KR101265707B1 - Photovoltaic power generation system include multi-inverter - Google Patents

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박기주
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주식회사 케이디파워
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Abstract

PURPOSE: A multi-inverter photovoltaic power generating system is provided to change the capacity of an inverter according to the amount of electric power, thereby increasing a utilization ratio. CONSTITUTION: A solar cell array includes multiple solar cell strings(120). The solar cell string is composed by multiple solar cell modules. A string optima(200) performs maximum power point tracking. An inverter(300) has multiple power converting modules. A remaining charge sensing unit senses remaining charges inside the power converting module.

Description

멀티인버터 태양광 발전시스템{Photovoltaic power generation system include multi-inverter} Photovoltaic power generation system include multi-inverter}

본 발명은 복수의 전력 변환모듈이 구비된 인버터를 가지는 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 특히 태양광 전지 어레이로부터 생산되는 전력량에 따라 인버터의 용량을 가변하여 인버터의 사용 효율을 향상시키도록 하면서, 전력 변환모듈에 잔류전하가 감지되면 전력 변환모듈의 잠금 해제가 방지되는 멀티인버터 태양광 발전 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic power generation system having an inverter provided with a plurality of power conversion modules, and in particular, by varying the capacity of the inverter according to the amount of power produced from the photovoltaic cell array to improve the use efficiency of the inverter, The present invention relates to a multi-inverter photovoltaic power generation system in which unlocking of the power conversion module is prevented when residual charge is detected in the conversion module.

태양광 발전에 있어서 현재 사용되고 있는 태양전지(Solar cell) 하나의 출력은 매우 작기 때문에 필요한 출력을 효율적으로 얻기 위해서 여러 개의 태양전지를 연결하여 태양전지 모듈(PV모듈 : Photovaltaic Module)을 구성하여 사용한다. 태양전지 모듈 하나에서 발생되는 전력은 1개의 태양전지에 비해 큰 용량을 가지지만, 소형 장치의 전원으로 이용이 가능할 뿐, 일반 상용전력 계통에 발전전력을 공급하기에는 전력량이 작아 무리가 따른다. Since the output of one solar cell currently used in solar power generation is very small, a solar cell module (PV module: Photovoltaic Module) is constructed by connecting several solar cells in order to efficiently obtain the required output . Although the power generated from one solar cell module has a larger capacity than that of a single solar cell, it can be used as a power source for a small-sized device, and the amount of power required to supply generated power to a general commercial power system is inevitable.

이 때문에 전력 계통에 연결하여 발전 전력을 송전하고자 하는 경우 몇 개의 태양전지 모듈을 한 그룹으로 연결하거나, 또는 이러한 그룹을 여러 개 병렬로 연결하여 태양전지 어레이(PV array)를 구성하고, 이를 통해 발전 및 송전에 필요한 전압 및 전력을 확보하도록 하고 있다. 이러한 전압 및 전력의 확보를 위해 태양전지 모듈을 직렬로 연결하여 스트링을 구성하고, 복수의 스트링을 하나의 그룹으로 하여 태양전지 어레이를 구성하는 것이 보편적이다.
예를 들면, 특허출원 10-2007-9917211(출원인: 주식회사 기영미다스, 발명의 명칭: 스트링 기준 태양광 발전용 전력제어장치)에는 태양광 발전시스템이 태양빛을 전기에너지로 변환시키는 동작 중 발생하는 다양한 손실 성분 중에서 태양전지어레이의 직·병렬연결된 직류전원의 레벨이 태양전지셀과 모듈의 제작상에서 나타나는 고유의 모듈특성차이, 부분적 그늘 효과에 의한 전력발생량의 차이, 모듈간 그룹핑되지 않을 때의 전력레벨의 차이가 발생하고 이러한 스트링 부정합에 의해 발생하는 발전전력의 손실을 막고자 태양전지모듈의 직렬연결된 어레이에 MPPT를 수행하는 컨버터를 부착하는 기술이 개시되어 있다.
For this reason, if you want to connect the power system to transmit the generated power, connect several solar cell modules into one group, or connect these groups in parallel to form a PV array. And to ensure the voltage and power required for power transmission. In order to secure such voltage and power, it is common to configure a string by connecting solar cell modules in series and to configure a solar cell array using a plurality of strings as a group.
For example, Patent Application 10-2007-9917211 (Applicant: Kiyoung Midas Co., Ltd., the name of the invention: String-based solar power control device) has a photovoltaic system generated during the operation of converting sunlight into electrical energy. Among the various loss components, the difference of intrinsic module characteristics in the production of solar cells and modules due to the level of direct / parallel connected DC power of the solar array, the difference in power generation due to the partial shade effect, the power when not grouped between modules A technique for attaching a converter that performs MPPT to a series-connected array of solar cell modules is disclosed to prevent level loss and the loss of power generated by such string mismatch.

도 1은 종래의 태양광 발전 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a conventional photovoltaic device.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 태양광 발전 장치는 복수의 태양광 모듈(10)을 직렬로 연결하여 하나의 스트링(20)을 구성하고, 이러한 스트링(20)을 여러 개 병렬로 연결하여 하나의 어레이(10A)로 구성된다. 그리고, 태양전지 어레이(10A)로부터의 출력을 취합하여 인버터에 공급함으로써 직류 전력이 교류 전력으로 변환되어 전력계통에 공급된다. As shown in FIG. 1, the conventional photovoltaic device connects a plurality of photovoltaic modules 10 in series to form one string 20, and connects the strings 20 in parallel to each other. It consists of one array 10A. Then, by collecting the output from the solar cell array 10A and supplying the output to the inverter, the DC power is converted into AC power and supplied to the power system.

이러한 종래의 태양광 발전 장치는 태양전지 어레이(10A)의 최대 발전량을 고려하여 인버터(40) 용량을 결정한다. 즉, 태양전지 어레이(10A)의 발전량이 최대일 때 생산되는 전력량과 같거나 또는 좀 더 큰 용량을 가지도록 인버터(40)의 용량이 결정된다. 하지만 이와 같이 태양전지 어레이(10A)의 최대 생산 전력량과 같은 용량의 인버터(40)를 이용하는 경우 태양전지 어레이(10A)가 생산하는 전력량이 인버터(40) 용량에 비해 적은 경우가 빈번하여 인버터(40)의 효율저하가 발생하게 된다. The conventional photovoltaic device determines the capacity of the inverter 40 in consideration of the maximum generation amount of the solar cell array 10A. That is, the capacity of the inverter 40 is determined to have a capacity equal to or greater than the amount of power produced when the amount of power generation of the solar cell array 10A is maximum. However, when the inverter 40 having the same capacity as the maximum production power of the solar cell array 10A is used, the amount of power produced by the solar cell array 10A is often smaller than that of the inverter 40 and thus the inverter 40 ) Will cause a decrease in efficiency.

한편, 종래 기술에는 인버터(40)의 점검 및 수리를 위하여 작업자가 전력 변환모듈을 잠금 해제할 때에 전원이 차단된 후에도 잔류전하(충전전류)로 인하여 안전 사고가 발생하기 쉬운 문제가 있었다. 특히, 인버터(40) 내부의 커패시턴스와 트랜스포머의 권선에서는 잔류전하가 크게 존재할 수 있기 때문에 특히 위험하다. On the other hand, the prior art had a problem that a safety accident is likely to occur due to residual charge (charge current) even after the power is cut off when the operator unlocks the power conversion module for inspection and repair of the inverter 40. In particular, the capacitance inside the inverter 40 and the winding of the transformer are particularly dangerous because residual charge may be large.

본 발명의 일 측면은 태양광 전지 어레이로부터 생산되는 전력량에 따라서 인버터의 사용 효율을 향상시키도록 하되 인버터의 전력 변환모듈에 잔류전하가 감지되면 전력 변환모듈의 잠금 해제가 방지되는 멀티인버터 태양광 발전 시스템을 제공하는 것에 있다. One aspect of the present invention is to improve the use efficiency of the inverter according to the amount of power produced from the solar cell array, but multi-inverter photovoltaic power generation is prevented from unlocking the power conversion module when residual charge is detected in the power conversion module of the inverter To provide a system.

본 발명의 실시예에 따른 멀티인버터 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양전지 모듈로 구성되는 태양전지 스트링을 다수 구비하며, 발전전력을 생산하는 태양전지 어레이;와, 상기 태양전지 스트링과 연결되어 최대 전력점 추종을 수행하고, 상기 발전전력의 전압을 변압하며, 상기 발전전력의 전력변동폭에 따라 서로 다른 복수의 추종방식을 적용하여 상기 최대 전력점 추종을 수행하는 스트링 옵티마;와, 외관을 형성하는 인버터 본체와, 상기 인버터 본체에 각각 선택적으로 잠금 또는 잠금 해제 가능하게 형성되어 상기 스트링 옵티마로부터 변압된 상기 발전전력을 교류전력으로 변환하여 출력하는 복수의 전력 변환모듈을 구비하는 인버터;를 포함하며, 상기 복수의 전력 변환모듈 중 적어도 어느 하나는, 상기 전력 변환모듈 내부의 잔류전하에 따라서 선택적으로 출력되는 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 이용하여 상기 인버터 본체에서 상기 전력 변환모듈을 잠금 또는 잠금 해제되는 것을 특징으로 한다. Multi-inverter photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention, comprising a plurality of solar cell string consisting of a plurality of solar cell module, the solar cell array for generating power generation; and is connected to the solar cell string maximum A string optima performing power point tracking, transforming the voltage of the power generation power, and performing the maximum power point tracking by applying a plurality of different tracking methods according to the power fluctuation range of the power generation power; An inverter having an inverter body, and a plurality of power conversion modules formed on the inverter body to be selectively locked or unlocked, respectively, for converting the generated power transformed from the string optimizer into AC power and outputting the alternating current power; At least one of the plurality of power conversion modules depends on the remaining charges in the power conversion module. Therefore, the power conversion module may be locked or unlocked by the inverter body using a lock signal or a lock release signal that is selectively output.

또한, 복수의 전력 변환모듈 중 적어도 어느 하나는, 상기 전력 변환모듈 내부의 잔류전하를 감지하는 잔류전하 감지부와, 상기 잔류전하의 감지 신호를 수신하면, 상기 전력 변환모듈의 잠금 해제 신호의 입력을 차단하여 상기 전력 변환모듈의 잠금이 유지되도록 제어하는 전력 변환모듈 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, at least one of the plurality of power conversion module, the residual charge detection unit for detecting the residual charge in the power conversion module, and receiving the detection signal of the residual charge, input of the unlocking signal of the power conversion module It characterized in that it comprises a power conversion module control unit for controlling the block to maintain the lock of the power conversion module.

또한, 복수의 전력 변환모듈 중 적어도 어느 하나는, 사용자에 의해 선택적으로 상기 전력 변환모듈의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 출력하는 신호 출력부와, 상기 신호 출력부에서의 상기 전력 변환모듈의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 수신하여 상기 전력 변환모듈을 잠금 또는 잠금 해제시키되, 상기 전력 변환모듈 제어부에 의해 상기 변환모듈 내부의 잔류전하가 감지되면 잠금 해제 신호가 선택적으로 차단되는 전력 변환모듈 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, at least one of the plurality of power conversion module, the signal output unit for selectively outputting the lock signal or the unlock signal of the power conversion module by the user, and the lock signal of the power conversion module in the signal output unit Or receiving and unlocking the power conversion module to lock or unlock the power conversion module, wherein the power conversion module controller further includes a power conversion module driving unit to selectively block the unlocking signal when the residual charge inside the conversion module is detected. Characterized in that.

또한, 복수의 전력 변환모듈의 중 어느 하나에는, 그 내부의 트랜지스터들을 구동시켜 교류전압 및 교류전류를 발생시키는 스위칭 회로부와, 상기 스위칭 회로부에서 인가되는 상기 교류전압을 승압하여 상용전원에 공급하는 트랜스포머가 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, one of the plurality of power conversion module, the switching circuit unit for driving the transistors therein to generate an AC voltage and AC current, and a transformer for boosting the AC voltage applied from the switching circuit unit to supply to a commercial power source Characterized in that is provided.

또한, 복수의 전력 변환모듈의 중 어느 하나에는, 그 내부의 트랜지스터들을 구동시켜 교류전압 및 교류전력을 발생시키는 스위칭 회로부와, 상기 스위칭 회로부에 접속되는 캐피시턴스부가 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, any one of the plurality of power conversion module, characterized in that the switching circuit unit for driving the transistors therein to generate an AC voltage and AC power, and a capacitance unit connected to the switching circuit unit.

또한, 잔류전하 감지부는, 상기 트랜스포머 또는 커패시턴스부 중 적어도 어느 하나의 잔류전하를 감지하는 것을 특징으로 한다. In addition, the residual charge detection unit, it characterized in that for detecting the residual charge of at least one of the transformer or the capacitance unit.

또한, 인버터는, 상기 발전전력의 크기에 따라서 상기 복수의 변환모듈 중 구동되는 변환모듈의 수를 가변하는 것을 특징으로 한다. The inverter may vary the number of conversion modules driven among the plurality of conversion modules according to the magnitude of the generated power.

또한, 태양전지 모듈은 고정형 또는 추적형 태양전지 모듈인 것을 특징으로 한다. In addition, the solar cell module is characterized in that the fixed or tracking solar cell module.

또한, 복수의 변환모듈은 변환용량이 동일한 것을 특징으로 한다. In addition, the plurality of conversion modules are characterized in that the conversion capacity is the same.

또한, 인버터는, 상기 발전전력을 상기 복수의 변환모듈에 분배하기 위한 배전부와, 구동될 변환모듈을 선택하기 위한 인버터제어부를 더 포함하고, 상기 인버터제어부는, 상기 복수의 변환모듈 중 상기 발전전력을 위해 가동된 구동시간이 다른 변환모듈에 비해 상대적으로 짧은 변환모듈이 우선하여 구동되도록 상기 배전부의 분배를 제어하는 것을 특징으로 한다. The inverter further includes a power distribution unit for distributing the generated power to the plurality of conversion modules and an inverter control unit for selecting a conversion module to be driven, wherein the inverter control unit includes the power generation unit among the plurality of conversion modules. It is characterized in that the distribution of the power distribution unit is controlled so that a conversion module having a relatively short driving time compared to other conversion modules is driven first.

본 발명의 실시예에 따른 멀티인버터 태양광 발전시스템은 태양광 전지 어레이로부터 생산되는 전력량에 따라 인버터의 용량을 가변하여, 인버터의 사용 효율을 향상시키는 것이 가능하다. The multi-inverter photovoltaic power generation system according to the embodiment of the present invention can vary the capacity of the inverter according to the amount of power produced from the solar cell array, thereby improving the use efficiency of the inverter.

또한, 본 발명에 따른 멀티인버터 태양광 발전시스템은 인버터의 전력 변환모듈에 잔류전하가 감지되면 전력 변환모듈의 잠금 해제가 방지되어 안전 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the multi-inverter photovoltaic power generation system according to the present invention has the effect of preventing the safety accident by preventing the unlocking of the power conversion module when residual charge is detected in the power conversion module of the inverter.

또한, 본 발명에 따른 멀티인버터 태양광 발전시스템은 태양전지 스트링별 최대전력 추종을 수행하여, 최대 전력 생산이 이루어지도록 함과 아울러, 최대전력 추종에 있어서 환경요인을 적용하여 빠르고 효율적인 최대전력 추종이 이루어지도록 하는 것이 가능하다. In addition, the multi-inverter photovoltaic power generation system according to the present invention performs the maximum power tracking for each string of the solar cell, to achieve the maximum power production, and to apply the environmental factors in the maximum power tracking, the fast and efficient maximum power tracking It is possible to make it happen.

도 1은 종래의 태양광 발전 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템의 구성을 도시한 예시도이다.
도 3은 스트링 옵티마의 구성을 좀더 상세히 도시한 구성 예시도이다.
도 4는 스트링 제어부의 구성을 좀 더 상세히 도시한 구성 예시도이다.
도 5는 전력변동폭이 커지는 경우를 나타낸 전력-전압 그래프이다.
도 6은 온도 및 일사량 변화에 따른 전압-전류 그래프이다.
도 7은 도 2의 인버터 구성 및 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 인버터의 전력 변환모듈을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 인버터 전력 변환모듈의 잠금 해제 방지과정을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
1 is a configuration diagram schematically showing a conventional photovoltaic device.
2 is an exemplary view showing the configuration of a photovoltaic power generation system according to the present invention.
3 is a diagram illustrating the configuration of the string optimizer in more detail.
4 is a diagram illustrating the configuration of the string controller in more detail.
5 is a power-voltage graph illustrating a case in which the power fluctuation range is increased.
6 is a voltage-current graph with temperature and solar radiation change.
FIG. 7 is an exemplary diagram for describing the configuration and operation of the inverter of FIG. 2.
FIG. 8 is a diagram illustrating a power conversion module of the inverter illustrated in FIG. 7.
9 is a perspective view schematically showing the appearance of an inverter according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating an operation of preventing unlocking of an inverter power conversion module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성을 도시한 예시도이다. 2 is an exemplary view showing the configuration of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 태양전지 어레이(100), 스트링 옵티마(200), 인버터(300)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the photovoltaic power generation system according to the embodiment of the present invention includes a solar cell array 100, a string optima 200, and an inverter 300.

태양전지 어레이(100)는 태양광을 전력으로 변환하여 스트링 옵티마(200)에 제공한다. 이를 위해, 태양전지 어레이(100)는 복수의 태양전지 스트링(120)으로 구성되며, 각 태양전지 스트링(120)은 복수의 태양전지 모듈(110)을 직렬로 연결하여 구성된다. The solar cell array 100 converts sunlight into power and provides the string to the optimizer 200. To this end, the solar cell array 100 is composed of a plurality of solar cell string 120, each solar cell string 120 is configured by connecting a plurality of solar cell module 110 in series.

이러한 태양전지 어레이(100)에 구성된 각각의 태양전지 스트링(120)은 스트링별 발전 용량이 상이할 수 있으며, 서로 다른 태양전지 스트링(120)은 상이한 태양전지 모듈로 구성될 수 있다. 또한, 동일한 태양전지 스트링(120)에 포함되는 태양전지 모듈(110)도 서로 다른 용량, 발전전압, 작동방식을 가지도록 할 수 있다. 구체적으로 하나의 태양전지 스트링(120)을 발전전력이 5kw인 태양전지 모듈을 복수개 직렬 연결하여 구성할 수 있으며, 다른 태양전지 스트링(120)은 발전전력이 3kw인 태양전지 모듈(110)을 복수개 직렬 연결하여 구성할 수 있다. 또한, 하나의 스트링은 태양전지 모듈(110)이 고정된 고정형 태양전지 모듈로 구성하고, 다른 스트링은 태양을 따라 태양전지 모듈(110)의 방향, 각도가 변경되도록 한 추적형으로 구성될 수 있다. 아울러, 태양전지 스트링(120) 각각은 스트링 옵티마(200)의 스트링 변환부(230)에 각각 연결되어, 발전전력을 스트링 변환부(230)에 공급한다. Each of the solar cell strings 120 configured in the solar cell array 100 may have a different power generation capacity for each string, and different solar cell strings 120 may be configured with different solar cell modules. In addition, the solar cell modules 110 included in the same solar cell string 120 may have different capacities, power generation voltages, and operation methods. Specifically, one solar cell string 120 may be configured by connecting a plurality of solar cell modules having a power generation of 5 kw in series, and the other solar cell string 120 includes a plurality of solar cell modules 110 having a generating power of 3 kw. It can be configured by serial connection. Also, one string may be configured as a fixed solar cell module to which the solar cell module 110 is fixed, and the other string may be configured as a tracking type such that the direction and angle of the solar cell module 110 are changed along the sun. . In addition, each of the solar cell strings 120 is connected to the string converter 230 of the string optimizer 200 to supply the generated power to the string converter 230.

스트링 옵티마(200)는 태양전지 스트링(120) 각각에 대한 최대 전력점 추종을 수행하여, 태양전지 스트링(120)들이 최대전력을 발전하도록 함과 아울러, 태양전지 스트링(120)으로부터 공급되는 발전전력의 전압을 인버터 입력전압에 맞게 변환하여 인버터(300)에 공급한다. The string optima 200 performs the maximum power point tracking for each of the solar cell strings 120, so that the solar cell strings 120 generate the maximum power, and generate power generated from the solar cell strings 120. The voltage is converted to match the inverter input voltage and supplied to the inverter 300.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 스트링 옵티마(200)는 두 가지는 전력추종 알고리즘을 조건에 따라 선택적으로 적용하여 최대 전력점 추종을 수행한다. 구체적으로, 스트링 옵티마(200)는 발전전력이 크게 변하지 않는 상태 즉, 광량, 일사량, 조도, 태양전지 모듈의 온도, 태양전지 모듈 주변의 온도 등이 급격한 변화를 보이지 않는 경우와 급격한 변화가 발생하는 경우에 따라 다른 최대 전력점 추종 방법을 적용하여 발전전력의 최대 전력점 추종을 수행한다. 또한, 스트링 옵티마(200)는 태양전지 모듈(110)의 발전에 영향을 주는 환경요소를 감지하고, 감지값에 따른 최대 전력점 추종을 수행한다. 이를 위해 스트링 옵티마(200)는 스트링 제어부(210), 스트링 변환부(230)및 감지부(290)를 포함하여 구성된다. In particular, the string optimizer 200 according to an embodiment of the present invention performs a maximum power point tracking by selectively applying a power tracking algorithm according to two conditions. In detail, the string optima 200 does not significantly change the generation power, that is, when the amount of light, insolation, illuminance, the temperature of the solar cell module, the temperature around the solar cell module, and the like do not show a sudden change. In some cases, the maximum power point tracking of the generated power is performed by applying another maximum power point tracking method. In addition, the string optimizer 200 detects environmental factors affecting the power generation of the solar cell module 110 and performs the maximum power point tracking according to the detected value. To this end, the string optimizer 200 includes a string controller 210, a string converter 230, and a detector 290.

스트링 제어부(210)는 스트링 변환부(230)를 각각 제어하여 태양전지 스트링(120)별 최대 전력점 추종을 수행하도록 하고, 이를 통해 태양전지 어레이(100)가 최대전력을 생산할 수 있도록 한다. 이를 위해 스트링 제어부(210)는 각 스트링 변환부(230)에 최대 전력점 추종을 위한 추종제어신호를 제공한다. The string controller 210 controls the string converters 230 to perform the maximum power point tracking for each solar cell string 120, thereby allowing the solar cell array 100 to produce the maximum power. To this end, the string controller 210 provides a tracking control signal for tracking the maximum power point to each string converter 230.

또한, 스트링 제어부(210)는 추종제어신호의 생성시 감지부(290)로부터의 감지값을 추종제어신호에 반영하여 제어신호를 생성하게 된다. 구체적으로 스트링 제어부(210)는 발전전력이 거의 일정한 수준으로 유지되는 제1상태와 발전전력의 급격한 변화로 인한 빠른 추종이 필요한 제2상태에 따라 스트링 변환부를 제어하기 위한 제어알고리즘을 달리하고, 이에 따라 다른 제어신호를 스트링 변환부(230)에 공급한다. 이러한 스트링 제어부(210)의 상세한 기능 및 구성에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다. In addition, the string controller 210 generates a control signal by reflecting the detection value from the detector 290 in the following control signal when generating the following control signal. In detail, the string controller 210 varies a control algorithm for controlling the string converter according to a first state in which the generated power is maintained at a substantially constant level and a second state requiring rapid following due to a sudden change in the generated power. Accordingly, another control signal is supplied to the string converter 230. Detailed functions and configurations of the string controller 210 will be described in detail later.

스트링 변환부(230)는 태양전지 어레이(100)를 구성하는 각각의 태양전지스트링(120)과 연결되어, 스트링 제어부(210)의 제어에 따라 태양전지스트링(120)별 최대 전력점 추종을 수행하여 태양전지 어레이(100)가 최대 전력을 생산할 수 있게 한다. The string converter 230 is connected to each of the solar cell strings 120 constituting the solar cell array 100 and performs maximum power point tracking for each solar cell string 120 under the control of the string controller 210. To allow the solar cell array 100 to produce maximum power.

또한, 스트링 변환부(230)는 각각의 태양전지스트링(120)으로부 생산된 발전전력의 전압을 인버터(300)의 입력전압에 맞게 승압 또는 감압하고, 변압된 발전전력을 인버터(300)에 전달한다. 특히, 스트링 변환부(230)들의 출력은 취합되어 인버터(300)에 입력되며, 이를 위해, 각 스트링 변환부(230)는 출력전압의 크기가 동일해지도록 발전전력의 전압을 변환하게 된다. 이를 위해 스트링 변환부(230)는 스트링 제어부(210)로부터의 추종제어신호에 따라 최대 전력점 추종을 수행하며, 특히, 제1상태와 제2상태에 따라 다른 추종방법을 적용하여, 빠른 추종 및 최대 효율로 최대 전력점 추종이 이루어질 수 있게 한다. In addition, the string converter 230 boosts or decompresses the voltage of the generated power generated by each solar cell string 120 to match the input voltage of the inverter 300, and converts the transformed generated power into the inverter 300. To pass. In particular, the outputs of the string converters 230 are collected and input to the inverter 300. For this purpose, each string converter 230 converts the voltage of the generated power so that the magnitude of the output voltage is the same. To this end, the string converter 230 performs the maximum power point tracking according to the following control signal from the string controller 210, and in particular, applies a different tracking method according to the first state and the second state, thereby quickly following the Maximum power point tracking can be achieved with maximum efficiency.

감지부(290)는 태양전지 어레이(100)의 발전량에 영향을 끼치는 환경요소를 감지하여 감지값을 생성하고, 생성된 감지값을 스트링 옵티마(200)의 스트링 제어부(210)에 전달한다. 여기서, 환경요소는 일사량, 일조량, 조도, 태양전지 모듈(110)의 온도, 태양전지 모듈(110) 또는 태양전지스트링(120) 주변의 온도, 풍향, 풍속, 습도와 같이 발전량에 직접적인 영향이 있거나, 태양전지 모듈(110)의 온도 또는 장애물의 유무와 같이 발전량의 변화를 야기할 수 있는 요소를 포함한다. 또한, 감지부(290)는 일사량, 일조량, 조도와 같은 태양광 및 태양전지 모듈(110)의 온도를 필수적으로 감지하고 감지결과를 감지값에 포함시켜 스트링 제어부(210)에 전달한다. 이를 위해 감지부(290)는 복수의 감지 센서를 포함하여 구성된다. The detector 290 detects environmental factors affecting the amount of power generation of the solar cell array 100, generates a sensed value, and transmits the generated sensed value to the string controller 210 of the string optimizer 200. Herein, the environmental factors may have a direct influence on the amount of power generation such as solar radiation, sunshine, illuminance, temperature of the solar cell module 110, temperature of the solar cell module 110 or the solar cell string 120, wind direction, wind speed, and humidity. In addition, the solar cell module 110 includes an element that may cause a change in power generation, such as the temperature or the presence of an obstacle. In addition, the detection unit 290 essentially detects the temperature of the solar light and the solar cell module 110, such as the amount of solar radiation, sunshine, illumination and the like and transmits the detection result to the string controller 210. To this end, the sensing unit 290 includes a plurality of sensing sensors.

인버터(300)는 스트링 옵티마(200)에 의해 동일한 전압크기를 가지도록 변환된 발전전력을 제공받아 교류전력으로 변환한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 인버터(300)는 변환효율을 높이고, 구동에 따른 소모 및 고장을 감소시키기 위해 복수의 전력 변환모듈(340)을 선택적으로 구동시킨다. The inverter 300 receives the generated power converted to have the same voltage size by the string optimizer 200 and converts the generated power into AC power. In particular, the inverter 300 according to the embodiment of the present invention selectively drives the plurality of power conversion modules 340 in order to increase conversion efficiency and reduce consumption and failure due to driving.

이를 위해 인버터(300)는 스트링 옵티마(200)로부터 출력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하기 위한 복수의 전력 변환모듈(340)과, 스트링 옵티마(200)로부터 취합되어 출력되는 발전전력을 복수의 전력 변환모듈(340)로 분배하기 위한 배전부(330)를 포함하여 구성된다. 이 인버터(300)는 발전전력의 용량에 따라 가동될 전력 변환모듈(340)의 수 및 용량을 판단하고, 판단결과에 따라 복수의 전력 변환모듈(340) 중 하나 이상을 선택하여 직류전력인 발전전력을 교류전력으로 변환한다. 이러한 전력 변환모듈(340)은 제어의 용이, 교환 및 생산의 용이함을 위해 동일한 변환용량을 가지도록 구성된다. 하지만, 상이한 변환 용량을 가지는 복수의 전력 변환모듈(340)로 구성될 수 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. To this end, the inverter 300 includes a plurality of power conversion modules 340 for converting direct current power output from the string optimizer 200 into alternating current power, and generated power generated from the string optimizer 200. It is configured to include a distribution unit 330 for distribution to the conversion module 340. The inverter 300 determines the number and capacity of the power conversion module 340 to be operated according to the capacity of the generated power, and selects one or more of the plurality of power conversion modules 340 according to the determination result to generate the DC power generation. Convert power to AC power. The power conversion module 340 is configured to have the same conversion capacity for ease of control, exchange and production. However, it may be composed of a plurality of power conversion module 340 having a different conversion capacity, thereby not limiting the present invention.

아울러, 인버터(300), 특히, 인버터제어부(320)는 가동될 변환부의 선택을 위해 전력 변환모듈(340)의 구동시간을 수집하고, 수집된 구동시간 정보를 확인하여 가동시간이 적은 전력 변환모듈(340)을 우선적으로 선택하여 구동시키게 된다.In addition, the inverter 300, in particular, the inverter control unit 320 collects the driving time of the power conversion module 340 to select the conversion unit to be operated, and checks the collected driving time information power conversion module with a low operating time 340 is preferentially selected and driven.

다음, 도 3을 참조하여 스트링 옵티마의 구성을 좀 더 상세히 살펴본다. 도 3은 스트링 옵티마의 구성을 좀더 상세히 도시한 구성 예시도이다.Next, the configuration of the string optimizer will be described in more detail with reference to FIG. 3. 3 is a diagram illustrating the configuration of the string optimizer in more detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스트링 옵티마(200)는 스트링 제어부(210), 스트링 변환부(230) 및 감지부(290)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the string optimizer 200 according to an embodiment of the present invention includes a string controller 210, a string converter 230, and a detector 290.

스트링 옵티마(200)는 태양전지 스트링(120) 각각에 대한 최대 전력점 추종 및 직류-직류 변환을 수행한다. 이 스트링 옵티마(200)는 특성이 상이한 태양전지스트링(120)을 통합하여 최대 전력점 추종을 수행함으로 인해 발생할 수 있는 효율저하를 방지한다. 구체적으로 스트링 옵티마(200)는 각각의 태양전지스트링(120)에 대해 개별적인 최대 전력점 추종을 수행한다. 또한, 스트링 옵티마(200)는 최대 전력점 추종과 함께 태양전지스트링(120)으로부터의 출력전압(vs : vs1 내지 vsn)을 승압 또는 감압하여 인버터(300)의 입력전압(vo)으로 직류-직류 변환한다. 이를 위해 스트링 옵티마(200)는 직류변환기(231)와 mppt 제어기(Maximum Power Point Tracking, 233)를 포함하여 구성되며, 이외에도 태양전지 스트링(120)과 직류변환기(231) 사이에 연결되는 퓨즈(251), 직류변환기(231)와 인버터(300) 사이에 연결되는 회로차단기(CB : Circuit Breaker, 253)를 더 포함하여 구성된다. The string optimizer 200 performs maximum power point tracking and DC-DC conversion for each of the solar cell strings 120. The string optimizer 200 integrates the solar cell strings 120 having different characteristics to prevent efficiency degradation that may occur due to the maximum power point tracking. Specifically, the string optima 200 performs individual maximum power point tracking for each solar cell string 120. In addition, the string optima 200 boosts or decompresses the output voltage vs from vs1 to vsn from the solar cell string 120 along with the maximum power point tracking so as to provide direct current to the input voltage vo of the inverter 300. To convert. To this end, the string optimizer 200 includes a DC converter 231 and an mppt controller (Maximum Power Point Tracking, 233), and a fuse 251 connected between the solar cell string 120 and the DC converter 231. ), And a circuit breaker (CB) 253 connected between the DC converter 231 and the inverter 300.

직류변환기(231)는 스트링의 출력전압(vs) 각각을 인버터(300)의 입력전압(vo)으로 직류변환한다. 이러한, 직류변환기(231)는 mppt 제어기(233)의 제어에 따라 직류변환을 수행한다. 이때, 직류변환기(231)들은 크기의 출력전압 즉, 인버터 입력전압(vo)이 되도록 직류변환을 수행한다. 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 직류변환기(231) 출력은 취합되고 회로차단기(253)를 거쳐 인버터(300)에 공급된다. 이와 같이 스트링 옵티마(200)는 직류변환기(231)에 의해 각 스트링별 최대 전력점 추종을 수행하여, 태양전지스트링 각각에서 최대 전력이 생산되도록 한다. 그리고, 스트링 옵티마(200)는 태양전지스트링(120)별로 다른 출력을 각각 변압하여 일정한 크기의 출력전압을 생성하도록 함으로써 변환에 따른 전력손실을 방지하게 된다. 또한, 스트링 옵티마(200)는 직류변환기(231)로부터 출력되는 전압의 크기를 동일하게 하고, 이를 취합하여 인버터(300)에 전달함으로써, 인버터(300)가 전압의 크기가 상이한 발전전력을 변환함으로써 발생할 수 있는 효율저하를 방지하고, 높은 효율로 구동될 수 있게 한다.The DC converter 231 converts each of the output voltages VS of the string into input voltages vo of the inverter 300. The DC converter 231 performs DC conversion under the control of the mppt controller 233. At this time, the DC converters 231 perform DC conversion so that the output voltage of the magnitude, that is, the inverter input voltage vo. As shown in FIG. 3, the outputs of the plurality of DC converters 231 are collected and supplied to the inverter 300 through the circuit breaker 253. As described above, the string optimizer 200 performs the maximum power point tracking for each string by the DC converter 231, so that the maximum power is produced in each of the solar cell strings. In addition, the string optimizer 200 transforms the output of each of the solar cell strings 120 so as to generate an output voltage having a predetermined magnitude, thereby preventing power loss due to conversion. In addition, the string optimizer 200 equalizes the magnitude of the voltage output from the DC converter 231, collects the same, and transfers the generated voltage to the inverter 300, whereby the inverter 300 converts generated power having different voltage magnitudes. This prevents any efficiency degradation that may occur and allows it to be driven with high efficiency.

한편, mppt 제어기(233)는 스트링 제어부(210)의 추종제어신호에 따라 각 직류변환기(231)의 최대 전력점 추종 및 직류변환을 제어하게 된다. 특히, 본 발명에서는 제1상태와 제2상태에 따라 다른 추종방법을 적용하여 최대 전력점 추종을 수행하게 된다. 이에 대해서는 하기의 스트링 제어부(210)의 설명을 통해 좀더 상세히 설명하기로 한다. Meanwhile, the mppt controller 233 controls the maximum power point tracking and DC conversion of each DC converter 231 according to the tracking control signal of the string controller 210. In particular, the present invention performs the maximum power point tracking by applying a different tracking method according to the first state and the second state. This will be described in more detail with reference to the string controller 210 below.

스트링 제어부(210)는 감지값에 의해 추종제어신호를 생성하여, 추종제어신호에 따라 각각의 mppt 제어기(233)를 제어하여, mppt 제어기(233)가 각 태양전지 스트링(120)에 대한 최대 전력점추종 및 직류변환을 수행할 수 있게 한다. 이 스트링 제어부(210)는 전술한 바와 같이 전력 감지값과 전력변동상태에 따라 추종제어신호를 생성한다. The string controller 210 generates a tracking control signal based on the detected value and controls each mppt controller 233 according to the tracking control signal, so that the mppt controller 233 has the maximum power for each solar cell string 120. Allows to perform point tracking and direct current conversion. The string controller 210 generates a tracking control signal according to the power detection value and the power fluctuation state as described above.

구체적으로 스트링 제어부(210)는 직접제어방식, 피엔오(P&O : Perturb & Observe)방식, 증분컨덕턴스(IncCond : Incremental Conductance), 이력밴드 변동제어(Hysterisis band) 방식 중 전력변동 상태에 따라 다른 방식의 추종 알고리즘을 적용하여 추종제어신호를 생성한다.In detail, the string controller 210 may have a different method according to a power fluctuation state among a direct control method, a P & O (Perturb & Observe) method, an incremental conductance (IncCond: Incremental Conductance), and a hysterisis band method. A tracking control signal is generated by applying a tracking algorithm.

여기서, 각 방식에 대해 간단히 설명하면 직접제어방식은 온도나 일사량과 같이 발전량 변화에 기여하는 항목을 입력하여 추종점을 변화시킴으로써 전력점을 추종한다. 예를 들어 직접제어방식은 온도 또는 일사량에 대한 비례상수를 미리 산출하고, 이를 추종제어 신호 생성에 적용하여 입력된 비례상수에 따라 최대 전력점을 탐색하는 방법이다.Here, briefly describing each method, the direct control method follows the power point by changing the tracking point by inputting an item contributing to the change in power generation amount such as temperature or solar radiation. For example, the direct control method is a method of calculating a proportional constant with respect to temperature or insolation in advance and applying it to generation of a follow-up control signal to search for the maximum power point according to the input proportional constant.

피엔오방식은 태양전지 스트링의 출력전압을 주기적으로 증가 또는 감소시키고, 이전의 출력과 현재의 출력을 비교하여 최대 동작점을 찾는다.The PENO method increases or decreases the output voltage of the solar cell string periodically and compares the previous output with the current output to find the maximum operating point.

증분컨덕턴스방식은 태양전지스트링(120)의 출력 컨덕턴스와 증분 컨덕턴스를 비교하여 최대 전력동작점을 추종한다. 예를 들어 증분컨덕턴스방식은 출력컨덕턴스가 증분컨덕턴스에 비해 큰 경우 추종전압을 감소시키고, 출력컨덕턴스가 증분컨덕턴스에 비해 작은 경우 추종전압을 증가시키며, 출력컨덕턴스와 증분컨덕턴스가 같은 경우 최대출력점으로 판단하는 방식이다. The incremental conductance method follows the maximum power operating point by comparing the output conductance of the solar cell string 120 with the incremental conductance. For example, the incremental conductance method reduces the tracking voltage when the output conductance is larger than the incremental conductance, increases the tracking voltage when the output conductance is smaller than the incremental conductance, and determines the maximum output point when the output conductance and the incremental conductance are the same. That's the way it is.

또한, 이력밴드 변동제어방식은 태양전지 스트링(120)의 출력전압을 최대 전력점까지 증가시킨 후, 임의의 이득을 최대 전력점에서의 전력과 곱하여 최소전력값을 지정한다. 이때, 최소전력값은 두 개가 생기는데 최대 전력점을 기준으로 태양전지 스트링(120)의 출력전압을 증가 또는 감소시키면서 매 주기로 동작하도록 하는 방식이다.In addition, the hysteresis band variation control method increases the output voltage of the solar cell string 120 to the maximum power point, and then multiplies any gain by the power at the maximum power point to specify the minimum power value. In this case, two minimum power values are generated. The minimum power value is generated by increasing or decreasing the output voltage of the solar cell string 120 based on the maximum power point.

이러한 추종방식들은 각각의 장단점을 가진다. 직접제어방식은 구성이 간단하며, 감지값에 대한 즉각적인 대응이 가능하지만, 제시된 방식 중 변환 효율이 가장 낮다. 피엔오 방식은 환경요소가 서서히 변하는 상황에서는 최대 전력점이 안정되어 변환효율이 우수하지만, 급변하는 경우 추종 제어가 실패하는 경우가 발생하는 단점이 있다. 또한, 증분컨덕턴스 방식은 환경요소가 급변하는 경우에도 빠른 추종이 가능하지만, 연산 및 제어알고리즘이 복잡하여 제어장치의 구성에 큰 비용이 소요되는 단점이 있다. 그리고, 이력밴드 변동제어방식은 최대 전력점 부근에서 최대 전력점이 한개 이상 생기는 경우에도 전력 추종이 가능하지만, 최대 전력점에서의 전력손실을 유발하는 단점이 있다.These tracking methods have their advantages and disadvantages. The direct control method is simple in configuration and allows immediate response to the detected value, but has the lowest conversion efficiency among the proposed methods. The PENO method has excellent conversion efficiency because the maximum power point is stabilized in the case of slowly changing environmental factors, but there is a disadvantage in that following control fails in case of sudden change. In addition, the incremental conductance method is capable of fast tracking even when environmental factors change rapidly, but has a disadvantage in that a large amount of cost is required for the configuration of the control device due to the complicated computation and control algorithms. In addition, the hysteresis band fluctuation control method is capable of tracking power even when at least one maximum power point occurs near the maximum power point, but has a disadvantage of causing power loss at the maximum power point.

본 발명에서는 환경요소의 변동 폭이 크지 않아 추종 효율이 중요한 제1상태에서는 증분컨덕턴스방식 또는 피엔오 방식을 이용하고, 변동폭이 커서 빠른 추종이 필요한 제2상태에서는 직접제어방식 또는 증분컨덕턴스방식 또는 이력밴드 변동제어 방식을 이용하여 추종을 수행한다. 이러한, 상태에 따른 다른 추종특성을 가지는 추종방식을 적용하여 빠른 추종 및 효율적인 추종이 이루어지도록 할 수 있다. 특히, 이러한 추종방식의 실행은 스트링 제어부(210)와 스트링 변환부(230)가 나누어 처리하도록 함으로써 회로 및 제어방법이 복잡해지는 것을 방지하면서도 우수한 효율의 추종 실현이 가능하다.In the present invention, the incremental conductance method or PENO method is used in the first state in which the tracking efficiency is important because the fluctuation range of the environmental element is not large, and the direct control method or the incremental conductance method or hysteresis is used in the second state in which the fluctuation range is large and requires fast tracking. Tracking is performed using the band shift control method. By applying a tracking method having different tracking characteristics according to the state, fast tracking and efficient tracking can be achieved. In particular, the execution of the tracking method may be performed by splitting the string controller 210 and the string converter 230, thereby preventing the circuit and the control method from being complicated, while achieving excellent tracking efficiency.

이에 대해서는 하기의 도 4 및 도 5를 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.This will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 below.

도 4는 스트링 제어부의 구성을 좀 더 상세히 도시한 구성 예시도이다. 4 is a diagram illustrating the configuration of the string controller in more detail.

스트링 제어부(210)는 상태 판단부(211), 추종범위 산출부(213), 제어신호 생성부(215) 및 추종이력 저장부(217)를 포함하여 구성된다. The string controller 210 includes a state determination unit 211, a following range calculation unit 213, a control signal generator 215, and a following history storage unit 217.

상태 판단부(211)는 감지값과 태양전지 스트링(120)의 출력값을 통해 전력변동폭을 확인하고, 확인된 변동폭을 미리 정해진 기준변동폭과 비교하여 현재상태를 판단하며, 판단결과에 따른 상태정보를 추종범위 산출부(213)에 전달한다. 여기서 기준변동폭은 제1상태에서 전력추종을 위해 선택된 추종방식이 추종을 실패하는 전압변화, 일사량, 온도 변화 중 어느 하나 이상을 통해 선정될 수 있다. 즉, 상태 판단부(211)는 태양전지 스트링(120)에서 생산된 발전전력의 전압에 대한 단위시간 당 변화율, 일사량의 단위 시간당 변화율, 온도의 단위 시간당 변화율을 판단하여 전력변동 폭을 확인하고, 이를 통해 현재 상태가 제1상태인지 제2상태인지 판단하게 된다. 그리고, 상태 판단부(211)는 현재 상태가 제1상태인지 제2상태인지를 추종범위 산출부(213)에 알려주게 된다. 여기서, 기준변동폭은 추종실패 값과 무관하게 사용자에 의해 정해질 수 있다.상태 판단부(211)는 태양전지 스트링(120) 각각에 대해 연속적으로 상태 판단을 수행하게 된다.The state determination unit 211 checks the power fluctuation range through the sensed value and the output value of the solar cell string 120, compares the checked fluctuation range with a predetermined reference fluctuation range, and determines the current state. Transfer to the following range calculation unit 213. Here, the reference variation width may be selected through any one or more of voltage change, solar radiation, and temperature change in which the following tracking method selected for power tracking in the first state fails to follow. That is, the state determination unit 211 determines the change rate of power by determining the change rate per unit time, the change rate per unit time of solar radiation, and the change rate per unit time of temperature with respect to the voltage of the generated power produced by the solar cell string 120, Through this, it is determined whether the current state is the first state or the second state. The state determination unit 211 notifies the following range calculation unit 213 of whether the current state is the first state or the second state. Here, the reference variation width may be determined by the user regardless of the tracking failure value. The state determination unit 211 continuously performs the state determination on each of the solar cell strings 120.

추종범위 산출부(213)는 감지부(290)로부터의 감지값과 상태 판단부(211)에서 판단된 현재상태 정보에 따라, 추종방식, 최대 전력점 추종을 수행할 전압, 전류 범위를 선택하고, 선택된 범위 값을 제어신호 생성부(215)에 전달한다. 즉, 추종범위 산출부(213)는 감지값, 현재상태정보, 태양전지 스트링(120)의 출력전압을 이용하여, 현재 기상상태에서 태양전지 모듈(110)의 전력 생산치가 최대가 될 수 있는 전압과 전류 범위를 산출한다. 구체적으로 추종범위 산출부(213)는 현재상태가 제1상태인지 제2상태인지에 따라 추종방식을 선택하고, 선택된 추종방식에 감지값에 의한 전압 감소, 전압 증가, 감소폭, 증가폭을 반영하여 추종을 수행할 전압과 전류 범위를 선정하게 된다. 그리고, 추종범위 산출부(213)는 산출된 추종범위를 감지값과 함께 추종이력 저장부(217)에 전달함과 아울러, 제어신호 생성부(215)에 전달한다. 이러한 추종범위 산출부(213)는 추종 효율을 위해 제1상태에서 제2상태로 현재상태가 변경되거나, 제2상태를 유지하거나 또는 제2상태에서 제1상태로 변경된 태양전지 스트링(120)과 연결된 mppt 제어기(233)에 대한 추종범위를 산출하게 된다. 구체적으로 제1상태를 유지하는 태양전지 스트링(120)과 이에 연결된 mppt 제어기(233)의 경우 환경요소를 반영하지 않더라도 제1상태에 맞게 선택된 추종방식에 의해 높은 효율의 전력 추종을 수행하게 되며, 이때 환경요소 변화의 반영분을 적용하지 않더라도 빠른 추종이 이루어질 수 있다. 반면에, 제2상태를 유지하거나, 제1상태에서 제2상태로 상태가 변경된 경우와 같이 변동폭이 큰 경우에는 제2상태에 선택된 추종방식에 의한 추종이 좀더 빠르고 효율적으로 진행될 수 있도록 환경요소를 고려한 추종범위 산출을 수행한다. 즉, 추종범위 산출부(213)는 환경요소의 증감분을 고려하여 추종범위에 해당하는 전압범위와 전류 범위를 축소하거나, 증가하는 상태인지 감소되는 상태인지를 한정함으로써 빠른 추종이 수행될 수 있도록 한다. 아울러, 제2상태에서 제1상태로 변경되는 경우 제1상태에 정해진 추종방식을 적용함과 아울러 변환에 따른 추종 실패를 방지하기 위해 제1상태 추종방식이 추종을 성공할 수 있는 범위의 전압범위 전류범위, 증감상태를 산출하여 제어신호 생성부(215)에 전달하게 된다. The following range calculating unit 213 selects a tracking method, a voltage to perform maximum power point tracking, and a current range according to the detected value from the detector 290 and the current state information determined by the state determining unit 211. The controller transmits the selected range value to the control signal generator 215. That is, the following range calculation unit 213 uses the sensed value, the current state information, and the output voltage of the solar cell string 120, so that the power generation value of the solar cell module 110 can be maximized in the current weather state. Calculate the overcurrent range. In detail, the following range calculating unit 213 selects a tracking method according to whether the current state is the first state or the second state, and follows the current tracking method by reflecting the voltage decrease, the voltage increase, the decrease width, and the increase width by the detected value. Select the voltage and current range to perform. The tracking range calculator 213 transmits the calculated tracking range to the tracking history storage unit 217 together with the detected value, and also to the control signal generator 215. The tracking range calculation unit 213 may be configured to change the current state from the first state to the second state, maintain the second state, or change the second state from the second state to the first state for tracking efficiency. The tracking range for the connected mppt controller 233 is calculated. In detail, in the case of the solar cell string 120 maintaining the first state and the mppt controller 233 connected thereto, power tracking of the high efficiency is performed by the following tracking method selected according to the first state without reflecting environmental factors. At this time, even if the reflection of the change in environmental factors is not applied, fast following can be achieved. On the other hand, if the fluctuation range is large, such as when the state is maintained in the second state or when the state is changed from the first state to the second state, the environmental element may be changed more quickly and efficiently to follow the tracking method selected in the second state. Perform the calculation of the following range of consideration. That is, the following range calculating unit 213 reduces the voltage range and the current range corresponding to the following range in consideration of the increase / decrease of the environmental element, or limits the increasing or decreasing state so that the fast following can be performed. . In addition, in the case of changing from the second state to the first state, a voltage range current of a range in which the first state following method can succeed the following state in order to apply the following tracking method specified in the first state and to prevent the following failure due to the conversion. The range and increase / decrease state are calculated and transmitted to the control signal generator 215.

제어신호 생성부(215)는 상태 판단부(211)와 추종범위 산출부(213)에서 생성된 추종방식에 따른 제어신호를 생성하여 mppt 제어기(233)에 전달하게 된다. 여기서, 제어신호 생성부(215)가 제1 및 제2상태추종방식 중 어느 하나를 수행하고, mppt 제어기(233)가 나머지 하나의 추종방식을 수행하도록 할 수 있다. The control signal generator 215 generates a control signal according to the tracking method generated by the state determining unit 211 and the following range calculating unit 213 and transmits the control signal to the mppt controller 233. Here, the control signal generator 215 may perform any one of the first and second state tracking methods, and the mppt controller 233 may perform the other tracking method.

추종이력 저장부(217)는 추종범위 산출부(213)로부터 전달된 추종범위 정보, 감지값 및 현재상태 정보를 저장하고, 저장된 정보를 추종범위 산출부(213)의 요청시 제공하는 역할을 한다. 이 추종이력 저장부(217)는 시간별 감지값, 태양전지 스트링의 출력전압, 사용된 추종방식, 추종방식의 유지시간, 효율 등을 각 태양전지 스트링(120)별로 기록하여 유지하게 된다. The tracking history storage unit 217 stores the tracking range information, the detected value, and the current state information transmitted from the tracking range calculator 213, and provides the stored information at the request of the tracking range calculator 213. . The tracking history storage unit 217 records and maintains the time-sensitive detection value, the output voltage of the solar cell string, the tracking method used, the holding time of the tracking method, the efficiency, and the like for each solar cell string 120.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 추종 과정을 설명하기 위한 도면으로써, 도 5는 전력변동폭이 커지는 경우를 나타낸 전력-전압 그래프이고, 도 6은 온도 및 일사량 변화에 따른 전압-전류 그래프이다. 5 and 6 are views for explaining a tracking process according to the present invention. FIG. 5 is a power-voltage graph showing a case in which the power fluctuation range is increased, and FIG. 6 is a voltage-current graph according to temperature and solar radiation change.

도 5를 참조하면, 그래프 g1은 제1 및 제2상태에 따른 추종을 설명하기 위한 전압-전력 그래프이다. 도 5에서 A1, A2, B1 포인트로 유지되는 상태는 안정적인 제1상태라 할 수 있다. 그리고, A1, A2에서 B1으로 최대 전력점이 이동하거나, 역으로 이동하는 상태는 제2상태라 할 수 있다. 물론, A1에서 B1으로 천천히 이동하는 경우는 제1상태로 보지만, 급격하게 이동하는 경우에는 제2상태로 판단하게 된다.Referring to FIG. 5, a graph g1 is a voltage-power graph for explaining tracking according to the first and second states. In FIG. 5, the state maintained at the points A1, A2, and B1 may be referred to as a stable first state. In addition, the state in which the maximum power point moves from A1 and A2 to B1 or vice versa may be referred to as a second state. Of course, when moving slowly from A1 to B1, the first state is regarded as the first state. However, when moving rapidly, the second state is determined.

이러한 판단근거는 기준변동폭에 의한다. 기준변동폭을 시간당 출력전압의 변화량으로 판단했을 때 제1상태의 추종방식 일례로 피엔오방식의 추종방식을 이용하는 경우 피엔오 방식의 추종이 실패하는 전압변화 폭을 기준변동폭으로 설정하게 된다. 즉, 피엔오방식이 1초 당 ±10V 전후의 변화가 발생하는 경우 추종 실패가 발생하면 기준변동폭은 ±10V/s 이하의 값으로 결정된다. 태양전지 모듈(110)의 온도, 일사량의 경우도 이와 동일한 방식으로 산정된다. 즉, 기준변동폭은 제1상태의 추종방식이 태양전지 스트링(120)의 출력변화시 추종실패를 발생시키는 변동폭 이하의 값으로 설정된다. This judgment is based on the standard fluctuation range. When the reference fluctuation range is determined as the amount of change in the output voltage per hour, when the PENO type following method is used as the following method of the first state, the voltage change width at which the PENO type fails to be set is set as the reference variable width. That is, in the case where the PENO method changes around ± 10V per second, if the tracking failure occurs, the reference variation width is determined to be less than ± 10V / s. The temperature and the amount of solar radiation of the solar cell module 110 are also calculated in the same manner. That is, the reference variation width is set to a value less than or equal to the variation width that causes the tracking failure in the first state following the output change of the solar cell string 120.

그리고 기준변동폭에 따라 제1상태와 제2상태의 결정이 이루어지며, 상태에 따라 다른 추종방식을 선택하여 이용한다. 즉 곡선 g1에서와 같이 최대 전력점이 A1, A2 사이에서 변동되어 제1상태 추종방식의 기준변동폭을 벗어나지 않는 경우 제1상태 추종방식에 의해 최대 전력점 추종이 이루어진다.The first state and the second state are determined according to the reference variation width, and different tracking methods are selected and used according to the state. That is, when the maximum power point is varied between A1 and A2 as shown in the curve g1 and does not deviate from the reference fluctuation range of the first state tracking method, the maximum power point tracking is performed by the first state tracking method.

그리고, 전력-전압 곡선이 급격하게 g1 에서 g2로 변화하는 경우, 제1상태 추종방식의 기준변동폭을 벗어나게 되며, 이 과정에서 제2상태 추종방식이 적용되어 최대 전력점 추종이 이루어진다. 그리고 시간이 경과하여 전력-전압 곡선이 g2 또는 g2에서 서서히 변화하는 상태가 되고, 변화량이 기준변동폭 이하의 값이면 제1상태로 인정되어 제1상태 추종방식이 적용되고, 제1상태 추종방식에 의해 추종이 이루어진다. 이러한 추종방식의 변화는 전술한 바와 같이 제1상태 추종방식의 추종 실패가 발생할 수 있는 변동값의 여부에 따른다. In addition, when the power-voltage curve suddenly changes from g1 to g2, it is out of the reference variation range of the first state tracking method, and in this process, the second state tracking method is applied to achieve maximum power point tracking. Then, as time passes, the power-voltage curve gradually changes from g2 or g2. If the amount of change is less than or equal to the reference variation width, it is regarded as the first state, and the first state following method is applied to the first state following method. Follow is made by. The change in the tracking method depends on whether there is a change value in which the tracking failure of the first state tracking method may occur as described above.

일례로 본 발명에서는 제1상태에서는 전력변동폭이 작고, 서서히 변하는 경우 최대 전력점을 안정시켜 추종효율이 좋은 피엔오방식을 제1상태 추종방식으로 사용하고, 제2상태에서는 빠른 추종이 가능한 증분컨덕턴스 방식 또는 이력밴드 변동제어방식을 추종방식으로 이용할 수 있다. 또는 제1상태에서는 증분컨덕턴스 방식을 이용하고, 제2상태에서는 이력밴드 변동제어방식을 추종방식으로 적용하는 것도 가능하다. For example, in the present invention, the power fluctuation range is small in the first state, and when it gradually changes, the peak power point is stabilized so that the PENO method having good tracking efficiency is used as the first state following method, and in the second state, an incremental conductance capable of fast following is possible. Method or hysteresis band fluctuation control method can be used as the following method. Alternatively, the incremental conductance method may be used in the first state, and the hysteresis band variation control method may be applied as the following method in the second state.

한편, 도 6은 온도 및 일사량에 따른 태양전지 스트링의 전압 전류 곡선을 나타낸 그래프이다. On the other hand, Figure 6 is a graph showing the voltage and current curve of the solar cell string according to the temperature and solar radiation.

도 6에서 (a)의 경우 일사량은 일정할 때 온도가 변화할 경우를 도시한 그래프로서, B곡선에 비해 온도가 높아지면 C, 온도가 낮아지면 A와 같이 전압이 증감하는 그래프 형태를 나타낸다.In the case of (a) in Figure 6 is a graph showing a case where the temperature changes when a constant, a graph form in which the voltage increases or decreases, such as C when the temperature is higher than the B curve, A when the temperature is lower.

또한, (b)의 경우 온도는 일정할 때 일사량이 변화하는 경우로서, 일사량이 많아지는 경우 c', b', a' 순으로 전압 전류 곡선이 변화하고, 일사량이 적어질 수록 이와 역순으로 전압, 전류 곡선이 변화한다.In the case of (b), when the temperature is constant, the amount of insolation changes. When the amount of insolation increases, the voltage current curve changes in the order of c ', b', a ', and in reverse order as the amount of insolation decreases. , The current curve changes.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 스트링 옵티마(200)는 감지부(290)를 통해 일사량, 태양전지 모듈 온도, 태양전지 모듈 주변의 온도, 풍속, 습도와 같은 환경요소를 감지하여 이를 최대 전력점 추종에 적용할 수 있다.As described above, the string optimizer 200 according to the present invention detects environmental factors such as solar radiation, solar cell temperature, solar cell module temperature, wind speed, and humidity through the sensing unit 290, and follows the maximum power point. Applicable to

이러한 환경요소는 비례상수와 같은 형태로 추종방식에 적용이 가능하다. 즉, 추종방식에 의해 산출된 전압이 (a)에서 V2라고 할 때, 일사량에 의한 증감분,과 온도에 의한 증감분을 산출된 전압에 곱하여 추종 전압을 산출할 수 있다. 특히, 이러한 환경요소의 적용은 안정적인 발전이 이루어지고, 전력변동폭이 작은 제1상태보다는 전력변동폭이 커져서 추종이 어려워지는 제2상태에 적용하는 것이 바람직하다.This environmental factor can be applied to the following method in the form of proportionality constant. That is, when the voltage calculated by the following method is V2 in (a), the following voltage can be calculated by multiplying the calculated voltage by the increase and decrease by the solar radiation and the increase and decrease by the temperature. In particular, the application of such environmental elements is preferably applied to a second state in which stable power generation is achieved and power fluctuation width becomes larger than the first state in which the power fluctuation range is small, making it difficult to follow.

제2상태에서는 추종방식만으로는 이후 전력이 증가하는 쪽으로 전압, 전류 변동이 발생할 지, 발전전력이 감소하는 쪽으로 전압, 전류 변동이 발생할 지 예측하는 것이 힘들며, 이로 인한 추종 실패, 추종 지연에 따른 효율 저하가 발생할 가능성이 높다. 때문에, 이때 환경요소에 의해 전력의 증가/감소 여부를 판단하여 추종방식에 적용하고 이를 통해 발전전력이 증가하는 방향 또는 발전전력이 감소하는 방향을 정하여 전력범위를 산출하면, 추종이 용이해지고, 빠른 추종이 가능해진다.In the second state, it is difficult to predict whether the voltage and current fluctuations will occur in the future when the power increases, or the voltage and current fluctuations will occur in the decrease of the generated electric power. Is likely to occur. Therefore, if the power range is calculated by determining whether the power is increased or decreased by the environmental factor and applying it to the tracking method, and determining the direction in which the generated power increases or decreases the generated power, the tracking becomes easier and faster. Following can be done.

특히, 이와 같이 상태를 구분하여 환경요소를 적용함으로써, 스트링 제어부(210)의 과도한 연산처리를 저감하게 되며, 안정적인 상태에서는 스트링 변환부(230)에 의해 태양전지 스트링(120)의 출력전압, 출력전류를 통해 최대 전력점 추종을 수행하도록 함으로써, 추종 속도, 추종 안정도, 최대 전력 생산 효과를 향상시키는 것이 가능해진다.In particular, by applying the environmental elements by dividing the state in this way, the excessive operation processing of the string controller 210 is reduced, and in the stable state, the output voltage and output of the solar cell string 120 by the string converter 230 By performing the maximum power point following through the current, it becomes possible to improve the following speed, following stability, and maximum power production effect.

다음, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인버터에 대하여 좀 더 상세히 설명한다. 도 7은 도 2의 인버터의 구성 및 동작을 설명하기 위한 예시도이다. Next, an inverter according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 7. FIG. 7 is an exemplary diagram for describing the configuration and operation of the inverter of FIG. 2.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인버터(300)는 스트링 옵티마(200)를 거쳐 전달되는 발전전력의 양에 따라 구동되는 전력 변환모듈(340)의 수를 가변시킴으로써 인버터(300)의 구동효율저하, 변환효율 저하, 노후화 가속을 방지하고, 최적의 상태로 직류-교류 변환을 수행하게 된다. As shown in FIG. 7, the inverter 300 according to the embodiment of the present invention changes the number of power conversion modules 340 driven according to the amount of generated power delivered through the string optima 200. The driving efficiency of 300 is reduced, the conversion efficiency is reduced, and the aging acceleration is prevented, and the DC-AC conversion is performed in an optimal state.

이러한 인버터(300)는 인버터 본체(310)와, 인버터제어부(320), 배전부(330), 복수의 전력 변환모듈(340)을 포함하여 구성된다.The inverter 300 includes an inverter body 310, an inverter controller 320, a power distribution unit 330, and a plurality of power conversion modules 340.

인버터 본체(310)는 인버터(300)의 외관을 형성하여 그 내부에 인버터제어부(320), 배전부(330), 복수의 전력 변환모듈(340)이 장착되도록 한다. The inverter body 310 forms an exterior of the inverter 300 such that the inverter control unit 320, the power distribution unit 330, and the plurality of power conversion modules 340 are mounted therein.

도 7에는 동일한 용량의 전력 변환모듈(340)이 5개로 구성되어 있는 예가 도시되어 있다. 이러한 전력 변환모듈(340)은 인버터제어부(320)의 스위칭제어에 따라 동작하는 배전부(330)에 의해 동작을 수행하게 된다. 여기서, 5개의 전력 변환모듈(340)은 인버터 본체(310)에 대하여 선택적으로 잠금 또는 잠금 해제 가능하게 형성되는데, 구체적인 설명은 후술하도록 한다. 7 illustrates an example in which five power conversion modules 340 having the same capacity are configured. The power conversion module 340 is performed by the power distribution unit 330 operating according to the switching control of the inverter controller 320. Here, the five power conversion module 340 is formed to be selectively locked or unlocked with respect to the inverter body 310, a detailed description will be described later.

스트링 옵티마(200)는 각 태양전지스트링(120)으로부터 제공되는 발전전력을 직류-직류 변환하여 동일한 전압을 가지는 인버터 입력전압으로 변환한다. 이와 같이 변환된 입력전압은 하나로 취합되어 인버터(300)의 배전부(330)에 공급된다. The string optimizer 200 converts the generated electric power provided from each solar cell string 120 into direct current-direct current conversion to an inverter input voltage having the same voltage. The input voltage converted as described above is collected into one and supplied to the power distribution unit 330 of the inverter 300.

배전부(330)는 이러한 인버터 입력전압에 맞게 전압크기가 변환된 발전전력을 전력 변환모듈(340)에 분배하여, 전력 변환모듈(340)이 직류 형태의 발전전력을 교류 형태의 전력으로 변환할 수 있게 한다. The power distribution unit 330 distributes the generated power whose voltage size is converted to the inverter input voltage to the power conversion module 340, so that the power conversion module 340 converts the generated power of the DC form into the power of the AC form. To be able.

이를 위해 인버터제어부(320)는 스트링 옵티마(200) 또는 별도의 계측기를 통해 발전전력의 크기를 판단하고, 가동될 전력 변환모듈(340)의 수를 결정한다. 예를 들어, 각 전력 변환모듈(340)의 변환용량은 50KVA(또는 50KW)이고, 스트링 옵티마(200)로부터 전달되는 전력의 크기가 120KVA(또는 120KW)라고 하면, 인버터제어부(320)는 구동될 전력 변환모듈(340)의 수를 3개로 판단한다. To this end, the inverter controller 320 determines the size of the generated power through the string optimizer 200 or a separate measuring instrument, and determines the number of power conversion modules 340 to be operated. For example, if the conversion capacity of each power conversion module 340 is 50KVA (or 50KW), and the magnitude of power transmitted from the string optimizer 200 is 120KVA (or 120KW), the inverter controller 320 may be driven. The number of power conversion modules 340 is determined to be three.

구동될 전력 변환모듈(340)의 수가 결정되면, 인버터제어부(320)는 스위칭제어신호를 배전부(330)에 전달하여, 배전부(330)가 3개의 전력 변환모듈(340)에 전력을 공급할 수 있는 회로를 구성하도록 제어한다. 배전부(330)는 스위치제어신호에 따라 IGBT와 같은 전력스위칭소자를 동작시켜 3개의 전력 변환모듈(340)와 스트링 옵티마(200)의 출력라인이 연결되게 한다.When the number of power conversion modules 340 to be driven is determined, the inverter controller 320 transmits a switching control signal to the power distribution unit 330 so that the power distribution unit 330 may supply power to the three power conversion modules 340. Control to configure the circuit. The power distribution unit 330 operates a power switching device such as an IGBT according to a switch control signal to connect the three power conversion modules 340 and the output lines of the string optimizer 200.

이때, 인버터제어부(320)는 구동될 전력 변환모듈(340)의 수 뿐만 아니라 구동될 전력 변환모듈(340)을 선택하는 것이 가능하며, 특히, 각 전력 변환모듈(340)의 구동시간에 따라 선택하는 것이 가능하다. 즉, 인버터제어부(320)는 전력 변환모듈(340)의 구동시간이 균일해지도록 구동을 제어한다. 이를 위해 인버터제어부(320)는 각 전력 변환모듈(340)의 구동시간을 측정하고, 구동시간이 적은 전력 변환모듈(340)을 우선하여 구동하도록 배전부(330)의 스위칭을 제어한다. In this case, the inverter controller 320 may select not only the number of power conversion modules 340 to be driven but also the power conversion module 340 to be driven. In particular, the inverter controller 320 may be selected according to the driving time of each power conversion module 340. It is possible to do That is, the inverter controller 320 controls the driving so that the driving time of the power conversion module 340 is uniform. To this end, the inverter control unit 320 measures the driving time of each power conversion module 340, and controls the switching of the power distribution unit 330 to preferentially drive the power conversion module 340 having a low driving time.

도 8은 도 7에 도시된 인버터의 전력 변환모듈을 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a power conversion module of the inverter illustrated in FIG. 7, and FIG. 9 is a perspective view schematically illustrating an appearance of an inverter according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인버터(300)의 전력 변환모듈(340)은 스위칭 회로부(341), 트랜스포머(342), 커패시터부(343), 잔류전하 감지부(344), 전력 변환모듈 제어부(345), 신호 출력부(346), 전력 변환모듈 구동부(347)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the power conversion module 340 of the inverter 300 according to the embodiment of the present invention includes a switching circuit part 341, a transformer 342, a capacitor part 343, and residual charge detection. The unit 344 includes a power conversion module controller 345, a signal output unit 346, and a power conversion module driver 347.

각 전력 변환모듈(340)의 스위칭 회로부(341)는 인버터제어부(320)로부터 인가된 신호를 통해 스위칭 회로부(341) 내부의 트랜지스터들을 구동시켜 교류전압 및 교류전류를 발생시킨다. The switching circuit unit 341 of each power conversion module 340 drives the transistors inside the switching circuit unit 341 through a signal applied from the inverter control unit 320 to generate an AC voltage and an AC current.

스위칭 회로부(341)는 스위칭 소자 예를 들어, MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)등의 전계 효과 트랜지스터들이 하프 브리지 또는 풀 브리지 형태로 연결되어 직류 형태로 입력되는 입력전압을 교류전압으로 변환할 수 있다. The switching circuit unit 341 is a switching element, for example, field effect transistors such as MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) are connected in a half bridge or full bridge form to convert the input voltage input in the DC form into an AC voltage Can be.

트랜스포머(342)는 인가되는 교류전압을 승압하여 승압된 상용전원 전압을 상용전원(11)에 공급한다. 이를 위하여, 트랜스포머(342)는 1차측 코일(미도시)과 2차측 코일(미도시)을 포함한다. 1차측 코일은 스위칭 회로부(341)의 제1 및 제2 출력단(341A,341B) 각각과 연결되고, 2차측 코일은 상용전원(11)과 연결된다. 1차측 코일의 일측단은 스위칭 회로부(341)의 제1출력단(341A)과 연결되고, 타측은 스위칭 회로부(341)의 제2출력단(341B)과 연결된다. 여기서, 1차측 코일에 인가되는 교류전류는 제1출력단(341A)으로 출력되는 교류전압과 제2출력단(341B)으로 입력되는 교류전압에 따라 그 방향이 주기적으로 변한다. 그리고 1차측 코일에 흐르는 전류의 방향이 주기적으로 변한다. 따라서, 2차 측 코일에 상용전원(11) 전류가 유도된다. 트랜스포머(342)는 1차측 코일과 2차측 코일의 권선비에 따라 입력되는 전압을 승압한다. The transformer 342 boosts the applied AC voltage and supplies the boosted commercial power supply voltage to the commercial power supply 11. To this end, the transformer 342 includes a primary coil (not shown) and a secondary coil (not shown). The primary coil is connected to each of the first and second output terminals 341A and 341B of the switching circuit unit 341, and the secondary coil is connected to the commercial power source 11. One end of the primary coil is connected to the first output terminal 341A of the switching circuit unit 341, and the other end thereof is connected to the second output terminal 341B of the switching circuit unit 341. Here, the direction of the alternating current applied to the primary coil is periodically changed according to the alternating current voltage output to the first output terminal 341A and the alternating voltage input to the second output terminal 341B. The direction of the current flowing through the primary coil changes periodically. Therefore, the commercial power source 11 current is induced to the secondary side coil. The transformer 342 boosts the input voltage according to the turns ratio of the primary coil and the secondary coil.

커패시터부(343)는 스위칭 회로부(341)의 제1 및 제2 출력단(341A,341B) 각각에 병렬로 접속된다. 커패시터부(343)는 적어도 하나의 커패시터(343)로 구성될 수 있다. 커패시터부(343)에 형성된 커패시터(343)의 용량을 늘리기 위하여 복수의 커패시터(343)를 사용할 수도 있다. 이러한 경우 복수의 커패시터(343)는 병렬로 형성되는 것이 바람직하다. The capacitor portion 343 is connected in parallel to each of the first and second output terminals 341A and 341B of the switching circuit portion 341. The capacitor unit 343 may be composed of at least one capacitor 343. In order to increase the capacity of the capacitor 343 formed in the capacitor unit 343, a plurality of capacitors 343 may be used. In this case, the plurality of capacitors 343 are preferably formed in parallel.

커패시터부(343)는 스위칭 회로부(341)의 제1 및 제2 출력단(341A,341B)으로 출력되는 교류전압의 리플을 방지할 수 있다. 즉, 커패시터부(343)는 스위칭 회로부(341)에서 트랜지스터들의 구동으로 인하여 발생하는 리플을 방지할 수 있다. The capacitor unit 343 may prevent the ripple of the AC voltage output to the first and second output terminals 341A and 341B of the switching circuit unit 341. That is, the capacitor unit 343 may prevent ripple caused by driving of the transistors in the switching circuit unit 341.

잔류전하 감지부(344)는 트랜스포머(342) 또는 커패시터부(343)의 잔류전하를 감지하는 수단으로서, 트랜스포머(342) 또는 커패시터부(343)에서 잔류전하가 감지될 경우 잔류전하 감지 신호를 출력한다. Residual charge detection unit 344 is a means for detecting the residual charge of the transformer 342 or the capacitor unit 343, and outputs a residual charge detection signal when the residual charge is detected in the transformer 342 or the capacitor unit 343 do.

신호 출력부(346)는 사용자의 선택에 의해 전력 변환모듈(340)의 잠금 또는 잠금 해제를 위해 전력 변환모듈(340)의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 출력한다. 예를 들어, 신호 출력부(346)는 사용자의 물리적인 힘 또는 조작부의 조작에 의하여 전력 변환모듈(340)의 개방을 시도하면 잠금 해제 신호를 출력할 수 있으며, 마찬가지로, 사용자에 의해 전력 변환모듈(340)의 개방을 시도하지 않으면 잠금 신호를 출력할 수 있다. The signal output unit 346 outputs a lock signal or an unlock signal of the power conversion module 340 to lock or unlock the power conversion module 340 by a user's selection. For example, the signal output unit 346 may output a lock release signal when an attempt is made to open the power conversion module 340 by a user's physical force or an operation of the manipulation unit. Similarly, the power conversion module may be output by the user. If no attempt is made to open 340, a lock signal may be output.

전력 변환모듈 제어부(345)는 잔류전하 감지부(344)에서 전력 변환모듈(340)의 잠금 해제 신호가 전력 변환모듈 구동부(347)로 입력되는 것을 차단하여 전력 변환모듈(340)의 잠금이 유지되도록 제어한다. The power conversion module controller 345 blocks the lock release signal of the power conversion module 340 from the residual charge detection unit 344 to be input to the power conversion module driver 347 to maintain the lock of the power conversion module 340. Control as possible.

전력 변환모듈 구동부(347)는 신호 출력부(346)의 전력 변환모듈(340)의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 입력받아 전력 변환모듈(340)을 잠금 또는 잠금 해제시킨다. The power conversion module driver 347 receives the lock signal or the unlock signal of the power conversion module 340 of the signal output unit 346 to lock or unlock the power conversion module 340.

예를 들면, 전력 변환모듈 구동부(347)는 미도시된 스위치와 릴레이를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 전력 변환모듈 구동부(347)는 신호 출력부(346)의 전력 변환모듈(340)의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 입력받아 미도시된 스위치와 릴레이를 통하여 전력 변환모듈(340)이 인버터 본체(310)에 대하여 잠금 또는 잠금 해제되도록 한다. For example, the power conversion module driver 347 may be configured to include a switch and a relay, not shown. That is, the power conversion module driver 347 receives the locking signal or the unlocking signal of the power conversion module 340 of the signal output unit 346 and the power conversion module 340 receives the power through the switch and the relay. Lock or unlock with respect to 310.

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 인버터 전력 변환모듈의 잠금 해제 방지과정을 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating an operation of preventing unlocking of an inverter power conversion module according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 잔류전하 감지부(344)가 트랜스포머(342) 또는 커패시터부(343)에서 잔류전하가 감지되는지를 판단한다(S100). As shown in FIG. 10, first, the residual charge detection unit 344 determines whether residual charge is detected in the transformer 342 or the capacitor unit 343 (S100).

잔류전하 감지부(344)에서 잔류전하가 감지되면, 잔류전하 감지신호를 출력한다.(S110) If residual charge is detected by the residual charge detection unit 344, the residual charge detection signal is output.

그리고, 전력 변환모듈 제어부(345)가 잔류전하 감지신호를 수신하면, 전력 변환모듈(340)의 잠금 해제 신호가 전력 변환모듈 구동부(347)로 입력되는 것을 차단한다.(S120)In addition, when the power conversion module controller 345 receives the residual charge detection signal, the lock release signal of the power conversion module 340 is blocked from being input to the power conversion module driver 347.

그러므로, 사용자가 전력 변환모듈(340)의 개방을 시도하더라도 전력 변환모듈(340)은 인버터 본체(310)에서 개방되지 않고 잠금 상태를 유지할 수 있게 된다(S130). Therefore, even if the user attempts to open the power conversion module 340, the power conversion module 340 is able to maintain the locked state without opening in the inverter body 310 (S130).

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . ≪ / RTI > Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100...태양전지 어레이 110...태양전지 모듈
120...태양전지스트링 200...스트링 옵티마
210...스트링 제어부 211...상태 판단부
213...추종범위 산출부 215...제어신호 생성부
217...추종이력 저장부 230...스트링 변환부
231...직류변환기 233...mppt 제어기
251...퓨즈 253...써킷브레이커
290...감지부 300...인버터
310...인버터 본체 320...인버터제어부
330...배전부 340...변환부
100 ... Solar Array 110 ... Solar Module
120 ... Solar String 200 ... String Optima
210 ... string control unit 211 ... status determination unit
213 ... following range calculator 215 ... control signal generator
217 ... following history storage 230 ... string converter
231 DC converter 233 mppt controller
251 Fuse 253 Circuit Breaker
290 Detecting unit 300 Inverter
310 Inverter main unit 320 Inverter control unit
330 ... distributor 340 ... converter

Claims (10)

복수의 태양전지 모듈로 구성되는 태양전지 스트링을 다수 구비하며, 발전전력을 생산하는 태양전지 어레이;와,
상기 태양전지 스트링과 연결되어 최대 전력점 추종을 수행하고, 상기 발전전력의 전압을 변압하며, 상기 발전전력의 전력변동폭에 따라 서로 다른 복수의 추종방식을 적용하여 상기 최대 전력점 추종을 수행하는 스트링 옵티마;와,
외관을 형성하는 인버터 본체와, 상기 인버터 본체에 각각 선택적으로 잠금 또는 잠금 해제 가능하게 형성되어 상기 스트링 옵티마로부터 변압된 상기 발전전력을 교류전력으로 변환하여 출력하는 복수의 전력 변환모듈을 구비하는 인버터;를 포함하며,
상기 복수의 전력 변환모듈 중 적어도 어느 하나는,
상기 전력 변환모듈 내부의 잔류전하를 감지하는 잔류전하 감지부와,
상기 잔류전하의 감지 신호를 수신하면, 상기 전력 변환모듈의 잠금 해제 신호의 입력을 차단하여 상기 전력 변환모듈의 잠금이 유지되도록 제어하는 전력 변환모듈 제어부와,
사용자에 의해 선택적으로 상기 전력 변환모듈의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 출력하는 신호 출력부와, 상기 신호 출력부에서의 상기 전력 변환모듈의 잠금 신호 또는 잠금 해제 신호를 수신하여 상기 전력 변환모듈을 잠금 또는 잠금 해제시키되, 상기 전력 변환모듈 제어부에 의해 상기 변환모듈 내부의 잔류전하가 감지되면 잠금 해제 신호가 선택적으로 차단되는 전력 변환모듈 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티인버터 태양광 발전 시스템.
A solar cell array having a plurality of solar cell strings composed of a plurality of solar cell modules and producing power generation; and,
A string connected to the solar cell string to perform maximum power point tracking, transform the voltage of the generated power, and apply the plurality of different tracking methods according to the power fluctuation range of the generated power to perform the maximum power point following. Optima;
An inverter having an inverter body for forming an appearance and a plurality of power conversion modules respectively formed to be selectively locked or unlocked on the inverter body to convert and generate the generated power transformed from the string optimizer into AC power; Including;
At least one of the plurality of power conversion modules,
Residual charge detection unit for detecting the residual charge in the power conversion module,
When receiving the detection signal of the residual charge, the power conversion module control unit for controlling to maintain the lock of the power conversion module by blocking the input of the unlock signal of the power conversion module,
A signal output unit for selectively outputting a lock signal or a unlock signal of the power conversion module by a user, and receiving the lock signal or the unlock signal of the power conversion module at the signal output unit to lock the power conversion module Or unlocking the power conversion module driving unit, wherein the power conversion module control unit selectively blocks the unlocking signal when the residual charge inside the conversion module is detected by the power conversion module control unit.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 전력 변환모듈의 중 어느 하나에는,
그 내부의 트랜지스터들을 구동시켜 교류전압 및 교류전류를 발생시키는 스위칭 회로부와,
상기 스위칭 회로부에서 인가되는 상기 교류전압을 승압하여 상용전원에 공급하는 트랜스포머가 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티인버터 태양광 발전 시스템.
The method of claim 1,
In any one of the plurality of power conversion module,
A switching circuit unit which drives the transistors therein to generate an AC voltage and an AC current;
And a transformer for boosting the AC voltage applied from the switching circuit unit and supplying the AC power to the commercial power supply.
제1항에 있어서,
상기 복수의 전력 변환모듈의 중 어느 하나에는,
그 내부의 트랜지스터들을 구동시켜 교류전압 및 교류전력을 발생시키는 스위칭 회로부와,
상기 스위칭 회로부에 접속되는 캐피시턴스부가 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티인버터 태양광 발전 시스템.
The method of claim 1,
In any one of the plurality of power conversion module,
A switching circuit unit which drives the transistors therein to generate AC voltage and AC power;
And a capacitance portion connected to the switching circuit portion.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인버터는,
상기 발전전력의 크기에 따라서 상기 복수의 변환모듈 중 구동되는 변환모듈의 수를 가변하는 것을 특징으로 하는 멀티인버터 태양광 발전 시스템.
The method of claim 1,
The inverter,
The multi-inverter photovoltaic power generation system, characterized in that for varying the number of the conversion module driven among the plurality of conversion modules according to the size of the power generation.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인버터는 상기 발전전력을 상기 복수의 변환모듈에 분배하기 위한 배전부와, 구동될 변환모듈을 선택하기 위한 인버터제어부를 더 포함하고,
상기 인버터제어부는,
상기 복수의 변환모듈 중 상기 발전전력을 위해 가동된 구동시간이 다른 변환모듈에 비해 상대적으로 짧은 변환모듈이 우선하여 구동되도록 상기 배전부의 분배를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티인버터 태양광 발전 시스템.
The method of claim 1,
The inverter further includes a power distribution unit for distributing the generated power to the plurality of conversion modules, and an inverter control unit for selecting a conversion module to be driven.
The inverter control unit,
The multi-inverter photovoltaic power generation system, characterized in that for controlling the distribution of the power distribution unit so that the conversion module relatively short drive time compared to the other conversion module, the drive time of the plurality of conversion module is driven first.
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