KR102376838B1 - photovoltaic power plant - Google Patents

photovoltaic power plant Download PDF

Info

Publication number
KR102376838B1
KR102376838B1 KR1020207011703A KR20207011703A KR102376838B1 KR 102376838 B1 KR102376838 B1 KR 102376838B1 KR 1020207011703 A KR1020207011703 A KR 1020207011703A KR 20207011703 A KR20207011703 A KR 20207011703A KR 102376838 B1 KR102376838 B1 KR 102376838B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
energy
phase
separation device
energy store
Prior art date
Application number
KR1020207011703A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200080238A (en
Inventor
자우-다 랴오
신-천 라이
펑-츠 충
슈-원 한
제프리 원-타이 수이
Original Assignee
엘티 (유에스에이), 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/796,506 external-priority patent/US10381840B2/en
Application filed by 엘티 (유에스에이), 코포레이션 filed Critical 엘티 (유에스에이), 코포레이션
Publication of KR20200080238A publication Critical patent/KR20200080238A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102376838B1 publication Critical patent/KR102376838B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H02J3/44Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with means for ensuring correct phase sequence
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/50Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

광전지(PV) 발전소는 적어도 하나의 AC 전력 생성 유닛을 포함한다. AC 전력 생성 유닛은 PV 전지판들과 같은 DC 전력 생성기로부터 DC 에너지를 공급받는 에너지 저장소를 포함한다. 에너지 저장소는 에너지를 저장하기 위한 버퍼로서 사용되고, PV 발전소의 효율을 개선한다. 에너지 저장소가 사용되는지 여부에 관계없이, 분리 디바이스들은 발전소에 의해 그리드에 전달되는 전력의 양을 감소시킬 수 있는 전력 소멸을 방지하는데 사용될 수 있다. PV 발전소의 시스템 통합에서, 전력 그리드 규약(power grid convention)에서의 DC/AC 컨버터의 공표된 정격을 전력 변환 능력으로서 간주해서는 안된다는 것을 알 수 있다.A photovoltaic (PV) power plant includes at least one AC power generating unit. The AC power generating unit includes an energy store that is supplied with DC energy from a DC power generator such as PV panels. The energy storage is used as a buffer for storing energy, improving the efficiency of PV power plants. Irrespective of whether energy storage is used or not, the separation devices can be used to prevent power dissipation, which can reduce the amount of power delivered to the grid by the power plant. In the system integration of PV power plants, it can be seen that the published ratings of DC/AC converters in the power grid convention should not be considered as power conversion capabilities.

Description

광전지 발전소photovoltaic power plant

광전지(PV) 발전소는 태양 에너지를 전기로 변환함으로써 전기를 생성한다. 그 생성된 전기는 이후 전력 그리드에 제공된다. 태양 에너지 소스(즉, 수신된 태양 광선)는 시변 강도(time varying intensity)를 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이러한 PV 발전소들 내의 PV 전력 생성기들은 전력 생성 최적화 디바이스("최적화기"로도 지칭됨)를 포함한다. 최적화기의 한가지 타입은 MPPT 디바이스가 PV 발전소의 동작을 제어하는데 사용하는 순간 최대 전력 생산점(MPPP) 전압을 추적하는 "최대 전력점 추적기(MPPT)"(또는 "MPPT 디바이스")라고 명명된다. 이러한 실시는 본 명세서에서 "블라인드 MPPT 형태"로 지칭된다. MPPT 디바이스는 일반적으로 소프트웨어 또는 펌웨어이고; 시변 태양 에너지 소스로부터 최대 전력 생산을 초래하는 시변 전압을 추적한다.Photovoltaic (PV) power plants generate electricity by converting solar energy into electricity. The generated electricity is then provided to the power grid. A solar energy source (ie received sun rays) is characterized as having a time varying intensity. Accordingly, PV power generators within these PV power plants include a power generation optimization device (also referred to as an “optimizer”). One type of optimizer is termed a “Maximum Power Point Tracker (MPPT)” (or “MPPT Device”), which tracks the instantaneous maximum power production point (MPPP) voltage that the MPPT device uses to control the operation of the PV power plant. This practice is referred to herein as "blind MPPT form". MPPT devices are typically software or firmware; Tracks the time-varying voltage that results in maximum power production from a time-varying solar energy source.

본 명세서에서 청구하는 요지는 전술한 바와 같은 환경들에서만 작용하거나 임의의 단점을 해소하는 실시예들에 한정되지 않는다. 오히려, 본 배경기술은 본 명세서에서 설명된 몇몇 실시예들이 실시될 수 있는 하나의 예시적인 기술 영역을 설명하기 위해 제공된 것일 뿐이다.The subject matter claimed herein is not limited to embodiments that work only in circumstances as described above or that solve any disadvantages. Rather, this background is merely provided to illustrate one exemplary area of technology in which some embodiments described herein may be practiced.

본 명세서에 설명된 실시예들은 적어도 하나의 AC 전력 생성 유닛을 포함하는 광전지(PV) 발전소와 관련된다. PV 전력 상태의 일 실시예에 따르면, 각각의 AC 전력 생성 유닛은 DC 전력 생성기, 제1 DC/AC 3상 컨버터(들), 에너지 저장소, 및 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)를 포함한다. DC 전력 생성기는 x MW 태양열 스트링들로 구성되며, x는 양수이다. 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)는 y MW의 총 공표된 전력 정격을 갖는다. 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)는 DC 전력 생성기에 의해 제공된 DC 전력을 수신하고, 수신된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고, 그 변환된 AC 전력을 변압기를 통해 전력 그리드에 제공한다. 에너지 저장소는 DC 전력 생성기에 의해 생성된 DC 전력의 나머지 부분의 적어도 일부를 수신한다. 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)는 z MW의 총 공표된 전력 정격을 가지며, z는 양수이고, y와 z의 합은 x보다 크다. 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)는 에너지 저장소로부터 DC 전력을 수신하고, 에너지 저장소로부터 수신된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고, 변환된 AC 전력을 변압기를 통해 전력 그리드에 제공한다. y와 z의 합이 x보다 크기 때문에, 이 실시예에 따른 발전소는 전력 그리드에 더 많은 전력을 전달한다.Embodiments described herein relate to a photovoltaic (PV) power plant comprising at least one AC power generating unit. According to an embodiment of the PV power state, each AC power generating unit includes a DC power generator, a first DC/AC three-phase converter(s), an energy store, and a second DC/AC three-phase converter(s). do. The DC power generator consists of x MW solar strings, where x is positive. The first DC/AC three-phase converter(s) has a total published power rating of y MW. The first DC/AC three-phase converter(s) receives DC power provided by the DC power generator, converts the received DC power into AC power, and provides the converted AC power to the power grid through a transformer. The energy store receives at least a portion of the remainder of the DC power generated by the DC power generator. The second DC/AC three-phase converter(s) has a total published power rating of z MW, where z is positive and the sum of y and z is greater than x. The second DC/AC three-phase converter(s) receives DC power from the energy store, converts the DC power received from the energy store into AC power, and provides the converted AC power to the power grid through a transformer. Since the sum of y and z is greater than x, the power plant according to this embodiment delivers more power to the power grid.

본 명세서에 설명된 다른 실시예에 따르면, 각각의 AC 전력 생성 유닛은 x MW 태양열 스트링들로 구성되는 DC 전력 생성기, 에너지 저장소, 및 z MW의 총 공표된 전력 정격을 갖는 DC/AC 3상 컨버터들을 포함하고, z는 x보다 크다. 에너지 저장소는 DC 전력 생성기에 의해 생성된 DC 전력의 나머지 부분의 적어도 일부를 수신한다. DC/AC 3상 컨버터(들)는 에너지 저장소로부터 DC 전력을 수신하고, 에너지 저장소로부터 수신된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고, 변환된 AC 전력을 변압기를 통해 전력 그리드에 제공한다. z가 x보다 크기 때문에, 본 실시예에 따른 발전소는 전력 그리드에 더 많은 전력을 전달한다.According to another embodiment described herein, each AC power generating unit is a DC power generator consisting of x MW solar strings, an energy storage, and a DC/AC three-phase converter having a total published power rating of z MW. , and z is greater than x. The energy store receives at least a portion of the remainder of the DC power generated by the DC power generator. The DC/AC three-phase converter(s) receives DC power from the energy storage, converts the DC power received from the energy storage into AC power, and provides the converted AC power to the power grid through a transformer. Since z is greater than x, the power plant according to this embodiment delivers more power to the power grid.

본 명세서에 설명된 또 다른 실시예에 따르면, 각각의 AC 전력 생성 유닛은 태양열 스트링들로 구성된 DC 전력 생성기를 포함한다. DC/AC 3상 컨버터(들)는 분리기를 통해 DC 전력 생성기로부터 DC 전력을 수신하고, 수신된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고, 그 변환된 AC 전력을 변압기를 통해 전력 그리드에 제공한다. 분리기의 사용은 발명자들이 전력 소멸 현상에 관련하여 발견한 문제점들을 회피하게 함으로써, 발전소가 그리드에 전달할 수 있는 전력의 양을 증가시킨다. According to another embodiment described herein, each AC power generating unit comprises a DC power generator composed of solar strings. The DC/AC three-phase converter(s) receives DC power from a DC power generator through a separator, converts the received DC power into AC power, and provides the converted AC power to the power grid through a transformer. The use of a separator increases the amount of power a power plant can deliver to the grid by avoiding the problems the inventors have found with regard to power dissipation.

이 요약은 상세한 설명에서 아래에 추가로 설명되는 개념들의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공되는 것이다. 이 요약은 청구된 요지의 주요 특징부 또는 기본 특징부를 확인하고자 하는 것도 청구된 요지의 범주를 결정하는데 도움이 되고자 하는 것도 아니다.This Summary is provided to introduce a selection of concepts in a simplified form that are further described below in the Detailed Description. This summary is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be an aid in determining the scope of the claimed subject matter.

상술 및 다른 이점들 및 특징들이 획득될 수 있는 방식을 설명하기 위하여, 다양한 실시예의 더 특정한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 제공될 것이다. 따라서, 이들 도면은 단지 샘플 실시예들을 나타내기 때문에 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 이해하면서, 실시예들은 첨부된 도면들의 사용을 통해 추가의 특이성 및 세부사항으로 설명될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 분리 디바이스(decoupling device)들이 에너지 저장소와 함께 사용되는 다양한 발전소들의 블록도들을 도시하고;
도 2a는 실험에서 셋업되고, 통상적으로 셋업되는 2개의 AC 전력 생성 유닛이 있고, 각각의 전력 생산 유닛의 출력을 측정하는 전력 및 에너지계(power and energy meter)들을 갖는 발전소의 블록도를 도시하고;
도 2b는 분리 디바이스들 및 에너지 저장소를 포함하도록 수정한 후의 도 2a의 발전소의 블록도를 도시하는 것으로, 이는 그리드로의 향상된 에너지 출력을 검증하는데 사용되고;
도 3은 2개의 전력 전달 채널이 있는 발전소의 블록도를 도시하는 것으로, 하나의 채널은 에너지 저장소의 사용을 호출하고, 다른 하나는 에너지 저장소의 사용자를 호출하지 않고;
도 4는 도 3의 더 넓은 실시예를 나타내는 발전소의 블록도를 도시하고;
도 5는 에너지 저장소의 사용을 통해 전력이 전달되는 발전소의 블록도를 도시하고;
도 6은 도 5의 더 넓은 실시예를 나타내는 발전소의 블록도를 도시하고;
도 7은 발전소의 블록도를 도시하고;
도 8은 본 명세서에 기술된 원리들에 따른 MEUPT(Maximum Energy Utilization Point Tracking) 제어기의 블록도를 도시하고;
도 9는 발전소와 관련하여 도 8의 MEUPT 제어기의 블록도를 도시한다.
In order to explain how the above and other advantages and features may be obtained, a more specific description of various embodiments will be provided with reference to the accompanying drawings. Accordingly, embodiments will be described with further specificity and detail through the use of the accompanying drawings, with the understanding that these drawings represent only sample embodiments and are not to be considered limiting of the scope of the present invention.
1A-1C show block diagrams of various power plants in which decoupling devices are used in conjunction with energy storage;
2A shows a block diagram of a power plant set up in an experiment, with two AC power generating units typically set up, with power and energy meters measuring the output of each power generating unit; ;
FIG. 2B shows a block diagram of the power plant of FIG. 2A after modification to include separation devices and energy storage, which is used to verify improved energy output to the grid;
Fig. 3 shows a block diagram of a power plant with two power delivery channels, one channel calling the use of energy storage and the other not calling users of the energy storage;
Fig. 4 shows a block diagram of a power plant representing the broader embodiment of Fig. 3;
5 shows a block diagram of a power plant in which power is delivered through the use of energy storage;
Fig. 6 shows a block diagram of a power plant representing the broader embodiment of Fig. 5;
7 shows a block diagram of a power plant;
8 shows a block diagram of a Maximum Energy Utilization Point Tracking (MEUPT) controller in accordance with the principles described herein;
Fig. 9 shows a block diagram of the MEUPT controller of Fig. 8 in relation to a power plant;

특허 공보들, US2016/0036232 및 US2017/0149250 A1(그 내용들은 본 명세서에 참고로 포함됨)는 블라인드 MPPT 형태를 실시하는 PV 에너지 시스템들이 그리드에 제공되는 차선의 전기량을 달성한다고 개시하고 있다. 이 특허 공보들은 에너지 이용을 위해 전기를 효율적으로 추출하기 위해, 생성된 전기 에너지를 효과적으로 그리고 효율적으로 추출하기 위해 에너지 추출 디바이스의 특성들을 매칭시켜야 한다는 것을 교시하고 있다. 또한, 이 특허 출원들은 관련 디바이스들이 또한 효율적인 에너지 이용을 위해 추출된 전기를 조절 및/또는 전달하도록 매칭되어야 한다는 것을 교시하고 있다. Patent publications US2016/0036232 and US2017/0149250 A1, the contents of which are incorporated herein by reference, disclose that PV energy systems implementing blind MPPT configuration achieve sub-optimal electricity provided to the grid. These patent publications teach that in order to efficiently and efficiently extract electricity for energy use, the characteristics of the energy extraction device must be matched in order to effectively and efficiently extract the generated electrical energy. In addition, these patent applications teach that the related devices must also be matched to modulate and/or deliver the extracted electricity for efficient energy use.

이 특허 공보들은 에너지 이용 효율이 전력 생산에 더하여 전력 수요에 불가분하게 의존한다는 사실을 추가로 강조하고 있다. 또한, 이들은 임의의 에너지 시스템에서, 에너지 및 전하 보존 법칙들에 부합할 때에도 전형적인 전력 소비가 전력 생산과 반드시 동일하지는 않다는 것을 교시하고 있다. These patent publications further emphasize the fact that energy utilization efficiency is inextricably dependent on electricity demand in addition to electricity production. They also teach that in any energy system, typical power consumption is not necessarily equal to power production, even when the laws of conservation of energy and charge are met.

MPPT 디바이스를 태양열 발전소들에 대한 최적화기로서 사용하는 대신에, 참조된 특허 공보들은 "최대 에너지 이용점 추적기" 또는 "MEUPT 디바이스"를 PV 발전소 최적화기로서 사용하는 것을 제안하였다. 이러한 최적화기는 본 명세서에서 "MEUPT 최적화기"로 지칭될 것이다. 참조된 특허 공보들에 따르면, MEUPT 최적화기는, 생성되지만 이용을 위해 전력 그리드에 추출 및/또는 전달되지 않는 전기 에너지로서 정의되는 "잉여 에너지"로서 언급되는 것을 캡처하도록 설계된다. "잉여 에너지"의 정의가 또한 본 명세서에서 사용된다.Instead of using the MPPT device as an optimizer for solar power plants, the referenced patent publications propose to use a “maximum energy utilization point tracker” or “MEUPT device” as a PV power plant optimizer. Such an optimizer will be referred to herein as a "MEUPT optimizer". According to the referenced patent publications, the MEUPT optimizer is designed to capture what is referred to as "surplus energy", which is defined as electrical energy that is generated but not extracted and/or delivered to the power grid for use. The definition of “surplus energy” is also used herein.

MEUPT 최적화기는 또한 캡처된 잉여 에너지를 에너지 저장소 내에 임시 저장하도록 설계되고; 그 후 이 전기 에너지를 이용을 위해 전력 그리드에 준비 및 전달한다. 따라서, MEUPT 최적화기를 통합할 때 PV 발전소의 전기 판매 수익이 향상될 수 있다. The MEUPT optimizer is also designed to temporarily store the captured surplus energy in an energy store; This electrical energy is then prepared and delivered to the power grid for use. Thus, when integrating the MEUPT optimizer, the PV power plant's electricity sales revenue can be improved.

섹션 1: MEUPT 최적화기의 기능Section 1: Features of the MEUPT optimizer

US2016/0036232 및 US2017/0149250 A1("참조된 특허 공보들")에 기술된 원리들에 따르면, 본 명세서에 개시된 일 실시예의 MEUPT 최적화기는 잉여 에너지 추출기, 에너지 저장소, 및 MEUPT 제어기를 포함한다. MEUPT 제어기는 에너지 추출기들 및 DC/AC 컨버터들과 협력하여 작동한다. (정확히 동일하지는 않지만) "전력" 및 "에너지"라는 용어들은 본 기술분야에서 교환가능하게 사용된다. 따라서, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 용어는 동일한 의미를 갖는다. According to the principles described in US2016/0036232 and US2017/0149250 A1 (“referenced patent publications”), the MEUPT optimizer of one embodiment disclosed herein comprises a surplus energy extractor, an energy store, and a MEUPT controller. The MEUPT controller works in concert with energy extractors and DC/AC converters. The terms "power" and "energy" (though not exactly the same) are used interchangeably in the art. Accordingly, unless otherwise specified, each term has the same meaning.

에너지 추출기는 생성된 DC 전력 소스로부터 초기 발진 전력 트레인을 추출한다. 추출된 초기 전력 체인은 전력 그리드의 AC 전력 그리드 요건들을 따른다. 다시 말해서, 추출된 초기 전력 체인은 전력 그리드 전압 범위에 따르는 피크 전압을 갖는 시변 정현파 전압을 갖는다. 또한, (전압의 제곱에 비례하는) 전기 전력은 전력 그리드와 동기화되는(동일한 위상 및 동일한 주파수를 갖는) 형태(sin2(ωt) 또는 cos2(ωt)를 취한다. An energy extractor extracts an initial oscillation power train from the generated DC power source. The extracted initial power chain conforms to the AC power grid requirements of the power grid. In other words, the extracted initial power chain has a time-varying sinusoidal voltage with a peak voltage that conforms to the power grid voltage range. Also, electrical power (proportional to the square of the voltage) takes the form (sin 2 (ωt) or cos 2 (ωt)) synchronized with the power grid (with the same phase and the same frequency).

한편, 잉여 에너지 추출기는 생성된 DC 전력으로부터 초기 발진 전력 트레인을 차감하고 남은 나머지 발진 전력 트레인을 추출한다. 다시 말해서, 이러한 나머지 발진 전력 트레인은 초기 발진 전력 트레인을 전력 그리드에 제공한 후에 남아있는 남겨진(left-over) 발진 전력 트레인이다. 나머지 발진 전력 트레인은 전력 그리드에 제공된 초기 발진 전력 트레인과 비교하여 90° 위상 시프트를 갖는다. 90° 위상 시프트로 인해, 이러한 나머지 발진 전력 트레인은 동일 전력 그리드 상에 제공하기 위해 즉각적으로 AC 전력으로 변환될 수 없다. 따라서, 나머지 발진 전력 트레인의 잉여 에너지를 일시적으로 저장하기 위해 에너지 저장소가 사용된다. 그 후, 저장된 에너지는 DC/AC 컨버터에 공급되어; 저장된 잉여 에너지는 동일한 전력 그리드로(동일한 위상 및 주파수로) 동기화된 AC 전력으로 변환될 수 있다. Meanwhile, the surplus energy extractor subtracts the initial oscillation power train from the generated DC power and extracts the remaining oscillation power train. In other words, this remaining oscillating power train is a left-over oscillating power train that remains after providing the initial oscillating power train to the power grid. The remaining oscillating power train has a 90° phase shift compared to the initial oscillating power train provided to the power grid. Due to the 90° phase shift, this remaining oscillating power train cannot be immediately converted to AC power to provide on the same power grid. Thus, an energy store is used to temporarily store the surplus energy of the remaining oscillating power train. Thereafter, the stored energy is supplied to a DC/AC converter; The stored surplus energy can be converted to AC power synchronized to the same power grid (same phase and frequency).

MEUPT 제어기는 저장소의 에너지 레벨을 측정하고; 추출될 수 있는 저장소 내의 에너지의 양을 추정하고; 이 에너지 양이 DC/AC 컨버터(들)에 의해 추출될 수 있도록 이 정보를 관련 DC/AC 컨버터(들)에 전달한다. 그 후, DC/AC 컨버터(들)는 적절한 진동 전력 트레인(pulsating power train)의 형태로 AC 전력으로의 변환을 위해 저장소로부터 저장된 에너지를 추출하고, 그 AC 전력을 전력 그리드에 제공한다. 따라서, PV 발전소들은 MEUPT 최적화기를 통합할 때 거의 모든 생성된 전기 에너지를 전력 그리드에 제공할 수 있다. 대조적으로, MEUPT 최적화기 없이, 참조된 특허 공보들에 따른 PV 발전소는 단지 전력 그리드에 생성된 전력/에너지의 절반 미만을 제공할 수 있다. The MEUPT controller measures the energy level of the reservoir; estimate the amount of energy in the reservoir that can be extracted; This information is communicated to the relevant DC/AC converter(s) so that this amount of energy can be extracted by the DC/AC converter(s). The DC/AC converter(s) then extracts the stored energy from the storage for conversion to AC power in the form of an appropriate pulsating power train and provides the AC power to the power grid. Thus, PV power plants can provide almost all of the generated electrical energy to the power grid when integrating the MEUPT optimizer. In contrast, without the MEUPT optimizer, a PV power plant according to the referenced patent publications can only provide less than half of the power/energy generated to the power grid.

섹션 2: MEUPT로 종래의 PV 발전소 개선Section 2: Retrofitting conventional PV power plants with MEUPT

태양열 발전소들은 종종 소정 수의 메가와트(MW)의 관점에서 평가된다. 통상적으로, 태양열 발전소가 x MW(여기서 x는 소정의 양수)로 평가되는 것으로 공표될 때, 이것은 모든 태양열 스트링들의 DC 전력 생산 등급의 총합이 x MW임을 의미한다. 이러한 종래의 태양열 발전소들은 또한 3상 DC/AC 컨버터들을 가지며, 이들은 x MW보다 크지 않은 총 메이커 공표된 DC/AC 변환 능력을 갖는다. 이 원리는 종래의 MPPT 실시에 따른 종래의 발전소의 동작들을 요약한다.Solar power plants are often rated in terms of a certain number of megawatts (MW). Typically, when a solar power plant is declared rated at x MW (where x is some positive number), this means that the sum of the DC power generation ratings of all solar strings is x MW. These conventional solar power plants also have three-phase DC/AC converters, which have a total manufacturer published DC/AC conversion capacity of no greater than x MW. This principle summarizes the operations of a conventional power plant according to a conventional MPPT implementation.

다시 말해서, 정격 x MW의 종래의 PV 발전소는 태양 에너지를 DC 전기로 변환하는 x MW PV 태양 전지판의 스트링으로 구성된다. 다음으로, 생성된 DC 전기가 추출되고 3상 DC/AC 컨버터들에 의해 전력 그리드의 모든 AC 전력 요건들에 따르는 적절한 AC 전력으로 변환되고, 그 후 전력 그리드에 제공된다. 전력 그리드에 제공되는 이러한 AC 전기 전력은 본 명세서에서 "초기 발진 전력 트레인"으로도 지칭된다. DC/AC 컨버터들의 총 메이커 공표된 DC/AC 변환 능력은, 태양 전지판 산업에 의해 공표된 설치된 태양 전지판의 DC 생성 능력의 총량인 x MW보다 크지 않다는 것을 상기한다. In other words, a conventional PV power plant rated x MW consists of a string of x MW PV solar panels that convert solar energy into DC electricity. Next, the generated DC electricity is extracted and converted by three-phase DC/AC converters to appropriate AC power complying with all AC power requirements of the power grid, and then provided to the power grid. This AC electrical power provided to the power grid is also referred to herein as an “initial oscillation power train”. Recall that the total manufacturer published DC/AC conversion capacity of DC/AC converters is not greater than x MW, which is the total amount of DC generating capacity of installed solar panels published by the solar panel industry.

참조된 특허 공보들, US2016/0036232 및 US2017/0149250 A1의 설명에 따르면, 태양 전지판 스트링들에 의해 생성된 총 DC 전력으로부터 초기 발진 전력 트레인(에너지 추출기에 의해 추출됨)을 차감할 때 초래되는 나머지 발진 전력 트레인이 존재한다. 다시 말해서, 이 전력 트레인은 에너지 추출기에 의해 추출되고 전력 그리드에 제공되는 초기 발진 전력 트레인으로부터 약 90° 위상차를 갖는 나머지 발진 전력 그리드이다. According to the description of the referenced patent publications US2016/0036232 and US2017/0149250 A1, the remainder resulting from subtracting the initial oscillation power train (extracted by the energy extractor) from the total DC power generated by the solar panel strings. An oscillating power train exists. In other words, this power train is the remaining oscillating power grid with about 90° phase difference from the initial oscillating power train extracted by the energy extractor and provided to the power grid.

나머지 발진 전력 트레인은 전력 그리드로부터 위상이 약 90° 벗어나기 때문에, 이러한 나머지 발진 전력 트레인은 직접 컨디셔닝되고, AC 전력으로 변환되어 동일한 전력 그리드에 제공될 수 없다. 참조된 특허 공보들에 개시된 원리들에 따르면, 에너지 저장소는 (나타낸 잉여 에너지를 저장할 때) 이 위상이 90° 벗어난 나머지 발진 전력 트레인에 포함된 에너지를 일시적으로 저장한다. 이러한 잉여 에너지가 에너지 저장소 내에 저장된 후, 잉여 에너지는 DC/AC 컨버터에 공급될 수 있는 DC 에너지로서 기능할 수 있다. 다음으로, 이 잉여 에너지는 (전력 그리드와의 동기화를 포함하는) 모든 전력 그리드 요건들에 따르는 AC 전력으로 변환될 수 있어서, 결과적인 AC 전력은 동일한 그리드에 제공될 수 있다.Because the remaining oscillating power train is about 90° out of phase from the power grid, this remaining oscillating power train cannot be directly conditioned and converted to AC power and provided to the same power grid. According to the principles disclosed in the referenced patent publications, the energy storage temporarily stores the energy contained in the remaining oscillating power train out of phase by 90° (when storing the indicated surplus energy). After this surplus energy is stored in the energy store, the surplus energy can function as DC energy that can be supplied to a DC/AC converter. This surplus energy can then be converted into AC power complying with all power grid requirements (including synchronization with the power grid), so that the resulting AC power can be provided to the same grid.

섹션 3: 에너지 저장소로부터의 에너지 누설 방지Section 3: Preventing Energy Leakage from Energy Storage

MEUPT 최적화기에 대한 에너지 저장소 설계 고려사항에 대해 상세히 설명하기 전에, 중요한 문제가 먼저 본원에서 설명된다. 구체적으로, 태양 전지판 스트링들은 해질녘에 매우 높은 저항을 가질 수 있지만, 태양 전지판 스트링은 태양이 정오에 강할 때 어느 한 방향으로 상당한 전류를 전도할 수 있다. 따라서, 저장소 내에 저장된 전기 에너지는 주간 동안 태양 전지판들을 통해 누설되고 가열될 수 있다. 따라서, 분리 다이오드들은 태양 전지판 스트링들 각각에 추가되어, 전기 에너지가 각각의 태양 전지판 스트링으로부터 유동하여 저장소를 충전할 수 있지만, 저장소 내의 에너지는 저장소로부터 태양 전지판 스트링들 내로 역 유입될 수 없다. 이제 이러한 분리를 달성하는 다양한 에너지 저장소 시스템들이 도 1a, 도 1b 및 도 1c와 관련하여 설명될 것이다. Before detailing energy storage design considerations for the MEUPT optimizer, an important issue is first addressed herein. Specifically, solar panel strings can have very high resistance at sunset, but solar panel strings can conduct significant current in either direction when the sun is strong at noon. Thus, electrical energy stored in the reservoir can leak and heat up through the solar panels during the day. Thus, isolation diodes are added to each of the solar panel strings so that electrical energy can flow from each solar panel string to charge the reservoir, but the energy in the reservoir cannot flow back into the solar panel strings from the reservoir. Various energy storage systems that achieve this separation will now be described with respect to FIGS. 1A , 1B and 1C .

섹션 4: 에너지 저장소에 대한 설계 고려사항Section 4: Design Considerations for Energy Storage

도 1a는 DC/AC 컨버터(1200A)가 그 전력을 AC 전력으로 변환할 때 DC/AC 컨버터(1200A)에 의해 인출된 전력을 차감하는 태양열 스트링들(1100A)의 세트로부터 생성된 전력 스트림으로부터 생기는 잉여 전력을 임시로 저장하도록 설계된 에너지 저장소(1300A)를 도시하는 블록도를 나타낸다. AC 전력은 변압기(1500A)를 통해 AC 전력 그리드(1600A)에 제공된다. 저장소(1300A)는 분리 다이오드 세트(1400A)를 통해 나머지 발진 전력 트레인을 수신한다. 일례에서, 이 에너지 저장소(1300A)는 1 MW PV 발전소의 잉여 에너지를 2분 동안 임시로 저장하도록 설계된다.1A shows the power stream generated from a set of solar strings 1100A that subtracts the power drawn by DC/AC converter 1200A when DC/AC converter 1200A converts that power to AC power. A block diagram depicting an energy storage 1300A designed to temporarily store surplus power is shown. AC power is provided to AC power grid 1600A via transformer 1500A. Reservoir 1300A receives the remaining oscillating power train via isolation diode set 1400A. In one example, this energy storage 1300A is designed to temporarily store the surplus energy of a 1 MW PV power plant for two minutes.

단지 예로서, 1차 에너지 소스는 2분 동안 일정한 강도로 유지할 수 있다고(그리고 일정한 1 MW 생성기의 전력 생산을 허용하기 위해 PV 스트링들(1100A)의 전력 생산이 유지된다고) 가정한다. 다음의 분석을 위해, 초기 및 나머지 발진 전력 트레인들 모두는 동일한 반복 형태들을 갖지만, 90도 위상 차이를 갖는다. 첫째로, 에너지 저장소가 브루트 포스(brute force)를 사용하여 어떻게 설계될 수 있는지를 검사한다. 에너지 저장소의 목적은 DC/AC 컨버터들이 나중에 이 저장된 에너지를 변환할 수 있도록 잉여 에너지를 일시적으로 저장하는 것임을 명심한다. By way of example only, assume that the primary energy source is capable of maintaining a constant intensity for 2 minutes (and the power production of the PV strings 1100A is maintained to allow for a constant 1 MW generator power production). For the following analysis, both the initial and remaining oscillating power trains have the same repetition shapes, but with a 90 degree phase difference. First, we examine how energy storage can be designed using brute forces. Keep in mind that the purpose of energy storage is to temporarily store surplus energy so that DC/AC converters can convert this stored energy later.

참조된 특허 공보들에서 논의된 바와 같이, 생성된 DC 전기 에너지에 대한 잉여 에너지의 추정된 비율은 전형적인 종래의 PV 발전소에 대해 0.5를 초과한다. 분석을 위해, PV 발전소가 1 MW PV 태양 전지판 스트링들을 가지고; DC 전력은 AC 전력으로 변환되어 50 헤르츠 및 라인 전압 380 VAC 3상 AC 전력인 그리드에 제공된다고 가정한다. 이 경우, 하나의 전력 사이클의 지속 시간은 약 0.01초와 동일하고 총 위상 전류는 최대 1,000,000/(380/1.732)이고, 여기서 1.732는 3의 제곱근의 값이다. 이 비율은 피크 전압 대 라인 전압(3상 AC 전력에서의 라인 대 위상 전압(line-to-phase voltage), 또는 "위상 전압")의 비율이다. 이 발전소에 대한 전력 사이클에서 잉여 에너지와 연관된 전하를 저장하는 것은 대략 8V 패러데이의 등가 충전 용량(0.5*0.01*1,000,000/(380/1.732))을 요구할 것이며, 여기서 "V"는 충전 전후의 설계된 저장소의 전압 차이이다. As discussed in the referenced patent publications, the estimated ratio of surplus energy to generated DC electrical energy exceeds 0.5 for a typical conventional PV power plant. For analysis, a PV power plant has 1 MW PV solar panel strings; Assume that DC power is converted to AC power and provided to the grid, which is 50 hertz and line voltage 380 V AC 3-phase AC power. In this case, the duration of one power cycle is equal to about 0.01 seconds and the total phase current is at most 1,000,000/(380/1.732), where 1.732 is the square root of 3. This ratio is the ratio of peak voltage to line voltage (line-to-phase voltage, or “phase voltage” in three-phase AC power). Storing the charge associated with the surplus energy in the power cycle for this power plant would require an equivalent charge capacity of approximately 8 V Faradays (0.5*0.01*1,000,000/(380/1.732)), where "V" is the designed storage before and after charging. is the voltage difference between

이 PV 발전소의 에너지 이용을 최대화하기 위해, 일부 실시예에서, MEUPT 최적화기의 동작 전압은 PV 최대 전력 생산 전압의 75% 이내이다. 다시 말해서, 75% 최대 전력 생산의 전압 범위는 MEUPT 최적화기의 그 실시예에서 관찰되어야 한다. 측정된 I-V 데이터는 통상적으로 이 범위가 약 80 볼트라는 것을 나타낸다. 이 전압 범위가 에너지 저장소에 대한 충방전 전압 범위(즉, V=80 볼트)로서 선택될 때, 에너지 저장소의 충전 용량은 (전력 사이클이 0.01초 지속될 경우) 전력 사이클 당, MW 당 약 0.1 패러데이이다. To maximize the energy utilization of this PV plant, in some embodiments, the operating voltage of the MEUPT optimizer is within 75% of the PV maximum power production voltage. In other words, a voltage range of 75% maximum power production should be observed in that embodiment of the MEUPT optimizer. Measured I-V data typically indicate that this range is about 80 volts. When this voltage range is selected as the charge/discharge voltage range for the energy store (i.e., V=80 volts), the charge capacity of the energy store is about 0.1 Faradays per MW, per power cycle (if the power cycle lasts 0.01 seconds). .

설계 고려사항이 이(2) 분에 걸쳐 축적되는 이 잉여 에너지의 최대 양을 저장하는 경우, 요구되는 등가 충전 용량은 1 MW PV 발전소의 1200 패러데이(100*120*0.1)와 동일하다. 이러한 요구되는 등가 충전 용량은 "완전 최대 충전 용량"으로서 지칭되고, 연관된 저장소 저장 에너지의 양은 본 명세서에서 "완전 최대 에너지 저장소 용량", 또는 "완전 최대 잉여 에너지"로서 지칭된다. If design considerations store the maximum amount of this surplus energy accumulated over two (2) minutes, the required equivalent charge capacity is equivalent to 1200 Faradays (100*120*0.1) of a 1 MW PV power plant. This required equivalent charge capacity is referred to as the "full maximum charge capacity," and the associated amount of storage storage energy is referred to herein as "full maximum energy storage capacity", or "full maximum surplus energy."

이 요구되는 충전 용량을 충족시키기 위해 박막 커패시터들만을 사용할 경우, 충전 용량을 달성하는데 요구되는 박막 커패시터들의 세트는 부피가 엄청나게 크고 비용이 많이 들 것이다. 따라서, 박막 커패시터들만으로 구성되는 그러한 에너지 저장소를 설계하는 것은 실용적이지 않다. If only thin film capacitors are used to meet this required charging capacity, the set of thin film capacitors required to achieve the charging capacity will be prohibitively bulky and expensive. Therefore, it is not practical to design such an energy store that consists only of thin film capacitors.

이러한 브루트 포스 설계에 대한 변형으로서, 부피 및 크기를 감소시키기 위해 패러데이 디바이스들(배터리들 등)을 설계에 통합할 수 있다. 발명자들의 주의 깊은 분석들은 요구되는 전하 커패시턴스가 실제로는 박막 커패시터들 및 패러데이 디바이스들을 갖는 에너지 저장소에 대해 기술적으로 관리가능하다는 것을 드러낸다. 그러나, 이러한 저장소의 비용은, 배터리의 가격이 동일한 성능을 유지하면서 적어도 3배만큼 떨어질 수 없다면, 여전히 유리하기에는 너무 높다. As a variation on this brute force design, Faraday devices (such as batteries) can be incorporated into the design to reduce volume and size. The inventors' careful analyzes reveal that the required charge capacitance is in fact technically manageable for energy storage with thin film capacitors and Faraday devices. However, the cost of such storage is still too high to be advantageous if the price of the battery cannot be dropped by at least three times while maintaining the same performance.

전해 커패시터들을 사용할 경우 요구되는 자본 비용을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 그러나, 그러한 것은 이러한 커패시터들의 상대적으로 짧은 수명으로 인해 동작 비용을 증가시킬 것이다. 따라서, 현재, 전해 커패시터들의 사용은 실용적이지 않다. 따라서, 브루트 포스는 요구되는 완전 최대 에너지 저장소 용량을 갖는 경제적으로 유리한 설계들을 달성하지 못한다. The use of electrolytic capacitors can substantially reduce the required capital cost. However, such would increase the operating cost due to the relatively short lifetime of these capacitors. Therefore, at present, the use of electrolytic capacitors is not practical. Thus, brute force does not achieve economically advantageous designs with the required full maximum energy storage capacity.

본 명세서에 설명된 원리들은 이 문제를 해결하기 위해 발명자들에 의해 관찰된 다음의 사실들을 이용한다: The principles described herein make use of the following facts observed by the inventors to solve this problem:

(1) 대부분의 기존 DC/AC 컨버터들은 1초 내에 쉽게 전력을 3% 올리거나 내릴 수 있고; 또한 기존 500kW DC/AC 컨버터들은 동작 동안 1초 내에 쉽게 10kW 초과하여 램프 업 또는 다운될 수 있다.(1) most existing DC/AC converters can easily power up or down 3% in 1 second; In addition, existing 500kW DC/AC converters can easily ramp up or down in excess of 10kW within 1 second during operation.

(2) 대략적인 관찰로서, 전형적인 1 MW PV 발전소는 매일 아침마다 전력 생산을 제로 전력으로부터 시작하고, 그것의 정상적인 일과 동작에서 10kW/초보다 빠르게 그 전력 생산을 램프 업시키는 경우는 거의 없다. (2) As a rough observation, a typical 1 MW PV power plant starts generating power from zero power every morning, and rarely ramps up its power production faster than 10 kW/sec in its normal routine and operation.

(3) MW급 PV 발전소(정격 1 MW 초과)는 짧은 전력 버스트 동안 초당 10kW보다 큰 램핑 업 속도를 때때로 경험할 수 있다. 그러나, 이 짧은 버스트(또는 심지어 초당 100kW 버스트 초과)에 포함된 에너지는 MW급 발전소에서 생산된 총 일일 에너지와 비교할 때 중요하지 않다.(3) MW class PV plants (rated above 1 MW) may occasionally experience ramp-up rates greater than 10 kW per second during short bursts of power. However, the energy contained in these short bursts (or even more than 100 kW bursts per second) is insignificant compared to the total daily energy produced by a MW-class power plant.

이들 3개의 사실로부터, 발명자들은 (1) 태양 전지판 스트링들 각각에서의 전력 생산이 아침마다 0으로부터 시작하고; (2) PV 생성기는 순간적으로 풀 전력을 생성하지 않는다고 판정하였다. 따라서, 나머지 발진 전력 트레인은 즉시 그것의 최대값까지 램프 업하지 않는다. 다시 말해서, 나머지 발진 전력 트레인은 통상적으로 DC/AC 컨버터들의 램프 업 속도보다 훨씬 더 선명하게 증가한다. 또한, 임의의 짧은 램프 업 버스트에서의 에너지의 양은 1 MW 이상으로 정격화된 PV 발전소들의 에너지 수집에서 중요한 문제가 아니다.From these three facts, the inventors found that (1) the power production in each of the solar panel strings starts at zero every morning; (2) It was determined that the PV generator does not instantaneously generate full power. Thus, the remaining oscillating power train does not immediately ramp up to its maximum. In other words, the rest of the oscillating power train typically increases much sharper than the ramp-up rate of DC/AC converters. Also, the amount of energy in any short ramp up burst is not a significant issue in the energy collection of PV plants rated above 1 MW.

따라서, 최대 전체 양의 잉여 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장소를 설계하는 대신에, 본 명세서에 설명된 원리들은 저장소내에 입력된 잉여 에너지와 DC/AC 컨버터(들)이 저장소로부터 추출한 에너지 사이의 차이와 동일한 순 에너지 양(2분 이상)을 저장하도록 저장소를 설계하는 것을 제안한다. 이러한 양의 에너지는 본 명세서에서 "최대 차분 잉여 에너지"로서 지칭된다. 이러한 최대 차분 잉여 에너지의 양은 최대 전체 잉여 에너지보다 훨씬 더 작다. 따라서, 그러한 더 작은 에너지 저장소를 설계하는 것이 더 용이하며; 이는 기술면에서 관리가능하고, 또한 비용 효과적이다. Thus, instead of designing an energy storage capable of storing the maximum total amount of surplus energy, the principles described herein are based on the difference between the surplus energy input into the storage and the energy extracted from the storage by the DC/AC converter(s). It is proposed to design the reservoir to store the same net amount of energy (more than 2 minutes). This amount of energy is referred to herein as “maximum differential surplus energy”. The amount of this maximum differential surplus energy is much smaller than the maximum total surplus energy. Therefore, it is easier to design such a smaller energy store; It is technically manageable and also cost effective.

도 1b는 DC/AC 컨버터(1201B)에 의해 인출된 전력을 차감한 태양열 스트링들(1100B)의 세트로부터 생산된 전력 스트림으로부터 발생하여 잉여 전력을 저장하는 에너지 저장소(1300B)를 상징적으로 도시한 블록도를 나타낸다. 동시에, 다른 DC/AC 컨버터(1202B)는 MEUPT 제어기(1310B)에 의해 (잉여 전력을 포함하는) 에너지 저장소(1300B)로부터 대략 동일한 양의 DC 에너지를 수신하도록 지시받는다. DC/AC 컨버터들(1201B 및 1202B) 둘 다는 수신된 DC 에너지를 AC 전력으로 동시에 변환하고, 그 AC 전력을 동일한 변압기(1500B)를 통해 동일한 그리드(1600B)에 제공한다. 그렇게 함에 있어서, 저장소(1300B)에 대한 순 에너지 저장 부담은 도 1a에 도시된 저장소(1300A)의 것과 비교할 때 매우 작은 용량으로 감소될 수 있다.1B is a block diagram symbolically illustrating an energy storage 1300B that stores surplus power resulting from a power stream produced from a set of solar strings 1100B minus the power drawn by the DC/AC converter 1201B. shows the figure. At the same time, the other DC/AC converter 1202B is instructed by the MEUPT controller 1310B to receive approximately the same amount of DC energy from the energy store 1300B (including the surplus power). Both DC/AC converters 1201B and 1202B simultaneously convert the received DC energy to AC power and provide that AC power to the same grid 1600B via the same transformer 1500B. In doing so, the net energy storage burden on storage 1300B can be reduced to a very small capacity compared to that of storage 1300A shown in FIG. 1A .

도 1c는 도 1b에 도시된 구성으로부터 수정되었지만, 도 1b에 도시된 구성과 거의 동일한 성능을 갖는 구성을 나타낸다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 에너지 저장소(1300C)는 PV 태양열 스트링들(1100C)에 의해 생산된 DC 전력 스트림을 다이오드 세트(1400C)를 통해 저장한다. 2개의 DC/AC 컨버터들(1201C 및 1202C)은 MEUPT 제어기(1310C)에 의해 PV 스트링에 의해 생산된 DC 에너지 입력과 대략 동일한 양으로 에너지 저장소(1300C)로부터 대략 동일한 총 DC 전력을 (모두 합쳐서) 수신한다. 따라서, 저장소(1300C)의 입력들 및 출력들에는 매우 작은 순 전력 입력 균형만이 존재한다. 1201C 및 1202C 둘 다는 수신된 DC 전력을 동일한 변압기(1500C)를 통해 동일한 그리드(1600B)에 제공된 AC 전력으로 동시에 변환한다.Fig. 1C shows a configuration modified from the configuration shown in Fig. 1B, but having almost the same performance as the configuration shown in Fig. 1B. 1C , energy storage 1300C stores the DC power stream produced by PV solar strings 1100C via diode set 1400C. The two DC/AC converters 1201C and 1202C combine approximately the same total DC power from energy storage 1300C in approximately the same amount as the DC energy input produced by the PV string by MEUPT controller 1310C (all together). receive Accordingly, there is only a very small net power input balance at the inputs and outputs of storage 1300C. Both 1201C and 1202C simultaneously convert received DC power to AC power provided to the same grid 1600B via the same transformer 1500C.

요약하면, (적절히 분리될 경우) 도 1b에 도시된 바와 같이, 에너지 저장소는 생산된 DC 전력이 (DC/AC 컨버터(1201B)의 모듈로서 내장될 수 있는) 에너지 추출기에 의해 추출된 후에 남아있는 나머지 발진 전력 트레인의 형태로 잉여 에너지를 추출 및 저장할 수 있다. 다른 DC/AC 컨버터(1201B)는 저장소 내에 저장된 잉여 에너지의 순 양을 감소시키기 위해 에너지 저장소(1300B) 밖으로 대략 동일한 양의 에너지를 추출하도록 설계된다. 따라서, 비교적 작은 저장소가 적절하다.In summary, as shown in FIG. 1B (when properly separated), the energy storage stores the remaining DC power after it has been extracted by the energy extractor (which may be incorporated as a module of DC/AC converter 1201B). The surplus energy can be extracted and stored in the form of the remaining oscillating power train. Another DC/AC converter 1201B is designed to extract approximately the same amount of energy out of energy storage 1300B to reduce the net amount of surplus energy stored in the storage. Therefore, a relatively small reservoir is suitable.

또한 도 1c에 도시된 바와 같이, (적절히 분리될 경우) 에너지 저장소(1300C)는 PV 스트링들(1100C)로부터 모든 생산된 DC 전력을 수신할 수 있다. 다음으로, 발진 전력 트레인은 DC/AC 컨버터들(1201C 및 1202C)에 의해 추출되는 반면, 잉여 에너지(남겨진 전력)는 또한 에너지 저장소(1300C) 내에, 위상이 90° 벗어난 나머지 발진 전력 트레인의 형태로 암시적으로 저장된다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 잉여 에너지는 또한 암시적으로 자동으로 추출되어 저장소(1300C) 내에 저장된다. As also shown in FIG. 1C , energy storage 1300C (when properly separated) may receive all of the DC power produced from PV strings 1100C. Next, the oscillating power train is extracted by DC/AC converters 1201C and 1202C, while the surplus energy (remaining power) is also in energy store 1300C in the form of the remaining oscillating power train out of phase by 90° stored implicitly. As can be seen, this surplus energy is also implicitly automatically extracted and stored in storage 1300C.

도 1b(또는 도 1c)에 도시된 어느 하나의 설계를 적용하면, 설계된 에너지 저장소는 MEUPT 최적화기를 위한 에너지 저장소로서 역할을 할 수 있으며; 이것은 위상이 90° 벗어난 소량의 순 잉여 에너지를 일시적으로 저장한다. 에너지 저장소 설계의 어려운 작업은 이제 적절한 MEUPT 제어기를 설계하는 작업으로 시프트된다. Applying either design shown in FIG. 1B (or FIG. 1C ), the designed energy storage can serve as an energy storage for the MEUPT optimizer; It temporarily stores a small amount of net surplus energy that is 90° out of phase. The difficult task of energy storage design is now shifted to designing an appropriate MEUPT controller.

섹션 5: MEUPT 제어기의 필요한 기능들Section 5: Necessary functions of the MEUPT controller

제어기는 연관된 DC/AC 컨버터(들)가 저장소 내에 충전되는 잉여 전력의 양과 실질적으로 동일한 적절한 양의 에너지를 저장소로부터 일관되게 인출하도록 지시할 수 있어야 한다. 그렇게 함에 있어서, 저장소로의 에너지 저장의 순 양을 최소화할 수 있고; 저장소 내에 적절하게 균형이 맞추어진 에너지 저장을 유지함으로써 시스템 동작을 안정화할 수 있다. 그렇게 하는 경우, 에너지 저장소는 작은 지속 시간 내에 DC/AC 컨버터(들)에 의해 인출된 전력과 충전된 잉여 전력 사이의 에너지 차이를 저장(또는 제공)하기만 하면 된다. The controller should be able to direct the associated DC/AC converter(s) to consistently draw an appropriate amount of energy from the storage substantially equal to the amount of surplus power being charged into the storage. In doing so, it is possible to minimize the net amount of energy storage into the reservoir; Maintaining properly balanced energy storage within the reservoir can stabilize system operation. In doing so, the energy store only needs to store (or provide) the energy difference between the surplus power charged and the power drawn by the DC/AC converter(s) within a small duration.

유능한 제어기에 의해, 에너지 차이는 관리가능하게 작도록 설계될 수 있다. 지속 시간은 DC/AC 컨버터(들)가 잉여 에너지와 매칭하는데 있어서 램프 업 또는 다운하기에 충분히 길고; 시스템 동작을 안정적으로 유지하면서도 저장소의 용량을 현저하게 감소시킬만큼 충분히 짧도록 설계될 수 있다. 따라서, 추정된 저장소의 용량은 최대 전체 잉여 에너지의 0.001배보다 작게 감소할 수 있다. 이 용량은 1 MW PV 발전소 당 2 패러데이보다 작고; 박막 커패시터들을 사용하는 경우에도 관리 가능한 충전 용량이다. 적합한 MEUPT 제어기의 예는 이하에서 이하의 섹션 12 내지 14와 관련하여 후술될 것이다.With a competent controller, the energy difference can be designed to be manageably small. the duration is long enough for the DC/AC converter(s) to ramp up or down in matching the surplus energy; It can be designed to be short enough to significantly reduce the capacity of the storage while maintaining stable system operation. Thus, the estimated storage capacity can be reduced to less than 0.001 times the maximum total surplus energy. This capacity is less than 2 Faradays per 1 MW PV plant; It is a manageable charge capacity even when thin film capacitors are used. Examples of suitable MEUPT controllers will be described below in connection with Sections 12 to 14 below.

섹션 6: 커패시터/배터리 결합된 에너지 저장소Section 6: Capacitor/Battery Combined Energy Storage

다른 문제는 양호한 박막 커패시터가 여전히 그의 원래의 커패시턴스의 80퍼센트를 초과하여 유지하면서 10 내지 15년 동안 지속될 수 있는 반면, 양호한 배터리는 5년 미만 지속될 수 있고 그 시간 이후에는 그의 충전 용량의 대략 70퍼센트를 갖는다는 것이다. 따라서, 경제적 비용을 최적화하기 위해 주의 깊은 설계 균형이 제안된다. 또한, 저장소 내의 에너지의 양은 항상 동작을 안정화시킬만큼 충분히 커야만 한다. 설계 시뮬레이션은 현재의 박막 커패시터 및 배터리 가격으로, 1 MW PV 발전소에 대한 통상적인 20년의 최적 에너지 저장소 설계가 적절한 동작 전압을 갖는 대략 50 암페어-시간 자동 배터리 스트링과 결합된 0.1 내지 1 패러데이 박막 커패시터를 갖는 설계라는 것을 보여준다.Another problem is that a good thin film capacitor can last for 10 to 15 years while still retaining more than 80% of its original capacitance, whereas a good battery can last less than 5 years and after that time it is approximately 70% of its charge capacity. is to have Therefore, a careful design balance is proposed to optimize economic cost. Also, the amount of energy in the reservoir should always be large enough to stabilize operation. Design simulations show that, with current thin film capacitor and battery prices, a typical 20-year optimal energy storage design for a 1 MW PV power plant is 0.1 to 1 Faraday thin film capacitor combined with an approximately 50 amp-hour automatic battery string with an appropriate operating voltage. It shows that the design has

섹션 7: PV 스트링에서의 상호 전력 소멸 방지Section 7: Avoiding Mutual Power Dissipation in PV Strings

전술한 바와 같이, 도 1b 및 도 1c에 적용된 분리 기술은 태양 전지판들의 스트링들이 에너지 저장소를 충전하는 것을 허용하지만; 전력이 저장소로부터 PV 태양열 스트링들 내로 역 유입하는 것을 방지한다. 분리 다이오드 세트를 적절히 적용할 때, 이 기술은 PV 태양 전지판 스트링들을 통한 저장소로부터의 에너지 누설을 방지할 뿐만 아니라, 발명자들에 의해 발견된 현상을 방지할 수 있다. 이 현상은 본 명세서에서 "PV 스트링 현상 중 상호 전력 소멸", "상호 전력 소멸 현상" 또는 "전력 소멸 현상"으로서 지칭된다.As noted above, the separation technique applied in FIGS. 1B and 1C allows strings of solar panels to charge an energy store; Prevents power from flowing back into the PV solar strings from storage. When properly applied with a set of isolation diodes, this technique can prevent energy leakage from storage through PV solar panel strings, as well as a phenomenon discovered by the inventors. This phenomenon is referred to herein as "mutual power dissipation during PV string phenomenon", "mutual power dissipation phenomenon" or "power dissipation phenomenon".

이 현상은 병렬 접속된 몇몇 PV 스트링들이 생성된 전력을 수집할 때 발생한다. 이러한 현상은 병렬 접속된 PV 스트링들이 매우 상이한 I-V 특성들, 광전 변환 효율들, 및/또는 최대 전력 생산 전압들을 가질 때 특히 현저하다. This phenomenon occurs when several PV strings connected in parallel collect the generated power. This phenomenon is particularly noticeable when parallel connected PV strings have very different I-V characteristics, photoelectric conversion efficiencies, and/or maximum power production voltages.

예를 들어, 모든 스트링들보다 적은 수의 모든 태양 전지판이 그림자들로 캐스팅될 때, 그림자 내에 있는 스트링들은 그림자 외부에 있는 것보다 더 낮은 광전 변환 효율을 가질 것이다. 다시 말해서, 이러한 태양열 스트링들은 그림자들의 상이한 캐스팅으로 인해, 하루 중 동일한 시간에서조차 매우 상이한 I-V 특성들을 가질 것이다. 이들 태양열 스트링들이 병렬로 접속할 때, 고효율 스트링들은 그들의 생산된 전력의 일부를 더 낮은 효율의 태양열 스트링들로 방전시켜서 PV 태양열 스트링들에서의 전력 생산을 방해할 수 있다. 본 발명자들은 이러한 현상을 실험적으로 확인하였다. 실험은 또한 PV 태양열 스트링들이 적절히 분리될 때 이 현상이 방지될 수 있다는 것을 보여준다. For example, when fewer than all the solar panels are cast in shadows, the strings in the shadow will have a lower photoelectric conversion efficiency than those outside the shadow. In other words, these solar strings will have very different I-V characteristics even at the same time of day due to the different casting of shadows. When these solar strings are connected in parallel, the high-efficiency strings can discharge some of their generated power to the lower-efficiency solar strings, disrupting power production in the PV solar strings. The present inventors confirmed this phenomenon experimentally. Experiments also show that this phenomenon can be prevented when PV solar strings are properly separated.

또한, 전력 소멸 현상은 병렬 접속된 PV 스트링들이 매우 상이한 최대 전력 생산 전압들을 가질 때 발생할 수도 있다. 예를 들어, 병렬 접속된 2개의 태양 전지판 스트링 -하나는 15개의 스트링된 태양 전지판을 갖고 다른 하나는 19개의 스트링된 태양 전지판을 가짐-이 있다고 가정한다. 19개 전지판을 갖는 스트링에서 생산된 전력은 15개의 전지판을 갖는 스트링을 통해 명확하게 흐를 것이고, 전력 소멸 현상이 발생한다. 실험은 상기 병렬 접속된 2개의 스트링으로부터 수신된 전력이 19개의 전지판을 갖는 스트링 단독으로 생산한 것의 절반보다 작게 감소할 수 있다는 것을 보여준다. 적절히 분리될 때, 상기 2개의 병렬 접속된 스트링으로부터 수신된 전력은 19개의 전지판을 갖는 스트링 단독으로 생산한 것의 약 1.53배까지 복구할 수 있다. 상기 실험은 (a) 상호 전력 소멸 현상이 존재하고; (b) 적절하게 분리 기술들이 현상을 방지할 수 있다는 것을 보여준다.Power dissipation may also occur when parallel connected PV strings have very different maximum power production voltages. For example, suppose you have two strings of solar panels connected in parallel, one with 15 stringed solar panels and the other with 19 stringed solar panels. The power produced in the string with 19 panels will flow clearly through the string with 15 panels, and power dissipation occurs. Experiments show that the power received from the two strings connected in parallel can be reduced to less than half that produced by a string with 19 panels alone. When properly separated, the power received from the two parallel-connected strings can recover up to about 1.53 times that produced by the 19-panel string alone. The experiment shows that (a) there is a mutual power dissipation phenomenon; (b) show that appropriate separation techniques can prevent the phenomenon;

하나의 다른 실험에서, PV 설비는 2개의 전력 생성 유닛을 갖도록 배열되었으며; 각각의 유닛은 동일한 메이커 및 모델의 85개의 태양 전지판으로 구성된다. 2개의 전력 생성 유닛 각각은 생성된 DC 에너지를 수집하기 위해 다섯(5)개의 병렬 접속된 PV 스트링으로 구성되었다. 2개의 PV 스트링은 직렬 접속된 15개의 전지판들, 직렬 접속된 17개의 전지판들을 갖는 2개의 스트링, 및 직렬 접속된 21개의 전지판을 갖는 다른 스트링으로 구성되었다. 이러한 10개의 스트링의 최대 전력 생산 전압들이 맑은 하늘의 정오에 개별적으로 측정될 때, 최대 전력 생산 전압들은 최저 420 볼트에서 최고 610 볼트까지 이르게 된다. 따라서, 이러한 병렬 접속된 PV 태양열 스트링들은 동일한 맑은 하늘 하에서 매우 상이한 최대 전력 생산 전압들을 갖는다. In one other experiment, the PV plant was arranged to have two power generating units; Each unit consists of 85 solar panels of the same make and model. Each of the two power generating units consisted of five (5) parallel connected PV strings to collect the generated DC energy. The two PV strings consisted of 15 panels connected in series, two strings with 17 panels connected in series, and another string with 21 panels connected in series. When the maximum power production voltages of these ten strings are individually measured at noon on a clear sky, the maximum power production voltages range from a low of 420 volts to a high of 610 volts. Thus, these parallel connected PV solar strings have very different maximum power production voltages under the same clear sky.

전력 생성 유닛들 각각은 수집된 DC 전력을 상이한 DC/AC 컨버터를 통해 AC 전력으로 변환한다. 각각의 생성 유닛에서 생성된 에너지 및 전력을 측정하기 위해, 킬로 전력량계 및 전력계가 각각의 제조 유닛의 DC/AC 컨버터들 각각의 AC 출력에 접속되었다. 다음으로, 이들 유닛은 AC 전력을 그리드에 제공하기 위해 변압기에 접속되었다. 36일 기간에 걸친 2개의 전력계의 72개의 동일한 판독치와, 36일 기간의 끝에서 2킬로 전력량계의 동일한 판독치를 이용하면, 이 2개의 전력 생성 유닛(2개의 세트의 측정 계량기를 포함함)의 모든 요소가 실질적으로 동일한 것으로 확인된다. Each of the power generating units converts the collected DC power into AC power through a different DC/AC converter. To measure the energy and power generated in each production unit, a kilowatt meter and a wattmeter were connected to the AC output of each of the DC/AC converters of each production unit. Next, these units were connected to a transformer to provide AC power to the grid. With 72 identical readings of the two wattmeters over a 36-day period, and the same readings of the 2-kilo watt-hour meter at the end of the 36-day period, All elements are found to be substantially identical.

다음으로, 하나의 전력 생성 유닛은 21개의 전지판 (및 사용되고 있지 않은 1개의 전지판)의 4개의 스트링으로 구성되도록 수정되지만; 다른 전력 생성 유닛은 상술한 5개의 스트링들로부터 변경되지 않은 채로 유지되었다. 수정된 전력 생성 유닛의 측정된 전력 생성은 전형적으로 정오 및 맑은 하늘에서 다른 전력 생성 유닛보다 4.1배 컸다. 다음으로, 2킬로 전력량계의 판독치로부터 유도된, 측정된 육십(60) 일의 축적된 에너지가 제공되었다. 수정된 전력 생성 유닛은 수정되지 않은 전력 생성 유닛의 3.38배의 그리드에 에너지를 제공하였다. 상기 실험은 상호 전력 소멸 현상이 실제로 병렬 접속된 PV 스트링들에 존재하며; 특히 스트링들이 매우 상이한 I-V 특성들 또는 매우 상이한 최대 전력 전압들을 갖는다는 것을 명확하고 확실하게 입증하였다.Next, one power generating unit is modified to consist of 4 strings of 21 panels (and 1 panel not being used); The other power generating unit remained unchanged from the above five strings. The measured power generation of the modified power generating unit was typically 4.1 times greater than other power generating units at noon and clear skies. Next, the measured sixty (60) days of accumulated energy, derived from the readings of the two kilowatt hour meter, were presented. The modified power generating unit provided energy to the grid 3.38 times that of the unmodified power generating unit. The experiment shows that the mutual power dissipation phenomenon actually exists in parallel-connected PV strings; In particular, it has been clearly and unambiguously demonstrated that the strings have very different I-V characteristics or very different maximum power voltages.

결론적으로, 본 명세서에 설명된 원리에 따른 적절한 분리 기술은 태양열 스트링들을 통해 에너지 저장소로부터의 에너지 누설을 방지할 수 있고; 또한 PV 스트링 사이에서 발견된 상호 전력 소멸 현상을 방지할 수 있다. In conclusion, a suitable separation technique in accordance with the principles described herein can prevent energy leakage from energy storage through solar strings; It also avoids the mutual power dissipation found between PV strings.

섹션 8: 잉여 에너지의 존재를 입증하는 실험Section 8: Experiments to prove the existence of surplus energy

MEUPT 최적화기의 설계들을 설명하기 전에, 이 섹션은 이러한 PV 발전소들에서 잉여 에너지의 존재를 명확하게 증명하기 위한 실험들을 설명하며; 이는 참조된 특허 공보들, US2016/0036232 및 US2017/0149250 A1에 의해 예측된다. 다시 말하면, 참조된 특허 공보들은 잉여 에너지를 열로 전환하기 전에 생성되지만 추출 및/또는 이용되지 않은 전기 에너지로서 정의한다. 구체적으로, PV 발전소에서, "잉여 에너지"는 생성된 DC 에너지가 추출되고 3상 DC/AC 컨버터들에 의해 AC 전력으로 변환된 후에 존재하는 남겨진 전기 에너지를 포함한다. MEUPT 최적화기는 이 남겨진 전기 에너지, 잉여 에너지를 캡처/이용하도록 설계될 수 있다. 다음은 실험의 실험 셋업들 및 단계별 실행들을 설명한다.Before describing the designs of the MEUPT optimizer, this section describes experiments to clearly prove the existence of surplus energy in these PV power plants; This is predicted by the referenced patent publications, US2016/0036232 and US2017/0149250 A1. In other words, the referenced patent publications define electrical energy that is generated but not extracted and/or utilized prior to conversion of surplus energy into heat. Specifically, in a PV power plant, “surplus energy” includes the electrical energy remaining after the generated DC energy is extracted and converted into AC power by three-phase DC/AC converters. The MEUPT optimizer can be designed to capture/use this remaining electrical energy, the surplus energy. The following describes the experimental setups and step-by-step runs of the experiment.

도 2a는 2개의 AC 전력 생성 유닛들(2100A 및 2200A)을 포함하는 PV 발전소(2000A)의 시작 셋업을 도시한다. AC 전력 생성 유닛들(2100A 및 2200A) 각각은 블라인드 MPPT 형태를 실시하고; 전력 그리드(2600A)에 3상 AC 전력을 제공한다. AC 전력 생성 유닛(2100A)은 DC 전력 생성기(2110A) 및 3상 DC/AC(15 kW) 컨버터(2130A)로 구성된다. AC 전력 생성 유닛(2200A)은 DC 전력 생성기(2220A) 및 3상 DC/AC(15 kW) 컨버터(2230A)로 구성된다. 전력 생성기(2110A)는 2개의 병렬 접속된 PV 스트링들(2111A 및 2112A)을 사용하여 DC 전기를 생성한다. 전력 생성기(2220A)는 DC 전기를 생성하기 위해 다른 2개의 병렬 접속된 태양열 스트링들(2221A 및 2222A)을 사용한다. 4개의 PV 스트링들 각각은 25개의 직렬 접속된 태양 전지판들로 구성되고; 각각의 전지판은 정오 및 맑은 하늘에서 250W의 전력을 생산할 수 있다. 2A shows a starting setup of a PV power plant 2000A including two AC power generating units 2100A and 2200A. Each of the AC power generating units 2100A and 2200A implements a blind MPPT form; Provides three-phase AC power to the power grid 2600A. The AC power generating unit 2100A is composed of a DC power generator 2110A and a three-phase DC/AC (15 kW) converter 2130A. The AC power generating unit 2200A is composed of a DC power generator 2220A and a three-phase DC/AC (15 kW) converter 2230A. Power generator 2110A generates DC electricity using two parallel connected PV strings 2111A and 2112A. Power generator 2220A uses the other two parallel connected solar strings 2221A and 2222A to generate DC electricity. Each of the four PV strings consists of 25 series connected solar panels; Each panel can produce 250W of power at noon and clear skies.

DC 전력 생성기(2110A)는 DC 전력을 3상 DC/AC 컨버터(2130A)에 공급하고; DC 전력 생성기(2220A)는 DC 전력을 3상 DC/AC 컨버터(2230A)에 공급한다. 이들 2개의 컨버터(2130A 및 2230A)는 그 후 공급된 DC 전력을 3상 AC 전력으로 변환한다. 실험에서, 전력 생성 유닛들(2100A 및 2200A)의 AC 출력 전력은 각각 2개의 3상 AC 전력계(kW)(2351A 및 2352A)에 의해 측정되었다. 이들 2개의 전력 생성 유닛(2100A 및 2200A)의 AC 에너지 생성(kW*시간)은 또한 각각 2개의 kW 시간계(2361A, 2362A)에 의해 측정되었다. 다음으로, 생성된 3상 AC 전력은 변압기(2500A)를 통해 그리드(2600A)에 제공되었다. PV 발전소가 작동되었고; 2개의 AC 전력 생성 유닛들(2100A 및 2200A)의 에너지 생성이 7일 동안 측정되었다. DC power generator 2110A supplies DC power to 3-phase DC/AC converter 2130A; The DC power generator 2220A supplies DC power to the three-phase DC/AC converter 2230A. These two converters 2130A and 2230A then convert the supplied DC power into three-phase AC power. In the experiment, the AC output power of the power generating units 2100A and 2200A was measured by two three-phase AC wattmeters (kW) 2351A and 2352A, respectively. The AC energy generation (kW*hour) of these two power generating units 2100A and 2200A was also measured by two kW hour meters 2361A and 2362A, respectively. Next, the generated three-phase AC power was provided to grid 2600A via transformer 2500A. The PV plant has been put into operation; The energy production of two AC power generating units 2100A and 2200A was measured for 7 days.

2개의 kW 시간계의 판독치들은 이 시간 기간 동안 매일 동일한 값들을 보였다. 이것은 (측정을 위한 2개의 기구 세트를 포함하는) 이러한 2개의 전력 생성 유닛(2100A 및 2200A)의 모든 요소들이 실질적으로 동일하다는 높은 신뢰도를 제공한다. 이 단계 후에, 2개의 AC 전력 생성 유닛(2200A) 중 하나는 변경되지 않은 채로 유지되는 한편, 다른 AC 전력 생성 유닛(2100A)은 도 2b의 좌측에 도시된 바와 같이 상이한 구성(2100B)으로 수정되었다. The readings of the two kW hour meters showed the same values every day during this time period. This provides high confidence that all elements of these two power generating units 2100A and 2200A (including two sets of instruments for measurement) are substantially identical. After this step, one of the two AC power generating units 2200A remained unchanged, while the other AC power generating unit 2100A was modified to a different configuration 2100B as shown on the left side of FIG. 2B . .

도 2b의 전력 생성 유닛(2200B)은 수정되지 않은 도 2a의 전력 생성 유닛(2200A)이다. 또한, 도 2b의 요소들(2351B, 2361B, 2352B, 2362B, 2500B, 2600B)은 도 2a의 요소들(2351A, 2361A, 2352A, 2362A, 2500A, 2600A)과 각각 동일하다. 또한, 전력 생성 유닛(2100B)의 구성이 도 2b에서 도 2a의 전력 생성 유닛(2100A)과 상이하지만, 도 2b의 전력 생성 유닛(2100B)의 요소들 중 일부는 도 2a의 전력 생성 유닛(2100A) 내에 포함되는 것들과 동일하다. 예를 들어, 도 2의 PV 스트링들(2111B 및 2112B)은 도 2a의 PV 스트링들(2111A 및 2112A)과 각각 동일하다. 마찬가지로, 도 2b의 DC/AC 컨버터(2130B)는 도 2a의 DC/AC 컨버터(2130A)와 동일하다. The power generating unit 2200B of FIG. 2B is the unmodified power generating unit 2200A of FIG. 2A . Also, elements 2351B, 2361B, 2352B, 2362B, 2500B, and 2600B of FIG. 2B are identical to elements 2351A, 2361A, 2352A, 2362A, 2500A, and 2600A of FIG. 2A , respectively. In addition, although the configuration of the power generating unit 2100B is different from the power generating unit 2100A of FIG. 2A in FIG. 2B , some of the elements of the power generating unit 2100B of FIG. 2B are the power generating unit 2100A of FIG. 2A . ) are the same as those contained within. For example, PV strings 2111B and 2112B of FIG. 2 are identical to PV strings 2111A and 2112A of FIG. 2A , respectively. Likewise, the DC/AC converter 2130B of FIG. 2B is the same as the DC/AC converter 2130A of FIG. 2A .

다음의 여섯(6)개의 단계는 전력 생성 유닛(2100A)이 2100B의 구성으로 어떻게 수정되었는지를 설명하고, 도 2b의 좌측에 대해 설명된다. 단계 1은 블라인드 MPPT 형태를 실시하고 있는, 태양열 스트링들(2111B 및 2112B)과 3상 DC/AC 컨버터(2130B) 사이에 분리 다이오드들(2311B)의 세트를 추가하는 것이다. 단계 2는 에너지 저장소(2410B)를 구성에 추가하는 것이다. 단계 3은 에너지 저장소(2410B)를 다른 세트의 분리 다이오드들(2312B)을 통해 그리고 스위치 SW1을 통해 DC/AC 컨버터(2130B)의 DC 단자들에 접속시키는 것이다. 단계 4는 다른 3상 DC/AC 컨버터(2130S)(20 kW)를 구성에 추가하는 것으로, 이 컨버터(2130S)는 설계된 MEUPT 제어기(2420B)의 방향에 따라 동작되었다. 단계 5는 DC/AC 컨버터(2130S)를 다른 세트의 분리 다이오드들(2313B)을 통해 그리고 스위치 SW2를 통해 에너지 저장소(2410B)에 접속시키는 것이다. 단계 6은 컨버터(2130S)의 출력 단자들을 스위치 SW3을 통해 전력 및 에너지 측정 기구 세트(2351B 및 2361B)에 접속시키는 것이다. 참조된 "분리 다이오드 세트"는 본 기술분야에서 "차단 다이오드들(blocking diodes)"이라고 하는 다이오드들일 수 있다는 점에 유의한다. 또한, 스위치들 SW1, SW2, 및 SW3은 도 1b에 도시된 바와 같이 추가되어, 관련 디바이스들이 아래에 설명되는 설계된 실험 실행 단계들에서 적절한 시간에 실험들에 도입(또는 그로부터 제거)될 수 있다는 점에 유의한다.The following six (6) steps describe how the power generation unit 2100A has been modified to the configuration of 2100B, and is described with respect to the left side of FIG. 2B. Step 1 is to add a set of isolation diodes 2311B between the solar strings 2111B and 2112B and the three-phase DC/AC converter 2130B, implementing the blind MPPT configuration. Step 2 is to add energy storage 2410B to the configuration. Step 3 is to connect energy store 2410B to the DC terminals of DC/AC converter 2130B via another set of isolation diodes 2312B and via switch SW1. Step 4 is to add another three-phase DC/AC converter 2130S (20 kW) to the configuration, which converter 2130S was operated according to the direction of the designed MEUPT controller 2420B. Step 5 is to connect DC/AC converter 2130S to energy storage 2410B via another set of isolation diodes 2313B and via switch SW2. Step 6 is to connect the output terminals of converter 2130S to power and energy measuring instrument sets 2351B and 2361B via switch SW3. Note that the referenced "isolated diode set" may be diodes referred to in the art as "blocking diodes". In addition, switches SW1, SW2, and SW3 are added as shown in FIG. 1B so that the relevant devices can be introduced into (or removed from) the experiments at the appropriate time in the designed experiment execution steps described below. take note of

상기 수정이 이루어진 후의 첫번째 밤(night)에; SW1은 스위치들 SW2 및 SW3이 턴 오프되었던 동안 턴온되었다. 컨버터들(2130B 및 2230B)은 다음 아침 일찍 실행되기 시작했다. 전력 생성 유닛들(2100B 및 2200B)의 2개의 출력을 측정하는 전력계들(2351B 및 2352B)은 동일한 판독치를 보였다. 저장소(2410B)도 저장소(2410B)의 높은 단자 전압의 측정에 의해 표시된 바와 같이 충전을 시작한다. 시스템은 하루 종일 설명된 바와 같이 동작했다. 2개의 전력 생성 유닛(2100B 및 2200B)으로부터 제공되는 측정된 에너지는; kW 시간계(2361B 및 2362B)의 판독치로 도시된 바와 같이 동일하였다. 이 실험 단계는 추가된 분리 다이오드 세트들(2311B) 및 저장소(2410B)가 전력 생성 유닛(2100B)의 전력 및 에너지 생산들을 변경하지 않는다는 것을 입증하였다.on the first night after the fertilization was made; SW1 was turned on while switches SW2 and SW3 were turned off. Converters 2130B and 2230B started running early the next morning. Power meters 2351B and 2352B measuring the two outputs of power generating units 2100B and 2200B showed the same reading. Reservoir 2410B also begins charging as indicated by the measurement of the high terminal voltage of reservoir 2410B. The system operated as described throughout the day. The measured energy provided from the two power generating units 2100B and 2200B is; The readings of the kW hour meters 2361B and 2362B were identical as shown. This experimental step demonstrated that the added isolation diode sets 2311B and storage 2410B did not alter the power and energy productions of the power generation unit 2100B.

스위치들 SW1, SW2, 및 SW3은 첫날 동작 후 밤(두번째 밤)에 턴온되었다. 컨버터들(2130B 및 2230B)은 이른 아침(2일째)에 일찍 가동되기 시작한 반면, 컨버터(2130S)는 컨버터들(2130B 및 2230B)이 가동되기 시작한 후, 약 15분에 더 낮은 전력 변환 레벨에서 가동되기 시작했다. 그 후, 컨버터(2130)는 그의 변환 전력 레벨을 약 2분마다 증가시켰으며; 이는 제어기 설계 및 저장소 에너지 레벨의 증분과 일치한다. (유닛(2100B)에 대한) 전력계(2351B)의 판독치는 거의 일몰까지의 전체 요일에 대한 (유닛(2200B)에 대한) 전력계(2352B)의 판독치의 약 2배에 달한다. 2일째의 끝에 2개의 전력 생성 유닛(2100B 및 2200B)으로부터 제공된 에너지는 2kW 시간계의 판독치로부터 도출되었다. 결과는 수정된 전력 생성 유닛(2100B)으로부터 제공된 에너지가 수정되지 않은 전력 생성 유닛(2200B)으로부터 제공된 에너지의 2 배보다 더 많다는 것을 보여주었다. 다음의 연속 6일 동안, 스위치들 SW1, SW2 및 SW3은 온 상태로 있었고, 수정된 전력 생성 유닛(2100B)으로부터 제공되는 에너지는 매일 전력 생성 유닛(2200B)보다 일관되게 2배보다 더 많았다. Switches SW1, SW2, and SW3 were turned on the night (second night) after the first operation. Converters 2130B and 2230B started running early in the morning (day 2), while converter 2130S started running at a lower power conversion level about 15 minutes after converters 2130B and 2230B started running. started to become Thereafter, converter 2130 increased its converted power level about every two minutes; This is consistent with the controller design and increments of the storage energy level. The reading of wattmeter 2351B (for unit 2100B) is approximately twice the reading of wattmeter 2352B (for unit 2200B) for the entire day of the week until nearly sunset. At the end of the second day, the energy provided from the two power generating units 2100B and 2200B was derived from the readings of the 2 kW hour meter. The results showed that the energy provided from the modified power generating unit 2100B was more than twice the energy provided from the unmodified power generating unit 2200B. For the next 6 consecutive days, switches SW1 , SW2 and SW3 were left on, and the energy provided from the modified power generating unit 2100B was consistently more than twice that of the power generating unit 2200B every day.

다음 날 밤에, 스위치들 SW2 및 SW3이 턴 오프되었다. 전력 생성 유닛들(2100B 및 2200B)로부터 제공되는 측정된 에너지는 스위치들 SW2 및 SW3이 오프 상태로 있는 동안에 다음의 연속 5일 동안 동일한 레벨로 복귀되었다. 다음 날 밤에, 스위치들 SW2 및 SW3은 다시 턴온되었다. 전력 생성 유닛(2100B)의 측정된 에너지 생성은 스위치들 SW2 및 SW3이 온 상태로 있는 다음의 연속 5일 동안 매일 전력 생성 유닛(2200B)의 2배를 다시 초과하게 되었다. The next night, switches SW2 and SW3 were turned off. The measured energy provided from the power generating units 2100B and 2200B returned to the same level for the next 5 consecutive days while the switches SW2 and SW3 were off. The next night, switches SW2 and SW3 were turned on again. The measured energy production of power generating unit 2100B again exceeded twice that of power generating unit 2200B every day for the next five consecutive days with switches SW2 and SW3 in the on state.

전술한 바와 같이, 이 실험들의 단계별 실행은 특허 공보들(US2016/0036232 및 US2017/0149250 A1)이 예측한 바와 같이 PV 발전소에서 참조된 잉여 에너지의 존재를 명확하게 입증한다. 구체적으로, 생성된 DC 에너지가 3상 DC/AC 컨버터에 의해 추출될 때 PV 발전소에서는, 남겨진 에너지가 여전히 존재한다. MEUPT 최적화기는 이러한 잉여 에너지를 캡처하고 이용하여 전력 그리드에 제공된 전기를 증가시킬 수 있다.As mentioned above, the step-by-step execution of these experiments clearly demonstrates the existence of the referenced surplus energy in the PV power plant, as predicted by the patent publications US2016/0036232 and US2017/0149250 A1. Specifically, in a PV power plant when the generated DC energy is extracted by a three-phase DC/AC converter, there is still energy left over. The MEUPT optimizer can capture and use this surplus energy to increase the electricity provided to the power grid.

섹션 9: 설계된 MEUPT 최적화기의 구성들Section 9: Components of the designed MEUPT optimizer

(위에서 설명되고 도 2b에 도시된 바와 같이) 수정된 전력 생성 유닛(2100B)은 MEUPT 최적화기를 포함하는 PV 전력 생성 유닛의 예로서 역할할 수 있다. 이 경우, MEUPT 최적화기는 3개의 분리 다이오드 세트(2311B, 2312B, 2313B); 저장소(2140B), 및 MEUPT 제어기(2320B)를 포함한다. 분리 다이오드 세트는 이하에서 "분리 디바이스"로서 지칭된다는 점에 유의한다. The modified power generation unit 2100B (as described above and shown in FIG. 2B ) may serve as an example of a PV power generation unit that includes a MEUPT optimizer. In this case, the MEUPT optimizer consists of three sets of isolation diodes 2311B, 2312B, 2313B; a storage 2140B, and a MEUPT controller 2320B. Note that the isolation diode set is hereinafter referred to as the “isolation device”.

MEUPT 최적화기 모듈의 접속은 도 2b에 도시하고 위에서 설명하였다. 잉여 에너지는 이 실시예에서 에너지 저장소(2410B)에 의해 수동적으로 추출된다는 점에 유의한다. 다른 전력 추출기는 저장소(2410B)에 저장된 잉여 에너지를 추출하는 3상 DC/AC 인버터(2130S) 내의 모듈로서 포함된다. 컨버터(2130S)의 AC 전력 변환 레벨은 에너지 저장소(2410B) 내로의 전력 전하들이 에너지 저장소(2410B)로부터 방전된 전력과 대략 균형을 맞추도록 MEUPT 제어기(2320B)에 의해 조절된다. 따라서, 기간 내에 저장소 내에 충전된 "순(net)" 전력은 원하는 만큼 작아질 수 있다. 더 작은 순 전력 전하는 MEUPT 제어기(2320B)에 의한 보다 엄격한 제어를 희생하면서 더 작은 에너지 저장소(2410B)를 허용하는 이점을 갖는다. The connection of the MEUPT optimizer module is shown in Figure 2b and described above. Note that the surplus energy is passively extracted by the energy store 2410B in this embodiment. Another power extractor is included as a module in the three-phase DC/AC inverter 2130S that extracts the surplus energy stored in the reservoir 2410B. The AC power conversion level of converter 2130S is regulated by MEUPT controller 2320B such that the power charges into energy store 2410B approximately balance the power discharged from energy store 2410B. Thus, the “net” power charged into the storage within a period can be as small as desired. The smaller net power charge has the advantage of allowing a smaller energy store 2410B at the expense of tighter control by the MEUPT controller 2320B.

다른 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 이 실시예는 500kW 태양 전지판들(3110)을 사용하여 태양열 전력을 DC 전력으로 변환하는 단 하나의 AC 전력 생성 유닛(3100)을 포함하는 MEUPT 최적화기를 포함하는 PV 발전소(3000)의 구성을 예시한다. 다시 말해서, AC 전력 생성 유닛(3100)은 DC 전력 생성기(3110) 및 3상 DC/AC(500kW) 컨버터(3130)로 구성된다. 전력 생성기(3110)는 80개의 병렬 접속된 태양열 스트링들을 사용하여 DC 전기를 생성한다. 80개의 태양열 스트링들 각각은 25개의 직렬 접속된 태양 전지판들로 구성되고; 각각의 전지판은 정오 및 맑은 하늘에서 250W DC 전력 생산 능력을 갖는 것으로 공표된다. 이 DC 생성기(3110)는 500kW 전기 전력 생성기(80*25*250W=500kW)로서 지칭되고; 이 PV 발전소는 500kW PV 발전소로서 지칭된다는 점에 유의한다.Another embodiment is shown in FIG. 3 . This embodiment illustrates the configuration of a PV power plant 3000 comprising a MEUPT optimizer comprising only one AC power generation unit 3100 that converts solar power to DC power using 500 kW solar panels 3110 . In other words, the AC power generating unit 3100 is composed of a DC power generator 3110 and a three-phase DC/AC (500 kW) converter 3130 . Power generator 3110 generates DC electricity using 80 parallel connected solar strings. Each of the 80 solar strings consists of 25 series connected solar panels; Each panel is declared to have a 250W DC power production capacity at noon and clear skies. This DC generator 3110 is referred to as a 500 kW electrical power generator (80*25*250W=500kW); Note that this PV plant is referred to as a 500 kW PV plant.

도 3에 도시된 바와 같이, 전력 생성기(3110)는 분리 디바이스(3311)를 통해 DC 전력을 (500kW로 공표된) 3상 DC/AC 컨버터(3130)에 공급한다. 생성기(3110)는 또한 분리 디바이스(3312)를 통해 에너지 저장소(3410)에 DC 전력을 공급하고, 에너지 저장소(3410)를 충전하는 DC 에너지 소스로서 역할을 한다. 따라서, 잉여 에너지는 저장소(3410)에 의해 수동적으로 추출된다. 그 후, 저장소(3410)는 분리 디바이스(3313)를 통해 (500kW로 공표된) 다른 3상 DC/AC 컨버터(3130S)에 DC 전력을 공급(또는 방전)한다. 컨버터(3130)는 MPPT 최적화기로서 동작하는 반면, 컨버터(3130S)는 MEUPT 제어기로서 동작한다. 컨버터들(3130 및 3130S)은 별도로 공급된 DC 전력을 3상 AC 전력으로 변환하고, 동일한 변압기(3500)를 통해 그리드(3600)에 전력을 공급한다. As shown in FIG. 3 , the power generator 3110 supplies DC power to a three-phase DC/AC converter 3130 (published at 500 kW) via a separation device 3311 . The generator 3110 also provides DC power to the energy store 3410 via the disconnect device 3312 , and serves as a DC energy source to charge the energy store 3410 . Thus, the surplus energy is passively extracted by the reservoir 3410 . Reservoir 3410 then supplies (or discharges) DC power to another three-phase DC/AC converter 3130S (published at 500 kW) via decoupling device 3313 . Converter 3130 operates as an MPPT optimizer, while converter 3130S operates as a MEUPT controller. The converters 3130 and 3130S convert separately supplied DC power into three-phase AC power, and supply power to the grid 3600 through the same transformer 3500 .

상기 설명에서 사용되는 DC/AC 컨버터들은 2가지 타입으로 분류될 수 있는데; 즉, 하나의 타입은 PV 태양열 스트링들로부터 직접 그 DC 전력을 수신하고, 다른 타입은 에너지 저장소로부터 그 DC 전력을 수신한다는 점에 유의한다. 컨버터 타입 구별이 본 개시내용에서 그리고 이하의 상세한 설명에서 필요한 경우, PV 태양열 스트링들로부터 DC 전력을 수신하는 것은 "PS DC/AC 컨버터"로도 지칭되는 반면; 에너지 저장소로부터 DC 전력을 수신하는 다른 것은 본 명세서에서 "ER DC/AC 컨버터"로도 지칭된다. 본 개시내용에서 3상 DC/AC 컨버터들을 사용하는 경우에 구별이 필요할 때, 컨버터들은 또한 본 명세서에서 각각 "PS 3상 DC/AC 컨버터"와 "ER 3상 DC/AC 컨버터"로서 분류되어 지칭될 것이다. The DC/AC converters used in the above description can be classified into two types; That is, it is noted that one type receives its DC power directly from the PV solar strings, and the other type receives its DC power from the energy store. Where a converter type distinction is required in this disclosure and in the detailed description below, receiving DC power from PV solar strings is also referred to as a “PS DC/AC converter”; Others that receive DC power from an energy store are also referred to herein as “ER DC/AC converters”. When a distinction is needed when using three-phase DC/AC converters in the present disclosure, the converters are also classified and referred to herein as "PS three-phase DC/AC converter" and "ER three-phase DC/AC converter", respectively, respectively will be

더 넓은 레벨에서 반복하기 위해; 도 4에 도시된 구성에 나타난 바와 같이, 이 MEUPT 최적화기는 정격 x MW 전력 생산 능력을 갖는 적절히 배열된 태양 전지판 스트링들을 갖는 x MW PV 발전소에 최적화 서비스를 제공한다. 생성된 DC 전력은 분리 디바이스(4311)를 통해 메이커 공표된 y MW "PS 3상 DC/AC 컨버터"(4130)에 의해 추출된다. 남겨진 전력은 다른 분리 디바이스(4312)를 통해 에너지 저장소(4410) 내에 충전되고; 그에 따라 잉여 에너지를 추출 및 저장한다. 그 후, 저장된 잉여 에너지는 다른 분리 디바이스를 통해 다른 메이커 공표된 z MW "ER 3상 DC/AC 컨버터"(4130S)에 의해 변환된다. 컨버터들(4130) 중 하나는 MPPT 최적화기에 의해 조절되는 한편, 다른 컨버터(4130S)는 MEUPT 제어기에 의해 조절된다. 컨버터들 양쪽 모두 적절한 양의 DC 전력을 3상 AC 전력으로 변환하고; 동일한 변압기(4500)를 통해 3상 AC 전력을 전력 그리드(4600)에 제공한다. 이 구성에서 x=y=z=0.5라는 점에 유의한다.to repeat on a wider level; As shown in the configuration shown in FIG. 4 , this MEUPT optimizer provides optimization services to an x MW PV power plant with properly arranged solar panel strings having a rated x MW power production capacity. The generated DC power is extracted by the manufacturer published y MW “PS 3-phase DC/AC converter” 4130 via a separation device 4311 . The remaining power is charged into the energy storage 4410 via another separation device 4312; The surplus energy is extracted and stored accordingly. Then, the stored surplus energy is converted by another manufacturer's published z MW "ER three-phase DC/AC converter" (4130S) through another separation device. One of the converters 4130 is regulated by the MPPT optimizer, while the other converter 4130S is regulated by the MEUPT controller. Both converters convert an appropriate amount of DC power to three-phase AC power; Provides three-phase AC power to the power grid 4600 via the same transformer 4500 . Note that x=y=z=0.5 in this configuration.

도 5는 대형 PV 발전소에 MEUPT 최적화기를 통합하는 다른 실시예를 도시한다. 발전소는 정격 0.5 MW 태양 전지판 스트링들(5110) 및 2개의 공표된 500kW 3상 DC/AC 컨버터들(5130 및 5130S)을 구비한다. 이 실시예는 MEUPT 최적화기에 대한 다른 구성을 예시한다. PV 발전소(5000)는 하나의 AC 전력 생성 유닛(이하, "AC 전력 생성 유닛(5100)"이라고도 함)을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. AC 전력 생성 유닛(5100)은 정격 500kW 태양 전지판들로 구성되는 DC 전력 생성기(5110), 및 (각각 500kW로 공표된) 2개의 3상 DC/AC 컨버터들(5130 및 5130S)로 구성된다. 전력 생성기(5110)는 DC 전기를 생성하는 80개의 병렬 접속된 태양열 스트링들을 사용한다. 80개의 태양열 스트링들 각각은 25개의 직렬 접속된 태양 전지판들로 구성되고; 각각의 태양 전지판은 250W 전력 생산 능력을 갖도록 정격화된다. 에너지 저장소(5410)는 분리 디바이스(5311)를 통해 생성기(5110)로부터 DC 전력을 수신한다. 2개의 3상 DC/AC 컨버터(5130 및 5130S)는 컨버터(5130)에 대한 분리 디바이스(5312), 및 컨버터(5130S)에 대한 분리 디바이스(5313)를 포함하는 2개의 별개의 분리 디바이스를 통해 저장소(5410)로부터 DC 전력을 수신한다. 컨버터들(5130 및 5130S)은 저장소(5410)로부터 적절한 양의 전력을 인출하기 위해 MEUPT 제어기에 의해 조절되고, DC 전력을 3상 AC 전력으로 변환하여 변압기(5500)를 통해 전력 그리드(5600)에 제공한다.5 shows another embodiment of integrating a MEUPT optimizer in a large PV power plant. The power plant is equipped with rated 0.5 MW solar panel strings 5110 and two published 500 kW three-phase DC/AC converters 5130 and 5130S. This embodiment illustrates another configuration for the MEUPT optimizer. The PV power plant 5000 may be considered to include one AC power generating unit (hereinafter also referred to as “AC power generating unit 5100 ”). The AC power generation unit 5100 consists of a DC power generator 5110 consisting of rated 500 kW solar panels, and two three-phase DC/AC converters 5130 and 5130S (published at 500 kW each). Power generator 5110 uses 80 parallel connected solar strings to generate DC electricity. Each of the 80 solar strings consists of 25 series connected solar panels; Each solar panel is rated to have a 250W power production capacity. Energy store 5410 receives DC power from generator 5110 via separation device 5311 . The two three-phase DC/AC converters 5130 and 5130S are stored through two separate separation devices including a separation device 5312 for converter 5130 and a separation device 5313 for converter 5130S. Receive DC power from 5410 . Converters 5130 and 5130S are regulated by the MEUPT controller to draw the appropriate amount of power from storage 5410 and convert DC power to three-phase AC power to power grid 5600 via transformer 5500. to provide.

도 5에 도시된 구성을 보다 광범위하게 자세히 설명하기 위해: MEUPT 최적화기는 최적화 서비스를 x MW PV 발전소에 제공한다. 이 PV 발전소는 총 정격 DC 전력 생산 능력 x MW를 갖는 태양 전지판 스트링들을 갖는 하나의 AC 전력 생성 유닛을 갖는다. DC 생성기는 분리 디바이스를 통해 에너지 저장소를 충전한다. 에너지 저장소는 분리 디바이스들의 2개의 별개 세트들을 통해 DC 전기를 2개의 3상 DC/AC 컨버터에 공급한다. 2개의 "ER 3상 DC/AC 컨버터"의 총 메이커 공표된 변환 능력은 z1+z2=z MW이다. 2개의 컨버터는 적절한 양의 DC 전력을 3상 AC 전력으로 변환하기 위해 MEUPT 제어기에 의해 조절된다. 2개의 컨버터에 의해 생성된 전기는 동일한 변압기를 통해 전력 그리드에 제공된다. 전술한 구성은 도 6에 수정되어 도시되어 있다. 이 구성에서 x=0.5, y=0, z=1이라는 점을 유의한다.To describe the configuration shown in Figure 5 in more broadly detailed detail: The MEUPT optimizer provides optimization services to x MW PV power plants. This PV power plant has one AC power generating unit with solar panel strings with total rated DC power generating capacity x MW. The DC generator charges the energy store through a disconnect device. The energy store supplies DC electricity to the two three-phase DC/AC converters via two separate sets of separation devices. The total manufacturer published conversion capacity of two "ER three-phase DC/AC converters" is z 1 +z 2 =z MW. The two converters are regulated by the MEUPT controller to convert an appropriate amount of DC power to three-phase AC power. The electricity generated by the two converters is provided to the power grid through the same transformer. The above-described configuration is shown with modification in FIG. 6 . Note that x=0.5, y=0, z=1 in this configuration.

이 설명은 이제 도 4 및 도 6에 도시된 2개의 구성을 비교할 것이다. 도 4에 도시된 구성에서, DC 생성기는 DC 전력을 메이커 공표된 y MW의 능력을 갖는 "PS 3상 DC/AC 컨버터"에 공급하고; 남겨진 전력을 에너지 저장소에 충전한다. 도 4에서, 에너지 저장소는 DC 전력을 메이커 공표된 z MW의 능력을 갖는 "ER 3상 DC/AC 컨버터"에 공급한다. 도 6에 도시된 구성에서 "PS 3상 DC/AC 컨버터"가 없는 경우(즉, y=0), 모든 생성된 DC 전력 전하들은 분리 디바이스를 통한 에너지 저장소 내에 충전되고; 에너지 저장소는 분리 디바이스의 2개의 별개의 세트를 통해 DC 전기를 2개의 "ER 3상 DC/AC 컨버터"내에 공급한다. 따라서, 도 3의 구성에서는 x=y=z=0.5인 반면; 도 6의 구성에서는 x=0.5, y=0, z=1이다. 도 6의 하나의 추가 실시예에서는, 에너지 저장소(6410)가 존재하지 않는다. 대신에, 태양열 스트링들(6110)은 분리 디바이스(6311)를 통해 DC 전력을 컨버터들(6130)에 제공한다.This description will now compare the two configurations shown in FIGS. 4 and 6 . In the configuration shown in Fig. 4, the DC generator supplies DC power to the "PS three-phase DC/AC converter" having a capacity of y MW published by the manufacturer; The remaining power is charged into the energy storage. In FIG. 4 , the energy store supplies DC power to the “ER three-phase DC/AC converter” with a manufacturer published capacity of z MW. In the absence of a “PS three-phase DC/AC converter” in the configuration shown in FIG. 6 (ie y=0), all generated DC power charges are charged into the energy store through the separation device; The energy storage supplies DC electricity into the two “ER three-phase DC/AC converters” via two separate sets of separation devices. Thus, in the configuration of Fig. 3, x=y=z=0.5; In the configuration of FIG. 6, x=0.5, y=0, and z=1. In one further embodiment of FIG. 6 , energy storage 6410 is not present. Instead, the solar strings 6110 provide DC power to the converters 6130 via a separation device 6311 .

이제, MEUPT 최적화기에 대해 유일하게 남아있는 설계 문제는 태양열 스트링들의 정격 능력을 나타내는 파라미터들과 컨버터들 간의 최적 전력 매칭 관계를 식별하는 것이다. 구체적으로, 작업은 최적의 상황에서 x, y 및 z의 값 사이의 관계를 식별하는 것이다. 다시 말해, 합 y+z의 값은 섹션 2에서 설명된 바와 같이 종래의 PV 발전소에서의 값 x보다 크지 않다. Now, the only remaining design problem for the MEUPT optimizer is to identify the optimal power matching relationship between the converters and parameters representing the rated capability of the solar strings. Specifically, the task is to identify the relationship between the values of x, y and z in an optimal situation. In other words, the value of the sum y+z is not greater than the value x in a conventional PV power plant as described in section 2.

또한, 값 x는 PV 스트링들의 정격 DC 전력 생산 능력의 MW 값에 대해 지정되고; 값 y는 PV 스트링들에 의해 공급된 DC 에너지를 변환하는 "PS 3상 DC/AC 컨버터"의 메이커 공표된 능력의 총 MW 값에 대해 지정되는 반면; 값 z는 에너지 저장소에 의해 공급된 DC 에너지를 변환하는 "ER 3상 DC/AC 컨버터"의 메이커 공표된 능력의 총 MW 값에 대해 지정된다는 점에 유의한다.Also, a value x is specified for the MW value of the rated DC power-producing capacity of the PV strings; Whereas the value y is specified for the total MW value of the maker-published ability of the “PS three-phase DC/AC converter” to convert the DC energy supplied by the PV strings; Note that the value z is specified for the total MW value of the manufacturer published ability of the “ER three-phase DC/AC converter” to convert the DC energy supplied by the energy store.

예를 들어, 도 6에서, x는 0.5, 0.5 MW 메이커의 공표된 총 PV 능력과 동일하고; y는 "PS 3상 DC/AC 컨버터"가 설치되어 있지 않다는 것을 의미하는 0과 동일하고; z는 2개의 "ER 3상 DC/AC 컨버터"의 1 MW 총 메이커의 공표된 능력이 에너지 저장소로부터 DC 전력을 수신하고 DC 에너지를 3상 AC 전력으로 변환하는 것을 포함한다는 것을 의미하는 1과 동일하다. y+z의 값은 전술한 구성들 양쪽 모두에서 x값의 2배 이상이라는 점에 유의한다. "능력"이라는 용어는 또한 디바이스의 "전력 정격"으로서 지칭되며; 달리 지시되지 않는 한, 이하에서 변경가능하다.For example, in Figure 6, x is equal to the published total PV capacity of the 0.5 and 0.5 MW manufacturers; y is equal to 0 meaning "PS 3-phase DC/AC converter" is not installed; z equals 1, meaning that the declared capacity of the 1 MW gun maker of two "ER three-phase DC/AC converters" includes receiving DC power from an energy store and converting DC energy to three-phase AC power. Do. Note that the value of y+z is at least twice the value of x in both of the foregoing configurations. The term “capability” is also referred to as the “power rating” of a device; Unless otherwise indicated, the following may be modified.

섹션 10: 최적 전력 매칭 관계Section 10: Optimal Power Matching Relationships

상이한 분야들(산업들)로 인해, 태양 전지판들에 대한 전력 정격의 정의는 DC/AC 컨버터들의 정의와 상이하다. 태양 전지판들의 전력 정격은 태양 전지판이 맑은 하늘의 정오에 생성할 수 있는 최대 DC 전력으로서 정의된다. 태양 전지판 제조 산업은 맑은 하늘을 시뮬레이션하기 위해 미리 결정된 타입의 조명 램프(본 명세서에서는 "표준 램프"로서 지칭됨)를 사용하고; 정오는 태양 전지판 표면을 통해 수직으로 광 플럭스를 조명함으로써 시뮬레이션된다. 따라서, 메이커 공표된 전력 생산 능력은 실제 DC 생성기의 능력에 매우 가깝게 될 수 있다. 발명자들에 의해 수행된 실험들은 또한 상기 진술을 확인한다. 따라서, PV 태양열 스트링들의 총 DC 전력 생산 능력은 신뢰할 만한 것으로 판정되고; 본 명세서에서 타이틀 "메이커 공표된 능력"은 태양열 스트링들의 전력 정격을 설명할 때 생략된다. 한편, DC/AC 컨버터 제조 산업은 본 명세서에서 "전력 그리드 규약"으로 지칭되는 전력 그리드 산업의 규약에 따라 DC/AC 컨버터들의 전력 정격을 정의한다. 이 규약과 DC/AC 컨버터 능력의 정의는 다음과 같이 상세히 설명된다.Due to different fields (industries), the definition of power rating for solar panels is different from that of DC/AC converters. The power rating of solar panels is defined as the maximum DC power the solar panel can generate at noon on a clear sky. The solar panel manufacturing industry uses a predetermined type of lighting lamp (referred to herein as a “standard lamp”) to simulate a clear sky; Noon is simulated by illuminating a light flux vertically through the solar panel surface. Thus, the manufacturer's declared power production capacity can be very close to that of an actual DC generator. Experiments performed by the inventors also confirm the above statement. Accordingly, the total DC power generating capacity of the PV solar strings is determined to be reliable; The title “maker published capability” herein is omitted when describing the power ratings of solar strings. On the other hand, the DC/AC converter manufacturing industry defines the power rating of DC/AC converters according to a convention of the power grid industry referred to herein as a "power grid convention". The definition of this convention and DC/AC converter capability is detailed as follows.

AC 전력 그리드 산업은 구성된 3상 AC 전력 그리드가 공표된 전력 전달 능력을 충족시킬 수 있는 것을 보장하기 위해 규약(전력 그리드 규약이라고 지칭됨)을 시행한다. 3상 AC 전력 그리드는 전력 라인들의 각각의 쌍에서 전압 및 전류의 시변 정현파 함수들을 하나의 위상으로 전달할 수 있는 3개 또는 4개의 전력 라인으로 구성된다. 전력 그리드 규약은 사양에서 공표된 전압을 전력 라인들이 견딜 수 있는 "표준" 최대 전압("라인 전압"으로 지칭됨)으로서 정의한다. 마찬가지로, 사양에서 공표된 특정 최대 전류는 전력 라인들이 운반할 수 있는 최대 전류("최대 위상 전류"로서 지칭됨)이다. 디바이스가 전력 그리드 규약을 준수하도록 제조될 때, 디바이스의 사양에서 공표된 전압은 모든 관련된 컴포넌트들이 견뎌야 하는 최대 전압이다. 마찬가지로, 사양에서 공표된 최대 전류는 한 쌍의 전력 라인에 접속되는, 하나의 위상의 모든 관련 컴포넌트에 대한 최대 전류 운반 능력이다. 디바이스의 전압 및 전류의 시변 함수들은 또한 AC 전력 그리드에서 각각의 위상의 정현파 함수에 따를 필요가 있다. The AC power grid industry enforces protocols (referred to as power grid codes) to ensure that a configured three-phase AC power grid can meet its published power delivery capabilities. A three-phase AC power grid consists of three or four power lines capable of carrying time-varying sinusoidal functions of voltage and current in one phase in each pair of power lines. The power grid convention defines the voltage published in the specification as the “standard” maximum voltage that power lines can withstand (referred to as the “line voltage”). Likewise, the specific maximum current published in the specification is the maximum current that power lines can carry (referred to as “maximum phase current”). When a device is manufactured to comply with power grid regulations, the voltage published in the device's specifications is the maximum voltage that all related components must withstand. Likewise, the maximum current published in the specification is the maximum current carrying capacity for all relevant components of a phase, connected to a pair of power lines. The time-varying functions of the voltage and current of the device also need to conform to the sinusoidal function of each phase in the AC power grid.

다시 말하면, 3상 DC/AC 컨버터의 특정 전압은 3상 전력의 라인 전압으로서 정의되고; 특정 최대 전류는 각각의 위상에 대한 전력 라인들의 쌍의 최대 전류 운반 능력으로서 정의되고; 특정 최대 전력은 3개의 위상이 견딜 수 있는 최대 전력 능력의 총합으로서 정의된다. 다시 말해서, 전력 그리드 규약에 따를 때, 각각의 위상의 전력 라인들 및 접속된 전력 디바이스들은 특정 최대 전력의 삼분의 일(1/3)을 다른 방식으로 상태로 송신할 수 있어야 하고, 3상 DC/AC 컨버터의 "메이커 공표된 전력 정격"은 3*U*I이고, 여기서 U는 위상 전압이고 I는 위상 전류이다. 전력 라인들의 각각의 쌍은 U*I 전력을 전달할 수 있거나, "메이커 공표된 전력 정격"의 1/3일 수 있고; 전력 그리드 규약에 따르는 경우, 전력 라인의 쌍에 접속되는 각각의 모듈은 또한 공표된 특정 전력 정격의 1/3을 운반하거나 전달할 필요가 있다.In other words, the specific voltage of a three-phase DC/AC converter is defined as the line voltage of three-phase power; The specific maximum current is defined as the maximum current carrying capacity of a pair of power lines for each phase; The specific maximum power is defined as the sum of the maximum power capabilities that the three phases can withstand. In other words, according to the power grid convention, the power lines and connected power devices of each phase must be able to transmit one-third (1/3) of a certain maximum power to the state in another way, three-phase DC The "maker published power rating" of an /AC converter is 3*U*I, where U is the phase voltage and I is the phase current. Each pair of power lines can carry U*I power, or can be 1/3 of the “maker published power rating”; In accordance with power grid conventions, each module connected to a pair of power lines is also required to carry or deliver one-third of the specified published power rating.

예를 들어, AC 전압=315 VAC; 최대 전류=916 암페어; 최대 전력 출력=500kW"를 특정하는 3상 DC/AC 컨버터를 예로 들 수 있다. 사양 "AC 전압=315 VAC"는 "이 컨버터의 출력 라인 전압이 315 볼트"로서 판독되어야 한다. 또는, 3상이 균형맞춰질 때, 모든 위상의 위상 전압 U는 U=315/1.732=181.9 볼트이다(여기서, 1.732는 위상 전압에 대한 라인 전압의 비율인 3의 제곱근이다). 특정된 "최대 전류=916 암페어"는 전력 라인들 및 각각의 위상에서의 모든 컴포넌트들이 I=916 암페어의 전류 운반 능력을 보장하도록 설계되는 것으로 판독되어야 한다. 특정된 "최대 전력 출력=500kW"는 각각의 DC/AC 변환 단계=U*I=181.9*916=500/3 KW의 모든 컴포넌트들의 최대 전력 변환 및 전달 능력으로서 이해되어야 하고; 3개의 변환 단계에서 관련 모듈들의 총 최대 전력 변환 및 전달 능력은 각각의 위상의 합이고, 3*U*I=3*181.9*916=500kW이고, 이것은 이전 단락에서 언급된 전력 그리드 규약에 따를 때 정의된 "메이커 공표된 전력 정격"=3*U*I이다.For example, AC voltage=315 VAC; max current=916 amps; An example is a three-phase DC/AC converter that specifies "maximum power output = 500 kW". The specification "AC voltage = 315 VAC" should read as "The output line voltage of this converter is 315 volts". Alternatively, if three phase When balanced, the phase voltages U of all phases are U=315/1.732=181.9 volts, where 1.732 is the square root of 3, which is the ratio of line voltage to phase voltage. It should be read that the power lines and all components in each phase are designed to ensure a current carrying capacity of I = 916 amps The specified "maximum power output = 500 kW" is for each DC/AC conversion stage = U* It should be understood as the maximum power conversion and transfer capability of all components of I=181.9*916=500/3 KW; the total maximum power conversion and transfer capability of the relevant modules in three conversion stages is the sum of their respective phases, 3* U*I=3*181.9*916=500kW, which is the “maker published power rating”=3*U*I defined when following the power grid convention mentioned in the previous paragraph.

3상 DC/AC 컨버터에서 3상은 엄격하게 120°위상 차이를 갖도록 상관된다. 다시 말해서, 한 쌍의 전력 라인(위상)은 U*I sin2(ωt)의 시변 전력을 전달하는 반면; 제2 위상은 U*I sin2(ωt+120°)의 시변 전력을 전달하고; 제3 위상은 U*I sin2 (ωt-120°)의 시변 전력을 전달한다. 3개의 위상들의 전력 라인들의 각각의 쌍은 엄격한 상관을 갖는 서로 관련된 3개의 발진 AC 전력 트레인들을 전달한다. 전력 변환 용량 P(t)는 정의된 "메이커 공표된 전력 정격"과 동일하지 않다는 점에 유의한다. 전력 변환 용량 P(t)는 시간의 함수로서 표현되고 정의된 3상 AC 전력 제한들에 따라 도출된다. In a three-phase DC/AC converter, the three phases are strictly correlated to be 120° out of phase. In other words, a pair of power lines (phase) carries a time-varying power of U*I sin 2 (ωt); the second phase carries a time-varying power of U*I sin 2 (ωt+120°); The third phase carries a time-varying power of U*I sin 2 (ωt-120°). Each pair of power lines of three phases carries three oscillating AC power trains related to each other with tight correlation. Note that the power conversion capacity P(t) is not equal to the defined “maker published power rating”. The power conversion capacity P(t) is expressed as a function of time and is derived according to defined three-phase AC power limits.

다시 말해서, DC/AC 전력 변환 용량 P(t)는 120°의 엄격하게 상관된 위상차를 갖고; sin2(ωt) 또는 cos2(ωt)의 제곱 사인파 진동들을 준수하는 전력 파형들을 갖는 3개의 위상의 시변 전력 출력들의 합으로부터 도출되고; 각 주파수(angular frequency) ω가 일정하게 유지되는 전력 그리드(동일 위상 및 주파수)와 동기화된다. In other words, the DC/AC power conversion capacity P(t) has a strictly correlated phase difference of 120°; derived from the sum of three phase time-varying power outputs with power waveforms conforming to square sine wave oscillations of sin 2 (ωt) or cos 2 (ωt); The angular frequency ω is synchronized with the power grid (same phase and frequency) held constant.

이제, 3상 DC/AC 컨버터의 시변 전력 변환 용량 P(t)를 도출한다. 시간의 함수로서의 3상 DC/AC 컨버터의 전력 변환 용량은 P(t)=U*I*(sin2(ωt)+sin2(ωt+120°)+sin2(ωt+120°))이다. 위에서 정의된 바와 같이, U는 위상 전압이고, I는 위상 전류이고, ω는 전력 그리드의 일정한 각 주파수이다. 또한, sin2(ωt+120°)+sin2(ωt-120°)=cos2(ωt)+1/2임을 알 수 있다. 따라서, 시간의 함수로서의 3상 DC/AC 컨버터의 전력 변환 용량 P(t)는 P(t)=U*I*(sin2(ωt)+sin2(ωt+120°)+sin2(ωt-120°))=U*I*(sin2(ωt)+cos2(ωt)+1/2)=U*I*(1+1/2)=3/2(U*I)이다. Now, the time-varying power conversion capacity P(t) of the three-phase DC/AC converter is derived. The power conversion capacity of a three-phase DC/AC converter as a function of time is P(t)=U*I*(sin 2 (ωt)+sin 2 (ωt+120°)+sin 2 (ωt+120°)) . As defined above, U is the phase voltage, I is the phase current, and ω is the constant angular frequency of the power grid. Also, it can be seen that sin 2 (ωt+120°)+sin 2 (ωt-120°)=cos 2 (ωt)+1/2. Thus, the power conversion capacity P(t) of a three-phase DC/AC converter as a function of time is P(t)=U*I*(sin 2 (ωt)+sin 2 (ωt+120°)+sin 2 (ωt) -120°))=U*I*(sin 2 (ωt)+cos 2 (ωt)+1/2)=U*I*(1+1/2)=3/2(U*I).

다시 말해서, 3개의 위상들에서의 이러한 엄격하게 상관된 3개의 진동 전력 트레인들의 총합은 상수이다. 다시 말해서, 이러한 3쌍의 전력 라인의 총 전력 전달은 상수이다. 또는 3개의 위상들과 관련된 3개의 모듈들의 총합은 상수이다. 그러나, 이 상수는 "공표된 전력 능력"의 절반(1/2)과 동일하다. 이것은 전력 그리드 규약에 따를 때 3상 DC/AC 컨버터의 전력 변환 용량과 정의된 "공표된 전력 능력" 사이의 관계이다.In other words, the sum of these tightly correlated three oscillation power trains in three phases is a constant. In other words, the total power transfer of these three pairs of power lines is constant. or the sum of the three modules associated with the three phases is a constant. However, this constant is equal to half (1/2) of the "published power capability". This is the relationship between the power conversion capacity of a three-phase DC/AC converter and the defined “published power capability” according to the power grid convention.

전술한 바와 같이, 전력 그리드 규약에 따를 때, 3상 DC/AC 컨버터의 "메이커 공표된 전력 정격" 또는 참조된 "메이커 공표된 전력 능력"이 3*U*I라는 것을 상기한다. 이것을 상기 도출된 전력 변환 용량과 비교하면, P(t)=3/2(U*I)이고; 3상 DC/AC 컨버터의 도출된 DC/AC 전력 변환 용량은 단지 "메이커 공표된 전력 능력"의 절반이라는 것이 명백하다. As described above, it is recalled that the "manufacturer published power rating" or referenced "maker published power capability" of a three-phase DC/AC converter is 3*U*I, when according to the power grid convention. Comparing this with the derived power conversion capacity, P(t)=3/2(U*I); It is clear that the derived DC/AC power conversion capacity of a three-phase DC/AC converter is only half of the "manufacturer published power capacity".

예로서, "AC 전압=315 VAC"; 최대 위상 전류=916 암페어; 및 최대 전력 출력=500kW"를 특정하는 전술한 3상 DC/AC 컨버터를 다시 사용한다. 실제로, 이 3상 DC/AC 컨버터의 DC/AC 전력 변환 용량은 단지 250kW이다. 상기 결론을 도출하기 위해, 먼저 공표된 최대 전력 500kW가 실제로 3*U*I와 동일하다는 것을 확인하였으며, 여기서 U는 특정된 라인 전압으로부터 도출된 위상 전압이고, I는 공표된 최대 전류이고; 이 컨버터의 전력 변환 용량은 3/2*U*I=250kW와 동일하다.For example, "AC voltage=315 VAC"; max phase current=916 amps; and the above-mentioned three-phase DC/AC converter specifying "maximum power output=500 kW". Actually, the DC/AC power conversion capacity of this three-phase DC/AC converter is only 250 kW. To draw the above conclusion , first confirmed that the published maximum power of 500 kW is actually equal to 3*U*I, where U is the phase voltage derived from the specified line voltage, I is the published maximum current; the power conversion capacity of this converter is Equivalent to 3/2*U*I=250kW.

(정의된 바와 같은) 파라미터들 x, y, 및 z에 대한 최적 전력 매칭 관계는 (y+z)의 값이 2x보다 작지 않을 것이라는 것이다. 관련 PV 발전소는 x MW PV 태양열 스트링들로 구성될 경우; "PS 3상 DC/AC 컨버터들"은 y MW의 전체 "메이커 공표된 전력 능력"을 갖고; "ER 3상 DC/AC 컨버터들"은 z MW의 전체 "메이커 공표된 전력 능력"을 갖는다. "PS 3상 DC/AC 컨버터들" 및 "ER 3상 DC/AC 컨버터들"은 하나 이상의 MPPT 제어기에 의해, 또는 하나 이상의 MEUPT 제어기에 의해 동작될 수 있다. MEUPT 최적화를 실시하기 위해, MEUPT 제어기(들)에 의해 모든 DC/AC 컨버터들을 동작시키는 것이 바람직하다. The optimal power matching relationship for the parameters x, y, and z (as defined) is that the value of (y+z) will not be less than 2x. If the relevant PV plant consists of x MW PV solar strings; “PS three-phase DC/AC converters” have a total “maker published power capability” of y MW; “ER three-phase DC/AC converters” have a total “maker published power capability” of z MW. “PS three-phase DC/AC converters” and “ER three-phase DC/AC converters” may be operated by one or more MPPT controllers, or by one or more MEUPT controllers. In order to implement the MEUPT optimization, it is desirable to operate all DC/AC converters by the MEUPT controller(s).

섹션 11: 요약Section 11: Summary

도 7은 PV 태양열 발전소(7000)의 구성을 추상적으로 도시한다. 발전소는 태양열 스트링들(7100)로 배열된 전체 x MW 태양 전지판을 포함한다. 태양열 스트링들(7100)에서 생성된 DC 전력은 분리 디바이스(7201)를 통해 3상 DC/AC 컨버터들(7301)의 그룹에 입력되는 DC 전력을 제공하고; 분리 디바이스(7202)를 통해 잉여 전력을 저장소(7400) 내에 충전한다. 에너지 저장소(7400)는 분리 디바이스(7203)를 통해 3상 DC/AC 컨버터들(7302)의 그룹에 입력되는 DC 전력을 제공한다. 3상 DC/AC 컨버터들(7301 및 7302) 양쪽 모두가 변환된 3상 AC 전력을 변압기(7500)를 통해 전력 그리드(7600)에 제공한다. 컨버터들(7301)의 전체 "메이커 공표된 능력"은 y MW이다. 컨버터들(7302)의 전체 "메이커 공표된 능력"은 z MW이다. 합 (y+z)의 값은 2x의 값보다 작지 않다. 섹션 2에서 설명된 바와 같이 종래의 PV 발전소를 설명하기 위해 유사한 구성을 사용할 때, (y+z)의 값은 x의 값보다 크지 않다는 것을 상기한다. 따라서, 값이 (y+z)인 설계가 x보다 크거나 심지어 x의 1.1 배 더 나은 경우, 이는 전력 그리드에 제공되는 전기 에너지를 향상시키기 위해 잉여 에너지의 일부가 캡처될 수 있다는 것을 의미한다. 7 abstractly shows the configuration of a PV solar power plant 7000 . The power plant includes a full x MW solar panel arranged in solar strings 7100 . The DC power generated in the solar strings 7100 provides DC power input to the group of three-phase DC/AC converters 7301 through a separation device 7201 ; The surplus power is charged into the storage 7400 via a disconnect device 7202 . Energy storage 7400 provides DC power input to the group of three-phase DC/AC converters 7302 via a separation device 7203 . Both three-phase DC/AC converters 7301 and 7302 provide converted three-phase AC power to the power grid 7600 via a transformer 7500 . The total “maker published capacity” of converters 7301 is y MW. The total “maker published capacity” of converters 7302 is z MW. The value of the sum (y+z) is not less than the value of 2x. Recall that when using a similar configuration to describe a conventional PV power plant as described in section 2, the value of (y+z) is not greater than the value of x. Thus, if a design with a value of (y+z) is greater than x or even 1.1 times better than x, this means that some of the surplus energy can be captured to improve the electrical energy provided to the power grid.

컨버터들(7301 및 7302)은 모두 전술한 MEUPT 제어기(들)에 의해 동작될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컨버터들 중 일부 또는 하나가 MEUPT 제어기에 의해 동작되거나, 이들 중 어느 것도 MEUPT 제어기에 의해 동작되지 않는다. 또한, 일부 실시예들에서, 분리 디바이스들(7201, 7202, 및 7203) 중 하나 또는 일부는 구성에서 생략될 수 있다. PV 태양열 스트링들(7100)은 컨버터(7301)에 입력되는 DC 전력을 제공한다. 따라서, 이들을 본 명세서에서 "PS 컨버터"라고 칭한다. 에너지 저장소(7400)는 컨버터들(7302)에 입력되는 DC 전력을 제공한다. 따라서, 이들을 본 명세서에서 "ER 컨버터들"이라고 칭한다. 전체 "메이커 공표된 전력 정격 "및 전체 "메이커 공표된 전력 능력"이라는 용어들은 본 명세서에서 "공표된 전력"으로서 약칭될 것이다.Converters 7301 and 7302 can both be operated by the aforementioned MEUPT controller(s). In some embodiments, some or one of the converters are operated by the MEUPT controller, or none of them are operated by the MEUPT controller. Also, in some embodiments, one or some of the separation devices 7201 , 7202 , and 7203 may be omitted from configuration. PV solar strings 7100 provide DC power input to converter 7301 . Accordingly, they are referred to as "PS converters" in this specification. Energy storage 7400 provides DC power input to converters 7302 . Accordingly, they are referred to herein as “ER converters”. The terms full "maker published power rating" and full "maker published power capability" will be abbreviated herein as "published power".

도 7에 도시된 구성의 설명을 반복하기 위해: PV 발전소(7000)는 DC 전력 생성기로서 x MW 태양열 스트링들(7100)을 포함한다. DC 전력 생성기(7100)는 "PS 컨버터들"(7301)에, y MW의 "공표된 전력"을 갖는 입력을 분리 디바이스(7201)를 통해 제공하고; 다른 분리 디바이스(7202)를 통해 남겨진 전력을 저장소(7400)에 충전한다. 저장소(7400)는 분리 디바이스(7203)를 통해 z MW의 "공표된 전력"을 갖는 입력을 "ER 컨버터들"(7302)에 제공한다. 모든 3상 DC/AC 컨버터들(7301 및 7302)은 변압기(7500)를 통해 변환된 3상 AC 전력을 전력 그리드(7600)에 제공한다. 일부 실시예에서, (y+z)의 값은 2x의 값보다 작지 않다. 그러나, (y+z)의 값이 x의 값보다 클 때, 설계는 전력 그리드에 대한 전기 에너지 판매를 향상시키기 위해 부분적인 이익을 얻을 수 있다.To repeat the description of the configuration shown in FIG. 7 : PV power plant 7000 includes x MW solar strings 7100 as DC power generator. DC power generator 7100 provides an input with "published power" of y MW to "PS converters" 7301 via separation device 7201 ; Remaining power is charged to the storage 7400 via another separation device 7202 . Reservoir 7400 provides an input with "published power" of z MW to "ER converters" 7302 via separation device 7203 . All three-phase DC/AC converters 7301 and 7302 provide converted three-phase AC power via transformer 7500 to power grid 7600 . In some embodiments, the value of (y+z) is not less than the value of 2x. However, when the value of (y+z) is greater than the value of x, the design may benefit in part to improve electrical energy sales to the power grid.

본 명세서에 설명된 원리들에 따른 MEUPT 최적화기는 하나 이상의 AC 전력 생성 유닛(들)을 포함하는 소형 PV 발전소 또는 대형 PV 발전소를 제공할 수 있다. 또한, 적절히 설계된 분리 디바이스에 의해, 에너지 저장소로부터 PV 태양열 스트링들을 통한 에너지 누설이 방지될 수 있다. 또한, 적절히 설계된 분리 디바이스에 의해, 발견된 "상호 전력 소멸" 현상이 방지될 수 있다. 또한, 에너지 저장소는 "PS 컨버터"의 에너지 추출 후에 잉여 에너지만을 수신하거나, 임의의 추출 전에 모든 생성된 DC 에너지를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 마지막으로, MEUPT 최적화기는 또한 단일 위상 DC/AC 컨버터(들)를 구비한 PV 발전소에 대한 서비스를 제공할 수 있다.A MEUPT optimizer according to the principles described herein may provide a small or large PV power plant comprising one or more AC power generating unit(s). In addition, by means of a properly designed separation device, energy leakage from the energy storage through the PV solar strings can be prevented. Also, with a properly designed separation device, the discovered "mutual power dissipation" phenomenon can be avoided. Also, the energy storage can be used to receive only the surplus energy after energy extraction of the "PS converter", or to receive all the generated DC energy before any extraction. Finally, the MEUPT optimizer can also provide services for PV power plants with single phase DC/AC converter(s).

섹션 12: MEUPT 제어기의 설계 제약Section 12: Design Constraints of the MEUPT Controller

도 8은 도 2b의 MEUPT 제어기(2320B)의 일례를 나타내는 MEUPT 제어기(8000)("시스템 제어기"로도 지칭됨)를 나타낸다. MEUPT 제어기(8000)는 3개의 실행가능 컴포넌트: 검출 컴포넌트(8100), 결정 컴포넌트(8200), 및 전달 컴포넌트(8300)를 포함한다. 8 shows a MEUPT controller 8000 (also referred to as a “system controller”) representing an example of the MEUPT controller 2320B of FIG. 2B . The MEUPT controller 8000 includes three executable components: a detection component 8100 , a decision component 8200 , and a delivery component 8300 .

검출 컴포넌트(8100)는 저장소(8400)에 저장된 에너지 레벨을 측정한다. 저장소의 예는 도 2b의 저장소(2410B), 도 3의 에너지 저장소(3410), 도 4의 에너지 저장소(4410), 도 5의 에너지 저장소(5410), 도 6의 에너지 저장소(6410), 및 도 7의 에너지 저장소(7410)이다. The detection component 8100 measures the energy level stored in the storage 8400 . Examples of storage include storage 2410B of FIG. 2B , energy storage 3410 of FIG. 3 , energy storage 4410 of FIG. 4 , energy storage 5410 of FIG. 5 , energy storage 6410 of FIG. 6 , and FIG. 7 energy storage 7410 .

결정 컴포넌트(8200)는 에너지 저장소(8400)에 제공되고 이로부터 방전되는 전하와 거의 균형을 맞추기 위해 적절한 전력 인출 레벨(power drawing level)을 결정한다. Determining component 8200 determines an appropriate power drawing level to approximately balance the charge provided to and discharged from energy store 8400 .

전달 컴포넌트(8300)는 결정된 적절한 전력 인출 레벨의 코딩된 메시지를 잉여 DC/AC 컨버터(들)(8500)에 전달한다. 컨버터들은 코딩된 메시지를 해석하고, 코딩된 메시지를 준수하여, 컨버터(들)가 지시받은 전력 레벨에서 계속해서 동작하고, 그에 의해 내부-충전 에너지(in-charging energy)가 거의 균형을 맞출 수 있게 할 수 있다. 저장소(8400)로부터 인출되는 컨버터들(8500)의 예는 도 2b의 컨버터들(2130S), 도 3의 컨버터들(3130S), 도 4의 컨버터들(4130S), 도 5의 컨버터들(5130S), 도 6의 컨버터들(6130S), 도 3의 컨버터들(7302)이다. The forwarding component 8300 forwards the coded message of the determined appropriate power draw level to the surplus DC/AC converter(s) 8500 . The converters interpret the coded message and comply with the coded message so that the converter(s) continues to operate at the indicated power level, whereby the in-charging energy is approximately balanced. can do. Examples of converters 8500 withdrawn from storage 8400 are converters 2130S of FIG. 2B , converters 3130S of FIG. 3 , converters 4130S of FIG. 4 , and converters 5130S of FIG. 5 . , the converters 6130S of FIG. 6 , and the converters 7302 of FIG. 3 .

MEUPT 경제적 이익 최적화기를 도출하기 위해, MEUPT 제어기의 설계는 다음의 파라미터들 및 변수들, (1) 에너지 저장소(8400)의 용량; (2) DC/AC 컨버터들(8500)의 램핑 업/다운 속도; (3) 태양열 스트링들의 I-V 특성들; (4) PV 발전소의 위치에서의 기후; 및 (5) 잉여 DC/AC 컨버터가 에너지 저장소에 제공되는 전하량과 에너지 저장소로부터 인출되는 전하량 사이의 차이(또는 균형)를 최소화하는 동작을 하는 MEUPT 제어기의 능력을 고려한다. 간단한 설계는 단지 이러한 파라미터들 및 변수들을 고려하여 각각의 및 모든 PV 발전소에 대해 맞춤 설계된 제어기를 적용할 때 도출될 수 있다. In order to derive the MEUPT economic benefit optimizer, the design of the MEUPT controller depends on the following parameters and variables: (1) the capacity of the energy store 8400; (2) ramping up/down speed of DC/AC converters 8500; (3) I-V characteristics of solar strings; (4) the climate at the location of the PV plant; and (5) the ability of the MEUPT controller to operate so that the surplus DC/AC converter minimizes the difference (or balance) between the amount of charge provided to the energy store and the amount of charge drawn from the energy store. A simple design can be derived when applying a custom designed controller for each and every PV power plant, only taking these parameters and variables into account.

섹션 13: MEUPT 제어기 설계SECTION 13: MEUPT CONTROLLER DESIGN

MEUPT 제어기를 사용하는 각각의 및 모든 하나의 PV 발전소에 대해 MEUPT 제어기를 맞춤 설계하는 것은 비실용적이다. 한편, 요구되는 MEUPT 제어기에 대한 간단한 설계를 추구하는 것은; 특히, 맞춤 설계 제어기들이 허용되지 않을 때, 매우 어렵다. 그러나, 에너지 저장소의 단자 전압은 5개의 파라미터들 및 변수들 각각에 의해 영향을 받은 측정으로서 보여질 수 있다. 따라서, 상기 5개의 설계 제약들은 MEUPT 에너지 저장소의 단자 전압이 결정 파라미터로서 선택될 때 2개의 부분으로 붕괴될 수 있다. It is impractical to custom design a MEUPT controller for each and every one PV plant that uses a MEUPT controller. On the other hand, pursuing a simple design for the required MEUPT controller; Especially when custom design controllers are not allowed, it is very difficult. However, the terminal voltage of the energy store can be viewed as a measurement influenced by each of the five parameters and variables. Accordingly, the above five design constraints can be broken down into two parts when the terminal voltage of the MEUPT energy store is selected as the determining parameter.

측정된 단자 전압을 사이트 특정 "표준 전압 간격들"의 세트와 비교할 때; 전력 추출 레벨이 (1) 너무 낮거나, (2) 너무 높거나, (3) 딱 적당함에 따라, 시스템에 의해 현재 실행 중인 전력 추출 및 변환 레벨이 양자화될 수 있다는 것이 발명자들에게 명백해졌다. 따라서, MEUPT 제어기 설계 작업은 1) 통상의 산업 제어기, 플러스 2) 맞춤 구성된 사이트-특정 "표준 전압 간격들" 테이블(본 명세서에서는 "전압 간격 테이블"로서 지칭됨)로 분리될 수 있다. when comparing the measured terminal voltage to a set of site-specific "standard voltage intervals"; It became apparent to the inventors that the level of power extraction and transformation currently running by the system can be quantized, as the power extraction level is (1) too low, (2) too high, or (3) just right. Thus, the MEUPT controller design task can be separated into 1) a typical industrial controller, plus 2) a custom configured site-specific “standard voltage intervals” table (referred to herein as a “ voltage interval table ”).

PV 발전소에 대해 사이트-특정 전압 간격 테이블이 구성되면; 전압 간격 테이블은 산업 제어기와 협력하여 동작하여 필요한 MEUPT 제어기 기능들을 달성할 수 있다. 그 후, 산업 제어기는 도 8에 또한 도시된 바와 같이, 검출 컴포넌트, 결정 컴포넌트, 및 전달 컴포넌트로 구성된다. 그러나, 이 경우에, 검출 컴포넌트(8100)는 에너지 저장소(8400)의 단자 전압을 측정한다. 결정 컴포넌트(8200)는 측정된 전압을 전압 간격 테이블과 비교하고; 내부-충전 에너지와 거의 균형을 맞추기 위해 적절한 전력 인출량을 결정한다. 전달 컴포넌트(8300)는 다시 상기 결정된 적절한 전력 인출 레벨의 코딩된 메시지를 잉여 DC/AC 컨버터(들)에 전달하여; 컨버터(들)가 에너지 저장소(8400)의 유입 및 유출 전하와 거의 균형을 맞추기 위해 지시된 전력 레벨에서 연속적으로 동작할 수 있게 한다. If a site-specific voltage interval table is configured for a PV plant; The voltage interval table can work in concert with the industrial controller to achieve the necessary MEUPT controller functions. Then, the industrial controller is composed of a detecting component, a determining component, and a forwarding component, as also shown in FIG. 8 . However, in this case, the detection component 8100 measures the terminal voltage of the energy store 8400 . The determining component 8200 compares the measured voltage to a voltage interval table; Determining the appropriate power draw to roughly balance the internal-charge energy. The forwarding component 8300 again forwards the coded message of the determined appropriate power draw level to the surplus DC/AC converter(s); Allows the converter(s) to operate continuously at the indicated power level to approximately balance the incoming and outgoing charge of the energy store 8400 .

일 실시예에서, MEUPT 제어기(8000)의 검출 컴포넌트(8100)는 잉여 에너지 저장소(8400)의 단자 전압을 실시간으로 측정한다. 그럼에도 불구하고, 결정 컴포넌트(8200)는 지정된 시간 간격 비교마다 (전압 인터페이스 테이블에 대한 측정된 전압의) 비교를 여전히 수행할 수 있다. 이 비교는 다음 3가지 상황 중 하나를 초래할 수 있다: In one embodiment, the detection component 8100 of the MEUPT controller 8000 measures the terminal voltage of the surplus energy store 8400 in real time. Nevertheless, the determining component 8200 may still perform the comparison (of the measured voltage to the voltage interface table) every designated time interval comparison. This comparison can lead to one of three situations:

(1) 측정된 전압과 전압 간격 테이블의 비교가 전력 레벨이 너무 낮다는 것을 나타내면, 제어기(8000)는 (전달 컴포넌트(8300)를 통해) 3상 DC/AC 컨버터(8500)가 다음 지정된 시간 간격에 대한 한 레벨의 전력 추출 및 변환에 의해 증가하도록 요청할 수 있고; (1) If the comparison of the measured voltage with the voltage interval table indicates that the power level is too low, the controller 8000 (via the transfer component 8300) determines that the three-phase DC/AC converter 8500 may request to be increased by one level of power extraction and conversion to ;

(2) 측정된 전압과 전압 간격 테이블의 비교가 전력 레벨이 너무 높다는 것을 나타내면, 제어기(8000)는 (전달 컴포넌트(8300)를 통해) 3상 DC/AC 컨버터(8500)가 다음 지정된 시간 간격에 대한 한 레벨의 전력 추출 및 변환에 의해 감소하도록 요청할 수 있고;(2) If the comparison of the measured voltage with the voltage interval table indicates that the power level is too high, the controller 8000 (via the transfer component 8300) determines that the three-phase DC/AC converter 8500 is at the next specified time interval. may request to be reduced by one level of power extraction and conversion;

(3) 측정된 전압과 전압 간격 테이블의 비교가 전력 레벨이 딱 적당하다는 것을 나타내면, 제어기(8000)는 3상 DC/AC 컨버터(8500)가 다음의 지정된 시간 간격 동안, 적어도 그 다음의 비교가 발생할 때까지 동일한 전력 추출 레벨에 머무르도록 요청할 수 있다. (3) If the comparison of the measured voltage with the voltage interval table indicates that the power level is just right, then the controller 8000 indicates that the three-phase DC/AC converter 8500 will have at least the next comparison during the next specified time interval. You can ask them to stay at the same power extraction level until they happen.

DC/AC 컨버터의 전력 추출/변환 조정 레벨이 충분히 작을 때, 상기 설계는 모든 종류의 에너지 저장소 용량에 대해; 모든 종류의 DC/AC 컨버터의 업/다운 램핑 속도에 대해; 모든 종류의 태양열 스트링들의 I-V 특성들에 대해; 및 PV 사이트의 모든 기후에 대해 작업할 수 있다. 따라서, 제어기는 에너지 저장소로부터 전력을 인출하는 3상 DC/AC 컨버터에 대해 작은 조정 단계들을 지시할 수 있는 것이 중요하다. When the power extraction/conversion regulation level of the DC/AC converter is small enough, the design is suitable for all kinds of energy storage capacity; For up/down ramping speed of all kinds of DC/AC converters; for the I-V characteristics of all kinds of solar strings; and all climates of the PV site. Therefore, it is important that the controller be able to direct small adjustment steps to the three-phase DC/AC converter that draws power from the energy store.

통상적인 종래의 중앙집중형 3상 DC/AC 컨버터들은 지시될 때 매우 작은 조정 단계들에서 동작할 수 있다. 그러나, 본 기술분야에서 "건식 접속 박스(dry connection box)"로서 지칭되는 (그리고 본 명세서에서 언급되는) 구비된 통신 채널은 통상적으로 광학 메시지들을 통해 6비트 통신 채널들만을 갖는다. 건식 접속 박스를 통해 6개보다 많은 전력 추출 레벨을 명령하기 위해, 인코딩-디코딩 기술이 채용된다. 이 기술은 전력 추출 레벨들을 명령하기 위해 26=64 메시지까지 통과하는 것을 허용한다. 최대 64개의 조정 전력 추출 레벨에 의해, 저장소의 유입 에너지 및 유출 에너지에 필요한 거의 제로 순 균형(zero net balancing)이 기술적으로 달성될 수 있다. Typical conventional centralized three-phase DC/AC converters can operate in very small adjustment steps when directed. However, an equipped communication channel, referred to in the art as a “ dry connection box ” (and referred to herein), typically has only 6-bit communication channels via optical messages. To command more than six power extraction levels through the dry junction box, an encoding-decoding technique is employed. This technique allows passing up to 2 6 =64 messages to command power extraction levels. With up to 64 coordinated power extraction levels, the near-zero net balancing required for the incoming and outgoing energy of the storage can be technically achieved.

섹션 14: MEUPT 최적화기를 통합하는 PV 발전소Section 14: PV power plants incorporating the MEUPT optimizer

도 9에 도시된 바와 같이, PV 발전소(9000)는 MEUPT 제어기(9210)로 구성된 MEUPT 최적화기(9200)를 포함한다. MEUPT 제어기(9200)는 3개의 실행가능 컴포넌트; 즉, 잉여 에너지 저장소(9400)의 단자 전압을 측정하는 검출 컴포넌트(9211); 측정된 전압을 PV 발전소의 전압 간격 테이블과 비교하기 위한 결정 컴포넌트(9212); 및 전달 컴포넌트(4213)를 통해 3상 DC/AC 컨버터(4502)에게 부트-업, 드롭-다운, 또는 동일하게 유지하라고 통지하기 위한 전달 컴포넌트(9213)를 포함한다. 도 9의 컴포넌트들(9211, 9212 및 9213)은 각각 도 8의 컴포넌트들(8100, 8200 및 8300)의 예들이다. 도 9의 에너지 저장소(9400)는 도 8의 에너지 저장소(8400)의 예이다. 컨버터들(9502)은 도 8의 컨버터들(8500)의 예들이다.As shown in FIG. 9 , the PV power plant 9000 includes a MEUPT optimizer 9200 configured as a MEUPT controller 9210 . MEUPT controller 9200 includes three executable components; That is, a detection component 9211 that measures the terminal voltage of the surplus energy store 9400; a determining component 9212 for comparing the measured voltage to a voltage interval table of the PV power plant; and a forwarding component 9213 for notifying the three-phase DC/AC converter 4502 via the forwarding component 4213 to boot-up, drop-down, or keep the same. Components 9211 , 9212 and 9213 of FIG. 9 are examples of components 8100 , 8200 and 8300 of FIG. 8 , respectively. The energy storage 9400 of FIG. 9 is an example of the energy storage 8400 of FIG. 8 . Converters 9502 are examples of converters 8500 of FIG. 8 .

PV 발전소(9000)도 PV 태양열 스트링들(9100)을 포함한다. 태양열 스트링들(9100)은 태양 에너지를 전기로 변환하고; 생성된 DC 전력을 분리 디바이스(9320)를 통해 잉여 에너지 저장소(9400)에 전달한다. 3상 DC/AC 컨버터(9502)는 분리 디바이스(9330)를 통해 잉여 에너지 저장소(9400)로부터 입력되는 DC 전력을 수신한다. 도 9의 태양열 스트링들(9100)은 집합적으로 에너지 저장소를 충전하기 위한 DC 에너지 소스이고, 도 2b의 태양열 스트링들(2111A 및 2111B), 도 3의 태양열 스트링(3110), 도 4의 태양열 스트링(4110), 도 5의 태양열 스트링(5110), 도 6의 태양열 스트링(6110), 및 도 7의 태양열 스트링(7110)의 예들이다. 도 9의 분리 디바이스(9320)는 도 2b의 분리 디바이스(2312B), 도 3의 분리 디바이스(3312), 도 4의 분리 디바이스(4312), 도 5의 분리 디바이스(5311), 도 6의 분리 디바이스(6311), 및 도 7의 분리 디바이스(7202)의 예이다. 도 9의 분리 디바이스(9330)는 도 2b의 분리 디바이스(2313B), 도 3의 분리 디바이스(3313), 도 4의 분리 디바이스(4313), 도 5의 분리 디바이스(5313), 도 6의 분리 디바이스(6313), 및 도 7의 분리 디바이스(7203)의 예이다.The PV power plant 9000 also includes PV solar strings 9100 . Solar strings 9100 convert solar energy into electricity; The generated DC power is transferred to the surplus energy storage 9400 via a separation device 9320 . The three-phase DC/AC converter 9502 receives DC power input from the surplus energy storage 9400 via a separation device 9330 . The solar strings 9100 of FIG. 9 are a DC energy source for collectively charging an energy store, the solar strings 2111A and 2111B of FIG. 2B , the solar string 3110 of FIG. 3 , the solar string of FIG. 4 . 4110 , the solar string 5110 of FIG. 5 , the solar string 6110 of FIG. 6 , and the solar string 7110 of FIG. 7 are examples. The separation device 9320 of FIG. 9 is the separation device 2312B of FIG. 2B , the separation device 3312 of FIG. 3 , the separation device 4312 of FIG. 4 , the separation device 5311 of FIG. 5 , and the separation device of FIG. 6 . 6311 , and an example of the separation device 7202 of FIG. 7 . The separation device 9330 of FIG. 9 is the separation device 2313B of FIG. 2B , the separation device 3313 of FIG. 3 , the separation device 4313 of FIG. 4 , the separation device 5313 of FIG. 5 , and the separation device of FIG. 6 . 6313 , and an example of the separation device 7203 of FIG. 7 .

전술한 바와 같이, MEUPT 제어기(9210)는 3상 DC/AC 컨버터(9502)가 에너지 저장소(9400)로부터 적절한 양의 에너지를 인출하여 태양열 스트링들(9100)로부터의 입력 에너지 충전을 균형맞추도록 지시하며; 이 결과, 거의 제로 에너지가 저장소(9400)에 내부-충전 또는 외부-인출되는 것으로 나타났다. 따라서, 작은 에너지 저장소(9400)는 PV 발전소에 적합하다. DC/AC 컨버터로부터의 변환된 AC 전력은 변압기(9600)를 통해 접속된 전력 그리드(9700)에 제공된다.As noted above, the MEUPT controller 9210 directs the three-phase DC/AC converter 9502 to draw an appropriate amount of energy from the energy store 9400 to balance the input energy charge from the solar strings 9100 . and; As a result, it appears that near zero energy is either in-charged or out-withdrawn to the reservoir 9400 . Thus, the small energy storage 9400 is suitable for a PV power plant. The converted AC power from the DC/AC converter is provided to a connected power grid 9700 via a transformer 9600 .

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실행가능한 컴포넌트"는 도 8 및 도 9와 관련하여 사용된다. 용어 "실행가능한 컴포넌트"는 컴퓨팅 분야에서 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합일 수 있는 구조인 것으로 본 기술 분야의 통상의 기술자가 잘 이해할 수 있는 구조에 대한 명칭이다. 예를 들어, 소프트웨어로 구현될 때, 본 기술분야의 통상의 기술자는 실행가능 컴포넌트의 구조가 소프트웨어 객체들, 루틴들, 컴퓨팅 시스템 상에서 실행될 수 있는 방법들, 이러한 실행가능 컴포넌트가 컴퓨팅 시스템의 힙(heap)에 존재하는지, 또는 실행가능 컴포넌트가 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 존재하는지를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. As used herein, the term “executable component” is used in connection with FIGS. 8 and 9 . The term “executable component” is a name for a structure that can be well understood by those skilled in the art as a structure that may be software, hardware, firmware, or a combination thereof in the computing field. For example, when implemented in software, those of ordinary skill in the art will recognize that the structure of an executable component is software objects, routines, methods in which it may be executed on a computing system, and that such an executable component is implemented on the computing system's heap ( heap), or whether the executable component resides on a computer-readable storage medium.

이러한 경우에, 본 기술분야의 통상의 기술자는 컴퓨팅 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해(프로세서 스레드에 의해) 해석될 때, 컴퓨팅 시스템이 기능을 수행하게 되도록 실행가능한 컴포넌트의 구조가 컴퓨터 판독가능 매체 상에 존재한다는 것을 인식할 것이다. 이러한 구조는 (실행가능한 컴포넌트가 이진수인 경우와 같이) 프로세서들에 의해 직접 컴퓨터 판독가능할 수 있다. 대안적으로, 구조는 프로세서들에 의해 직접 해석 가능한 그러한 이진수를 생성하기 위해 (단일 스테이지에서 또는 다수의 스테이지에서) 해석 가능하고/해석 가능하거나 컴파일되도록 구조화될 수 있다. 실행가능한 컴포넌트의 예시적인 구조들의 이러한 이해는 용어 "실행가능한 컴포넌트"를 사용할 때 컴퓨팅의 기술 분야의 통상의 기술자의 이해 내에 있다. In this case, one of ordinary skill in the art will recognize that the structure of executable components is on a computer-readable medium such that, when interpreted by one or more processors (by processor threads) of the computing system, the computing system performs functions. will recognize that it exists. This structure may be directly computer readable by processors (such as when the executable component is a binary number). Alternatively, the structure may be structured to be interpretable and/or compiled (either in a single stage or in multiple stages) to produce such a binary number that is directly interpretable by processors. This understanding of the example structures of an executable component is within the understanding of one of ordinary skill in the art of computing when using the term “executable component”.

용어 "실행가능한 컴포넌트"는 또한 통상의 기술자에 의해, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 또는 임의의 다른 전문화된 회로 내에서와 같이, 펌웨어 또는 하드웨어에 독점적으로 또는 거의 독점적으로 구현되는 구조들을 포함하는 것으로 이해된다. 따라서, 용어 "실행가능한 컴포넌트"는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 조합으로 구현되든지 간에, 컴퓨팅의 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 잘 이해되는 구조에 대한 용어이다. The term “executable component” is also used by those of ordinary skill in the art to exclusively or substantially It is understood to include exclusively implemented structures. Accordingly, the term “executable component” is a term for a structure well understood by those skilled in the art of computing, whether implemented in software, hardware, or a combination.

본 발명은 그의 정신 또는 핵심 특징을 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 기술된 실시예는 단지 도시를 위해 그리고 비제한적으로 모든 측면에서 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에 의해서가 아니라 첨부된 청구범위에 의해 표시된다. 청구항과 등가의 것의 의미 및 범주 내에서 이뤄지는 모든 변형은 이의 범주 내에서 수용된다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. The described embodiments are to be considered in all respects only for purposes of illustration and without limitation. Accordingly, the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description. All modifications made within the meaning and scope of equivalents to the claims are embraced within their scope.

Claims (20)

적어도 하나의 AC 전력 생성 유닛을 포함하는 PV 발전소로서,
상기 적어도 하나의 AC 전력 생성 유닛 중 하나 이상의 각각은:
x MW 태양열 스트링들로 구성된 DC 전력 생성기 -x는 양수임-;
y MW의 총 공표된 전력 정격을 갖는 하나 이상의 제1 DC/AC 3상 컨버터 -상기 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)는 상기 DC 전력 생성기에 의해 제공되는 DC 전력을 수신하고 상기 수신된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고 상기 변환된 AC 전력을 변압기를 통해 전력 그리드에 제공하도록 구성됨-;
에너지 저장소 -상기 에너지 저장소는 상기 DC 전력 생성기에 의해 생성된 상기 DC 전력의 나머지 부분의 적어도 일부를 상기 에너지 저장소의 입력에서 수신하도록 구성됨-;
z MW의 총 공표된 전력 정격을 갖는 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터 -z는 양수이고, 상기 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)는 상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 입력에서 상기 에너지 저장소로부터 DC 전력을 수신하고, 상기 에너지 저장소로부터의 상기 수신된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하고, 상기 변환된 AC 전력을 상기 변압기를 통해 상기 전력 그리드에 제공하도록 구성됨-; 및
상기 에너지 저장소의 상기 입력 및 상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 상기 입력이 동시에 온되지 않도록, 상기 에너지 저장소의 상기 입력 및 상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 상기 입력을 턴 온 및 오프하도록 구성되는 스위칭 메커니즘을 포함하고,
y와 z의 합은 x보다 큰 PV 발전소.
A PV power plant comprising at least one AC power generating unit, comprising:
Each of the one or more of the at least one AC power generating unit comprises:
DC power generator consisting of x MW solar strings -x is positive-;
one or more first DC/AC three-phase converters having a total published power rating of y MW, wherein the first DC/AC three-phase converter(s) receives DC power provided by the DC power generator and convert DC power to AC power and provide the converted AC power to a power grid through a transformer;
an energy store, the energy store configured to receive at an input of the energy store at least a portion of a remaining portion of the DC power generated by the DC power generator;
at least one second DC/AC three-phase converter having a total published power rating of z MW -z is positive, and wherein the second DC/AC three-phase converter(s) is the one or more second DC/AC three-phase converters receive DC power from the energy store at an input of , convert the received DC power from the energy store to AC power, and provide the converted AC power to the power grid via the transformer; and
turn the input of the energy store and the input of the at least one second DC/AC three-phase converter such that the input of the energy store and the input of the at least one second DC/AC three-phase converter are not turned on at the same time a switching mechanism configured to be on and off;
A PV plant where the sum of y and z is greater than x.
제1항에 있어서,
상기 y와 z의 합은 x의 2배보다 큰 PV 발전소.
According to claim 1,
A PV power plant wherein the sum of y and z is greater than twice x.
제1항에 있어서,
상기 y와 z의 합은 x의 1.1배와 2배 사이인 PV 발전소.
According to claim 1,
wherein the sum of y and z is between 1.1 and 2 times x.
제1항에 있어서,
y는 x보다 작은 PV 발전소.
According to claim 1,
y is a PV plant less than x.
제1항에 있어서,
z는 x보다 큰 PV 발전소.
According to claim 1,
z is a PV plant greater than x.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 AC 전력 생성 유닛은 복수의 AC 전력 생성 유닛이고, (y+z)/x의 비는 상기 복수의 AC 전력 생성 유닛 각각에 대해 실질적으로 동일한 PV 발전소.
According to claim 1,
wherein the at least one AC power generating unit is a plurality of AC power generating units, and a ratio of (y+z)/x is substantially the same for each of the plurality of AC power generating units.
제1항에 있어서,
제1 분리 디바이스 -상기 DC 전력 생성기가 상기 제1 분리 디바이스를 통해 상기 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)에 DC 전력을 제공함-;
제2 분리 디바이스 -상기 DC 전력 생성기가 상기 제2 분리 디바이스를 통해 상기 에너지 저장소에 DC 전력을 제공함-; 및
제3 분리 디바이스 -상기 에너지 저장소가 상기 제3 분리 디바이스를 통해 상기 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)에 DC 전력을 제공함- 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 PV 발전소.
According to claim 1,
a first separation device, wherein the DC power generator provides DC power to the first DC/AC three-phase converter(s) via the first separation device;
a second separation device, wherein the DC power generator provides DC power to the energy store via the second separation device; and
The PV power plant further comprising at least one of a third separation device, wherein the energy storage provides DC power to the second DC/AC three-phase converter(s) via the third separation device.
제1항에 있어서,
제1 분리 디바이스 -상기 DC 전력 생성기가 상기 제1 분리 디바이스를 통해 상기 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)에 DC 전력을 제공함-;
제2 분리 디바이스 -상기 DC 전력 생성기가 상기 제2 분리 디바이스를 통해 상기 에너지 저장소에 DC 전력을 제공함-; 및
제3 분리 디바이스 -상기 에너지 저장소가 상기 제3 분리 디바이스를 통해 상기 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)에 DC 전력을 제공함- 중 적어도 2개를 추가로 포함하는 PV 발전소.
According to claim 1,
a first separation device, wherein the DC power generator provides DC power to the first DC/AC three-phase converter(s) via the first separation device;
a second separation device, wherein the DC power generator provides DC power to the energy store via the second separation device; and
The PV power plant further comprising at least two of a third separation device, wherein the energy storage provides DC power to the second DC/AC three-phase converter(s) via the third separation device.
제1항에 있어서,
제1 분리 디바이스 -상기 DC 전력 생성기가 상기 제1 분리 디바이스를 통해 상기 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)에 DC 전력을 제공함-;
제2 분리 디바이스 -상기 DC 전력 생성기가 상기 제2 분리 디바이스를 통해 상기 에너지 저장소에 DC 전력을 제공함-; 및
제3 분리 디바이스- 상기 에너지 저장소가 상기 제3 분리 디바이스를 통해 상기 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)에 DC 전력을 제공함-를 추가로 포함하는 PV 발전소.
According to claim 1,
a first separation device, wherein the DC power generator provides DC power to the first DC/AC three-phase converter(s) via the first separation device;
a second separation device, wherein the DC power generator provides DC power to the energy store via the second separation device; and
The PV power plant further comprising a third separation device, wherein the energy storage provides DC power to the second DC/AC three-phase converter(s) via the third separation device.
제1항에 있어서,
상기 제1 DC/AC 3상 컨버터(들)는 MEUPT 제어기를 사용하여 동작하는 PV 발전소.
According to claim 1,
The first DC/AC three-phase converter(s) is a PV power plant operating using a MEUPT controller.
제10항에 있어서,
상기 제2 DC/AC 3상 컨버터(들) 또한 MEUPT 제어기를 사용하여 동작하는 PV 발전소.
11. The method of claim 10,
The second DC/AC three-phase converter(s) also operate using a MEUPT controller.
제1항에 있어서,
상기 제2 DC/AC 3상 컨버터(들)는 MEUPT 제어기를 사용하여 동작하는 PV 발전소.
According to claim 1,
wherein the second DC/AC three-phase converter(s) operates using a MEUPT controller.
제1항에 있어서,
상기 PV 발전소는 하나 이상의 분리 다이오드의 제1 세트 및 하나 이상의 분리 다이오드의 제2 세트를 포함하고, 상기 하나 이상의 분리 다이오드의 제2 세트는 상기 하나 이상의 분리 다이오드의 제1 세트와 상이하고,
상기 제1 세트 내의 상기 하나 이상의 분리 다이오드는 각각 상기 DC 전력 생성기로부터 멀리 향하는 순방향을 갖고, 상기 x MW 태양열 스트링들 각각은 상기 제1 세트 내의 상기 하나 이상의 분리 다이오드 중 대응하는 것과 연관되고,
상기 제2 세트 내의 상기 하나 이상의 분리 다이오드는 또한 상기 DC 전력 생성기로부터 멀리 향하는 순방향을 갖고, 상기 에너지 저장소와 상기 DC 전력 생성기 사이에 추가로 위치되는 PV 발전소.
According to claim 1,
the PV power plant comprises a first set of one or more isolation diodes and a second set of one or more isolation diodes, the second set of one or more isolation diodes different from the first set of one or more isolation diodes;
wherein the one or more isolation diodes in the first set each have a forward direction away from the DC power generator, each of the x MW solar strings being associated with a corresponding one of the one or more isolation diodes in the first set;
The one or more isolation diodes in the second set also have a forward direction away from the DC power generator and are further positioned between the energy store and the DC power generator.
제1항에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘은 상기 에너지 저장소의 상기 입력 및 상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 상기 입력을 교대로 턴 온 및 오프하여, 상기 에너지 저장소의 상기 입력이 온일 때, 상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 상기 입력이 오프가 되고, 상기 에너지 저장소의 상기 입력이 오프일 때, 상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 상기 입력이 온이 되게 하도록 구성되는 PV 발전소.
According to claim 1,
The switching mechanism alternately turns on and off the input of the energy store and the input of the one or more second DC/AC three-phase converters so that when the input of the energy store is on, the one or more second DC a PV power plant, configured to cause the input of the at least one second DC/AC three-phase converter to be on when the input of the /AC three-phase converter is off and the input of the energy store is off.
제14항에 있어서,
상기 스위칭 메커니즘은:
상기 에너지 저장소의 상기 입력을 제어하는 제1 스위치;
상기 하나 이상의 제2 DC/AC 3상 컨버터의 상기 입력을 제어하는 제2 스위치;
상기 제1 스위치가 미리 결정된 주파수에서 온 및 오프이게 제어하도록 구성된 듀티 팩터 조정기(DFA); 및
상기 DFA의 위상을 반전시키고, 상기 제2 스위치가 상기 미리 결정된 주파수에서 오프 및 온이게 제어하도록 구성된 이상 동기 모듈(out-of-phase locking module)을 포함하고,
상기 듀티 팩터 조정기 및 상기 이상 동기 모듈은 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 교대로 턴 온 및 오프되게 하여, 상기 제1 스위치가 온일 때 상기 제2 스위치가 오프가 되고, 상기 제1 스위치가 오프일 때 상기 제2 스위치가 온이 되게 하는 PV 발전소.
15. The method of claim 14,
The switching mechanism is:
a first switch controlling the input of the energy store;
a second switch controlling the input of the at least one second DC/AC three-phase converter;
a duty factor adjuster (DFA) configured to control the first switch to be on and off at a predetermined frequency; and
an out-of-phase locking module configured to invert the phase of the DFA and control the second switch to be off and on at the predetermined frequency;
The duty factor adjuster and the abnormal synchronization module cause the first switch and the second switch to be turned on and off alternately, so that when the first switch is on, the second switch is turned off, and the first switch is turned off A PV power plant that causes the second switch to be on when off.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020207011703A 2017-10-27 2018-05-31 photovoltaic power plant KR102376838B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/796,506 2017-10-27
US15/796,506 US10381840B2 (en) 2015-10-09 2017-10-27 Photovoltaic power station
PCT/US2018/035454 WO2019083567A1 (en) 2017-10-27 2018-05-31 Photovoltaic power station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200080238A KR20200080238A (en) 2020-07-06
KR102376838B1 true KR102376838B1 (en) 2022-03-18

Family

ID=66247524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207011703A KR102376838B1 (en) 2017-10-27 2018-05-31 photovoltaic power plant

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP3701614A4 (en)
JP (1) JP7212050B2 (en)
KR (1) KR102376838B1 (en)
CN (1) CN111492553A (en)
AU (1) AU2018355030B2 (en)
BR (1) BR112020007759A2 (en)
CA (1) CA3077416A1 (en)
CL (1) CL2020001034A1 (en)
CO (1) CO2020005190A2 (en)
EA (1) EA202091048A1 (en)
MX (1) MX2020004135A (en)
PH (1) PH12020550459A1 (en)
TW (1) TWI681617B (en)
WO (1) WO2019083567A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100292853A1 (en) 2007-12-12 2010-11-18 Mcdonnell Alan Electric power distribution methods and apparatus
US20120262067A1 (en) 2010-01-05 2012-10-18 Ecotech Environmental Technology Ltd. Battery operated devices
US20150229131A1 (en) 2014-02-13 2015-08-13 Nextronex, Inc. Grid tie solar inverter system with storage

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0946912A (en) * 1995-08-01 1997-02-14 Japan Storage Battery Co Ltd Distributed power unit
JPH10336916A (en) * 1997-05-29 1998-12-18 Kyocera Corp Power supply system for emergency
CN101127498A (en) * 2007-09-26 2008-02-20 冯国隆 Merged network residential fully automatic solar power and heat supply device
US8710699B2 (en) * 2009-12-01 2014-04-29 Solaredge Technologies Ltd. Dual use photovoltaic system
US9331499B2 (en) * 2010-08-18 2016-05-03 Volterra Semiconductor LLC System, method, module, and energy exchanger for optimizing output of series-connected photovoltaic and electrochemical devices
BR112013006740A2 (en) * 2011-07-15 2019-09-24 Nec Corp battery system operable in conjunction with a mains and method of controlling a battery system
WO2013094839A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 (주)케이디파워 Multi-inverter photovoltaic power generation system
EP3021446A4 (en) * 2013-07-08 2017-01-25 Kyocera Corporation Power conversion device, power conversion system, and power conversion method
JP2016116435A (en) * 2014-12-11 2016-06-23 Connexx Systems株式会社 Power conversion system
JP6526421B2 (en) * 2015-01-09 2019-06-05 シャープ株式会社 Power control system
CN205081683U (en) * 2015-06-24 2016-03-09 北京科诺伟业科技股份有限公司 Serial -type photovoltaic square matrix high voltage isolation device
JP6017715B1 (en) * 2016-01-29 2016-11-02 株式会社A−スタイル Solar power system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100292853A1 (en) 2007-12-12 2010-11-18 Mcdonnell Alan Electric power distribution methods and apparatus
US20120262067A1 (en) 2010-01-05 2012-10-18 Ecotech Environmental Technology Ltd. Battery operated devices
US20150229131A1 (en) 2014-02-13 2015-08-13 Nextronex, Inc. Grid tie solar inverter system with storage

Also Published As

Publication number Publication date
PH12020550459A1 (en) 2021-03-22
KR20200080238A (en) 2020-07-06
TW201918008A (en) 2019-05-01
MX2020004135A (en) 2020-08-13
CN111492553A (en) 2020-08-04
CO2020005190A2 (en) 2020-05-29
EA202091048A1 (en) 2020-08-06
AU2018355030A1 (en) 2020-04-23
EP3701614A1 (en) 2020-09-02
TWI681617B (en) 2020-01-01
WO2019083567A1 (en) 2019-05-02
CL2020001034A1 (en) 2020-10-16
JP2021501558A (en) 2021-01-14
CA3077416A1 (en) 2019-05-02
EP3701614A4 (en) 2021-04-14
JP7212050B2 (en) 2023-01-24
BR112020007759A2 (en) 2020-10-20
AU2018355030B2 (en) 2022-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2541721A2 (en) Grid-connected power conversion device
CN105637755A (en) Power conversion device
KR102612885B1 (en) Maximum energy utilization point tracking technologies
US10686316B2 (en) Controlled energy storage balance technology
US10381840B2 (en) Photovoltaic power station
KR102376838B1 (en) photovoltaic power plant
KR102394942B1 (en) Controlled Energy Storage Balance Technology
RU66124U1 (en) SYSTEM OF AUTONOMOUS POWER SUPPLY OF CONSUMERS
EA040728B1 (en) PHOTOVOLTAIC POWER PLANT
EA040738B1 (en) CONTROLLED BALANCING ENERGY STORAGE TECHNOLOGY
US10516271B2 (en) Single-phase energy utilization tracking inverter
KR102612884B1 (en) Energy Point Tracker Inverter
LT5805B (en) Method of electric dualism and device for converting of stochastic energy
EA042368B1 (en) SINGLE-PHASE INVERTER WITH ENERGY USE TRACKING
KR20190097783A (en) Photovoltaic power generator
KUMAR et al. A Novel Robust Closed Loop Control of High Voltage Gain DC–DC Converter for DG Applications

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant