KR101871154B1 - Protection apparatus for inverter of solar power generation - Google Patents

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KR101871154B1 KR1020170147575A KR20170147575A KR101871154B1 KR 101871154 B1 KR101871154 B1 KR 101871154B1 KR 1020170147575 A KR1020170147575 A KR 1020170147575A KR 20170147575 A KR20170147575 A KR 20170147575A KR 101871154 B1 KR101871154 B1 KR 101871154B1
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김대호
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Abstract

The present invention relates to a device for protecting an inverter for photovoltaic power generation, the device which performs operation for protecting an inverter, when not only an N line is disconnected but also external force is generated, and can automatically re-operate the inverter when the external force is removed. The device for protecting an inverter for photovoltaic power generation comprises: a voltage sensing unit which is connected to a three-phase and four-wire type power line and senses and notifies each three-phase voltage; a failure cause determination unit which identifies and notifies disconnection of the N line, when three-phase voltages are different from each other but the sum of all three-phase voltages is a predetermined value, and identifies and notifies the generation of external force when the three-phase voltages are different and the sum of all three-phase voltages is different from the predetermined value; an N line replacement unit which performs an operation for replacing the N line when disconnection of the N line is identified; and an inverter operation control unit which stops operation of the inverter when generation of the external force is identified.

Description

태양광 발전용 인버터 보호 장치{Protection apparatus for inverter of solar power generation}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 태양광 발전용 인버터 보호 장치에 관한 것으로, 특히 하모닉 성분 기반으로 전력선 이상을 감지하고, 태양광 발전용 인버터를 안전하게 보호할 수 있도록 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter protection device for a solar power generation, and more particularly, to an inverter protection device for a solar power generation that detects an abnormality of a power line based on a harmonic component and safely protects an inverter for a solar power generation.

일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있는 실정이다.Since the amount of fossil energy that is widely used is limited, it is exhausted sometime and various pollutants are emitted. Therefore, most countries are developing alternate energy that can be used instead.

화석에너지를 대체할 수 있는 에너지는 여러 종류가 있는바, 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 생성하는 조력, 파도를 이용하여 에너지를 생성하는 파력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 생성하는 풍력, 그리고 땅속의 열을 이용하여 에너지를 생성하는 지열, 그리고 이들 에너지의 근원이 되는 태양 에너지가 있다.There are many types of energy that can replace fossil energy, such as an aid to generate energy using a tide-only car, a wave to generate energy using waves, a wind force to generate energy using wind power, And geothermal energy to generate energy using heat in the ground, and solar energy as the source of these energies.

이러한 태양 에너지를 생산하는 태양광 발전은 태양 및 에너지를 전기 에너지로 변환하여 발전하는 시스템을 말하며, 발전된 직류 전기 에너지는 전력 변환 장치(인버터)를 통하여 교류 전기에너지로 변환된다.Photovoltaic generation that generates solar energy refers to a system that converts sun and energy into electric energy, and the developed DC electric energy is converted into alternating electric energy through a power inverter (inverter).

생산된 전기는 한전계통과 연계되어 부하 측에 공급하게 되며, 나머지 전력은 한전계통으로 역 전송된다. 여기서 부족한 전기는 한전으로부터 공급받게 된다.The generated electricity is supplied to the load side in connection with the KEPCO system, and the remaining electric power is transmitted to the KEPCO system. The shortage of electricity is supplied by KEPCO.

이와 같이 계통과 연계되어 시스템이 구축될 경우, 태양전지모듈을 어레이 형태로 사용하게 되며, 접속함에는 태양전지모듈과 연결하기 위한 회로 군을 내장하고, 접속함과 전력 변환 장치인 인버터 간에는 전력선을 이용하여 접속하게 된다.When the system is constructed in this way, solar cell modules are used in an array form. In the connection box, a circuit group for connecting with the solar cell module is built in. A power line is connected between the connection box and the inverter .

그러나 이러한 일반적인 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양전지모듈을 접속함에서 묶어서 4선을 통해 인버터로 전력을 송신하게 되는 데, 이때 어느 태양전지모듈에 접촉 불량이 발생했는지를 감시하지 못하는 단점이 있으며, 발전량 등에 문제가 발생한 경우에는 일일이 태양전지모듈을 개별적으로 확인해야하기 때문에 보수 시간도 많이 걸리고 보수도 어려운 단점이 있다.However, in such a general photovoltaic power generation system, when a plurality of solar cell modules are connected to each other, the power is transmitted to the inverter through the four wires. In this case, , The power generation amount, etc., it is necessary to individually check the solar cell module, so that it takes a lot of maintenance time and is difficult to repair.

여기서 특정 회로에 접촉 불량이 발생한 경우, 단시간에는 시스템에 별반 문제가 없으나, 장기적으로 보면 화재라든지 단선 등의 고장을 일으키게 된다.If a contact failure occurs in a specific circuit, there is no problem in the system in a short time, but in the long term, it causes a failure such as a fire or disconnection.

또한, 일반적인 태양광 발전 시스템은, 접속함과 전력 변환 장치인 인버터가 전력선으로 연결되는 데, 그 전력선 라인의 접촉 불량이나 단선 등을 검출하지 못하는 단점도 있다.In addition, a common photovoltaic power generation system is disadvantageous in that a connection box and an inverter, which is a power conversion device, are connected by a power line, but can not detect contact failure or disconnection of the power line.

또한, 주지한 바와 같은 태양광 발전 시스템은, 인버터에서 변환된 교류 전력을 한전계통에 공급할 때, N선(N) 단선을 검출할 수 없을 뿐 아니라 N선 단선에 대한 보완책이 없으므로, N선 단선시 전압 불평형에 의해 부하 측 기기가 소손되는 문제가 있었다. In addition, in the known photovoltaic power generation system, when supplying the AC power converted from the inverter to the electric power system, it is impossible not only to detect the N-line disconnection but also to compensate for the N-line disconnection, There is a problem that the load side device is burned out due to the unbalance of the voltage at the time.

이에 국내등록특허 제10-1030925호에서는 인버터에 의해 변환되어 공급되는 교류전력의 N선 단선 발생시 전압 불평형에 의해 부하의 기기가 소손되는 것을 방지하도록 한 감시 및 N선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템을 제공한 바 있다. Accordingly, in Korean Patent No. 10-1030925, there is provided a monitoring and N-ray replacement solar power generation system for preventing the equipment of the load from being damaged by the voltage unbalance when the N-line disconnection of AC power converted by the inverter is generated System.

그러나 국내등록특허 제10-1030925호는 N선 단선만을 검출할 수 있도록 할 뿐, 외력 발생, 이상 하모닉 성분 발생 등을 전혀 검출할 수 없는 한계가 있었다. However, in Korean Patent No. 10-1030925, only the N-line disconnection can be detected, but there is a limit in that no external force or abnormal harmonic component can be detected.

국내등록특허 제10-1030925호(등록 일자 : 2011년04월18일)Korean Registered Patent No. 10-1030925 (registered date: April 18, 2011)

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 N선 단선 이외에 외력 발생, 이상 하모닉 성분 발생에 따른 인버터 보호 동작을 수행할 수 있도록 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치를 제공하고자 한다. In order to solve the above problems, the present invention provides an inverter protection device for a solar power generator that can perform an inverter protecting operation according to generation of an external force and an abnormal harmonic component in addition to N-line disconnection.

또한 인버터 구동 차단 상태를 사용자의 별도 개입없이 자동으로 해제할 수 있도록 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치를 제공하고자 한다. Also, it is intended to provide an inverter protection device for a solar power generation which can automatically release the inverter drive cutoff state without any user intervention.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, R,S,T,N 선의 R,S,T선에 연결되어, 상기 R,S,T선의 하모닉 성분을 감지하는 하모닉 성분 감지부; 상기 하모닉 성분이 기 설정된 정상 범위를 벗어나면, 상기 R,S,T선의 이상을 확인하는 고장 원인 판별부; 및 상기 R,S,T선의 이상이 확인되면, 인버터 구동을 중지시키는 하모닉 성분 관리부를 포함하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a harmonic component for detecting a harmonic component of R, S, T lines connected to R, S, T lines of R, S, Sensing unit; A malfunction determining unit for determining an abnormality of the R, S, and T lines when the harmonic component is out of a predetermined normal range; And a harmonic component management unit for stopping the drive of the inverter when an abnormality of the R, S, T lines is confirmed.

상기 하모닉 성분 관리부는 인버터 구동이 차단되면, 구동 차단 시간을 점차 증가시키면서 상기 인버터를 일시 구동시킨 후 하모닉 성분을 반복 확인하고, 상기 하모닉 성분이 기 설정 범위에 속하게 될 때에만 상기 인버터를 완전 재구동시키는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The harmonic component management unit repeatedly checks the harmonic component after temporarily driving the inverter while gradually increasing the drive cutoff time, and only when the harmonic component falls within the predetermined range, the harmonic component management unit completely restarts the inverter And a function of causing the computer to function as a computer.

상기 태양광 발전용 인버터 보호 장치는 R,S,T,N 선에 각각 연결되어, 3상 전압 각각을 감지 및 통보하는 전압 감지부를 더 포함하며, 상기 고장 원인 판별부는 상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 값이면, 중성선 단선을 확인하고, 상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 값과 상이하면, 외력 발생을 확인하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The inverter protection device for solar power generation further includes a voltage sensing unit connected to each of the R, S, T, and N lines to sense and notify each of the three-phase voltages, wherein the three- And if the value obtained by adding all the three-phase voltages is a predetermined value, the neutral line disconnection is checked. If the value of the three-phase voltages is different from the predetermined value and the sum of all the three-phase voltages is different from the predetermined value, And further includes a function.

상기 태양광 발전용 인버터 보호 장치는 상기 중성선 단선이 확인되면, 중성선 대체 동작을 수행하는 중성선 대체부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The inverter protection device for a solar power generation further comprises a neutral line replacing unit for performing a neutral line replacement operation if the neutral line is confirmed.

상기 태양광 발전용 인버터 보호 장치는 상기 외력 발생이 확인되면, 인버터 구동을 중지시키는 외력 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The solar power inverter protection apparatus further includes an external force management unit for stopping the drive of the inverter when the occurrence of the external force is confirmed.

상기 외력 관리부는 인버터 구동이 차단되면, 구동 차단 시간을 점차 증가시키면서 상기 인버터를 일시 구동시킨 후 외력 발생을 반복 확인하고, 외력 해제시에만 상기 인버터를 완전 재구동시키는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한다. The external force management unit may further include a function of temporarily restarting the inverter while gradually increasing the drive cutoff time and repeatedly confirming the generation of the external force and completely restarting the inverter only when the external force is released, Do.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, R,S,T,N 선의 R,S,T선에 연결되어, 상기 R,S,T선의 하모닉 성분을 감지하는 단계; 및 상기 하모닉 성분이 정상 범위를 벗어나면, 상기 R,S,T선의 이상을 확인하고, 인버터 구동을 중지시키는 단계를 포함하는 태양광 발전용 인버터 보호 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a harmonic component of R, S, and T lines connected to R, S, and T lines of R, S, T, and N lines, And detecting an abnormality in the R, S, and T lines when the harmonic component is out of the normal range, and stopping the drive of the inverter.

상기 태양광 발전용 인버터 보호 방법은 상기 R,S,T,N 선 각각에 연결되어, 3상 전압 각각을 감지하는 단계; 및 상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 합계 값이면, 중성선 단선을 확인하고 중성선 대체 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for protecting an inverter for a solar power generation includes sensing each of three-phase voltages connected to the R, S, T, and N lines, respectively; And confirming the neutral line disconnection and performing the neutral line substitution operation when the sum of the three-phase voltages and the total of the three-phase voltages is a preset total value.

또한 상기 태양광 발전용 인버터 보호 방법은 상기 R,S,T,N 선 각각에 연결되어, 3상 전압 각각을 감지하는 단계; 및 상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 값과 상이하면, 외력 발생을 확인하여 인버터 구동을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for protecting an inverter for a photovoltaic power generation method includes sensing each of three-phase voltages connected to the R, S, T, and N lines, respectively; And stopping the drive of the inverter by confirming the occurrence of an external force if the value of the three-phase voltage and the value of the three-phase voltage are different from the predetermined value.

본 발명의 태양광 발전용 인버터 보호 장치는 N선 단선 뿐 만 아니라 외력 발생 여부까지도 검출하고, 인버터 보호 동작을 수행할 수 있도록 함으로써, 보다 다양한 환경하에서 인버터를 보다 안정적으로 보호할 수 있도록 한다. The inverter protection device for a photovoltaic power generation of the present invention can detect not only an N-line disconnection but also an external force, and can perform an inverter protection operation, so that the inverter can be more stably protected under various environments.

또한, 외력 발생으로 인해 인버터 구동을 차단한 경우에는, 소정 시간 간격을 두고 외력 발생 여부를 반복 확인한 후, 외력 해제시에는 인버터를 자동으로 재구동할 수 있도록 함으로써, 인버터가 필요이상으로 구동 차단되는 것을 사전에 방지하도록 한다. In addition, when the drive of the inverter is cut off due to the generation of the external force, the inverter is automatically restarted at the time of releasing the external force after repeatedly checking the occurrence of the external force at predetermined intervals, Prevent it in advance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전용 인버터 보호 장치를 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 하모닉 성분의 정상 범위의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전용 인버터 보호 장치의 N선 대체부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전용 인버터 보호 방법을 설명하기 위한 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating an inverter protection apparatus for a solar power generation according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram showing an example of a normal range of a harmonic component according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an N-line replacing portion of the inverter protection device for a solar power generation according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are views for explaining a method of protecting an inverter for a solar power generation according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Only. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전용 인버터 보호 장치를 도시한 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating an inverter protection apparatus for a solar power generation according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 1을 참고하면, 본 발명의 장치(100)는 하모닉 성분 감지부(110), 전압 감지부(120), 고장 원인 판별부(130), 하모닉 성분 관리부(140), N선 대체부(150) 및 외력 관리부(160)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the apparatus 100 of the present invention includes a harmonic component sensing unit 110, a voltage sensing unit 120, a failure determination unit 130, a harmonic component management unit 140, an N-line replacement unit 150 And an external force management unit 160.

하모닉 성분 감지부(110)는 태양광 발전 장치(10)와 인버터(20)간을 연결하는 3상 4선식 전력선(즉, R,S,T,N선)의 R,S,T선에 연결되어, R,S,T선의 하모닉 성분(또는 고조파 성분)을 감지하도록 한다. 이때의 하모닉 성분은 태양광 발전 장치(10) 또는 한전계통으로부터 인가되는 전압 및 전류에 포함된 하모닉 성분을 의미한다.The harmonic component sensing unit 110 is connected to the R, S, and T lines of a three-phase four-wire power line (i.e., R, S, T, and N lines) connecting between the solar battery 10 and the inverter 20. [ So that the harmonic components (or harmonic components) of the R, S, and T lines are detected. Here, the harmonic component means a harmonic component included in the voltage and current applied from the photovoltaic device 10 or the electric power system.

전압 감지부(120)는 3상 4선식(R,S,T,N) 전력선 각각에 연결되어, 3상 전압 각각을 감지 및 통보한다. 이때, 3상 전압은 R상 전압, S상 전압, T상 전압이며, R상 전압은 R선과 N선간 전압차를 통해 획득되며, S상 전압은 S선과 N선간 전압차를 통해 획득되며, T상 전압은 T선과 N선간 전압차를 통해 획득된다. The voltage sensing unit 120 is connected to each of three-phase four-wire (R, S, T, N) power lines to sense and notify each of the three-phase voltages. In this case, the three-phase voltage is the R phase voltage, the S phase voltage and the T phase voltage, the R phase voltage is obtained through the R line and N line voltage difference, the S phase voltage is obtained through the S line and N line voltage difference, The phase voltage is obtained through the difference between the T line and the N line voltage.

고장 원인 판별부(130)는 도 2에서와 같이 R,S,T선이 정상 상태일 때에 획득되는 하모닉 성분들(하모닉 성분의 정상 범위)에 대한 정보를 저장하며, 하모닉 성분 감지부(110)를 통해 감지한 하모닉 성분을 상기의 정상 범위와 비교 분석하여, R,S,T선의 이상 여부를 확인 및 통보하도록 한다. 2, information on the harmonic components (normal range of harmonic components) obtained when the R, S, and T lines are in a normal state is stored, and the harmonic component detection unit 110 detects the harmonic components The harmonic components sensed through the R, S, and T lines are compared with the normal range to confirm and notify whether the R, S, and T lines are abnormal.

참고로, N선의 단선(또는 접촉 불량)으로 R선, S선, T선 중 어느 하나가 전압이 떨어지면, 나머지 둘 중 하나의 전압이 올라가는 현상이 발생한다. 즉, 3상 전압의 합은 기 설정 값(예를 들어, 380V)을 일정하게 유지하게 된다. 그러나 외력이 인가되는 경우에는, 외력에 상응하는 전압이 3상 4선식 전력선에 추가 안가되고, 이에 따라 3상 전압의 합은 기 설정 값 보다 증가된 값(예를 들어, 400V)로 변화하게 된다. 이때, 외력은 온도와 같은 환경적 요인에 의해 발생되는 전압불평형 성분일 수 있다.For reference, when one of the R line, the S line, and the T line is disconnected by the disconnection of the N line (or the contact failure), the voltage of one of the remaining two is raised. That is, the sum of the three-phase voltages maintains a predetermined value (for example, 380 V). However, when an external force is applied, the voltage corresponding to the external force is not added to the three-phase four-wire power line, so that the sum of the three-phase voltages changes to an increased value (for example, 400 V) . At this time, the external force may be a voltage unbalance component generated by environmental factors such as temperature.

이에 본 발명의 고장 원인 판별부(130)는 N선이 정상 상태일때의 3상 전압의 합계값에 대한 정보 또한 사전에 획득 및 저장하고, 이를 기반으로 3상 전압이 불일치하나 전압 합계값이 기 설정 값과 유사하면, N선 단선을 확인 및 통보하고, 3상 전압이 불일치하며 전압 합계값도 기 설정 값과 상이하면, 외력 발생을 확인 통보하도록 한다. Therefore, the failure determining unit 130 of the present invention acquires and stores information on the sum value of the three-phase voltages when the N-line is in a steady state, and based on the information, the three-phase voltages are mismatched, If it is similar to the setting value, N-line disconnection is confirmed and notified. If the 3-phase voltage is not mismatch and the voltage total value is different from the preset value, confirmation of occurrence of external force is notified.

하모닉 성분 관리부(140)는 고장 원인 판별부(130)로부터 R,S,T선 이상을 통보받으면, 이에 응답하여 인버터 구동을 즉각 중지하도록 한다. The harmonic component management unit 140 immediately stops driving the inverter in response to the R, S, and T lines being notified from the failure determination unit 130.

더하여, 본 발명의 하모닉 성분 관리부(140)는 인버터(20)를 일시 구동시킨 후 하모닉 성분 반복 확인한 후, 하모닉 성분이 다시 기 설정 범위에 속하게 되면 인버터(20)를 완전히 재구동할 수도 있도록 한다. 이때, 인버터(20)를 가장 안전하게 복귀시키기 위해서는 구동 차단 시간은 점차 증가되도록 하는 것이 가장 바람직하나, 필요한 경우 일정하게 유지시키거나, 구동 차단 시간을 점차 감소시킬 수도 있도록 한다. In addition, the harmonic component management unit 140 of the present invention allows the inverter 20 to be completely re-driven after the harmonic component is repeatedly checked after temporarily driving the inverter 20, and then the harmonic component is again within the predetermined range. At this time, it is most preferable that the drive cut-off time is gradually increased in order to safely return the inverter 20, but it may be kept constant if necessary or the drive cut-off time may be gradually reduced.

N선 대체부(150)는 고장 원인 판별부(130)로부터 N선 단선을 통보받으면, 이에 응답하여 현재 N선을 예비 N선으로 대체하는 N선 대체 동작을 수행하도록 한다. When the N-line replacing unit 150 is informed of the N-line breaking from the failure-causing determining unit 130, the N-line replacing unit 150 performs an N-line replacing operation for replacing the current N-line with the spare N-line in response to the N-line breaking.

본 발명의 N선 대체부(150)는 도 2에서와 같이 내부적으로 N선을 구비하고, 고장 원인 판별부(130)에 의해 N선 단선이 통보되면(N_error), 스위치(M1)가 동작을 하여 3상(R, S, T)을 연결하게 되고, 이후 대체용 N선(N)과 각상별 코일(L1 ~ L3)을 연결하게 된다. 즉, 대체용 N선(N)은 항상 존재한 상태에서 N선 단선시 3상을 대체용 N선에 연결하여 단선된 N선을 대체하게 된다. 여기서 N선 접속은 마그넷 스위치 등을 이용하면 쉽게 접속할 수 있다.2, the N-line replacing unit 150 includes N lines internally as shown in FIG. 2. When the N-line disconnection is notified by the failure determining unit 130 (N_error), the switch M1 operates (R, S, T) are connected to each other, and then the replacement N-wire N and each coil L1-L3 are connected. That is, in the state where the replacement N line N is always present, when the N line is disconnected, the three phases are connected to the replacement N line to replace the disconnected N line. The N-line connection can be easily connected by using a magnet switch or the like.

N선 대체부(150)가 단선된 N선을 대체하면, N선 단선으로 인해 발생할 수 있는 각상별 단상 전압의 불평형을 이전과 같이 평형 상태로 유지할 수 있으며, 이로 인해 인버터(20)에서 한전계통으로 공급되는 전력 중 N선이 단선되어도 종래와 같이 경부하 쪽에 과전압이 흘러 전기기기를 소손하게 되는 문제를 방지하게 된다.If the N-line replacing unit 150 replaces the disconnected N-line, it is possible to maintain the unbalance of the single-phase voltage of each phase, which may be caused by the N-line disconnection, in the equilibrium state as before, It is possible to prevent a problem that the overvoltage flows under the light load as in the conventional case and the electric appliance is burned down.

외력 관리부(160)는 고장 원인 판별부(130)로부터 외력 발생을 통보받으면, 인버터(20)의 구동을 즉각 중지하도록 한다. The external force management unit 160 immediately stops the drive of the inverter 20 when it is notified of the occurrence of the external force from the failure determination unit 130. [

또한 본 발명의 외력 관리부(160)도 인버터(20)를 일시 구동시킨 후 외력 해제 여부를 반복 확인한 후, 외력 해제가 확인되면 인버터(20)를 완전히 재구동시키는 기능을 더 구비하도록 한다. 이때에도, 인버터(20)를 가장 안전하게 복귀시키기 위해서는 구동 차단 시간은 점차 증가되도록 하는 것이 가장 바람직하나, 필요한 경우 일정하게 유지시키거나, 구동 차단 시간을 점차 감소시킬 수도 있도록 한다. Also, the external power management unit 160 of the present invention may further include a function of completely restarting the inverter 20 after confirming whether or not the external power is released after temporarily driving the inverter 20, and confirming that the external force is released. At this time, it is most preferable that the drive cut-off time is gradually increased in order to safely return the inverter 20, but it may be kept constant if necessary or the drive cut-off time may be gradually reduced.

이와 같이 본 발명의 하모닉 성분 관리부(140)와 외력 관리부(160)는 인버터 구동여부를 능동적으로 제어함으로써, 인버터가 하모닉 성분 및 외력에 의해 손상되는 것이 사전 방지하도록 한다. 또한 반복적으로 현재 상황을 재확인한 후, 인버터(20)를 자동으로 재구동시킬 수 있도록 함으로써, 사용자의 수동 개입없이 자동 복귀될 수 있도록 한다. 즉, 사용자의 관리 편이성을 증대시킴과 동시에, 인버터 구동 시간을 최대화시켜 줄 수 있도록 한다. As described above, the harmonic-component management unit 140 and the external-force management unit 160 of the present invention actively control whether or not the inverter is driven, thereby preventing the inverter from being damaged by the harmonic component and the external force. Also, the inverter 20 can be automatically restarted after repeatedly confirming the current situation, so that the inverter 20 can be automatically returned without manual intervention. That is, it is possible to increase the manageability of the user and to maximize the drive time of the inverter.

또한 본 발명은 경보 발생부(170)를 더 포함하고, 이를 통해 이상 하모닉 성분 N선 단선 및 외력 발생 각각에 대응되는 경보 정보를 생성 및 출력하도록 한다. 이때의 경보 발생부(170)는 인버터 보호 장치에 위치되는 경보기, 스피커, 모니터 등으로 구현되어, 상기 내용을 시청각적으로 사용자에게 안내하거나, 이동 통신망 등을 통해 외부에 위치하는 모니터링 장치, 관리자 단말 등에 경보 정보를 전달할 수 있도록 한다. In addition, the present invention further includes an alarm generating unit 170 for generating and outputting alarm information corresponding to the abnormal harmonic component N-line disconnection and external force generation, respectively. The alarm generator 170 is implemented by an alarm, a speaker, a monitor, and the like located in the inverter protection device. The alarm generator 170 guides the contents to the user visually and audibly, And the like.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전용 인버터 보호 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 4 및 도 5은 하모닉 성분에 따른 인버터 보호 방법을, 도 6 및 도 7은 N선 단선 및 외력 발생에 따른 인버터 보호 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIGS. 4 to 7 are diagrams for explaining a method for protecting an inverter for a solar power generation according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 show a method of protecting an inverter according to a harmonic component, Fig. 7 is a diagram for explaining a method of protecting an inverter due to line breakage and generation of an external force.

만약, 태양광 발전 장치(10)가 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 이를 3상 4선식 전력선을 통해 인버터(20)에 전달하면, 하모닉 성분 감지부(110)를 통해 R,S,T선의 하모닉 성분을 감지하도록 한다(S1). If the photovoltaic power generation apparatus 10 converts solar energy to electrical energy and transmits it to the inverter 20 through a three-phase four-wire power line, the R, S, and T To detect the harmonic component of the line (S1).

R,S,T선의 하모닉 성분이 기 설정된 정상 범위에 속하면(S2), R,S,T선이 정상 운영 상태임을 확인하고 다시 단계 S1로 재진입하도록 한다(S3). If the harmonic components of the R, S, and T lines belong to the predetermined normal range (S2), it is confirmed that the R, S, and T lines are in a normal operating state, and then re-entered to step S1 (S3).

반면, R,S,T선의 하모닉 성분이 기 설정된 정상 범위를 벗어나면(S2), 인버터(20)의 구동을 즉각 차단하도록 한다(S4). On the other hand, if the harmonic components of the R, S, and T lines are out of a predetermined normal range (S2), the drive of the inverter 20 is immediately blocked (S4).

단계 S4를 통해 인버터 구동이 차단되면, 구동 차단 시간(toff) 만큼 대기한 후(S5), 인버터(20)를 일시 재구동시키고(S6), R,S,T선의 하모닉 성분이 정상 범위로 수렴되는지 재확인하도록 한다(S7).When the drive of the inverter is interrupted in step S4, the inverter 20 is temporarily driven again (S6) after waiting for the drive cutoff time t off (S5), and the harmonic components of the R, S, It is confirmed whether or not it converges (S7).

구동 차단 시간(toff) 만큼 대기하였음에도 불구하고, R,S,T선의 하모닉 성분이 계속하여 정상 범위를 벗어나 있으면, 구동 차단 시간(toff1)을 기 설정 시간(△t1)만큼 증가시킨 후, 다시 S9로 재진입하도록 한다(S8).If the harmonic components of the R, S, and T lines continue to exceed the normal range despite waiting for the drive cutoff time t off , the drive cutoff time t off1 is increased by the predetermined time t1, And re-enters S9 again (S8).

본 발명은 단계 S5 내지 단계 S8을 구동 차단 시간(toff1)이 최대 설정 시간(tmax1)이 될 때까지 반복 수행하며(S13), R,S,T선이 정상화되는지 반복적으로 재확인하도록 한다. The present invention repeatedly performs steps S5 to S8 repeatedly until the drive interruption time t off1 reaches the maximum set time t max1 (S13) and confirms whether the R, S, T lines are normalized repeatedly.

최대 설정 시간(tmax1)를 경과하도록 R,S,T선의 정상화가 이루어지지 못하면, 이를 모니터링 장치, 관리자 단말 등에 통보하고, 인버터(20)의 차단 상태는 사용자의 수동 제어에 의해서만 해제 되도록 한다(S10). If normalization of the R, S and T lines can not be performed so that the maximum set time t max1 is exceeded , it is notified to the monitoring device, the manager terminal, etc., and the cutoff state of the inverter 20 is released only by manual control of the user S10).

반면, 단계 S5 내지 단계 S8의 반복 수행을 통해 R,S,T선의 정상화를 확인하면, 사용자 별도 개입없이도 인버터(20)가 자동으로 재구동될 수 있도록 한다(S11). On the other hand, if normalization of the R, S, and T lines is confirmed through the repetition of steps S5 to S8, the inverter 20 can be automatically restarted without any user intervention (S11).

또한, 본 발명은 도 4 및 도 5의 인버터 보호 방법을 수행함과 동시에, 도 6 및 도 7의 N선 단선 및 외력 발생에 따른 인버터 보호 방법도 수행할 수 있도록 한다. 4 and 5, as well as the inverter protection method according to the N-line disconnection and the external force generation of FIGS. 6 and 7 can be performed.

즉, 3상 4선식 전력선을 통해 태양광 발전 장치(10)의 전기 에너지가 인버터(20)에 전달하면, 전압 감지부(120)는 3상 4선식 전력선에 접속하여 3상 전압 각각을 감지하기 시작한다(S21). That is, when the electric energy of the solar cell generator 10 is transmitted to the inverter 20 through the three-phase four-wire power line, the voltage sensing unit 120 connects to the three-phase four-wire power line, (S21).

만약, 단계 S21를 통해 감지된 3상 전압 모두가 동일하면(S22), N선은 정상 상태임을 확인하고, 다시 단계 S21로 재진입하도록 한다(S23). If all three-phase voltages detected in step S21 are the same (S22), it is confirmed that the N line is in a normal state, and the process returns to step S21 (S23).

반면, 단계 S21을 통해 감지된 3상 전압이 서로 불일치하나 3상 전압 합계값이 기 설정 값과 유사하면(S24), N선 단선을 확인한 후(S24), N선 대체부(150)를 통해 현재 N선을 예비 N선으로 대체하도록 한다(S26). On the other hand, if the three-phase voltages sensed through step S21 are not equal to each other but the three-phase voltage total value is similar to the preset value (S24), the N line disconnection is confirmed (S24) The present N line is replaced with the spare N line (S26).

그리고 3상 전압 각각이 서로 불일치하며 3상 전압 합계값 또한 기 설정 값과 상이하면(S24), 외력 발생을 확인한 후(S27), 3상 4선식 전력선을 절체하거나, 인버터(20)를 직접 동작 제어하여, 인버터(20)의 구동을 즉각 차단하도록 한다(S28). When the three-phase voltage is different from each other and the three-phase voltage sum value is also different from the preset value (S24), the external force is confirmed (S27) So that the drive of the inverter 20 is immediately blocked (S28).

단계 S28에 의해 인버터 구동이 차단되면(S28), 구동 차단 시간(toff) 만큼 대기한 후(S29), 인버터(20)를 일시 재구동시키고(S30), 앞서 설명된 방법을 통해 외력 발생 여부를 재확인하도록 한다(S31).If by step S28 inverter drive it is cut off (S28), after waiting as long as the drive-off time (t off) (S29), and temporarily restart the drive (20) (S30), generating an external force through the method described above if (S31).

구동 차단 시간(toff2) 만큼 대기하였음에도 불구하고, 외력이 계속하여 발생하고 있으면, 구동 차단 시간(toff2)을 기 설정 시간(△t2)만큼 증가시킨 후, 다시 S9로 재진입하도록 한다(S32).Even though the air by driving off time (t off2), and then if the external force is continuously generated, increased by the drive-off time (t off2) previously set time (△ t2), so as to again re-enter in S9 (S32) .

이와 같은 S29 내지 S32는 구동 차단 시간(toff2)이 최대 설정 시간(tmax2)이 될 때까지 반복 수행하며(S33), 이를 통해 외력 발생 여부를 반복적으로 재확인하도록 한다. The steps S29 to S32 are repeatedly performed until the drive interruption time t off2 reaches the maximum set time t max2 (S33).

단계 S29 내지 단계 S32의 반복 수행에도 불구하고, 외력이 계속적으로 발생되면, 외력이 최대 설정 시간(tmax2) 동안 계속하여 발생됨을 모니터링 장치, 관리자 단말 등에 통보하고, 이에 응답하여 사용자가 인버터(20)를 직접 재구동시킬 때까지 인버터(20)의 차단 상태를 계속적으로 유지한다(S34). If the external force continues to be generated despite the repetition of the steps S29 to S32, the monitoring device, the manager terminal or the like notifies the external terminal that the external force continues to be generated for the maximum set time t max2 , (S34) until the inverter 20 is directly driven again.

반면, 단계 S29 내지 단계 S32의 반복 수행을 통해 외력이 더 이상 인가되지 않음을 확인하면, 사용자 별도 개입없이도 인버터(20)가 자동으로 재구동될 수 있도록 한다(S35). On the other hand, if it is confirmed that the external force is no longer applied through the repetition of steps S29 to S32, the inverter 20 can be automatically restarted without any user intervention (S35).

상기의 설명에서는 R,S,T선 이상에 따른 구동 차단 시간(toff1)과 외력 발생에 따른 구동 차단 시간(toff1)을 서로 독립되는 파라메타로 설정되는 경우에 한해 설명하였지만, 필요한 경우 동일 파라메타로 설정할 수도 있음은 물론 당연하다. Has been described only in the case where the above described sets the drive-off time (t off1) and the drive-off time (t off1) according to the external force generated according to the R, S, T or later lines in which an independent parameter to each other, the same, if necessary, the parameters Of course, can also be set.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (9)

R,S,T,N 선의 R,S,T선에 연결되어, 상기 R,S,T선의 하모닉 성분을 감지하는 하모닉 성분 감지부;
상기 하모닉 성분이 기 설정된 정상 범위를 벗어나면, 상기 R,S,T선의 이상을 확인하는 고장 원인 판별부;
상기 R,S,T선의 이상이 확인되면, 인버터 구동을 중지시키는 하모닉 성분 관리부; 및
상기 R,S,T,N 선에 각각 연결되어, 3상 전압 각각을 감지 및 통보하는 전압 감지부를 포함하며,
상기 고장 원인 판별부는 상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 값이면, 중성선 단선을 확인하고, 상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 값과 상이하면, 외력 발생을 확인하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치.A harmonic component sensing unit connected to the R, S, and T lines of the R, S, T, and N lines to sense the harmonic components of the R, S, and T lines;
A malfunction determining unit for determining an abnormality of the R, S, and T lines when the harmonic component is out of a predetermined normal range;
A harmonic component management unit that stops driving the inverter when an abnormality of the R, S, and T lines is confirmed; And
And a voltage sensing unit connected to the R, S, T, and N lines to sense and notify each of the three-phase voltages,
Wherein the failure cause determination unit checks a neutral line disconnection if the three-phase voltages are inconsistent and the sum of all the three-phase voltages is a predetermined value, and if the three-phase voltages are mismatched and the three- Further comprising a function of confirming occurrence of an external force when the current value is different from the predetermined value. 제1항에 있어서, 상기 하모닉 성분 관리부는
인버터 구동이 차단되면, 구동 차단 시간을 점차 증가시키면서 상기 인버터를 일시 구동시킨 후 하모닉 성분을 반복 확인하고, 상기 하모닉 성분이 기 설정 범위에 속하게 될 때에만 상기 인버터를 완전 재구동시키는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치.The apparatus of claim 1, wherein the harmonic component management unit
When the drive of the inverter is interrupted, the drive circuit is temporarily driven to increase the drive cutoff time, the harmonic component is repeatedly checked, and the inverter is completely restarted only when the harmonic component falls within the predetermined range And the inverter is connected to the inverter. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 중성선 단선이 확인되면, 중성선 대체 동작을 수행하는 중성선 대체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a neutral line replacing unit for performing a neutral line replacement operation if the neutral line disconnection is confirmed. 제1항에 있어서,
상기 외력 발생이 확인되면, 인버터 구동을 중지시키는 외력 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an external force management unit for stopping the drive of the inverter when the external force is detected. 제5항에 있어서, 상기 외력 관리부는
인버터 구동이 차단되면, 구동 차단 시간을 점차 증가시키면서 상기 인버터를 일시 구동시킨 후 외력 발생을 반복 확인하고, 외력 해제시에만 상기 인버터를 완전 재구동시키는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터 보호 장치.6. The apparatus of claim 5, wherein the external force management unit
Further comprising a function of temporarily restarting the inverter while repeatedly increasing the drive interruption time to repeatedly check the generation of the external force and completely restarting the inverter only when the external force is released, Inverter protection device. R,S,T,N 선의 R,S,T선에 연결되어, 상기 R,S,T선의 하모닉 성분을 감지하는 단계;
상기 하모닉 성분이 정상 범위를 벗어나면, 상기 R,S,T선의 이상을 확인하고, 인버터 구동을 중지시키는 단계;
상기 R,S,T,N 선 각각에 연결되어, 3상 전압 각각을 감지하는 단계; 및
상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 합계 값이면, 중성선 단선을 확인하고 중성선 대체 동작을 수행하는 단계를 포함하는 태양광 발전용 인버터 보호 방법. Sensing a harmonic component of the R, S, and T lines connected to R, S, and T lines of R, S, T, and N lines;
Determining an abnormality of the R, S, and T lines when the harmonic component is out of a normal range, and stopping the drive of the inverter;
Sensing each of the three-phase voltages connected to the R, S, T, and N lines, respectively; And
Detecting a neutral line disconnection and performing a neutral line substitution operation if the three-phase voltages are inconsistent and the sum of all the three-phase voltages is a preset total value. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 R,S,T,N 선 각각에 연결되어, 3상 전압 각각을 감지하는 단계; 및
상기 3상 전압 각각이 불일치하고 상기 3상 전압 모두를 합한 값이 기 설정 값과 상이하면, 외력 발생을 확인하여 인버터 구동을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 인버터 보호 방법. 8. The method of claim 7,
Sensing each of the three-phase voltages connected to the R, S, T, and N lines, respectively; And
Further comprising the step of stopping the drive of the inverter by confirming the occurrence of an external force if the value of the three-phase voltage is different from the predetermined value and the sum of all the three-phase voltages is different from the predetermined value .
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