KR101576321B1 - 재생가능한 에너지 공급원으로부터 전력을 추출하는 방법 및 시스템 - Google Patents

재생가능한 에너지 공급원으로부터 전력을 추출하는 방법 및 시스템 Download PDF

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파워-원 이태리 에스.피.에이.
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    • Y10S323/906Solar cell systems

Abstract

전력 추출 설비는 작동 조건이 적어도 하나의 제어불가능한 양의 함수로서 변화하고, 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대해서, 공급된 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 제시하며, 각 특성 곡선이 상기 제어된 양의 최적 값에 대해서 최대치를 제시하는 것인 DC-전압 전력 공급원(3); 전력 조절 회로(5); 및 상기 제어불가능한 양이 변화할 때 상기 공급원에 의해 공급된 전력을 최대화하도록 상기 제어된 양을 조절하는 조절 루프를 포함한다. 상기 조절 루프는 상기 최적 값을 향하여 상기 제어된 양의 실제 값을 변화시키기 위하여, 상기 제어불가능한 양의 실제 값에 대해서, 상기 제어된 양(V.in)의 실제 값이 상기 최적 값보다 큰지 혹은 작은지를 판정하여 조절 신호(V.in-REF)를 생성하도록 설계되어 있다.

Description

재생가능한 에너지 공급원으로부터 전력을 추출하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR EXTRACTING ELECTRIC POWER FROM A RENEWABLE ENERGY SOURCE}
본 발명은 대체 에너지 공급원의 개발에 관한 것으로, 특히 재생가능한 에너지 공급원의 개발에 관한 것이다. 특히, 배타적인 것은 아니지만, 본 발명은 광기전력 패널(photovoltaic panel)에 의해서 태양 에너지의 개발을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
더욱 일반적으로, 본 발명은 공급원으로부터 전력을 추출하는 방법 및 시스템에 대한 개량에 관한 것으로, 여기서, 그의 작동 조건은 적어도 하나의 제어불가능한 양(uncontrollable quantity)의 함수로서 변화하고, 또한 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대해서, 공급된 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 지니되, 여기서 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대한 특성 곡선은 제어된 양의 최적 값을 위한 최대치를 지닌다.
점차적으로 성장하는 에너지 요건 및 전통적인 에너지 공급원의 고갈과 연결된 문제뿐만 아니라, 그의 개발과 관련된 환경적인 영향의 수반으로 인해, 재생가능한 에너지 공급원은 그 중요성이 더욱 커지고 있다. 이들 원인 중, 태양 에너지는 근본적인 중요성을 지닌다. 이것은 상이한 방식으로 개발되며, 즉, 본 발명이 목적으로 하는 바는 광기전력 패널에 의해 전력으로의 그의 직접적인 변환이다. 이들 패널은, 태양광 조사(solar irradiation)에 노출되면, 직류를 발생하여, 공급원의 출력 단자에서 주어진 값의 전압에 대해서 전력의 최대치를 지니는 특징적인 전력-출력 전압 곡선을 제공한다. 광기전력 패널의 기능화 조건은, 패널이 입수하는 표면 단위 당 전력의, 조사의 각 값에 대해서, 투입 에너지에 크게 의존하므로, 모든 특성 곡선은 공급원의 출력 전압의 주어진 값에 대해서 최대치를 가지지만, 이 값은 하나의 특성 곡선과 다른 특성 곡선 사이에서 변화한다.
명백한 바와 같이, 광기전력 패널의 조사 조건은 계절, 시간 및 분위기 조건과 연관된 다수의 인자에 의존한다. 이들 후자는 특히 예측할 수 없는 가변성을 제공하고, 이것은 또한 하루의 과정에서 매우 자주 일어날 수도 있다. 구름의 통과, 댐프 헤이즈(damp haze)의 형성, 공기 중의 수분 변화는, 상기 태양광 조사에 있어서의 다소의 신속하고 예기치 않은 변동을 일으킬 수 있는 모든 인자이다. 따라서, 이 후자는 공급원의 기능화에 영향을 미치는 제어불가능한 양을 나타낸다.
기능화 조건이 변화할 경우, 그리고 특히 태양광 조사에 의해 표시되는 제어불가능한 양이 변화할 경우 광기전력 패널로부터의 전력 추출의 최대화를 허용하는 시스템을 설계하는 것이 특히 중요하다.
광기전력 패널은 직류를 발생시킨다. 이것은, 직류를 인버터(inverter)에 의해 교류로 변화시키는 데 이용될 수 있다. 인버터로부터의 출력 교류는 배전(즉, 전력 분배) 네트워크 내로 투입될 수 있고/있거나 하나 이상의 로컬 부하(local load)를 통전시키는 데 이용될 수 있다. 광기전력 패널의 접속 혹은 광기전력 패널의 영역(직접 배전 네트워크로 혹은 단일 로컬 부하로 혹은 이들 두 작동 모드의 조합으로)에 무관하게, 패널 혹은 광기전력 패널의 영역의 출력에서(따라서 인버터의 입력에서) 전력 추출을 최대화하는 제어된 양의 값, 즉, 전압의 값을 유지하도록 인버터를 제어하는 것이 필요하다. 태양광 조사 조건이 변화할 경우, 전력을 최대화하는 최적 전압(이것은 공급원으로부터 추출될 수 있음)이 전술한 바와 같이 변화하므로, 항상 추출된 전력의 최대화 조건을 향하여 공급원, 인버터 및 제어 루프로 구성된 시스템으로 되도록, 조사 조건이 변화할 경우 인버터의 작동 조건을 변화시키는 것을 가능하게 하는 제어 및 조절 알고리즘이 연구되어 있다.
이 기능을 수행하기에 적합한 알고리즘의 예가 WO-A-2007/072517에 기재되어 있고, 본 명세서에서 언급된 특허 및 비특허문헌과 각각의 조사 보고서에 있어서, 해당 문헌의 내용은 본 명세서의 내용에 내포된다.
가장 통상의 제어 알고리즘 중에서, P&O(Perturb and Observe)라고 불리는 알고리즘을 들 수 있다. 이 알고리즘은 공급원+인버터 시스템의 작동 조건에 섭동(perturbation)을 일으켜, 공급원의 출력 전압(따라서 인버터의 입력)에 변동을 부여하고, 이 섭동의 결과를 관찰하기 위하여, 즉, 부여된 변동이 공급된 전력의 증감을 일으키는지의 여부를 검증하기 위하여 제공된다. 공급된 전력이 증가한다면, 이것은, 시스템이 최대 전력 공급 지점에 있지 않고, 또한 부여된 섭동이 공급된 전력을 증가, 즉, 최대 공급 지점을 향하는 움직임을 수반하는 방향에 있는 것을 의미한다. 역으로, 공급된 전력의 감소가 부여된 섭동에 대응한다면, 이것은, 부여된 섭동이 추출될 수 있는 전력을 최대화하는 데 필요한 것과는 방향에 있는 것을 의미한다.
이들 알고리즘은 효율적이지만, 이들은 몇몇 제한을 제시하는 바, 이는 조사 조건의 변동이 시스템이 움직여야만 하는 특성 곡선의 변화를 초래한다는 사실로 인해, 주로 조사 조건의 급격한 변동이 시스템으로 하여금 새로운 작동 조건에 적합화하는 데 긴 시간을 유발한다는 사실에 연결된다.
본 발명의 목적은 공지된 시스템 및 방법의 문제점을 전체적으로 혹은 부분적으로 저감시켜, 재생가능한 에너지 공급원으로부터, 특히 배타적이지는 않지만 광기전력 패널을 구비한 에너지 공급원들로부터 전력 추출을 향상시킬 수 있으며, 해당 공급원의 작동 조건이 위에서 나타낸 바와 같이 적어도 하나의 제어불가능한 양에 따라 변화하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 제1측면에 따르면, 전력 조절 시스템에 의해 전력 공급원으로부터 전력을 추출하는 방법으로서, 상기 전력 공급원의 작동 조건은 적어도 하나의 제어불가능한 양(uncontrollable quantity)의 함수로서 변화하며; 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대해서, 상기 전력 공급원은 공급된 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 지니고; 각 특성 곡선은 상기 제어된 양의 최적 값에 대한 최대치를 지니는 전력추출방법에 관한 것이다. 전형적으로, 배타적이지는 않지만, 상기 공급원은 하나 이상의 광기전력 패널을 포함할 수 있고, 이 경우, 제어불가능한 양은 예를 들어 태양광 조사량이며, 제어된 양은 패널의 출력 전압 혹은 패널로부터의 출력 전류일 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 방법은
- 상기 제어된 양의 실제 값이 상기 제어불가능한 양의 실제 값에 대한 상기 최적 값보다 큰지 혹은 작은지를 판정하는 단계; 및
- 상기 최적 값을 향하여 상기 제어된 값의 실제 값을 변경하기 위하여 조절 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
이 방법은 P&O 알고리즘에 의거한 방법과는 실질적으로 상이하다. 사실상, 이들 공지의 알고리즘에 있어서, 제어된 양(예를 들어 전압)의 변동을 초래하는 시스템에 섭동을 일으키고, 또한 그 변동(섭동)이 공급원에 의해 공급된 전력의 증감을 초래하는지의 여부를 관찰하기 위하여 제공된다. 그 섭동이 공급된 전력의 증가를 유발하는 경우에, 반복적인 알고리즘의 후속의 단계에서, 동일한 부호의 새로운 섭동(예를 들어, 출력 전압의 재차 증가 혹은 재차 감소)이 일어나. 공급된 전력에 대한 영향이 관찰된다. 이 과정을 반복함으로써, 소정 시간 후(제어불가능한 양에 변화가 없다면), 최대 전력 지점이 달성된다. 따라서, 이것은 경험적인 접근법이다.
역으로, 본 발명에 따른 방법은 제어된 양의 최적 값에 대해서 이 제어된 양의 값의 체크를 예비적으로 수행하는 제어 알고리즘을 제공한다. 최적 값(즉, 추출된 전력을 최대화하는 값)이 공지된 선험적 사실이 아니더라도, 이것은 제어불가능한 양(또는 더 많은 제어불가능한 양들)에 의존하므로, 예를 들어, 제어된 양의 주기적 진동을 부여하여, 이 양이 현재 최적 값보다 크거나 낮은 값을 지니는지를 판정하는 것이 가능해진다. 이 판정에 의거해서, 제어 루프(혹은 조절 루프)는 최적 값을 향하여 제어된 양의 표적화된 변동을 초래한다. 제어된 양의 실제 값이 최적 값보다 작다면, 상기 제어된 양은 증가된다. 만약 상기 제어된 양의 실제 값이 최적 값보다 크다면, 제어된 양은 감소된다.
따라서, 전통적인 "P&O"법과는 대조적으로, 제어된 양에 대해서, 랜덤한 부호의 변동이 부여되지 않아, 그 후에 그 변동의 부호가 공급된 전력의 증감을 유발하는지의 여부를 검증하고 있다. 이에 반해서, 변동의 부호는, 그 특정 작동 조건에 대해서, 즉, 제어불가능한 양의 현재 값에 대해서 제어된 양의 최적 값을 향하여 여하튼 시스템의 변위를 얻도록 하는 방식으로 부여된다. 그 결과, 제어불가능한 양(예를 들어, 태양광 조사)이 갑자기 변화하면, 시스템은 즉시 반응하여, 제어 알고리즘의 제1단계로부터, 새로운 최적 값을 향하여 제어된 양의 변동을 부여한다.
광기전력 패널을 이용하는 시스템에 대한 새로운 방법의 이용에 대해서 이하에 구체적으로 설명하지만, 이 방법은, 제어불가능한 파라미터 혹은 양의 함수로서 특성 곡선 변수를 제시하는, 제한된 전력을 지닌 공급원으로부터 전력을 추출하는 것이 필요한 경우, 또한 특성 곡선(또는 이들 중 적어도 일부)이 제어된 양의 최적 값에 대해서 공급될 수 있는 경우 등과 같이 다른 상황에서도 유리하게 적용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 상기 공급원은 연료전지, 또는 연료전지의 세트일 수 있고, 이때 제어불가능한 양은 예를 들어 수소 혹은 다른 연료 가스의 유량에 의해 혹은 전지의 노화에 의해 나타날 수 있다.
일반적으로, 제어불가능한 양은 더 많은 인자 혹은 파라미터의 합계에 의해 구성된 포괄적인 양으로서 의도될 수 있다. 전형적으로, 예를 들어, 광기전력 패널의 경우에, 특징적인 기능화 곡선에 영향을 미칠 수 있는 인자는 조사뿐만 아니라 패널의 작업 온도, 시간 경과에 따라 패널이 받게 되는 변화 등을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 상기 방법은 제어된 양의 실제 값이 상기 최적 값보다 낮다면 제어된 양의 값에 플러스 변동이 부여되고, 상기 제어된 양의 실제 값이 상기 최적 값보다 크다면 제어된 양의 값에 마이너스 변동이 부여되도록 제공된다.
제어된 양의 실제 값이 최적 값보다 큰지 혹은 작은지를 검증하기 위하여, 본 발명의 몇몇 실시형태에 따르면, 조절 신호에 대해서 적어도 하나의 주기적 성분을 지니는 교란을 포함하도록 제공된다. 유리하게는, 상기 교란에 의해서, 주기적 변동은 제어된 양에 유발되고, 따라서, 상기 공급원에 의해 공급된 전력에 유발된다. 전력의 변동과 제어된 양의 변동은 제어된 양의 값이 상기 최적 값보다 큰지 혹은 작은지를 판정하도록 상관 관계에 있다.
원칙적으로, 제어된 양의 교란은 인버터의 입력 전압 상의 리플(ripple)일 수 있고, 여기서 그의 입력은 상기 공급원에 접속되고, 그의 출력은 분배 네트워크에 접속된다. 그러나, 제어 루프는 바람직하게는 제어된 양의 조절 신호에 사인 혹은 비사인 형상의 주기적 신호로 구성되거나 해당 신호를 포함하는 교란이 부가되는 블록을 포함한다.
또, 본 발명에 따른 방법의 유리한 실시형태 및 특성은 첨부된 종속 청구항에 기재되어 있으며, 또한 실시형태를 참조하여 이하에 더욱 상세히 설명될 것이다.
본 발명은, 다른 측면에 따르면,
- 작동 조건이 적어도 하나의 제어불가능한 양의 함수로서 변화하고, 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대해서, 공급된 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 지니며, 각 특성 곡선이 상기 제어된 양의 최적 값에 대해서 최대치를 제시하는 것인 DC-전압 전력 공급원;
- 상기 공급원으로부터 DC-전압 전력을 추출하여 해당 전력을 출력에서 공급하기 위한 전력 조절 회로; 및
- 상기 제어불가능한 양이 변화할 때 상기 공급원에 의해 공급된 전력을 최대화하도록 상기 제어된 양을 조절하는 조절 루프를 포함하되,
상기 조절 루프는, 상기 최적 값을 향하여 상기 제어된 양의 실제 값을 변화시키기 위하여, 상기 제어불가능한 양의 실제 값에 대해서, 상기 제어된 양의 실제 값이 상기 최적 값보다 큰지 혹은 작은지를 판정하여 조절 신호를 생성하도록 설계된 것인 전력발전시스템에 관한 것이다.
상기 전력 조절 회로는 예를 들어 배전 네트워크에 및/또는 하나 이상의 로컬 부하에 접속된 DC/AC 인버터를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 전력 조절 회로는 DC/DC 변환기로 구성될 수 있거나 해당 DC/DC 변환기를 포함할 수 있다.
본 발명에 다른 추가의 유리한 실시형태 및 특성은 본 발명의 실제적인 실시형태를 참조하여 이하에 설명된다.
본 발명은 이하의 설명과 첨부 도면에 의해 더욱 잘 이해될 것이며, 이하의 도면은 본 발명의 비제한적인 실시형태를 도시하는 것이다.
도 1은 상이한 조명 조건에 대해서 재생가능한 에너지 공급원, 전형적으로 광기전력 패널의 특성 곡선의 패밀리를 도시한 도면;
도 2는 상기 공급원의 단일의 특성 곡선을 표시한 도면;
도 3은 본 발명을 구현하는 시스템의 블록도;
도 4는 변형된 실시형태에 있어서의 도 3의 것과 유사한 블록도;
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 3 또는 도 4에 개략적으로 도시된 시스템의 제어 루프의 상이한 지점에서의 신호의 파형을 나타낸 다이어그램.
이하 본 발명은 광기전력 패널에 대한 그의 응용을 구체적인 참조로 해서 설명하지만, 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 공급원의 유사한 거동이 일어날 때, 즉, 공급원이 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 지닐 때, 다른 재생가능한 에너지 공급원을 이용해서도 실현될 수 있음을 이해할 필요가 있고, 여기서 이 특성 곡선은 제어불가능한 양이 변화할 때 변화한다.
전통적인 방식에 비해서 본 발명의 기능화 원리 및 그에 의해 달성될 수 있는 이점들의 이해를 보다 돕기 위하여, 우선 재생가능한 공급원의 거동과 관련된 몇몇 요소들, 특히 광기전력 패널을 그들의 기능화 조건에 따라 상기할 필요가 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 광기전력 패널은 해당 패널의 출력 접속기 단자에서 전압의 함수인 전력을 공급한다. 출력 전압의 함수로서의 전력 특성 곡선은 불변이 아니지만, 이것은, 조사량이 변화할 경우, 즉, 패널에 도달하는 표면 단위당의 전력이 변화할 경우 변경된다. 도 1은 광기전력 패널의 상이한 조사 조건에 대응하는 각각 (C1), (C2), ... (Cn)으로 표시되는 일련의 특성 곡선을 도시하고 있다. 각 특성 곡선(C1) 내지 (Cn)은 패널의 출력에서 전압(V)(가로축에 표시됨)의 함수로서 패널에 의해 추출될 수 있는 전력(P)(세로축에 표시됨)의 변화를 나타낸다. 각 특성 곡선(C1) 내지 (Cn)은 전압의 값에 대응해서 최대치를 가진다. 광기전력 패널로부터 추출가능한 전력의 최대치에 대응하는 (V1), (V2) 및 (V3)으로 표시되는 전압값은 조사 조건이 변할 경우 변화한다. 특히, 조사량이 클수록, 전압이 커지며, 이 전압에 대해서 패널이 전력의 최대치를 공급한다. 도 1에서, 조사량이 화살표(IR)에 따라서 증가하므로, 곡선(C1)은 조사량의 최대치에 대응하는 것이고, 곡선(Cn)은 조사량의 최소치에 대응하는 것이다. 전압(V1)은 전압(Vn)보다 크다.
도 2는, 표시를 더욱 명확히 하기 위하여, (C)로 표시된 단일의 특성 곡선을 도시하고 있다. (Va) 및 (Vb)는, 공급된 전력이 그 주어진 태양광 조사값에 대해서 최대 추출가능한 전력 이하인 것에 대응하여 광기전력 패널의 출력 전압의 두 값을 나타내고 있다. (Vmpp)는 추출가능한 전력을 최대화하는 전압을 나타낸다(mpp = 최대 전력점). 따라서, 광기전력 패널이 삽입되어 있는 시스템은 광기전력 패널의 단부에서 전압(Vmpp)이 유지된다면 이 조사 조건에서 전력의 최대치를 공급하는 것이 가능해질 것이다. 역으로, 전압이 추출된 전력을 최대화하기 위하여 (Va)와 동일하다면, 광기전력 패널의 출력에서의 전압이 감소하여 곡선(C)의 오른쪽 상의 점(Pa)에서 점(Pmpp)으로 변이될 필요가 있을 것이다. 이에 반하여, 점(Pb)에서, 광기전력 패널에서의 출력 전압(Vb)에 의하면, 이 조사 조건에서 전력을 최대화하기 위하여, 값(Vmpp)이 재차 얻어질 때까지 패널의 출력에서 전압을 점차로 증가시킬 필요가 있을 것이다.
조사량이 일정하게 유지된다면, 광기전력 패널의 출력에 접속된 인버터의 제어는 비교적 간단할 것이다. 역으로, 조사량은 전술한 바와 같이 갑작스런 방식으로 시간 경과에 따라 반복적으로 변할 수도 있다. 이것은 특히 어려움을 수반한다.
도 1을 재차 참조하면, 예를 들어, 시스템은 곡선(C2) 상에 있고, 전통적인 유형의 "P&Q" 알고리즘에 의해 부여된 조정으로 인해, 최대 유효 조건이 달성되어 있으며, 즉, 광기전력 패널의 단자에서, 공급된 전력(P2)에 대응하여 출력 전압(V2)이 얻어진 것으로 가정할 수 있다. 이 지점에서, 조사 조건이 갑자기 변화하면, 예를 들어, 조사량의 감소가 구름의 통과로 인해 발생한다면, 시스템은 곡선(C2)에서 곡선(Cn)으로 통과하고, 공급된 전력은 특성 곡선(Cn)의 최대치에 대응하는 값(Pn)보다 작은 값(Px)으로 갑자기 감소할 것이다. 시스템을 재차 최적 작동 조건에 투입하기 위하여, 제어 알고리즘은 값(V2)에서 값(Vn)으로 전압의 점차적인 감소를 일으킬 필요가 있다. 역으로, 곡선(C2)에 대응하는 조사 조건으로부터, 태양광 조사량이 갑자기 증가하여 시스템이 곡선(C1) 상에서 작동하게 되면, 공급된 전력은 값(P2)에서 값(Py)으로 통과할 것이고, 이때 값(Py)은 이들 조사 조건 하에서 광기전력 패널로부터 추출될 수 있는 최대 전력값(P1)보다 작다. 따라서, 제어 알고리즘은 시스템을 전압(V2)에서 전압(V1)로 점차로 통과시킬 필요가 있고, 즉, 조사량의 감소 및 곡선(C1)의 조건에 대한 곡선(C2)의 조건의 통과의 경우에 시스템에 부여되는 것과는 반대 방향의 변동인 출력 전압의 증가를 일으킨다.
광기전력 시스템의 통상의 제어 시스템은, 조사 조건의 주어진 변동이 이전의 조사 조건 하에 추출될 수 있는 전력을 최대화시키는 전압에 비해서 보다 크거나 작은 전압으로 시스템을 작동시키는지를 판정할 수 없으므로, 적절하게 신속한 방식으로 조사량의 이들 갑작스런 변화를 수반할 수는 없다.
즉, 상기 전통적인 시스템은 조사 조건이 변화함에 따라 추출가능한 전력 최대화의 조건으로 시스템을 다시 가져가도록 전압을 증가 혹은 감소시킬 필요가 있는지를 검출할 수 없다. 이 전통적인 시스템은 새로운 태양광 조사 조건에 적응하기 위하여 상당한 시간을 필요로 한다.
이 문제는, 이하에 설명되고 또 특히 도 3, 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같은 제어 방법을 통해서 해결된다.
간단하게는, 본 발명에 따른 방법은, 제어 루프에 대해서, 광기전력 패널로부터 출력 전압의 최적 값에 대해서 시스템이 작동하는 위치를 검출하는 것이 가능하도록 제공되며, 따라서, 광기전력 패널로부터의 출력 전압이 추출된 전력 최대화의 조건을 달성하도록 증감시킬 필요가 있는지를 "결정"하기에 적합하다. 그 결과, 조사 조건이 변할 경우, 해당 시스템은 광기전력 패널에 접속된 인버터의 작동 조건을 변화시키는 움직임을 즉시 개시하여, 조절 신호에 의해, 인버터에서의 전압 입력의 정확한 변동(경우에 따라 증감)을 유발하고 따라서 광기전력 패널의 전압 출력에 의해서 시스템이 추출가능한 전력 최대화의 새로운 조건으로 향하도록 할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 방법 및 시스템의 기능화의 이해를 더욱 돕기 위하여, 우선 도 3의 블록도를 참조하여 설명한다. 이 도면에서, 시스템은 전체로서 (1)로 표기되어 있다. 해당 시스템은 전체로서 (3)으로 표기된 재생가능한 에너지 공급원, 예컨대, 광기전력(PV) 패널 혹은 광기전력 패널의 영역을 포함한다. 이 공급원(3)은 DC 전압의 전력을 공급하고, 그의 출력이 전체로서 (5)로 표기된 더블(혹은 듀얼) 스테이지 인버터에 접속되어 있다. (5A)는 제1DC/DC 스테이지(전단부)를 나타내고, (5B)는 제2DC/AC 스테이지를 나타낸다. 인버터(5)의 출력은 하나 이상의 로컬 부하 및/또는 전력 그리드에 접속되어 있다. 도 3의 도면에서, 인버터(5)의 출력은 포괄적인 부하(Z)에 그리고 (7)로 개략적으로 표기된 전력 그리드에 접속되어 있다. 이런 유형의 접속은 로컬 부하(Z)에 의해 흡수되지 않는 전력을 전력 그리드(7)에 입력시키고, 재생가능한 공급원(3)에 의해 발생된 에너지에 의해서 로컬 부하(Z)를 통전시키거나 혹은 (공급원(3)이 충분한 전력을 공급할 수 없을 경우) 전력 그리드(7)로부터의 전기 에너지를 흡수함으로써 부하(Z)를 통전시킨다.
공급원(3)에 의해 그리고 인버터(5)에 의해 구성된 시스템은 (9)로 개략적으로 표기된 조절 혹은 제어 루프에 의해서 제어된다. 이 조절 루프(9)(그의 기능과 제어방식은 이하에서 설명됨)는 소프트웨어를 통해서 혹은 하드웨어를 통해서, 또는 이들의 혼합을 통해서 실현될 수 있다. 당업자라면, 이하의 설명에 의거해서, 본 발명에 따른 방법을 수행하는 제어 루프를 구현하는 복수개의 가능한 구성을 설계할 수 있을 것이다.
제어 루프는 공급원의 출력 전압에 비례하는 신호(V.in)를 검출하고 또한 인버터(5)를 향해서 공급원에 의해 공급된 전류에 비례하는 값(I.in)을 검출하기 위하여 공급원(3)의 출력에 접속되어 있다.
전류값(I.in) 및 전압값(V.in)으로부터, 승산기 블록(11)에서의 단순한 승산에 의해서, 인버터(5)를 향해서 공급원(3)에 의해 공급되는 전력에 비례하는 신호가 얻어진다(P.in = V.in * I.in).
전력 신호 및 전압 신호로부터, 적절한 처리를 통해서, 조절기(13)로부터의 출력에서, (Vset)로 표기된 전압 설정점이 생성된다. 이 조절 신호는, 시스템을 최적 기능화의 지점을 향하게 하기 위하여, 즉, 공급원(3)으로부터의 출력 전압을, 특정 조사 조건 하에서 공급원으로부터 추출가능한 전력을 최대화하는 값으로 되도록 하는 방식으로, 인버터(5), 보다 정확하게는, 인버터의 제1스테이지(5A)를 제어하는 데 이용된다.
공급원(3)으로부터의 출력 전압(V.in)이 최적 전압값, 즉, 주어진 조사 조건 하에서 조절기(13)에 의해 고정된 전압 설정점을 나타내는 값(Vset)으로 공급될 수 있는 전력을 최대화하는 값보다 큰지 혹은 작은지를 판정하기 위하여, 주기적 교란이 적절한 주파수, 예를 들어, 비제한적인 예로서 간주될 필요가 있는 값인 0.1 내지 100㎐의 가변량에서 부가된다. 이론적으로, 이 교란은 인버터의 출력이 접속되어 있는 네트워크 전압의 진동에 의해 인버터(5)에 그의 입력에서 부여된 진동에 의해 구성될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시형태에서, 이 교란은 블록(15)에 의해 발생된다.
몇몇 실시형태에서, 교란은 사인 신호에 의해 구성된다. 그러나, 이것은 엄격하게는 필수는 아니다. 예를 들어, 삼각형 혹은 직사각형 파형, 혹은 더욱 복잡한 형태를 지닐 수 있다. 일반적으로, 교란은 적어도 하나의 주기적 성분, 예를 들어, 주어진 주파수 f = Fr에서의 사인 성분을 포함하며, 이것은 고정되어 있을 수 있거나 혹은 가변가능할 수 있다. 또한, 교란의 진폭은 일정하거나 가변될 수 있다. 블록(15)에 의해 발생된 교란은 가산기(17)에서 전압 설정점(Vset)에, 즉, 조절기(13)에 의해 생성된 조절 신호에 부가된다. 이와 같이 해서, 전압 기준 혹은 조절 신호(V.in-REF)가 전압 설정점(Vset)의 조합에 의해 혹은 주기적 성분을 포함하는 교란 신호에 의해 부여되어 발생된다. 조절기(13)에 의해 발생된 기준 전압값에 중첩된 이 주기적 성분은 인버터(5)의 전단부(5A)에서의 입력 전압, 즉, 공급원(3)의 출력 전압에 대응하는 전압의 필연적이고도 대응하는 주기적 변동을 일으킨다. 조절기(13)에 의해 부여된 전압 설정점(Vset)과 조합되는 교란에 의해 유발되는 주기적 전압 변동은, 공급원(3)의 특성 곡선으로 인해, 공급된 전력의 대응하는 변동, 즉, 신호(Vset)에 인가된 교란의 동일한 주파수에 의해서 주기적인 변동을 일으킨다.
도 4의 도면은 실질적으로 도 3의 것과 등가이므로, 동일한 참조 부호는 두 도면에서 동일 혹은 등가의 부분을 나타낸다. 도 3의 도면과 도 4의 도면 간의 차이는 주로 인버터가 더블 스테이지 인버터 대신에 싱글 스테이지 인버터라고 하는 사실로 구성된다. 두 도면에서, 본 발명을 이해하는 데 필요하지 않고 어쨌든 당업자에게 공지된 요소들은 생략되어 있다.
도 2를 참조하면, 순간 출력 전압이 (Va)와 동등하다면, 즉, 공급원으로부터 추출가능한 전력을 최대화하는 전압(Vmpp)보다 크다면, 전압의 진동은 출력 전력의 반대 부호의 대응하는 진동을 유발하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이 정반대의 상황은 기능화 점이 값(Vmpp)보다 낮은 전압값(Vb)에 대응할 때 일어난다. 이 경우, 공급원으로부터의 출력 전압의 주기적 변동은 동일 위상을 지니는 전력의 유사한 변동을 일으킨다.
따라서, 공급원으로부터의 출력 전압을 나타내는 곡선과 전력을 나타내는 곡선 간의 상관(correlation)을 산출함으로써, 공급원으로부터의 평균 출력 전압이 주어진 조사 조건에 대한 추출가능한 전력을 최대화하는 전압(Vmpp)보다 작은지 혹은 큰지를 판정하는 것이 가능해지는 것을 이해할 수 있을 것이다.
신호(V.in-REF)를 얻기 위하여 전압 설정점에 부가된 주기적 성분을 포함하는 교란에 의해 초래된 전압 변동과 전력 변동 간의 상관을 산출하기 위해서, 제어 루프(9)는 승산기(11)에 의해 얻어진 전력 신호를 필터링하는 블록(21)과 전압 신호(V.in)를 필터링하는 블록(23)을 포함한다. 블록(21), (23)은 예를 들어 대응하는 대역 통과 필터를 통해서 혹은 다른 적절한 유형의 필터를 통해서 실현될 수 있다. 일반적으로, 블록(21), (23)에서 실현되는 필터는 블록(15)에 의해 발생된 교란의 가변적인 주기적 성분의 주파수(Fr)에 집중될 것이므로, 블록(21), (23)의 출력에서, 고정 성분과 교란 신호의 기본적인 주파수(Fr)와는 다른 주파수를 지니는 임의의 성분이 제거되어 있는 바와 같은, 신호의 주파수(Fr)를 지니는 가변성 성분만을 포함하는 두 신호(dP), (dV)가 있을 것이다.
승산기 블록(25)에서, 신호(dP), (dV)는 전력 변동과 전압 변동 간의 상관(dPdV)을 얻기 위하여 서로 승산된다. 상관 신호(dPdV)는 블록(26), 예를 들어, 대역 통과 필터를 통해 필터링되어, 블록(15)에 의해 발생된 교란의 주기적 성분의 주파수 및/또는 그의 기본 주파수 및 비사인 신호인 그의 고조파를 차단한다. 이와 같이 해서, 필터 블록(26)의 출력에서, 거의 연속적인 신호(Ctrl)가 얻어지며, 이 신호의 값과 부호는 상관(dPdV)의 평균값에 의해 결정된다. 이 실질적으로 연속적인 신호는 조절기(13)에 인가된다. 이 후자는 바람직하게는 PI(비례 및 적분) 조절기 혹은 간단히 적분 조절기이고, 전술한 얻어진 신호(Ctrl)로부터 시작하는 전압 설정점(Vset)을 생성한다. 다른 실시형태에서, 필터 블록(26)은 생략될 수 있고, 그의 기능은 조절기에 의해 직접 수행될 수도 있다. 그러나, 이 경우, 시스템의 원동력은 저감된다. 조절기의 상류에 대역 통과 필터를 이용하는 것은 조절 시스템의 속도를 필터 기능과는 독립적으로 만들 수 있고, 이에 따라 조절 시스템의 동적 반응을 불리하게 하는 것을 피할 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시된 파형은 상기 시스템의 동작을 보다 잘 설명하고 있다. 이들 도면에서, 개방 루프 파형은 조절 시스템의 기능적 원리를 보다 간단하게 설명하기 위하여 표시된 것이다.
예를 들어 도 5a를 참조하면, 공급원(3)의 출력 전압(V.in)은 평균값(Va)을 지니고 이 값 부근의 주파수(Fr)에서 진동하며, 이 진동은 블록(15)에 의해 발생된 교란에 의해 부여되어, 조절기(13)에 의해 생성된 전압 설정점(Vset)에 부가된 것을 알 수 있다. 상기 값(Va) 부근의 이 전압 변동은 전력(P.in)의 동등한 주파수(Fr)를 지니는 대응하는 주기적 진동을 초래한다. 이것은, 도 5a의 상부에서의 첫번째 다이어그램에 의해 표시된 바와 같이, 공급원(3)의 출력 전압값(Va)이 공급원으로부터 추출가능한 전력을 최대화하는 값보다 큰 것으로 가정된 것으로 관찰될 수 있다.
이 가정에 있어서 전압(Va)이 공급될 수 있는 최대 전력에 대응하는 전압보다 크므로, 공급원에 의해 공급된 출력 전력 진동(P.in)은 출력 전압(V.in)의 동일 주파수에 의해 발진하지만, 반대 위상에서, 전압(V.in)이 그의 최대값을 지닐 경우, 전력(P.in)은 그의 최소값을 지니거나, 혹은 그 반대일 수 있다. 공급원(3)으로부터의 출력 전류(I.in)는 전력의 패턴에 대응하는 패턴을 지닌다.
도 5a의 네번째 및 다섯번째 다이어그램에서, 공급원으로부터 출력 전압의 직접 측정에 의해 첫번째로 얻어진 신호(V.in)와 출력 전류에 의해 출력 전압을 승산함으로써 두번째로 얻어진 신호(P.in)를 필터링함으로써 얻어진 값(dV), (dP)을 나타내고 있다. 도 5a의 다이어그램으로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 신호(dV), (dP)는 전압(V.in)의 동일한 주파수에서 발진하고 따라서 블록(15)에 의해 발생된 교란의 동일한 주파수(Fr), 즉, 거의 제로에서 발진한다.
신호(dV), (dP)를 승산함으로써, 도 5a의 상부로부터의 네번째 다이어그램에 표시된 상기 신호들 간에 상관(dPdV)이 얻어진다. 이 상관은 전압 설정점(Vset)에 인가된 교란의 주기적 성분의 주파수(Fr)에 대해서 2배의 주파수를 지니는 평균 음의 값을 지닌다.
블록(26)에서 상관 신호(dVdP)를 필터링함으로써, 도 5a의 일곱번째 다이어그램에 나타낸 실질적으로 연속적인 신호(Ctrl)가 얻어진다. 이 신호는, 전술한 바와 같이, 음의 값을 지니는 상관 산호를 필터링함으로써 얻어지는 바와 같이, 음의 값이다. 신호(Ctrl)를 조절기 적분기(13)에 인가함으로써, 전압 설정점(Vset)이 얻어지며, 이는 점차로 직선적으로 감소하는 경향을 지닌다. 이것은, 이들 조건 하에서 공급원으로부터 추출가능한 전력의 최대화를 얻기 위하여, 전압(Va)이 실제 값에 대해서 효과적으로 감소되어야만 한다는 사실에 대응한다.
초기에 나타낸 바와 같이, 조절 신호(Vset)에 주기적 성분을 지니는 교란 신호가 부가되어, 도 5a의 마지막 다이어그램에서 나타낸 바와 같은 신호(V.in-REF)가 얻어진다. 전압 설정점(Vset)에 중첩된 이 주기적 진동은 이어서 공급원으로부터의 출력 전압(V.in)의 주기적 진동을 유발시킨다.
도 5b는 추출가능한 전력을 최대화하는 전압보다 낮은 공급원(3)으로부터의 출력 전압(Vb)에 의해 시스템이 작동하고 있는 상황을 도시하고 있다. 특성 곡선 밑에 있는 이 다이어그램의 파형은 위에서 설명된 동일한 신호를 위에서부터 아래로 차례로, 즉, 전압 설정점(Vset)의 신호에 투입된 교란에 의해 유도된 중첩된 주기적 진동을 지니는 공급원으로부터의 출력 전압, 공급원으로부터의 출력 전류, 공급원으로부터의 출력 전력, 시간 경과에 따른 전압 변동, 시간 경과에 따른 전력 변동, 시간 경과에 따른 전력 변동과 시간 경과에 따른 전압 변동 간의 상관, 필터(26)로부터의 출력 제어 신호, 조절기(13)로부터의 출력 전압 설정점(Vset) 및 주기적 성분을 포함하는 교란과 전압 설정점(Vset)과의 조합을 통해 얻어진 조절 신호(V.in-REF)를 나타내고 있다.
이 경우에, 공급원의 평균 출력 전압(Vb)이 전력을 최대화하는 값보다 낮으므로, 출력 전압의 주기적 변동은 전압 변동과 동 위상인 전력의 대응하는 주기적 변동을 유발한다. 따라서, 전압 변동과 전력 변동 간의 상관(dPdV)은 조절 신호에 투입된 교란의 주파수에 대해서 2배의 주파수를 재차 지니는 주기적 파형을 지니지만, 이 상관은 양의 평균값을 지닌다. 상관 산호를 필터링함으로써 얻어진 신호(Ctrl)는 따라서 실질적으로 연속적이지만, 플러스 부호이며, 그 결과, 조절기(13)로부터의 출력 전압 설정점은 직선적으로 증가하는 경향을 지닌다. 이것은, 시스템이 최대 추출된 전력의 최적 조건으로 되도록 하기 위하여, 시스템에 의해 제어된 파라미터인 공급원으로부터의 출력 전압이 값(Vp)으로부터 최대 전력값(Vmpp)으로 점차로 증가해야만 한다는 사실에 대응한다.
이와 같이 해서, 시스템은 최적 기능화 점을 향하여, 즉, 추출된 전력을 최대화하는 전압으로 매우 신속한 방식으로 진행할 수 있고, 이때 전압 설정점(Vset)은 시스템이 조사량의 갑작스럼 변동에 의해 상이한 특성 곡선 상에 오게 된 경우에도 전력의 최대화를 위하여 필요한 방향으로 전압을 변화시키기 위한 정확한 값을 지닌다.
일단 최대 추출가능한 전력 점이 달성되면, 시스템은 공급원(3)으로부터의 출력 전압이 값(Vmpp)과 동등하고 따라서 추출된 전력이 최대인 경우 도 5c에 예시된 거동을 지닐 것이다. 상기 특성 곡선 하에서, 특히 최적 값에 대응하는 전압의 경우에, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 위에서 설명된 신호를 나타내는 파형이 도시되어 있다. 이 경우에, 교란 신호에 의해 공급원으로부터의 출력 전압에 부여된 진동이 최대점 부근에서 진동을 유발하고, 따라서 추출된 전력이 교란의 주파수에 대해서 2배의 주파수를 지니는 진동을 받게 될 것으로 관찰될 수 있다. 대응하는 방법에서, 상관(dPdV)은 제로(영)와 동등한 평균값을 지닐 것이다. 상관(dPdV)을 필터링함으로써 얻어진 신호(Ctrl)는 실질적으로 연속적이며 제로 값과 동등하고, 그 결과, 전압 설정점(Vset)이 일정하게 유지되어 값(Vmpp)에서 고정될 것이다.
도면은 단지 본 발명의 실제적인 배열에 의해서 제공되는 일례를 도시한 것으로, 본 발명의 기저에 있는 개념의 범위로부터 벗어나는 일없이 형태와 배열을 변화시킬 수 있음을 이해할 필요가 있다. 첨부된 특허청구범위의 임의의 참조 부호는 상세한 설명 및 도면에 비추어 단지 특허청구범위를 이해하기 용이하게 할 목적으로 제공된 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 특허청구범위에 의해 표시된 보호 범위를 제한하는 것은 아니다.

Claims (46)

  1. 전력 조절 시스템에 의해 전력 공급원으로부터 전력을 추출하는 방법으로서,
    상기 전력 공급원의 작동 조건은 적어도 하나의 제어불가능한 양(uncontrollable quantity)의 함수로서 변화하며; 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대해서, 상기 전력 공급원은 공급된 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 제공하고; 각 특성 곡선은 상기 제어된 양의 최적 값에 대한 최대치를 지니며;
    상기 방법은,
    - 상기 제어된 양을 조절하기 위한 조절신호를 생성하는 단계와;
    - 상기 조절신호에 적어도 하나의 주기적 성분을 가진 교란을 도입하는 단계와;
    - 상기 조절신호의 교란에 의해, 상기 제어된 양에 주기적 변동을 일으키고, 따라서 상기 공급원으로부터 추출된 전력에 주기적 변동을 일으키는 단계와;
    - 상기 공급원으로부터 추출된 전력의 주기적 변동과 상기 제어된 양의 주기적 변동 사이의 상관을 산출하고, 상기 상관의 부호가 상기 제어된 양의 실제 값이 최적 값보다 큰 지 혹은 작은 지를 나타내는 단계와;
    - 상기 제어된 양의 실제 값이 상기 최적 값 보다 낮으면 상기 제어된 양의 값이 자동적으로 증가되도록, 또는 상기 제어된 양의 실제 값이 상기 최적 값 보다 크면 상기 제어된 양의 값이 자동적으로 감소되도록 상기 상관을 이용해서 상기 조절신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상관은 조절루프에서 산출되는 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  3. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어된 양은 상기 공급원의 출력전압인 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  4. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어된 양은 상기 공급원에 의해 공급된 전류인 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  5. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 공급원은 제생가능한 에너지 공급원인 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  6. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 공급원은 적어도 하나의 광기전력 패널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제어 불가능한 양은 태양광 조사량인 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  7. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 공급원은 하나 이상의 연료전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  8. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 공급원에 의해 공급된 전력의 변동은 상기 교란의 주기적 성분의 주파수에 집중하는 대역 통과 필터에 의해 필터링 되고, 상기 제어된 양의 변동은 상기 교란의 주기적 성분의 주파수에 집중하는 대역 통과 필터에 의해 필터링되는 것을 특징으로 하는 전력추출방법.
  9. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 상관은, 상기 조절신호를 얻기 위하여 대역 통과 필터에 의해 필터링 되고, 적분조절기 혹은 비례-적분조절기의 입력에 적용되는 것을 특징으로 하는 전력추출방법
  10. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 교란의 주기적 성분은 고정 주파수를 지니는 것을 특징으로 하는 전력추출방법
  11. 제1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 교란의 주기적 성분은 가변 주파수를 지니는 것을 특징으로 하는 전력추출방법
  12. 제11항에 있어서,
    상기 교란의 주기적 성분은 상기 공급원에 의해 공급된 전력의 함수인 주파수를 지니는 것을 특징으로 하는 전력추출방법
  13. 작동 조건이 적어도 하나의 제어불가능한 양의 함수로서 변화하고, 상기 제어불가능한 양의 각 값에 대해서, 공급된 전력의 특성 곡선을 제어된 양의 함수로서 지니며, 각 특성 곡선이 상기 제어된 양의 최적 값에 대해서 최대치를 제시하는 것인 DC-전압 전력 공급원;
    상기 DC-전압 전력 공급원으로부터 전력을 추출하여 해당 전력을 출력에 공급하기 위한 전력 조절 회로; 및
    상기 제어불가능한 양이 변화할 때 상기 공급원에 의해 공급된 전력을 최대화하도록 상기 제어된 양을 조절하는 조절 루프를 포함하고,
    상기 조절루프는, 상기 공급원의 출력에서 제어된 양의 주기적 변동을 일으키고, 따라서 상기 공급원에 의해 공급된 전력의 주기적 변동을 일으키며, 상기 공급원의 출력에서 상기 제어된 양의 주기적 변동과 상기 전력의 주기적 변동 사이의 상관을 산출하고, 상기 상관의 부호는 상기 제어된 양의 실제 값이 상기 제어 불가능한 양의 실제값에 대해서 상기 최적 값보다 큰 지 또는 작은 지를 나타내며, 상기 상관의 함수로서 상기 최적 값을 향하여 상기 제어된 양의 실제 값을 변화시키기 위하여 조절신호를 생성하도록 설계된 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 조절루프는 상기 상관에 따라서 조절신호를 생성하는 조절기 및 적어도 하나의 주기적 성분을 지니는 교란의 발생기를 포함하며, 상기 교란은 상기 제어된 양의 주기적 변동을 일으키기 위하여 상기 조절신호에 도입되는 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주기적 성분은 고정 주파수를 지니는 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 주기적 성분은 상기 공급원에 의해 공급된 전력에 따른 가변 주파수를 지니는 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 조절 루프는 상기 공급원의 출력에서의 전압 입력; 상기 공급원에 의해 공급되는 전류 입력; 상기 공급원에 의해 공급되는 전력을 산출하는 블록; 상기 공급원에 의해 공급되는 전력의 변동과 출력 전압 변동 간의 상관을 구하기 위한 상관 블록; 상기 상관에 따라 조절 신호를 생성하는 조절기; 및 적어도 하나의 주기적 성분을 포함하는 교란을 발생하는 블록을 포함하고, 상기 교란은 상기 조절 신호에 도입되는 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조절기는 적분 조절기 혹은 비례-적분 조절기를 지니는 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  19. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급원은 재생가능한 에너지 공급원인 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 공급원은 적어도 하나의 광기전력 패널을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제어불가능한 양은 태양광 조사량인 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  21. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급원은 적어도 하나의 연료 전지를 포함하는 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  22. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어된 양은 상기 공급원의 출력 전압인 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
  23. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어된 양은 상기 공급원에 의해 공급되는 전류인 것을 특징을 하는 전력발전시스템.
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