KR101896396B1 - 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템 - Google Patents

병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101896396B1
KR101896396B1 KR1020160126036A KR20160126036A KR101896396B1 KR 101896396 B1 KR101896396 B1 KR 101896396B1 KR 1020160126036 A KR1020160126036 A KR 1020160126036A KR 20160126036 A KR20160126036 A KR 20160126036A KR 101896396 B1 KR101896396 B1 KR 101896396B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power system
stack
factor control
power factor
Prior art date
Application number
KR1020160126036A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180036019A (ko
Inventor
정현호
이명구
김광원
장성호
Original Assignee
헵시바주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 헵시바주식회사 filed Critical 헵시바주식회사
Priority to KR1020160126036A priority Critical patent/KR101896396B1/ko
Publication of KR20180036019A publication Critical patent/KR20180036019A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101896396B1 publication Critical patent/KR101896396B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H02J3/383—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02M2007/4822—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y02E10/58—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 마스터 스택, 상기 마스터 스택을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 마스터 스택 제어기, 상기 마스터 스택과 병렬 연결된 복수의 슬레이브 스택, 상기 복수의 슬레이브 스택을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 복수의 슬레이브 스택 제어기를 포함하고, 상기 마스터 스택 제어기는, 상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 전력계통을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 상기 복수의 슬레이브 스택의 적어도 일부에 대한 역률 제어를 통하여 상기 전력계통이 안정화되도록 제어한다.
본 발명에 따르면, 비선형 부하로 인한 전력계통 불안정 상태에서의 안정화 제어가 가능해진다.

Description

병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템{GRID-INTERACTIVE INVERTER OF PARALLEL STACK STRUCTURE}
본 발명은 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 비선형 부하로 인한 전력계통 불안정 상태에서의 안정화 제어가 가능한 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 관한 것이다.
계통연계형 인버터는 예를 들어, 태양광 발전, 연료 전지 발전, 풍력 발전 등에 의해 생산되는 직류전력을 반도체 스위칭 소자들에 대한 스위칭 제어를 통해 교류전력으로 변환하여 전력계통에 공급하는 장치이다.
현재 시장에 출시되고 있는 대부분의 계통연계형 태양광/풍력 인버터는 제품 내에 구비된 단일 파워 스택으로 주로 유효전력을 제어하는 구조이며, 무효전력의 제어는 주로 단독운전상황의 검출이나 전력회사 등과 같은 외부로부터의 명령에 의존하는 방식에 치우쳐 있다.
하지만, 인버터의 능동적인 역률 제어가 이루어지지 않을 경우 전력계통의 비선형 부하의 동작에 의해 전력계통이 불안정하게 되어 안정적인 운전이 어려우며, 이로 인해 인버터는 동작과 정지를 반복하게 되어 오히려 전력계통의 운영에 부담을 주는 요소로 작용할 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 단일 파워 스택은 가격 측면에서는 유리한 점이 있으나 고장이 나면 전체 인버터 시스템의 기능이 상실되기 때문에 전체적인 운영 및 유지보수의 측면에서 효율성이 저하된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0115719호(공개일자: 2013년 10월 22일, 명칭: 계통연계형 멀티스트링 태양광 인버터 시스템) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0094337호(공개일자: 2012년 08월 24일, 명칭: 계통연계형 태양광발전 시스템의 손실 산출방법 및 그 장치)
본 발명은 전력계통의 비선형 부하의 동작에 의해 전력계통이 불안정한 상황에서도 별도의 안정화 장치를 추가하지 않고도 역률 제어를 통해 전력 계통을 효율적으로 안정화시킬 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 관리자가 인버터의 동작뿐만 아니라 비선형 부하에 의한 전력계통의 상태정보까지도 인버터를 통해 모니터링할 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 인버터를 구성하는 일부 파워 스택에 고장이 발생하여도 관리자의 조치 전까지는 정상적인 스택(들)의 동작으로 발전을 지속하여 금전적인 피해를 최소화할 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 직류 발전 설비와 전력계통 사이에 설치되어 상기 전력계통의 상태에 적응적으로 동작하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템으로서, 마스터 스택, 상기 마스터 스택을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 마스터 스택 제어기, 상기 마스터 스택과 병렬 연결된 복수의 슬레이브 스택, 상기 복수의 슬레이브 스택을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 복수의 슬레이브 스택 제어기를 포함하고, 상기 마스터 스택 제어기는, 상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 전력계통을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 상기 복수의 슬레이브 스택의 적어도 일부에 대한 역률 제어를 통하여 상기 전력계통이 안정화되도록 제어한다.
본 발명에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 있어서, 상기 마스터 스택 제어기는, 상기 전력계통으로부터 전달받은 전력계통 전압정보와 미리 저장되어 있는 불안정 상태 패턴정보를 비교하여 상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 비선형 부하에 기인한 전압 강하인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 있어서, 상기 마스터 스택 제어기는, 상기 전력계통으로부터 전달받은 전력계통 전압정보와 상기 불안정 상태 패턴정보와의 유사도를 기준으로 상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 비선형 부하에 기인한 전압 강하인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 있어서, 상기 마스터 스택 제어기는, 상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 전력계통을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 역률 제어의 수준을 지시하는 제어량 정보를 결정하고, 역률 제어가 수행될 슬레이브 스택을 지정하고, 지정된 슬레이브 스택을 제어하는 슬레이브 스택 제어기로 역률 제어명령과 제어량 정보를 전송하고, 상기 마스터 스택 제어기로부터 상기 역률 제어명령과 상기 제어량 정보를 전송받은 슬레이브 스택 제어기는, 상기 마스터 스택 제어기로부터 전송받은 역률 제어명령과 제어량 정보에 따라 슬레이브 스택의 스위칭 동작을 제어하여 역률 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 있어서, 상기 마스터 스택 제어기는, 상기 전력계통으로부터 역률 제어의 결과에 대한 정보인 역률제어 결과정보를 피드백받아 데이터베이스화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템에 있어서, 상기 마스터 스택 제어기는, 계통 불안정 상태 발생시 역률 제어의 이전 시점과 이후 시점에 상기 전력계통으로부터 전달받은 전력계통 전압정보를 비교하여 역률 제어의 유효성을 판단하고, 역률 제어가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 제어량 정보를 변경하고, 변경된 제어량 정보에 따른 역률 제어가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템은 상기 전력계통의 불안정 상태정보와 실행중인 역률 제어 정보를 관리자 단말로 전송하는 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전력계통의 비선형 부하의 동작에 의해 전력계통이 불안정한 상황에서도 별도의 안정화 장치를 추가하지 않고도 역률 제어를 통해 전력 계통을 효율적으로 안정화시킬 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 관리자가 인버터의 동작뿐만 아니라 비선형 부하에 의한 전력계통의 상태정보까지도 인버터를 통해 모니터링할 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 인버터를 구성하는 일부 파워 스택에 고장이 발생하여도 관리자의 조치 전까지는 정상적인 스택(들)의 동작으로 발전을 지속하여 금전적인 피해를 최소화할 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템(2)은 직류 발전 설비(1)와 전력계통(3) 사이에 설치되어 전력계통(3)의 상태에 적응적으로 동작하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템(2)으로서, 마스터 스택(10), 마스터 스택 제어기(20), 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:), 복수의 슬레이브 스택 제어기(40-1, 40-2, 40-n:) 및 통신 모듈(50)을 포함한다. 도 1에서는 직류 발전 설비(1)를 태양광 패널 어레이로 예시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 직류 발전 설비(1)는 풍력 발전 설비, 연료전지 발전 설비 등일 수도 있다.
평상시, 계통연계형 인버터 시스템(2)은 최대전력추종(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 알고리즘에 따라 정상적인 제어상태로 동작을 하며, 전력계통(3)의 불안정 상태는 전력계통전압의 모니터링을 통해 인식할 수 있다. 이때, 불안정 상태가 전력계통 모선의 순시 정전 사고인지 아니면 비선형 부하에 의한 전압 강하인지의 판단은 마스터 스택(10)을 제어하는 마스터 스택 제어기가 판단한다.
마스터 스택(10)과 이 마스터 스택(10)과 병렬 연결된 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:)은 직류 발전 설비(1)가 공급하는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력계통(3)으로 공급하는 기능을 수행한다. 마스터 스택(10)과 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:)은 예를 들어, IGBT(Insulated Gated Bipolar Transistor) 등과 같은 반도체 스위칭 소자들로 구성될 수 있으며, 이 스위칭 소자들의 스위칭 제어를 통해 직류 전력이 교류 전력으로 변환된다.
마스터 스택 제어기(20)는 마스터 스택(10)을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 기능을 수행하고, 복수의 슬레이브 스택 제어기(40-1, 40-2, 40-n:)는 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:)을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 마스터 스택 제어기(20)는, 전력계통(3)에 발생한 불안정 상태가 전력계통(3)을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:)의 적어도 일부에 대한 역률 제어를 통하여 전력계통(3)이 안정화되도록 제어한다.
하나의 예로, 마스터 스택 제어기(20)는, 전력계통(3)으로부터 전달받은 전력계통 전압정보와 미리 저장되어 있는 불안정 상태 패턴정보를 비교하여 전력계통(3)에 발생한 불안정 상태가 비선형 부하에 기인한 전압 강하인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 불안정 상태 정보는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템(2)을 운영한 과정에서 학습되어 데이터베이스에 축적되어 있는 정보일 수 있다.
다른 예로, 마스터 스택 제어기(20)는, 전력계통(3)으로부터 전달받은 전력계통 전압정보와 불안정 상태 패턴정보와의 유사도를 기준으로 전력계통(3)에 발생한 불안정 상태가 비선형 부하에 기인한 전압 강하인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 마스터 스택 제어기(20)는, 전력계통(3)에 발생한 불안정 상태가 전력계통(3)을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 역률 제어의 수준을 지시하는 제어량 정보를 결정하고, 역률 제어가 수행될 슬레이브 스택을 지정하고, 지정된 슬레이브 스택을 제어하는 슬레이브 스택 제어기로 역률 제어명령과 제어량 정보를 전송하도록 구성될 수 있다. 역률 제어의 수준을 지시하는 제어량 정보는 무효전력량에 대한 정보일 수 있다. 마스터 스택 제어기(20)로부터 역률 제어명령과 제어량 정보를 전송받은 슬레이브 스택 제어기는, 마스터 스택 제어기(20)로부터 전송받은 역률 제어명령과 제어량 정보에 따라 슬레이브 스택의 스위칭 동작을 제어하여 역률 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 마스터 스택 제어기(20)는, 전력계통(3)으로부터 역률 제어에 결과에 대한 정보인 역률제어 결과정보를 피드백받아 데이터베이스화하도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 마스터 스택 제어기(20)는, 역률 제어의 이전 시점과 이후 시점에 전력계통(3)으로부터 전달받은 전력계통 전압정보를 비교하여 역률 제어의 유효성을 판단하고, 역률 제어가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 제어량 정보를 변경하고, 변경된 제어량 정보에 따른 역률 제어가 수행되도록 제어하는 한편, 변경 정보를 데이터베이스화하도록 구성될 수 있다.
통신 모듈(50)은 전력계통(3)의 불안정 상태정보와 실행중인 역률 제어 정보를 관리자 단말로 전송하는 기능을 수행한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템(2)은 전력계통(3)의 상태를 지속적으로 모니터링하고, 비선형 부하에 의해 불안정 상태가 발생하였다고 판단되면 마스터 스택 제어기(20)가 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:) 중의 하나 이상에 대한 제어기를 제어하여 역률 제어를 수행하게 함으로써 전력 계통의 안정화 동작을 수행한다. 또한, 유선 또는 무선 통신을 지원하는 통신 모듈(50)을 통해 전력 계통의 불안정성이 존재하여 이를 개선하기 위한 제어가 행해지고 있음을 관리자에게 통보한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 추가적으로 참조하면, 단계 S10에서는, 계통연계형 인버터 시스템(2)에 의한 계통연계 발전이 수행된다. 앞서 설명한 바 있지만, 전력계통(3)에 불안정 상태가 감지되지 않는 평상시에, 인버터 시스템은 MPPT 알고리즘에 따라 최대전력을 추총하도록 동작한다.
단계 S20에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 전력계통(3)으로부터 전달받은 전력계통 전압정보를 이용하여 전력계통(3)에 불안정 상태가 발생하였는지 여부를 판단하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 불안정 상태 발생 여부는 전력계통 전압정보에 전력계통 전압이 급격하게 변동되었는지 여부를 기준으로 판단할 수 있으며, 불안정 상태 발생으로 판단된 경우, 단계 S30으로 전환된다.
단계 S30, 단계 S40에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 불안정 상태가 비선형 부하의 영향인지 또는 전력계통 모선의 순시 정전사고인지를 분석하고, 그에 따른 후속처리를 결정하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 마스터 스택 제어기(20)는, 전력계통(3)으로부터 전달받은 전력계통 전압정보와 데이터베이스화되어 있는 불안정 상태 패턴정보와의 유사도를 기준으로 전력계통(3)에 발생한 불안정 상태가 비선형 부하에 기인한 전압 강하인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 전력계통(3)에 발생한 불안정 상태가 비선형 부하에 기인한 것으로 판단된 경우, 단계 S50으로 전환된다.
단계 S50에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 역률 제어의 수준을 지시하는 제어량 정보를 결정하는 과정이 수행된다. 제어량 정보는 무효전력량에 대한 정보일 수 있다.
단계 S60에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 역률 제어를 수행할 스택을 지정하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 역률 제어를 수행할 스택은 복수의 슬레이브 스택(30-1, 30-2, 30-n:) 중에서 하나 이상이 될 수 있다.
단계 S70에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 지정된 슬레이브 스택을 제어하는 슬레이브 스택 제어기로 역률 제어명령과 제어량 정보를 전송하는 과정이 수행된다.
단계 S80에서는, 마스터 스택 제어기(20)에 의해 지정되어 역률 제어명령과 제어량 정보를 전송받은 슬레이브 스택 제어기가 역률 제어를 수행하는 과정이 수행된다.
단계 S90에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 전력계통(3)으로부터 역률 제어에 결과에 대한 정보인 역률제어 결과정보를 피드백받는 과정이 수행된다.
단계 S100에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 역률 제어의 이전 시점과 이후 시점에 전력계통(3)으로부터 전달받은 전력계통 전압정보를 비교하여 역률 제어의 유효성을 판단하는 과정이 수행된다. 역률 제어가 효과적인 것으로 판단된 경우 단계 S110으로 전환되고, 역률 제어가 효과적이지 않은 것으로 판단된 경우 단계 S120으로 전환된다.
단계 S110에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 역률 제어 처리 내용이 데이터베이스에 저장되도록 제어하는 과정이 수행된다.
단계 S120에서는, 마스터 스택 제어기(20)가 제어량 정보를 변경하고, 변경된 제어량 정보에 따른 역률 제어가 수행되도록 제어하는 한편, 변경 정보가 데이터베이스에 저장되도록 제어하는 과정이 수행된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전력계통의 비선형 부하의 동작에 의해 전력계통이 불안정한 상황에서도 별도의 안정화 장치를 추가하지 않고도 역률 제어를 통해 전력 계통을 효율적으로 안정화시킬 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 관리자가 인버터의 동작뿐만 아니라 비선형 부하에 의한 전력계통의 상태정보까지도 인버터를 통해 모니터링할 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템이 제공되는 효과가 있다.
또한, 인버터를 구성하는 일부 파워 스택에 고장이 발생하여도 관리자의 조치 전까지는 정상적인 스택(들)의 동작으로 발전을 지속하여 금전적인 피해를 최소화할 수 있도록 하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템이 제공되는 효과가 있다.
1: 직류 발전 설비
2: 계통연계형 인버터 시스템
3: 전력계통
10: 마스터 스택
20: 마스터 스택 제어기
30-1, 30-2, 30-n: 슬레이브 스택
40-1, 40-2, 40-n: 슬레이브 스택 제어기
50: 통신 모듈

Claims (7)

  1. 직류 발전 설비와 전력계통 사이에 설치되어 상기 전력계통의 상태에 적응적으로 동작하는 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템으로서,
    마스터 스택;
    상기 마스터 스택을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 마스터 스택 제어기;
    상기 마스터 스택과 병렬 연결된 복수의 슬레이브 스택;
    상기 복수의 슬레이브 스택을 구성하는 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 복수의 슬레이브 스택 제어기를 포함하고,
    상기 마스터 스택 제어기는,
    상기 전력계통으로부터 전달받은 전력계통 전압정보와 미리 저장되어 있는 불안정 상태 패턴정보와의 유사도를 기준으로 상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 전력계통을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하인지 여부를 판단하고,
    상기 불안정 상태가 상기 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 상기 복수의 슬레이브 스택의 적어도 일부에 대한 역률 제어를 통하여 상기 전력계통이 안정화되도록 제어하고,
    상기 전력계통으로부터 역률 제어의 결과에 대한 정보인 역률제어 결과정보를 피드백받아 데이터베이스화하는, 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 스택 제어기는,
    상기 전력계통에 발생한 불안정 상태가 상기 전력계통을 구성하는 비선형 부하에 기인한 전압 강하로 판단되는 경우, 역률 제어의 수준을 지시하는 제어량 정보를 결정하고, 역률 제어가 수행될 슬레이브 스택을 지정하고, 지정된 슬레이브 스택을 제어하는 슬레이브 스택 제어기로 역률 제어명령과 제어량 정보를 전송하고,
    상기 마스터 스택 제어기로부터 상기 역률 제어명령과 상기 제어량 정보를 전송받은 슬레이브 스택 제어기는,
    상기 마스터 스택 제어기로부터 전송받은 역률 제어명령과 제어량 정보에 따라 슬레이브 스택의 스위칭 동작을 제어하여 역률 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는, 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 마스터 스택 제어기는,
    계통 불안정 상태 발생시 역률 제어의 이전 시점과 이후 시점에 상기 전력계통으로부터 전달받은 전력계통 전압정보를 비교하여 역률 제어의 유효성을 판단하고, 역률 제어가 유효하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 제어량 정보를 변경하고, 변경된 제어량 정보에 따른 역률 제어가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력계통의 불안정 상태정보와 실행중인 역률 제어 정보를 관리자 단말로 전송하는 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템.
KR1020160126036A 2016-09-30 2016-09-30 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템 KR101896396B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160126036A KR101896396B1 (ko) 2016-09-30 2016-09-30 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160126036A KR101896396B1 (ko) 2016-09-30 2016-09-30 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180036019A KR20180036019A (ko) 2018-04-09
KR101896396B1 true KR101896396B1 (ko) 2018-09-10

Family

ID=61977749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160126036A KR101896396B1 (ko) 2016-09-30 2016-09-30 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101896396B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111628571B (zh) * 2020-04-29 2022-03-11 科华恒盛股份有限公司 多模块系统无主从载波同步方法及多模块载波同步系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002238264A (ja) * 2001-02-13 2002-08-23 Hitachi Ltd インバータ装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100577345B1 (ko) * 2004-02-25 2006-05-10 한국 전기안전공사 부하의 운전상황에 따른 수동필터 제어시스템 및 제어방법
KR100668959B1 (ko) * 2004-10-30 2007-01-12 한국전력공사 배전계통의 전기품질 실시간 감시기능을 갖는 배전자동화단말장치 및 방법
KR101207313B1 (ko) 2011-02-16 2012-12-03 한국에너지기술연구원 계통연계형 태양광발전 시스템의 손실 산출방법 및 그 장치
KR101868350B1 (ko) * 2011-10-26 2018-06-19 엘지전자 주식회사 태양광발전장치 및 이의 운전방법
KR20130115719A (ko) 2012-04-13 2013-10-22 엘에스산전 주식회사 계통연계형 멀티스트링 태양광 인버터 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002238264A (ja) * 2001-02-13 2002-08-23 Hitachi Ltd インバータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180036019A (ko) 2018-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6997280B1 (ja) Ｍｌｐｅ機器の制御方法、運転制御方法、及び光起電力システム
EP3026775B1 (en) Control device for solar power generation inverter
US20120283890A1 (en) Control Apparatus for Micro-grid Connect/Disconnect from Grid
CN108258718B (zh) 逆变器、集散式汇流箱、限功率控制系统和方法
JP6063031B2 (ja) パワーコンディショナ及びその制御方法
US20170364040A1 (en) Access control method for parallel direct current power supplies and device thereof
US20130076327A1 (en) Power system junction temperature control
JP3796460B2 (ja) 太陽光発電システム用パワーコンディショナ
EP2993754A1 (en) Centralized mppt exiting and switching method and application thereof
CN108964136B (zh) 一种光伏关断系统及其控制方法
KR20180072476A (ko) Ｅｓｓ용 ｐｃｓ 및 ｐｃｓ 운전 방법
CN112217192A (zh) 一种直流耦合光伏离网制氢系统及其控制方法
US20060046107A1 (en) System for fuel cell power plant load following and power regulation
CN107154642B (zh) 一种光伏并网发电系统及其直流母线电压控制方法和装置
KR101896396B1 (ko) 병렬스택 구조의 계통연계형 인버터 시스템
CN106849153A (zh) 用于操作逆变器的方法和逆变器
KR20200088159A (ko) 계통 연계형 인버터 및 계통 연계형 인버터의 단독 운전 검출 방법
WO2014024731A1 (ja) 連系系統切替装置及び電力制御システム
EP2991209A1 (en) Method for controlling shutdown of photovoltaic inverters, system thereof, and photovoltaic power generation system
JP6023458B2 (ja) 太陽電池システム
CN103033733B (zh) 光伏阵列中需要维护光伏模块的检测方法
KR20190116847A (ko) 전력 변환 시스템 및 그것의 동작 방법
CN104935010A (zh) 光伏逆变器的输入过压启机控制方法及装置
JP6716439B2 (ja) 電源装置及びその制御方法、並びに、電源システム
CN215300160U (zh) 一种带防止直流过电压协调控制的光伏并网系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant