KR102327608B1 - 전력전달장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

전력전달장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전력전달장치는, 제1 전력변환부; 상기 제1 전력변환부로부터 제공된 전력을 충전하는 충전부; 상기 제1 전력변환부 또는 상기 충전부로부터 제공된 전력을 변환하는 제2 전력변환부; 및 상기 제1 전력변환부와 상기 충전부 그리고 상기 제2 전력변환부 사이의 전기적 접속을 제어하는 전력제어부;를 포함하는 전력전달장치를 제공할 수 있다.

Description

전력전달장치 및 이의 제어방법{POWER TRANSFER DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전력전달장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
인류가 그 동안 전적으로 의존하여 온 화석에너지는 이제 고갈이라는 현실적인 문제에 직면하고 있을 뿐 아니라, 온실가스에 의한 지구온난화와 그로 인한 기상이변 그리고 환경오염 등의 문제로 인하여 환경 친화적이고 재생 가능한 에너지를 개발하고 사용하는 것이 중요하게 되었다. 전 세계 주요 국가들은 국제 기후 변화협약에 대응하며 환경 문제를 해결하기 위하여 대체 에너지 및 신 재생에너지 개발과 보급에 주력하였다. 그리하여 친환경적인 에너지원 중 하나로 태양열을 이용한 태양광 발전이 각광받아 왔다. 그리고 낮은 변환효율, 높은 설치 비용 및 일사량에 의존하는 불규칙함 등으로 인해 특수한 목적에 주로 사용되어 왔던 태양광발전은 계통연계기술의 발달에 힘입어 상용발전이 가능하게 되었다.
태양광발전시스템을 구성하는 구성요소 중에서 성능을 크게 좌우하는 것은 태양전지 모듈과 인버터를 포함한 전력변환 및 제어장치이다. 전력변환 및 제어장치의 역할은 태양전지 모듈이 발전한 직류전기를 가능한 편리?고효율로 안전하게 부하에 전력을 공급하는 것이다.
태양광발전시스템은 양방향 계통 연계를 위하여 양방향 직류-직류 컨버터를 구비함으로써 배터리의 충전 및 충전된 배터리로부터 전력을 인출하는 동작이 가능하게 되었다. 그러나 양방향 직류-직류 컨버터를 사용하는 경우, 배터리의 충전 및 방전이 동시에 이루어질 수 없고, 충전에서 방전으로 그리고 방전에서 충전으로 전환 시 일정한 딜레이 시간이 소요되어 전류의 흐름이 끊어지는 문제가 있었으며, 양방향 직류-직류 컨버터는 고가라서 가격 경쟁력이 낮은 문제가 있었다.
본 발명에 따른 실시예는 단방향 직류-직류 변환부를 이용하여 양방향 전력 전달이 가능한 전력전달장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 충전과 방전을 동시에 수행할 수 있는 전력전달장치를 제공할 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 실시예는 충전에서 방전으로 그리고 방전에서 충전으로 전환 시 지연 시간을 제거할 수 있는 전력전달장치를 제공할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전력전달장치는, 제1 전력변환부; 상기 제1 전력변환부로부터 제공된 전력을 충전하는 충전부; 상기 제1 전력변환부 또는 상기 충전부로부터 제공된 전력을 변환하는 제2 전력변환부; 및 상기 제1 전력변환부와 상기 충전부 그리고 상기 제2 전력변환부 사이의 전기적 접속을 제어하는 전력제어부;를 포함하는 전력전달장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력전달장치에서, 상기 전력제어부는, 상기 제1 전력변환부로부터 전력이 상기 충전부에 충전되도록 상기 제1 전력변환부와 상기 충전부의 전기적 연결을 제어하고, 상기 제1 전력변환부로부터 상기 제2 전력변환부로 전력이 전달되도록 상기 제1 전력변환부와 상기 제2 전력변환부의 전기적 연결을 제어하고, 상기 충전부의 충전 전력이 상기 제2 전력변환부로 전달되도록 상기 충전부와 상기 제2 전력변환부의 전기적 연결을 제어하는 전력전달장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치에서, 상기 전력제어부는, 상기 제1 전력변환부와 상기 제2 전력변환부의 전기적 접속 동작 또는 차단 동작을 제어하는 제1 접속부; 상기 제1 전력변환부와 상기 충전부의 전기적 접속 동작 또는 차단 동작을 제어하는 제2 접속부; 및 상기 충전부와 상기 제2 전력변환부의 전기적 접속 동작 또는 차단 동작을 제어하는 제3 접속부;를 포함하는 전력전달장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치에서, 상기 전력제어부는, 상기 제1 및 제3 접속부는 차단 동작을 하고 상기 제2 접속부는 접속 동작을 하는 제1 제어 동작; 상기 제1 및 제2 접속부는 차단 동작을 하고 상기 제3 접속부는 접속 동작을 하는 제2 제어 동작; 상기 제2 및 제3 접속부는 차단 동작을 하고 상기 제1 접속부는 접속 동작을 하는 제3 제어 동작; 및 상기 제1 접속부는 차단 동작을 하고 상기 제2 및 제3 접속부는 접속 동작을 하는 제4 제어 동작; 중 어느 하나의 제어 동작을 수행하는 전력전달장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치에서, 상기 제1 전력변환부는, 직류 전력의 레벨을 변경하는 직류-직류 변환부;를 포함하고, 상기 제2 전력변환부는 상기 직류-직류 변환부 또는 상기 충전부로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류-교류 변환부;를 포함하는 전력전달장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치에서, 상기 제1 전력변환부는, 태양열로부터 생성되고 상기 직류-직류 변환부로 공급되는 전력을 생성하는 솔라셀 어레이;를 더 포함하는 전력전달장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 직류-직류 변환부; 충전부; 직류-교류 변환부; 및 전력제어부;를 포함하는 전력전달장치의 제어방법에 있어서, 상기 전력제어부는, 상기 직류-직류 변환부로부터 제공된 전력을 상기 충전부에 충전하는 제1 제어동작; 상기 충전부에 충전된 전력을 상기 직류-교류 변환부로 제공하는 제2 제어동작; 상기 직류-직류 변환부로부터 제공된 전력을 상기 직류-교류 변환부로 제공하는 제3 제어동작; 및 상기 제1 및 제2 제어동작을 동시에 수행하는 제4 제어동작 중 어느 하나를 수행하도록 상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부 그리고 상기 직류-교류 변환부의 전기적 연결을 제어하는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 상기 전력제어부는, 상기 제1 제어 동작 시 상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부를 연결하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부의 연결을 차단하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부의 연결을 차단하는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 상기 전력제어부는, 상기 제2 제어 동작 시 상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부의 연결을 차단하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부의 연결을 차단하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부를 연결하는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 상기 전력제어부는, 상기 제3 제어 동작 시 상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부의 연결을 차단하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부를 연결하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부의 연결을 차단하는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 상기 전력제어부는, 상기 제4 제어 동작 시 상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부를 연결하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부의 연결을 차단하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부를 연결하는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 상기 충전부가 완전 충전된 경우 상기 제3 제어동작이 수행되는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력전달장치의 제어방법에서, 상기 제2 제어동작 수행 중, 외부에서 생산된 전력이 상기 직류-직류 변환부에 제공되는 경우, 상기 제4 제어 동작이 수행되는 전력전달장치의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 따른 실시예는 양방향 직류-직류 변환부를 사용하지 않고, 단방향 직류-직류 변환부를 이용하여 양방향 전력 전달이 가능하여 가격 경쟁력을 높일 수 있고, 충전과 방전을 동시에 수행할 수 있고, 충전에서 방전으로 그리고 방전에서 충전으로 전환 시 지연 시간을 제거할 수 있는 전력전달장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력전달장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력제어부의 서브 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 전력변환부 및 제2 전력변환부의 서브 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4 내지 도 7은 전력제어부의 제어 동작에 따른 전력전달장치의 전력 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5는 제2 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 6은 제3 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 7은 제4 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 전력전달장치 및 이의 제어방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
<전력전달장치>
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력전달장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력전달장치(10)의 서브 장치로서 제1 전력변환부(100), 충전부(400), 제2 전력변환부(300) 그리고 전력제어부(200)를 포함할 수 있다.
상기 전력전달장치(10)는 전력을 생성하고 생성된 전력을 직류 또는 교류 전력으로 변환 가능하며 생성된 전력을 저장 및 출력이 가능한 장치로서, 상기 제2 전력변환부(300)는 전력을 수신하여 전력을 변환하는 기능을 할 수 있고, 상기 제2 전력변환부(300)에 전력을 필요로 하는 부하가 연결될 수 있다.
상기 제1 전력변환부(100)와 상기 전력제어부(200)는 제1 출력배선(110)을 통해 연결되고, 상기 전력제어부(200)와 제2 전력변환부(300)는 제2 출력배선(310)을 통해 연결되고, 상기 전력제어부(200)와 상기 충전부(400)는 제3 및 제4 출력배선(410, 420)을 통해 서로 연결될 수 있다.
상기 제1 전력변환부(100)는 전력을 생산하고 생산된 전력을 출력하는 장치가 될 수 있다. 그리고 상기 제1 전력변환부(100)는 태양광 발전 장치가 될 수 있고, 상용전력과 연계하여 운전하는 계통 연계형이 될 수 있고, 상용전력과 분리되어 단독으로 사용되는 독립형이 될 수 있다.
상기 충전부(400)는 배터리가 될 수 있고, 상기 제1 전력변환부(100)에서 생산된 전력을 공급받아 이를 충전하고, 충전된 에너지를 제2 전력변환부(300)로 제공할 수 있다.
상기 제2 전력변환부(300)는 전력을 소비하는 전기 장치(부하)에 연결되어 상기 제1 전력변환부(100) 및 상기 충전부(400)로부터 수신한 전력을 전기장치가 수신할 수 있는 형태로 변환하여 상기 전기장치로 제공할 수 있다.
상기 전력제어부(200)는 상기 제1 전력변환부(100), 충전부(400) 그리고 제2 전력변환부(300) 간의 전기적 연결 및 차단을 제어할 수 있다.
상기 전력제어부(200)는 복수개의 제어 방식을 가질 수 있고, 상기 제어 방식은 제1 내지 제4 제어동작을 포함할 수 있다.
제1 제어동작
제1 제어동작은 충전동작으로서, 전력제어부(200)는 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)가 서로 전기적으로 연결되도록 하고, 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)가 서로 전기적으로 차단되도록 하며, 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)가 서로 전기적으로 차단되도록 할 수 있다.
이와 같은 제1 제어동작을 통해서 상기 충전부(400)에 상기 제1 전력변환부(100)로부터 제공된 전력이 충전되도록 할 수 있다.
제2 제어동작
제2 제어동작은 방전동작으로서, 전력제어부(200)는 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)가 서로 전기적으로 연결되도록 하고, 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)가 서로 전기적으로 차단되도록 하고, 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)가 서로 전기적으로 차단되도록 할 수 있다.
이와 같은 제2 제어동작을 통해서 상기 충전부(400)에 충전된 전력이 상기 제2 전력변환부(300)로 제공될 수 있다.
제3 제어동작
제3 제어동작은 직접 계통 연계 동작으로서, 충전부(400)가 완 충전 된 이후 전력제어부(200)는 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)가 서로 전기적으로 연결되도록 하고, 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)가 서로 전기적으로 차단되도록 하며, 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)가 서로 전기적으로 차단되도록 할 수 있다.
이와 같은 제3 제어동작을 통해서 상기 제1 전력변환부(100)로부터 생산된 전력은 상기 제2 전력변환부(300)로 제공될 수 있다.
제4 제어동작
제4 제어동작은 충전 및 방전 동작으로서, 충전부(400)의 충전 전력이 제2 전력변환부(300)로 제공되는 도중, 즉 제2 제어동작 도중에 제1 전력변환부(100)의 전력이 출력되는 경우, 전력제어부(200)는 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)를 전기적으로 연결하여 상기 제1 전력변환부(100)로부터 생산된 전력이 상기 충전부(400)에 충전되도록 할 수 있다. 이 때 상기 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)는 서로 전기적으로 차단되도록 할 수 있다.
<전력제어부의 서브 장치>
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력제어부의 서브 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전력제어부(200)는 제1 내지 제3 출력선 접속부(210, 220, 230) 그리고 출력선 제어부(240)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 출력선 접속부(210, 220, 230)는 제1 내지 제3 접속부로 지칭할 수도 있다.
상기 출력선 제어부(240)는 전술한 제1 내지 제4 제어동작에 따라서 상기 제1 내지 제3 출력선 접속부(210, 220, 230)를 제어하여 제1 내지 제4 출력배선(110, 310, 410, 420)들 간의 전기적 연결 또는 전기적 차단이 되도록 할 수 있다.
상기 제1 출력선 접속부(210)는 상기 출력선 제어부(240)의 제어신호에 따라 제1 출력배선(110)과 제2 출력배선(310) 간의 전기적 연결 또는 전기적 차단이 되도록 할 수 있다. 그리고 상기 제2 출력선 접속부(220)는 상기 출력선 제어부(240)의 제어신호에 따라 제1 출력배선(110)과 제3 출력배선(410) 간의 전기적 연결 또는 전기적 차단이 되도록 할 수 있다. 그리고 상기 제3 출력선 접속부(230)는 상기 출력선 제어부(240)의 제어신호에 따라 제4 출력배선(420)과 제2 출력배선(310) 간의 전기적 연결 또는 전기적 차단이 되도록 할 수 있다.
<제1 전력변환부 및 제2 전력변환부의 서브 장치>
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 전력변환부 및 제2 전력변환부의 서브 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제1 전력변환부(100)는 전력생산부를 포함할 수 있고 상기 전력생산부는 태양광으로부터 전력을 생산하는 솔라셀 어레이(101)가 될 수 있다. 그리고 상기 솔라셀 어레이(101)로부터 생산된 직류 전력의 레벨을 변환하여 출력하는 직류-직류 변환부(102)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 전력변환부(100)는 상기 전력생산부를 포함하지 않고, 직류-직류 변환부(102)로 이루어질 수 있고, 상기 제1 전력변환부(100)가 별도의 전력생산부에 연결되어 전력생산부로부터 제공된 전력을 변환할 수 있다. 한편 제1 출력배선(110)에는 직류 전력을 평활 하기 위한 제1 링크 커패시터(103, Clink1)가 연결될 수 있다. 그리고 제2 전력변환부(300)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 제2 전력변환부(300)에 연결된 부하(302)에 정확한 위상의 교류 전력을 공급하는 직류-교류 변환부(301)를 포함할 수 있다. 또한 제2 전력변환부(300)의 전단에는 직류 전력의 평활을 위한 제2 링크 커패시터(303, Clink2)가 연결될 수 있다.
상기 솔라셀 어레이(101)는 실리콘결정제조법으로 생성된 잉곳(ingot)을 웨이퍼의 형태로 자른 뒤 반도체제작 기법을 사용하여 만들어진 단일 전지들을 원하는 전압과 전력을 얻을 수 있도록 조합함으로써 만들 수 있다.
상기 직류-교류 변환부(301)는 스위칭 소자로 구성될 수 있고, 상기 스위칭 소자는 IGBT(Insulation Gate Bipolar Transistor)가 될 수 있다. 또한 정현파 변조 PWM제어에 의해 IGBT의 온(ON), 오프(OFF)를 반복하여 교류 전력을 생성할 수 있다.
한편 상기 솔라셀 어레이(101)와 직류-직류 변환부(102) 그리고 직류-교류 변환부(301)는 하나의 태양광 발전 시스템(500)이 될 수 있고, 부하가 상기 직류-교류 변환부(301)의 출력 단에 연결됨으로써 태양광에 의해 생성된 전력을 수신할 수 있다. 또한 상기 충전부(400)는 상기 태양광 발전 시스템(500)과는 별도로 구성되거나 상기 상기 솔라셀 어레이(101)와 직류-직류 변환부(102), 직류-교류 변환부(301) 그리고 충전부(400)가 하나의 태양광 발전 시스템(500)이 될 수 있다.
<전력의 흐름도>
도 4 내지 도 7은 전력제어부의 제어 동작에 따른 전력전달장치의 전력 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다. 제1 제어동작 시, 출력선 제어부(240)의 제어에 따라 제2 출력선 접속부(220)의 접속 동작에 따라 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)를 전기적으로 연결할 수 있다. 그리하여 직류-직류 변환부(102)로부터 출력된 직류 전력은 충전부(400)로 전달되어 상기 충전부(400)는 충전될 수 있다. 이 때 상기 제1 및 제3 출력선 접속부(210, 230)에 차단 동작에 의하여 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)의 연결관계는 차단되고, 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)의 연결관계는 차단될 수 있다.
도 5는 제2 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다. 제2 제어동작 시, 출력선 제어부(240)의 제어에 따라 제3 출력선 접속부(230)가 접속 동작하여 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)가 전기적으로 연결되어 상기 충전부(400)에 충전된 직류 전력은 직류-교류 변환부(301)를 경유하여 교류 전력으로 변환되어 전력을 소비하는 부하(302) 측에 전달될 수 있다. 이 때 상기 제1 및 제2 출력선 접속부(210, 220)의 차단 동작에 의하여 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)는 서로 전기적 연결은 차단되고, 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)는 서로 전기적 연결이 차단될 수 있다.
도 6은 제3 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다. 제3 제어동작 시, 출력선 제어부(240)의 제어에 따라 제1 출력선 접속부(210)가 접속 동작하여, 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)와의 전기적 연결을 통해 직류-직류 변환부(102)를 거쳐 레벨이 변경된 직류 전력은 직류-교류 변환부(301)를 통해 교류 전력으로 변환되어 변환된 교류 전력은 전력을 필요로 하는 부하(302)에 전달될 수 있다. 이 때 상기 제2 및 제3 출력선 접속부(220, 230)의 차단 동작에 의하여 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)의 전기적 연결은 차단되고, 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)의 전기적 연결은 차단될 수 있다.
도 7은 제4 제어동작 시 전력 흐름도를 나타낸 도면이다. 제4 제어동작 시, 출력선 제어부(240)의 제어에 따라 제2 및 제3 출력선 접속부(220, 230)가 접속 동작하여, 제1 전력변환부(100)와 충전부(400)의 전기적 연결이 이루어지고, 충전부(400)와 제2 전력변환부(300)의 전기적 연결이 이루어질 수 있다. 그리하여 직류-직류 변환부(102)로부터의 직류 전력에 의해 충전부(400)가 충전되는 동시에 상기 충전부(400)로부터의 직류 전력이 제2 전력변환부(300)로 전달되는 방전 동작이 수행될 수 있다. 그리고 제1 출력선 접속부(210)의 차단 동작에 의하여 제1 전력변환부(100)와 제2 전력변환부(300)의 접속은 차단될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 양방향 직류-직류 변환부를 구비할 필요가 없이 단방향 직류-직류 변환부(102)를 이용하여 솔라셀 어레이(101)로부터의 전력을 충전부(400)에 충전하고 충전부(400)에 충전된 전력을 부하(302)에 제공하는 것이 가능하다. 그리하여 비교적 고가에 해당하는 직류-직류 변환부를 구비할 필요가 없어 경제적인 이점이 있다. 또한 기존 양방향 전력 변환부에서는 충전과 방전이 동시에 이루어지기 힘들고, 충전과 방전이 서로 전환할 때 일정한 시간이 필요하여 전류의 흐름이 끊어지는 문제가 있으나, 전력제어부(200)의 제어 하에 솔라셀 어레이(101)와 부하(302) 그리고 충전부(400) 간의 충전 및 방전이 동시에 이루어지는 것이 가능한 이점이 있다. 또한 부하(302)의 전력 사용이 증가하는 경우, 계통 연계 발전으로도 연계가 가능하고 충전부(400)의 완충 시 제1 전력변환부(100)를 직접 계통 연계 발전으로 전환하여 사용 가능한 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 제1 전력변환부
200 전력제어부
210 제1 출력선 접속부, 제1 접속부
220 제2 출력선 접속부, 제2 접속부
230 제3 출력선 접속부, 제3 접속부
240 출력선 제어부
300 제2 전력변환부
400 충전부
500 태양광 발전 시스템
103 제1 링크 커패시터
303 제2 링크 커패시터
101 솔라셀 어레이
102 직류-직류 변환부
301 직류-교류 변환부
302 부하
110 제1 출력배선
310 제2 출력배선
410 제3 출력배선
420 제4 출력배선

Claims (13)

  1. 제1 전력변환부;
    상기 제1 전력변환부로부터 제공된 전력을 충전하는 충전부;
    상기 제1 전력변환부 또는 상기 충전부로부터 제공된 전력을 변환하는 제2 전력변환부; 및
    제1 출력 배선을 통해 상기 제1 전력변환부와 연결되고, 제2 출력 배선을 통해 상기 제2 전력변환부와 연결되며, 서로 분리된 제3 및 제4 출력 배선을 통해 상기 충전부와 연결되고, 상기 제1 전력변환부와 상기 충전부 그리고 상기 제2 전력변환부 사이의 전기적 접속을 제어하는 전력제어부;를 포함하고,
    상기 전력제어부는,
    상기 제1 출력 배선과 상기 제2 출력 배선 사이에 배치되고, 상기 제1 전력변환부와 상기 제2 전력변환부 사이의 전기적 접속 동작 또는 전기적 차단 동작을 수행하는 제1 접속부;
    상기 제1 출력 배선과 상기 제3 출력 배선 사이에 배치되고, 상기 제1 전력변환부와 상기 충전부 사이의 전기적 접속 동작 또는 전기적 차단 동작을 수행하는 제2 접속부; 및
    상기 제2 출력 배선과 상기 제4 출력 배선 사이에 배치되고, 상기 충전부와 상기 제2 전력변환부 사이의 전기적 접속 동작 또는 전기적 차단 동작을 수행하는 제3 접속부를 포함하고,
    상기 전력 제어부는 상기 제1 접속부가 차단 동작을 하고, 상기 제2 및 제3 접속부가 접속 동작을 수행하는 제어 동작을 포함하고,
    상기 제어 동작에서 상기 충전부는 상기 제1 전력변환부에서 제공되는 직류전력을 저장하는 충전 동작과 함께, 충전된 직류 전력을 상기 제2 전력변환부로 제공하는 방전 동작을 수행하는 전력전달장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전력제어부는,
    상기 제1 및 제3 접속부가 차단 동작을 하고 상기 제2 접속부가 접속 동작을 하여, 상기 충전부가 충전 동작만을 수행하도록 하는 제어 동작과,
    상기 제1 및 제2 접속부가 차단 동작을 하고 상기 제3 접속부가 접속 동작을 하여, 상기 충전부가 방전 동작만을 수행하도록 하는 제어 동작과,
    상기 제2 및 제3 접속부가 차단 동작을 하고 상기 제1 접속부가 접속 동작을 하여, 상기 충전부가 충전 동작 및 방전 동작을 모두 수행하지 않도록 하는 제어 동작을 포함하는, 전력전달장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전력변환부는,
    직류 전력의 레벨을 변경하는 직류-직류 변환부;를 포함하고,
    상기 제2 전력변환부는 상기 직류-직류 변환부 또는 상기 충전부로부터의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류-교류 변환부;를 포함하는 전력전달장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 전력변환부는,
    태양열로부터 생성되고 상기 직류-직류 변환부로 공급되는 전력을 생성하는 솔라셀 어레이;를 더 포함하는 전력전달장치.
  7. 직류-직류 변환부; 충전부; 직류-교류 변환부; 및 전력제어부;를 포함하는 전력전달장치의 제어방법에 있어서,
    상기 전력제어부는,
    상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부 사이를 접속하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 차단하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 차단하여, 상기 직류-직류 변환부로부터 제공된 전력이 상기 충전부에 충전되도록 하는 제1 제어 동작과,
    상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부 사이를 차단하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 차단하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 접속하여, 상기 충전부에 충전된 전력이 상기 직류-교류 변환부로 방전되도록 하는 제2 제어 동작과,
    상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부 사이를 차단하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 접속하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 차단하여, 상기 직류-직류 변환부로부터 제공된 전력이 상기 직류-교류 변환부로 제공되도록 하는 제3 제어 동작과,
    상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부 사이를 접속하고, 상기 직류-직류 변환부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 차단하며, 상기 충전부와 상기 직류-교류 변환부 사이를 접속하여, 상기 직류-직류 변환부로부터 제공된 전력이 상기 충전부에 충전되도록 하면서, 상기 충전부에 충전된 전력이 상기 직류-교류 변환부로 방전되도록 하는 제4 제어 동작을 포함하고,
    상기 제1 내지 제4 제어 동작을 수행하도록 상기 직류-직류 변환부와 상기 충전부 그리고 상기 직류-교류 변환부의 전기적 연결을 제어하는 전력전달장치의 제어방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 충전부가 완전 충전된 경우 상기 제3 제어동작이 수행되는 전력전달장치의 제어방법.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 제어동작 수행 중,
    외부에서 생산된 전력이 상기 직류-직류 변환부에 제공되는 경우, 상기 제4 제어 동작이 수행되는 전력전달장치의 제어방법.
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