KR102151109B1 - AC/DC Hybrid power distribution panel system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교류 배전과 직류 그리드 간의 연계가 가능한 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an AC/DC hybrid distribution panel system, and more particularly, to an AC/DC hybrid distribution panel system capable of linking an AC distribution and a DC grid.
기존의 분전반은 계통으로부터 AC 전력을 인입받아 각각의 부하 별로 전기를 분배하며, 차단 기능을 내장하여 과전류, 합선, 누전 등의 이상 상태 발생 시에 전기를 차단하여 감전 또는 화재를 예방도록 구현된다.Existing distribution boards receive AC power from the system and distribute electricity to each load, and have a built-in blocking function to prevent electric shock or fire by blocking electricity when abnormal conditions such as overcurrent, short circuit, or short circuit occur.
그런데 대부분의 분전반은 AC 계통의 전력을 공급하는데 국한되어 있으며, 계측 센서가 별도로 내장되어 있지 않아 분전반의 소형화가 어려운 문제점이 있었다.However, most of the distribution boards are limited to supplying the power of the AC system, and there is a problem that it is difficult to downsize the distribution boards because the measurement sensor is not separately built-in.
더욱이, 최근에는 태양광 등의 분산 전원 및 ESS(에너지 저장 장치)를 이용한 DC 마이크로 그리드 기술이 각광받고 있으나, 이러한 마이크로 그리드와 AC 계통을 연계하여 동작 가능한 분전반 시스템은 아직까지 상용화되고 있지 않은 실정이다.Moreover, in recent years, DC microgrid technology using distributed power sources such as solar and ESS (energy storage devices) has been in the spotlight, but distribution panel systems that can operate by linking these microgrids and AC systems have not yet been commercialized. .
따라서, 계통에 의한 AC 전력과 마이크로 그리드에 의한 DC 전력을 연계하여 동작 가능한 하이브리드 타입의 분전반 시스템의 개발이 요구된다. Accordingly, there is a need to develop a hybrid type distribution board system capable of operating by linking AC power by the grid and DC power by a micro grid.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제0655263호(2006.12.08 공고)에 개시되어 있다.The technology behind the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 0655263 (announced on December 8, 2006).
본 발명은, 교류 배전과 직류 그리드 간의 연계가 가능한 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an AC/DC hybrid distribution board system capable of linking an AC distribution and a DC grid.
본 발명은, 교류 전력망으로부터 입력된 AC 전력을 AC 선로로 전달하는 AC 메인 차단기와, 상기 AC 선로 상의 AC 전력을 AC/DC 컨버터로 전달하거나, 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 AC 전력을 상기 AC 선로로 전달하는 AC 보조 차단기와, AC와 DC 간 양방향 전력 변환을 수행하는 AC/DC 컨버터와, 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 DC 전력을 DC 선로로 전달하거나, 태양광 모듈 또는 에너지 저장 시스템(이하, ESS; Energy Storage System)에 의해 상기 DC 선로로 공급된 DC 전력을 상기 AC/DC 컨버터로 전달하는 DC 메인 차단기, 및 상기 AC/DC 컨버터 및 각 차단기들의 동작을 제어하고 AC 전력 데이터 및 DC 전력 데이터를 수집하는 컨트롤 박스를 포함하는 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템을 제공한다.The present invention provides an AC main circuit breaker that transfers AC power input from an AC power grid to an AC line, and transfers AC power on the AC line to an AC/DC converter, or converts AC power converted by the AC/DC converter to the AC line. An AC auxiliary circuit breaker delivered to the line, an AC/DC converter that performs bidirectional power conversion between AC and DC, and the DC power converted by the AC/DC converter is delivered to a DC line, or a solar module or energy storage system ( Hereinafter, a DC main circuit breaker that delivers DC power supplied to the DC line by an ESS; Energy Storage System) to the AC/DC converter, and the AC/DC converter and the operation of each circuit breaker are controlled, and AC power data and DC It provides an AC/DC hybrid distribution board system including a control box for collecting power data.
또한, 상기 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템은, 상기 AC 선로와 복수의 AC 부하 사이에 배치된 복수의 AC 서브 차단기와, 상기 태양광 모듈로부터 입력된 DC 전력을 설정 조건으로 조정하여 상기 DC 선로로 공급하는 PCS 모듈과, 상기 DC 선로와 복수의 DC 부하 사이에 배치된 복수의 DC 서브 차단기와, 상기 DC 선로와 상기 ESS 사이에 배치된 ESS 차단기, 및 상기 태양광 모듈과 PCS 모듈 사이에 배치된 PV 차단기를 더 포함할 수 있다.In addition, the AC/DC hybrid distribution board system adjusts the DC power input from the AC line and the plurality of AC loads to a set condition and supplies the DC power input to the DC line to the plurality of AC sub-breakers arranged between the AC line and the plurality of AC loads. A PCS module to be configured, a plurality of DC sub-breakers disposed between the DC line and a plurality of DC loads, an ESS breaker disposed between the DC line and the ESS, and a PV disposed between the solar module and the PCS module It may further include a circuit breaker.
또한, 상기 AC 메인 차단기 및 상기 DC 메인 차단기는 과부하 감지 시 차단되도록 과부하 감지용 계측 센서를 각각 내장하고, 상기 AC 보조 차단기, 상기 AC 서브 차단기, 상기 DC 서브 차단기, 상기 ESS 차단기 및 상기 PV 차단기는 누전 감지 시 차단되도록 누전 감지용 계측 센서를 각각 내장할 수 있다.In addition, the AC main circuit breaker and the DC main circuit breaker each built-in measurement sensor for detecting an overload to be cut off when detecting an overload, the AC auxiliary circuit breaker, the AC sub circuit breaker, the DC sub circuit breaker, the ESS circuit breaker and the PV circuit breaker Each of the measuring sensors for detecting the earth leakage can be built-in so as to be blocked when detecting a leakage current.
또한, 상기 PCS 모듈은, 상기 태양광 모듈로부터 입력된 DC 전력을 MPPT 제어하여 상기 DC 선로로 공급할 수 있다.In addition, the PCS module may MPPT control DC power input from the solar module and supply it to the DC line.
또한, 상기 PCS 모듈은, 상기 태양광 모듈로부터 입력된 DC 전력의 전압을 설정 크기로 승압 또는 감압 변환하여 상기 DC 선로로 공급할 수 있다.In addition, the PCS module may boost or reduce the voltage of the DC power input from the solar module to a set size and supply it to the DC line.
또한, 상기 컨트롤 박스는, 상기 DC 선로 상에 공급된 전력량이 DC 부하들의 소모 전력량보다 큰 경우에 상기 DC 선로 상의 잉여 전력량을 상기 ESS로 저장시키고, 부족한 경우에 상기 ESS에 저장된 전력을 상기 DC 선로로 방출시켜 전력량 밸런싱을 수행할 수 있다.In addition, the control box, when the amount of power supplied on the DC line is greater than the amount of power consumed by DC loads, stores the amount of power surplus on the DC line as the ESS, and when insufficient, the power stored in the ESS is stored in the DC line. By discharging it, the amount of power can be balanced.
또한, 상기 컨트롤 박스는, 각 선로 상의 전력 공급량 대비 부하 소모량을 기초로 상기 AC 선로와 상기 DC 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하되, 상기 AC/DC 변환기를 통해 상기 AC 선로 상의 잉여 전력량을 DC 선로로 공급하거나 상기 DC 선로 상의 잉여 전력량을 AC 선로로 공급하여, 상기 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행할 수 있다.In addition, the control box balances the amount of power between the AC line and the DC line based on the amount of load consumption compared to the amount of power supplied on each line, and supplies the excess power amount on the AC line to the DC line through the AC/DC converter. Alternatively, the amount of power remaining on the DC line may be supplied to an AC line, thereby balancing the amount of power between the lines.
또한, 상기 컨트롤 박스는, 아래의 수학식을 이용하여 밸런싱 지수(I)는 아래의 수학식으로 연산될 수 있다.In addition, in the control box, the balancing index (I) may be calculated by the following equation.
또한, 상기 컨트롤 박스는, 상기 밸런싱 지수가 임계값보다 작아질 때까지 상기 전력량 밸런싱을 수행할 수 있다.In addition, the control box may perform the power amount balancing until the balancing index becomes smaller than a threshold value.
또한, 상기 컨트롤 박스는, 각 차단기 별로 구비된 계측 센서로부터 수신된 전류, 전압 및 전력 중 적어도 하나의 계측 값을 모니터링하며, 소정 차단기에서 계측된 센싱 값이 설정 시간 동안 임계 이상으로 감지된 경우 상기 AC 선로와 상기 DC 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하되, 상기 소정 차단기가 연결된 선로가 AC 선로이면 상기 DC 선로 상의 잉여 전력량을 상기 AC 선로로 공급하고, 상기 DC 선로이면 상기 AC 선로 상의 잉여 전력량을 상기 DC 선로로 공급하여 상기 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행할 수 있다.In addition, the control box monitors at least one measurement value of current, voltage, and power received from a measurement sensor provided for each circuit breaker, and when a sensing value measured by a predetermined circuit breaker is detected above a threshold for a set time, the Balancing the amount of power between the AC line and the DC line, but if the line to which the predetermined circuit breaker is connected is an AC line, the excess power on the DC line is supplied to the AC line, and if the DC line, the excess power on the AC line is supplied to the DC By supplying to a line, it is possible to balance the amount of power between the lines.
또한, 상기 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템은, 상기 컨트롤 박스에서 수집된 데이터를 외부의 게이트웨이로 전송하도록, 상기 컨트롤 박스와 상기 게이트웨이를 연결하기 위한 통신 어댑터를 더 포함하며, 상기 게이트웨이는 사용자 단말과 네트워크 연결될 수 있다.In addition, the AC/DC hybrid distribution panel system further includes a communication adapter for connecting the control box and the gateway to transmit the data collected from the control box to an external gateway, wherein the gateway is a user terminal and a network Can be connected.
본 발명에 따르면, AC 전력을 공급하는 계통(교류 배전 등) 및 DC 전력을 공급하는 마이크로 그리드(태양광 모듈, ESS 등)와 연계하여 동작하는 AC/DC 하이브리드 타입의 분전반 시스템을 제안하여 단일의 분전반 만으로 AC 부하들과 DC 부하들에게 동시에 전력을 공급할 수 있다.According to the present invention, a single AC/DC hybrid type distribution board system that operates in connection with a system supplying AC power (AC distribution, etc.) and a micro grid supplying DC power (solar module, ESS, etc.) It is possible to supply power to AC loads and DC loads simultaneously with only the distribution board.
또한, 본 발명은 AC선로와 DC 선로 간 전력 교환이 가능하므로, 정전, 사고, 재해 등에 의해 계통에서 AC 전력의 공급이 중단되는 경우에도, 마이크로 그리드(태양광 모듈, ESS)에서 제공하는 DC 전력을 이용하여 DC 선로 상의 DC 부하들은 물론 AC 선로 상의 AC 부하들의 자립 운전을 가능하게 한다.In addition, since the present invention enables power exchange between the AC line and the DC line, even when the supply of AC power from the grid is interrupted due to power failure, accident, disaster, etc., DC power provided by the micro grid (solar module, ESS) It enables independent operation of DC loads on DC lines as well as AC loads on AC lines.
더욱이, 본 발명은 AC 부하들과 DC 부하들 각각의 전력 소모량을 고려하여 상황에 따라 AC/DC 컨버터의 양방향 전력 변환 동작을 적응적으로 조절하고, 이를 통해 AC 선로 및 DC 선로 간 잉여 전력 전달은 물론, 전력량 밸런싱을 수행할 수 있는 이점이 있다.Moreover, the present invention adaptively adjusts the bidirectional power conversion operation of the AC/DC converter according to the situation by considering the power consumption of each of the AC loads and the DC loads, and through this, the excess power transfer between the AC line and the DC line is Of course, there is an advantage of being able to perform power amount balancing.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of an AC/DC hybrid distribution panel system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of an AC/DC hybrid distribution board system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a diagram conceptually showing the configuration of FIG. 2.
4 is a diagram showing the configuration of an AC/DC hybrid distribution board system according to a second embodiment of the present invention.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of an AC/DC hybrid distribution panel system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 것과 같이, AC/DC 하이브리드 분전반 시스템은 크게 AC 전원부(110), 전력 변환 모듈(120), DC 전원부(130), 컨트롤 박스(140), 통신 어댑터(150)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the AC/DC hybrid distribution board system largely includes an AC
AC 전원부(110)는 계통(10)(예: 한국전력, 전력 공급 회사)으로부터 AC 전력을 입력받아, AC 전력을 각종 AC 부하(40)로 공급한다. AC 전원부(110)는 내부적으로 복수의 AC 차단기 및 그에 대응된 복수의 AC 계측기를 포함한다. The AC
AC 전원부(110) 내의 복수의 AC 차단기는 AC 메인 차단기(예, MCCB; Molded Case Circuit Breaker) 및 복수의 AC 누전 차단기(예, CB; Circuit Breaker)를 각각 포함한다. The plurality of AC breakers in the AC
AC 메인 차단기는 계통(10)으로부터 입력된 AC 전력을 AC 선로 상으로 공급 또는 차단한다. 복수의 AC 누전 차단기는 AC 선로 상에 공급된 AC 전력을 분기받아 복수의 AC 부하(40)로 각각 전달하거나, 전력 변환 모듈(120)(AC/DC 컨버터)로 전달한다. 예를 들어, AC 누전 차단기들 중 하나는 AC 전력을 전력 변환 모듈(120)로 전달하기 위해 사용되고, 나머지는 AC 전력을 각종 AC 부하로 공급하는데 사용된다.The AC main breaker supplies or cuts off the AC power input from the
AC 전원부(110) 내 각각의 AC 차단기는 AC 계측기의 센싱 값(전압, 전류 및 전력)을 기초로 차단 기능을 수행한다. 이를 위해, 각각의 AC 차단기마다 AC 계측기가 대응 설치될 수 있다. 물론, AC 계측기는 AC 차단기 내에 포함되어 구현(모듈화)될 수 있다. Each AC circuit breaker in the AC
각각의 AC 차단기는 과부하 또는 누전이 감지된 경우에 차단된다. AC 계측기는 전압, 전류, 전력 등의 계측이 가능하며, 누전 및 과부하 중 적어도 하나를 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다.Each AC breaker is shut off when an overload or short circuit is detected. The AC meter can measure voltage, current, power, and the like, and may include a sensor for detecting at least one of a short circuit and an overload.
전력 변환 모듈(120)(AC/DC 컨버터)은 AC와 DC 간의 양방향 전력 변환을 수행하며, 전압 변환 동작의 활성화/비활성 여부, 변환 방향 등의 동작 제어는 컨트롤 박스(140)에 의해 이루어질 수 있다.The power conversion module 120 (AC/DC converter) performs bidirectional power conversion between AC and DC, and operation control such as activation/deactivation of the voltage conversion operation, conversion direction, etc. may be performed by the
여기서, AC/DC 컨버터(120)의 동작이 비활성화된 상태에서는 DC 전원부(130)와 AC 전원부(110)가 완전히 분리될 수 있다. 또한, AC 전원부(110)에서 DC 전원부(130)를 향하는 방향으로 전력 변환 동작이 활성화된 경우, AC/DC 컨버터(120)는 AC 전원부(110)로부터 AC 전력을 입력받아 DC 전력으로 변환하여 DC 전원부(130)로 제공할 수 있으며, 그 반대 방향의 동작도 가능하다.Here, when the operation of the AC/
즉, 전력 변환 모듈(120)은 AC 선로의 AC 전력을 유입받아 DC 전력으로 변환한 후에 다시 DC 선로 측으로 제공할 수 있고, 반대로 DC 선로 측의 DC 전력을 유입받아 AC 전력으로 변환한 후에 다시 AC 선로 측으로 제공할 수 있다. 이와 같이, 전력 변환 모듈(120)은 필요한 경우 AC 선로와 DC 선로 간의 전력 교환이 가능하게 한다. That is, the
AC 전원부(110)는 태양광 모듈(10)이 생산한 DC 전력을 입력받아, DC 전력을 각종 DC 부하(40)로 공급하며, DC 전력을 ESS(Energy Storage System)(30)로 저장할 수 있다. DC 전원부(130)는 내부적으로 복수의 DC 차단기 및 그에 대응된 복수의 DC 계측기를 포함한다. The AC
DC 전원부(130) 내의 복수의 DC 차단기는 DC 메인 차단기(예: MCCB) 및 복수의 DC 누전 차단기(예: CB)를 각각 포함한다. The plurality of DC circuit breakers in the DC
DC 메인 차단기는 전력 변환 모듈(120)에서 변환된 DC 전력을 DC 선로 상에 제공하거나, 태양광 모듈(20) 또는 ESS(30)에 의해 DC 선로 상에 공급된 DC 전력을 전력 변환 모듈(120)로 전달할 수 있다. 복수의 DC 누전 차단기는 DC 선로 상에 공급된 DC 전력을 분기받아 복수의 DC 부하(50)로 공급하거나, 에너지 저장 시스템인 ESS(30)에 저장한다. 물론 DC 누전 차단기 중 일부는 태양광 모듈(20)의 DC 전력을 공급 또는 차단하는데 사용된다.The DC main breaker provides the DC power converted by the
여기서, 복수의 DC 누전 차단기는 DC 선로와 각종 DC 부하(50) 사이에 연결되는 차단기, DC 선로와 ESS(30) 사이에 연결되는 차단기, 그리고 DC 선로와 태양광 모듈(20) 사이에 연결되는 차단기로 구분될 수 있다. Here, the plurality of DC earth leakage breakers are a circuit breaker connected between the DC line and
이에 따라, DC 누전 차단기 중 일부는 DC 선로 상의 DC 전력을 각종 DC 부하(50)로 공급하는데 사용되고, 다른 일부는 DC 선로와 ESS(30) 간 전력 교환(충방전)에 사용되고, 또 다른 일부는 태양광 모듈(20)에서 유입된 DC 전력을 DC 선로로 공급하는데 사용된다. Accordingly, some of the DC earth leakage breakers are used to supply DC power on the DC line to
AC 전원부(110)와 마찬가지로, DC 전원부(130) 내 각각의 DC 차단기는 DC 계측기의 센싱 값(전압, 전류 및 전력)을 기초로 차단 기능을 수행한다. 이를 위해, 각각의 DC 차단기마다 DC 계측기가 대응 설치될 수 있다. 물론, DC 계측기는 DC 차단기 내에 포함되어 구현(모듈화)될 수 있다. Like the AC
각각의 DC 차단기는 과부하 또는 누전이 감지된 경우에 차단된다. DC 계측기는 전압, 전류, 전력 등의 계측이 가능하며, 누전 및 과부하 중 적어도 하나를 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다.Each DC circuit breaker is shut off when an overload or short circuit is detected. The DC meter can measure voltage, current, power, and the like, and may include a sensor for detecting at least one of a short circuit and an overload.
DC 전원부(130)에 포함된 PCS(Power Conditioning System) 모듈은 차단기 요소에 포함된 것은 아니지만, 태양광 모듈(20)의 DC 전력을 설정 조건으로 조정 또는 변경하여 DC 선로 상에 공급하는 역할을 한다.The PCS (Power Conditioning System) module included in the DC
태양광 모듈(20)은 태양전지 모듈 혹은 PV 모듈로 명명되며, DC 전력을 생산하여 DC 전원부(130)로 공급한다. ESS(30)는 에너지 저장 장치로서, 배터리에 저장된 DC 전력을 방출(방전)하여 DC 선로로 제공하거나, DC 선로 상에 흐르는 DC 전력을 흡수하여 저장(충전)할 수 있다. 태양광 모듈(20)과 ESS(30)는 통상의 마이크로 그리드(혹은 스마트 그리드)의 구성 요소에 해당할 수 있다.The
컨트롤 박스(140)는 AC 전원부(110), 전력 변환 모듈(120)(이하, AC/DC 컨버터), DC 전원부(130) 및 통신 어댑터(150)의 동작을 각각 제어하며 각각의 구동 상태 및 관측 데이터를 모니터링한다.The
컨트롤 박스(140)는 각각의 구성요소로부터 획득한 데이터(예를 들어, AC 전력 공급량, DC 전력 공급량, AC 부하와 DC 부하 각각의 전력 소모량, 태양광의 전력 생산량, ESS 배터리 저장량, 각 차단기에서 얻은 계측 값과 이상 상태 여부 등)를 수집하며, 수집된 각종 데이터(분전반 데이터)를 통신 어댑터(150)로 전달한다.The
통신 어댑터(150)는 컨트롤 박스(140)로부터 전달받은 분전반 데이터를 외부의 게이트웨이로 제공할 수 있다. 게이트웨이는 댁내, 사내 등에 설치될 수 있으며, 유선 또는 무선 네트워크 연결된 사용자 단말(생략)에게 분전반 데이터를 제공할 수 있다. 물론, 본 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템 역시 댁내, 사내 등에 설치 및 운용될 수 있다.The
사용자 단말은 분전반 데이터 모니터링 서비스를 지원하는 모바일 앱이 설치될 수 있고, 모바일 앱을 통하여 원격으로 분전반 데이터를 실시간으로 편리하게 확인할 수 있다. The user terminal may be equipped with a mobile app that supports the distribution panel data monitoring service, and through the mobile app, remote distribution panel data can be conveniently checked in real time.
이하의 본 발명의 실시예의 경우, AC 전원부(110) 및 DC 전원부(130) 내의 각각의 차단기에는 계측기(이하, 계측 센서)가 내장 또는 탑재된 것을 가정한다. 즉, 각각의 차단기는 계측 요소를 탑재하여 모듈화되며, 계측 요소에 의해 과부하 또는 누전이 감지되면 차단되도록 구현된다. In the following embodiment of the present invention, it is assumed that a measuring instrument (hereinafter, a measuring sensor) is built-in or mounted in each circuit breaker in the AC
이와 같이 계측 센서를 차단기 내에 모듈화할 경우 구성부품의 소형화, 안전한 시공, 편리한 보수가 가능함은 물론, 분전반 내 차단기 탑재 수량을 증대시켜, 기능 및 응용을 확장할 수 있다.In this way, when the measurement sensor is modularized in a circuit breaker, components can be miniaturized, safe construction, and convenient maintenance are possible, and functions and applications can be expanded by increasing the number of circuit breakers installed in the distribution board.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템을 더욱 구체적으로 설명한다.Next, an AC/DC hybrid distribution board system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an AC/DC hybrid distribution board system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating the configuration of FIG. 2.
도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템(100)은 AC 메인 차단기(111), AC 보조 차단기(112), 복수의 AC 서브 차단기(113), AC/DC 컨버터(120), DC 메인 차단기(131), PCS 모듈(132), 복수의 DC 서브 차단기(133), ESS 차단기(134), PV 차단기(135), 컨트롤 박스(140), 통신 어댑터(150)를 포함한다.2 and 3, the AC/DC hybrid
AC 메인 차단기(111)는 교류 전력망(10)으로부터 입력된 AC 전력을 AC 선로로 전달한다. The AC
AC 보조 차단기(112)는 AC 선로 상의 AC 전력을 AC/DC 컨버터(120)로 전달하거나, AC/DC 컨버터(120)에서 변환된 AC 전력을 AC 선로로 전달한다. 즉, AC 보조 차단기(112)는 AC 선로와 AC/DC 컨버터(120) 사이에서 AC 전력의 전달을 수행하며, 컨트롤 박스(140)에 의해 제어될 수 있다.The AC
여기서, 도 3에 표시한 바와 같이, AC 보조 차단기(112)가 AC/DC 컨버터(120)로부터 수신한 AC 전력을 AC 선로로 전달할 때, 수신한 AC 전력이 계통(교류 전력망)(10)으로 역송전(역유입)되지 않도록, 컨트롤 박스(140)는 해당 시간 동안 AC 메인 차단기(111)를 일시적으로 개방하거나, 별도의 차단기를 이용하여 계통(10)으로 향하는 전력 전송 경로를 차단할 수도 있다.Here, as shown in FIG. 3, when the AC
복수의 AC 서브 차단기(113)는 AC 선로와 복수의 AC 부하(40) 사이에 배치되어, AC 선로 상에 공급된 AC 전력을 복수의 AC 부하(40)로 공급한다. AC 부하로는 일반 조명, 침실/욕실/주방 내 각종 전기기기, 에어컨 실내기/실외기 등을 포함할 수 있다.The plurality of AC sub-breakers 113 are disposed between the AC line and the plurality of AC loads 40 to supply AC power supplied on the AC line to the plurality of AC loads 40. The AC load may include general lighting, various electric devices in the bedroom/bathroom/kitchen, and indoor/outdoor air conditioners.
AC/DC 컨버터(120)는 AC와 DC 간 양방향 전력 변환을 수행한다. 여기서, AC/DC 컨버터(120)의 활성화/비활성화 여부, 전력 변환 방향 등은 컨트롤 박스(140)에 의해 제어될 수 있다. 물론, AC/DC 컨버터(120)가 비활성화된 상태에서는 AC 경로와 DC 경로 간이 완전히 분리되어, AC 부하 및 DC 부하에 대해 각각 독립적으로 운용될 수 있다.The AC/
DC 메인 차단기(131)는 AC/DC 컨버터(120)에서 변환된 DC 전력을 DC 선로로 전달하거나, 태양광 모듈(20) 또는 ESS(30)에 의해 DC 선로로 공급된 DC 전력을 AC/DC 컨버터(120)로 전달한다.The DC
복수의 DC 서브 차단기(133)는 DC 선로와 복수의 DC 부하(50) 사이에 배치되어, DC 선로 상에 공급된 DC 전력을 복수의 DC 부하(50)로 각각 공급한다. DC 부하로는 DC 전력에 의해 구동되는 DC 조명 등 다양할 수 있다.The plurality of DC sub-breakers 133 are disposed between the DC line and the plurality of DC loads 50 to supply DC power supplied on the DC line to the plurality of DC loads 50, respectively. DC loads can be varied, such as DC lighting driven by DC power.
물론, 시스템의 용도나 목적 등에 따라, 복수의 DC 서브 차단기(133)는 전기차(V2G-Vehicle to Grid)용 차단기, DC P2P(peer to peer)용 차단기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 전기차용 차단기의 경우 그에 대응된 DC 부하와 연결되어 전기차 내 DC 부하를 충방전할 수 있고, DC P2P용 차단기의 경우 그에 대응된 전력 거래용 DC 부하와 연결되어 부하의 충방전을 통해 DC 전력을 거래할 수 있다.Of course, depending on the use or purpose of the system, the plurality of DC sub-breakers 133 may include at least one of a circuit breaker for an electric vehicle (V2G-Vehicle to Grid) and a circuit breaker for a DC peer to peer (P2P). Here, in the case of an electric vehicle breaker, it is connected to the corresponding DC load to charge and discharge the DC load in the electric vehicle, and in the case of a DC P2P circuit breaker, it is connected to the corresponding DC load for power transaction, and the DC load is charged and discharged. You can trade power.
ESS 차단기(134)는 DC 선로와 ESS(30) 사이에 배치된다. 이러한 ESS 차단기(134)는 컨트롤 박스(140)의 제어에 따라 DC 선로 상의 DC 전력을 ESS(30)로 저장(충전)시키거나, ESS(30)에 저장된 DC 전력을 DC 선로로 방출(방전)하도록 한다.The
이를 위해, ESS 차단기(134)는 ESS 전용 차단기를 사용할 수 있고, ESS 차단기(134)와 ESS(30) 간에는 ESS용 케이블로 연결될 수 있다.To this end, the
PV 차단기(135)는 태양광 모듈(20)과 PCS 모듈(132) 사이에 배치되어, 태양광 모듈(20)로부터 유입된 DC 전력을 PCS 모듈(132)로 전달한다.The
PCS 모듈(132)은 태양광 모듈(20)로부터 입력된 DC 전력을 설정 조건으로 조정하여 DC 선로로 공급한다. 여기서, 설정 조건이란 최대 전력 추종(MPPT; Maximum Power Point Tracking)을 위한 전압 및 전류 조건을 의미할 수도 있고, 기 설정된 크기의 전압 조건을 의미할 수 있다.The
도 2는 PCS 모듈(132)이 MPPT 제어를 수행하는 제1 실시예를 나타내고, 도 4는 PCS 모듈(232)이 전압을 기 설정된 전압으로 승압 또는 강압하는 제2 실시예를 나타낸다.FIG. 2 shows a first embodiment in which the
즉, 도 2의 경우 PCS 모듈(132)은 태양광 모듈(20)로부터 입력된 DC 전력을 MPPT 제어하여 DC 선로로 공급한다. That is, in the case of FIG. 2, the
또한, 도 4에서 PCS 모듈(232)은 태양광 모듈(20)로부터 입력된 DC 전력의 전압을 설정 크기로 승압 또는 감압 변환하여 DC 선로로 공급한다. 이 경우 PCS 모듈(232)의 후단 위치한 DC 부하(50)들은 크기 조정된 DC 전압을 공급받아 동작한다. 다만, 제2 실시예의 경우 조정(전압 변환) 전의 전압을 공급받는 DC 부하들을 위해 PCS 모듈(232)의 전단에 추가적인 서브 차단기(236)가 부가될 수 있다. 이를 통해 공급 전압이 상이한 다양한 DC 부하들을 지원할 수 있다.In addition, in FIG. 4, the
도 2 및 도 4에서, AC 메인 차단기(111) 및 DC 메인 차단기(131)는 MCCB(50A 용량)를 사용하고, 나머지 차단기들인 AC 보조 차단기(112), AC 서브 차단기(113), DC 서브 차단기(133), ESS 차단기(134) 및 PV 차단기(135)는 CB(30A 용량)을 사용한 것을 예시하고 있으나, 이는 단지 하나의 실시예에 불과하며 본 발명이 반드시 이에 한정되지 않는다.2 and 4, the AC
또한, 본 실시예에서 AC 메인 차단기(111)와 DC 메인 차단기(131)는 과부하 감지 시 차단되도록 과부하 감지용 계측 센서를 각각 내장할 수 있으며, 나머지 나머지 차단기들(112,113,133,134,135)은 누전 감지 시 차단되도록 누전 감지용 계측 센서를 각각 내장할 수 있다. 이를 통해 분전반 시스템(100,200)은 계측 센서가 모듈화된 차단기들로 구성될 수 있다.In addition, in this embodiment, the AC
컨트롤 박스(140)는 도 2에 도시된 것과 같이, 각 구성 요소를 제어 및 관장한다. 구체적으로, 컨트롤 박스(140)는 AC/DC 컨버터(120), 각 차단기들(111,112,113,131,133,134,135) 및 PCS 모듈(132)의 동작을 제어하고, AC 전력 데이터 및 DC 전력 데이터를 수집하며, 각종 동작 상태를 모니터링 및 감시한다. The
이러한 컨트롤 박스(140)는 차단기들(111,112,113,131,133,134,135)의 개방 또는 폐쇄 상태, 개방 또는 폐쇄 타이밍 등을 제어할 수 있으며, 앞서 상술한 바와 같이 AC/DC 컨버터(120)의 동작을 제어할 수 있다.The
또한, 컨트롤 박스(140)는 DC 선로 상에 공급된 전력량이 DC 부하들의 소모 전력량보다 큰 경우에, DC 선로 상의 잉여 전력량을 ESS(30)로 저장시키고, 부족한 경우에 ESS(30)에 저장된 전력을 DC 선로로 방출시켜 전력량 밸런싱을 수행할 수도 있다.In addition, when the amount of power supplied on the DC line is greater than the amount of power consumed by the DC loads, the
그리고, 컨트롤 박스(140)는 각 선로 상의 전력 공급량 대비 부하 소모량을 기초로 AC 선로와 DC 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행할 수 있다. 여기서, 컨트롤 박스(140)는 AC/DC 컨버터(120)를 활성화하고 전력 변환 방향(AC->DC 또는 DC->AC), 동작 시간, 타이밍 등을 제어할 수 있다.Further, the
이러한 컨트롤 박스(140)는 AC/DC 컨버터(120)를 통해 AC 선로 상의 잉여 전력량을 DC 선로로 공급하거나 DC 선로 상의 잉여 전력량을 AC 선로로 공급하는 방식으로, 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행할 수 있다. The
구체적으로, 컨트롤 박스(140)는 아래의 수학식 1을 이용하여 밸런싱 지수(I)를 연산한다.Specifically, the
여기서, 좌측 항은 교류 전력망의 AC 공급량 대비 AC 부하들의 AC 소모량의 비율을 나타낸다. 또한, 우측 항은 태양광 모듈과 ESS에 의한 DC 전력량 대비 DC 부하들의 DC 소모량의 비율을 나타낸다.Here, the left term represents the ratio of the AC consumption of AC loads to the AC supply of the AC power grid. In addition, the right column shows the ratio of DC consumption of DC loads to the amount of DC power by the solar module and ESS.
만일, 현재의 AC 공급량 대비 AC 부하들의 총 소모량이 70%인 경우 좌측 항은 0.7로 도출되고, DC 공급량 대비 DC 부하들의 총 소모량이 50%인 경우 우측 항은 0.5으로 도출된다. If the total consumption of AC loads relative to the current AC supply is 70%, the left term is derived as 0.7, and when the total consumption of DC loads relative to DC supply is 50%, the right term is derived as 0.5.
이 경우 연산되는 밸런싱 지수 I=0.2이며, 좌항과 우항은 7:5의 비율을 가지므로, 상대적으로 DC 부하들의 소모량이 적고 DC 선로 상에 잉여 전력이 많은 것을 알 수 있다.In this case, the calculated balancing index I = 0.2, and the left and right sides have a ratio of 7:5, so it can be seen that the consumption of DC loads is relatively small and there is a lot of excess power on the DC line.
컨트롤 박스(140)는 수학식 1의 밸런싱 지수(I)를 기 설정된 임계값(Ith)과 실시간 비교하여, 밸런싱 지수가 임계값보다 큰 경우, 임계값보다 낮아질 때까지 전력량 밸런싱을 수행하여, AC와 DC 선로 간의 밸런싱이 이루어지게 한다.The
만일, 임계값 Ith=0.1인 경우, 현재 관측된 밸런싱 지수(I=0.2)는 임계값보다 크므로, 컨트롤 박스(140)는 DC 선로 상에 잉여한 DC 전력을 AC/DC 컨버터(120)를 통하여 AC 선로 상으로 소정 시간 공급해 주면서, I 값이 0.2에서 0.1 이하로 떨어지도록 유도한다. 예를 들어, 7:5의 비율이 6.5:5:5의 비율 또는 그 미만으로 좁혀지도록 유도한다.If the threshold value I th =0.1, the currently observed balancing index (I = 0.2) is greater than the threshold value, so the
이와 같이, 밸런싱 지수가 0.1 또는 그 미만을 만족하면 AC 와 DC 선로 간의 전력량 균형을 어느정도 이룬 것으로 판단하여 밸런싱 동작을 중지할 수 있다. 물론 임계값이 0에 근접할수록 더 높은 성능의 밸런싱을 수행할 수 있다.In this way, if the balancing index satisfies 0.1 or less, it is determined that the amount of power between the AC and DC lines is balanced to some extent, and the balancing operation can be stopped. Of course, as the threshold value approaches 0, higher performance balancing can be performed.
여기서, 밸런싱 지수는 수학식 1과 같이 절대값의 형태로 연산되므로 그 반대의 경우를 예시하면 다음과 같다. 만일, 좌항과 우항이 4:7의 비율(I=0.4)이면 상대적으로 AC 부하들의 소모량이 적고 AC 측에 잉여 전력이 많은 상황이다. 이 경우 컨트롤 박스(140)는 AC 선로 상에 잉여한 AC 전력을 AC/DC 컨버터(120)를 통하여 DC 선로 상으로 소정 시간 공급해 주면서, I 값이 0.4에서 0.1 이하로 떨어지도록 유도한다. 예를 들어, 4:7의 비율이 5:6 또는 그 미만으로 좁혀지도록 유도하면 된다.Here, since the balancing index is calculated in the form of an absolute value as shown in Equation 1, the reverse case is illustrated as follows. If the left and right sides are in a 4:7 ratio (I = 0.4), the consumption of AC loads is relatively small and there is a large amount of excess power on the AC side. In this case, the
그밖에도, 컨트롤 박스(140)는 AC 및 DC 선로 중에 불안정한 선로로 전력을 공급하는 방식으로 밸런싱을 수행하여 안정화을 유도할 수 있다.In addition, the
이를 위해, 컨트롤 박스(140)는 각 차단기(111,112,113,131,133,134,135) 별로 구비(내장)된 계측 센서로부터 수신된 전류, 전압 및 전력 중 적어도 하나의 계측 값을 모니터링한다. 컨트롤 박스(140)는 소정 차단기에서 계측된 센싱 값이 설정 시간 동안 임계 이상으로 감지된 경우 AC 선로와 상기 DC 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행한다.To this end, the
이때, 소정 차단기가 연결된 선로가 AC 선로이면, DC 선로 상의 잉여 전력량을 AC 선로로 공급하고, DC 선로이면 AC 선로 상의 잉여 전력량을 DC 선로로 공급하여 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하고 안정화를 유도할 수 있다.At this time, if the line to which the predetermined circuit breaker is connected is an AC line, the excess power on the DC line is supplied to the AC line, and if the DC line, the excess power on the AC line is supplied to the DC line to balance the amount of power between the lines and induce stabilization. have.
한편, 컨트롤 박스(140)와 연결된 통신 어댑터(150)는 컨트롤 박스(140)에서 수집된 데이터를 외부의 게이트웨이로 전송한다. 여기서, 게이트웨이는 사용자 단말과 네트워크 연결되어 사용자 단말로 분전반 데이터를 제공할 수 있다.Meanwhile, the
본 발명에 따르면, AC 전력을 공급하는 계통(교류 배전 등) 및 DC 전력을 공급하는 마이크로 그리드(태양광 모듈, ESS 등)와 연계하여 동작하는 AC/DC 하이브리드 타입의 분전반 시스템을 제안하여 단일의 분전반 만으로 AC 부하들과 DC 부하들에게 동시에 전력을 공급할 수 있다.According to the present invention, a single AC/DC hybrid type distribution panel system that operates in conjunction with a system supplying AC power (AC distribution, etc.) and a microgrid supplying DC power (solar module, ESS, etc.) It is possible to supply power to AC loads and DC loads simultaneously with only the distribution board.
또한, 본 발명은 AC선로와 DC 선로 간 전력 교환이 가능하므로, 정전, 사고, 재해 등에 의해 계통에서 AC 전력의 공급이 중단되는 경우에도, 마이크로 그리드(태양광 모듈, ESS)에서 제공하는 DC 전력을 이용하여 DC 선로 상의 DC 부하들은 물론 AC 선로 상의 AC 부하들의 자립 운전을 가능하게 한다.In addition, since the present invention enables power exchange between the AC line and the DC line, even when the supply of AC power from the grid is interrupted due to power failure, accident, disaster, etc., DC power provided by the micro grid (solar module, ESS) It enables independent operation of DC loads on DC lines as well as AC loads on AC lines.
물론, DC 그리드의 공급 전력이 부족한 경우에는 잉여 AC 전력을 DC 선로로 공급하거나 ESS에 저장된 전력을 DC 선로로 방출하도록 하여 DC 부하의 안정적인 구동을 지원할 수 있다.Of course, when the supply power of the DC grid is insufficient, the excess AC power is supplied to the DC line or the power stored in the ESS is discharged to the DC line to support stable driving of the DC load.
더욱이, 본 발명은 AC 부하들과 DC 부하들 각각의 전력 소모량을 고려하여 상황에 따라 AC/DC 컨버터의 양방향 전력 변환 동작을 적응적으로 조절하고, 이를 통해 AC 선로 및 DC 선로 간 잉여 전력 전달은 물론, 전력량 밸런싱을 수행할 수 있는 이점이 있다.Moreover, the present invention adaptively adjusts the bidirectional power conversion operation of the AC/DC converter according to the situation by considering the power consumption of each of the AC loads and the DC loads, and through this, the excess power transfer between the AC line and the DC line is Of course, there is an advantage of being able to perform power amount balancing.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are only exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100,200: AC/DC 하이브리드 분전반 시스템
110: AC 전원부 111: AC 메인 차단기
112: AC 보조 차단기 113: AC 서브 차단기
120: AC/DC 컨버터 130: DC 전원부
131: DC 메인 차단기 132,232: PCS 모듈
133: DC 서브 차단기 134: ESS 차단기
135: PV 차단기 140: 컨트롤 박스
150: 통신 어댑터 236: DC 서브 차단기100,200: AC/DC hybrid distribution board system
110: AC power supply 111: AC main breaker
112: AC auxiliary breaker 113: AC sub breaker
120: AC/DC converter 130: DC power supply
131: DC main breaker 132,232: PCS module
133: DC sub breaker 134: ESS breaker
135: PV breaker 140: control box
150: communication adapter 236: DC sub-breaker
Claims (11)
상기 AC 선로 상의 AC 전력을 AC/DC 컨버터로 전달하거나, 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 AC 전력을 상기 AC 선로로 전달하는 AC 보조 차단기;
AC와 DC 간 양방향 전력 변환을 수행하는 AC/DC 컨버터;
상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 DC 전력을 DC 선로로 전달하거나, 태양광 모듈 또는 에너지 저장 시스템(이하, ESS; Energy Storage System)에 의해 상기 DC 선로로 공급된 DC 전력을 상기 AC/DC 컨버터로 전달하는 DC 메인 차단기;
상기 AC 선로와 복수의 AC 부하 사이에 배치된 복수의 AC 서브 차단기;
상기 태양광 모듈로부터 입력된 DC 전력을 설정 조건으로 조정하여 상기 DC 선로로 공급하는 PCS 모듈;
상기 DC 선로와 복수의 DC 부하 사이에 배치된 복수의 DC 서브 차단기;
상기 DC 선로와 상기 ESS 사이에 배치된 ESS 차단기;
상기 태양광 모듈과 PCS 모듈 사이에 배치된 PV 차단기;
상기 AC/DC 컨버터 및 각 차단기들의 동작을 제어하고 AC 전력 데이터 및 DC 전력 데이터를 수집하는 컨트롤 박스; 및
상기 컨트롤 박스에서 수집된 데이터를 외부의 게이트웨이로 전송하도록, 상기 컨트롤 박스와 상기 게이트웨이를 연결하기 위한 통신 어댑터를 포함하며,
상기 게이트웨이는 사용자 단말과 네트워크 연결되며,
상기 AC 메인 차단기 및 상기 DC 메인 차단기는 과부하 감지 시 차단되도록 과부하 감지용 계측 센서를 각각 내장하고,
상기 AC 보조 차단기, 상기 AC 서브 차단기, 상기 DC 서브 차단기, 상기 ESS 차단기 및 상기 PV 차단기는 누전 감지 시 차단되도록 누전 감지용 계측 센서를 각각 내장하며,
상기 PCS 모듈은,
상기 태양광 모듈로부터 입력된 DC 전력을 MPPT 제어하여 상기 DC 선로로 공급하거나, 상기 태양광 모듈로부터 입력된 DC 전력의 전압을 설정 크기로 승압 또는 감압 변환하여 상기 DC 선로로 공급하며,
상기 컨트롤 박스는,
각 차단기 별로 구비된 계측 센서로부터 수신된 전류, 전압 및 전력 중 적어도 하나의 계측 값을 모니터링하며, 소정 차단기에서 계측된 센싱 값이 설정 시간 동안 임계 이상으로 감지된 경우 상기 AC 선로와 상기 DC 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하되,
상기 소정 차단기가 연결된 선로가 AC 선로이면 상기 DC 선로 상의 잉여 전력량을 상기 AC 선로로 공급하고, 상기 DC 선로이면 상기 AC 선로 상의 잉여 전력량을 상기 DC 선로로 공급하여 상기 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하며,
상기 컨트롤 박스는,
상기 DC 선로 상에 공급된 전력량이 DC 부하들의 소모 전력량보다 큰 경우에 상기 DC 선로 상의 잉여 전력량을 상기 ESS로 저장시키고, 부족한 경우에 상기 ESS에 저장된 전력을 상기 DC 선로로 방출시켜 전력량 밸런싱을 수행하고,
상기 AC/DC 컨버터를 통해 상기 AC 선로 상의 잉여 전력량을 DC 선로로 공급하거나 상기 DC 선로 상의 잉여 전력량을 AC 선로로 공급하여 상기 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하되,
각 선로 상의 전력 공급량 대비 부하 소모량을 기초로 아래 수학식의 밸런싱 지수(I)를 연산하여, 상기 밸런싱 지수와 기 설정된 기준 지수 간의 차이가 임계값보다 작아질 때까지 상기 AC 선로와 상기 DC 선로 간의 전력량 밸런싱을 수행하는 AC/DC 하이브리드 분전반 시스템.
AC main circuit breaker for transmitting the AC power input from the AC power grid to the AC line;
An AC auxiliary circuit breaker for transferring AC power on the AC line to an AC/DC converter or for transferring AC power converted by the AC/DC converter to the AC line;
An AC/DC converter performing bidirectional power conversion between AC and DC;
The DC power converted by the AC/DC converter is transferred to a DC line, or the DC power supplied to the DC line by a solar module or an energy storage system (hereinafter, ESS; Energy Storage System) is transferred to the AC/DC converter. DC main breaker to transmit;
A plurality of AC sub-breakers disposed between the AC line and a plurality of AC loads;
A PCS module that adjusts DC power input from the solar module to a set condition and supplies it to the DC line;
A plurality of DC sub-breakers disposed between the DC line and a plurality of DC loads;
An ESS circuit breaker disposed between the DC line and the ESS;
A PV circuit breaker disposed between the solar module and the PCS module;
A control box for controlling the operation of the AC/DC converter and each breaker and collecting AC power data and DC power data; And
And a communication adapter for connecting the control box and the gateway to transmit the data collected from the control box to an external gateway,
The gateway is connected to the user terminal and the network,
The AC main breaker and the DC main breaker each have a built-in measurement sensor for overload detection so as to be cut off when an overload is detected,
The AC auxiliary circuit breaker, the AC sub circuit breaker, the DC sub circuit breaker, the ESS circuit breaker, and the PV circuit breaker each have a built-in measurement sensor for detecting a leakage current to be cut off when a leakage current is detected,
The PCS module,
MPPT control the DC power input from the solar module and supply it to the DC line, or boost or reduce the voltage of the DC power input from the solar module to a set size and supply it to the DC line,
The control box,
Monitors at least one measurement value of current, voltage, and power received from the measurement sensor provided for each circuit breaker, and when the sensing value measured by a predetermined circuit breaker is detected above a threshold for a set time, between the AC line and the DC line Balancing the amount of electricity,
If the line to which the predetermined circuit breaker is connected is an AC line, the amount of power surplus on the DC line is supplied to the AC line, and when the line is the DC line, the amount of power surplus on the AC line is supplied to the DC line to perform power amount balancing between the lines,
The control box,
When the amount of power supplied on the DC line is greater than the amount of power consumed by DC loads, the amount of excess power on the DC line is stored as the ESS, and when insufficient, the power stored in the ESS is discharged to the DC line to perform power amount balancing. and,
Balancing the amount of power between the lines by supplying the excess power amount on the AC line to the DC line through the AC/DC converter or supplying the surplus power amount on the DC line to the AC line,
A balancing index (I) of the following equation is calculated based on the amount of power supplied on each line compared to the amount of load consumption, and between the AC line and the DC line until the difference between the balancing index and a preset reference index becomes smaller than a threshold value. AC/DC hybrid distribution panel system that balances power.
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- 2019-08-28 KR KR1020190105851A patent/KR102151109B1/en active IP Right Grant
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