KR101226104B1 - Power system of dc grid-connected photovoltaic pcs - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관한 것으로서, 전력회로 출력전압과 계통전압 사이에 인덕터를 구성함으로써, 출력 전력 제어가 용이한 전력 회로부 및 전력 회로부의 출력 전력을 제어하는 제어부가 구성된 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양전지로부터 발전된 직류 전원을 일방향으로 공급하기 위한 다이오드 및 제 1 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 커패시터와 병렬 접속되어 각 상별로 스위칭을 수행하는 스위치부, 1차측이 상기 스위치부와 접속되며 2차측으로 출력 전압을 발생시키기 위한 다이오드부, 제 2 커패시터 및 인덕터와 접속되는 변압부를 포함하는 전력 회로부; 및 상기 전력 회로부의 출력 전력을 제어하는 제어부; 를 포함한다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power system of a solar system for DC grid connection. The controller is configured to control the output power of the power circuit unit and the power circuit unit by controlling the output power by configuring an inductor between the power circuit output voltage and the grid voltage. The purpose is to provide a power system of the solar system for DC grid connection.
The present invention for achieving this object, the switch including a diode and a first capacitor for supplying the direct current power generated from the solar cell in one direction, connected in parallel with the first capacitor to perform switching for each phase, 1 A power circuit portion connected to the switch side and including a diode portion for generating an output voltage on a secondary side, a transformer portion connected to a second capacitor, and an inductor; And a control unit controlling output power of the power circuit unit. .

Description

직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템{POWER SYSTEM OF DC GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC PCS}Power system of solar PS for direct current grid connection {POWER SYSTEM OF DC GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC PCS}

본 발명은 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 피씨에스(Power Conversion System: PCS)를 위한 전기적 안정성 및 기능성을 고려한 전력 회로부 및 태양광 피시에스의 출력전력을 제어하는 제어부가 구성된 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power system of a solar system for DC grid connection, and more particularly, to an electric power circuit unit and an output power of a solar process in consideration of electrical stability and functionality for a solar power conversion system (PCS). It relates to a power system of the solar system for DC grid connection configured to control the control.

최근 컴퓨터, LED 조명, IDC(Internet Data Center)와 같은 직류부하가 증가하는 추세에 있다. 이러한 직류 부하를 구동하기 위해서는 상용 교류 입력을 직류로 변환한 후 사양에 맞는 DC 전원으로 변환하는 AC→DC→DC 또는 AC로의 2단계 변환을 필요로 한다. Recently, DC loads such as computers, LED lighting, and IDC (Internet Data Center) are increasing. In order to drive such a DC load, a two-stage conversion from AC to DC to DC or AC is required, which converts a commercial AC input into a DC and then converts it into a DC power supply that meets specifications.

따라서, 태양전지 및 연료전지와 같은 직류 출력을 가지는 전원의 출력이 이용되는 형태는 [표 1] 과 같이, 일반적으로 AC로 변환되어 상용 AC 계통에 연계된 후, 다시 DC로 변환된 후 용도에 맞는 직류 전원으로 변환되므로, 기본적으로 3단계의 변환과정을 필요로 한다. Therefore, the form in which the output of a power source having a direct current output such as a solar cell and a fuel cell is used is generally converted to AC, connected to a commercial AC system, and then converted to DC again as shown in [Table 1]. Since it is converted to a suitable DC power supply, basically three steps of conversion process are required.

3[kW]급 태양광 발전용 PCS의 경우, 분산전원의 출력을 DC/DC 변환과정을 거쳐서 AC로 변환하는 과정을 거치기도 하는데, 이러한 경우 총 4단계의 에너지 변환 과정을 거치게 된다.In the case of 3 [kW] class photovoltaic power generation PCS, the output of distributed power is converted to AC through DC / DC conversion. In this case, a total of 4 steps of energy conversion are performed.

그러므로, 최근 직류 부하 증가, 직류 출력형 분산전원(대표적인 예:태양광, 연료전지)의 사용증가라는 배경 하에 AC/DC 컨버터를 이용하여 DC 버스를 구성한 후, 이 직류 전원을 직류 부하가 직접 이용하는 직류 급전 시스템에 대한 관심이 증가되었다.  Therefore, after constructing DC bus using AC / DC converter under the background of recent increase in DC load and increase in use of DC output type distributed power supply (representative example: solar, fuel cell), DC load is directly used by DC load. There has been an increased interest in direct current feeding systems.

직류 급전 시스템을 이용할 경우, 직류 부하의 개별 AC/DC 변환과정이 생략되어 부하 개별 시스템 구성이 간단해지고, 부하자체의 효율이 상승하는 장점을 지니게 되며 발열현상이 감소되는 장점을 가진다. 또한, 직류 출력형 분산전원(대표적인 예:태양광, 연료전지)의 경우는 DC 버스에 직접 연결되어 사용될 수 있으므로 DC/AC 변환과정이 생략될 수 있어 [표 1] 과 같이 발전된 전원이 부하까지 도달하는 변환과정이 3단계(또는 4단계)에서 2단계로 짧아져서 보다 효율적인 전원 사용이 가능한 장점을 가진다. In case of using the DC power supply system, the individual AC / DC conversion process of the DC load is omitted, thereby simplifying the load individual system configuration, increasing the efficiency of the load itself, and reducing heat generation. In addition, in case of DC output type distributed power supply (representative example: solar, fuel cell), DC / AC conversion process can be omitted because it can be directly connected to the DC bus. The conversion process reached is shortened from 3 steps (or 4 steps) to 2 steps, which has the advantage of more efficient power usage.

직류형 분산전원의 출력이 직류 부하에 도달하는 과정Process of output of DC type distributed power source reaching DC load 구 분division 과 정process AC 급전 시스템에서 직류형 분산전원의 출력이 직류 부하에 도달하기 위한 일반적인 과정General procedure for DC output to reach DC load in AC power supply system DC(분산전원)→(DC)

Figure 112011005925940-pat00001
→상용AC→DC(계통)→용도에 맞게 재 변환된 DC
Figure 112011005925940-pat00002
: 채용되는 경우도 있음(예:3[kW] 계통연계 PCS)DC (distributed power supply) → (DC)
Figure 112011005925940-pat00001
→ Commercial AC → DC (System) → DC reconverted to fit
Figure 112011005925940-pat00002
Sometimes employed (e.g. 3 [kW] On-grid PCS) DC 급전 시스템에서 직류형 분산전원의 출력이 직류 부하에 도달하기 위한 일반적인 과정General procedure for DC output to reach DC load in DC feeding system DC(분산전원)→DC(계통)→용도에 맞게 재 변환된 DCDC (distributed power supply) → DC (system) → DC reconverted to suit the purpose

직류 계통에 태양전지의 출력을 발전하기 위해서는 태양전지와 직류계통간의 매개장치로서 전력제어기능을 가지는 DC/DC 변환장치가 필요하다.In order to generate the output of the solar cell in the DC system, a DC / DC converter having a power control function is required as an intermediary device between the solar cell and the DC system.

태양광과 같은 직류 분산전원의 출력을 직류로 변환하는 기존 기술은 분산전원의 출력이 낮아 DC/AC 변환용 PCS가 바로 사용하기에 무리가 있을 경우, 승압을 목적으로 이용되는 경우와, 배터리 충전용으로 강압을 목적으로 사용되는 경우가 대부분이다. 그러나, 직류 연계용 PCS는 직류 계통과 연계되므로 계통 전압이 고정되어 있고, 태양전지의 변동폭이 커다면 승/강압 기능을 모두 가져야 할 필요가 있다. Conventional technology that converts the output of DC distributed power sources such as solar power into direct current is used for the purpose of boosting the power when the PCS for DC / AC conversion is difficult to use immediately because the output of the distributed power supply is low. In most cases, it is used for the purpose of stepping down. However, since the DCS PCS is connected to the DC system, the system voltage is fixed, and if the variation of the solar cell is large, it is necessary to have both the step-up and step-down functions.

또한, PCS의 출력이 태양전지의 출력 변화에 따라 또는 직류 계통 전압 변동 시 출력 전력제어가 자유로운 형태로 제어계의 구성이 필요하다. 그러나, 일반적인 DC/DC 변환회로는 출력 전압제어가 용이하도록 회로가 구성되며, 제어계 설계방식도 이에 맞게 제안된 것이 대부분이므로 직류 연계용 태양광 PCS를 구성하기 위해서는 기존의 DC/DC 변환 회로의 적절한 수정과 새로운 제어계 구성방법이 필요하다. In addition, it is necessary to configure the control system in such a way that the output power is freely controlled when the output of the PCS is changed according to the output of the solar cell or when the DC system voltage is changed. However, in general DC / DC conversion circuit, the circuit is configured to easily control the output voltage, and the control system design method is also proposed accordingly. Therefore, in order to construct the solar PCS for DC linkage, it is appropriate to use the existing DC / DC conversion circuit. Modifications and new control system configurations are needed.

그리고, DC 배전 시스템은 빌딩 위주로 구성될 가능성이 많으므로 이에 대한 고려가 필요하다. 빌딩용 전원의 경우 컴퓨터와 같이 전원의 질에 민감한 부하가 대다수 일 수 있음을 고려하면 연계용 PCS의 구성 시 전기적 안정성을 고려하여 전력회로가 구성될 필요가 있다. In addition, since a DC power distribution system is likely to be constructed around a building, consideration thereof is necessary. In the case of a building power supply, a load that is sensitive to power quality such as a computer may be a majority, and thus, a power circuit needs to be configured in consideration of electrical stability when configuring a PCS for linkage.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전력회로 출력전압과 계통전압 사이에 인덕터를 구성함으로써, 출력 전력 제어가 용이한 전력 회로부 및 전력 회로부의 출력 전력을 제어하는 제어부가 구성된 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, by configuring an inductor between the power circuit output voltage and the system voltage, a direct current system comprising a power circuit section for easy output power control and a control unit for controlling the output power of the power circuit section The purpose is to provide a power system of the solar PV C for connection.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관한 것으로서, 태양전지로부터 발전된 직류 전원을 일방향으로 공급하기 위한 다이오드 및 제 1 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 커패시터와 병렬 접속되어 각 상별로 스위칭을 수행하는 스위치부(130), 1차측이 상기 스위치부와 접속되며 2차측으로 출력 전압을 발생시키기 위한 다이오드부, 제 2 커패시터 및 인덕터와 접속되는 변압부를 포함하는 전력 회로부; 및 상기 전력 회로부의 출력 전력을 제어하는 제어부; 를 포함한다.The present invention for achieving the technical problem relates to a power system of the solar system for DC grid connection, comprising a diode and a first capacitor for supplying the direct current power generated from the solar cell in one direction, the first capacitor A switch unit 130 connected in parallel with each other to perform switching for each phase, a primary side connected to the switch unit, a diode unit for generating an output voltage to the secondary side, and a transformer unit connected to a second capacitor and an inductor. Power circuit section; And a control unit controlling output power of the power circuit unit. It includes.

또한 상기 인덕터는, 전력회로 출력 전압(Vo)과 계통전압(Vuti) 간에 연결되어, 상기 인덕터의 양단에는 전력회로 출력 전압(Vo)과 계통전압(Vuti) 사이의 전위차(Vlf)가 인가되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inductor is connected between the power circuit output voltage Vo and the grid voltage Vuti, and the potential difference Vlf between the power circuit output voltage Vo and the grid voltage Vuti is applied to both ends of the inductor. It features.

또한 상기 제어부는, 상기 태양전지로부터 공급되는 전류(isol) 및 스위치부로부터 공급되는 스위칭 신호(Vdc)를 기반으로 DC 전압의 추종값을 제어하는 것을 특징으로 한다. The controller may control a tracking value of the DC voltage based on the current isol supplied from the solar cell and the switching signal Vdc supplied from the switch unit.

그리고 상기 제어부는, 전력 기준신호를 생성하고, 생성된 상기 전력 기준신호를 출력 전압(Vo)으로 나누어 출력 전류 기준신호(

Figure 112011005925940-pat00003
)를 생성하며, 생성된 상기 출력 전류 기준신호(
Figure 112011005925940-pat00004
)를 이용하여 출력 전류(
Figure 112011005925940-pat00005
)를 제어하며, PWM의 제어신호로 전송함으로써 상기 스위치부의 전류 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. The controller generates a power reference signal and divides the generated power reference signal by an output voltage Vo to output an output current reference signal (
Figure 112011005925940-pat00003
) And the generated output current reference signal (
Figure 112011005925940-pat00004
Output current (
Figure 112011005925940-pat00005
), And by controlling the current of the switch unit by transmitting a PWM control signal.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 전력회로 출력 전압과 계통전압 사이에 인덕터가 구성됨으로써, 출력 전력 제어가 용이한 효과가 있다. 즉, 인덕터의 양단에는 전력회로 출력 전압과 계통전압 사이의 전위차가 인가되므로, 두 전압원의 사이에서 키르히호프의 전압법칙을 만족시키는 역할 및 고주파 성분에 대한 필터링 역할을 한다.According to the present invention as described above, the inductor is configured between the power circuit output voltage and the grid voltage, it is easy to control the output power. That is, since the potential difference between the power circuit output voltage and the grid voltage is applied to both ends of the inductor, it serves to satisfy Kirchhoff's voltage law and filter high frequency components between the two voltage sources.

도 1 은 일반적으로 이용되는 일정전압 출력형 절연형 고정 주파수 직렬 공진 컨버터의 전력 회로 및 PWM 운전 파형을 나타낸 일예시도.
도 2 는 고정 주파수 직렬공진형 회로의 AC 등가회로에 관한 일예시도.
도 3 은 전압이득 곡선을 보이는 일예시도.
도 4 는 종래 출력 전압 제어형 시스템 제어계를 보이는 일예시도.
도 5 는 DC 계통연계용 피씨에스의 전력 제어 개념을 보이기 위한 일예시도.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관한 구성도.
1 is an exemplary view showing a power circuit and a PWM operation waveform of a constant voltage output type isolated fixed frequency series resonant converter generally used.
2 is an exemplary view of an AC equivalent circuit of a fixed frequency series resonance circuit.
3 is an exemplary view showing a voltage gain curve.
Figure 4 is an exemplary view showing a conventional output voltage controlled system control system.
Figure 5 is an example for showing the power control concept of the PS for DC grid connection.
Figure 6 is a block diagram of a power system of the solar system for DC grid connection in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관하여 도 1 내지 도 7 을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to Figures 1 to 7 with respect to the power system of the solar system for DC grid connection according to an embodiment of the present invention.

직류 연계형으로 이용될 수 있는 회로로는 절연형 flyback 컨버터, 풀브리지형 ZVZCS 컨버터, 직렬 공진형 컨버터 등이 있는데, 본 발명에서는 고정 주파수 직렬 공진형 컨버터를 이용하여 직류 연계형 PCS를 구성하였다. Circuits that can be used in a DC-linked type include an isolated flyback converter, a full-bridge ZVZCS converter, a series resonant converter, and the like. In the present invention, a DC-linked PCS is configured using a fixed frequency series resonant converter.

도 1 은 일반적으로 이용되는 일정전압 출력형 절연형 고정 주파수 직렬 공진 컨버터의 전력 회로 및 PWM 운전 파형을 나타낸다. 또한, 도 1 의 직렬 공진 컨버터의 출력 특성을 해석하기 위한 AC 등가회로는 도 2 에 도시된 바와 같다. 1 shows a power circuit and a PWM operating waveform of a constant voltage output type isolated fixed frequency series resonant converter which is generally used. In addition, an AC equivalent circuit for analyzing the output characteristics of the series resonant converter of FIG. 1 is as shown in FIG. 2.

도 2 와 AC 회로에서 전압이득 M(출력전압의 크기/입력전압의 크기)은 다음의 [수식 1] 과 같다. In FIG. 2 and the AC circuit, the voltage gain M (the magnitude of the output voltage / the magnitude of the input voltage) is as shown in Equation 1 below.

[수식 1][Equation 1]

Figure 112011005925940-pat00006
Figure 112011005925940-pat00006

이를 풀어서 정리하면, 전압이득 M은 다음의 [수식 2] 와 같이 주파수 함수 형태로 표현된다.To solve this, the voltage gain M is expressed in the form of a frequency function as shown in Equation 2 below.

[수식 2][Equation 2]

Figure 112011005925940-pat00007
Figure 112011005925940-pat00007

여기서,

Figure 112011005925940-pat00008
here,
Figure 112011005925940-pat00008

Figure 112011005925940-pat00009

Figure 112011005925940-pat00009

도 3 은 공진 주파수 (

Figure 112011005925940-pat00010
)가 20[kHz]일 경우, 전압이득 곡선을 보이는 일예시도이다. 3 is the resonant frequency (
Figure 112011005925940-pat00010
If) is 20 [kHz], it is an example showing the voltage gain curve.

도 3 에 도시된 바와 같이, 입력 전압의 주파수가 공진 주파수 근방에서 가장 큰 이득을 나타냄을 알 수 있다. 그러므로, 전력회로의 스위칭 주파수를 고정시킬 경우 듀티비(도 1 의 D에 해당) 제어를 통해, 출력 전압 제어가 가능함을 알 수 있다. As shown in FIG. 3, it can be seen that the frequency of the input voltage exhibits the largest gain near the resonance frequency. Therefore, when the switching frequency of the power circuit is fixed, it can be seen that the output voltage can be controlled by controlling the duty ratio (corresponding to D in FIG. 1).

상기 도 1 과 같은 시스템의 일반적인 제어목적은 출력전압(Vo)를 일정하게 제어하는 것이며, 일반적으로 도 4 와 같이 제어계가 구성된다.The general control purpose of the system as shown in FIG. 1 is to constantly control the output voltage Vo, and a control system is generally configured as shown in FIG.

상기 도 1 과 같은 고정 주파수 직렬공진형 회로를 DC 계통 연계용 PCS로 이용하기 위해서는 도 5 와 같이 태양전지의 변동하는 출력에 따라, 계통측으로 발전되는 전력이 순시적으로 균형을 이루도록 하는 출력 전력 제어형 전력회로 및 제어계가 구성되어야 한다. In order to use the fixed frequency series resonant circuit as shown in FIG. 1 as a PCS for DC system linkage, the output power control type for instantaneously balancing the power generated to the grid side according to the fluctuating output of the solar cell as shown in FIG. 5. Power circuits and control systems should be constructed.

도 5 에서, Psol(t)은, 태양전지 출력 전력이며, Pout(t)은 DC 계통으로의 발전 전력이며, S(ωt)는 스위칭 신호(Q1, Q2, Q3, Q4)이다.
In FIG. 5, Psol (t) is solar cell output power, Pout (t) is generated power to a DC system, and S (ωt) is switching signals Q1, Q2, Q3, and Q4.

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템에 관한 구성도이다. 6 is a configuration diagram of a power system of the solar system for DC grid connection according to an embodiment of the present invention.

도 6 의 (a) 는 직류 계통연계 태양광 PCS용 출력전력 제어형 고정주파수 직렬 공진 컨버터의 전력 회로부에 관한 일예시도이다.FIG. 6A is an exemplary view illustrating a power circuit unit of an output power control type fixed frequency series resonant converter for a DC grid-connected photovoltaic PCS.

도시된 바와 같이, 전력 회로부(100)는 태양전지(10)로부터 발전된 직류 전원을 일방향으로 공급하기 위한 다이오드(110) 및 제 1 커패시터(120)를 포함한다. As shown, the power circuit unit 100 includes a diode 110 and a first capacitor 120 for supplying the DC power generated from the solar cell 10 in one direction.

또한, 상기 제 1 커패시터(120)와 병렬 접속되어 각 상별로 스위칭을 수행하는 스위치부(130), 소정의 권선비를 갖고 1차측이 상기 스위치부(130)와 접속되며, 2차측이 다이오드부(140)와 접속되는 변압부(170), 2차측으로 출력 전압을 발생시키기 위한 다이오드부(140), 제 2 커패시터(150) 및 인덕터(160)를 포함한다.
이때, 상기 다이오드부(140)는 인덕터(160)와 병렬 접속되며, 변압부(170)의 2차측과 접속된다.
In addition, the switch unit 130 connected in parallel with the first capacitor 120 to perform switching for each phase, the primary side is connected to the switch unit 130 with a predetermined winding ratio, and the secondary side is a diode unit ( A transformer 170 is connected to the 140, a diode unit 140 for generating an output voltage to the secondary side, a second capacitor 150, and an inductor 160.
In this case, the diode unit 140 is connected in parallel with the inductor 160, and is connected to the secondary side of the transformer unit 170.

구체적으로, 제 2 커패시터(150)의 양단 전압(Vo)과 계통전압(Vuti) 사이에 인덕터(160)가 연결되어 있다. Specifically, the inductor 160 is connected between the voltage (Vo) of the second capacitor 150 and the grid voltage (Vuti).

이러한 인덕터(160)의 양단에는 제 2 커패시터(150)의 양단 전압(Vo)과 계통전압(Vuti)사이의 전위차(Vlf)가 인가되므로, 두 전압원의 사이에서 키르히호프의 전압법칙을 만족시키는 역할 및 고주파 성분에 대한 필터링 역할을 한다.
Since the potential difference Vlf between the voltage Vo at both ends of the second capacitor 150 and the system voltage Vuti is applied to both ends of the inductor 160, the voltage law of Kirchhoff is satisfied between the two voltage sources. And filtering for high frequency components.

도 6 의 (b) 는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 회로부(100)를 제어하기 위한 제어부(200)에 관한 일예시도이다.6B is an exemplary view of the controller 200 for controlling the power circuit unit 100 according to an embodiment of the present invention.

이때, 제어부(200)는 상기 도 5 에 도시된 바와 같이, 출력전류(io)의 제어를 통한 태양전지 출력과 계통으로의 발전전력간의 전력균형 제어 및 태양전지의 최대 출력 운전점 추적(Maximum Power Point Tracking: MPPT)을 위해 구성된다. At this time, the control unit 200, as shown in FIG. 5, power balance control between the solar cell output and the power generation to the system through the control of the output current (io) and tracking the maximum output operating point of the solar cell (Maximum Power Point Tracking: configured for MPPT.

구체적으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 태양전지 출력 전류(isol) 및 스위치부(130)의 입력 직류 전압(Vdc)를 센싱하여 최대 전력점 기준신호(Vdc*)를 생성하며, 상기 최대 전력점 기준신호(Vdc*)와 제 1 커패시터(120)의 양단 전압(Vdc)의 차이를 이용하여 시스템 출력 전력 기준신호(Po*)를 생성하고, 생성된 상기 전력 기준신호(Po*)를 제 2 커패시터(150)의 양단 전압(Vo)으로 나누어 출력 전류 기준신호(

Figure 112012062135880-pat00023
)를 생성하며, 생성된 상기 출력 전류 기준신호(
Figure 112012062135880-pat00024
)와 센싱된 출력 전류(
Figure 112012062135880-pat00025
)의 차이를 이용하여 출력 전류(
Figure 112012062135880-pat00026
)를 제어하기 위한 스위치부(130)의 듀티비(D)를 결정하며, 상기 듀티비(D)를 PWM의 제어신호로 전송함으로써, 스위치부(130)의 PWM 제어를 통해 출력 전류(
Figure 112012062135880-pat00027
)의 제어를 수행한다.
Specifically, as shown in FIG. 6, the solar cell output current isol and the input DC voltage Vdc of the switch 130 are sensed to generate a maximum power point reference signal Vdc *, and the maximum power The system output power reference signal Po * is generated by using the difference between the point reference signal Vdc * and the voltage Vdc across the first capacitor 120, and the generated power reference signal Po * is generated. 2 divided by the voltage (Vo) of the capacitor 150, the output current reference signal (
Figure 112012062135880-pat00023
) And the generated output current reference signal (
Figure 112012062135880-pat00024
) And sensed output current (
Figure 112012062135880-pat00025
Output current (
Figure 112012062135880-pat00026
) Determines the duty ratio (D) of the switch unit 130 to control, and transmits the duty ratio (D) as a control signal of the PWM, the output current (PWM) through the PWM control of the switch unit (130)
Figure 112012062135880-pat00027
) Control.

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이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

100: 전력 회로부 110: 다이오드
120: 제 1 커패시터 130: 스위치부
140: 다이오드부 150: 제 2 커패시터
160: 인덕터 200: 제어부
100: power circuit section 110: diode
120: first capacitor 130: switch unit
140: diode 150: second capacitor
160: inductor 200: control unit

Claims (4)

태양전지(10)로부터 발전된 직류 전원을 일방향으로 공급하기 위한 다이오드(110) 및 제 1 커패시터(120)를 포함하며, 상기 제 1 커패시터(120)와 병렬 접속되어 각 상별로 스위칭을 수행하는 스위치부(130), 소정의 권선비를 갖고 1차측이 상기 스위치부(130)와 접속되며, 2차측이 다이오드부(140)와 접속되는 변압부(170), 2차측으로 출력 전압을 발생시키기 위한 다이오드부(140), 제 2 커패시터(150) 및 인덕터(160)를 포함하는 전력 회로부(100); 및
상기 전력 회로부(100)의 출력 전력을 제어하는 제어부(200); 를 포함하되,
상기 다이오드부(140)는, 상기 인덕터(160)와 병렬 접속되며, 변압부(170)의 2차측과 접속되는 것을 특징으로 하며,
상기 제어부(200)는,
태양전지 출력 전류(isol) 및 스위치부(130)의 입력 직류 전압(Vdc)를 센싱하여 최대 전력점 기준신호(Vdc*)를 생성하며, 상기 최대 전력점 기준신호(Vdc*)와 제 1 커패시터(120)의 양단 전압(Vdc)의 차이를 이용하여 시스템 출력 전력 기준신호(Po*)를 생성하고, 생성된 상기 전력 기준신호(Po*)를 제 2 커패시터(150)의 양단 전압(Vo)으로 나누어 출력 전류 기준신호(
Figure 112012062135880-pat00028
)를 생성하며, 생성된 상기 출력 전류 기준신호(
Figure 112012062135880-pat00029
)와 센싱된 출력 전류(
Figure 112012062135880-pat00030
)의 차이를 이용하여 출력 전류(
Figure 112012062135880-pat00031
)를 제어하기 위한 스위치부(130)의 듀티비(D)를 결정하며, 상기 듀티비(D)를 PWM의 제어신호로 전송함으로써, 스위치부(130)의 PWM 제어를 통해 출력 전류(
Figure 112012062135880-pat00032
)의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템.
Switch including a diode 110 and a first capacitor 120 for supplying the DC power generated from the solar cell 10 in one direction, connected in parallel with the first capacitor 120 to perform switching for each phase 130, a transformer portion having a predetermined winding ratio, the primary side is connected to the switch unit 130, the secondary side is connected to the diode unit 140, the diode unit for generating an output voltage to the secondary side A power circuit unit 100 including a 140, a second capacitor 150, and an inductor 160; And
A control unit 200 for controlling the output power of the power circuit unit 100; Including but not limited to:
The diode unit 140 is connected in parallel with the inductor 160, characterized in that connected to the secondary side of the transformer 170,
The control unit (200)
The solar cell output current isol and the input DC voltage Vdc of the switch unit 130 are sensed to generate the maximum power point reference signal Vdc *, and the maximum power point reference signal Vdc * and the first capacitor. The system output power reference signal Po * is generated by using the difference between the voltages Vdc at 120, and the generated power reference signal Po * is output at both ends of the second capacitor 150. Divided by the output current reference signal (
Figure 112012062135880-pat00028
) And the generated output current reference signal (
Figure 112012062135880-pat00029
) And sensed output current (
Figure 112012062135880-pat00030
Output current (
Figure 112012062135880-pat00031
) Determines the duty ratio (D) of the switch unit 130 to control, and transmits the duty ratio (D) as a control signal of the PWM, the output current (PWM) through the PWM control of the switch unit (130)
Figure 112012062135880-pat00032
Power system of the solar system for DC grid connection, characterized in that the control of).
제 1 항에 있어서,
상기 인덕터(160)는,
상기 제 2 커패시터(150)의 양단 전압(Vo)과 계통전압(Vuti) 간에 연결되어,
상기 인덕터(160)의 양단에는 상기 제 2 커패시터(150)의 양단 전압(Vo)과 계통전압(Vuti) 사이의 전위차(Vlf)가 인가되는 것을 특징으로 하는 직류 계통연계용 태양광 피씨에스의 전력 시스템.
The method of claim 1,
The inductor 160,
It is connected between the voltage (Vo) and the system voltage (Vuti) of both ends of the second capacitor 150,
The electric power of the DC solar cell of the DC grid connection, characterized in that the potential difference (Vlf) between the voltage (Vo) and the system voltage (Vuti) of both ends of the second capacitor 150 is applied to both ends of the inductor (160). system.
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