.

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는 현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와, 현재 전력이 이전 전력보다 작고, 제어 량 변화의 방향이 0보다 큰 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 가산하여 현재 제어량을 설정할 수 있다.

상기 신재생 에너지는 태양 전지일 수 있다.

본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법은 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기를 최대 전력점 추종에 이용함으로써, 신속 정확하게 최대 전력점 추종이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법은 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기가 미리 정해진 범위 이외인 경우 제어량 변화량을 상대적으로 크게 함으로써, 신속한 최대 전력점 추종이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법은 태양 전지와 같은 신재생 에너지의 전류 기울기가 미리 정해진 범위 이내인 경우 제어량 변화량을 상대적으로 작게 함으로써, 정확한 최대 전력 추종이 가능하다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템(100)은 신재생 에너지(전력 발전부)(110), 최대 전력점 추종 컨버터(120), DC(Direct Current) 링크(130), 양방향 인버터(140), 부하(150), 계통 연계기(160), 전력 계통(170), 배터리(180), 배터리 모니터링 시스템(190), 양방향 컨버터(200) 및 통합 제어기(210)를 포함한다.

상기 신재생 에너지(110)(New Renewable Energy)는 태양, 바람, 물 및 지열등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 의미한다. 좀 더 구체적으로, 상기 신재생 에너지(110)는 태양 전지, 풍력 발전기 및 그 등가물로부터 얻어지는 전기 에너지일 수 있으며, 전력 발전부로 정의할 수 있다. 이하의 설명에서는 상기 신재생 에너지(110)로서 태양 전지를 예로 든다.

상기 최대 전력점 추종 컨버터(120)는 상기 신재생 에너지(110)로부터 최대 전력을 추출하고, 이를 다른 레벨의 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 예를 들면, 태양 전지의 출력은 일사량과 표면 온도에 따라 비선형적으로 변한다. 이러한 현상은 태양 전지의 발전 효율을 저하시키는 주요 요인이다. 상기 최대 전력점 추종 컨버터(120)는 일사량과 태양 전지의 표면 온도에 따라 비선형적으로 변하는 태양 전 지의 동작점이 항상 최대 전력점에서 동작되도록 한다. 더불어, 이와 같이 최대 전력점에서 추출된 직류 전원은 다른 레벨의 직류 전원으로 변환된 후, DC 링크(130)에 제공된다.

상기 DC 링크(130)는 상기 최대 전력점 추종 컨버터(120)로부터 제공된 직류 전압을 일시적으로 저장한다. 이러한 DC 링크(130)는 실질적으로 대용량의 커패시터일 수 있다. 따라서, 상기 DC 링크(130)는 상기 최대 전력점 추종 컨버터(120)로부터 출력되는 직류 전원으로부터 교류 성분을 제거하여 안정된 직류 전원을 저장한다. 더불어, 상기 DC 링크(130)는 하기할 양방향 인버터(140) 또는 양방향 컨버터(200)로부터 제공되는 직류 전압도 안정화시켜 일시 저장한다.

상기 양방향 인버터(140)는 상기 DC 링크(130)로부터 제공되는 직류 전원을 상용 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 실질적으로, 이러한 양방향 인버터(140)는 상기 신재생 에너지(110) 또는 상기 배터리(180)로부터의 직류 전압을 가정(home)에서 사용할 수 있는 상용 교류 전압으로 변환하여 출력한다. 또한, 이러한 양방향 인버터(140)는 상기 전력 계통(170)으로부터 제공되는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 DC 링크(130)에 제공한다. 물론, DC 링크(130)에 저장된 전원은 양방향 컨버터(200)를 통하여 배터리(180)에 제공된다.

상기 부하(150)는 상용 교류 전압을 사용하는 가정 또는 산업 시설일 수 있다. 이러한 부하(150)는 신재생 에너지(110), 배터리(180) 또는 전력 계통(170)으로부터 상용 교류 전원을 인가받는다.

상기 계통 연계기(160)는 상기 양방향 인버터(140)와 상기 전력 계통(170)을 연결한다. 예를 들면, 상기 계통 연계기(160)는 전압 변동 범위를 조절하고, 고조파를 억제하며, 직류 성분 등을 제거하여 상기 양방향 인버터(140)의 교류 전원을 전력 계통(170)에 제공하거나, 또는 상기 전력 계통(170)의 교류 전원을 상기 양방향 인버터(140)에 제공한다.

상기 전력 계통(170)(電力系統, electric power system)은 전력 회사 또는 발전 회사에서 제공하는 교류 전원 시스템이다. 예를 들면, 상기 전력 계통(170)은 발전소, 변전소, 송전선을 포함하여 넓은 지역에 형성되어 있는 전기적인 연계(連繫)이다. 이러한 전력 계통(170)은 통상 그리드(grid)라고도 한다.

상기 배터리(180)는 충전과 방전이 가능한 이차 전지일 수 있다. 예를 들면, 상기 배터리(180)는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 및 그 등가물이 가능하며, 여기서 그 배터리(180)의 종류를 한정하는 것은 아니다.

상기 배터리 모니터링 시스템(190)은 상기 배터리(180)의 상태를 최적으로 유지 및 관리한다. 예를 들면, 상기 배터리 모니터링 시스템(190)은 배터리(180)의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하고, 이상 발생시 사용자에게 경고를 한다. 더불어, 상기 배터리 모니터링 시스템(190)은 배터리(180)의 SOC(State Of Charge) 및 SOH(State Of Health)를 계산하고, 각 배터리의 전압 또는 용량이 동일해지도록 하는 셀 밸런싱(cell balancing)을 수행하며, 배터리(180)의 과열 방지를 위해 냉각팬(도시되지 않음)을 제어한다.

상기 양방향 컨버터(200)는 상기 신재생 에너지(110)로부터의 직류 전원을 배터리(180)에 적합한 다른 레벨의 직류 전원으로 변환한다. 반대로, 상기 양방향 컨버터(200)는 배터리(180)의 직류 전원을 DC 링크(130)에 적합한 다른 레벨의 직류 전원으로 변환한다. 이러한 양방향 컨버터(200)는 단일 구조로 형성될 수 있으며, 또한 비절연형 또는 절연형일 수 있다.

상기 통합 제어기(210)는 최대 전력점 추종 컨버터(120), 양방향 인버터(140), 계통 연계기(160) 및 양방향 컨버터(200) 등을 감시 및 제어한다. 또한, 상기 통합 제어기(210)는 배터리 모니터링 시스템(190)과 통신하여, 상기 배터리 모니터링 시스템(190)을 감시하기도 한다. 실질적으로 상기 통합 제어기(210)는 최대 전력점 추종 컨버터(120), 양방향 인버터(140), 계통 연계기(160) 및 양방향 컨버터(200)로부터 전압, 전류 및 온도를 각각 센싱하고, 상기 최대 전력점 추종 컨버터(120), 양방향 인버터(140), 계통 연계기(160) 및 양방향 컨버터(200)를 각각 제어할 수 있다. 더불어, 상기 통합 제어기(210)는 상기 부하(150)와 계통 연계기(160) 사이에 설치된 차단기(155)를 위급한 상황에서 차단시킬 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터(120)는 신재생 에너지(110), DC 링크(130) 및 양방향 컨버터(200) 사이에 설치되며, 이는 상기 신재생 에너지(110)의 최대 전력점을 추종하여 추출한 직류 전원을 다른 레벨의 직류 전원으로 변환하여 DC 링크(130) 및 양방향 컨버터(200)에 제공한다. 더불어 상기 최대 전력점 추종 컨버터(120)는 최대 전 력 추종 제어부(121)와 최대 전력 추출부(122)를 포함한다.

상기 최대 전력점 추종 제어부(121)는 실질적으로 상기 신재생 에너지(110)로부터 전압 및 전류를 감지한다. 그리고, 최대 전력점 추종 제어부(121)는 상기 전류의 기울기를 계산하고, 상기 전류의 기울기에 비례하여 최대 전력점 추출을 위한 제어량을 변화시킨다. 실질적으로, 상기 최대 전력점 추종 제어부(121)는 상기 전류의 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이외이면 상기 제어량의 변화량을 상대적으로 크게 설정한다. 또한, 실질적으로, 상기 최대 전력점 추종 제어부(121)는 상기 전류의 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이내이면 상기 제어량의 변화량을 상대적으로 작게 설정한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 최대 전력점 추종 제어부(121)는 신재생 에너지(110)로부터의 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이외일 경우, 최대 전력점 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 크게 설정함으로써, 신재생 에너지(110)의 동작점이 신속하게 최대 전력점 근처로 옮겨지도록 한다.

또한, 상기 최대 전력점 추종 제어부(121)는 신재생 에너지(110)로부터의 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위 이내일 경우, 최대 전력점 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정함으로써, 신재생 에너지(110)의 동작점이 정확하게 최대 전력점으로 옮겨지도록 한다. 이러한 동작에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 더불어, 아래의 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 전류 기울기는 시간당 전류 기울기를 의미하며, 본 명세서에 기재된 전류 기울기는 모두 시간당 전류 기울기임을 이해하여야 한다.

상기 최대 전력 추출부(122)는 상기 최대 전력 추종 제어부(121)의 제어 신호에 의해, 상기 신재생 에너지(110)로부터 최대 전력을 추출하고, 또한 직류 전원 을 다른 레벨의 직류 전원으로 변환하여 상기 DC 링크(130)에 공급한다. 이러한 최대 전력 추출부(122)는 저가의 비절연형 직류-직류 컨버터 또는 고가의 절연형 직류-직류 컨버터일 수 있으나, 본 발명에서 이러한 최대 전력 추출부(122)의 종류를 한정하는 것은 아니다.

도 3은 도 2에 도시된 최대 전력점 추종 컨버터의 일례를 도시한 회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 최대 전력 추종 제어부(121)는 전력 계산부(121a), 전력 비교부(121b), 전류 기울기 범위 설정부(121c), 전류 기울기 비교부(121d), 제어량 설정부(121e), PWM 제어부(121f), 게이트 신호 생성부(121g)를 포함한다. 물론, 이밖에도 상기 최대 전력 추종 제어부(121)는 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있으나, 여기서는 본 발명과 관련된 구성 요소만을 도시하였음을 유의하여야 한다.

상기 전력 계산부(121a)는 전류 센서(122a)를 통하여 신재생 에너지(110)로부터 제공되는 전류값이 입력되고, 전압 센서(122b)를 통하여 신재생 에너지(110)로부터 제공되는 전압값이 입력된다. 이에 따라, 상기 전력 계산부(121a)는 상기 전류값 및 전압값을 곱하여 현재의 전력값을 계산한다. 이하에서는 전류, 전압 및 전력으로 약칭한다.

상기 전력 비교부(121b)는 이전 전력을 저장하고 있으며, 이러한 이전 전력과 현재 전력을 상호간 비교하여 그 차이를 계산한다.

한편, 상기 전류 기울기 범위 설정부(121c)는 예를 들면 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류 기울기를 중심으로 ±1 내지 ±20%의 전류 기울기 범위를 설정하고 기억한다. 더욱 바람직하기로, 상기 전류 기울기 범위 설정부(121c)는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±5 내지 ±10%의 전류 기울기 범위를 설정하고 기억한다. 물론, 전류 기울기 범위의 설정은 사용자에 의해 이루어진다. 따라서, 상기 전류 기울기 범위는 장치 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 전류 기울기 비교부(121d)는 상기 전류 센서(122a)를 통해 입력된 전류의 기울기를 계산하고, 이와 같이 계산된 전류 기울기가 상기 전류 기울기 범위 설정부(121c)에 기억된 전류 기울기 범위 내에 있는지 아닌지를 비교한다. 예를 들면, 상기 전류 기울기 비교부(121d)는 상기 계산된 전류 기울기가 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±1 내지 ±20%의 전류 기울기 범위 이내인지 아닌지 비교한다. 또 다른 예로, 상기 전류 기울기 비교부(121d)는 상기 계산된 전류 기울기가 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±5 내지 ±10%의 전류 기울기 범위 이내인지 아닌지 비교한다.

상기 제어량 설정부(121e)는 상기 전력 비교부(121b) 및 상기 전류 기울기 비교부(121d)로부터 제공된 신호를 이용하여, PWM 제어부(121f)에 제공될 제어량을 설정한다. 예를 들면, 상기 제어량 설정부(121e)는 전류 기울기가 미리 설정된 범위 이외에 있을 경우, 신재생 에너지(110)의 동작점이 최대 전력점으로부터 멀리 떨어져 있다고 판단하여, 상대적으로 큰 제어량 변화량을 선택하여 PWM 제어 부(121f)에 출력한다. 다른 예로, 상기 제어량 설정부(121e)는 전류 기울기가 미리 설정된 범위 이내에 있을 경우, 신재생 에너지(110)의 동작점이 최대 전력점으로부터 가깝게 있다고 판단하여, 상대적으로 작은 제어량 변화량을 선택하여 PWM 제어부(121f)에 출력한다.

상기 PWM 제어부(121f)는 상기 제어량 설정부(121e)로부터 제공된 제어량에 의해 결정되는 PWM 신호를 게이트 신호 생성부(121g)에 제공한다. 여기서, 상기 제어량 설정부(121e)로부터 제공되는 제어량은 PWM 제어를 위한 펄스 신호의 듀티비일 수 있다. 즉, 상기 제어량은 입력되는 캐리어 신호의 진폭에 대한 출력되는 정현파 신호의 진폭의 비율일 수 있다. 물론, 이러한 PWM 제어부(121f)는 출력 전류 센서(122c)로부터 제공되는 출력 전류(Iout)에 의해 피드백 제어된다.

상기 게이트 신호 생성부(121g)는 일정한 주파수의 게이트 신호를 최대 전력 추출부(122)에 구비된 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트에 제공한다.

한편, 최대 전력 추출부(122)는 저가의 비절연형 직류-직류 컨버터일 수 있다. 예를 들면, 상기 최대 전력 추출부(122)는 신재생 에너지(110)의 양극과 음극에 병렬로 연결되어, 신재생 에너지(110)의 전압과 같은 전위차를 갖는 제1커패시터(C1), 상기 제1커패시터(C1)에 직렬로 연결되어 에너지를 저장하는 인덕터(L), 상기 인덕터(L)에 직렬로 연결되어 반파 정류하는 다이오드(D), 상기 신재생 에너지(110)에 병렬로 연결되어 교류 성분을 제거하는 제2커패시터(C2)와, 상기 인덕터(L)와 상기 다이오드(D) 사이의 노드(N1)에 드레인이 연결되고, 상기 제1커패시터(C1)와 상기 제2커패시터(C2) 사이의 노드(N2)에 소스가 연결되며, 상기 게이트 신호 생성부(121g)에 게이트가 연결된 스위칭 트랜지스터(Q1)를 포함한다. 물론, 당업자는 이러한 회로 소자외에도 최대 전력 추출 효율을 향상시키기 위해 다른 회로 소자가 더 포함될 수도 있음을 인식할 것이다.

이러한 구성에 의해, 최대 전력 추출부(122)의 스위칭 트랜지스터(Q1)는 상기 최대 전력 추종 제어부(121) 즉, 게이트 신호 생성부(121g)의 게이트 신호에 의해 소정 주파수로 온/오프된다. 이에 따라, 신재생 에너지(110)의 에너지는 인덕터(L), 다이오드(D) 및 제2커패시터(C2)를 통하여 다른 레벨의 직류 전원으로 변환되고, 이와 같이 변환된 직류 전원은 DC 링크(130) 및 양방향 컨버터(200)에 전달된다.

도 4는 도 2에 도시된 최대 전력점 추종 컨버터의 다른 예를 도시한 회로도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 최대 전력점 추종 컨버터(220)의 최대 전력 추출부(222)는 고가의 절연형 직류-직류 컨버터일 수 있다. 예를 들면, 상기 최대 전력 추출부(222)는 신재생 에너지(110)의 양극과 음극에 병렬로 연결되어, 신재생 에너지(110)의 전압과 같은 전위차를 갖는 커패시터(C), 상기 커패시터(C)에 병렬로 연결되어 소정 주파수로 온/오프되는 4개의 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2,Q3,Q4), 상기 커패시터(C)에 병렬로 연결되어 전파 정류하는 4개의 다이오드(D1,D2,D3,D4), 상기 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2,Q3,Q4)에 제1권선(n1)이 연결되고, 상기 4개의 다이오드(D1,D2,D3,D4)에 제2권선(n2)이 연결된 트랜스포머(T) 및 상기 다이오 드(D1,D2,D3,D4)에 직렬로 연결된 인덕터(L)를 포함한다. 물론, 당업자는 이러한 회로 소자외에도 최대 전력 추출 효율을 향상시키기 위해 다른 회로 소자가 더 포함될 수도 있음을 인식할 것이다.

이러한 구성에 의해, 최대 전력 추출부(222)의 스위칭 트랜지스터(Q1,Q2,Q3,Q4)는 상기 최대 전력 추종 제어부(221) 즉, 게이트 신호 생성부(221g)의 게이트 신호들에 의해 소정 주파수로 온/오프된다. 이에 따라, 신재생 에너지(110)의 에너지는 다이오드(D) 및 인덕터(L)를 통하여 다른 레벨의 직류 전원으로 변환되고, 이와 같이 변환된 직류 전원은 다시 DC 링크(130) 및 양방향 컨버터(200)에 전달된다.

도 5a 내지 도 5c는 각각 태양 전지의 전류, 전압 및 전력의 특성 곡선을 도시한 그래프이다.

도 5a에 도시된 바와 같이 X축은 시간(s)이고, Y축은 태양 전지로부터 출력되는 전류(A)이다. 태양 전지가 동작하기 시작하면, 처음에 일정한 값의 전류(대략 15A)를 출력하지만, 시간이 흐름에 따라 출력 전류가 점차 감소한다. 즉, 대략 0.15초 정도 경과하면 태양 전지의 출력 전류가 감소하기 시작하고, 대략 0.27초 정도 경과하면 태양 전지의 출력 전류가 대략 0A가 된다.

한편, 도 5a에서 S1, S2 및 S3은 전류 기울기를 도시한 것이다. 여기서, 전류 기울기 S1은 전류 기울기 |Is| 범위를 중심으로 그래프의 왼쪽에 주로 위치한다. 전류 기울기 S2는 전류 기울기 |Is| 범위 내에 주로 위치한다. 전류 기울기 S3 은 전류 기울기 |Is| 범위를 중심으로 그래프의 오른쪽에 주로 위치한다. 물론, 전류 기울기의 크기는 S1, S2 및 S3의 순서로 크다. 더불어, 도 5a에서 If는 최대 전력점과 대응되는 전류를 의미하고, 또한 전류 기울기 범위 |Is| 역시 최대 전력점 근처에서 설정된 값이다.

도 5b에 도시된 바와 같이 X축은 시간(s)이고, Y축은 태양 전지로부터 출력되는 전압(V)이다. 태양 전지가 동작되기 시작하면, 시간이 흐름에 따라 출력 전압이 점차 증가한다. 즉, 태양 전지는 최초 출력 전압이 0V이고, 대략 0.21초 정도 경과한 후에는, 출력 전압이 대략 250V정도 된다. 또한, 0.21초 경과 한 이후에도 출력 전압은 계속 증가한다.

도 5c에 도시된 바와 같이 X축은 시간(s)이고, Y축은 전류 및 전압의 곱인 전력(Kwh)이다. 태양 전지가 동작되기 시작하면, 시간이 흐름에 따라 전력이 증가하다가, 최대 전력점을 지나면, 전력이 다시 감소한다. 즉, 태양 전지는 최초 출력 전력이 0Kwh이고, 대략 0.21초 정도 경과한 후에는, 출력 전력이 대략 3100Kwh 정도된다. 또한, 0.21초 경과한 이후에는 출력 전력이 점차 감소한다.

이와 같은 태양 전지의 특성에 따라, 태양 전지의 동작점은 최대 전력점에 일치되어야 함을 알 수 있다. 특히, 미리 결정된 전류 기울기의 범위를 벗어난 구간에서는 최대 전력을 추출할 수 없음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기 범위를 미리 설정한다. 즉, 본 발명은 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±1 내지 ±20%의 전류 기울기 범위를 설정한다. 더욱 바람직하기로, 본 발명은 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기를 중심으로 ±5 내지 ±10%의 전류 기울기 범위를 설정한다. 또한, 본 발명에서는 최대 전력점과 대응되는 전류값을 If로 정의한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 |Is| 범위(예를 들면, 도 5a 내지 도 5c에서 X축의 0.19 내지 0.22초 구간, 또는 전류 기울기 S2 근처 구간) 이외이면 최대 전력점 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 크게 함으로써, 신재생 에너지의 동작점이 빠르게 최대 전력점 근처에 도달하도록 한다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 발명은 전류 기울기가 미리 결정된 전류 기울기 범위(예를 들면, 도 5a 내지 도 5c에서 X축의 0.19 내지 0.22초 구간, 또는 전류 기울기 S2 근처 구간) 이내이면 최대 전력점 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 작게 함으로써, 신재생 에너지의 동작점이 정확하게 최대 전력점에 일치하도록 한다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 전류 기울기에 따른 제어량 변화량을 도시한 그래프이다.

도 6a 내지 도 6c에서 X축은 전류 기울기이고, Y축은 제어량 변화량이다. 여기서, 상기 제어량 변화량(즉, 0 내지 10)은 본 발명의 이해를 위한 일례일 뿐이며, 이러한 수치로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제어량 변화량을 두개의 값으로 설정하여 사용할 수 있다. 예를 들면 전류 기울기가 S1 또는 S3의 범위에 있을 경우, 상대적으로 큰 제어량 변화량(C_high, 예를 들면 10)을 선택하고, 전류 기울기가 S2의 범위에 있을 경우, 상대적으로 낮은 제어량 변화량(C_Low, 예를 들면 2)을 선택한다. 실질적으로, 이러한 낮은 제어량 변화량은 최대 전력점 근처에서 선택된다. 예를 들면, 최대 전력점에서의 전류 기울기를 중심으로 대략 ±5 내지 ±10%의 범위에서 상대적으로 낮은 제어량 변화량(C_Low)이 선택될 수 있다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제어량 변화량을 계단 형태의 값으로 설정하여 사용할 수 있다. 예를 들면 전류 기울기가 S1 또는 S3의 범위에 있을 경우, 상대적으로 큰 제어량 변화량(C_high, 예를 들면 10)을 선택하고, 전류 기울기가 S1과 S2 사이의 범위, 그리고 전류 기울기가 S2와 S3 사이의 범위에 있을 경우 상대적으로 중간의 제어량 변화량(C_mid, 예를 들면 6)을 선택하고, 전류 기울기가 S2 범위에 있을 경우, 상대적으로 낮은 제어량 변화량(C_Low, 예를 들면 2)을 선택한다. 실질적으로, 가장 낮은 제어량 변화량(C_Low)은 최대 전력점 근처에서 선택된다. 예를 들면, 최대 전력점에서의 전류 기울기를 중심으로 대략 ±5 내지 ±10%의 범위에서 상대적으로 낮은 제어량 변화량(C_Low)이 선택될 수 있다.

도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 제어량 변화량을 슬로프 형태의 값으로 설정하여 사용할 수 있다. 예를 들면 전류 기울기가 S2 범위에 있을 경우, 상대적으로 낮은 제어량 변화량(C_Low, 예를 들면 2)을 선택한다. 더불어, 전류 기울기가 S2 범위 이외 즉, S1 또는 S3에 가까워짐에 따라 점차 큰 제어량 변화량을 선택한다. 물론, 전류 기울기가 S1 또는 S3일 경우 상대적으로 큰 제어량 변화 량(C_High, 예를 들면 10)을 선택한다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 방법을 도시한 순서도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 방법은 전류 및 전압 감지 단계(S1), 전류 기울기 계산 단계(S2), 계산된 전류의 기울기 범위 판단 단계(S3), 측정된 전류의 기울기가 미리 결정된 전류의 기울기 범위 외에 있을 경우 상대적으로 높은 제어량 변화량을 선택하는 단계(S4), 최대 전력점에서의 전류와 현재 전류를 비교하는 단계(S5), 상대적으로 높은 제어량 변화량을 이용하여 제어량을 증가 또는 감소하는 단계(S6,S7)를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 단계 S3 이후에, 계산된 전류의 기울기가 미리 결정된 전류의 기울기 범위 내에 있을 경우 상대적으로 낮은 제어량 변화량을 선택하는 단계(S8), 현재의 전력과 이전 전력을 비교하는 단계(S9), 제어량 변화의 방향을 판단하는 단계(S10, S11), 상대적으로 낮은 제어량 변화량을 이용하여 제어량을 증가 또는 감소하는 단계(S12,S13)를 포함한다.

상기 전류 및 전압 감지 단계(S1)에서는, 전류 센서(122a) 및 전압 센서(122b)를 이용하여 신재생 에너지(110)로부터 공급되는 입력 전류(Iin) 및 입력 전압(Vin)을 감지한다.

상기 전류 기울기 계산 단계(S2)에서는, 예를 들면 전류 기울기 비교부(121d)가 상기 전류 센서(122a)로부터 감지된 전류를 이용하여 전류 기울기 Is를 계산한다. 그러나, 이러한 동작으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 별도의 전류 기울기 계산부가 더 구비될 수도 있기 때문이다.

상기 계산된 전류의 기울기 범위 판단 단계(S3)에서는 상기 계산된 전류 기울기 Is가 미리 결정된 전류 기울기 Is 범위인지 판단한다.

여기서, 상기 미리 결정된 전류 기울기 Is 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기의 ±1% 내지 ±20%일 수 있다. 더욱 바람직하기로, 상기 미리 결정된 전류 기울기 Is 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기의 ±5% 내지 ±10%일 수 있다. 이와 같이 전류 기울기 Is 범위를 미리 설정하는 이유는, 이러한 범위에서 가장 신속하면서도 정확한 최대 전력점을 찾을 수 있기 때문이다. 즉, 전류 기울기 Is 범위가 ±1% 또는 ±5% 미만으로 설정되면, 최대 전력점 추종 컨버터가 최대 전력점을 찾지 못할 수 있다. 즉, 상대적으로 큰 제어량 변화량으로 동작점이 움직이기 때문에, 예를 들면, 도 5a 내지 5c의 도면에서, 동작점이 최대 전력점을 중심으로 좌측에서 우측으로, 또는 우측에서 좌측으로 무한히 반복 이동할 수 있다. 또한, 전류 기울기 Is 범위가 ±10% 또는 ±20%를 초과할 경우, 최대 전력점 추종 컨버터가 최대 전력점을 찾는데 너무 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 즉, 최대 전력점으로부터 너무 먼 거리에서부터 상대적으로 작은 제어량 변화량으로 동작점이 움직이기 때문에, 예를 들면, 도 5a 내지 도 5c의 도면에서, 동작점이 최대 전력점까지 오는데 너무 오랜 시간이 걸린다.

한편, 상기 계산된 전류의 기울기가 미리 결정된 전류의 기울기 범위 이외에 있을 경우, 상대적으로 높은 제어량 변화량(C_high)을 선택하는 단계(S4)가 수행된다. 즉, 제어량 변화량 △C는 C_high로 결정된다.

상기 최대 전력점에서의 전류와 현재 전류를 비교하는 단계(S5)에서는, 미리 결정된 최대 전력점에서의 전류 If와 현재 감지된 전류 Ic를 비교한다.

상기 비교 결과, 현재 감지된 전류 Ic가 미리 결정된 최대 전력점에서의 전류 If와 같거나 클 경우 상대적으로 높은 제어량 변화량을 이용하여 현재 제어량을 증가하는 단계(S6)가 수행된다. 즉, 현재 제어량 Cc는 이전 제어량 Cp에 상기 제어량 변화량 △C를 가산하여 설정된다.

반면, 상기 비교 결과, 현재 감지된 전류 Ic가 미리 결정된 최대 전력점에서의 전류보다 작은 경우, 상대적으로 높은 제어량 변화량을 이용하여 현재 제어량을 감소시키는 단계(S7)가 수행된다. 즉, 현재 제어량 Cc는 이전 제어량 Cp에 상기 제어량 변화량 △C를 감산하여 설정된다.

한편, 상기 계산된 전류의 기울기 범위 판단 단계(S3)에서 상기 계산된 전류 기울기 Is가 미리 결정된 전류 기울기 Is 범위 이내로 판단되면, 단계 S8이 수행된다. 예를 들면 상기 계산된 전류 기울기 Is가 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기의 ±1% 내지 ±20% 이내이거나, 더욱 바람직하기로, 상기 계산된 전류 기울기 Is가 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 전류 기울기의 ±5% 내지 ±10% 이내일 경우, 상대적으로 낮은 제어량을 선택하는 단계(S8)가 수행된다. 즉, 제어량 변화량 △C는 C_Low로 결정된다.

이어서, 현재의 전력과 이전의 전력을 비교하는 단계(S9)가 수행된다. 즉, 전력 계산부(121a)가 전류 센서(122a) 및 전압 센서(122b)로부터 감지된 정보를 이용하여 현재의 전력 Pc를 계산한다. 또한, 이전 전력 Pp의 값을 저장하고 있는 전력 비교부(121b)는 현재 전력 Pc와 이전 전력 Pp를 비교한다.

상기 비교 결과 현재 전력 Pc가 이전 전력 Pp보다 크다고 판단되면, 제어량 변화의 방향 D를 판단하는 단계(S10)가 수행된다. 이러한 제어량 변화의 방향 D 역시 전력 비교부(121b)에 미리 저장된 것으로 가정한다. 즉, 상기 이전 전력 Pp 및 제어량 변화의 방향 D는 별도의 메모리에 저장될 수도 있다.

미리 저장된 제어량 변화의 방향 D가 0과 같거나 크다면, 상기 상대적으로 작은 제어량 변화량을 이전 제어량에 가산하여 현재의 제어량을 계산하는 단계(S12)가 수행된다. 즉, 현재 제어량 Cc는 이전 제어량 Cp에 상기 제어량 변화량 △C를 가산하여 설정된다. 여기서, 제어량 변화량 △C는 C_Low임은 이미 설명했다.

반대로, 미리 저장된 제어량 변화의 방향 D가 0보다 작다면, 상기 상대적으로 작은 제어량 변화량을 이전 제어량에 감산하여 현재의 제어량을 계산하는 단계(S13)가 수행된다. 즉, 현재 제어량 Cc는 이전 제어량 Cp에 상기 제어량 변화량 △C를 감산하여 설정된다. 마찬가지로, 제어량 변화량 △C는 C_Low임은 이미 설명했다.

한편, 상기 비교 결과 현재 전력 Pc가 이전 전력 Pp보다 작다고 판단되면, 마찬가지로 제어량 변화의 방향 D를 판단하는 단계(S11)가 수행된다.

미리 저장된 제어량 변화의 방향 D가 0과 같거나 작다면, 상기 상대적으로 작은 제어량 변화량을 이전 제어량에 감산하여 현재의 제어량을 계산하는 단 계(S13)가 수행된다. 즉, 현재 제어량 Cc는 이전 제어량 Cp에 상기 제어량 변화량 △C를 감산하여 설정된다. 여기서, 제어량 변화량 △C는 C_Low임은 이미 설명했다.

반대로, 미리 저장된 제어량 변화의 방향 D가 0보다 크다면, 상기 상대적으로 작은 제어량 변화량을 이전 제어량에 가산하여 현재의 제어량을 계산하는 단계(S12)가 수행된다. 즉, 이때 현재 제어량 Cc는 이전 제어량 Cp에 상기 제어량 변화량 △C를 가산하여 이루어진다. 여기서, 제어량 변화량 △C는 C_Low임은 이미 설명했다.

이어서, 현재의 전력 Pc를 이전 전력 Pp로 교체하여 저장하고(S14), 현재의 제어량 Cc에서 이전 제어량 Cp을 감산하여 제어량의 변화 방향 D를 결정 및 저장하며(S15), 마지막으로 현재의 제어량 Cc를 이전 제어량 Cp로 결정 및 저장한다(S16). 여기서, 상술한 바와 같이 전력, 제어량의 변화 방향 및 제어량 등은 별도의 메모리에 저장될 수 있다.

또한, 비록 본 발명은 제어량 변화량을 도 6a에 도시된 바와 같이 상대적으로 큰 값 C_high와 상대적으로 작은 값 C_Low의 2가지로 분리하여 설명하였으나, 본 발명은 이로서 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명은 제어량 변화량을 도 6b에 도시된 바와 같이 계단 형태로 분류하여 최대 전력점을 추종하도록 하거나, 또는 도 6c에 도시된 바와 같이 슬로프 형태로 분류하여 최대 전력점을 추종하도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 신재생 에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 컨버터 및 그 방법을 실시하기 위한 하나의 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.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100; 신재생 에너지 저장 시스템

110; 신재생 에너지 120; 최대 전력점 추종 컨버터

121; 최대 전력 추종 제어부 121a; 전력 계산부

121b; 전력 비교부 121c; 전류 기울기 범위 설정부

121d; 전류 기울기 비교부 121e; 제어량 설정부

121f; PWM 제어부 121g; 게이트 신호 생성부

122; 최대 전력 추출부 130; DC 링크

140; 양방향 인버터 150; 부하

160; 계통 연계기 170; 전력 계통

180; 배터리 190; 배터리 모니터링 시스템

200; 양방향 컨버터 210; 통합 제어기

Claims

전력 발전부로부터 최대 전력을 추종 및 추출하여 DC 링크에 제공하는 최대 전력점 추종 컨버터에 있어서,

상기 최대 전력점 추종 컨버터는

상기 전력 발전부의 시간당 전류 기울기에 비례하여 최대 전력점 추출을 위한 제어량을 변화시키되,

상기 시간당 전류 기울기가 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위 이외이면 상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 하고,

상기 시간당 전류 기울기가 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위 이내이면 상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 하는 최대 전력 추종 제어부와,

상기 최대 전력 추종 제어부의 제어에 의해, 상기 전력 발전부로부터 최대 전력을 추출하여 변환하는 최대 전력 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 1 항에 있어서,

상기 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 시간당 전류 기울기를 중심으로 ±1 내지 ±20% 인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 1 항에 있어서,

상기 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위는 미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 시간당 전류 기울기를 중심으로 ±5 내지 ±10% 인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 1 항에 있어서,

상기 최대 전력 추종 제어부는

상기 제어량 변화량을 결정하기 위한 기준이 되는 시간당 전류 기울기 범위를 설정하는 전류 기울기 범위 설정부와,

상기 전력 발전부의 시간당 전류 기울기와 상기 시간당 전류 기울기 범위를 비교하는 전류 기울기 비교부와,

상기 전력 발전부의 시간당 전류 기울기가 상기 시간당 전류 기울기 범위 내에 있을 경우 상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 제어량 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 4 항에 있어서,

상기 제어량 설정부는

상기 전력 발전부의 시간당 전류 기울기가 상기 시간당 전류 기울기 범위 외에 있을 경우 상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 4 항에 있어서,

상기 최대 전력 추종 제어부는

상기 전력 발전부로부터 제공되는 입력 전압 및 입력 전류를 이용하여 현재의 전력을 계산하는 전력 계산부와,

상기 전력 계산부로부터 제공된 현재 전력과 미리 기억된 이전 전력을 비교하는 전력 비교부를 포함하고,

상기 제어량 설정부는

상기 전류 기울기 비교부 및 상기 전력 비교부로부터 제공되는 출력 신호를 이용하여 상기 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 4 항에 있어서,

상기 제어량 설정부에는 PWM 제어부가 전기적으로 연결되고,

상기 PWM 제어부에는 게이트 신호 생성부가 전기적으로 연결되며,

상기 최대 전력 추출부는 상기 게이트 신호 생성부의 게이트 신호로 제어됨을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 1 항에 있어서,

상기 최대 전력 추출부는

비절연형 직류-직류 컨버터인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 1 항에 있어서,

상기 최대 전력 추출부는

절연형 직류-직류 컨버터인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
제 1 항에 있어서,

상기 전력 발전부는 태양 전지인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 컨버터.
에너지 저장 시스템의 최대 전력점 추종 방법에 있어서,

전력 발전부로부터 제공되는 입력 전류 및 입력 전압을 감지하는 단계;

상기 입력 전류로부터 시간당 전류 기울기를 계산하는 단계;

상기 계산된 시간당 전류 기울기가 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위 이내인지 판단하는 단계; 및,

상기 계산된 시간당 전류 기울기가 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위 이내인 경우, 상기 전력 발전부로부터 최대 전력 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하고,

상기 계산된 시간당 전류 기울기가 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위 이외인 경우, 상기 전력 발전부로부터 최대 전력 추출을 위한 제어량 변화량을 상대적으로 크게 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위는

미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 시간당 전류 기울기의 ±1% 내지 ±20%인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 미리 결정된 시간당 전류 기울기 범위는

미리 결정된 최대 전력점과 대응되는 시간당 전류 기울기의 ±5% 내지 ±10%인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제어량 변화량을 상대적으로 크게 설정하는 단계 이후에는

현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값과 같거나 큰지 판단하는 단계와,

현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값과 같거나 큰 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 큰 값의 제어량 변화량을 가산하여 현재 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제어량을 상대적으로 크게 설정하는 단계 이후에는

현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값과 같거나 큰지 판단하는 단계와,

현재 감지된 전류값이 미리 결정된 최대 전력점과 대응하는 전류값보다 작은 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 큰 값의 제어량 변화량을 감산하여 현재 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는

현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와,

현재 전력이 이전 전력과 같거나 크고, 제어량 변화의 방향이 0과 같거나 큰 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 가산하여 현재 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는

현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와,

상기 현재 전력이 이전 전력과 같거나 크고, 제어량 변화의 방향이 0보다 작은 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 감산하여 현재 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는

현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와,

현재 전력이 이전 전력보다 작고, 제어량 변화의 방향이 0과 같거나 작은 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 감산하여 현재 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 제어량 변화량을 상대적으로 작게 설정하는 단계 이후에는

현재 전력이 이전 전력과 같거나 큰지 판단하는 단계와,

현재 전력이 이전 전력보다 작고, 제어량 변화의 방향이 0보다 큰 경우, 이전 제어량에 상기 설정된 상대적으로 작은 값의 제어량 변화량을 가산하여 현재 제어량을 설정함을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 전력 발전부는 태양 전지인 것을 특징으로 하는 최대 전력점 추종 방법.