KR101892275B1 - power control apparatus and method for solar energy - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 전력생성 제어기에 관한 것으로서, 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지판과, 태양전지판에서 생성된 전력을 충전하는 충전부와, 태양전지판에서 충전부로 이어지는 전류공급경로 상에 직렬상으로 설치된 인덕터와, 인턱터와 충전부 사이에 인덕터에 대해 병렬상으로 설치된 제1스위칭 소자와, 태양전지판에서 인덕터로 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 태양전지판의 출력전압을 검출하는 전압검출부와, 전류검출부에서 설정된 샘플링 주기마다 검출된 전류와 전압검출부에서 샘플링 주기마다 검출된 전압을 이용하여 현재 시점에 검출된 현재전류(I(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전류(I(k-1)), 현재 시점에 검출된 현재전압(V(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전압(V(k-1)) 정보와, 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1)), 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 제1스위칭 소자의 구동을 제어하는 MPPT제어부를 구비한다. 이러한 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법에 의하면, 안정적이면서도 최대전력점 추종효율이 좋은 장점을 제공한다.The present invention relates to a solar power generation controller, and more particularly, to a solar power generation controller that includes a solar panel for generating electric power from solar light, a charging unit for charging electric power generated in the solar panel, A current detection section for detecting a current flowing to the inductor in the solar panel; a voltage detection section for detecting an output voltage of the solar panel; and a current detection section for detecting a current flowing through the inductor, The current I (k) detected at the present time and the previous current I (k-1) detected at the previous sampling time are detected using the current detected at each sampling period and the voltage detected at each sampling period in the voltage detecting unit, , the detected present time current voltage (V (k)) and the previous detected before the sampling point voltage (V (k-1)) information and the current power (P (k)) and the previous I Power (P (k-1)) the previous voltage, present current (I (k)) and the previous current (I (k-1)) difference between the current value (dI) and a current voltage (V (k)) of ( And an MPPT control unit for controlling driving of the first switching device so as to follow the maximum power point by using the differential voltage value dV of V (k-1) . According to the solar power generation controller and the control method therefor, stable and maximum power point tracking efficiency is advantageous.

Figure R1020170018223
Figure R1020170018223

Description

태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법{power control apparatus and method for solar energy} Technical Field [0001] The present invention relates to a solar power generation controller and a control method thereof,

본 발명은 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 최대전력 추종 성능이 향상된 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar power generation controller and a control method thereof, and more particularly, to a solar power generation controller with improved maximum power tracking performance and a control method thereof.

일반적으로 태양광 발전은 무한한 태양에너지를 이용하여 친환경적인 전력 에너지를 생산해낼 수 있을 뿐만 아니라 진동과 소음이 없고 수명이 수십년 정도로 긴 장점을 갖는다. 또한, 설비 자동화가 용이하여 태양광발전 시스템의 운전 및 유지 관리에 드는 비용을 최소화시킬 수 있다. In general, photovoltaic power generation has the advantage of producing environmentally friendly power energy using infinite solar energy, and also has no vibration, no noise, and a long life span of several decades. In addition, the facility automation is easy, and the cost of operation and maintenance of the photovoltaic power generation system can be minimized.

그러나 태양광 발전은 출력특성이 일사량과 온도 등의 자연조건에 따른 변동으로 불안정한 문제점이 있다.However, there is a problem that the output characteristic of the photovoltaic power generation is unstable due to variations in the natural conditions such as the irradiation amount and the temperature.

따라서, 태양광 발전 효율을 높이기 위해서, 태양전지가 어레이된 태양광 모듈로부터 최대 전력을 추출할 수 있도록 하는 제어가 필요하다. 최대 전력점 추종(Maximum Power Point Tracking, 이하 간단히 MPPT 라고도 함) 제어는 태양광 모듈을 제어하여 동작점이 최대 전력점을 추종하도록 동작시키기 위한 제어기법이다.Therefore, in order to increase the solar power generation efficiency, it is necessary to control so that the maximum power can be extracted from the photovoltaic module in which the solar cell is arrayed. Maximum Power Point Tracking (hereinafter, simply referred to as MPPT) control is a control technique for controlling a solar module so that the operating point follows the maximum power point.

최대전력점 추종방법은 공개특허 제10-2007-0078092호 등 다양하게 알려져 있다. The method of tracking the maximum power point is variously known as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2007-0078092.

한편, 최대전력점 추종에 대해 보다 안정적이면서 최대전력점 추종효율이 좋은 방안이 꾸준히 요구되고 있다.On the other hand, there is a steady demand for a more stable and more efficient follow-up power point for the maximum power point follow-up.

본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 안정적이면서도 최대전력점 추종효율이 좋은 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a photovoltaic power generation controller and its control method that are stable and have a good maximum power point tracking efficiency.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 전력생성 제어기는 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지판과; 상기 태양전지판에서 생성된 전력을 충전하는 충전부와; 상기 태양전지판에서 상기 충전부로 이어지는 전류공급경로 상에 직렬상으로 설치된 인덕터와; 상기 인턱터와 상기 충전부 사이에 상기 인덕터에 대해 병렬상으로 설치된 제1스위칭 소자와; 상기 태양전지판에서 상기 인덕터로 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와; 상기 태양전지판의 출력전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 전류검출부에서 설정된 샘플링 주기마다 검출된 전류와 상기 전압검출부에서 상기 샘플링 주기마다 검출된 전압을 이용하여 현재 시점에 검출된 현재전류(I(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전류(I(k-1)), 현재 시점에 검출된 현재전압(V(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전압(V(k-1)) 정보와, 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1)), 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 상기 제1스위칭 소자의 구동을 제어하는 MPPT제어부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar power generation controller comprising: a solar panel for generating power from solar light; A charging unit charging electric power generated in the solar panel; An inductor installed in series on the current supply path from the solar panel to the charging unit; A first switching element provided in parallel with the inductor between the inductor and the charging unit; A current detector for detecting a current flowing from the solar panel to the inductor; A voltage detector for detecting an output voltage of the solar panel; (I (k) ) detected at the present time and the previous current I (k) detected at the previous sampling time using the current detected at each sampling period set by the current detector and the voltage detected at each sampling period in the voltage detector, (k-1)), the detected present time current voltage (V (k)) and the previous detected before the sampling point voltage (V (k-1)) information and the current power (P (k)) and previous power (P (k-1)) , present current (I (k)) and the previous current (I (k-1)) difference between the current value (dI) and a current voltage (V (k)) of the previous voltage ( And an MPPT control unit for controlling driving of the first switching device to follow the maximum power point by using a difference voltage value dV of V (k-1) .

본 발명의 일 측면에 따르면, 가로등주에 설치되어 상기 충전부에서 공급된 전력에 의해 발광되는 광원부와; 상기 충전부에서 상기 광원부로의 전력공급 경로를 온/오프 하는 제2스위칭 소자와; 외부조도를 검출하는 조도센서와; 상기 조도센서로부터 검출된 조도가 설정된 기준 조도 미만이면 상기 제2스위칭소자가 온되게 제어하는 발광 제어부;를 더 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lighting system comprising: a light source installed in a streetlight and emitting light by power supplied from the charging unit; A second switching element for turning on / off a power supply path from the charging unit to the light source unit; An illuminance sensor for detecting an external illuminance; And a light emission control section for controlling the second switching element to be on when the illuminance detected from the illuminance sensor is less than a predetermined reference illuminance.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 전력생성 제어기의 제어방법은 가. 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일한지를 판단하는 단계와; 나. 상기 가단계에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하지 않은 것은 것으로 판단되면, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일한지를 판단하는 단계와; 다. 상기 나 단계에서 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일하지 않은 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)의 비인 dI/dV가 -I/V보다 큰지를 판단하는 단계와; 라. 상기 다 단계에서 dI/dV가 -I/V보다 크지 않은 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와; 마. 상기 다 단계에서 dI/dV가 -I/V보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와; 사. 상기 나단계에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일한 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))과 이전전류(I(k-1))가 동일한지를 판단하는 단계와; 아. 상기 사단계에서 현재전류(I(k))과 이전전류(I(k-1))가 동일하지 않은 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰지를 판단하는 단계와; 자. 상기 아 단계에서 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 크지 않은 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와; 차. 상기 아 단계에서 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a solar power generation controller according to the present invention. Determining whether the current power P (k) and the previous power P (k-1 ) are the same; I. If it is determined that the current power P (k) and the previous power P (k-1) are not the same in the above step, the current voltage V (k ) and the previous voltage V (k- ) Are the same; All. In the I phase current voltage (V (k)) and the previous voltage (V (k-1)) if it is determined that this is not the same, now the current (I (k)) and the previous current (I (k-1)) Determining whether dI / dV which is the ratio of the difference current value dI of the current voltage V (k) to the difference voltage value dV of the previous voltage V (k-1) is larger than -I / V Wow; la. If the dI / dV is determined not to be greater than -I / V in the step (a), the value obtained by subtracting the increment value (? V) set in the comparison reference voltage (Vref) Determining a driving duty of the first switching device; hemp. If it is determined that dI / dV is larger than -I / V in the step (d), a value obtained by adding an increment value (? V) set in a comparison reference voltage (Vref) Determining a driving duty of the one switching element; four. If it is determined in the I phase the current power (P (k)) with the previous power (P (k-1)) to be the same, the present current (I (k)) and previous current (I (k-1)) the same Judging whether or not the image is formed; Ah. The four current current in the step (I (k)) and previous current (I (k-1)) that when it is determined that not the same, the previous current (I (k-1)) present current (I (k)) Determining whether the value is greater than a predetermined value; character. If it is determined that the present current (I (k)) in the O stage that is not larger than the previous current (I (k-1)) is set to compare the reference voltage (Vref) to determine the turn-on maintenance of the first switching element incremental value Determining a driving duty of the first switching device by applying a value obtained by subtracting the driving voltage (? V) from the driving duty of the first switching device; car. If it is determined to be greater than the present current (I (k)) is the previous current (I (k-1)) in the O phase increment value set in the compare reference voltage (Vref) to determine the turn-on maintenance of the first switching element ( And determining a driving duty of the first switching device by applying a value obtained by adding?

본 발명에 따른 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법에 의하면, 안정적이면서도 최대전력점 추종효율이 좋은 장점을 제공한다.The solar power generation controller and the control method thereof according to the present invention provide advantages of stable and maximum power point tracking efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 전력생성 제어기가 적용된 가로등을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 태양광 전력생성 제어기의 제어계통을 나타내 보인 블록도이고,
도 3은 도 2의 MPPT제어부의 최대 전력점 추종 제어과정을 나타내 보인 플로우도이고,
도 4는 최대 전력점 추종과정을 설명하기 위한 전력과 전압에 대한 그래프이다.1 is a view showing a streetlight to which a solar power generation controller according to the present invention is applied,
FIG. 2 is a block diagram showing the control system of the solar power generation controller of FIG. 1,
FIG. 3 is a flow chart showing the maximum power point tracking control process of the MPPT controller of FIG. 2,
4 is a graph of power and voltage for explaining the process of following the maximum power point.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a solar power generation controller and a control method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 전력생성 제어기가 적용된 가로등을 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 태양광 전력생성 제어기의 제어계통을 나타내 보인 블록도이다.FIG. 1 is a view showing a streetlight to which a solar power generation controller according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the solar power generation controller of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 전력생성 제어기(100)는 태양전지판(110), 광원부(130), 충전부(150), 인덕터(161), 제1 및 제2스위칭소자(171)(172), 전류검출부(181), 전압검출부(182), MPPT제어부(185), 조도센서(187) 및 발광제어부(188)를 구비한다.1 and 2, a solar power generation controller 100 according to the present invention includes a solar cell 110, a light source 130, a charger 150, an inductor 161, A current detection unit 181, a voltage detection unit 182, an MPPT control unit 185, an illumination sensor 187, and a light emission control unit 188.

태양전지판(110)은 태양광으로부터 전력을 생성하는 다수의 태양전지가 어레이되어 있다.The solar panel 110 has a plurality of solar cells arrayed to generate electric power from the sunlight.

태양전지판(110)은 가로등 지주(102) 상에 설치되어 있다.The solar panel 110 is installed on the street lamp post 102.

광원부(130)도 가로등주(102)에 설치되어 후술되는 충전부(150)에서 공급된 전력에 의해 된다.The light source unit 130 is also installed in the street lamp 102 and is powered by the power supplied from the charging unit 150, which will be described later.

광원부(130)는 발광다이오드 또는 그 밖의 공지된 광원이 적용될 수 있다.The light source 130 may be a light emitting diode or other known light sources.

가로등 지주(102)의 하부에는 후술되는 충전부(150)를 포함한 제어유니트(140)가 내장되게 설치되어 있다.A control unit 140 including a charging unit 150, which will be described later, is installed in a lower portion of the streetlight support 102.

여기서, 제어유니트(140)는 충전부(150), MPPT제어부(185), 발광제어부(188)를 포함한다.Here, the control unit 140 includes a charging unit 150, an MPPT control unit 185, and a light emission control unit 188.

충전부(150)는 태양전지판(110)에서 생성된 전력을 충전한다.The charging unit 150 charges the power generated by the solar panel 110.

충전부(150)는 충전된 전력을 제2스위칭소자(172)를 통해 광원부(130)에 공급할 수 있도록 되어 있다.The charging unit 150 can supply the charged power to the light source unit 130 through the second switching device 172.

인덕터(161)는 태양전지판(110)에서 충전부(150)로 이어지는 전류공급경로 상에 직렬상으로 되어 있다.The inductor 161 is connected in series to the current supply path from the solar panel 110 to the charger 150.

제1스위칭소자(171)는 인턱터(161)와 충전부(150) 사이에 인덕터(161)에 대해 병렬상으로되어 있다.The first switching device 171 is in parallel with the inductor 161 between the inductor 161 and the charging unit 150.

제1스위칭 소자(171)는 MPPT제어부(185)에 제어되어 턴온 또는 턴오프된다.The first switching device 171 is controlled by the MPPT control unit 185 and is turned on or off.

전류검출부(181)는 태양전지판(110)에서 인덕터(161)로 이어지는 전력공급경로(112)상에 설치되어 전류를 검출하고, 검출된 전류를 MPPT제어부(185)에 제공한다.The current detection unit 181 is installed on the power supply path 112 leading from the solar panel 110 to the inductor 161 to detect the current and provides the detected current to the MPPT control unit 185.

전압 검출부(182)는 태양전지판(110)의 출력전압을 검출하여 MPPT제어부(185)에 제공한다.The voltage detector 182 detects the output voltage of the solar panel 110 and provides it to the MPPT controller 185.

MPPT제어부(185)는 전류검출부(181)에서 설정된 샘플링 주기마다 검출된 전류와 전압검출부(182)에서 샘플링 주기마다 검출된 전압을 이용하여 현재 시점에 검출된 현재전류(I(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전류(I(k-1)), 현재 시점에 검출된 현재전압(V(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전압(V(k-1)) 정보와, 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1)), 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 제1스위칭 소자(171)의 구동을 제어한다.The MPPT control unit 185 uses the current detected at the sampling period in the current detection unit 181 and the voltage detected at each sampling period in the voltage detection unit 182 to compare the current I (k) the previous current (I (k-1)) , a current voltage (V (k)) and before the previous voltage (V (k-1)) detected at the sampling time is detected on the current point in time is detected in the sampling time point information, the current The difference current value dI between the electric power P (k) and the electric power P (k-1) , the electric current I (k ) and the electric current I (k-1) And controls the driving of the first switching device 171 so as to follow the maximum power point by using the difference voltage value dV between the previous voltage V (k) and the previous voltage V (k-1) .

즉, MPPT제어부(185)는 도 4에 도시된 바와 같이 dP/dV가 0보다 큰 a 지점인 경우 C지점을 향하도록 제어하고, dP/dV가 0보다 작은 b 지점인 경우 C지점을 향하도록 제어하며 상세 제어과정을 도 3을 참조하여 설명한다.That is, as shown in FIG. 4, the MPPT control unit 185 controls to direct the point C to the point a when the point dP / dV is greater than 0, and to point C when the point dP / dV is smaller than 0 And a detailed control process will be described with reference to FIG.

먼저, 전압검출부(182)와 전류검출부(181)에서 설정된 샘플링주기마다 전압 및 전류를 검출하고(단계 210), 현재 전압(V(k))과 현재전류(I(k))로부터 산출되는 ㅎ현재전력(P(k))과, 이전 전압(V(k-1))과 이전전류(I(k-1))로부터 산출되는 이전전력(P(k-1))과의 차이가 없는지 즉, 동일한 지를 판단한다(단계 220).First, the voltage and current are detected at the sampling period set by the voltage detecting unit 182 and the current detecting unit 181 (step 210), and the voltage and current are calculated from the current voltage V (k ) and the current I (k) that there is no difference between the current power (P (k)) and, before the voltage (V (k-1)) with the previous power value computed from the previous current (I (k-1)) (P (k-1)) that is , And determines whether they are the same (step 220).

단계 220에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하지 않은 것은 것으로 판단되면, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일한지를 판단한다(단계 230).If it is determined in step 220 that the current power P (k) and the previous power P (k-1) are not the same, the current voltage V (k ) and the previous voltage V (k- (Step 230).

이후, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일하지 않은 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)의 비인 dI/dV가 -I/V보다 큰지를 판단한다(단계 240).Thereafter, if it is determined that the current voltage V (k) is not equal to the previous voltage V (k-1) , the difference between the current I (k ) and the previous current I (k-1) It is determined whether dI / dV which is the ratio of the current value dI and the difference voltage value dV between the current voltage V (k) and the previous voltage V (k-1) is larger than -I / V ).

여기서, 차분 전류값(dI)은 현재전류(I(k))에서 이전전류(I(k-1))를 차감한 값이고, 차분 전압값(dV)은 현재전압(V(k))에서 이전전압(V(k-1))를 차감한 값이다.Here, the difference current value (dI) is in the present current (I (k)) is obtained by subtracting the previous current (I (k-1)) values from the differential voltage value (dV) is a current voltage (V (k)) Is a value obtained by subtracting the previous voltage V (k-1) .

단계 240에서 dI/dV가 -I/V보다 크지 않은 것으로 판단되면 제1스위칭소자(171)의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 제1스위칭 소자(171)의 구동듀티를 결정한다(단계 250).If it is determined in step 240 that the dI / dV is not larger than -I / V, a value obtained by subtracting the increment value (? V) set in the comparison reference voltage (Vref) for determining the turn-on state of the first switching element The driving duty of the first switching device 171 is determined (step 250).

여기서 비교기준전압(Vref)이 이전보다 감소하게 되면 MPPT제어부(185)는 감소된 비교기준전압에 도달할 때까지 제1스위칭소자(181)의 턴온시간을 유지시킴으로써 그 만큼 듀티가 증가하게 되어 턴온 유지시간이 길어진다.When the comparison reference voltage Vref is decreased from the previous value, the MPPT controller 185 maintains the turn-on time of the first switching device 181 until the reduced comparison reference voltage is reached, The holding time becomes longer.

한편, 단계 240에서 dI/dV가 -I/V보다 큰 것으로 판단되면 제1스위칭소자(181)의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 제1스위칭 소자(181)의 구동듀티를 결정한다(단계 260).If it is determined in step 240 that dI / dV is larger than -I / V, a value obtained by adding the increment value? V set in the comparison reference voltage Vref for determining the turn-on state of the first switching device 181 is applied To determine the driving duty of the first switching device 181 (step 260).

이 경우 비교기준전압(Vref)이 이전보다 증가하게 되면 MPPT제어부(185)는 증가된 비교기준전압에 도달할 때 제1스위칭소자(181)를 턴오프시킴으로써 그 만큼 듀티가 감소하게 되어 턴온 유지시간이 짧아진다.In this case, when the comparison reference voltage Vref is increased more than before, the MPPT control unit 185 turns off the first switching device 181 when the increased reference voltage is reached, .

한편, 단계 220에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일한 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))과 이전전류(I(k-1))가 동일한지를 판단한다(단계 270).If it is determined in step 220 that the current power P (k) is equal to the previous power P (k-1) , the current I (k ) and the previous current I (k-1) (Step 270).

단계 270에서 현재전류(I(k))과 이전전류(I(k-1))가 동일하지 않은 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰지를 판단한다(단계 280).In step 270 the current current (I (k)) and previous current (I (k-1)) that when it is determined as not the same, the present current (I (k)) is the previous current (I (k-1)) (Step 280).

단계280에서 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 크지 않은 것으로 판단되면 이전 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 다음 비교기준전압에 적용하여 제1스위칭 소자(181)의 구동듀티를 결정한다.If it is determined in step 280 that the current I (k) is not greater than the previous current I (k-1) , the value obtained by subtracting the increment value? V set in the previous comparison reference voltage Vref is compared with the next comparison reference Voltage to determine the driving duty of the first switching device 181. [

또한, 단계280에서 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰 것으로 판단되면 제1스위칭소자(181)의 턴온 유지를 결정하는 이전 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 다음 비교기준전압으로 적용하여 제1스위칭 소자(181)의 구동듀티를 결정한다.If it is determined in step 280 that the current I (k) is greater than the previous current I (k-1) , the previous comparison reference voltage Vref, which determines the turn-on state of the first switching device 181, The driving duty of the first switching device 181 is determined by applying a value obtained by adding the set increment value? V to the next comparison reference voltage.

한편, 단계 230에서 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일한 것으로 판단되거나, 단계 270에서 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))가 동일한 것으로 판단되면 비교기준전압을 변동시키지 않고 다음 샘플링 주기로 복귀한다. On the other hand, in step 230 the current voltage (V (k)) and the previous voltage (V (k-1)) is, or is determined equal to the current electric current in step 270 (I (k)) and the previous current (I (k-1 ) Is determined to be the same, the comparative reference voltage is returned to the next sampling period without changing.

이러한 최대전력점 추정방식은 매 샘플링주기마다 수행되며, 전압변동폭이 0(zero)인 경우에도 전류가 증가하면 전압지령치인 비교기준전압을 올리고, 전류가 감소할 경우 전압지령치를 내림으로써 빠른환경변화에 대한 전력추종 효율성이 향상되는 장점을 제공한다.This maximum power point estimation method is performed every sampling period. Even when the voltage fluctuation width is zero, if the current increases, the comparative reference voltage which is the voltage instruction value is increased. When the current decreases, the voltage instruction value is decreased, The power tracking efficiency is improved.

한편, 제2스위칭소자(172)는 충전부(150)에서 광원부(130)로의 전력공급 경로(114)를 온/오프 할 수 있게 설치되어 있다.The second switching device 172 is provided to turn on / off the power supply path 114 from the charging unit 150 to the light source unit 130.

조도센서(187)는 외부조도를 검출하여 발광제어부(188)에 제공한다.The illuminance sensor 187 detects the external illuminance and provides it to the light emission control section 188.

발광제어부(188)는 조도센서(187)로부터 검출된 조도가 설정된 기준 조도 미만이면 제2스위칭소자(172)가 온되게 제어한다.The light emission control unit 188 controls the second switching device 172 to turn on when the illuminance detected from the illuminance sensor 187 is less than the set reference illuminance.

이상에서 설명된 태양광 전력생성 제어기 및 그 제어방법에 의하면, 안정적이면서도 최대전력점 추종효율이 좋은 장점을 제공한다.According to the solar power generation controller and the control method described above, stable and maximum power point tracking efficiency is advantageous.

110: 태양전지판 130: 광원부
150: 충전부 161: 인덕터
171: 제1스위칭 소자 172: 제2스위칭소자
181: 전류검출부 182: 전압검출부
185: MPPT제어부 187: 조도센서
188: 발광제어부110: solar panel 130: light source
150: charger 161: inductor
171: first switching element 172: second switching element
181: current detection unit 182: voltage detection unit
185: MPPT control unit 187:
188:

Claims (4)

태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지판과;
상기 태양전지판에서 생성된 전력을 충전하는 충전부와;
상기 태양전지판에서 상기 충전부로 이어지는 전류공급경로 상에 직렬상으로 설치된 인덕터와;
상기 인덕터와 상기 충전부 사이에 상기 인덕터에 대해 병렬상으로 설치된 제1스위칭 소자와;
상기 태양전지판에서 상기 인덕터로 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와;
상기 태양전지판의 출력전압을 검출하는 전압검출부와;
상기 전류검출부에서 설정된 샘플링 주기마다 검출된 전류와 상기 전압검출부에서 상기 샘플링 주기마다 검출된 전압을 이용하여 현재 시점에 검출된 현재전류(I(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전류(I(k-1)), 현재 시점에 검출된 현재전압(V(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전압(V(k-1)) 정보와, 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1)), 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 상기 제1스위칭 소자의 구동을 제어하는 MPPT제어부;를 구비하고,
상기 MPPT제어부는 현재 적용된 상기 제1스위칭 소자의 현재 구동 듀티에 대해 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하지 않고, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일하면 현재 구동듀티를 다음 구동주기에 그대로 적용하고, 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하지 않고 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))도 동일하지 않으면 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)의 비인 dI/dV가 -I/V보다 큰지를 판단하여, dI/dV가 -I/V보다 크지 않은 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하고, dI/dV가 -I/V보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하며,
현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하고, 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 크지 않은 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하고, 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 전력생성 제어기.A solar panel for generating electric power from sunlight;
A charging unit charging electric power generated in the solar panel;
An inductor installed in series on the current supply path from the solar panel to the charging unit;
A first switching device provided between the inductor and the charging unit in parallel with respect to the inductor;
A current detector for detecting a current flowing from the solar panel to the inductor;
A voltage detector for detecting an output voltage of the solar panel;
Previously detected for each sampling period is set by the current detecting current and the voltage detector is detected on the present current (I (k)) and the previous sampling time is detected in the current time by using the detected voltage for each of the sampling period a current (I (k-1)), the detected present time current voltage (V (k)) and the previous detected before the sampling point voltage (V (k-1)) information and the current power (P (k)) and previous power (P (k-1)) , present current (I (k)) and the previous current (I (k-1)) difference between the current value (dI) and a current voltage (V (k)) of the previous voltage ( And an MPPT control unit for controlling driving of the first switching device to follow the maximum power point by using a differential voltage value dV of V (k-1)
The MPPT control unit determines that the current power P (k ) and the previous power P (k-1) are not equal to the current driving duty of the currently applied first switching device and the current power V (k) If the previous voltage V (k-1) is the same, the current drive duty is applied to the next drive cycle as it is and the current power P (k ) and the previous power P (k- (V (k)) and the previous voltage (V (k-1)) is also not the same, now the current (I (k)) and the previous differential current value (dI) of the current (I (k-1)) and the present voltage DV, which is the ratio of the difference voltage value (dV) between the previous voltage V (k) and the previous voltage V (k-1) , is larger than -I / The driving duty of the first switching device is determined by subtracting the increment value (? V) set in the comparison reference voltage (Vref) that determines the turn-on state of the first switching device, and dI / dV Is larger than -I / V, the turn-on voltage of the first switching element To the application by adding the incremental values (ΔV) it is set to compare the reference voltage (Vref) to determine the value, and determines the driving duty of the first switching element,
If it is determined that the current power P (k) is equal to the previous power P (k-1) and the current I (k) is not greater than the previous current I (k-1) (1 (k) ) is determined by applying a value obtained by subtracting the increment value (? V) set in the comparison reference voltage (Vref) for determining the turn-on of the first switching element The first switching device applies a value obtained by adding an increment value (? V) set to a comparison reference voltage (Vref) that determines the on-state of the first switching device to be greater than a previous current (I (k-1) And the driving duty of the device is determined and controlled. 제1항에 있어서, 가로등주에 설치되어 상기 충전부에서 공급된 전력에 의해 발광되는 광원부와;
상기 충전부에서 상기 광원부로의 전력공급 경로를 온/오프 하는 제2스위칭 소자와;
외부조도를 검출하는 조도센서와;
상기 조도센서로부터 검출된 조도가 설정된 기준 조도 미만이면 상기 제2스위칭소자가 온되게 제어하는 발광 제어부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 전력생성 제어기.The lighting apparatus as claimed in claim 1, further comprising: a light source unit installed in the streetlight and emitting light by power supplied from the charging unit;
A second switching element for turning on / off a power supply path from the charging unit to the light source unit;
An illuminance sensor for detecting an external illuminance;
And a light emission control section for controlling the second switching element to be on when the illuminance detected from the illuminance sensor is less than a predetermined reference illuminance. 삭제delete 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지판과, 상기 태양전지판에서 생성된 전력을 충전하는 충전부와, 상기 태양전지판에서 상기 충전부로 이어지는 전류공급경로 상에 직렬상으로 설치된 인덕터와, 상기 인덕터와 상기 충전부 사이에 상기 인덕터에 대해 병렬상으로 설치된 제1스위칭 소자와, 상기 태양전지판에서 상기 인덕터로 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 태양전지판의 출력전압을 검출하는 전압검출부와, 상기 전류 검출부와 전압검출부로부터 설정된 샘플링 주기마다 검출된 전류와 상기 전압검출부에서 상기 샘플링 주기마다 검출된 전압을 이용하여 현재 시점에 검출된 현재전류(I(k))과 이전 샘플링 시점에 검출된 이전전류(I(k-1))를 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 상기 제1스위칭 소자의 구동을 제어하는 MPPT제어부를 구비하는 태양광 제어기의 제어방법에 있어서,
가. 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일한지를 판단하는 단계와;
나. 상기 가단계에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하지 않은 것은 것으로 판단되면, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일한지를 판단하는 단계와;
다. 상기 나 단계에서 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일하지 않은 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))와 이전전류(I(k-1))의 차분 전류값(dI)과 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))의 차분전압값(dV)의 비인 dI/dV가 -I/V보다 큰지를 판단하는 단계와;
라. 상기 다 단계에서 dI/dV가 -I/V보다 크지 않은 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와;
마. 상기 다 단계에서 dI/dV가 -I/V보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와;
사. 상기 나단계에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일한 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))과 이전전류(I(k-1))가 동일한지를 판단하는 단계와;
아. 상기 사단계에서 현재전류(I(k))과 이전전류(I(k-1))가 동일하지 않은 것으로 판단되면, 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰지를 판단하는 단계와;
자. 상기 아 단계에서 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 크지 않은 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 차감한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와;
차. 상기 아 단계에서 현재전류(I(k))가 이전전류(I(k-1))보다 큰 것으로 판단되면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)에 설정된 증분값(ΔV)을 가산한 값을 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계와;
카. 상기 나단계에서 현재전력(P(k))과 이전전력(P(k-1))이 동일하지 않고, 현재전압(V(k))과 이전전압(V(k-1))이 동일하면 상기 제1스위칭소자의 턴온 유지를 결정하는 비교기준전압(Vref)을 그대로 적용하여 상기 제1스위칭 소자의 구동듀티를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 제어기의 제어방법.An inductor provided in series on a current supply path leading from the solar cell panel to the charging section; and an inductor connected in series between the inductor and the charging section, A current detector for detecting a current flowing from the solar panel to the inductor; a voltage detector for detecting an output voltage of the solar panel; and a current detector for detecting a current flowing through the inductor, the sampling from the set in the current and the voltage detector detects each time period using the detected voltage each time the sampling period is detected in a current sampling time before the current (I (k)) detected on the current point in time prior to the current (I (k- MPPT control unit for controlling the driving of the first switching element using a 1)) so as to follow the maximum power point A method of controlling a solar controller comprising,
end. Determining whether the current power P (k) and the previous power P (k-1 ) are the same;
I. If it is determined that the current power P (k) and the previous power P (k-1) are not the same in the above step, the current voltage V (k ) and the previous voltage V (k- ) Are the same;
All. In the I phase current voltage (V (k)) and the previous voltage (V (k-1)) if it is determined that this is not the same, now the current (I (k)) and the previous current (I (k-1)) Determining whether dI / dV which is the ratio of the difference current value dI of the current voltage V (k) to the difference voltage value dV of the previous voltage V (k-1) is larger than -I / V Wow;
la. If the dI / dV is determined not to be greater than -I / V in the step (a), the value obtained by subtracting the increment value (? V) set in the comparison reference voltage (Vref) Determining a driving duty of the first switching device;
hemp. If it is determined that dI / dV is larger than -I / V in the step (d), a value obtained by adding an increment value (? V) set in a comparison reference voltage (Vref) Determining a driving duty of the one switching element;
four. If it is determined in the I phase the current power (P (k)) with the previous power (P (k-1)) to be the same, the present current (I (k)) and previous current (I (k-1)) the same Judging whether or not the image is formed;
Ah. The four current current in the step (I (k)) and previous current (I (k-1)) that when it is determined that not the same, the previous current (I (k-1)) present current (I (k)) Determining whether the value is greater than a predetermined value;
character. If it is determined that the present current (I (k)) in the O stage that is not larger than the previous current (I (k-1)) is set to compare the reference voltage (Vref) to determine the turn-on maintenance of the first switching element incremental value Determining a driving duty of the first switching device by applying a value obtained by subtracting the driving voltage (? V) from the driving duty of the first switching device;
car. If it is determined to be greater than the present current (I (k)) is the previous current (I (k-1)) in the O phase increment value set in the compare reference voltage (Vref) to determine the turn-on maintenance of the first switching element ( And determining a driving duty of the first switching device by applying a value obtained by adding?
Car. If the current power P (k) and the previous power P (k-1) are not equal and the current voltage V (k ) is equal to the previous voltage V (k-1) And determining a driving duty of the first switching device by directly applying a comparison reference voltage (Vref) for determining a turn-on state of the first switching device.
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