KR101207492B1 - 태양광 발전기용 통신 중계기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양광 발전기용 통신 중계기는 복수의 전력변환장치들을 병렬로 연결하여 운전할 경우 각 전력변환장치의 정보가 전송될 수 있도록 하는 직렬통신포트와, 온/오프 제어신호가 출력되는 범용입출력포트가 포함된 디지털신호처리기 및 상기 전력변환장치와 직렬통신포트 사이에 직렬로 연결되며, 상기 온/오프 제어신호에 따라 정보전송이 제어되는 통신드라이버를 포함한다.
태양광, 발전기, 통신, 중계기, 범용입출력 포트, 전력변환장치, PCS

Description

태양광 발전기용 통신 중계기{COMMUNICATION REPEATER FOR POWER CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 태양광 발전기용 통신 중계기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 단수의 직렬통신포트(SCI: Serial Communication Interface)에 대하여 필요로 하는 장치 수량만큼의 범용입출력포트(GPIO: General Purpose In/Out Port)와, 통신드라이버를 마련하여 일정한 시간 주기로 전력변환장치(PCS: Power Conditioning System)와 통신하여 정보를 입출력 할 수 있도록 한 태양광 발전기용 통신 중계기에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전기는 태양전지와 전력변환장치(PCS: Power Conditioning System)로 구성되는 것으로 태양의 빛이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 발생된 정공(hole)과 전자(electron)를 각각 P형 반도체와 N형 반도체로 유도하여 전위차를 발생시킴으로서 전류를 발생시키는 것이다. 따라서 태양의 열을 이용하여 발전을 수행하는 태양열 발전과는 많은 차이를 갖는다.
그러므로 태양전지는 태양의 빛을 받아 직류전기를 발생시키고, 전력변환장치는 태양전지에서 발생된 직류전기를 교류전기로 변환한다.
그리고 전력변환장치들과 정보교환을 위하여 통신 중계기가 이용되고 있다. 여기서 통신 중계기는 자체 직렬통신포트가 내장된 디지털 신호처리기(DSP; Digital Signal Processor)가 적용되는데 이때 자체 내장된 직렬통신포트(SCI: Serial Communication Interface)는 한정되어 있어 복수의 전력변환장치들과 통신하기 위해서는 다중연결(Multidrop)방식으로 구성되어야 한다.
그리고 이 경우 각 전력변환장치들은 원치 않는 통신프레임을 수행하여야 하고, 이로 인하여 통신부하가 가중되고, 그 장치들의 고유 기능을 구현함에 있어 많은 동작시간을 낭비하는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 전력변환장치가 다중 연결시 원치 않는 통신프레임에 의한 통신부하를 줄이고, 전력변환장치의 고유기능을 구현할 수 있도록 단수의 직렬통신포트(SCI: Serial Communication Interface)에 대하여 필요로 하는 장치 수량만큼의 범용입출력포트(GPIO: General Purpose In/Out Port)와, 통신드라이버를 마련하여 일정한 시간 주기로 전력변환장치(PCS: Power Conditioning System)와 통신하여 정보를 입출력 할 수 있도록 한 태양광 발전기용 통신 중계기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양광 발전기용 통신 중계기는 복수의 전력변환장치들을 병렬로 연결하여 운전할 경우 각 전력변환장치의 정보가 전송될 수 있도록 하는 직렬통신포트와, 온/오프 제어신호가 출력되는 범용입출력포트가 포함된 디지털신호처리기 및 상기 전력변환장치와 직렬통신포트 사이에 직렬 연결되며, 상기 온/오프 제어신호에 따라 정보전송이 제어되는 통신드라이버를 포함한다.
여기서 상기 디지털 신호처리기는 시간제어를 통해 일정한 주기로 온/오프 제어신호를 출력하여 통신드라이브의 정보전송을 제어하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 정보는 전력변환장치의 전력, 전류, 전압, 계통주파수, 동작상태, 각종과실 정보인 것이 바람직하다.
또한, 상기 직렬통신포트는 입력 측과 출력 측으로 각각 마련되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 단수의 직렬통신포트(SCI: Serial Communication Interface)에 대하여 필요로 하는 장치 수량만큼의 범용입출력포트(GPIO: General Purpose In/Out Port)와, 통신드라이버를 마련하여 일정한 시간 주기로 전력변환장치(PCS: Power Conditioning System)와 통신하여 정보를 입출력하므로 연결시 원치 않는 통신프레임에 의한 부하가 줄어들고, 그로 인해 전력변환장치의 고유기능을 수행하는데 더 많은 시간을 할애할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전기용 통신 중계기의 구성도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전기용 통신 중계기의 송수신 주기를 보인 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전기용 통신 중계기(100)는 태양광 발전 시스템에 적용되는 것으로 태양광 발전 시스템은 주로 태양의 빛이 가지고 있는 에너지를 이용하여 직류전기를 발생시키는 미도시한 태양전지와, 태양전지로부터 인가된 직류전기를 교류전기로 변환하는 전력변환장치(30)와, 전력변환장치(30)를 제어하는 미도시한 전력제어장치 그리고 전력변환장치(30)와 전력제어장치가 정보를 교환할 수 있도록 하는 통신 중계기(100)로 구성된다.
이러한 태양광 발전 시스템은 복수개의 전력변환장치(30)가 마련되어 하나의 전력제어장치에 의해 다수의 전력변환장치(30)가 제어 및 모니터링 되며, 통신 중계기(100)는 복수의 전력변환장치(30) 각각의 정보를 전력제어장치로 전송 및 교환한다.
본 발명의 통신 중계기(100)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털신호처리기(10)(DSP; Digital Signal Processor)와, 디지털신호처리기(10)에 연결되는 통신드라이버(20)로 구성되며, 전력변환장치(30)(PCS: Power Conditioning System)와 연결되어 전력변환장치(30)의 정보를 미도시한 전력제어장치로 전송한다.
그리고 디지털신호처리기(10)는 범용입출력포트(12)(GPIO: General Purpose In/Out Port)와, 직렬통신포트(11)(SCI: Serial Communication Interface)로 구성된다.
상기 직렬통신포트(11)는 직류전기를 교류전기로 변환하는 전력변환장치(30)와 연결되어 전력변환장치(30)의 정보가 디지털신호처리기(10)로 입출력된다. 이때 정보는 전력변환장치(30)의 전력, 전류, 전압, 계통주파수, 동작상태, 각종과실 등에 대한 정보이다.
상기 통신드라이버(20)는 직렬통신포트(11)와 전력변환장치(30) 사이에 각각 마련되어 직렬통신포트(11)를 통한 전력변환장치(30)의 정보 전송을 각각 제어한다. 따라서 통신드라이버(20)는 전력변환장치(30)의 수량과 동일 내지 배수로 마련된다. 그리고 통신드라이버(20)는 디지털신호처리기(10)와 연결된다.
이때 통신드라이버(20)는 디지털신호처리기(10)에 마련된 범용입출력포트(12)에 각각 연결되며, 범용입출력포트(12)는 통신드라이버(20)에 온/오프 제어신호를 출력하여 연결되어 통신드라이버(20)를 제어한다.
따라서 범용입출력포트(12)는 통신드라이버(20)와 동일 수량으로 마련되거나, 더 많은 수량으로 마련된다. 즉, 범용입출력포트(12)는 통신드라이버(20)에 각각 연결된 전력변환장치(30)의 수량과 동일하거나 많게 마련된다.
그리고 디지털신호처리기(10)는 시간을 제어하여 일정한 주기로 범용입출력포트(12)를 제어하여 주어진 시간동안에 해당하는 전력변환장치(30)와 통신을 연결하게 된다.
따라서 도 2에 도시한 바와 같이 범용입출력포트(12)를 일정한 주기로 온/오프(ON/OFF) 제어를 통해 복수의 전력변환장치(30)와 통신하여 정보를 각각 수집하고, 각각 수집된 정보를 통합하여 전력제어장치로 전송한다.
이때 전력변환장치(30)는 순차적으로 통신주기가 결정되는 것이 바람직하며, 범용입출력포트(12)의 수량은 제한이 없으나, 너무 많을 경우 확장된 수만큼의 통신주기가 느려지게 되므로 수량은 효율에 따라 적절이 조절된다.
따라서 각각의 범용입출력포트(12)는 통신주기에 해당하는 통신드라이버(20) 를 통해 전력변환장치(30)의 정보를 1:1로 각각 수집하게 되고, 수집된 정보를 통합하여 전력제어장치로 전송한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전기용 통신 중계기의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전기용 통신 중계기의 송수신 주기를 보인 예시도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 통신 중계기 10: 디지털신호처리기
11: 직렬통신포트 12: 범용입출력포트
20: 통신드라이버 30: 전력변환장치

Claims (4)

  1. 복수의 전력변환장치들을 병렬로 연결하여 운전할 경우 각 전력변환장치의 정보가 전송될 수 있도록 하는 직렬통신포트와, 온/오프 제어신호가 출력되는 범용입출력포트가 포함된 디지털신호처리기;
    상기 전력변환장치와 직렬통신포트 사이에 직렬 연결되며, 상기 온/오프 제어신호에 따라 정보전송이 제어되는 통신드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전기용 통신 중계기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호처리기는 시간제어를 통해 일정한 주기로 온/오프 제어신호를 출력하여 통신드라이브의 정보전송을 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전기용 통신 중계기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정보는 전력변환장치의 전력, 전류, 전압, 계통주파수, 동작상태, 각종과실 정보인 것을 특징으로 하는 태양광 발전기용 통신 중계기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 직렬통신포트는 입력 측과 출력 측으로 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전기용 통신 중계기.
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