KR102247917B1 - 안전사고 예방 ess 연계형 태양광 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템이 개시된다. 아크 발생 및 지락 발생을 검출하고, 아크가 발생하거나 지락이 발생하는 경우 실시간으로 전력을 차단하는 ESS 수배전반; 상기 ESS 수배전반에서 아크 발생 또는 지락 발생의 검출과 실시간 전력 차단을 실시간 모니터링하는 ESS 수배전반 감시 서버를 구성한다. 상술한 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템에 의하면, 아크나 지락의 발생을 전류의 파형 분석을 통해 파악하도록 구성됨으로써, 아크의 발생 여부를 스트링별로 정확하게 파악할 수 있으며 이로 인한 구성의 소손까지 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다. 특히, 아크나 지락 발생에 의한 전력 공급 차단 이후 자동으로 이를 해제하여 동작시킨 후 구성 소손의 발생 여부를 파악하고 구성 소손의 발생 시 다시 전력 공급을 차단하도록 구성됨으로써, 전력 공급의 운영을 원활하게 하고 즉각적인 수리와 대처를 할 수 있게 되는 효과가 있다
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
기존 태양광 발전 시스템의 ESS 수배전함에는 아크나 지락에 의한 사고가 잦다. 아크를 검출하기 위해 수배전반에 온도 센서, 적외선 센서, 자외선 센서 등을 설치하여 활용하고 있다. 그러나, 수배전반 내의 아크 발생 위치를 정확하게 특정하기 어렵고, 스트링별로 아크를 검출할 수도 없는 문제점이 있다. 또한, 센서가 이물질에 의해 오염되면 검출 신뢰성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
아크나 지락은 화재나 감전 사고로 이어질 위험이 높고 관리자가 즉각적으로 아크나 지락을 파악하고 대처하기 어렵다는 문제점이 있다. 특히, 아크는 15ms 내지 25ms 시간 내에 온도와 압력이 최대치에 도달하여 수배전반 내부의 여러 구성들이 소손될 수 있으며, 이러한 소손은 화재나 감전 사고와 같은 2차 사고는 물론 전력 공급 중단과 같은 2차 피해를 야기하게 된다.
하지만, 기존의 방식에 의해서는 아크나 지락의 위치를 파악하기 어렵고 이로 인해 수배전반 내의 어느 구성에 소손이 발생하는지도 알기 어렵다. 이는 2차 피해에 대한 대처를 더 어렵게 하는 요인이 된다.
이에, 아크나 지락의 검출 정확도를 높이는 것은 물론 수배전반이나 전력선의 어느 위치에서 아크나 지락이 발생하는지를 정확하게 파악하여 대처를 신속하게 용이하게 할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템은, 아크(arc) 발생 및 지락(grounding) 발생을 검출하고, 아크가 발생하거나 지락이 발생하는 경우 실시간으로 전력을 차단하는 ESS(energy storage system) 수배전반; 상기 ESS 수배전반에서 아크 발생 또는 지락 발생의 검출과 실시간 전력 차단을 실시간 모니터링하는 ESS 수배전반 감시 서버를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 ESS 수배전반은, 복수의 지점에 설치되어 아크를 검출하는 아크 검출 모듈; 상기 아크 검출 모듈에서 아크가 검출되는 경우 아크 발생 지점을 확인하여 아크 발생 지점 신호를 생성하여 실시간 송신하는 아크 발생 지점 신호 송신 모듈; 복수의 지점에 설치되어 지락을 검출하는 지락 검출 모듈; 상기 지락 검출 모듈에서 지락이 검출되는 경우 지락 발생 지점을 확인하여 지락 발생 지점 신호를 생성하여 실시간 송신하는 지락 발생 지점 신호 송신 모듈; 상기 아크 검출 모듈에서 아크가 검출되거나 상기 지락 검출 모듈에서 지락이 검출되는 경우 ESS(energy storage system)에서 인버터(inverter)로 공급되는 전력을 실시간 차단하는 실시간 전력 차단 모듈; 상기 실시간 전력 차단 모듈에서 전력이 실시간 차단되는 경우 소정 시간 이후 상기 실시간 전력 차단 모듈이 전력을 차단 해제하도록 자동으로 제어하고, 점검 알림 신호를 수신하는 경우 상기 실시간 전력 차단 모듈이 전력을 다시 차단하도록 자동으로 제어하는 자동 차단해제/차단 모듈; 상기 자동 차단해제/차단 모듈에서 전력을 차단 해제하도록 제어한 경우, 차단 해제 중 상기 ESS 수배전반의 각 구성별 동작 전압을 검출하는 구성별 동작 전압 검출 모듈; 상기 구성별 동작 전압 검출 모듈에서 검출된 구성별 동작 전압이 정상인지 확인하는 구성별 동작 전압 확인 모듈; 상기 구성별 동작 전압 확인 모듈에서 구성별 동작 전압이 정상이 아닌 것으로 확인되는 경우 상기 점검 알림 신호를 생성하는 상기 점검 알림 신호 생성 모듈; 상기 점검 알림 신호 생성 모듈에서 생성된 점검 알림 신호를 상기 자동 차단해제/차단 모듈 및 상기 ESS 수배전반 감시 서버로 송신하는 점검 알림 신호 송신 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 아크 검출 모듈은, 상기 복수의 지점에 설치되어 아크 전류를 감지하는 아크 전류 센서부; 상기 아크 전류 센서부에서 감지된 아크 전류를 전압으로 변환하는 전압 변환부; 상기 전압 변환부에서 변환된 전압을 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부에서 증폭된 전압에서 아크 주파수를 검출하는 아크 주파수 검출부; 상기 아크 주파수 검출부에서 검출된 아크 주파수를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크 발생 판단부; 상기 아크 발생 판단부에서 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 해당 아크 발생 지점을 확인하는 아크 발생 지점 확인부; 상기 아크 발생 지점 확인부에서 확인된 아크 발생 지점을 포함하는 아크 발생 지점 신호를 생성하여 상기 아크 발생 지점 신호 송신 모듈로 전달하는 아크 발생 지점 신호 생성부; 상기 아크 발생 판단부에서 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 실시간 전력 차단 모듈이 전력 차단을 하도록 하기 위한 차단 신호를 생성하는 차단 신호 생성부를 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 지락 검출 모듈은, 상기 복수의 지점에 설치되어 지락 전류를 감지하는 지락 전류 센서부; 상기 지락 전류 센서부에서 감지된 지락 전류를 이용하여 소정 임계치 이상의 지락이 발생한 것인지 판단하는 지락 발생 판단부; 상기 지락 발생 판단부에서 지락이 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 지락 발생 지점을 확인하는 지락 발생 지점 확인부; 상기 지락 발생 지점 확인부에서 확인된 지락 발생 지점을 포함하는 지락 발생 지점 신호를 생성하여 상기 지락 발생 지점 신호 송신 모듈로 전달하는 지락 발생 지점 신호 생성부; 상기 지락 발생 판단부에서 지락이 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 실시간 전력 차단 모듈이 전력 차단을 하도록 하기 위한 차단 신호를 생성하는 차단 신호 생성부를 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 ESS 수배전반 감시 서버는, 상기 아크 발생 지점 신호 송신 모듈로부터 아크 발생 지점 신호를 수신하는 아크 발생 지점 신호 수신 모듈; 상기 지락 발생 지점 신호 송신 모듈로부터 지락 발생 지점 신호를 수신하는 지락 발생 지점 신호 수신 모듈; 상기 아크 발생 지점 신호 수신 모듈에서 수신된 아크 발생 지점 신호 또는 상기 지락 발생 지점 신호 수신 모듈에서 수신된 지락 발생 지점 신호를 이용하여 아크 발생 지점 또는 지락 발생 지점을 확인하는 아크/지락 발생 지점 확인 모듈; 상기 아크/지락 발생 지점 확인 모듈에서 확인된 아크/지락 발생 지점에 따른 상기 ESS 수배전반 또는 전력선의 소손 가능 구성을 확인하는 소손 가능 구성 확인 모듈; 아크/지락 발생 지점 확인 모듈에서 확인된 아크/지락 발생 지점을 이용하여 아크/지락 발생 통계를 산출하는 아크/지락 발생 통계 모듈; 상기 점검 알림 신호 송신 모듈로부터 점검 알림 신호를 수신하는 점검 알림 신호 수신 모듈; 상기 점검 알림 신호 수신 모듈에서 점검 알림 신호가 수신되면 점검 알림을 출력하는 점검 알림 출력 모듈; 상기 소손 가능 구성 확인 모듈에서 확인된 소손 가능 구성, 상기 아크/지락 발생 통계 모듈에서 산출된 아크/지락 발생 통계 및 상기 점검 알림 출력 모듈에서 출력되는 점검 알림을 실시간 모니터링하는 실시간 모니터링 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템에 의하면, 아크나 지락의 발생을 전류의 파형 분석을 통해 파악하도록 구성됨으로써, 아크의 발생 여부를 스트링별로 정확하게 파악할 수 있으며 이로 인한 구성의 소손까지 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.
특히, 아크나 지락 발생에 의한 전력 공급 차단 이후 자동으로 이를 해제하여 동작시킨 후 구성 소손의 발생 여부를 파악하고 구성 소손의 발생 시 다시 전력 공급을 차단하도록 구성됨으로써, 전력 공급의 운영을 원활하게 하고 즉각적인 수리와 대처를 할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 모듈의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 검출 모듈의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 모듈의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 검출 모듈의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템은 ESS(energy storage system) 수배전반(100), ESS 수배전반 감시 서버(200)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
ESS 수배전반(100)은 아크(arc) 발생 및 지락(grounding) 발생을 검출하고, 아크가 발생하거나 지락이 발생하는 경우 실시간으로 전력을 차단하도록 구성될 수 있다.
ESS 수배전반(100)은 아크 검출 모듈(101), 아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102), 지락 검출 모듈(103), 지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104), 실시간 전력 차단 모듈(105), 자동 차단해제/차단 모듈(106), 구성별 동작 전압 검출 모듈(107), 구성별 동작 전압 확인 모듈(108), 점검 알림 신호 생성 모듈(109), 점검 알림 신호 송신 모듈(110)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
아크 검출 모듈(101)은 ESS 수배전반(100) 내 복수의 지점에 설치되어 아크를 검출하도록 구성될 수 있다.
아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102)은 아크 검출 모듈(101)에서 아크가 검출되는 경우 아크 발생 지점을 확인하여 해당 아크 발생 지점을 나타내는 아크 발생 지점 신호를 생성하고 이를 구성별 동작 전압 확인 모듈(108) 및 ESS 수배전 감시 서버(200)의 아크 발생 지점 신호 수신 모듈(201)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
지락 검출 모듈(103)은 ESS(20)에서 인버터(invereter)(30)로 전력을 송신하기 위한 전력선 곳곳의 복수의 지점에 설치되어 지락을 검출하도록 구성될 수 있다.
지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104)은 지락 검출 모듈(103)에서 지락이 검출되는 경우 지락 발생 지점을 확인하여 해당 지락 발생 지점을 나타내는 지락 발생 지점 신호를 생성하고 이를 구성별 동작 전압 확인 모듈(108) 및 ESS 수배전 감시 서버(200)의 지락 발생 지점 신호 수신 모듈(202)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
실시간 전력 차단 모듈(105)은 아크 검출 모듈(101)에서 아크가 검출되거나 지락 검출 모듈(103)에서 지락이 검출되는 경우 ESS(30)에서 인버터(inverter)로 공급되는 전력을 실시간 차단하도록 구성될 수 있다. 실시간 차단에 의해 ESS 수배전반(100)을 보호할 수 있다.
실시간 전력 차단 모듈(105)에서 전력이 실시간 차단되는 경우 ESS 수배전반(100)에 고장이 발생할 수도 그렇지 않을 수도 있다. 기존에는 사용자가 다시 ESS 수배전반(100)을 찾아가 다시 수동으로 가동하여야 했으며, 수동으로 가동하여도 구성에 소손이 발생했는지를 쉽게 알 수 없었다.
그러나, 자동 차단해제/차단 모듈(106)은 실시간 차단 이후 미리 정해진 소정 시간 이후 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력을 차단 해제하도록 자동으로 제어할 수 있다. 즉, 자동으로 재가동을 할 수 있다.
만약에 구성에 소손이 발생하여 정상적으로 동작하지 않는 경우, 자동 차단해제/차단 모듈(106)은 점검 알림 신호 송신 모듈(110)로부터 점검 알림 신호를 수신하게 되며 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력을 다시 차단하도록 자동 제어할 수 있다.
자동 차단해제/차단 모듈(106)에서 전력을 차단 해제하도록 제어한 경우, 구성별 동작 전압 검출 모듈(107)은 그 차단 해제 중 ESS 수배전반(100)의 각 구성별 동작 전압을 검출하도록 구성될 수 있다. 이때, 동작 전압 검출을 위해 아크 검출 모듈(101)의 아크 전류 센서부(101a), 전압 변환부(101b), 증폭부(101c), 아크 주파수 검출부(101d), 아크 발생 판단부(101e)의 하드웨어가 활용될 수 있다.
구성별 동작 전압 확인 모듈(108)은 구성별 동작 전압 검출 모듈(107)에서 검출된 구성별 동작 전압이 정상인지 확인하도록 구성될 수 있다.
점검 알림 신호 생성 모듈(109)은 구성별 동작 전압 확인 모듈(108)에서 구성별 동작 전압이 정상이 아닌 것으로 확인되는 경우 점검 알림 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 점검 알림 신호는 아크나 지락이 발생한 위치나 지점의 정보, 아크나 지락에 의한 소손이 발생한 구성과 그 위치 정보를 포함하도록 구성될 수 있다.
점검 알림 신호 송신 모듈(110)은 점검 알림 신호 생성 모듈(109)에서 생성된 점검 알림 신호를 자동 차단해제/차단 모듈(106) 및 ESS 수배전반 감시 서버(200)로 송신하도록 구성될 수 있다. 자동 차단해제/차단 모듈(106)은 점검 알림 신호를 수신하면 다시 차단하고 관리자가 점검 알림 신호에 따른 구성 소손의 정보를 보고 점검할 수 있다.
ESS 수배전반 감시 서버(200)는 ESS 수배전반(100)에서 아크 발생 또는 지락 발생의 검출과 실시간 전력 차단을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
ESS 수배전반 감시 서버(200)는 아크 발생 지점 신호 수신 모듈(201), 지락 발생 지점 신호 수신 모듈(202), 아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203), 소손 가능 구성 확인 모듈(204), 아크/지락 발생 통계 모듈(205), 점검 알림 신호 수신 모듈(206), 점검 알림 출력 모듈(207), 실시간 모니터링 모듈(208)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
아크 발생 지점 신호 수신 모듈(201)은 아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102)로부터 아크 발생 지점 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
지락 발생 지점 신호 수신 모듈(202)은 지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104)로부터 지락 발생 지점 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203)은 아크 발생 지점 신호 수신 모듈(201)에서 수신된 아크 발생 지점 신호 또는 지락 발생 지점 신호 수신 모듈(202)에서 수신된 지락 발생 지점 신호를 이용하여 아크 발생 지점 또는 지락 발생 지점을 확인하도록 구성될 수 있다.
소손 가능 구성 확인 모듈(204)은 아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203)에서 확인된 아크/지락 발생 지점에 따른 ESS 수배전반(100) 또는 전력선의 소손 가능 구성을 확인하도록 구성될 수 있다.
아크/지락 발생 통계 모듈(205)은 아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203)에서 확인된 아크/지락 발생 지점을 이용하여 아크/지락 발생 통계를 산출하도록 구성될 수 있다.
점검 알림 신호 수신 모듈(206)은 점검 알림 신호 송신 모듈(110)로부터 점검 알림 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
점검 알림 출력 모듈(207)은 점검 알림 신호 수신 모듈(206)에서 점검 알림 신호가 수신되면 점검 알림을 출력하도록 구성될 수 있다.
실시간 모니터링 모듈(208)은 소손 가능 구성 확인 모듈(204)에서 확인된 소손 가능 구성, 아크/지락 발생 통계 모듈(205)에서 산출된 아크/지락 발생 통계 및 점검 알림 출력 모듈(207)에서 출력되는 점검 알림을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
실시간 모니터링 모듈(208)은 아크/지락 발생에 의해 현재 소손이 발생했을 수 있는 소손 가능 구성을 실시간 모니터링하여 관리자에게 전달할 수 있다.
또한, 실시간 모니터링 모듈(208)은 아크/지락 발생 통계를 통해 소손이 예상되는 구성을 미리 점검하고 미리 교체할 수 있도록 관리자에게 전달할 수 있다.
또한, 실시간 모니터링 모듈(208)은 점검 알림을 모니터링하여 실제 소손이 발생한 것으로 판단되는 소손 구성을 점검하도록 관리자에게 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 모듈의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출 모듈(101)은 아크 전류 센서부(101a), 전압 변환부(101b), 증폭부(101c), 아크 주파수 검출부(101d), 아크 발생 판단부(101e), 아크 발생 지점 확인부(101f), 아크 발생 지점 신호 생성부(101g), 차단 신호 생성부(101g)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
아크 검출 모듈(101)은 아크 전류 센서부(101a), 전압 변환부(101b), 증폭부(101c), 아크 주파수 검출부(101d), 아크 발생 판단부(101e), 아크 발생 지점 확인부(101f), 아크 발생 지점 신호 생성부(101g), 차단 신호 생성부(101h)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
아크 전류 센서부(101a)는 복수의 지점에 설치되어 아크 전류를 감지하도록 구성될 수 있다.
전압 변환부(101b)는 아크 전류 센서부(101a)에서 감지된 아크 전류를 전압으로 변환하도록 구성될 수 있다.
증폭부(101c)는 전압 변환부(101b)에서 변환된 전압을 증폭하도록 구성될 수 있다.
아크 주파수 검출부(101d)는 증폭부(101c)에서 증폭된 전압에서 아크 주파수를 검출하도록 구성될 수 있다.
아크 발생 판단부(101e)는 아크 주파수 검출부(101d)에서 검출된 아크 주파수를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 아크가 갖는 주파수 특성이 있는지 여부를 통해 아크 발생 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
아크 발생 지점 확인부(101f)는 아크 발생 판단부(101e)에서 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 해당 아크 발생 지점을 확인하도록 구성될 수 있다.
아크 발생 지점 신호 생성부(101g)는 아크 발생 지점 확인부(101f)에서 확인된 아크 발생 지점을 포함하는 아크 발생 지점 신호를 생성하여 아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102)로 전달하도록 구성될 수 있다.
아크 발생 판단부(101e)에서 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우, 차단 신호 생성부(101h)는 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력 차단을 하도록 하기 위한 차단 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 검출 모듈의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지락 검출 모듈(103)은 지락 전류 센서부(103a), 지락 발생 판단부(103b), 지락 발생 지점 확인부(103c), 지락 발생 지점 신호 생성부(103d), 차단 신호 생성부(103e)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
지락 전류 센서부(103a)는 ESS(20)에서 인버터(30)로 전력을 공급하기 위한 전력선의 복수의 지점에 설치되어 지락 전류를 감지하도록 구성될 수 있다.
지락 발생 판단부(103b)는 지락 전류 센서부(103a)에서 감지된 지락 전류를 이용하여 소정 임계치 이상의 지락이 발생한 것인지 판단하도록 구성될 수 있다.
지락 발생 지점 확인부(103c)는 지락 발생 판단부(103b)에서 지락이 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 지락 발생 지점을 확인하도록 구성될 수 있다.
지락 발생 지점 신호 생성부(103d)는 지락 발생 지점 확인부(103c)에서 확인된 지락 발생 지점을 포함하는 지락 발생 지점 신호를 생성하여 지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104)로 전달하도록 구성될 수 있다.
차단 신호 생성부(103e)는 지락 발생 판단부(103b)에서 지락이 발생한 것으로 판단되는 경우 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력 차단을 하도록 하기 위한 차단 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: ESS 수배전반
101: 아크 검출 모듈 101a: 아크 전류 센서부
101b: 전압 변환부 101c: 증폭부
101d: 아크 주파수 검출부 101e: 아크 발생 판단부
101f: 아크 발생 지점 확인부 101g: 아크 발생 지점 신호 생성부
101h: 차단 신호 생성부 102: 아크 발생 지점 신호 송신 모듈
103: 지락 검출 모듈 103a: 지락 전류 센서부
103b: 지락 발생 판단부 103c: 지락 발생 지점 확인부
103d: 지락 발생 지점 신호 생성부 103e: 차단 신호 생성부
104: 지락 발생 지점 신호 송신 모듈
105: 실시간 전력 차단 모듈 106: 자동 차단해제/차단 모듈
107: 구성별 동작 전압 검출 모듈 108: 구성별 동작 전압 확인 모듈
109: 점검 알림 신호 생성 모듈 110: 점검 알림 신호 송신 모듈
200: ESS 수배전반 감시 서버
201: 아크 발생 지점 신호 수신 모듈
202: 지락 발생 지점 신호 수신 모듈
203: 아크/지락 발생 지점 확인 모듈
204: 소손 가능 구성 확인 모듈 205: 아크/지락 발생 통계 모듈
206: 점검 알림 신호 수신 모듈 207: 점검 알림 출력 모듈
208: 실시간 모니터링 모듈
101: 아크 검출 모듈 101a: 아크 전류 센서부
101b: 전압 변환부 101c: 증폭부
101d: 아크 주파수 검출부 101e: 아크 발생 판단부
101f: 아크 발생 지점 확인부 101g: 아크 발생 지점 신호 생성부
101h: 차단 신호 생성부 102: 아크 발생 지점 신호 송신 모듈
103: 지락 검출 모듈 103a: 지락 전류 센서부
103b: 지락 발생 판단부 103c: 지락 발생 지점 확인부
103d: 지락 발생 지점 신호 생성부 103e: 차단 신호 생성부
104: 지락 발생 지점 신호 송신 모듈
105: 실시간 전력 차단 모듈 106: 자동 차단해제/차단 모듈
107: 구성별 동작 전압 검출 모듈 108: 구성별 동작 전압 확인 모듈
109: 점검 알림 신호 생성 모듈 110: 점검 알림 신호 송신 모듈
200: ESS 수배전반 감시 서버
201: 아크 발생 지점 신호 수신 모듈
202: 지락 발생 지점 신호 수신 모듈
203: 아크/지락 발생 지점 확인 모듈
204: 소손 가능 구성 확인 모듈 205: 아크/지락 발생 통계 모듈
206: 점검 알림 신호 수신 모듈 207: 점검 알림 출력 모듈
208: 실시간 모니터링 모듈
Claims (4)
- 아크(arc) 발생 및 지락(grounding) 발생을 검출하고, 아크가 발생하거나 지락이 발생하는 경우 실시간으로 전력을 차단하는 ESS(energy storage system) 수배전반(100);
상기 ESS 수배전반(100)에서 아크 발생 또는 지락 발생의 검출과 실시간 전력 차단을 실시간 모니터링하는 ESS 수배전반 감시 서버(200)를 포함하고,
상기 ESS 수배전반(100)은,
복수의 지점에 설치되어 아크를 검출하는 아크 검출 모듈(101),
상기 아크 검출 모듈(101)에서 아크가 검출되는 경우 아크 발생 지점을 확인하여 아크 발생 지점 신호를 생성하여 실시간 송신하는 아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102),
복수의 지점에 설치되어 지락을 검출하는 지락 검출 모듈(103),
상기 지락 검출 모듈(103)에서 지락이 검출되는 경우 지락 발생 지점을 확인하여 지락 발생 지점 신호를 생성하여 실시간 송신하는 지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104),
상기 아크 검출 모듈(101)에서 아크가 검출되거나 상기 지락 검출 모듈(103)에서 지락이 검출되는 경우 ESS(energy storage system)에서 인버터(inverter)로 공급되는 전력을 실시간 차단하는 실시간 전력 차단 모듈(105),
상기 실시간 전력 차단 모듈(105)에서 전력이 실시간 차단되는 경우 소정 시간 이후 상기 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력을 차단 해제하도록 자동으로 제어하고, 점검 알림 신호를 수신하는 경우 상기 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력을 다시 차단하도록 자동으로 제어하는 자동 차단해제/차단 모듈(106),
상기 자동 차단해제/차단 모듈(106)에서 전력을 차단 해제하도록 제어한 경우, 차단 해제 중 상기 ESS 수배전반(100)의 각 구성별 동작 전압을 검출하는 구성별 동작 전압 검출 모듈(107),
상기 구성별 동작 전압 검출 모듈(107)에서 검출된 구성별 동작 전압이 정상인지 확인하는 구성별 동작 전압 확인 모듈(108),
상기 구성별 동작 전압 확인 모듈(108)에서 구성별 동작 전압이 정상이 아닌 것으로 확인되는 경우 상기 점검 알림 신호를 생성하는 점검 알림 신호 생성 모듈(109),
상기 점검 알림 신호 생성 모듈(109)에서 생성된 점검 알림 신호를 상기 자동 차단해제/차단 모듈(106) 및 상기 ESS 수배전반 감시 서버(200)로 송신하는 점검 알림 신호 송신 모듈(110)을 포함하며,
상기 아크 검출 모듈(101)은,
상기 복수의 지점에 설치되어 아크 전류를 감지하는 아크 전류 센서부(101a),
상기 아크 전류 센서부(101a)에서 감지된 아크 전류를 전압으로 변환하는 전압 변환부(101b),
상기 전압 변환부(101b)에서 변환된 전압을 증폭하는 증폭부(101c),
상기 증폭부(101c)에서 증폭된 전압에서 아크 주파수를 검출하는 아크 주파수 검출부(101d),
상기 아크 주파수 검출부(101d)에서 검출된 아크 주파수를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크 발생 판단부(101e),
상기 아크 발생 판단부(101e)에서 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 아크 발생 지점을 확인하는 아크 발생 지점 확인부(101f),
상기 아크 발생 지점 확인부(101f)에서 확인된 아크 발생 지점을 포함하는 아크 발생 지점 신호를 생성하여 상기 아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102)로 전달하는 아크 발생 지점 신호 생성부(101g),
상기 아크 발생 판단부(101e)에서 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력 차단을 하도록 하기 위한 차단 신호를 생성하는 차단 신호 생성부(101h)를 포함하고,
상기 ESS 수배전반 감시 서버(200)는
상기 아크 발생 지점 신호 송신 모듈(102)로부터 아크 발생 지점 신호를 수신하는 아크 발생 지점 신호 수신 모듈(201)과,
상기 지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104)로부터 지락 발생 지점 신호를 수신하는 지락 발생 지점 신호 수신 모듈(202),
상기 아크 발생 지점 신호 수신 모듈(201)에서 수신된 아크 발생 지점 신호 또는 상기 지락 발생 지점 신호 수신 모듈(202)에서 수신된 지락 발생 지점 신호를 이용하여 아크 발생 지점 또는 지락 발생 지점을 확인하는 아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203),
상기 아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203)에서 확인된 아크/지락 발생 지점에 따른 ESS 수배전반(100) 또는 전력선의 소손 가능 구성을 확인하는 소손 가능 구성 확인 모듈(204),
상기 아크/지락 발생 지점 확인 모듈(203)에서 확인된 아크/지락 발생 지점을 이용하여 아크/지락 발생 통계를 산출하는 아크/지락 발생 통계 모듈(205),
상기 점검 알림 신호 송신 모듈(110)로부터 점검 알림 신호를 수신하는 점검 알림 신호 수신 모듈(206),
상기 점검 알림 신호 수신 모듈(206)에서 점검 알림 신호가 수신되면 점검 알림을 출력하는 점검 알림 출력 모듈(207),
상기 소손 가능 구성 확인 모듈(204)에서 확인된 소손 가능 구성과 상기 아크/지락 발생 통계 모듈(205)에서 산출된 아크/지락 발생 통계 및 상기 점검 알림 출력 모듈(207)에서 출력되는 점검 알림을 실시간 모니터링하는 실시간 모니터링 모듈(208)을 포함하며,
상기 실시간 모니터링 모듈(208)은 아크/지락 발생에 의해 현재 소손이 발생했을 수 있는 소손 가능 구성을 실시간 모니터링하여 관리자에게 전달하고,
상기 실시간 모니터링 모듈(208)은 아크/지락 발생 통계를 통해 소손이 예상되는 구성을 미리 점검하고 미리 교체할 수 있도록 관리자에게 전달하며,
상기 실시간 모니터링 모듈(208)은 점검 알림을 모니터링하여 실제 소손이 발생한 것으로 판단되는 소손 구성을 점검하도록 관리자에게 전달하는 것을 특징으로 하는 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 지락 검출 모듈(103)은,
상기 복수의 지점에 설치되어 지락 전류를 감지하는 지락 전류 센서부(103a);
상기 지락 전류 센서부(103a)에서 감지된 지락 전류를 이용하여 소정 임계치 이상의 지락이 발생한 것인지 판단하는 지락 발생 판단부(103b);
상기 지락 발생 판단부(103b)에서 지락이 발생한 것으로 판단되는 경우 해당 지락 발생 지점을 확인하는 지락 발생 지점 확인부(103c);
상기 지락 발생 지점 확인부(103c)에서 확인된 지락 발생 지점을 포함하는 지락 발생 지점 신호를 생성하여 상기 지락 발생 지점 신호 송신 모듈(104)로 전달하는 지락 발생 지점 신호 생성부(103d);
상기 지락 발생 판단부(103b)에서 지락이 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 실시간 전력 차단 모듈(105)이 전력 차단을 하도록 하기 위한 차단 신호를 생성하는 차단 신호 생성부(103e)를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안전사고 예방 ESS 연계형 태양광 발전 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020190143882A KR102247917B1 (ko) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 안전사고 예방 ess 연계형 태양광 발전 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190143882A KR102247917B1 (ko) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 안전사고 예방 ess 연계형 태양광 발전 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102247917B1 true KR102247917B1 (ko) | 2021-05-04 |
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ID=75914015
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|---|---|---|---|
| KR1020190143882A KR102247917B1 (ko) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | 안전사고 예방 ess 연계형 태양광 발전 시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102247917B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114047442A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-02-15 | 西安德纳检验检测有限公司 | 一种新能源场站故障穿越检测方法、装置和系统 |
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- 2019-11-12 KR KR1020190143882A patent/KR102247917B1/ko active IP Right Grant
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