KR101398679B1 - Photovoltaic power inverting system for utility interconnection - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a utility interconnected photovoltaic power inverting system comprising: a DC-DC converter connected to an output end of a photovoltaic module generating power with incident light so as to convert a first voltage output from the photovoltaic module into a second voltage by control of a switching element; a DC-AC inverter converting an output voltage of the DC-DC converter into AC power to be supplied through a power network line; a current detecting unit detecting an amount of current flowing through the DC-DC converter; a voltage detecting unit detecting the output voltage of the photovoltaic module; and a main control unit controlling an operation of the DC-AC inverter, and adjusting a switching duty for the switching element of the DC-DC converter to track a maximum power point of the photovoltaic module using information on the voltage detected by the voltage detecting unit and information on the current detected by the current detecting unit. According to the utility interconnected photovoltaic power inverting system describe above, maximum power point tracking can be easily done and reduction of output ripples can be achieved.

Description

전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템{photovoltaic power inverting system for utility interconnection}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a photovoltaic power inverting system for utility interconnection

본 발명은 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 태양전지의 최대전력점을 추종하도록 전력변환을 수행하는 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion system of a power grid interconnected solar cell, and more particularly, to a power conversion system of a power grid interconnected solar cell that performs power conversion so as to follow a maximum power point of the solar cell.

일반적으로 태양광 발전시스템은 태양전지모듈의 전력출력상태에 따라 출력전압이 가변하며, 이에 따라 전력변환기의 동작전압을 가변시키는 최대전력점 추정(MPPT) 방식의 제어방법을 적용한다.Generally, a solar power generation system adopts a maximum power point estimation (MPPT) control method in which an output voltage varies according to a power output state of a solar cell module, thereby varying an operation voltage of the power converter.

최대 전력점 추종(MPPT)제어는 태양광에너지의 전력이 일사량과 온도에 따라 비선형 특성을 가지므로 최대 전력점을 찾아 효율을 최대화하는 제어 방법이다. The maximum power point tracking (MPPT) control is a control method that maximizes the efficiency by finding the maximum power point because the solar power has nonlinear characteristics depending on the solar radiation amount and temperature.

이러한 최대 전력점 추종제어방식은 국내 공개특허 제10-2012-0027782호 등 다양하게 개시되어 있다.Such a maximum power point follow-up control method is variously disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0027782.

그런데, 종래의 최대 전력점 추종제어는 일사량이 급격하게 변화할 때 순간적으로 태양전지모듈의 출력전압이 최대전력점에서 크게 벗어나는 단점이 있고, 하나의 스위칭소자에 의해 전력을 변환하는 디시-디시 컨버터(DC-DC converter)를 적용하는 경우 출력리플이 커지는 단점이 있다.However, the conventional maximum power point tracking control has a disadvantage in that the output voltage of the solar cell module deviates greatly from the maximum power point instantaneously when the solar radiation amount is abruptly changed, and the DC- (DC-DC converter) is applied, the output ripple becomes large.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 태양전지모듈의 최대 전력점 추종제어가 용이한 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a power conversion system for a power grid interconnected solar cell that is easy to control the maximum power point of the solar cell module.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템은 입사된 광에 의해 전력을 생성하는 태양전지 모듈의 출력단과 접속되어 상기 태양전지모듈에서 출력되는 제1전압을 스위칭 소자의 제어에 의해 제2전압으로 변환하는 디시-디시컨버터와; 상기 디시-디시 컨버터의 출력전압을 교류전력으로 변환하여 전력계통라인을 통해 공급하는 디시-에이시 인버터와; 상기 디시-디시 컨버터를 통해 흐르는 전류량을 검출하는 전류검출부와; 상기 태양전지모듈의 출력전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 디시-에이시 인버터의 구동을 제어하며, 상기 전압검출부에서 검출된 전압정보와, 상기 전류검출부에서 검출되는 전류정보를 이용하여 상기 태양전지모듈의 최대전력점을 추종하도록 상기 디시-디시 컨버터의 스위칭 소자에 대한 스위칭 듀티를 조정하는 메인 제어부;를 구비한다.In order to achieve the above object, a power conversion system of a power grid interconnecting solar cell according to the present invention is connected to an output terminal of a solar cell module that generates power by incident light, A dicing-to-dither converter for converting the second voltage into a second voltage by controlling a switching element; A dc-to-dc inverter for converting an output voltage of the dc-to-dc converter into alternating-current power and supplying the alternating current power through a power system line; A current detector for detecting an amount of current flowing through the DC-DC converter; A voltage detector for detecting an output voltage of the solar cell module; Wherein the control unit controls driving of the DC-DC inverter and switches the maximum power point of the solar cell module using the voltage information detected by the voltage detector and the current information detected by the current detector, And a main control unit for adjusting the switching duty for the device.

바람직하게는 상기 디시-디시 컨버터는 상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속된 제1코일과, 상기 제1코일과 직렬접속된 제1스위칭소자 및 상기 제1코일과 커플링되어 유기된 전력을 생성하는 제2코일을 갖는 제1컨버터와; 상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속된 제3코일과, 상기 제3코일과 직렬접속된 제2스위칭소자 및 상기 제3코일과 커플링되어 유기된 전력을 생성하는 제4코일을 갖는 제2컨버터;를 구비하고, 상기 메인 제어부는 상기 제1스위칭소자와 상기 제2스위칭 소자를 설정된 제1 제어주기 내에서 교번으로 스위칭 되게 제어한다.Preferably, the DC-DC converter includes a first coil connected to the output terminal of the solar cell module, a first switching device connected in series with the first coil, and a second switching device coupled to the first coil to generate an induced power A first converter having a second coil; A second converter having a third coil connected to an output terminal of the solar cell module, a second switching device connected in series with the third coil, and a fourth coil coupled to the third coil to generate an induced power; The main control unit controls the first switching device and the second switching device to be alternately switched within a first set control period.

또한, 상기 메인 제어부는 설정된 검출주기마다 상기 전압검출부에서 검출된 현재 전압과 이전에 검출된 전압의 차이에 해당하는 제1차이값과, 상기 전류검출부에서 검출된 현재전류와 이전에 검출된 전류의 차이에 해당하는 제2차이값을 산출하고, 상기 제1차이값이 영이 아니면 상기 제2차이값을 상기 제1차이값으로 나눈 제3값과 상기 현재전류를 상기 현재전압으로 나눈 제4값을 산출하고, 상기 제3값과 상기 제4값을 합한 값이 영 보다 크면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 증가시키고, 상기 제3값과 상기 제4값을 합한 값이 영 보다 작으면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 감소시켜 제어한다.In addition, the main control unit may be configured to detect a first difference value corresponding to a difference between a current voltage detected by the voltage detection unit and a previously detected voltage for each set detection cycle, a first difference value corresponding to a difference between a current value detected by the current detection unit and a previously detected current value A fourth value obtained by dividing the current value by the current value and a third value obtained by dividing the second difference value by the first difference value when the first difference value is not zero, If the sum of the third value and the fourth value is greater than zero, the driving duty of the first and second switching elements is increased by the first increment set in the currently applied driving duty, If the sum of the fourth values is smaller than zero, the driving duty of the first and second switching elements is reduced by the first increment set in the currently applied driving duty.

또한, 상기 메인 제어부는 상기 전압검출부에서 검출된 현재 전압과 이전에 검출된 전압의 차이에 해당하는 제1차이값이 영이면서 상기 전류검출부에서 검출된 현재전류와 이전에 검출된 전류의 차이에 해당하는 제2차이값이 영이 아닌경우 상기 제2차이값이 영보다 크면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 증가시키고, 상기 제2차이값이 영보다 작으면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 감소시켜 제어하는 것이 바람직하다.In addition, the main control unit may be configured such that the first difference value corresponding to the difference between the current voltage detected by the voltage detecting unit and the previously detected voltage is zero and corresponds to the difference between the current detected by the current detecting unit and the previously detected current If the second difference value is not zero and the second difference value is greater than zero, the driving duty of the first and second switching elements is increased by the first increment set in the currently applied driving duty, It is preferable that the driving duty of the first and second switching elements is controlled to be decreased by the first increment set in the currently applied driving duty.

본 발명에 따른 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템에 의하면, 최대전력점 추정 제어가 용이하면서도 출력리플을 저감할 수 있는 장점을 제공한다.According to the power conversion system of the power grid interconnected solar cell according to the present invention, the maximum power point estimation control can be easily performed and the output ripple can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 메인 제어부의 디시-디시 컨버터 구동듀티 제어 과정을 설명하기 위한 플로우도이고,
도 3은 도 1의 디시-디시 컨버터에 의한 전력변환과정을 설명하기 위한 파형도이다.FIG. 1 is a view showing a power conversion system of a power system interconnecting type solar cell according to the present invention,
FIG. 2 is a flowchart illustrating a duty-to-dictation converter driving duty control process of the main control unit of FIG. 1,
3 is a waveform diagram for explaining a power conversion process by the di-to-dither converter of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a power conversion system of a power grid interconnected solar cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템을 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a power conversion system of a power grid interconnected solar cell according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템(100)은 제1 및 제2 컨버터(110)(120)와, 디시-에이시 인버터(130), 전압검출부(150), 제1 및 제2 전류검출부(161)(162) 및 메인 제어부(170)를 구비한다.1, a power conversion system 100 of a power grid interconnected solar cell according to the present invention includes first and second converters 110 and 120, a dice-ac inverter 130, a voltage detector 150 First and second current detection units 161 and 162, and a main control unit 170. [

디시-디시 컨버터는 입사된 광에 의해 전력을 생성하는 태양전지 모듈(101)의 출력단과 접속되어 태양전지모듈(101)에서 출력되는 제1전압(V(k))을 제1 및 제2 스위칭 소자(Sa)(Sb)의 제어에 의해 제2전압으로 변환하는 두개의 제1 및 제2 컨버터(110)(120)가 적용되었다.The DC-DC converter is connected to the output terminal of the solar cell module 101 that generates electric power by the incident light, and outputs the first voltage V (k) output from the solar cell module 101 to the first and second switching Two first and second converters 110 and 120, which convert into a second voltage under the control of the element Sa, have been applied.

여기서, 제1전압(V(k))은 일사량 또는 온도에 따라 변동된다.Here, the first voltage V (k) varies depending on the irradiation dose or the temperature.

제1컨버터(110)는 태양전지 모듈(101)의 출력단과 접속된 제1코일(111)과, 제1코일(111)과 직렬접속된 제1스위칭소자(Sa) 및 제1코일(111)과 커플링되어 유기된 전력을 생성하는 2차코일인 제2코일(113)을 갖는 구조로 되어 있다.The first converter 110 includes a first coil 111 connected to the output terminal of the solar cell module 101, a first switching device Sa and a first coil 111 connected in series with the first coil 111, And a second coil 113, which is a secondary coil coupled to the second coil 113 to generate an induced electric power.

참조부호 115는 제1스위칭소자(Sa)에 직렬접속된 전류검출용 1차 권선이고, 참조부호 117는 전류검출용 1차권선과 커플링되어 유기된 전류를 검출하는 전류검출용 2차권선(117)이다.Reference numeral 115 denotes a primary winding for current detection connected in series to the first switching element Sa, 117 denotes a secondary winding for current detection coupled to the primary winding for current detection and detecting an induced current 117).

제2컨버터(120)는 태양전지 모듈(101)의 출력단과 접속된 제3코일(121)과, 제3코일(121)과 직렬접속된 제2스위칭소자(Sb) 및 제3코일(121)과 커플링되어 유기된 전력을 생성하는 제4코일(123)을 갖는 구조로 되어 있다.The second converter 120 includes a third coil 121 connected to the output terminal of the solar cell module 101, a second switching element Sb and a third coil 121 connected in series with the third coil 121, And a fourth coil 123 coupled to the second coil 123 to generate an induced electric power.

제2컨버터(120)에도 제2스위칭소자(Sb)에 직렬접속된 전류검출용 1차 권선(125)과 전류검출용 1차권선(125)과 커플링되어 유기된 전류를 검출하는 전류검출용 2차권선(127)이 마련되어 있다.The second converter 120 is also coupled to the primary winding 125 for current detection and the primary winding 125 for current detection which are connected in series to the second switching element Sb for current detection A secondary winding 127 is provided.

제1컨버터(110)와 제2컨버터(120)는 플라이 백방식으로 작동하도록 권선된다.The first converter 110 and the second converter 120 are wound to operate in a flyback fashion.

이와 같이 디시-디시 컨버터가 제1컨버터(110)와, 제2컨버터(120)로 이루어져 교번구동하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이 2차 측에 출력되는 전류의 리플이 감소하는 장점이 있으며, 내압 및 통전 용량이 적은 스위칭 소자를 사용할 수 있는 장점도 제공한다.As shown in FIG. 3, when the Dish-Dish converter is driven by the first converter 110 and the second converter 120 alternately, the ripple of the current output to the secondary side is reduced. It also offers the advantage of using switching devices with low internal voltage and current carrying capacity.

도 3에서 (A)는 제1컨버터(110)의 제1스위칭 소자(Sa)에 인가되는 구동펄스를 나타내 보인 파형도이고, (B)는 제2컨버터(120)의 제2스위칭 소자(Sb)에 인가되는 구동펄스를 나타내 보인 파형도이고, (C)는 (A)와 (B)의 파형을 함께 시간축에서 나타내보인 파형도이고, (D)는 (A)에 표기된 구동펄스에 의해 제1컨버터(110)의 2차측 출력전류를 나타내보인 그래프이고, (E)는 (b)에 표기된 구동펄스에 의해 제2컨버터(120)의 2차측 출력전류를 나타내보인 그래프이고, (F)는 (D)와 (E)의 출력전류 패턴이 상호 합산된 결과를 나타내 보인 그래프이다.3 (A) is a waveform diagram showing a driving pulse applied to the first switching device Sa of the first converter 110, and FIG. 3 (B) is a waveform diagram showing driving pulses applied to the second switching device Sb (C) is a waveform diagram showing the waveforms of (A) and (B) together on the time axis, and (D) is a waveform chart showing drive pulses applied to (E) is a graph showing the secondary side output current of the second converter 120 by the driving pulse indicated in (b), and (F) is a graph showing the secondary side output current of the second converter 120 (D) and (E) are added together.

이와 같이 (F)그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이 제1컨버터(110)와, 제2컨버터(120)가 교번 구동하는 경우 2차 측에 출력되는 전류의 리플이 감소한다.As can be seen from the graph (F), when the first converter 110 and the second converter 120 are alternately driven, the ripple of the current output to the secondary side decreases.

디시-에이시(DC-AC) 인버터(130)는 메인 제어부(170)에 제어되어 제1 및 제2 컨버터(110)(120)에 의해 생성된 출력전압을 교류전력으로 변환하여 전력계통라인을 통해 공급한다.The DC-AC inverter 130 is controlled by the main control unit 170 to convert the output voltage generated by the first and second converters 110 and 120 into AC power, Supply.

디시-에이시(DC-AC) 인버터(130)는 4개의 스위칭소자(S1)(S2)(S3)(S4) 중 S1과 S4에 대해 스위칭 온한 다음 S2와 S3를 스위칭 온 하는 방식으로 교번 구동하여 상용 220V, 60Hz의 교류상의 전력을 생성하도록 되어 있다.The DC-AC inverter 130 is switched on for S1 and S4 among the four switching elements S1, S2, S3 and S4 and then alternately driven by switching on S2 and S3 And is designed to generate electric power of 220 V and 60 Hz in commercial AC.

전압검출부(150)는 태양전지모듈(101)의 출력전압을 검출하여 메인제어부(170)에 제공한다.The voltage detector 150 detects the output voltage of the solar cell module 101 and provides the detected voltage to the main controller 170.

제1전류검출부(161)는 제1컨버터(110)를 통해 흐르는 전류량을 검출하여 메인 제어부(170)에 제공한다.The first current detector 161 detects the amount of current flowing through the first converter 110 and provides it to the main controller 170.

즉, 제1전류검출부(161)는 제1스위칭소자(Sa)에 직렬접속된 1차코일(115)을 통해 흐르는 전류에 대응하여 커플링된 2차코일(117)을 통해 흐르는 전류를 검출하여 메인 제어부(170)에 제공한다.That is, the first current detector 161 detects the current flowing through the secondary coil 117 coupled in response to the current flowing through the primary coil 115 connected in series to the first switching element Sa And provides it to the main control unit 170.

제2전류검출부(162)는 제2컨버터(120)를 통해 흐르는 전류량을 검출하여 메인 제어부(170)에 제공한다.The second current detector 162 detects the amount of current flowing through the second converter 120 and provides it to the main controller 170.

제2전류검출부(162)도 제2스위칭소자(Sb)에 직렬접속된 1차코일(125)을 통해 흐르는 전류에 대응하여 커플링된 2차코일(127)을 통해 흐르는 전류를 검출하여 메인 제어부(170)에 제공한다.The second current detector 162 also detects the current flowing through the coupled secondary coil 127 in response to the current flowing through the primary coil 125 connected in series to the second switching element Sb, (170).

여기서, 제1 전류검출부(161)와 제2전류검출부(162) 중 어느 하나만 적용되어도 된다.Here, either the first current detection unit 161 or the second current detection unit 162 may be applied.

진폭검출부(164)는 디시-에이시(DC-AC) 인버터(130)의 출력단으로부터 교류상의 전압신호에 대한 진폭을 검출하여 메인 제어부(170)에 제공한다.The amplitude detector 164 detects the amplitude of the AC voltage signal from the output terminal of the DC-AC inverter 130 and provides the detected amplitude to the main controller 170.

제로크로싱 검출부(167)는 디시-에이시(DC-AC) 인버터(130)의 출력단으로부터 교류상의 전압신호에 대한 제로점을 검출하여 메인 제어부(170)에 제공한다.The zero crossing detection unit 167 detects a zero point of the voltage signal on the AC from the output terminal of the DC-AC inverter 130 and provides the zero point to the main control unit 170.

2차전압 검출부(168)는 디시-에이시(DC-AC) 인버터(130)의 출력단 중 인덕터와 커패시터로 된 EMI 필터 전단에서 교류상의 전압신호를 검출하여 메인 제어부(170)에 제공하고, 생략될 수 도 있다.The secondary voltage detector 168 detects the AC voltage signal at the front end of the EMI filter formed of the inductor and the capacitor among the output terminals of the DC-AC inverter 130 and provides the voltage signal to the main controller 170, There is also water.

메인 제어부(170)는 진폭검출부(164)와, 제로크로싱 검출부(167)로부터 제공되는 신호로부터 단상 교류 전원이 생성되도록 디시-에이시 인버터의 구동을 제어하고, 2차전압 검출부(168)에서 제공되는 신호로부터 생성된 교류전원을 모니터링 한다.The main controller 170 controls driving of the dicing-ac inverter to generate single-phase ac power from the signals provided from the amplitude detector 164 and the zero crossing detector 167, Monitors the AC power generated from the signal.

또한, 메인 제어부(170)는 전압검출부(150)에서 검출되는 전압정보와 제1 및 제2 전류검출부(161)(162)에서 검출된 전류정보를 이용하여 태양전지모듈(101)의 최대전력점을 추종하도록 제1 및 제2 컨버터(110)(120)의 스위칭 소자(Sa)(Sb)의 스위칭 듀티를 조정하고, 디시-에이시 인버터(130)의 구동을 제어한다.The main controller 170 also controls the maximum power point of the solar cell module 101 using the voltage information detected by the voltage detector 150 and the current information detected by the first and second current detectors 161 and 162 To control the switching duty of the switching elements Sa and Sb of the first and second converters 110 and 120 so as to control the driving of the dic-

메인 제어부(170)는 제1스위칭소자(Sa)와 제2스위칭 소자(Sb)를 설정된 제1 제어주기 내에서 교번으로 스위칭 되게 제어한다.The main control unit 170 controls the first switching device Sa and the second switching device Sb to be alternately switched within a first set control period.

이하에서는 제1전류검출부(161)와 제2전류검출부(162)의 검출전류는 실질적으로 동일한 값이므로 제1전류검출부(161)에서 검출된 전류를 이용하여 메인 제어부(170)에서 제어하는 과정을 설명한다.Hereinafter, since the detection currents of the first current detection unit 161 and the second current detection unit 162 are substantially the same value, the main control unit 170 controls the current using the current detected by the first current detection unit 161 Explain.

이러한 메인 제어부(170)의 제어과정을 도 2를 참조하여 설명한다.The control process of the main control unit 170 will be described with reference to FIG.

먼저, 메인 제어부(170)는 설정된 검출주기마다 전압검출부(150)에서 검출된 현재 전압(V(k)과 현재 전류(I(k))를 검출한다(단계 210).First, the main controller 170 detects the current voltage V (k) and the current I (k) detected by the voltage detector 150 at each detection cycle (step 210).

또한, 메인 제어부(170)는 전압검출부(150)에서 검출된 현재 전압(V(k)과 바로 이전에 검출된 전압(V(k-1))의 차이에 해당하는 제1차이값(dV(k))과, 제1전류검출부(161)에서 검출된 현재전류(I(k))와 바로 이전에 검출된 전류(I(k-1))의 차이에 해당하는 제2차이값(dI(k))을 산출한다(단계 220). The main control unit 170 also receives the first difference value dV (k) corresponding to the difference between the current voltage V (k) detected in the voltage detector 150 and the voltage V (k-1) k) corresponding to the difference between the current I (k) detected in the first current detector 161 and the current I (k-1) detected immediately before, k) (step 220).

이후, 메인 제어부(170)는 제1차이값(dV(k))이 영(zero)인지 아닌지를 판단한다(단계 230), Then, the main control unit 170 determines whether the first difference value dV (k) is zero or not (step 230)

단계 230에서 제1차이값(dV(k))이 영(zero)이 아니면 제2차이값을 제1차이값으로 나눈 제3값(dI(k)/dV(k))과 현재전류를 현재전압으로 나눈 제4값(I(k)/V(k))을 산출하고, 제3값과 제4값을 합한 값이 영인지를 판단한다(단계 240).If the first difference value dV (k) is not zero in step 230, the third value dI (k) / dV (k) obtained by dividing the second difference value by the first difference value and the current value dI (K) / V (k) divided by the voltage, and determines whether the sum of the third value and the fourth value is zero (step 240).

단계 240에서 영(zero)가 아닌 것으로 판단되면, 영(zero) 보다 큰지를 판단하고(단계 250), 영보다 보다 크면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 제1 및 제2스위칭 소자(Sa)(Sb)의 구동듀티를 증가시킨다(단계 260).If it is determined at step 240 that it is not zero, it is determined whether it is greater than zero (step 250). If it is greater than zero, the first and second switching elements Sa ) Sb (step 260).

이와는 다르게 단계 250에서 제3값과 제4값을 합한 값이 영 보다 작으면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 제1 및 제2스위칭 소자(Sa)(Sb)의 구동듀티를 감소시켜 구동한다(단계 270).If the sum of the third value and the fourth value is smaller than zero in step 250, the driving duty of the first and second switching elements Sa and Sb is decreased by the first increment set in the currently applied driving duty, (Step 270).

여기서, δV(K)는 설정된 제1증분에 대응되는 전압값을 나타낸다.Here,? V (K) represents a voltage value corresponding to the set first increment.

한편, 단계 230에서 전압검출부에서 검출된 현재 전압과 이전에 검출된 전압의 차이에 해당하는 제1차이값이 영인 것으로 판단되면, 제1전류검출부(161)에서 검출된 현재전류와 이전에 검출된 전류의 차이에 해당하는 제2차이값(dI(k))이 영인지를 판단하고(단계 280), 영(zero)이 아닌경우 제2차이값이 영보다 큰지를 판단한다(단계 290).On the other hand, if it is determined in step 230 that the first difference corresponding to the difference between the current voltage detected by the voltage detector and the previously detected voltage is zero, the current detected by the first current detector 161, The second difference value dI (k) corresponding to the current difference is determined to be zero (step 280), and if the difference is not zero, it is determined whether the second difference value is greater than zero (step 290).

단계 290에서 영보다 큰 것으로 판단되면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 제1 및 제2스위칭 소자(Sa)(Sb)의 구동듀티를 증가시키고(단계 260), 제2차이값이 영보다 작으면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 감소시켜 제어한다(단계 270).If it is determined in step 290 that the duty ratio is greater than zero, the driving duty of the first and second switching elements Sa and Sb is increased by the first increment in the currently applied driving duty (step 260) The driving duty of the first and second switching elements is decreased by the first increment which is set in the currently applied driving duty (step 270).

이러한 제어과정에 의하면, 태양전지모듈(101)의 온도 또는 일사량 변화에 대응한 최대전력점 추정 제어가 용이하면서도 출력리플을 저감할 수 있는 장점을 제공한다.According to this control process, the maximum power point estimation control corresponding to the temperature or irradiation amount change of the solar cell module 101 is easy, and the output ripple can be reduced.

110: 제1컨버터 120: 제2 컨버터
130: 디시-에이시 인버터 150: 전압검출부
161: 제1전류검출부 162: 제2전류검출부
170: 메인 제어부110: first converter 120: second converter
130: Dish-inverter inverter 150: Voltage detector
161: first current detecting section 162: second current detecting section
170:

Claims (4)

삭제delete 입사된 광에 의해 전력을 생성하는 태양전지 모듈의 출력단과 접속되어 상기 태양전지모듈에서 출력되는 제1전압을 스위칭 소자의 제어에 의해 제2전압으로 변환하는 디시-디시컨버터와;
상기 디시-디시 컨버터의 출력전압을 교류전력으로 변환하여 전력계통라인을 통해 공급하는 디시-에이시 인버터와;
상기 디시-디시 컨버터를 통해 흐르는 전류량을 검출하는 전류검출부와;
상기 태양전지모듈의 출력전압을 검출하는 전압검출부와;
상기 디시-에이시 인버터의 구동을 제어하며, 상기 전압검출부에서 검출된 전압정보와, 상기 전류검출부에서 검출되는 전류정보를 이용하여 상기 태양전지모듈의 최대전력점을 추종하도록 상기 디시-디시 컨버터의 스위칭 소자에 대한 스위칭 듀티를 조정하는 메인 제어부;를 구비하고,
상기 디시-디시 컨버터는
상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속된 제1코일과, 상기 제1코일과 직렬접속된 제1스위칭소자 및 상기 제1코일과 커플링되어 유기된 전력을 생성하는 제2코일을 갖는 제1컨버터와;
상기 태양전지 모듈의 출력단과 접속된 제3코일과, 상기 제3코일과 직렬접속된 제2스위칭소자 및 상기 제3코일과 커플링되어 유기된 전력을 생성하는 제4코일을 갖는 제2컨버터;를 구비하고,
상기 메인 제어부는 상기 제1스위칭소자와 상기 제2스위칭 소자를 설정된 제1 제어주기 내에서 교번으로 스위칭 되게 제어하는 것을 특징으로 하는 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템.A DC-DC converter connected to an output terminal of the solar cell module generating electric power by the incident light and converting a first voltage outputted from the solar cell module into a second voltage by controlling a switching element;
A dc-to-dc inverter for converting an output voltage of the dc-to-dc converter into alternating-current power and supplying the alternating current power through a power system line;
A current detector for detecting an amount of current flowing through the DC-DC converter;
A voltage detector for detecting an output voltage of the solar cell module;
Wherein the control unit controls driving of the DC-DC inverter and switches the maximum power point of the solar cell module using the voltage information detected by the voltage detector and the current information detected by the current detector, And a main control unit for adjusting a switching duty for the device,
The dish-toe converter
A first converter having a first coil connected to an output terminal of the solar cell module, a first switching device connected in series with the first coil, and a second coil coupled to the first coil to generate an induced power, ;
A second converter having a third coil connected to an output terminal of the solar cell module, a second switching device connected in series with the third coil, and a fourth coil coupled to the third coil to generate an induced power; And,
Wherein the main control unit controls the first switching device and the second switching device to be alternately switched within a first set control period. 제2항에 있어서, 상기 메인 제어부는 설정된 검출주기마다 상기 전압검출부에서 검출된 현재 전압과 이전에 검출된 전압의 차이에 해당하는 제1차이값과, 상기 전류검출부에서 검출된 현재전류와 이전에 검출된 전류의 차이에 해당하는 제2차이값을 산출하고, 상기 제1차이값이 영이 아니면 상기 제2차이값을 상기 제1차이값으로 나눈 제3값과 상기 현재전류를 상기 현재전압으로 나눈 제4값을 산출하고, 상기 제3값과 상기 제4값을 합한 값이 영 보다 크면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 증가시키고, 상기 제3값과 상기 제4값을 합한 값이 영 보다 작으면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템.3. The apparatus of claim 2, wherein the main control unit comprises: a first difference value corresponding to a difference between a current voltage detected by the voltage detection unit and a previously detected voltage for each set detection period; Calculating a second difference value corresponding to a difference between the detected current and a third value obtained by dividing the second difference value by the first difference value and dividing the current value by the current voltage if the first difference value is not zero Wherein if the sum of the third value and the fourth value is greater than zero, the driving duty of the first and second switching elements is increased by the first increment set in the currently applied driving duty, 3 and the fourth value is smaller than zero, control is performed by reducing the driving duty of the first and second switching elements by a first increment set in the currently applied driving duty. Power conversion system of the two cells. 제3항에 있어서, 상기 메인 제어부는 상기 전압검출부에서 검출된 현재 전압과 이전에 검출된 전압의 차이에 해당하는 제1차이값이 영이면서 상기 전류검출부에서 검출된 현재전류와 이전에 검출된 전류의 차이에 해당하는 제2차이값이 영이 아닌경우 상기 제2차이값이 영보다 크면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 증가시키고, 상기 제2차이값이 영보다 작으면 현재 적용된 구동듀티에 설정된 제1증분만큼 상기 제1 및 제2스위칭 소자의 구동듀티를 감소시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 전력계통 연계형 태양전지의 전력변환 시스템.The apparatus as claimed in claim 3, wherein the main control unit determines that the first difference corresponding to the difference between the current voltage detected by the voltage detector and the previously detected voltage is zero and the current detected by the current detector and the previously detected current Is greater than zero, the driving duty of the first and second switching elements is increased by the first increment set in the currently applied driving duty, and when the second difference value corresponding to the difference Wherein the control unit decreases the driving duty of the first and second switching elements by a first increment that is set in the currently applied driving duty when the difference value is smaller than zero.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018079989A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 엘에스산전 주식회사 Method for controlling solar energy generation
CN116937953A (en) * 2023-09-18 2023-10-24 锦浪科技股份有限公司 Micro inverter zero crossing control method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983035B1 (en) * 2008-06-23 2010-09-17 삼성전기주식회사 Power supply having maximum power point tracking function
JP2010250605A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 Honda Motor Co Ltd Maximum output power tracking control apparatus for solar battery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983035B1 (en) * 2008-06-23 2010-09-17 삼성전기주식회사 Power supply having maximum power point tracking function
JP2010250605A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 Honda Motor Co Ltd Maximum output power tracking control apparatus for solar battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079989A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-03 엘에스산전 주식회사 Method for controlling solar energy generation
CN116937953A (en) * 2023-09-18 2023-10-24 锦浪科技股份有限公司 Micro inverter zero crossing control method
CN116937953B (en) * 2023-09-18 2023-12-15 锦浪科技股份有限公司 Micro inverter zero crossing control method

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