KR102046821B1 - Power distribution and power transmission control apparatus based on generation voltage of solar-cell power generating system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양열 또는 태양광 등 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 전력 분배를 위한 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 발전 시 태양광 또는 태양열의 세기에 따라 변동되는 발전 전압에 따라서 전력을 효율적으로 분배함으로써, 저전압 및 고전압 발생 시의 전력 사용처를 최적의 환경 하에서 이루어지도록 분배하여, 전력 사용의 효율성 향상 및 생산된 전력을 한전에 송전 인버터의 작동 중단에 따른 전력 생산 중단 현상을 최소화하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for power distribution of a power generation system using solar cells such as solar heat or solar light, specifically, by efficiently distributing power according to a power generation voltage that varies according to the intensity of sunlight or solar heat during power generation. The present invention relates to a technology for improving power efficiency and minimizing power generation interruption due to an interruption of a power transmission inverter by distributing power usage at low and high voltages under an optimal environment.
최근 태양열 또는 태양광 등을 이용한 냉난방 또는 발전 시스템은, 친환경적 에너지 하베스팅 기술 및 자원 절약의 측면에서 크게 활성화되고 있다. 외부로 노출되는 건축물, 사용되지 않는 평지 또는 임야 등에 태양광 또는 태양열을 이용하여 발전을 할 수 있는 전지판 모듈을 설치하고, 이로부터 생산되는 전력을 사용하거나 배터리에 충전하며, 필요에 따라서 잉여 전력의 경우 한전에 송전함으로써 전기를 판매한다.Recently, heating and cooling or power generation systems using solar heat or solar light have been greatly activated in terms of eco-friendly energy harvesting technology and resource saving. Install panel modules that can generate electricity using solar light or solar heat in buildings exposed to the outside, on unused flats or in forests, and use the power generated from them or charge them in batteries, In this case, electricity is sold by transmitting electricity.
이로써, 발전소로부터 생산되는 전기의 소모를 최소화하고, 발전소에 잉여 전력을 송전하여 판매함으로써, 전기 요금과 상계 처리하여 전기 요금의 절약을 함으로써 전기 에너지 소비 및 재생산에 큰 도움이 된다. 이러한 이유로, 농촌 또는 도시 등 어디에서도, 최근에는 태양광 또는 태양열 등 솔라셀을 이용한 발전 시스템에 설치된 것을 확인할 수 있고, 스마트 그리드 시스템을 적용하여 해당 전력을 관리하고 있다.In this way, by minimizing the consumption of electricity produced from the power plant, by transmitting and selling surplus power to the power plant, by offsetting the electricity bill to save the electricity bill, it is a great help in electrical energy consumption and reproduction. For this reason, even in rural or urban areas, it can be confirmed that recently installed in a power generation system using solar cells, such as solar light or solar heat, and manages the power by applying a smart grid system.
이러한 솔라셀을 이용한 발전 시스템은 날씨에 따라서 태양광 및 태양열을 이용할 수 있는 양이 크게 달라지고, 솔라셀의 스펙에 따라서 실시간 또는 일정한 주기 단위로 생산되는 전력의 전압이 변동될 수 있다. 또한 솔라셀에서 생산되는 직류 전력은 사용 시 교류 전력으로 변환해야 하는 과제가 있다.The power generation system using such a solar cell can vary greatly in the amount of sunlight and solar heat available depending on the weather, and the voltage of the power produced in real time or at regular intervals can vary according to the specification of the solar cell. In addition, the DC power produced in the solar cell has a problem that must be converted to AC power in use.
이에 따라서 직류/직류 또는 직류/교류 변환기 및 전압 승강장치를 포함하는 인버터(Inverter)는 솔라셀을 이용한 발전 시스템에 있어서 필수적인 디바이스(Device)로 인식되고 있다. 특히, 솔라셀을 이용한 발전 시스템에 있어서 사용 전력의 사용, 생산 전력의 사용 여부에 따른 충전 배터리에 대한 충전 및 잉여 전력의 송전을 제어하기 위해서는, 단순한 인버터가 아닌, 해당 조건에 따라서 변환 조건을 달리하는 하이브리드 인버터(Hybrid Inverter)의 개발이 요구되어 왔다.Accordingly, an inverter including a DC / DC or DC / AC converter and a voltage lift device is recognized as an essential device in a power generation system using a solar cell. In particular, in the power generation system using a solar cell, in order to control the charging of the rechargeable battery according to the use of the used power, the use of the production power, and the transmission of the surplus power, the conversion conditions are different according to the corresponding conditions, not just an inverter. The development of a hybrid inverter (Hybrid Inverter) has been required.
이에 도 1과 같은 기존의 하이브리드 인버터가 현재 사용되고 있다. 도 1을 참조하면, 기존의 하이브리드 인버터(1)는 다수의 솔라셀을 포함하는 전지판 모듈(100)과 연결되어 전지판 모듈(100)로부터 태양광 또는 태양열을 이용하여 생상되는 직류 전원을 공급받아, 특정 조건에 따라서 하이브리드 인버터(1)에 연결되어 전기 에너지를 이용하여 작동함으로써 특정 기능을 수행하도록 하는 전력 소비원으로서의 부하(2)에 전력을 공급하여 해당 기능을 수행하도록 하거나, 충전 배터리(3)에 전력을 공급하여 충전 배터리(3)를 충전하여 이후 환경에 따라서 전지판 모듈(100)로부터 충분한 전력이 발생되지 않을 시 부하(2)가 충전 배터리(3)로부터 전력을 공급받도록 하거나, 잉여 전력의 경우 계량기(4)를 통해 한전의 송전 라인(5)에 전력을 공급하여 한전에 전력을 판매하도록 기능하게 된다.Accordingly, the existing hybrid inverter as shown in FIG. 1 is currently used. Referring to FIG. 1, the conventional hybrid inverter 1 is connected to a
이때, 도 1과 같은 기존의 하이브리드 인버터(1)는 기능 수행 시, 광량이 충분할 때 전지판 모듈(100)로부터 생산되는 전력을 상술한 바와 같이 부하(2) 및 계량기(4) 등의 송전 라인(5)에 공급하도록 제어한다. 한편 주간에 전지판 모듈(100)로부터의 전력 생산이 충분치 않거나 정전 발생 시 충전 배터리(3)에서 부하(2)에 전력을 추가적으로 공급하도록 제어한다. In this case, the existing hybrid inverter 1 as shown in FIG. 1 performs power transmission lines such as the
또한 주간에 충전 배터리(3)의 충전량이 부족한 경우 충전 배터리(3)에 전력을 공급하여 충전 배터리(3)를 충전하도록 제어하거나, 야간의 정전 시 충전 배터리(3)로부터 부하(2)에 전력을 공급하도록 제어한다. 한편 야간에 충전 배터리(3)의 충전량이 부족한 경우 계량기(4)를 통해 송전 라인(5)으로부터 저렴한 심야 전력을 공급받아 충전 배터리(3)를 충전하도록 제어한다.In addition, when the charge amount of the
이러한 기능은 전력 소모를 절약할 수 있는 효과가 있지만, 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다. 먼저, 기존의 하이브리드 인버터(1)의 경우 처리 가능한 전압의 범위가 단일하게 정해져 있다. 예를 들어 일반적인 인버터의 경우 처리 가능한 전압이 상용 전압 범위로서 220V의 10%오차 범위에서 380V의 10%오차 범위 정도로 정해져 있다. 이러한 이유로, 전지판 모듈(100)에서 광량에 따라서 생산되는 전력의 크기에 따라서 공급되는 직류 전원의 전압이 220V 이하인 경우, 인버터(1)에서 이를 승압하여 부하(2) 등에 제공해야 하는데, 이경우 전력 효율이 20%가량 저하되는 문제가 있다. 한편, 400V이상이 되는 경우, 이를 부하(2) 또는 송전 라인(5)에 제공 시 송전 라인(5)과의 정격 전압 오차 및 부하(2)의 작동 전압에 대한 범위에 의하여 문제가 발생하고, 이에 따른 상술한 인버터(1)의 전압 범위 제한에 의하면, 400V 이상의 전압이 직류 전원으로 인버터(1)에 인가되는 경우 인버터(1)의 작동이 종단되고, 이를 강압한 후 인버터(1)를 재작동시키기 위해서는 인버터(1)가 일정 시간(약 1분 내지 7분) 동안 재부팅되어야 하기 때문에, 해당 시간 동안의 전력이 생산이 중단되어, 발전 시스템의 효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.This function has the effect of saving power consumption, but the following problems occur. First, in the case of the conventional hybrid inverter 1, the range of the voltage which can be processed is determined singularly. For example, in the case of a typical inverter, the processable voltage is a commercial voltage range ranging from 10% error of 220V to 10% error of 380V. For this reason, when the voltage of the DC power supply supplied according to the amount of power produced according to the amount of light in the
이에 본 발명은, 전지판 모듈로부터 광량에 따라서 생산되는 전압의 범위에 관계없이, 배터리, 부하 및 송전 시스템에 적합하도록 전원을 분배하는 새로운 개념의 인버터를 위한 전력 분배가 가능한 기술을 제공하여, 전력의 소비를 최소화하는 한편, 전력의 이용 효율을 극대화하는 기술을 제공하는 데 일 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a technology capable of distributing power for a new concept of inverter for distributing power to be suitable for a battery, a load and a power transmission system, regardless of the range of voltage produced according to the amount of light from the panel module. It is an object of the present invention to provide a technology for maximizing power utilization while minimizing consumption.
또한, 한전으로의 송전 시, 송전을 위한 전압에 따라서 인버터의 작동이 중단되고 재부팅됨에 따라서 각 디바이스의 수명이 단축되거나 발전이 중단되는 것을 방지하여, 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 유지 보수성을 크게 향상하고, 발전 시스템 자체의 이용 효율을 극대화하는 데 다른 목적이 있다.In addition, during the transmission to KEPCO, as the inverter is stopped and rebooted according to the voltage for power transmission, the lifespan of each device is prevented from being shortened or power generation is stopped, thereby greatly improving the maintainability of the power generation system using solar cells. In addition, there is another purpose to maximize the use efficiency of the power generation system itself.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치는, 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 다수의 전지판 모듈로부터 공급되는 직류 전원의 전압을 체크하는 전압 감지부; 상기 전지판 모듈로부터 공급되는 직류 전원을 전원 입력단을 통해 공급받아 변압된 직류 또는 교류 전력을 생산하여 전원 출력단을 통해 전력을 소비하는 서로 다른 로드부에 송전하는 다수의 변환 모듈을 포함하여 구성되되, 각 변환 모듈은 전원 입력단에 인가되는 전압이 낮은 순으로 기설정된 제1 범위의 저전압단 타입의 변환 모듈, 제2 범위의 중전압단 타입의 변환 모듈 및 제3 범위의 고전압단 타입의 변환 모듈로 구분되는 다수의 변환 모듈을 포함하는 전력 변환부; 상기 전지판 모듈로부터 공급되는 직류 전원을 인가받고, 상기 전력 변환부에 포함된 변환 모듈의 전원 입력단 각각에 전원을 인가하되, 상기 전압 감지부로부터 체크되는 전압에 따라서 전력을 상기 저전압단, 중전압단 및 고전압단의 전력단으로 구분하여, 상기 3 타입의 변환 모듈 중 상기 구분된 전력단에 대응되는 타입의 변환 모듈에 전원을 인가하도록 송전을 제어하는 전압 조정부; 및 상기 전력 변환부의 변환 모듈 중 적어도 한 타입의 변환 모듈에 연결되어 전원을 인가받아, 생산된 전력을 한전으로 송전하기 위한 송전 시스템에 전력을 공급하도록 하되, 상기 송전 시스템에 전력 공급 시 송전 시스템의 송전 컨디션에 따라서 인가받은 전원의 주파수 및 전압을 변환하여 송전 시스템에 인가하도록 제어하는 송전 제어 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the power distribution and transmission control apparatus according to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention, a number of generating power by converting sunlight or solar heat into electrical energy A voltage detector for checking a voltage of a direct current power supplied from the panel module of the controller; Comprising a plurality of conversion module for receiving the direct current power supplied from the panel module through the power input terminal to produce a transformed direct current or alternating current power to transmit to different loads that consume power through the power output terminal, each The conversion module is divided into a low voltage stage type conversion module of a first range, a medium voltage end type conversion module of a second range, and a high voltage end type conversion module of a third range, which are set in descending order of the voltage applied to the power input terminal. A power converter including a plurality of conversion modules; DC power supplied from the panel module is applied, and power is applied to each of the power input terminals of the conversion module included in the power conversion unit, and power is supplied according to the voltage checked by the voltage sensing unit. A voltage adjusting unit configured to control power transmission so as to be divided into a power stage of a high voltage stage and to supply power to a conversion module of a type corresponding to the divided power stage among the three types of conversion modules; And a power source connected to at least one type of conversion module of the power conversion unit to supply power to a power transmission system for transmitting the generated power to KEPCO, wherein the power supply system supplies power to the power transmission system. And a power transmission control device configured to convert the frequency and voltage of the applied power according to the power transmission condition and control the power transmission system to be applied to the power transmission system.
상기 송전 제어 장치는, 상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 전압인 제1 전압 및 주파수인 제1 주파수를 감지하는 제1 감지부; 상기 송전 시스템의 송전 컨디션으로서, 송전 시스템에 전력을 공급하기 위한 계량기와 상기 송전 시스템 사이에 연결되어 송전 시스템의 송전 컨디션과 동일한 컨디션인 송전 라인에 흐르는 전원의 전압인 제2 전압 및 주파수인 제2 주파수를 체크하는 제2 감지부; 상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 제1 주파수가 상기 제2 주파수와 일치되도록 하고, 상기 송전 라인에 생산된 전력의 송전 시의 역류를 방지하도록 상기 제1 전압의 크기를 상기 제2 전압의 크기보다 크면서 상기 제2 전압과 비례하도록 변환시키되, 변환된 전압의 크기가 기설정된 임계 전압값 이하로 유지되도록 상기 제1 전압의 크기를 변환하기 위해 상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 변화를 제어하는 제어 명령을 생성하는 변환 제어부; 및 상기 변환 모듈로부터 전원을 인가받고, 상기 변환 제어부로부터 생성된 제어 명령을 수신하여 제어 명령에 따라 인가받은 전원의 전압 및 주파수를 변환하여 상기 송전 시스템에 인가하는 송전 변환부;를 포함하는 것이 바람직하다.The power transmission control device may include: a first detector configured to sense a first voltage that is a first voltage and a frequency that is a voltage of a power applied from the conversion module; A second voltage and frequency, which are a power transmission condition of the power transmission system, a second voltage and frequency which is connected between a meter for supplying power to the power transmission system and the power transmission system and is a voltage of a power supply flowing in a power transmission line in the same condition as the power transmission condition of the power transmission system; A second detector for checking a frequency; The first voltage is used to match the second frequency with the detection result of the first sensing unit and the second sensing unit, and to prevent a reverse flow during transmission of power generated in the power transmission line. The conversion module converts the magnitude of the first voltage so as to be proportional to the second voltage while being greater than the magnitude of the second voltage, but maintaining the magnitude of the converted voltage to be equal to or less than a predetermined threshold voltage value. A conversion control unit for generating a control command for controlling a change in power supplied from the control unit; And a power transmission conversion unit receiving power from the conversion module, receiving a control command generated from the conversion control unit, converting the voltage and frequency of the power applied according to the control command and applying the power to the power transmission system. Do.
상기 임계 전압값은, 기 세팅된 인버터의 최대 가용 전압값이며, 상기 변환 제어부는, 상기 변환된 전압의 크기가 상기 임계 전압값에 도달 시, 상기 제2 전압값에 관계없이 상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 전압이 상기 임계 전압값으로 유지되도록 제어하는 제어 명령을 생성하는 것이 바람직하다.The threshold voltage value is a maximum available voltage value of a preset inverter, and the conversion controller is applied from the conversion module regardless of the second voltage value when the magnitude of the converted voltage reaches the threshold voltage value. It is preferable to generate a control command for controlling the voltage of the received power supply to maintain the threshold voltage value.
상기 저전압단 타입의 변환 모듈은, 전원 출력단에 다수의 충전 배터리가 연결된 승압 또는 강압용 직류/직류 변환기인 제1 변환기를 포함하는 것이 바람직하다.The low voltage stage type conversion module preferably includes a first converter which is a boost or step-down DC / DC converter having a plurality of rechargeable batteries connected to a power output terminal.
상기 저전압단의 최대 임계 전압은 과잉충전 방지를 위해서 상기 다수의 충전 배터리의 연결 상태 및 배터리 각각의 용량에 따라서 세팅된 기설정된 기준 전압인 것이 바람직하다.The maximum threshold voltage of the low voltage terminal is preferably a predetermined reference voltage set according to the connection state of the plurality of rechargeable batteries and the capacity of each battery to prevent overcharging.
상기 중전압단 타입의 변환 모듈은, 전원 출력단에 다수의 충전 배터리, 전력 사용을 위한 다수의 부하 및 한전으로 생산된 전력을 송전하기 위한 송전 시스템 중 어느 하나에 연결된 직류/직류 변환기인 제2 변환기 및 직류/교류 변환기인 제3 변환기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The medium voltage stage type conversion module may include a second converter which is a DC / DC converter connected to any one of a plurality of rechargeable batteries, a plurality of loads for power use, and a power transmission system for transmitting power generated by KEPCO at a power output stage; It is preferably configured to include at least one of the third converter which is a DC / AC converter.
상기 중전압단 타입의 변환 모듈은, 제1 스위칭부를 포함하고, 상기 제1 스위칭부에 의하여, 상기 충전 배터리의 충전량, 상기 다수의 부하에서 사용되는 전력량에 따라서 자동으로 상기 충전 배터리에 대한 충전 모드, 상기 다수의 부하에 대한 전력 공급 모드 및 상기 한전으로의 송전 시스템에 대한 송전 모드 중 어느 하나로 작동되는 것이 바람직하다.The medium voltage stage type conversion module includes a first switching unit, and by the first switching unit, a charging mode for the rechargeable battery automatically according to the charging amount of the rechargeable battery, the amount of power used in the plurality of loads, It is preferable to operate in any one of a power supply mode for the plurality of loads and a power transmission mode for the power transmission system to the KEPCO.
상기 중전압단 타입의 변환 모듈은, 상기 제2 변환기는 충전 모드 시 작동되고, 상기 제3 변환기는 전력 공급 모드 및 송전 모드 시 작동되도록 상기 제1 스위칭부에 의하여 연결이 제어되는 것이 바람직하다.In the conversion module of the medium voltage stage type, the second converter is operated in the charging mode, and the third converter is controlled by the first switching unit to be operated in the power supply mode and the power transmission mode.
상기 고전압단 타입의 변환 모듈은, 전원 출력단에 한전으로 생산된 전력을 송전하기 위한 계량기에 연결된 직류/교류 변환기인 제4 변환기; 상기 제4 변환기 및 상기 충전 배터리 사이에 연결된 교류/직류 변환기인 제5 변환기; 및 상기 제4 변환기로부터 변환된 전원을 상기 계량기 또는 상기 제5 변환기에 인가하도록 상기 제4 변환기, 상기 계량기 및 상기 제5 변환기 사이의 연결을 제어하는 제2 스위칭부; 를 더 포함하여 구성됨으로써, 상기 계량기를 통해 송전 라인에 전력을 송전하도록 하며, 송전되는 전력이 상기 계량기에 의하여 측정됨으로써 송전되는 전력량이 상기 계량기에 반영되도록 하고, 송전되는 전력 이외의 잉여 전력은 상기 제5 변환기에 인가되도록 상기 제2 스위칭부에 의하여 제어되고, 상기 제5 변환기에 의하여 변환된 직류 전력은 충전 배터리에 연결되도록 구성되어 상기 잉여 전력이 상기 충전 배터리의 충전에 사용되도록 제어되는 것이 바람직하다.The high voltage stage type conversion module may include: a fourth converter which is a DC / AC converter connected to a meter for transmitting electricity generated by the KEPCO to a power output stage; A fifth converter which is an AC / DC converter connected between the fourth converter and the rechargeable battery; And a second switching unit controlling a connection between the fourth converter, the meter, and the fifth converter to apply the power converted from the fourth converter to the meter or the fifth converter. It is configured to further include, so as to transmit power to the power transmission line through the meter, the power to be transmitted is measured by the meter so that the amount of power transmitted is reflected in the meter, surplus power other than the power to be transmitted is Preferably controlled by the second switching unit to be applied to a fifth converter, the direct current power converted by the fifth converter is configured to be connected to a rechargeable battery so that the surplus power is controlled to be used for charging the rechargeable battery. Do.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치는, 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 다수의 전지판 모듈로부터 생상된 전력으로서, 직류 전원을 교류로 변환하고, 변환된 교류 전원의 주파수 및 전압을 변환하는 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 전압인 제1 전압 및 주파수인 제1 주파수를 감지하는 제1 감지부; 생산된 전력을 한전으로 송전하기 위한 송전 시스템의 송전 컨디션으로서, 상기 송전 시스템에 전력을 공급하기 위한 계량기와 상기 송전 시스템 사이에 연결되어 송전 시스템의 송전 컨디션과 동일한 컨디션을 갖는 송전 라인에 흐르는 전원의 전압인 제2 전압 및 주파수인 제2 주파수를 체크하는 제2 감지부; 상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 제1 주파수가 상기 제2 주파수와 일치되도록 하고, 상기 송전 라인에 생산된 전력의 송전 시의 역류를 방지하도록 상기 제1 전압의 크기를 상기 제2 전압의 크기보다 크면서 상기 제2 전압보다 비례하도록 변환시키되, 변환된 전압의 크기가 기설정된 임계 전압값 이하로 유지되도록 상기 제1 전압의 크기를 변환하기 위해 상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 변화를 제어하는 제어 명령을 생성하는 변환 제어부; 및 상기 변환 모듈로부터 전원을 인가받고, 상기 변환 제어부로부터 생성된 제어 명령을 수신하여 제어 명령에 따라 인가받은 전원의 전압 및 주파수를 변환하여 상기 송전 시스템에 전력을 공급하기 위한 계량기에 인가하는 송전 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the power distribution and transmission control apparatus according to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell according to another embodiment of the present invention, generated from a plurality of panel modules for generating power by converting sunlight or solar heat into electrical energy A first sensing unit which converts a DC power source into an alternating current and senses a first voltage which is a voltage of a power source applied from a conversion module which converts a frequency and voltage of the converted AC power and a first frequency which is a frequency; A power transmission condition of a power transmission system for transmitting the generated electric power to KEPCO, the power supply flowing between a meter for supplying power to the power transmission system and the power transmission system and having a same condition as the power transmission condition of the power transmission system. A second sensing unit checking a second voltage which is a voltage and a second frequency which is a frequency; The first voltage is used to match the second frequency with the detection result of the first sensing unit and the second sensing unit, and to prevent a reverse flow during transmission of power generated in the power transmission line. The conversion module converts the magnitude of the first voltage so as to be greater than the magnitude of the second voltage and proportional to the second voltage, but maintains the magnitude of the converted voltage to be equal to or less than a predetermined threshold voltage value. A conversion control unit for generating a control command for controlling a change in power supplied from the control unit; And a power transmission conversion receiving power from the conversion module, receiving a control command generated from the conversion control unit, converting the voltage and frequency of the power supplied according to the control command, and applying the power to a meter for supplying power to the power transmission system. It characterized in that it comprises a.
본 발명에 의하면, 전지판 모듈에 의하여 생상되는 직류 전원이 가질 수 있는 모든 전압의 범위를, 일반적인 중전압단을 기준으로 저전압단 및 고전압단에 대한 처리가 가능한 변환 모듈을 각각 구비하도록 하고, 이를 통해서 저전압단, 중전압단 및 고전압단에서 각기 서로의 전압 범위에서 최적의 효율을 갖는 이용 대상으로 전력을 공급하도록 제어하게 된다.According to the present invention, a range of all voltages that a DC power generated by the panel module can have is provided with a conversion module capable of processing a low voltage terminal and a high voltage terminal based on a general medium voltage terminal, respectively, thereby providing a low voltage. However, in the medium voltage terminal and the high voltage terminal, the power is controlled to supply power to the use target having optimum efficiency in the voltage range of each other.
또한, 송전 제어 장치에 의하여, 특히 고전압단에서 한전의 송전 컨디션에 따라서 전압을 승압하여 전송하는 경우에 있어서, 인버터의 단일 처리 가능 전압 범위에 따라서, 고전압단에서 인버터의 동작이 중단되어 재부팅하는 현상의 반복에 의하여, 인버터의 고장, 수명 단축이 발생할 수 있는 가능성 및 발전 자체가 중단되는 현상을 최소화할 수 있기 때문에, 솔라셀을 이용한 발전 시스템에 있어서 전력 생산성이 크게 증가되는 한편, 인버터의 유지보수성 및 수명이 크게 향상되는 효과가 있다.In addition, when the voltage is boosted and transmitted by the power transmission control device, particularly in the high voltage terminal according to the power transmission condition of KEPCO, the inverter is stopped and rebooted at the high voltage terminal according to the single processable voltage range of the inverter. By repeating, the power failure in the power generation system using the solar cell can be greatly increased while maintaining the inverter's maintainability since the failure of the inverter, the possibility of shortening the lifespan, and the interruption of the power generation itself can be minimized. And there is an effect that the life is greatly improved.
특히 송전 제어 장치는, 기존의 하이브리드 인버터에 설치될 수 있어, 상술한 고전압단에서 인버터의 동작이 중단되어 재부팅하는 현상의 반복에 의하여, 인버터의 고장, 수명 단축이 발생할 수 있는 가능성 및 발전 자체가 중단되는 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In particular, the power transmission control device may be installed in an existing hybrid inverter, and the repetition of the operation of the inverter being stopped and rebooted at the high voltage stage described above may cause the inverter to fail, shorten the lifespan, and generate power. There is an effect that can minimize the interruption phenomenon.
또한 특정 이용 대상에 전력을 공급하기 위해서, 하나의 인버터를 이용하여 정해진 전압으로 승강압한 뒤 해당 이용 대상에 대한 전력을 공급함으로써, 전력이 비효율적으로 소비되거나 인버터의 스펙에 따른 동작의 중단이 일어나는 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, in order to supply power to a specific user, by using a single inverter to step up to a predetermined voltage and then supply power to the user, the power is consumed inefficiently or interrupts operation according to the specifications of the inverter. There is an effect that can minimize the phenomenon.
도 1은 기존의 하이브리드 인버터 시스템의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치의 개략적인 구조도.
도 3은 본 발명의 전력 변환부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 개략적인 구조도.
도 4는 본 발명의 전압 조정부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 개략적인 구조도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치의 기능 수행을 시각적으로 설명하기 위한 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치의 기능 흐름을 설명하기 위한 개략적인 플로우차트.
도 7은 본 발명의 송전 제어 장치의 구체적인 구성도.
도 8은 본 발명의 송전 제어 장치의 기능 수행에 따라서 송전 전압이 제어되는 예를 설명하기 위한 그래프.1 is a view for schematically illustrating the structure of a conventional hybrid inverter system.
2 is a schematic structural diagram of a power distribution and transmission control apparatus according to a generation voltage of a power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic structural diagram for explaining in detail the configuration of the power converter of the present invention.
4 is a schematic structural diagram for explaining in detail the configuration of the voltage adjusting unit of the present invention.
5 is a schematic diagram for visually explaining the performance of the power distribution and power transmission control device according to the generation voltage of the power generation system using the solar cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic flowchart illustrating a functional flow of a power distribution and power transmission control apparatus according to a power generation voltage of a power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention.
7 is a detailed configuration diagram of a power transmission control device of the present invention.
8 is a graph for explaining an example in which the transmission voltage is controlled according to the performance of the power transmission control device of the present invention.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.In the following, various embodiments and / or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by one of ordinary skill in the art that this aspect (s) may be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of the one or more aspects. However, these aspects are exemplary and some of the various methods in the principles of the various aspects may be used and the descriptions described are intended to include all such aspects and their equivalents.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.As used herein, “an embodiment”, “an example”, “aspect”, “an example”, and the like, may not be construed that any aspect or design described is better or advantageous than other aspects or designs. .
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms "comprises" and / or "comprising" mean that such features and / or components are present, but exclude the presence or addition of one or more other features, components, and / or groups thereof. It should be understood that it does not.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms are generally understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. It has the same meaning. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and ideally or excessively formal meanings are not defined clearly in the embodiments of the present invention. Not interpreted as
또한 본 발명에서 첨부된 도면의 도시 사항은 본 발명의 기술적 특징을 부각하여 설명하기 위해서, 본 발명과 동일한 기술 분야에서 적용되는 일반적인 기기/구성/장치 등의 일부 구성에 대한 도시 및 이에 대한 설명이 생략될 수 있다. 또한 동일한 목적으로, 일부 구성에 대한 도시가 확대되거나 과도하게 부각되어 도시되거나 그 도시가 축소 또는 생략될 수 있으나, 이러한 도시 사항이 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아님은 당연할 것이다.In addition, in the drawings of the accompanying drawings of the present invention to illustrate the technical features of the present invention, the illustration and description thereof for some components of a general device / configuration / device, etc. applied in the same technical field as the present invention May be omitted. In addition, for the same purpose, although the city for some components may be enlarged or excessively highlighted, or the city may be reduced or omitted, it will be obvious that such matters do not limit the scope of the present invention.
또한 본 발명의 상세한 설명에 있어서 각 설명의 이해를 위해서 하나 이상의 도면이 동시에 참조되어 설명될 수 있음은 당연할 것이다.In addition, in the detailed description of the present invention, it will be apparent that one or more drawings may be described with reference to the drawings for the understanding of each description.
도 1은 기존의 하이브리드 인버터 시스템의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 장치의 개략적인 구조도, 도 3은 본 발명의 전력 변환부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 개략적인 구조도, 도 4는 본 발명의 전압 조정부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 개략적인 구조도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 장치의 기능 수행을 시각적으로 설명하기 위한 개략도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 장치의 기능 흐름을 설명하기 위한 개략적인 플로우차트, 도 7은 본 발명의 송전 제어 장치의 구체적인 구성도, 도 8은 본 발명의 송전 제어 장치의 기능 수행에 따라서 송전 전압이 제어되는 예를 설명하기 위한 그래프이다.1 is a view for schematically illustrating the structure of a conventional hybrid inverter system, FIG. 2 is a schematic structural diagram of a power distribution device according to a power generation voltage of a power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic structural diagram for explaining in detail the configuration of the power converter of the present invention, Figure 4 is a schematic structural diagram for explaining the configuration of the voltage adjusting unit of the present invention in detail, Figure 5 is an embodiment of the present invention Figure 6 is a schematic diagram for visually explaining the function of the power distribution device according to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell, Figure 6 is the power according to the power generation voltage of a power generation system using a solar cell according to an embodiment of the present invention A schematic flowchart for explaining the functional flow of the distribution device, FIG. 7 is a detailed configuration diagram of the power transmission control device of the present invention, and FIG. 8 is a This is a graph for explaining an example in which the power transmission voltage is controlled according to the function of the power transmission control device.
이하의 설명에 있어서, 도 1에 대한 설명은 상술한 배경 기술에 대한 기존의 하이브리드 인버터에 대한 설명에서 이미 기술한 바, 불필요한 중복 설명을 피하기 위해서 이를 생략하기로 한다.In the following description, since the description of FIG. 1 has already been described in the description of the existing hybrid inverter for the background art described above, it will be omitted in order to avoid unnecessary description.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 장치(10)는, 전압 감지부(11), 전력 변환부(12) 및 전압 조정부(13)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 2 to 6, the
전압 감지부(11)는 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하여 전력을 발생시키는 다수의 전지판 모듈(100)로부터 공급되는 직류 전원의 전압을 체크하는 기능을 수행한다. The
상술한 기능을 수행하기 위해서 전압 감지부(11)는 하이브리드 인버터의 기능에 더하여, 본 발명의 특징적 기능을 수행하기 위하여 구성되는 전압 조정부(13)와 전지판 모듈(100) 사이에 연결된 직류 전원의 송전을 위한 전원 라인(d1)에 접속되는 하나 이상의 전압 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 전압 감지부(11)의 출력값은 상술한 전지판 모듈(100)에 의하여 생산되어 전압 조정부(13)를 향하여 흐르는 직류 전원의 전압값임이 바람직하다.In order to perform the above-described function, the
전력 변환부(12)는 전지판 모듈(100)로부터 공급되는 직류 전원을 전원 입력단을 통해 공급받아 변압된 직류 또는 교류 전력을 생산하여 전원 출력단을 통해 전력을 소비하는 서로 다른 로드부에 송전하는 다수의 변환 모듈을 포함하여 구성되되, 각 변환 모듈은 전원 입력단에 인가되는 전압이 낮은 순으로 기설정된 제1 범위의 저전압단 타입의 변환 모듈, 제2 범위의 중전압단 타입의 변환 모듈 및 제3 범위의 고전압단 타입의 변환 모듈로 구분되는 다수의 변환 모듈을 포함하는 구성을 의미한다.The
전력 변환부(12)에 포함된 저전압단 타입의 변환 모듈, 중전압단 타입의 변환 모듈 및 고전압단 타입의 변환 모듈에 대해서 선택적으로 전원을 인가하도록 송전을 제어하는 구성은 상술한 전압 조정부(12)이다. 즉, 전압 조정부(12)는 전압 감지부(11)로부터 체크되는 전압, 즉 전압 감지부(11)의 출력값에 따라서 전력을 저전압단, 중전압단 및 고전압단의 전력단으로 구분하여, 상술한 3 타입의 변환 모듈 중 구분된 전력단에 대응되는 타입의 변환 모듈에 전원을 인가하도록 송전을 제어하는 기능을 수행한다.The
이러한 전압 조정부(13)의 구체적인 구성의 예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 전압 조정부(13)는 구체적으로 제어 모듈(131) 제3 스위칭부(132)를 포함하여 구성됨이 바람직하다.An example of the specific configuration of such a
제어 모듈(131)은 전압 감지부(11)에 의하여 생성되는 체크된 전압값을 입력 신호로 수신하는 입력단과, 전압값에 따라서 저전압단, 중전압단 및 고전압단의 전력단 중 어느 한 전력단을 식별하는 식별 신호를 출력 신호로 송출하는 출력단을 포함하는 구성이다.The
즉 제어 모듈(131)은 제3 스위칭부(132)에 제어 신호를 송출하는 기능을 수행하는 구성으로서, 제어 모듈(131)에 의하여 송출되는 제어 신호는 상술한 바와 같이 전압 감지부(11)에 의하여 생성되는 신호를 기반으로 생성되며, 구체적으로 전원 라인(d1)의 직류 전압값을 의미한다.That is, the
제어 모듈(131)은 직류 전압값을 입력값으로 수신한 뒤 해당 전압값이 상술한 저전압단, 중전압단 및 고전압단의 전력단 중 어느 전압 범위에 해당하는지 여부를 판단하고, 판단된 전압 범위에 따라서 어느 한 전력단을 지시한 뒤, 이를 지시할 수 있는 식별 신호를 출력 신호로 송출하게 된다.The
제3 스위칭부(132)는 상술한 전력 변환부(12)와 전원 라인(d1)을 연결하여 전원 라인(d1)을 흐르는 전지판 모듈(100)에 의하여 생성되는 전력을 전력 변환부(12)에 포함된 다수의 변환 모듈 중 어느 하나에 송전하도록 제어하는 일종의 릴레이 회로를 포함하는 구성을 의미한다.The
제3 스위칭부(132)는 상술한 제어 모듈(131)의 출력단을 제어 신호로 인가받는데, 즉 상술한 어느 한 전력단을 지시하는 식별 신호를 인가받고, 해당 제어 신호에 포함된 식별 신호에 따라서, 전지판 모듈(100)로부터 공급되는 직류 전원을 다수의 변환 모듈 중 어느 한 변환 모듈에 인가하도록 하는 스위칭 회로인 것이다.The
다시 도 2에 대한 설명으로 돌아와서, 상술한 전압 조정부(13)에 의하여 저전압단, 중전압단 및 고전압단 중 어느 한 전력단은 각 전력단의 전력을 공급받아 다수의 로드부 중 어느 하나에 인가하는 다수의 변환 모듈에 대응되며, 다수의 변환 모듈은 전력 변환부(12)에 포함되는 구성으로 기능을 수행한다. 전력 변환부(12)에 포함되는 다수의 변환 모듈의 구체적인 구성 예가 도 3에 도시되어 있다.2 again, any one of the low voltage terminal, the medium voltage terminal, and the high voltage terminal is supplied with the power of each power stage and applied to any one of the plurality of load units by the
도 3을 참조하면, 전력 변환부(12)에는 저전압단 타입의 변환 모듈(121), 중전압단 타입의 변환 모듈(122) 및 고전압단 타입의 변환 모듈(123)이 포함될 수 있다. 각 변환 모듈(121)은 상술한 바와 같이 전압 조정부(13)에 포함된 제3 스위칭부(132)에 의하여 전지판 모듈(100)로부터 생성되는 직류 전원을 선택적으로 생성되는 직류 전압의 전압값에 따라서 인가받아, 각 변환 모듈(121, 122, 123)에 연결된 로드부에 각각 전력을 공급하여 각 로드부의 기능이 수행되도록 한다. 또한 각 변환 모듈(121, 122, 123)은 본 발명의 특징적인 기능 수행을 위한 구성이 포함되는 것으로 설명될 것이나, 본 발명의 특징적인 기능 수행을 위한 구성 이외에, 일반적으로 전력을 변환하여 로드에 인가하는 인버터의 기능을 수행하기 위한 공지의 구성에 대한 설명은 불필요한 공지 기술에 대한 설명을 생략하기 위하여 그 설명이 생략되는 것으로 이해될 것이다.Referring to FIG. 3, the
먼저, 저전압단 타입의 변환 모듈(121)은, 전원 출력단에 다수의 충전 배터리(20)가 연결된 구성을 의미한다. 즉, 저전압단 타입의 변환 모듈(121)로부터 송전되는 전력은 충전 배터리(20)에 공급되는 것이다. 충전 배터리(20)에 전력을 공급하기 위해서 도 3에 도시된 바와 같이 저전압단 타입의 변환 모듈(121)은 전지판 모듈(100)에 의하여 생산된 직류 전원(이하 "발전된 전원"이라 함)을 충전 배터리(20)의 충전 정격 전압에 맞도록 승압 또는 강압을 하기 위한 승압 또는 강압용 직류/직류 변환기(DC/DC 변환기)인 제1 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. First, the low voltage conversion
이하의 설명에서 직류/직류 변환기는 직류 전원의 전압을 변환하여 직류 전원으로 변환시키는 일종의 컨버터를 의미하는 것으로, 직류/교류 변환기 또는 교류/직류 변환기는 직류 또는 교류를 교류 또는 직류로 변환하면서 전압을 승압 또는 강압하는 일종의 협의의 인버터를 의미하는 것으로 이해될 것이다.In the following description, a DC / DC converter refers to a kind of converter that converts a voltage of a DC power source into a DC power source, and a DC / AC converter or an AC / DC converter converts a voltage while converting DC or AC into AC or DC. It will be understood that it means a kind of negotiating inverter to step up or step down.
상술한 제1 변환기를 포함하는 저전압단 타입의 변환 모듈(121)은 충전 배터리(20)의 충전 정격 전압에 맞도록 전력을 공급하여야 하며, 이를 위해서 저전압단의 최대 임계 전압은 과잉충전 방지를 위하여 다수의 충전 배터리의 연결 상태(직렬 또는 병렬) 및 배터리 각각의 용량(충전 용량 및 정격 전압)에 따라서 세팅된 기설정된 기준 전압임이 바람직하며, 최저 임계 전압은 저전압단의 특징에 따라 0V임이 바람직하다. 예를 들어 일반적인 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 스펙에 따르면, 저전압단 타입의 변환 모듈(121)의 전압 범위로서 상술한 제1 범위는 예를 들어 0V 내지 150V로 설정될 수 있다.The low voltage stage
한편, 중전압단 타입의 변환 모듈(122)은, 전원 출력단에 다수의 충전 배터리(20), 전력 사용을 위한 다수의 부하(30) 및 한전으로 생산된 전력을 송전하기 위한 송전 시스템(40) 중 어느 하나에 연결된 직류/직류 변환기인 제2 변환기(1221) 및 직류/교류 변환기인 제3 변환기(1222) 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, the medium voltage terminal
즉 중전압단 타입의 변환 모듈(122)은 상술한 기존의 하이브리드 인버터의 기능과 유사한 기능을 수행하는 구성으로서, 일반적인 인버터의 정격 전압인 예를 들어 150V 내지 400V 범위가 중전압단 타입의 변환 모듈(122)에 대응되는 상술한 제2 범위로 설정될 수 있다.That is, the medium voltage stage
즉, 중전압단 타입의 변환 모듈(122)은 모든 로드부, 즉 충전 배터리(20), 다수의 부하(30) 및 송전 시스템(40) 중 어느 하나에 포함되도록 구성될 수 있는 것이다. That is, the medium voltage stage
본 발명에서 송전 시스템(40)은 후술하는 계량기(1232) 및 송전 라인(1234)을 포함할 수 있는 구성으로서, 후술하는 고전압단 타입의 변환 모듈(123)에 상기의 계량기(1232) 및 송전 라인(1234)에 포함되는 것으로 설명될 것이나, 이는 본 발명의 기능 수행을 위해서 일부 구성을 핵심적인 기능을 수행하는 구성에 포함하여 본 발명의 기능 및 특징에 대한 이해를 돕기 위한 설명이다. 즉, 송전 시스템(40)은 상술한 바와 같이 한전으로 생산된 전력을 송전하는 기능을 수행할 것이기 때문에, 후술하는 계량기(1232) 및 송전 라인(1234)을 포함하는 구성임이 바람직하다.In the present invention, the
즉, 중전압단 타입의 변환 모듈(122)에 송전 시스템(40)에 연결된 것은, 전압 조정부(13)에 의하여 발전된 전원이 중전압단 타입의 변환 모듈(122)에 연결된 경우, 중전압단 타입의 변환 모듈(122)의 기능 수행에 따라서 송전을 하는 송전 모드로 동작할 때에는, 계량기(1232)에 연결되어 송전을 수행하도록 기능되는 것으로 이해되어야 할 것이다.That is, the medium voltage stage
본 발명에서 다수의 부하(30)는, 상술한 발전된 전원을 실질적으로 소비하는 다수의 전기 에너지를 이용하는 디바이스를 의미한다. 즉, 온수기, 난방기, 전열기, 영상기기 등 발전된 전원의 소비처에서 전기 에너지를 공급받아 동작되는 모든 디바이스를 포함하는 개념으로 이해될 것이다.In the present invention, the plurality of
상술한 바와 같이 중전압단 타입의 변환 모듈(122)은 충전 배터리(20), 부하(30) 및 송전 시스템(40)에 모두 연결되어 동작할 것이기 때문에, 제1 스위칭부(1223)를 추가적으로 포함할 수 있다. 이때 제1 스위칭부(1223)는 도 1에 대한 설명에서 언급한 기존의 하이브리드 인버터의 기능 수행을 위해서 충전 배터리(20), 부하(30) 및 송전 시스템(40)에 각각 변환된 전력을 인가하는 것을 제어하는 기능을 수행하기 위한 일종의 제어 모듈을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.As described above, since the medium voltage terminal
즉, 제1 스위칭부(1223)는 일종의 컴퓨터 장치로서, 상술한 전력 인가 대상의 선택에 따른 전력 인가 제어를 위해서, 전력 인가 전환을 위한 시간, 환경, 사용자의 입력 등에 따른 시나리오 또는 제어 조건에 대한 설정 정보가 저장될 수 있다.That is, the
제1 스위칭부(1223)에 의하여, 중전압단 타입의 변환 모듈(122)은, 충전 배터리(20)의 충전량, 다수의 부하(30)에서 사용되는 전력량 및 상술한 시간, 환경, 사용자의 입력 등에 따른 시나리오 또는 제어 조건에 대한 설정 정보에 따라서 자동으로 충전 배터리(20)에 대한 충전 모드, 다수의 부하(30)에 대한 전력 공급 모드 및 한전으로의 송전 시스템(40)에 대한 송전 모드 중 어느 하나로 작동되는 것이 바람직하다.By the
예를 들어 상술한 바와 같이, 광량이 충분할 때 전지판 모듈(100)로부터 생산되는 전력을 상술한 바와 같이 부하(30) 및 계량기(1232, 송전 라인(1234)을 포함하는 송전 시스템(40)에 공급하도록 제어할 수 있다. 한편 주간에 전지판 모듈(100)로부터의 전력 생산이 충분치 않거나 정전 발생 시 충전 배터리(20)에서 부하(30)에 전력을 추가적으로 공급하도록 제어할 수 있다. For example, as described above, when the amount of light is sufficient, the power generated from the
또한 주간에 충전 배터리(20)의 충전량이 부족한 경우 충전 배터리(20)에 전력을 공급하여 충전 배터리(20)를 충전하도록 제어하거나, 야간의 정전 시 충전 배터리(20)로부터 부하(30)에 전력을 공급하도록 제어할 수 있다. 한편 야간에 충전 배터리(20)의 충전량이 부족한 경우 계량기(1232)를 통해 송전 라인(1234)에 따른 송전 시스템(40)의 기능을 역으로 제어하여, 저렴한 심야 전력을 공급받아 충전 배터리(20)를 충전하도록 제어할 수 있다.In addition, when the amount of charge of the
이러한 기능의 수행에 따라서 발전된 전원을 직류 또는 교류로 각 전력 타입을 사용하는 로드부에 전송하기 위해서, 예를 들어 중전압단 타입의 변환 모듈(122)은, 제2 변환기(1221)는 충전 모드 시 작동되고, 제3 변환기(1222)는 전력 공급 모드 및 송전 모드 시 작동되도록 제1 스위칭부(1223)에 의하여 전원 라인(d1)과의 연결이 제어되는 것이 바람직하다.In order to transfer the generated power according to the performance of this function to the load unit using each power type by DC or AC, for example, the medium voltage stage
한편 상술한 바와 같이 고전압단 타입의 변환 모듈(123)은 주로 송전 시스템(40)에 연결되어 한전으로의 송전을 수행하는 기능을 수행함이 바람직하다. 이때. 고전압단 타입의 변환 모듈(123)은 한전의 송전 시스템(40)의 송전 프로토콜에 따라서, 한전의 송전 시스템(40)의 송전 컨디션에 대응되는 전압이 되도록 인가되는 고전압 범위, 즉 제3 범위의 전압을 승압 또는 강압할 수 있다.Meanwhile, as described above, the high voltage stage
상술한 기능을 포함하여, 고전압단 타입의 변환 모듈(123)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제4 변환기(1231)를 포함할 수 있다. Including the above-described function, the high voltage stage
제4 변환기(1231)는 전원 출력단에 한전으로 생산된 전력을 송전하기 위한 계량기(1232) 및 송전 라인(1234)을 통해 송전 시스템(40)에 연결되는 직류/교류 변환기로서, 상술한 바와 같이 전압의 승압 또는 강압 기능을 포함한다.The
계량기(1232)는 상술한 바와 같이 송전 시스템(40)에 포함될 수 있는 구성으로서, 상술한 바와 같이 송전 라인(1234)에 전력을 송전하도록 하며, 송전되는 전력이 계량기(1232)에 의하여 측정됨으로써 송전되는 전력량이 계량기(1232)에 반영되도록 구성된다. 송전 라인(1234)은 계량기(1232)에 연결되어 송전 시스템(40)에 실질적으로 전력을 송전하여 한전에 전력을 송전하기 위한 구성을 의미한다. The
한편, 고전압단 타입의 변환 모듈(123)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제5 변환기(1235), 제4 변환기(1231) 및 계량기(1232) 사이에 설치되도록 구성되어, 제4 변환기(1231)로부터 인가된 전원을 제5 변환기(1235) 및 계량기(1232) 중 어느 하나에 인가하기 위한 제2 스위칭부(1233)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the high voltage stage
제5 변환기(1235)는 교류/직류 변환기로서, 송전되는 전력 이외의 잉여 전력이 존재할 때, 잉여 전력이 제5 변환기(1235)에 인가되도록 제2 스위칭부(1233)에 의하여 제어된다. 이로써, 제5 변환기(1235)에 의하여 변환된 직류 전력은 충전 배터리(20)에 연결되도록 구성되어 잉여 전력이 충전 배터리(20)의 충전에 사용되도록 제어된다. 이를 위해서 고전압단 타입의 변환 모듈(123)의 특성 상, 전력은 전압 분배 타입으로 분배되어, 송전을 위한 정격 전압에 해당하는 전력이 송전 시스템(40)에 상술한 기능 수행에 의하여 송전되도록 제어되고, 나머지 잉여 전력은 충전 배터리(20)의 충전 정격 전압 범위가 되도록 제5 변환기(1235)에 의하여 승압 또는 강압되어 충전 배터리(20)에 송전될 것이다.The
이러한 고전압단의 전력단의 범위인 상술한 제3 범위는 제2 범위와의 관계를 고려할 때 예를 들어 400V가 최저값으로, 다수의 전지판 모듈(100)로부터 공급되는 직류 전원의 최대 전압을 최고값으로 하여 예를 들어 400V 내지 상기의 최대 전압이 그 범위로 설정될 수 있다. 이때 최대 전압은 예를 들어 800V로 설정될 수 있다.In the above-described third range, which is the range of the power stage of the high voltage stage, the maximum value of the DC power supplied from the plurality of
이러한 기능 수행은 예를 들어 도 5 및 6을 통해 이해될 수 있다. 먼저 도 5을 참조하면, 다수의 전지판 모듈(100)로부터 발전되는 전원은, 전지판 모듈(100)이 공급받는 전압에 따라서 상술한 바와 같이 저전압단, 중전압단 및 고전압단으로 구분될 수 있다.This function performance can be understood through, for example, FIGS. 5 and 6. First, referring to FIG. 5, power generated from the plurality of
도 1에 대한 설명에서 언급된 기존의 하이브리드 인버터에 의하면, 처리 가능한 전압의 범위가 단일하게 정해져 있으며, 예를 들어 일반적인 인버터의 경우 처리 가능한 전압이 상용 전압 범위로서 220V에서 400V 정도로 정해져 있어, 상술한 바와 같이 본 발명의 경우에서 저전압단에 해당하는 전압에 발전된 전원이 속하는 경우 기능 수행을 위한 승압에 따라서 이용 효율이 20%가량 저하되는 문제가 있다. According to the conventional hybrid inverter mentioned in the description of FIG. 1, a range of processable voltages is defined as a single unit. For example, in the case of a general inverter, a processable voltage is set to 220V to 400V as a commercial voltage range. As described above, in the case of the present invention, when the power generated in the voltage corresponding to the low voltage stage belongs, there is a problem in that the use efficiency is reduced by about 20% depending on the boost for performing the function.
한편, 본 발명의 경우에서 고전압단에 해당하는 전압에 발전된 전원이 속하는 경우, 즉 예를 들어 400V이상이 되는 경우, 이를 부하(30) 또는 송전 시스템(40)에 제공 시 송전 시스템(40)과의 정격 전압 오차 및 부하(30)의 작동 전압에 대한 범위에 의하여 문제가 발생할 수 있어 보통 상술한 바와 같이 인버터의 전압 범위가 제한되어 있으며, 예를 들어 425V 이상의 전압이 직류 전원으로 인버터에 인가되는 경우 인버터의 작동이 종단되고, 이를 강압한 후 인버터를 재작동시키기 위해서는 인버터가 일정 시간(약 1분 내지 7분) 동안 재부팅되어야 하기 때문에, 해당 시간 동안의 전력 생산이 중단되는 문제가 있다.On the other hand, in the case of the present invention, if the power source belongs to a voltage corresponding to the high voltage stage, that is, for example, 400V or more, when providing it to the
그러나 본 발명에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 발전된 전원은 저전압단, 중전압단, 고전압단 중 어느 하나에 속하도록 상술한 전압 감지부(11)에 의하여 생산 전력의 전압이 감지되고(S1), 이후 전력 변환부(12)에 마련된 3 타입의 변환 모듈(121, 122, 123) 중 어느 하나에 해당 발전된 전원이 인가되도록 전압 조정부(13)에 의하여 감지된 전압에 따라서 구분된 전력단 중 어느 하나가 선택된 후(S2), 구분된 전력단 중 선택된 전력단에 대응되는 변환 모듈(121, 122, 13)에 발전된 전원이 인가되도록 그 연결이 제어된다(S3).However, according to the present invention, as shown in FIG. 6, the generated power is sensed by the above-described
이때, 3 타입의 변환 모듈(121, 122, 123)은 정격 전압 범위뿐 아니라, 상술한 저전압 및 고전압 범위의 발전된 전원이 인가되는 경우, 선택적으로 해당 전압 범위에서 최고의 효율로 전력을 이용할 수 있도록 충전 배터리(20)에 대한 충전, 부하(30)에 의한 전력 사용 및 송전 시스템(40)을 통한 한전으로의 전력 송신 기능을 자동으로 선택하여 그 기능을 수행하도록 제어될 수 있다.In this case, the three types of
이를 통해, 특정 이용 대상에 전력을 공급하기 위해서, 하나의 인버터를 이용하여 정해진 전압으로 승강압한 뒤 해당 이용 대상에 대한 전력을 공급함으로써, 전력이 비효율적으로 소비되거나 인버터의 스펙에 따른 동작의 중단이 발생되는 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Through this, in order to supply power to a specific object of use, the voltage is boosted to a predetermined voltage using a single inverter, and then the power is supplied to the object of use, thereby inefficiently consuming power or interrupting operation according to the specifications of the inverter. This has the effect of minimizing the phenomenon that occurs.
한편, 특히 중전압단의 송전 모드 작동 시 및 고전압단에서의 송전을 수행 시, 한전 송전 시스템(40)의 송전 컨디션에 따라서, 인버터에서는 최고 효율의 송전을 수행하기 위해서 송전 컨디션에 따라 전압을 승압 또는 강압하여 송전을 수행하게 된다. 이는 상술한 제4 변환기의 기능 수행에 의하여 구현될 것인데, 이때 인버터의 단일 처리 가능 전압 범위에 따라서, 생산된 전압이 고전압인 경우, 승압된 전압이 단일 처리 가능 전압의 최고값을 초과하는 경우, 인버터의 동작이 중단되어 재부팅하는 현상이 발생할 수 있다. On the other hand, according to the power transmission conditions of the
이러한 인버터의 동작 중단 현상은, 도 1과 같은 기존의 하이브리드 인버터의 작동 시에도 동일하게 발생할 수 있으며, 특히 기존의 하이브리드 인버터의 작동 시에는, 인버터 내에서 상술한 충전 모드, 전력 공급 모드 및 송전 모드가 동시에 작동하게 되며, 이때 고전압단에서 송전을 수행하는 도중, 부하(30)에 의한 전력 사용이 갑자기 진행되거나 중단되는 경우, 인버터에 인가되는 전원의 전압이 갑자기 상승할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 약 1분 내지 7분 동안 인버터의 재부팅을 위하여 전력 생산이 중단되는 문제가 발생하게 된다.The operation interruption phenomenon of the inverter may occur in the same manner as in the operation of the conventional hybrid inverter as shown in FIG. 1. In particular, in the operation of the existing hybrid inverter, the above-described charging mode, power supply mode, and power transmission mode in the inverter may be used. At the same time, during the power transmission in the high voltage stage, when the power use by the
이러한 현상을 방지하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 있어서 중전압단의 제3 변환기(1223) 및 고전압단의 제4 변환기(1231) 등을 포함하는 변환 모듈과 계량기(1232) 사이에는, 도 2 및 3과 같이 송전 제어 장치(50)가 연결될 수 있다.In order to prevent such a phenomenon, between the
송전 제어 장치(50)는 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치(10)에 포함되는 구성 또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치 그 자체로 이해될 수 있다. 이는 송전 제어 장치(50)가 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치(10)에 포함되어 적력 분배된 시스템 상에서 구현될 수도 있으나, 기존의 도 1과 같은 하이브리드 인버터 시스템에도 독립적으로 연결 설치될 수 있음을 의미한다.The power
이러한 송전 제어 장치(50)는 상술한 바와 같이, 예를 들어 본 발명의 일실시예에 따른 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치(10)에 포함되는 경우, 상술한 바와 같이 전력 변환부(12)의 변환 모듈 중 적어도 한 타입의 변환 모듈, 바람직하게는 상술한 바와 같이 송전 시스템(40)에 전력을 공급할 수 있는 중전압단 타입의 변환 모듈(122) 또는 고전압단 타입의 변환 모듈 (123)에 연결되어 전원을 인가받아, 생산된 전력을 한전으로 송전하기 위한 송전 시스템(40)에 전력을 공급하도록 하되, 송전 시스템(40)에 전력 공급 시 송전 시스템(40)의 송전 컨디션에 따라서 인가받은 전원의 주파수 및 전압을 변환하여 송전 시스템(40)에 인가하도록 제어하는 기능을 수행한다. 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이 송전량을 체크하기 위한 계량기(1232)에 연결될 수 있다.As described above, when the power
이러한 송전 제어 장치(50)의 구체적인 구성 예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 송전 제어 장치(50)는 제1 감지부(51), 제2 감지부(52), 변환 제어부(53) 및 송전 변환부(54)를 포함하여 구성된다.A specific configuration example of such a power
제1 감지부(51)는 상술한 전력 변환부(12), 구체적으로는 변환 모듈 중 어느 하나에 연결되거나, 상술한 기존의 하이브리드 인버터에 연결되는 경우 인버터, 즉 전력이 변환되는 구성에 연결되는 구성이다. 구체적으로 제1 감지부(51)는 상술한 변환 모듈 또는 전력이 변환되는 구성으로부터 인가받은 전원의 전압인 제1 전압 및 주파수인 제1 주파수를 감지하는 기능을 수행한다. 즉 송전 시스템(40)에 전력을 전송 시, 전송 직전 해당 전력으로서 인가되는 전원의 전압 및 주파수를 감지한다.The
한편, 제2 감지부(52)는, 송전 시스템(40)의 송전 컨디션으로서, 송전 시스템(40)에 전력을 공급하기 위한 계량기와 송전 시스템 사이에 연결되어 시스템의 송전 컨디션과 동일한 컨디션인 송전 라인(1234)에 흐르는 전원의 전압인 제2 전압 및 주파수인 제2 주파수를 체크하는 기능을 수행한다. 즉, 제2 감지부(52)는 한전의 송전단에 대한 전압 및 주파수를 체크한다.On the other hand, the
변환 제어부(53)는 제1 감지부(51)와 제2 감지부(52)의 감지 결과를 이용하여, 제1 주파수의 경우 제2 주파수와 일치되도록 하고, 송전 라인(1234)에 생산된 전력의 송전 시의 역류를 방지하도록 제1 전압의 크기를 제2 전압의 크기보다 크면서 제2 전압과 비례하도록 변환시키되, 변환된 전압의 크기가 기설정된 임계 전압값 이하로 유지되도록 제1 전압의 크기를 변환하기 위해 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 변화를 제어하는 제어 명령을 생성하는 기능을 수행한다.The
즉 변환 제어부(53)는 후술하는 송전 변환부(54)가 전력 변환부(12)와 계량기(1232) 사이에 연결되어 전력 변환부(12)로부터 인가된 전원의 전압 및 주파수를 변환하여 계량기(1232)를 통해 송전 시스템(40)에 전력을 공급하는 데 있어서, 변환 모듈 및 인버터의 동작이 상술한 과전압에 의하여 중단되지 않고 동작을 유지하도록 하기 위한 제어 명령을 생성하여 송전 변환부(54)에 전송하는 기능을 수행한다. That is, the
일반적으로 한전의 송전 시스템(40)은 고유의 송전 컨디션을 갖고 있다. 이 중 주파수의 경우 일정한 주파수로 정해져 있고, 전지판 모듈(100)로부터 생산된 전력을 송전 시스템(40)에 정상적으로 인가하여 한전에 송전하기 위해서는, 상술한 제1 주파수와 제2 주파수가 일치되어야 한다. In general, KEPCO's
한편 전압의 경우, 송전 컨디션에 있어서 예를 들어 한전의 송전압은 380V와 10%의 오차를 가질 수 있다. 이때 송전 시스템(40)에 대해서 송전을 높은 효율로 수행하기 위해서는, 한전의 송전압보다 큰 전압이 되도록 하여 전원을 인가하는 것이 바람직하다. 이에 따라서 상술한 바와 같이 변환 제어부(53)는 제1 전압의 크기를 제2 전압의 크기보다 크면서 제2 전압과 비례하도록 변환하여, 송전 효율을 유지하게 된다. On the other hand, in the case of the voltage, for example, in the transmission condition, the transmission voltage of KEPCO may have an error of 380V and 10%. At this time, in order to perform the power transmission with high efficiency to the
그러나 인버터, 즉 변환 모듈은 기 세팅된 최대 가용 전압값이 설정되어있고, 이러한 상태에서 예를 들어 한전의 송전압이 고전압으로서 예를 들어 400V 내지 418V 구간 등에 속하는 것으로 감지되는 경우에 있어서, 제1 전압의 크기를 제2 전압의 크기보다 크면서 제2 전압과 비례하도록 변환하게 되면, 상술한 최대 가용 전압값을 초과하는 경우가 발생하게 된다. However, the inverter, that is, the conversion module has a preset maximum available voltage value, and in this state, for example, when the transmission voltage of KEPCO is detected as a high voltage, for example, in a section of 400V to 418V, the first When the magnitude of the voltage is converted to be proportional to the second voltage while being greater than the magnitude of the second voltage, a case in which the maximum available voltage value is exceeded may occur.
예를 들어 상술한 400V 내지 418V 구간에 있어서 상기의 최대 가용 전압값이 425V인 경우, 승압해야 하는 제1 전압의 크기가 425V를 초과하는 경우, 그대로 제1 전압이 승압되면, 인버터 및 변환 모듈의 동작이 상술한 문제점과 같이 중단되고, 상술한 바와 같이 1분 내지 7분 간의 재부팅이 소요되어, 그 동안 전력 생산이 중단되는 문제가 있다.For example, in the above-described 400V to 418V section, when the maximum available voltage value is 425V, when the magnitude of the first voltage to be boosted exceeds 425V, when the first voltage is boosted as it is, the inverter and the conversion module may be The operation is interrupted as described above, the reboot takes 1 to 7 minutes as described above, there is a problem that the power production is interrupted.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 상술한 바와 같이 변환 제어부(53)는 제1 전압을 변환하도록 하는 제어 명령을 생성 시, 변환된 전압의 크기가 기설정된 임계 전압값 이하로 유지되도록 제1 전압의 크기를 변환하기 위해 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 변화를 제어하는 제어 명령을 생성하게 된다. 물론, 제어 명령에는 상술한 주파수로서, 제1 주파수가 제2 주파수와 일치되도록 하는 제어 명령이 포함될 것이다.In order to solve this problem, when the
즉 임계 저압값은 제조사 등에 의하여 기 세팅된 인버터 및 변환 모듈의 최대 가용 전압값임이 바람직하다. 이때 변환 제어부(53)는 상술한 기능 수행을 통해, 변환된 전압의 크기가 임계 전압값에 도달 시, 제2 전압값에 관계없이 제1 전압값을 임계 전압값으로 유지하도록 제어하는 제어 명령을 생성하게 된다.In other words, the critical low pressure value is preferably the maximum available voltage value of the inverter and the conversion module that are preset by the manufacturer or the like. At this time, the
송전 변환부(54)는 상술한 흐름에 따라서 변환 제어부(53)로부터 생성된 제어 명령을 수신하여 제어 명령에 따라서 인가받은 전원의 전압 및 주파수를 변환하여 송전 시스템(40)에 인가하게 된다. 이때 제1 감지부(51) 및 제2 감지부(52)는 실시간으로 감지 기능을 수행하기 때문에 변환된 전압 및 주파수를 새로운 제1 전압 및 제1 주파수로 감지하게 되어, 각 구성의 반복 동작을 통해 송전 컨디션에 최고 효율을 갖되, 인버터 및 변환 모듈의 동작이 유지되도록 인가받은 전원의 전압 및 주파수를 제어하게 된다.The power
도 7을 참조하면, 이러한 기능 수행에 의하여, 송전 컨디션에 따라 한전의 송전압 범위(V1 ~ V2, V1은 정격 전압 V0의 10% 강압값, V2는 V0의 10% 승압값으로 이해될 수 있다.)에서 제2 전압(Va)가 변환됨에 따라서 상술한 조건으로서 제1 전압(Vb), 즉 변환되는 전압이 설정되어 송전 시스템(40)에 인가된다. 이때 예를 들어 변환되어야 하는 전압이 임계 전압(Vth)를 초과하는 구간(t0)에서는 상술한 기능에 의하여 변환이 제어되는 제1 전압(Vb)이 임계 전압(Vth)으로 유지되도록 제어되는 것이다.Referring to FIG. 7, by performing such a function, the transmission voltage range of the KEPCO (V1 to V2, V1 is a 10% step-down value of the rated voltage V0, and V2 may be understood as a 10% step-up value of V0 according to power transmission conditions). As the second voltage Va is converted at.), The first voltage Vb, i.e., the voltage to be converted, is set and applied to the
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 “포함하다”, “구성하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 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.Although the embodiments have been described above with reference to the limited embodiments and drawings, those skilled in the art will understand that various modifications and variations are possible from the above description. The terms "comprise", "comprise" or "have" described above mean that a component without a particularly opposite description may be included, and thus, other components are not excluded. It should be construed as more inclusive. In addition, the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 전지판 모듈로부터 공급되는 직류 전원을 전원 입력단을 통해 공급받아 변압된 직류 또는 교류 전력을 생산하여 전원 출력단을 통해 전력을 소비하는 서로 다른 로드부에 송전하는 다수의 변환 모듈을 포함하여 구성되되, 각 변환 모듈은 전원 입력단에 인가되는 전압이 낮은 순으로 기설정된 제1 범위의 저전압단 타입의 변환 모듈, 제2 범위의 중전압단 타입의 변환 모듈 및 제3 범위의 고전압단 타입의 변환 모듈로 구분되는 다수의 변환 모듈을 포함하는 전력 변환부;
상기 전지판 모듈로부터 공급되는 직류 전원을 인가받고, 상기 전력 변환부에 포함된 변환 모듈의 전원 입력단 각각에 전원을 인가하되, 상기 전압 감지부로부터 체크되는 전압에 따라서 전력을 상기 저전압단, 중전압단 및 고전압단의 전력단으로 구분하여, 상기 3 타입의 변환 모듈 중 상기 구분된 전력단에 대응되는 타입의 변환 모듈에 전원을 인가하도록 송전을 제어하는 전압 조정부; 및
상기 전력 변환부의 변환 모듈 중 적어도 한 타입의 변환 모듈에 연결되어 전원을 인가받아, 생산된 전력을 한전으로 송전하기 위한 송전 시스템에 전력을 공급하도록 하되, 상기 송전 시스템에 전력 공급 시 송전 시스템의 송전 컨디션에 따라서 인가받은 전원의 주파수 및 전압을 변환하여 송전 시스템에 인가하도록 제어하는 송전 제어 장치;를 포함하고,
상기 송전 제어 장치는,
상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 전압인 제1 전압 및 주파수인 제1 주파수를 감지하는 제1 감지부;
상기 송전 시스템의 송전 컨디션으로서, 송전 시스템에 전력을 공급하기위한 계량기와 상기 송전 시스템 사이에 연결되어 송전 시스템의 송전 컨디션과 동일한 컨디션인 송전 라인에 흐르는 전원의 전압인 제2 전압 및 주파수인 제2 주파수를 체크하는 제2 감지부;
상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부의 감지 결과를 이용하여, 상기 제1 주파수가 상기 제2 주파수와 일치되도록 하고, 상기 송전 라인에 생산된 전력의 송전 시의 역류를 방지하도록 상기 제1 전압의 크기를 상기 제2 전압의 크기보다 크면서 상기 제2 전압과 비례하도록 변환시키되, 변환된 전압의 크기가 기설정된 임계 전압값 이하로 유지되도록 상기 제1 전압의 크기를 변환하기 위해 상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 변화를 제어하는 제어 명령을 생성하는 변환 제어부; 및
상기 변환 모듈로부터 전원을 인가받고, 상기 변환 제어부로부터 생성된 제어 명령을 수신하여 제어 명령에 따라 인가받은 전원의 전압 및 주파수를 변환하여 상기 송전 시스템에 인가하는 송전 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
A voltage sensing unit which checks a voltage of a DC power supplied from a plurality of panel modules generating power by converting sunlight or solar heat into electrical energy;
It includes a plurality of conversion module to receive a direct current power supplied from the panel module through a power input stage to produce a transformed direct current or alternating current power to transmit to different loads that consume power through the power output stage, each The conversion module is divided into a low voltage stage type conversion module of a first range, a medium voltage end type conversion module of a second range, and a high voltage end type conversion module of a third range, which are set in descending order of the voltage applied to the power input terminal. A power converter including a plurality of conversion modules;
DC power supplied from the panel module is applied, and power is applied to each of the power input terminals of the conversion module included in the power conversion unit, and power is supplied according to the voltage checked by the voltage sensing unit. A voltage adjusting unit configured to control power transmission so as to be divided into a power stage of a high voltage stage and to supply power to a conversion module of a type corresponding to the divided power stage among the three types of conversion modules; And
Is connected to at least one type of conversion module of the power conversion unit is supplied with power to supply power to the power transmission system for transmitting the generated power to the KEPCO, the power supply of the power transmission system when the power supply to the power transmission system And a power transmission control device configured to convert the frequency and voltage of the applied power according to the condition and apply the converted power to the power transmission system.
The power transmission control device,
A first sensing unit sensing a first voltage which is a voltage of a power applied from the conversion module and a first frequency which is a frequency;
A second voltage and frequency, which is a voltage of a power source connected to a meter for supplying power to the power transmission system and the power transmission system and flowing in a power transmission line which is in the same condition as the power transmission condition of the power transmission system as a power transmission condition of the power transmission system A second detector for checking a frequency;
The first voltage is used to match the second frequency with the detection result of the first sensing unit and the second sensing unit, and to prevent a reverse flow during transmission of power generated in the power transmission line. The conversion module to convert the magnitude of the first voltage to be proportional to the second voltage while being greater than the magnitude of the second voltage, but to maintain the magnitude of the converted voltage to be equal to or less than a predetermined threshold voltage value. A conversion control unit for generating a control command for controlling a change in power supplied from the control unit; And
A power transmission converter receiving power from the conversion module, receiving a control command generated from the conversion control unit, converting a voltage and a frequency of the power applied according to the control command and applying the power to the power transmission system; Power distribution and transmission control device according to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell.
상기 임계 전압값은,
기 세팅된 인버터의 최대 가용 전압값이며,
상기 변환 제어부는,
상기 변환된 전압의 크기가 상기 임계 전압값에 도달 시, 상기 제2 전압에 관계없이 상기 변환 모듈로부터 인가받은 전원의 전압이 상기 임계 전압값으로 유지되도록 제어하는 제어 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 1,
The threshold voltage value is,
The maximum available voltage value of the preset inverter,
The conversion control unit,
When the magnitude of the converted voltage reaches the threshold voltage value, generating a control command for controlling to maintain the voltage of the power applied from the conversion module to the threshold voltage value regardless of the second voltage Power distribution and power transmission control device according to power generation voltage of power generation system using solar cell.
상기 저전압단 타입의 변환 모듈은,
전원 출력단에 다수의 충전 배터리가 연결된 승압 또는 강압용 직류/직류 변환기인 제1 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 1,
The low voltage stage type conversion module,
A power distribution and power transmission control apparatus according to a power generation voltage of a power generation system using a solar cell, characterized in that it comprises a first converter which is a boost or step-down DC / DC converter for connecting a plurality of rechargeable batteries to the power output.
상기 저전압단의 최대 임계 전압은 과잉충전 방지를 위해서 상기 다수의 충전 배터리의 연결 상태 및 배터리 각각의 용량에 따라서 세팅된 기설정된 기준 전압인 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 4, wherein
The maximum threshold voltage of the low voltage terminal is a predetermined reference voltage set according to the connection state of the plurality of rechargeable batteries and the capacity of each battery in order to prevent overcharging according to the generation voltage of the power generation system using the solar cell. Power distribution and power transmission control device.
상기 중전압단 타입의 변환 모듈은,
전원 출력단에 다수의 충전 배터리, 전력 사용을 위한 다수의 부하 및 한전으로 생산된 전력을 송전하기 위한 송전 시스템 중 어느 하나에 연결된 직류/직류 변환기인 제2 변환기 및 직류/교류 변환기인 제3 변환기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 1,
The medium voltage stage type conversion module,
A second converter, a DC / DC converter and a third converter, a DC / AC converter, connected to any one of a plurality of rechargeable batteries, a plurality of loads for power use, and a power transmission system for transmitting power generated by KEPCO at the power output stage. Power distribution and transmission control apparatus according to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell, characterized in that it comprises at least one.
상기 중전압단 타입의 변환 모듈은,
제1 스위칭부를 포함하고,
상기 제1 스위칭부에 의하여, 상기 충전 배터리의 충전량, 상기 다수의 부하에서 사용되는 전력량에 따라서 자동으로 상기 충전 배터리에 대한 충전 모드, 상기 다수의 부하에 대한 전력 공급 모드 및 상기 한전으로의 송전 시스템에 대한 송전 모드 중 어느 하나로 작동되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 6,
The medium voltage stage type conversion module,
A first switching unit,
By the first switching unit, the charging mode for the rechargeable battery, the power supply mode for the plurality of loads and the power transmission system to the KEPCO automatically according to the charge amount of the rechargeable battery, the amount of power used in the plurality of loads Power distribution and power transmission control device according to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell, characterized in that operated in any one of the transmission mode for.
상기 중전압단 타입의 변환 모듈은,
상기 제2 변환기는 충전 모드 시 작동되고, 상기 제3 변환기는 전력 공급 모드 및 송전 모드 시 작동되도록 상기 제1 스위칭부에 의하여 연결이 제어되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 7, wherein
The medium voltage stage type conversion module,
The second converter is operated in the charging mode, and the third converter is controlled by the first switching unit to be operated in the power supply mode and the transmission mode to the power generation voltage of the power generation system using a solar cell. Power distribution and power transmission control device according to.
상기 고전압단 타입의 변환 모듈은,
전원 출력단에 한전으로 생산된 전력을 송전하기 위한 계량기에 연결된 직류/교류 변환기인 제4 변환기;
상기 제4 변환기 및 전원 출력단에 연결된 다수의 충전 배터리 사이에 연결된 교류/직류 변환기인 제5 변환기; 및
상기 제4 변환기로부터 변환된 전원을 상기 계량기 또는 상기 제5 변환기에 인가하도록 상기 제4 변환기, 상기 계량기 및 상기 제5 변환기 사이의 연결을 제어하는 제2 스위칭부; 를 더 포함하여 구성됨으로써,
상기 계량기를 통해 송전 라인에 전력을 송전하도록 하며, 송전되는 전력이 상기 계량기에 의하여 측정됨으로써 송전되는 전력량이 상기 계량기에 반영되도록 하고, 송전되는 전력 이외의 잉여 전력은 상기 제5 변환기에 인가되도록 상기 제2 스위칭부에 의하여 제어되고, 상기 제5 변환기에 의하여 변환된 직류 전력은 충전 배터리에 연결되도록 구성되어 상기 잉여 전력이 상기 충전 배터리의 충전에 사용되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 솔라셀을 이용한 발전 시스템의 발전 전압에 따른 전력 분배 및 송전 제어 장치.
The method of claim 1,
The high voltage stage type conversion module,
A fourth converter which is a DC / AC converter connected to a meter for transmitting electric power produced by KEPCO to a power output terminal;
A fifth converter which is an AC / DC converter connected between the fourth converter and a plurality of rechargeable batteries connected to a power output terminal; And
A second switching unit controlling a connection between the fourth converter, the meter, and the fifth converter to apply power converted from the fourth converter to the meter or the fifth converter; By further comprising a,
The electric power is transmitted to the power transmission line through the meter, the electric power transmitted is measured by the meter so that the amount of power transmitted is reflected in the meter, and the surplus power other than the electric power transmitted is applied to the fifth converter. Controlled by a second switching unit, the DC power converted by the fifth converter is configured to be connected to a rechargeable battery, the surplus power is controlled to be used to charge the rechargeable battery, the power generation using the solar cell Power distribution and power transmission control device according to the generation voltage of the system.
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KR101476337B1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | 강종표 | A energy storage system and a method of controlling the energy storage system |
KR20170074631A (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 주식회사 넥스트스퀘어 | Energy distribuition system in smart grid envirmnent |
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