KR101395514B1 - 독립적 ｍｐｐｔ가 가능한 단상 계통 연계형 인버터 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

독립적 ｍｐｐｔ가 가능한 단상 계통 연계형 인버터 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명적 개념의 일 실시예에 따르면, 계통 연계형 태양광 인버터 장치에 있어서, 제1 광전지(PV) 어레이; 상기 제1 PV 어레이와 병렬로 연결된 제1 인버터; 제2 PV 어레이; 및 상기 제2 PV 어레이와 병렬로 연결된 제2 인버터;를 포함하고, 계통 전원의 일단이 상기 제1 인버터와 연결되고 타단이 상기 제2 인버터와 연결되고, 상기 제1 PV 어레이 및 제2 PV 어레이의 각각의 dc 버스의 마이너스 단자가 서로 연결되거나 또는 각각의 중성점이 서로 연결된 것을 특징으로 하는 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법이 개시된다.

Description

독립적 ＭＰＰＴ가 가능한 단상 계통 연계형 인버터 장치 및 그 제어 방법{Grid-connected single-phase inverter for independent MPPT and a method for controlling the inverter}
본 발명은 독립적 MPPT가 가능한 단상 계통 연계형 인버터 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 두 개 이상의 PV 어레이의 개별적인 MPPT가 가능한 단상 계통 연계형 인버터 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광 발전에서 태양광으로부터 소정 전압을 생성하기 위해 광전지 어레이(Photovoltaic array: 이하 "PV 어레이"라고도 함)가 사용된다. PV 어레이는 다수의 PV 셀들의 직/병렬 구조이기 때문에 각 어레이 간에 특성의 차이가 발생하며 동일 광량에 노출되어 있다 하더라도 최대의 전력을 생산하는 최대 전력점(MPP: Maximum Power Point)은 각 어레이 마다 다를 수 있다. 또한 국부적인 그림자나 오염물 등에 의해 각 어레이가 상이한 광량에 노출되는 경우에도 각 어레이의 MPP가 달라진다. 따라서 PV 어레이 마다 최대 전력 생산을 위한 MPPT(MPP Tracking) 제어가 필요하다.
이러한 MPPT 제어는 계통 연계형 인버터에 의하여 이루어질 수 있는데, 단상 계통에 연계되는 인버터로는 변압기가 없어 효율이 좋은 도1(a)의 하프-브릿지 또는 도1(b)의 풀-브릿지 인버터가 널리 사용되고 있다.
도1(a)의 하프-브릿지 인버터의 경우 최소한의 스위치를 사용한다는 점은 유리하지만 전압 출력의 범위가 적어 PV 어레이의 전압이 계통전압의 두 배 이상이어야 하고, 이로 인하여 반도체 소자의 전압 정격이 증가하는 단점이 있다. 도1(b)의 풀-브릿지 인버터는 하프-브릿지 인버터와 비교하여 2개의 반도체 스위치를 더 사용하지만 두 브릿지 사이의 차동(differential) 전압을 사용하기 때문에 하프-브릿지 인버터에 비해 전압 정격이 낮은 반도체 스위치를 사용할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 상기 두 종류의 계통 연계형 PV 인버터는 모두 하나의 dc 버스를 가지고 있으므로 하나의 PV 어레이에 대해서만 MPPT가 가능하다는 단점이 있고, 이러한 회로 구성은 각 어레이마다 MPPT를 위한 개별적인 컨버터 혹은 인버터를 사용해야 하므로 비용이 상승하는 문제가 있다.
본 발명적 개념의 일 실시예에 따르면, 기존의 하프-브릿지에 비해 작은 PV 어레이 전압에서 사용 가능하여 낮은 전압 정격의 반도체 스위치로 제작 가능한 인버터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명적 개념의 일 실시예에 따르면, 복수개의 PV 어레이에 대한 개별적인 MPPT 제어가 가능하여 동일 조건에서 더 많은 전력을 생산할 수 있는 인버터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명적 개념의 일 실시예에 따르면, 계통 연계형 태양광 인버터 장치에 있어서, 제1 광전지(PV) 어레이; 상기 제1 PV 어레이와 병렬로 연결된 제1 인버터; 제2 PV 어레이; 및 상기 제2 PV 어레이와 병렬로 연결된 제2 인버터;를 포함하고, 계통 전원의 일단이 상기 제1 인버터와 연결되고 타단이 상기 제2 인버터와 연결되고, 상기 제1 PV 어레이 및 제2 PV 어레이의 각각의 dc 버스의 마이너스 단자가 서로 연결되거나 또는 각각의 중성점이 서로 연결된 인버터 장치가 제공된다.
본 발명적 개념의 다른 실시예에 따르면, 제1 및 제2 광전지(PV) 어레이를 포함하는 계통 연계형 태양광 인버터 장치를 최대 전력점 추적(MPPT) 제어기에 의해 제어하는 방법에 있어서, 상기 인버터 장치는, 상기 제1 PV 어레이와 병렬 연결된 제1 인버터 및 상기 제2 PV 어레이와 병렬 연결된 제2 인버터를 포함하고, 상기 제1 인버터와 상기 제2 인버터 사이에 계통 전원이 연결되고, 상기 방법은, 상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각에 대한 최대 전력점(MPP)을 산출하는 단계; 상기 산출된 각각의 최대 전력점에 기초하여 계통 전원에 걸리는 전압을 산출하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 PV 어레이에 대한 전력 분배 비율에 따라 상기 제1 및 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 방법이 제공된다.
본 발명적 개념의 일 실시예에 따르면, 기존의 풀-브릿지 회로와 동일하게 두 브릿지 사이의 차동 전압을 사용함으로써 하프-브릿지 회로에 비하여 작은 PV 어레이 전압에서 사용 가능하므로 인버터 장치를 낮은 전압 정격의 반도체 스위치로 제작할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명적 개념의 일 실시예에 따르면, 복수개의 PV 어레이에 대해 개별적인 MPPT 제어가 가능하여 동일 조건에서 더 많은 전력을 생산할 수 있는 이점이 있다.
도1(a) 및 도1(b)는 종래의 단상 계통 연계형 인버터의 예시적인 회로도,
도2는 본 발명의 예시적 일 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치의 블록도,
도3은 제1 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치의 회로도,
도4는 제2 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치의 회로도,
도5는 제3 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치의 회로도,
도6은 제4 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치의 회로도,
도7은 도3의 제1 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치를 이용한 MPPT 제어 및 전력분배를 설명하기 위한 회로도,
도8은 도3의 제1 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치를 이용한 MPPT 제어 및 전력분배를 설명하기 위한 흐름도,
도9는 도8의 MPPT 제어에 따른 전압 및 전류 파형을 나타내는 도면,
도10은 도5의 제3 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치를 이용한 MPPT 제어를 설명하기 위한 회로도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 '포함하는'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한 본 명세서에서 사용되는 용어 "PV 어레이"는 하나 이상의 PV 셀 또는 모듈의 직렬 및/또는 병렬 조합을 의미한다. 즉 이하에서 언급되는 "PV 어레이"는 하나 이상의 PV 셀이 병렬로만 조합된 구성일 수도 있고 또는 직렬로만 조합된 구성(즉, PV 스트링(string))일 수도 있고, 또는 직렬과 병렬의 조합일 수도 있으며, 어느 특정 구성에 제한되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도2는 본 발명의 예시적 일 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치의 블록도이다.
도2를 참조하면, 인버터 장치(100)는 제1 PV 어레이(10) 및 이와 병렬로 연결된 제1 인버터(20), 그리고 제2 PV 어레이(40) 및 이와 병렬로 연결된 제2 인버터(30)를 포함한다.
제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각은 하나 또는 복수개의 PV 어레이들로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 인버터(20,30)의 각각은 예컨대 하프-브릿지 인버터로 구현될 수 있고 다른 대안적인 인버터 토폴로지가 사용될 수도 있다.
제1 PV 어레이(10)와 제1 인버터(20) 사이, 그리고 제2 인버터(30)와 제2 PV 어레이(40) 사이에 각각 커패시터(C1,C2)가 병렬로 연결될 수 있다.
계통 전원은 일단이 제1 인버터(20)와 연결되고 타단은 제2 인버터(30)와 연결되며, 또한 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각의 dc 버스의 마이너스 단자 또는 중성점이 서로 연결되어 있다. 이 때 각 어레이(10,40)의 dc 버스의 중성점이 서로 연결되는 경우, 도4를 참조하여 후술하듯이, 각 커패시터(C1,C2)는 두 개의 커패시터(C11,C12;C21,C22)의 직렬 연결로 각기 구성되고, 두 커패시터(C11,C12) 사이의 노드와 두 커패시터(C21,C22) 사이의 노드가 서로 연결된다.
이러한 구성에서, 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 dc 버스가 서로 분리되어 있으므로 각각의 dc 버스의 전압 크기를 다르게 하는 것이 가능하며, 그 결과 각 PV 어레이(10,40)를 독립적으로 MPPT 제어하는 것이 가능하여 동일 조건에서 더 많은 전력을 생산할 수 있다.
또한 계통 전원이 제1 인버터(20)와 제2 인버터(30) 사이에 연결되어 두 인버터(20,30) 사이의 차동 전압을 사용하기 때문에, 도1(a)의 종래 하프-브릿지 인버터에 비해 낮은 전압 정격의 반도체 스위치로 제작 가능하다.
이제 도3 내지 도6을 참조하여 도2의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.
도3은 제1 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치(300)의 회로도이다. 도3을 참조하면, 인버터 장치(300)는 제1 PV 어레이(10) 및 이와 병렬로 연결된 제1 인버터(20), 그리고 제2 PV 어레이(40) 및 이와 병렬로 연결된 제2 인버터(30)를 포함한다. 제1 PV 어레이(10)와 제1 인버터(20) 사이에는 커패시터(C1)가 병렬로 연결되고 제2 인버터(30)와 제2 PV 어레이(40) 사이에는 커패시터(C2)가 병렬로 연결되어 있다.
제1 인버터(20)는 두 스위치(S1,S2)를 갖는 하프-브릿지 인버터이고 제2 인버터(30)도 두 스위치(S3,S4)를 갖는 하프-브릿지 인버터이며, 계통 전원의 일단은 스위치(S1,S2) 사이의 노드에 연결되고 타단은 스위치(S3,S4) 사이의 노드에 연결된다. 또한 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각의 dc 버스의 마이너스 단자가 서로 연결되어 있다.
이러한 회로구성에서, 제1 PV 어레이(10) 및 제2 PV 어레이(40)가 각각 제1 인버터(20)와 제2 인버터(30)에 의해 독립적으로 스위칭될 수 있으므로 각 PV 어레이(10,40)에 대한 독립적 MPPT 제어가 가능하게 된다.
도4는 제2 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치(400)의 회로도이다. 도4를 참조하면, 인버터 장치(400)는 제1 PV 어레이(10) 및 이와 병렬로 연결된 제1 인버터(20), 그리고 제2 PV 어레이(40) 및 이와 병렬로 연결된 제2 인버터(30)를 포함한다. 제1 PV 어레이(10)와 제1 인버터(20) 사이에는 직렬연결의 두 커패시터(C11,C12)가 병렬로 연결되고 제2 인버터(30)와 제2 PV 어레이(40) 사이에는 직렬연결의 두 커패시터(C21,C22)가 병렬로 연결되어 있다.
제1 인버터(20)는 두 스위치(S1,S2)를 갖는 하프-브릿지 인버터이고 제2 인버터(30)도 두 스위치(S3,S4)를 갖는 하프-브릿지 인버터이며, 계통 전원의 일단은 스위치(S1,S2) 사이의 노드에 연결되고 타단은 스위치(S3,S4) 사이의 노드에 연결된다. 또한 두 커패시터(C11,12) 사이의 노드와 두 커패시터(C21,C22) 사이의 노드가 서로 연결됨으로써 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각의 dc 버스의 중성점이 서로 연결된다.
이러한 회로구성에서, 제1 PV 어레이(10) 및 제2 PV 어레이(40)가 각각 제1 인버터(20)와 제2 인버터(30)에 의해 독립적으로 스위칭될 수 있으므로 각 PV 어레이(10,40)에 대한 독립적 MPPT 제어가 가능하게 된다.
또한 도3의 인버터 장치(300)와 비교할 때, 도3의 인버터 장치(300)는 계통 전압(Vg)이 0보다 큰 옵셋 전압을 기준으로 사인파형을 나타내는 반면, 도4의 인버터 장치(400)는 영전위를 기준으로 사인파형을 나타낸다.
도5는 제3 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치(500)의 회로도이다. 도5를 참조하면, 인버터 장치(300)는 두 개의 서브 PV 어레이(11,12)를 포함하는 제1 PV 어레이(10)를 및 이와 병렬로 연결된 제1 인버터(20), 그리고 두 개의 서브 PV 어레이(41,42)를 포함하는 제2 PV 어레이(40) 및 이와 병렬로 연결된 제2 인버터(30)를 포함한다. 제1 PV 어레이(10)와 제1 인버터(20) 사이에는 직렬연결의 두 커패시터(C11,C12)가 병렬로 연결되고 제2 인버터(30)와 제2 PV 어레이(40) 사이에는 직렬연결의 두 커패시터(C21,C22)가 병렬로 연결되어 있다.
제1 인버터(20)는 두 스위치(S1,S2)를 갖는 하프-브릿지 인버터이고 또 하나의 스위치(S5)가 두 커패시터(C11,C12) 사이의 노드와 두 스위치(S1,S2) 사이의 노드를 연결한다. 마찬가지로, 제2 인버터(30)도 두 스위치(S3,S4)를 갖는 하프-브릿지 인버터이며, 또 하나의 스위치(S6)가 두 커패시터(211,C22) 사이의 노드와 두 스위치(S3,S4) 사이의 노드를 연결한다. 도시된 회로도에서 상기 스위치(S5,S6)로서 각각 방향이 반대인 두 개의 반도체 스위치를 도시하였지만, 이는 예시적인 실시예에 불과하고 예컨대 트라이악(TRIAC) 등과 같이 하나의 양방향 스위치를 사용할 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.
계통 전원의 일단은 스위치(S1,S2) 사이의 노드에 연결되고 타단은 스위치(S3,S4) 사이의 노드에 연결된다. 또한 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각의 dc 버스의 마이너스 단자가 서로 연결되어 있다.
이러한 회로구성에 따른 인버터 장치(500)는, 도3 또는 도4의 실시예와 비교할 때 스위치(S5,S6)를 더 포함하고 있으므로 계통 전압(Vg)이 3-레벨의 출력전압을 낼 수 있다. 또한 제1 PV 어레이(10) 및 제2 PV 어레이(40)가 각각 제1 인버터(20)와 제2 인버터(30)에 의해 독립적으로 스위칭함으로써 각 PV 어레이(10,40)에 대한 독립적 MPPT 제어가 가능하다. 또한 스위치(S1,S2,S5)의 스위칭 타이밍을 조정하여 제1 PV 어레이(10)의 서브 PV 어레이(11,12)의 각각에 대해서도 전력 분배를 다르게 할 수 있고, 마찬가지로 스위치(S3,S4,S6)의 스위칭 타이밍을 조정하여 제2 PV 어레이(10)의 서브 PV 어레이(41,42)의 각각에 대해서도 전력 분배를 다르게 할 수 있다. 즉 모든 서브 PV 어레이(11,12,41,42)의 각각에 대해 각기 독립적으로 MPPT 제어를 수행할 수 있다.
한편, 도시된 실시예에서는 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)가 각각 두 개의 서브 PV 어레이를 포함하는 것으로 도시하였지만 이는 예시적인 것이고 실시 형태에 따라 세 개 이상의 서브 PV 어레이를 포함할 수도 있음은 물론이다.
도6은 제4 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치(600)의 회로도이다.
도6에 도시한 인버터 장치(600)는 도5의 인버터 장치(500)와 유사하고, 다만 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각의 dc 버스의 중성점이 서로 연결되어 있는 점에서 도5의 인버터 장치(500)와 상이하다. 즉 도6의 인버터 장치(600)에서는 두 개의 커패시터(C11,12) 사이의 노드와 두 개의 커패시터(C21,C22) 사이의 노드가 서로 연결되어 있다.
이러한 회로구성에 의해, 도3 또는 도4의 실시예와 비교할 때 스위치(S5,S6)를 더 포함하고 있으므로 계통 전압(Vg)이 3-레벨의 출력전압을 낼 수 있고, 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 모든 서브 어레이(11,12,41,42)에 대해 각각 독립적으로 MPPT 제어가 가능하다.
또한 도5의 인버터 장치(500)에서는 계통 전압(Vg)이 0보다 큰 옵셋 전압을 기준으로 사인파형을 나타내는 반면, 도6의 인버터 장치(600)는 계통 전압(Vg)이 영전위를 기준으로 사인파형을 나타낸다.
이제 도7 내지 도9에서 도3에 도시한 인버터 장치(300)를 예로 들어 MPPT 제어 및 전력 분배에 대해 설명하기로 한다.
도7은 도3의 제1 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치를 이용한 MPPT 제어 및 전력분배를 설명하기 위한 회로도이다.
도7을 참조하면, 제1 PV 어레이(10), 제1 인버터(20), 제2 인버터(30), 및 제2 PV 어레이(40)는 도3에 도시된 인버터 장치(300) 회로와 동일하고, 도7에서 MPPT 제어를 위한 MPPT 제어기(50)가 추가로 도시되어 있다.
MPPT 제어기(50)는 제1 PV 어레이(10)의 출력 전압(vdc1)과 출력 전류(idc1) 및 제2 PV 어레이(40)의 출력 전압(vdc2)과 출력 전류(idc2)를 입력받을 수 있다. MPPT 제어기(50)는 제1 PV 어레이(10)의 출력 전압(vdc1)과 출력 전류(idc1)에 기초하여 전압 (또는 전류) 변화에 따른 제1 PV 어레이(10)의 전력 변화를 검출하고 이로부터 제1 PV 어레이(10)의 최대 전력점(MPP)을 찾는다. 마찬가지로, 제2 PV 어레이(40)에 대해서도, 제2 PV 어레이(40)의 출력 전압(vdc2)과 출력 전류(idc2)에 기초하여 제2 PV 어레이(40)의 최대 전력점(MPP)을 찾는다.
그 후 MPPT 제어기(50)는 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 각각이 생산할 수 있는 전력의 총합을 각 어레이(10,40)의 전력 분배 비율에 따라 분배하고, 이 비율에 따라 각 인버터(20,30)가 분담해야 하는 출력 전압을 산출한 뒤 이 산출된 전압에 기초하여 인버터(20,30)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
한편 대안적인 실시예로서, 도5의 인버터 장치(500) 또는 도6의 인버터 장치(600)에 MPPT 제어기(50)가 연결되어 각 PV 어레이에 대한 MPPT 제어를 독립적으로 수행할 수 있음은 물론이다. 이 경우 MPPT 제어기(50)는 4개의 서브 PV 어레이(11,12,41,42)의 각각으로부터 출력 전압과 출력 전류를 입력받고, 각각 입력받은 출력 전압과 출력 전류에 기초하여 해당 서브 PV 어레이에 대한 최대 전력점(MPP)를 찾고, 이에 기초하여 제1 및 제2 인버터(20,30)의 스위치(S1 내지 S6)의 온-타임 시간을 조정함으로써, 4개의 서브 PV 어레이에 각기 상이한 전력 분배 비율로 전력을 분배할 수 있다. 이에 대해서는 도9를 참조하여 후술하기로 한다.
이제 MPPT 제어기(50)의 예시적 동작을 도8을 참조하여 상술하기로 한다. 도8은 도7의 인버터 장치에 대한 예시적인 MPPT 제어 및 전력분배를 위한 흐름도이다.
우선 단계(S110)에서, MPPT 제어기(50)는 각 PV 어레이(10,40)에 대해 최대 전력점(MPP)을 산출하기 위한 MPPT 제어를 수행한다. 예를 들어, MPPT 제어기(50)는 각 PV 어레이(10,40)의 출력 전압과 전류를 기초로 PV 어레이의 출력 전력을 계산하여 최대 전력점(MPP)을 추출하고, 이 최대 전력점(MPP)에서의 출력 전압과 전류를 찾아낼 수 있다.
이러한 최대 전력점 추적(MPPT)을 위한 방법으로 예컨대 P&O (Perturb-and-Observe) 알고리즘, InCond (Incremental Conductance) 알고리즘 등의 다양한 MPPT 알고리즘이 공지되어 있으며 본 발명의 MPPT 제어를 위해 이러한 MPPT 알고리즘 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
다음으로 단계(S120)에서, MPPT 제어기(50)는 계통 전원에 흐르는 전류(i g * )를 산출한다. 즉 단계(S110)에서 제1 PV 어레이(10)에 대해 추출된 최대 전력점에 기초하여 제1 PV 어레이(10)에 인가될 출력 전력 지령을(P 1 * )이 생성되면, 단계(S120)에서 제어기(50)는 계통의 전압의 크기와 위상으로부터 계통 전류의 지령(i g1 * )을 구한다. 마찬가지로 제2 PV 어레이(40)에 대해서도 전력 지령(P 2 * )에 기초하여 전류 지령(i g2 * )을 구한다. 이 때 전체 계통 전류 지령(i g * )은 각 전류 지령(i g1 * , i g2 * )의 합이다.
그 후, 단계(S130)에서 MPPT 제어기(50)는 계통 전원에 걸리는 전압을 산출한다. 즉 두 인버터(30,40)의 사이에 흐르는 전류를 계통 전류 지령(i g * )으로 제어하기 위한 전압 지령(v 12 * )을 구한다. 이 때 도7의 회로에서 v 12 = v g + i g Z g 이지만, 임피던스(Z g )가 작기 때문에 v 12 = v g 라고 가정할 수 있고, 따라서 전압 지령(v 12 * )을 다음과 같이 표현할 수 있다.
v 12 * = v 1n * - v 2n *
여기서 v 1n * 및 v 2n * 은 각 브릿지의 중성 노드(n)에 대한 인버터의 평균 출력 전위이다.
전압 지령은 일반적인 전류제어기를 사용하여 얻을 수 있으며 본 실시예에서는 MPPT 제어기(50) 내에 포함되어 있다고 가정한다. 그러나 실시 형태에 따라 전류제어기가 MPPT 제어기(50) 외부에 위치할 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 단계(S140)에서 MPPT 제어기(50)는 전력 분배 비율에 따라 각 인버터(20,30)가 분담해야 할 전압을 산출한다. 각 인버터(20,30)가 분담해야 하는 전압은 다음과 같이 산출될 수 있다.
Figure 112012097400568-pat00001
여기서 P 1 * , P 2 * 는 각각 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 출력 전력 지령, v o 는 인버터의 옵셋 전압이다.
그 후 단계(S150)에서 MPPT 제어기(50)는 산출된 전압에 기초하여 제1 및 제2 인버터(20,30)의 각각에 대한 스위칭 동작을 제어한다.
각 인버터의 출력전압은 스위치의 듀티(duty)에 관한 식으로 표현될 수 있다. 예를 들어 도7의 토폴로지에 대하여 출력 전압과 스위치의 온-타임(on-time) 사이의 관계는 아래와 같다.
Figure 112012097400568-pat00002
여기서 v dc1 및 v dc2 는 각 PV 어레이(10,40)의 출력 전압이고, T 1 및 T 2 는 각 인버터(20,30)의 위쪽 스위치(S1,S3)의 온-타임 시간, T s 는 스위칭 주기이다.
이 식에서 알 수 있듯이 각 인버터의 출력 전압은 인버터(20,30)를 구성하는 스위치들의 온-타임 시간에 따라 결정되며, 따라서 스위치의 온-타임 시간을 제어함으로써 원하는 출력 전압을 생성할 수 있다.
도9는 도8의 MPPT 제어에 따른 전압 및 전류 파형을 나타내는 도면이다.
도9의 v 1n 및 v 2n 의 파형은 각 인버터(20,30)의 출력 전위를 나타내며 다음과 같이 각 인버터(20,30)가 분담하는 전력 P 1 , P 2 의 대소관계에 따라 색을 달리하여 표시하였다.
(i) 인버터(20,30)가 동일한 전력을 분담하는 경우(즉, P 1 = P 2 ) 검은색 파형을 나타낸다. 이 경우 출력 전압(v 1n , v 2n )은 동일한 크기이고 위상이 반대이다. 계통 전압(V 12 )은 이 두 출력 전압의 차이이므로 결과적으로 v 1n (또는 v 2n )의 최대진폭의 2배의 진폭을 갖는 출력 전압을 가진다.
(ii) 도9에서 파란색 파형은 인버터(20)가 인버터(30) 보다 더 큰 전력을 분담하는 경우를 나타낸다(즉, P 1 > P 2 ). 이 경우 출력 전압(v 1n )의 진폭은 출력 전압(v 2n )의 진폭보다 크고 위상은 반대이다. 계통 전압(V 12 )은 이 두 출력 전압의 차이이므로 위의 (i)의 경우와 동일한 계통 전압 출력을 가진다.
(iii) 빨간색 파형은 인버터(20)가 인버터(30) 보다 더 작은 전력을 분담하는 경우를 나타낸다(즉, P 1 < P 2 ). 이 경우 출력 전압(v 1n )의 진폭은 출력 전압(v 2n )의 진폭보다 작고 위상은 반대이다. 계통 전압(V 12 )은 이 두 출력 전압의 차이이므로 위의 (i) 및 (ii)의 경우와 동일한 계통 전압 출력을 가진다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 MPPT 제어기(50)가 제1 및 제2 인버터(20,30)를 각각 독립적으로 제어할 수 있으므로 각 인버터(20,30)가 분담해야 하는 전력 분배 비율을 상이하게 설정할 수 있다. 또한 전력 분배 비율을 상이하게 설정가능하므로, 위의 (ii) 또는 (iii)의 경우처럼 인버터(20,30) 중 한쪽의 전력 분담을 높이고 다른 쪽의 전력 분담을 낮추면서도 전체 전력을 동일하게 유지하는 것도 가능하다.
이제 제1 PV 어레이(10) 및 제2 PV 어레이(40)가 각각 복수개의 서브 PV 어레이를 갖는 경우의 MPPT 제어 및 전력 분배에 대해 도5의 제3 실시예를 예로 들어 설명하기로 한다.
도10은 도5의 제3 실시예에 따른 단상 계통 연계형 인버터 장치를 이용한 MPPT 제어를 설명하기 위한 회로도로서, 도5의 좌측 부분을 도시하고 있다.
도7 내지 도9를 참조한 설명한 것과 마찬가지로, 도10의 회로에서도 제1 PV 어레이(10) 및 제2 PV 어레이(40)로부터 인출되는 전력의 배분을 제1 및 제2 인버터(20,30)의 전압 지령의 비율로써 조정 가능하다. 또한 MPPT 제어기(50)는, 제1 및 제2 PV 어레이의 각각으로부터 인출가능한 전력의 총합을 제1 및 제2 PV 어레이의 각각에 전력 분배 비율에 따라 분배한 뒤, 제1 PV 어레이(10)가 분담하는 전력을 제1 PV 어레이(10)의 서브 PV 어레이(11,12)의 각각에 분배하고, 제2 PV 어레이(40)가 분담하는 전력을 제2 PV 어레이(40)의 서브 PV 어레이(41,42)의 각각에 분배할 수 있다.
우선 제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 전력 분배는 두 인버터(20,30) 브릿지 사이의 전압 지령(v12 *)의 분배 비율에 따라 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112012097400568-pat00003
여기서 P 12 * , P 34 * 는 각각 제1 어레이(10) 및 제2 PV 어레이(40)의 출력 전력 지령, v o 는 인버터의 옵셋 전압이다.
MPPT 제어기(50)는 위와 같이 전압 지령의 비율을 조정함으로써 제1 PV 어레이(10)와 제2 PV 어레이(40) 사이의 전력 분배를 한 이후에, 각 3-레벨 하프-브릿지의 전압 지령을 합성하여 출력하는 과정에서 PWM 제어를 함으로써 각 PV 어레이(10,40)의 상/하단의 서브 PV 어레이(11,12;41,42)로부터 인출되는 전력의 분배를 할 수 있다.
계통 전류(ig)가 양인 상태에서 도10의 제1 PV 어레이(10)의 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
제1 및 제2 PV 어레이(10,40)의 전력 분배 비율에 따라 배분된 제1 인버터(20)의 브릿지의 전압 지령(v1n)을 합성하기 위하여 도10의 상단 스위치(S1), 중간 스위치(S5), 및 하단 스위치(S2)의 도통 시간을 조합하게 되는데, 만약 전압 지령(v1n)이 양(+)일 때 상단 스위치(S1)와 중간 스위치(S5)만으로 전압을 합성하고 전압 지령(v1n)이 음(-)일 때 중간 스위치(S5)와 하단 스위치(S2)만을 이용하여 전압을 합성하게 된다면, 상단의 서브 PV 어레이(11)와 하단의 서브 PV 어레이(12)로부터 인출되는 전력량은 동일할 것이다.
만약, 상단 서브 PV 어레이(11)와 하단 서브 PV 어레이(12)의 개별적인 MPPT 결과에 따라 각 서브 PV 어레이(11,12)로부터 인출되는 전력을 다르게 설정해야 하는 경우, 예를 들어 서브 PV 어레이(11)의 전력을 서브 PV 어레이(12)의 전력보다 더 크게 설정하는 경우(즉, PPV1 * > PPV2 *), 전압 지령(v1n)이 양인 구간에서 상단 스위치(S1), 중간 스위치(S5) 뿐만 아니라 소정 시간 동안 하단 스위치(S2)도 전압((v1n)을 합성하는데 이용할 수 있고, 이 때 하단 스위치(S2)가 온(ON) 되어 있는 동안에는 계통 전류가 역으로 서브 PV 어레이(12) 쪽의 커패시터(C12)로 흘러 들어가기 때문에, 평균적으로 PPV1 * > PPV2 * 의 조건을 만족시킬 수 있다.
이와 같이 상단 스위치(S1)와 하단 스위치(S2)의 온-타임 시간을 조절함으로써 서브 PV 어레이(11,12) 간의 전력 분배를 조절할 수 있고, 마찬가지로 회로 우측의 상단 스위치(S3)와 하단 스위치(S4)의 온-타임 시간을 조절함으로써 서브 PV 어레이(41,42) 간의 전력 분배를 조절할 수 있다. 따라서 제1 및 제2 PV 어레이(10,40) 사이의 전력 분배와 각 어레이에 대한 상단/하단 서브 PV 어레이(11,12,41,42) 사이의 전력 분배를 각각 조절할 수 있게 되어 전체 4개의 서브 PV 어레이의 개별적인 인출 전력 조정이 가능하게 된다.
이상 도5의 제3 실시예를 예로서 설명하였지만 상술한 방법을 도6의 제4 실시예에도 동일하게 적용할 수 있고, 더 나아가 각 PV 어레이(10,40)가 3개 이상의 서브 PV 어레이로 구성되는 경우에도 동일 또는 유사한 방식의 제어를 통해 각 서브 PV 어레이를 개별적으로 제어할 수 있음을 이해할 것이다.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10, 40: PV 어레이 20, 30: 인버터
50: MPPT 제어기 100,300,400,500,600: 인버터 장치

Claims (16)

  1. 계통 연계형 태양광 인버터 장치에 있어서,
    제1 광전지(PV) 어레이;
    상기 제1 PV 어레이와 병렬로 연결된 제1 인버터;
    제2 PV 어레이; 및
    상기 제2 PV 어레이와 병렬로 연결된 제2 인버터;를 포함하고,
    계통 전원의 일단이 상기 제1 인버터와 연결되고 타단이 상기 제2 인버터와 연결되고, 상기 제1 PV 어레이 및 제2 PV 어레이의 각각의 dc 버스의 마이너스 단자가 서로 연결되거나 또는 각각의 중성점이 서로 연결된 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 인버터는 직렬연결된 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 포함하는 하프-브릿지 인버터이고,
    상기 제2 인버터는 직렬연결된 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)를 포함하는 하프-브릿지 인버터이고,
    계통 전원의 상기 일단은 상기 제1 및 제2 스위치(S1,S2) 사이의 노드에 연결되고 상기 타단은 상기 제3 및 제4 스위치(S3,S4) 사이의 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 PV 어레이와 제1 인버터 사이에 병렬로 연결된 제1 커패시터(C1); 및
    상기 제2 PV 어레이와 제2 인버터 사이에 병렬로 연결된 제2 커패시터(C2);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터(C1)가 직렬연결된 두 개의 커패시터(C11,C12)를 포함하고
    상기 제2 커패시터(C2)가 직렬연결된 두 개의 커패시터(C21,C22)를 포함하고,
    상기 두 커패시터(C11,C12) 사이의 노드 및 상기 두 커패시터(C21,C22) 사이의 노드가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 인버터 장치는 최대 전력점 추적(MPPT) 제어기를 더 포함하고,
    상기 MPPT 제어기는, 상기 제1 PV 어레이의 출력 전압과 출력 전류를 입력받고 이에 기초하여 상기 제1 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하고, 상기 제2 PV 어레이의 출력 전압과 출력 전류를 입력받고 이에 기초하여 상기 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 MPPT 제어기는, 상기 제1 PV 어레이의 출력 전압과 출력 전류로부터 제1 PV 어레이의 최대 전력점(MPP)을 찾고, 상기 제2 PV 어레이의 출력 전압과 출력 전류로부터 제2 PV 어레이의 최대 전력점(MPP)을 찾고,
    상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각으로부터 인출가능한 전력의 총합을 상기 제1 및 제2 어레이의 각각에 전력 분배 비율에 따라 분배하고, 이 비율에 따라 상기 제1 및 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 PV 어레이는 두 개의 서브 PV 어레이(11,12)를 포함하고, 상기 제1 커패시터(C1)는 직렬연결된 두 개의 커패시터(C11,C12)를 포함하고, 상기 제1 인버터는 두 커패시터(C11,C12) 사이의 노드와 두 스위치(S1,S2) 사이의 노드를 연결하는 제5 스위치(S5)를 더 포함하며,
    상기 제2 PV 어레이는 두 개의 서브 PV 어레이(41,42)를 포함하고, 상기 제2 커패시터(C2)는 직렬연결된 두 개의 커패시터(C21,C22)를 포함하고, 상기 제2 인버터는 두 커패시터(C21,C22) 사이의 노드와 두 스위치(S3,S4) 사이의 노드를 연결하는 제6 스위치(S6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 인버터 장치는 최대 전력점 추적(MPPT) 제어기를 더 포함하고,
    상기 MPPT 제어기는, 상기 제1 PV 어레이의 서브 PV 어레이(11,12)의 각각의 출력 전압과 출력 전류를 입력받고 이에 기초하여 상기 제1 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하고, 상기 제2 PV 어레이의 서브 PV 어레이(41,42)의 각각의 출력 전압과 출력 전류를 입력받고 이에 기초하여 상기 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 MPPT 제어기는, 상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각으로부터 인출가능한 전력의 총합을 상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각에 전력 분배 비율에 따라 분배하고, 상기 제1 PV 어레이가 분담하는 전력을 제1 PV 어레이의 서브 PV 어레이(11,12)의 각각에 분배하고, 상기 제2 PV 어레이가 분담하는 전력을 제2 PV 어레이의 서브 PV 어레이(41,42)의 각각에 분배하는 것을 특징으로 하는 인버터 장치.
  10. 제1 및 제2 광전지(PV) 어레이를 포함하는 계통 연계형 태양광 인버터 장치를 최대 전력점 추적(MPPT) 제어기에 의해 제어하는 방법에 있어서,
    상기 인버터 장치는, 상기 제1 PV 어레이와 병렬 연결된 제1 인버터 및 상기 제2 PV 어레이와 병렬 연결된 제2 인버터를 포함하고, 상기 제1 인버터와 상기 제2 인버터 사이에 계통 전원이 연결되고,
    상기 방법은,
    상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각에 대한 최대 전력점(MPP)을 산출하는 단계;
    상기 산출된 각각의 최대 전력점에 기초하여 계통 전원에 걸리는 전압을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 PV 어레이에 대한 전력 분배 비율에 따라 상기 제1 및 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 PV 어레이에 대한 전력 분배 비율에 따라 상기 제1 및 제2 인버터가 출력하는 전압을 각각 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 전압에 기초하여 상기 제1 및 제2 인버터의 스위치의 온-타임 시간을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 계통 전원에 걸리는 전압을 산출하는 단계 이전에, 상기 계통 전원에 흐르는 전류를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전류를 산출하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각에 대해 산출된 최대 전력점(MPP)에 기초하여 상기 제1 및 제2 PV 어레이 각각에 의해 상기 계통 전원에 흐르는 전류 지령을 산출하고 상기 전류 지령을 합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인버터가 출력하는 전압은
    Figure 112014004938665-pat00004

    이고, 여기서 v1n * 및 v2n *은 각각 제1 인버터 및 제2 인버터의 출력 전압, v12 *는 v1n *과 v2n *의 전압차 (즉, v12 *=v1n *-v2n *), P1 * 및 P2 *는 각각 제1 및 제2 PV 어레이의 출력 전력, vo는 인버터의 옵셋 전압인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각은 두 개 이상의 서브 PV 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 MPPT 제어기는, 상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각으로부터 인출가능한 전력의 총합을 상기 제1 및 제2 PV 어레이의 각각에 전력 분배 비율에 따라 분배하고, 상기 제1 PV 어레이가 분담하는 전력을 제1 PV 어레이의 서브 PV 어레이의 각각에 분배하고, 상기 제2 PV 어레이가 분담하는 전력을 제2 PV 어레이의 서브 PV 어레이의 각각에 분배하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200076108A (ko) * 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 포스코 태양광 발전 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000166097A (ja) 1998-11-25 2000-06-16 Daiwa House Ind Co Ltd 太陽光発電用インバータの並列運転システム
KR20090004983A (ko) * 2006-03-23 2009-01-12 엔페이즈 에너지, 인코포레이티드 직류를 교류로 변환하는 방법 및 장치
KR20110014200A (ko) * 2008-05-14 2011-02-10 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 지능형 인터버들의 어레이를 위한 시스템 및 방법
KR20120070528A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 제너럴 일렉트릭 캄파니 발전 시스템을 동작시키기 위한 방법 및 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000166097A (ja) 1998-11-25 2000-06-16 Daiwa House Ind Co Ltd 太陽光発電用インバータの並列運転システム
KR20090004983A (ko) * 2006-03-23 2009-01-12 엔페이즈 에너지, 인코포레이티드 직류를 교류로 변환하는 방법 및 장치
KR20110014200A (ko) * 2008-05-14 2011-02-10 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 지능형 인터버들의 어레이를 위한 시스템 및 방법
KR20120070528A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 제너럴 일렉트릭 캄파니 발전 시스템을 동작시키기 위한 방법 및 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200076108A (ko) * 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 포스코 태양광 발전 장치
KR102175429B1 (ko) 2018-12-19 2020-11-06 주식회사 포스코 태양광 발전 장치

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