KR101822919B1 - 접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템 - Google Patents

접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템 Download PDF

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김성권
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Abstract

본 발명은 접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템에 관한 것으로서, 경년변화등으로 인해 에너지저장시스템의 회로에 고장(결선부나 접점부 아크)이 발생할 우려가 있는 경우 상용전력이 에너지저장부에 충전되거나 에너지저장부에 충전된 전력이 상용전력으로 방전되는 전력량을 가변시켜 출력하며
이러한 과정을 모니터링하여 고장원인을 검출하는 기술로서
더욱 상세하게는, 장시간 사용으로 인버터와 에너지저장시스템의
에너지저장부(배터리에 해당) 사이에 결선되는 결선부(차단기의 접점부 포함)가 이완되는 경우 그 이완부분에서 아크가 발생하고 이때 회로에 저항차이가 발생(인버터의 출력부와 에어지저장부의 인입부를 감지하여 저항차 확인)하는데 이 저항차를 감지하여 회로에 저항이 발생하는 경우 전력량을 가변(전력이 흐르는 량)시켜 출력하는 기술이다.
구성은 다음과 같다.
상용전력과, 상기 상용전력을 DC전원으로 변환하여 에너지저장부(4A)로 출력하거나 상기 에너지저장부(4A)의 DC전원을 인입받아 AC전력으로 변화하여 상용전력으로 출력하는 인버터(1A)와,
상기 인버터(1A)와 상기 에너지저장부(4A)의 사이에 복수의 회로가 전력결선방법으로 결선된 회로부(5A)를 포함한 구성에 있어서,
상기 회로부(5A)는 에너지저장부(4A)로부터 전원이 출력되는 제1회로(6A)와;
상기 제1회로(6A)에 결선되는 분기차단기(7A)와;
상기 분기차단기(7A)로부터 출력되는 제2회로(8A)와;
상기 제2회로(8A)에 결선되어 전원을 인버터(1A)로 출력하는 대용량차단기(9A)와;
상기 제1회로(6A)와 상기 제2회로(8A) 사이를 감지하여 상기 제1회로(6A)와 상기 제2회로(8A) 사이에서 발생된 저항값을 감지하는 감지센서(15A)를 갖되
상기 감지센서(15A)를 통해 회로(5A)의 상태를 판정하여
상기 복수의 그룹에서 각각 정상적으로 균등하게 전력이 흐르는 도중 어느 나의 소그룹에서 비정상적으로 전력 흐름이 발생하는 경우 상기 감지센서(15A)와 마이크로컨트롤러(13)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 저항 범위내를 벗어날 때, 제1,2회로(6A,8A)의 결선부가 이완되거나 상기 결선부에서 아크가 발생하는 것으로 판단하고, 상기 마이크로컨트롤러(13)는 출력제어부를 제어하여 인버터의 전력을 미리 설정한 기준 전력 범위 이하를 출력하되, 상기 측정한 저항값에 비례하여 상기 출력제어부(13‘)를 통해 인버터(1A)로부터 전력을 회로로 0~100%의 출력 하고
상기 마이크로컨트롤러와 감지센서를 통해 측정한 저항값이 미리 설정된 저항 범위내에 존재할 때, 정상적인 전력흐름이라 판단하여 출력제어부(13‘)를 통해 인버터로부터 미리 설정한 전력을 회로(제1,2회로)에 출력 되도록 하는 구성을 포함한 것을 특징으로 하는 접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템.

Description

접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템{CONTROL APPARATUS FOR ENERGY STORAGE SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템에 관한 것으로서, 경년변화등으로 인해 에너지저장시스템의 회로에 고장(결선부나 접점부 아크)이 발생할 우려가 있는 경우 상용전력이 에너지저장부에 충전되거나 에너지저장부에 충전된 전력이 상용전력으로 방전되는 전력량을 가변시켜 출력하며
이러한 과정을 모니터링하여 고장원인을 검출하는 기술로서
더욱 상세하게는, 장시간 사용으로 인버터와 에너지저장시스템의
에너지저장부(배터리에 해당) 사이에 결선되는 결선부(차단기의 접점부 포함)가 이완되는 경우 그 이완부분에서 아크가 발생하고 이때 회로에 저항차이가 발생(인버터의 출력부와 에어지저장부의 인입부를 감지하여 저항차 확인)하는데 이 저항차를 감지하여 회로에 저항이 발생하는 경우 전력량을 가변(전력이 흐르는 량)시켜 출력하는 기술이다.
에너지 저장 시스템(ESS : Energy Storage System)은 에너지를 배터리처럼 저장해서 언제든 꺼내 쓸 수 있는 저장장치를 의미하는 것으로, 지금까지의 전기에너지는 생산과 저장의 차이가 있으므로 전기에너지를 사용하는데 있어서 생산이 함께 움직여줘야 하는데 ESS는 에너지를 효과적으로 저장해 사용하기 위한 시스템으로 에너지 생산에 대한 여유를 가질 수 있게 해준다.
그래서 ESS가 활성화되면 비교적 에너지 소비량이 적은 새벽에 생산되는 에너지를 저장하여 에너지 공급이 몰릴 때 효과적으로 사용할 수 있고 에너지 생산 가동률을 높일 수 있다.
그리고 미미하게 모이는 신재생에너지를 축적하여 에너지를 나눠 쓸 수 있기 때문에 지금의 전력난을 많이 해소시킬 수 있는 중요한 에너지 시스템으로 인식되고 있다.
그 중 제주도에서 펼쳐지는 ESS 실증 사업은 한 개의 변전소와 맞먹는 규모의 8메가 와트급으로 진행되고 있어 전력난을 해소해 줄 수 있는 것으로 기대가 되고 있다.
근래 국가적 차원에서 에너지 확보를 위한 신재생에너지 보급 확대 정책으로 풍력, 태양광 등의 에너지 생산설비가 급속히 증가하는 추세이다.
이러한 신재생 에너지는 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 선진국을 비롯하여 각 국가에서 연구가 활발히 진행중이다. 특히 신재생에너지 중 태양에너지를 이용하여 전력을 발전시키는 태양광 발전 시스템은 공해가 없고 설치 및 유지보수가 용이하다는 장점 등으로 인해 최근 각광을 받고 있다.
이와 같은 태양광 발전 시스템에는 태양광 발전시스템 단독으로만 운전하는 독립형 발전 시스템과, 태양광 발전시스템과 상용전력 계통과 연계하여 운전하는 계통연계형 발전 시스템 두 종류가 있다.
태양광 발전 시스템을 구성하는 컨버터와 인버터는 시스템 설계시 설정된 전격전압이나 전격전류에 따라 내부회로 소자가 결정된다. 이 경우 용량이 고정되어 있기 때문에 용량 확장이 요청되는 경우 별도의 시스템을 구축해야 하므로 공간적, 소비전력 면에서 어려운 점이 있다.
그 중에서 대한민국 등록특허 10-1084214호(계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법)에서는 공간 및 소비전력을 개선하면서 용량을 확장할 수 있는 전력저장 시스템에 대하여 게시하고 있다.
그러나 종래의 기술에서는 대부분의 경우 소비전력을 개선하면서 용량을 확장하는데 초점을 맞추고 있을 뿐,
화재를 예방하거나 상황을 모니터링 하는 기술적인 부분이 존재하지 않아 문제가 발생하는 경우 신속하게 문제를 해결할 수 없고 미연에 화재를 방지할 수 없게 된다.
이로 인해 화재가 발생하면 고가의 에너지저장시스템이 전소되는 문제점이 있는 것이다.
상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된것으로 본원은 경년변화등으로 인해 에너지저장시스템의 회로에 고장(결선부나 접점부 아크)이 발생할 우려가 있는 경우 상용전력이 에너지저장부에 충전되거나 에너지저장부에 충전된 전력이 상용전력으로 방전되는 전력량을 가변시켜 출력하며 이러한 과정을 모니터링하여 고장원인을 검출하는 기술을 제공한다.
더욱 상세하게는, 장시간 사용으로 인버터와 에너지저장시스템의
에너지저장부(배터리에 해당) 사이에 결선되는 결선부(차단기의 접점부 포함)가 이완되는 경우 그 이완부분에서 아크가 발생하고 이때 회로에 저항차이가 발생(인버터의 출력부와 에어지저장부의 인입부를 감지하여 저항차 확인)하는데 이 저항차를 감지하여 회로에 저항이 발생하는 경우 전력량을 가변(전력이 흐르는 량)시켜 출력하는 기술이다.
첨부한 도면에 의해 구성을 살펴보면, 복수 제1회로(6A)에 따로따로 각각 연결된 복수의 에너지저장부(4A),
상기 복수의 제1회로(6A)의 타측과 각각 결선된 복수의 분기차단기(7A), 상기 분기차단기(7A)로부터 출력되는 전력을 하나로 취합하기 위해 상기 복수의 분기차단기(7A)와 각각에 결선된 제2회로(8A), 상기 제2회로(8A)에 연결되는 하나의 대용량차단기(9A)와, 상기 대용량차단기(9A)와 인버터(1A)가 결선된 구성을 포함한다.
다음은 소그룹을 설명하면 다음과 같다.
상용전력과, 상기 상용전력을 DC전원으로 변환하여 에너지저장부(4A)로 출력하거나 상기 에너지저장부(4A)의 DC전원을 인입받아 AC전력으로 변화하여 상용전력으로 출력하는 인버터(1A)와
상기 인버터(1A)와 상기 에너지저장부(4A)의 사이에 복수의 회로가 전력결선방법으로 결선된 회로부(5A)를 포함한 구성에 있어서,
상기 회로부(5A)는 에너지저장부(4A)로부터 전원이 출력되는 제1회로(6A)와;
상기 제1회로(6A)에 결선되는 분기차단기(7A)와;
상기 분기차단기(7A)로부터 출력되는 제2회로(8A)와;
상기 제2회로(8A)에 결선되어 전원을 인버터(1A)로 출력하는 대용량차단기(9A)와;
상기 제1회로(6A)와; 상기 제2회로(8A) 사이를 감지하여 제1회로(6A)와 상기
제2회로(8A) 사이에서 발생된 전압차를 감지하는 감지센서(15A)를 갖되
상기 감지센서(15A)는 상기 감지센서(15A)의 ＋극과 －극 를 선택적으로 방향을 전환시키는 전환부(10A)가 상기 감지센서(15A)의 ＋극과 －극의 회로에 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 그룹에서 각각 정상적으로 균등하게 전력이 흐르는 도중 어느 나의 소그룹에서 비정상적으로 전력 흐름이 발생하는 경우 상기 감지센서(15A)와 마이크로컨트롤러(13)를 통해 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 저항 범위내를 벗어날 때, 제1,2회로(6A,8A)의 결선부가 이완되거나 상기 결선부에서 아크가 발생하는 것으로 판단하고 상기 마이크로컨트롤러(13)는 출력제어부를 제어하여 인버터의 전력을 미리 설정한 기준 전력 범위 이하를 출력(회로에)하되(상용전력을 에너지저장부로 충전하거나 에너지저장부의 전력을 상용전력으로 방전) 상기 측정한 저항값에 비례하여 상기 출력제어부(13‘)를 통해 인버터(1A)로부터 전력을 회로로 0~100%의 출력 하고
상기 마이크로컨트롤러와 감지센서를 통해 측정한 저항값이 미리 설정된 저항 범위내에 존재할 때, 정상적인 전력흐름이라 판단하여 출력제어부(13‘)를 통해 인버터로부터 미리 설정(기준전압 및 그 이상일 수 있음)한 전력을 회로(제1,2회로)에 출력 되도록 하는 구성이다.
이처럼 소그룹에서 문제가 발생하면 인버터로부터 출력되는 전력을 제어함으로 소그룹전체의 전력이 제어되는 것이다.
상기 0%~100%는 인버터로부터 회로로 출력되는 전력량을 말한다.
상기 제1,2회로(6A,8A)에서 감지된 저항값에 따라 인버터에서 회로로 출력되는 값을 다르게 한다.
이와 같이 출력값이 다르도록 마이크로컨트롤러(13)에 연산처리하여 명령한다.
상기에서, 문제가 발생할 회로에 많은(기준전력) 전력이 흐르면 문제부분에서 아크가 발생하여 결국 화재가 발생한다.
이때를 감안하여 제1,2회로에 미리 설정한 전력 범위 이하를 출력함으로서 아크발생을 최소화하면서 이러한 데이터를 모니터링하여 관리자에게 알려 조치를 치하도록 하는 것이다.
상기 출력제어부는 인버터로부터 전력을 제1,2회로(6A,8A)로 보내는 양을 제어하는 것이다.
출력제어부에서 전력을 제어하는 기술은 대한민국 특허청 등록번호 10-1278125,공개번호 10-2011-0036198호 상세하게 설명되어있다.
상술한 바와 같이 본원은 경년변화등으로 인해 에너지저장시스템의 회로에 고장(결선부나 접점부 아크)이 발생할 우려가 있는 경우 상용전력이 에너지저장부에 충전되거나 에너지저장부에 충전된 전력이 상용전력으로 방전되는 전력량을 가변시켜 출력하는데 이러한 출력은 회로에 문제가 발생하는 경우에 해당한다.
이로 인해 화재를 예방할 수 있고, 이러한 과정을 모니터링하므로
고장원인을 검출할 수 있다.
상기와 같이 회로의 접점부에 아크가 발생할 우려가 있는 경우 전력흐름을 낮게 흐르도록 함으로서 아크발생확률이 낮아진다.
여기서 낮게란 미리설정한 전력 흐름량 이하일 경우를 말한다.
상기 이상의 상세한 효과는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.
제1도는 본 발명의 ESS 화재방지 시스템 및 ESS 화재방지 및 고장원인 검출시스템의 복수 그룹에 해당하는 흐름도,
제2도는 본 발명의 ESS 화재방지 시스템 및 ESS 화재방지 및 고장원인 검출시스템의 단일 소그룹에 해당하는 흐름도,
제3도는 제2도의 상태에서 감지센서와 전환부의 상세도,
제4도는 제3도에서 감지센서와 전환부 확대도.
첨부한 도면에 의해 구성을 재차 살펴보고 그에 따른 실시예를 설명하고자 한다.
구성, 복수 그룹의 제1회로(6A)에 따로따로 각각 연결된 복수의 에너지저장부(4A), 상기 복수의 제1회로(6A)에 각각 연결되어 개별적으로 전력을 차단하는 복수의 분기차단기(7A), 상기 분기차단기(7A)로부터 출력되는 전력을 하나로 취합하는 제2회로(8A) 상기 제2회로(8A)에 연결되는 대용량차단기(9A)와,
상기 대용량차단기(9A)와 연결되는 인버터(1A)를 포함한 구성이다.
본 발명의 제1,2극성전환회로(10',11')는 전력을 인가하면 온, 오프 하는
릴레이에 해당할 수 있다.
다음은 소그룹을 설명하면 다음과 같다.
상용전력과, 상기 상용전력을 DC전원으로 변환하여 에너지저장부(4A)로 출력하거나 상기 에너지저장부(4A)의 DC전원을 인입받아 AC전력으로 변화하여 상용전력으로 출력하는 인버터(1A)와,
상기 인버터(1A)와 상기 에너지저장부(4A)의 사이에 복수의 회로가 전력결선방법으로 결선된 회로부(5A)를 포함한 구성에 있어서,
상기 회로부(5A)는 에너지저장부(4A)로부터 전원이 출력되는 제1회로(6A)와;
상기 제1회로(6A)에 결선되는 분기차단기(7A)와;
상기 분기차단기(7A)로부터 출력되는 제2회로(8A)와;
상기 제2회로(8A)가 대용량차단기(9A)와 결선되어 전원이 인버터(1A)로 출력되며,
상기 제1회로(6A)와 상기 제2회로(8A) 사이를 감지하여 상기 제1회로(6A)와 상기 제2회로(8A) 사이에서 발생된 저항값을 감지하는 감지센서(15A)를 갖되
상기 감지센서(15A)는 상기 감지센서(15A)의 ＋극과 －극을 선택적으로 방향을 전환시키는 전환부(10A)가 상기 감지센서(15A)의 ＋극과 －극의 회로에 구비되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성의 실시예를 설명하고자 한다.
먼저 본 발명의 에너지저장부(4A)는 상용전력이 저렴한 시간대에 상용전력으로부터 충전받아 비상전력 등 필요한 부분에 사용하면서 전력사용이 집중(이 때는 전력이 고가임)되는 시간대에 에너지저장부(4A)에 충전된 전력을 상용전력으로 방전하는 기술이다.
즉, 야간에 저렴할 때 한전으로부터 전력을 구매한 다음 가격이 상승하는 시간대인 주간에 한전에 되파는 기술인데 이러한 과정에 회로에 문제가 발생하면
화제로 이어지기 때문에 본원이 이때 화재 등을 미연에 방지하는 기술을 제공하는 것이다.
후술의 제1,2회로(6A,8A)는 설명의 편의상 제1,2회로로 구분한 것이다. 즉, 하나의 회로일 수 있고 또는 2개 이상의 회로일 수 있다.
실시 1. 상용전력의 전력을 에너지저장부(4A)에 충전하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
상용전력이 인버터(1A)를 통과하면 DC전력으로 변환되어 제2회로(8A)를 지나대용량차단기(9A)를 경유하여 제1회로(6A)와 분기차단기(7A)를 지나
에너지저장부(4A)에 충전된다.
이때는 상용전력이 에너지저장부로 흐르기 때문에 감지센서 ＋ 방향은
제2회로(8A)방향에 접점되고 － 방향은 에너지저장부(4A)의 방향인 제1회로(6A)에 접점된다.
이와 같이 감지센서(15A)회로가 접점되므로서 회로에 문제가 발생하면 제1회로(6A)와 제2회로 사에 흐르는 저항을 감지할 수 있는 것이다.
실시 2. 에너지저장부(4A)에 충전된 에너지를 상용전력으로 출력하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
에너지저장부(4A)의 전력을 제1회로(6A)로 출력하면 출력되는 전력은
분기차단기(4A), 제2회로(8A), 대용량차단기(9A)를 지나 인버터(1A)를 경유할 때 AC전력으로 변환되어 상용전력으로 방전된다.
이때는 에너지저장부의 전력이 상용전력으로 흐르기 때문에 감지센서 － 방향은 제1회로(6A)방향에 접점되고 ＋ 방향은 인버터(1A) 방향인 제2회로(8A)에 접점된다.
이와 같이 감지센서(15A)의 회로가 접점되므로서 회로에 문제가 발생하면 제1회로(6A)와 제2회로 사이에 흐르는 저항을 감지할 수 있는 것이다.
다음은 회로에 문제가 발생할 경우 분기차단기를 차단하고자 한다.
감지센서(15A)를 통해 회로(5A)의 상태를 판정하여
상기 복수의 그룹에서 각각 정상적으로 균등하게 전력이 흐르는도중 어느 하나의 소그룹에서 비정상적으로 전력 흐름이 발생하는 경우 상기 감지센서(15A)를 통해 측정하여
측정된 측정값이 미리 설정된 저항 범위내를 벗어날 때, 제1,2회로(6A,8A)의 결선부가 이완되거나 상기 결선부에서 아크가 발생하는 것으로 판단하고
해당 소그룹에 있는 분기차단기를 차단(오프)하고
감시중 상기 감지센서(15A)를 통해 측정된 전압값이 미리 설정된 저항 범위내에 존재할 때, 정상적인 전력흐름이라 판단하여 해당 회로(제1,2회로)에 있는
분기차단기(7A)를 온'시켜 전력이 차단기(분기차단기와 대용량차단기)를 경유하여 출력되도록 하는 구성이다.
상기 설명에서 미리 설정된 저항 범위란 실시간으로 검출한 회로에서 발생한 저항을 실시간으로 검출하여 검출된 데이터를 자료화하여 이 자료화한 값을 미리설정한 설정값이라 한다.
상기에서 회로 방향을 선택적으로 전환한다는 것은 예를 들어 감지센서(15A)의 플러스극회로(＋)가 제2회로(8A) 방향에 결선되고 상기 감지센서(15A)의 마이너스극회로(－)는 제1회로(6A)에 결선된 상태에서
(이때는 에너지저장부에 전력이 충전되는 경우에 해당)
반대로 상기 감지센서(15A)의 마이너스회로가 제2회로(8A) 방향에 결선되고 상기 감지센서(15A)의 플러스회로는 제1회로(6A)에 결선되는 것과 같다.
(이때는 에너지저장부의 전력이 상용전력으로 방전되는 경우에 해당)
여기서 설명하는 결선이란 제1,2극성전환회로의 접점을 말하는 것이다.
다음은 상기 구성에 대한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
제1,2회로(6A,8A)는 복수의 회로(여기서 회로란 동판형태의 동부스바에 해당)를 연이어 연결하는데 이때 연결부분이 볼트 리벳 등으로 연결하므로
시간이 지나거나 연결 부주의로 인해 그 연결부분이 약간이나마 풀리면 제1,2회로에 저항이 발생하고 그 상태에서 시간이 더 지나면 스파크가 발생하여
화재로 이어질 수 있다.
또 분기차단기(7A)와, 대용량차단기(9A)의 접점부분에서 아크가 발생할 경우에도 저항이 발생한다.
본 발명은 이러한 경우 모니터링하여 해당 제1,2회로(6A,8A)의 분기차단기를 차단하면서 관리자에게 알려준다.
다음은 전환부를 설명하고자 한다.
상기 전환부(10A)는 제1,2극성전환회로(10',11')로 이루어져
상기 제1극성전환회로(10') 접점부(10")는 제1회로(6A)와 접점되고
제2극성전환회로(11')의 접점부(10")는 제2회로(8A)와 접점된 상태에서
측정부를 통해 측정된 측정값이 에너지저장시스템(100)의 에너지저장부(4A)에 충전된 전원이 인버터(1A)를 경유하여 상용전력으로 출력(방전에 해당)되는 경우 제1극성전환회로(10')의 접점부(10")를 제2회로(8A)와 접점하고 상기 제2극성전환회로(11')는 제1회로(6A)와 접점되며
측정부를 통해 측정된 측정값이 상용전력의 전력이 인버터(1A)를 경유하여 에너지저장부(4A)로 출력되는 경우 제2극성전환회로(11')의 접점부(10")를 제1회로(6A)와 접점하고 상기 제1극성전환회로(10')는 제2회로(8A)와 접점되는 구성이다.
이와 같은 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기와 같이 전력의 흐름에 따라 감지센서의 회로의 극(＋－) 방향을 제1,2극성전환회로로 변경함으로서 저항값 측정이 가능한 것이다.
다음은 모니터링수단과 제어장치 등에 관한 것을 설명한다.
제어장치(도1 참조)는 감지센서(15A)에서 검출되는 상황과, 전환부가 동작되는 상황을 모니터링 하도록 모니터링수단과 연동되는 구성이다.
상기 제어장치는 상기 감지센서(15A)와 연동되는 회로가 포함된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 에너지저장시스템(100)은
회로에 장착되어 전압/전류/저항을 검출하는 모니터링수단(90)을 포함하여 회로별 모니터링이 보다 용이하게 구성된 것이 바람직하다.
이는 종래에 고장발생시 해당 회로(6A,8A)를 찾기 위해서는 각 회로별로 일일이 점검을 해줘야 하는 단점이 있었던 것을 보완하고자 한 것으로 이와 같은 구성에 의해 회로별 모니터링이 용이해져 효과적으로 설비의 유지/보수를 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 모니터링수단은 측정값 출력을 위한 모니터링용 커넥터로 구성될 수 있으며, 마이크로프로세서 및 유/무선 통신수단을 구비하여 유/무선 통합 통신이 가능하게 구성된 것이 바람직하다. 이를 통해 원격지에서는 종래의 유선통신 방식을 이용한 모니터링도 가능하며, 지형이나 통신 환경상 유선통신이 어려울 경우 무선방식으로도 모니터링이 가능하게 된다.
전압 및 전류값을 계측하여 모니터링하기 위한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 태양전지판넬의 전력선의 전압은 DC전압(V) 형태이기 때문에, 이 전력선에 흐르는 전류(A)를 측정하면 바로 전력으로 환산할 수 있다. 전력선에 흐르는 DC전류를 측정하기 위해서는 전력선의 어느 한 선에 표준저항(R)을 직렬로 연결하여 이 표준저항(R)의 양단에 생기는 전압차(E)에 의해서 간접적으로 전류(I)를 계측할 수 있다.
즉, 도선에 흐르는 전류 I = E/R로 표현할 수 있기 때문에 전압차(E)와 저항값(R)으로부터 전류(I)를 알 수 있으며, 실제적으로 전류(I)를 측정하기 위해서는 표준저항(R) 양단에서 측정된 전압을 A/D 변환하여 마이크로프로세서로 송출하여 프로그램의 계산식에 의해 전류(I)값으로 환산하게 된다.
마이크로프로세서는, 전력측정수단으로부터 A/D변환된 전류 및 전압에 해당하는 디지털값과 고유식별번호 등을 수신받는 인터페이스와, 인터페이스로부터 수신된 고유식별번호의 디지털 전압/전류 측정값 및 일사량 측정값을 저장하는 기억장치 및 각 태양전지판넬의 특성 및 크기에 따른 상수를 적용하여 전력량을 보정 계산하여 연산처리하고, 측정된 전력량이 해당 태양전지판 부근의 기준 일사량보다 낮거나, 일정시간 동안 비교된 태양전지판넬의 누적 전력량이 미리 설정된 편차값을 벗어날 경우 비정상으로 판단하는 연산장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.
통신수단은, 상기 마이크로프로세서의 연산처리결과가 비정상으로 판단되는 경우에는 유선 또는 WAP(무선 응용 프로토콜)과 같은 무선 방식을 이용하여 원격지의 관리자 컴퓨터나 사용자의 이동통신 단말기에 전송함으로써 원격지의 관리자 PC나 사용자의 이동통신 단말기로 태양전지판넬의 고유번호와 비정상 상태에 대응하여 설정된 경보문자 및 기억장치에 저장된 측정데이터를 원격지의 관리자나 사용자에게 전송하는 것으로 어느 태양전지판넬이 이상상태인가를 원격지에서 알 수 있게 해준다.
이러한 원격감시 시스템의 능동적인 작동을 간략하게 설명하면, 원격감시를 원하는 관리자나 사용자가 원격지의 단말기에 설치되어 있는 응용프로그램을 구동하여 마이크로프로세서에 접속하고, 마이크로프로세서로 상태확인 요청을 전송하면, 마이크로프로세서는 관리자나 사용자로부터의 상태확인 요청에 의하여 추출된 현재 또는 과거의 결과를 관리자 PC나 이동통신 단말기로 전송해준다.
10': 제1극성전환회로 10": 접점부
11': 제2극성전환회로 90 : 모닝터링수단
100: 에너지저장시스템 1A : 인버터
4A : 에너지저장부 5A : 회로부
6A : 제1회로 7A : 분기차단기
8A : 제2회로 9A : 대용량차단기
10A: 전환부 15A: 감지센서

Claims (4)

  1. 복수 제1회로(6A)의 일측이 따로따로 각각 결선된 복수의 에너지저장부(4A), 상기 복수의 제1회로(6A)의 타측과 각각 결선된 복수의 분기차단기(7A), 상기 분기차단기(7A)의 전력을 하나로 취합하기 위해 상기 복수의 분기차단기(7A)와 각각에 결선된 제2회로(8A), 상기 제2회로(8A)와 결선된 하나의 대용량차단기(9A)와, 상기 대용량차단기(9A)와 결선된 인버터(1A)와,
    상기 제1회로(6A)와 상기 제2회로(8A) 사이를 감지하여 상기 제1회로(6A)와 상기 제2회로(8A) 사이에서 발생된 저항값을 감지하는 감지센서(15A)를 포함한
    에너지저장시스템에 있어서,

    상기 감지센서(15A)를 통해 회로(5A)의 상태를 판정하여
    상기 제1회로에서 각각 정상적으로 균등하게 전력이 흐르는 도중 어느 하나의 제1회로에서 비정상적으로 전력 흐름이 발생하는 경우 상기 감지센서(15A)와 마이크로컨트롤러(13)를 통해 측정하여

    측정된 측정값이 미리 설정된 저항 범위내를 벗어날 때, 제1,2회로(6A,8A)의 결선부가 이완되거나 상기 결선부에서 아크가 발생하는 것으로 판단하고, 상기 마이크로컨트롤러(13)는 출력제어부를 제어하여 인버터의 전력을 미리 설정한 기준 전력 범위 이하를 출력하되, 상기 측정한 저항값에 비례하여 상기 출력제어부(13‘)를 통해 인버터(1A)로부터 전력을 회로로 0~100%의 출력 하고

    상기 마이크로컨트롤러와 감지센서를 통해 측정한 저항값이 미리 설정된 저항 범위내에 존재할 때, 정상적인 전력흐름이라 판단하여 출력제어부(13‘)를 통해 인버터로부터 미리 설정한 전력을 회로(제1,2회로)에 출력 되도록 하는 구성을
    제공하되,
    상기 감지센서(15A)는 상기 감지센서(15A)의 ＋극과 －극을 선택적으로 방향을 전환시키는 전환부(10A)가 상기 감지센서(15A)의 ＋극과 －극의 회로에 구비되는 것을 특징으로 하는 접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서
    전환부(10A)는 제1,2극성전환회로(10',11')로 이루어져
    상기 제1극성전환회로(10') 접점부(10")는 제1회로(6A)와 접점되고
    제2극성전환회로(11')의 접점부(10")는 제2회로(8A)와 접점된 상태에서
    측정부를 통해 측정된 측정값이 에너지저장시스템(100)의 에너지저장부(4A)에 충전된 전원이 인버터(1A)를 경유하여 상용전력으로 출력되는 경우 제1극성전환회로(10')의 접점부(10")를 제2회로(8A)와 접점하고 상기 제2극성전환회로(11')는 제1회로(6A)와 접점되며
    측정부를 통해 측정된 측정값이 상용전력의 전력이 인버터(1A)를 경유하여 에너지저장부(4A)로 출력되는 경우 제2극성전환회로(11')의 접점부(10")를 제1회로(6A)와 접점하고 상기 제1극성전환회로(10')는 제2회로(8A)와 접점되는 구성을 포함한 것을 특징으로 하는 접촉불량에 의한 고장원인검출 및 출력 가변형 에너지저장시스템.
  4. 삭제
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CN114184950A (zh) * 2021-12-08 2022-03-15 国网四川省电力公司电力科学研究院 基于配电自动化融合开关的电压电流采集组件

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