KR102471128B1

KR102471128B1 - 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터

Info

Publication number: KR102471128B1
Application number: KR1020220088480A
Authority: KR
Inventors: 김지수; 임승범; 이원일
Original assignee: 주식회사 이온
Priority date: 2022-07-18
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2022-11-25
Also published as: WO2024019474A1

Abstract

본 발명은 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 태양광 인버터와 ESS, 인버터를 설치시 각각의 인버터를 설치해야 하지만 한 개의 제품에서 태양광 인버터, ESS, UPS 기능을 동작하는 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터에 관한 것이다.

Description

태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터{BI-DIRECTIONAL INVERTER WITH SOLAR INVERTER FUNCTION}

본 발명에 관련된 종래 기술을 예로 들면, 특허문헌 1 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법은 DC 전력을 사용하는 부하에 DC/AC 또는 AC/DC 변환을 거치지 않고, 발전된 DC 전력 또는 배터리에 저장된 DC 전력을 직접 공급할 수 있고, 계통에서 이상 상황, 예를 들면 정전 발생시, UPS 기능을 수행할 때 배터리의 저장 전력을 보다 안정적으로 사용할 수 있다.

또한, 특허문헌 2 전력 저장 장치와 그 동작 방법 및 전력 저장 시스템은 발전 시스템과 연계되어 부하에 전력을 공급하고, 전력 계통의 이상 상황에서 전원 공급 기능을 안정적으로 수행한다.

그러나 종래 기술은 DC 링크단을 중심으로 태양광 컨버터, ESS(Energy Storage System), 인버터를 연결하여 전력 변환 횟수를 줄여 효율을 상승시키지 못하는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1084216호 에너지 저장 시스템 및 이의 제어 방법 등록특허공보 제10-1156535호 전력 저장 장치와 그 동작 방법 및 전력 저장 시스템

본 발명은 DC 링크단을 중심으로 태양광 컨버터, ESS(Energy Storage System), 인버터를 연결하여 전력 변환 횟수를 줄여 효율을 상승시키는 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 태양광 컨버터, ESS, 인버터 기능을 동시에 만족하여 효율 향상, 설치 공간 축소, 전력 품질을 향상시키는 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터는, 광전 효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널(21); 전기 에너지를 저장하는 배터리(25); 상기 태양광 패널(21), 상기 배터리(25)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하고, 직류 전원을 Grid(23), 부하(24)로 공급되는 교류 전원으로 변환하는 양방향 전력변환장치(50); 및 상기 배터리(25), 상기 양방향 전력변환장치(50)를 총괄 관리하는 EMS(Energy Management System)(27);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 양방향 전력변환장치(50)는, 상기 태양광 패널(21)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하는 DC/DC 컨버터(51); 계통 전원(41)의 흐름을 제어하는 스위치(52); 상기 계통 전원(41)의 교류를 직류 전원으로 변환하는 AC/DC 인버터(53); 직류 전원을 비상 부하(44)로 공급하는 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 인버터(54); 및 상기 배터리(25)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하는 DC/DC 컨버터(55);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 DC/DC 컨버터는, DC/AC 컨버터, AC/DC 컨버터를 포함하고, 직류 입력(Vin)을 저장하는 입력캐패시터(Ci); 상기 입력캐패시터(Ci)의 전원을 스위칭하여 교류를 출력하는 입력스위치(A, B, C, D); 상기 입력스위치(A, B, C, D)에 의해 변환된 교류를 다른 레벨의 교류로 변환하는 변압기(63); 상기 변압기(63)의 1차측 동작을 온/오프하는 사이리스터(62); 상기 변압기(63)의 2차측 교류를 스위칭하여 직류 전원을 출력하는 출력스위치(E, F, G, H); 및 상기 출력스위치(E, F, G, H)의 출력을 저장하는 출력캐패시터(Co);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사이리스터(62)의 제어 단자에는 온/오프 신호가 입력되며, 제어부(5)는 출력(Vo)에 이상이 발생하거나 부하 단락이 있을 때 상기 사이리스터(62)의 제어 단자에 온 신호를 출력해서 변압기(63)의 1차측 동작을 오프시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 DC/AC 컨버터는, 직류 입력(Vin)을 저장하는 입력캐패시터(Ci); 상기 입력캐패시터(Ci)의 전원을 스위칭하여 교류를 출력하는 입력스위치(A, B, C, D); 및 상기 입력스위치(A, B, C, D)에 의해 변환된 교류를 다른 레벨의 교류로 변환하는 변압기(63);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 AC/DC 컨버터는, 상기 변압기(63)의 2차측 교류를 스위칭하여 직류 전원을 출력하는 출력스위치(E, F, G, H); 및 상기 출력스위치(E, F, G, H)의 출력을 저장하는 출력캐패시터(Co);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치(52)는 평상시에는 중요 부하(43)에 상용 전원인 상기 계통 전원(41)을 공급하고, 정전시에만 변환 손실이 포함된 상기 배터리(25) 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 정전시 상기 배터리(25)의 전원이 상기 DC/DC 컨버터(55), 상기 DC/AC 인버터(54)를 거쳐 장비(45)인 상기 비상 부하(44)에 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 DC 링크단을 중심으로 태양광 컨버터, ESS(Energy Storage System), 인버터를 연결하여 전력 변환 횟수를 줄임으로써 효율을 상승시키는 효과를 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 태양광 컨버터, ESS, 인버터 기능을 동시에 만족함으로써 효율 향상, 설치 공간을 축소하고, 일반 부하, 중요 부하, 비상 부하를 구분하여 부하에 전력을 공급함으로써 전력 품질을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 종래 양방향 인버터의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 상세 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 도 3 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 DC/DC 컨버터의 구성을 보인 예시도이다.
도 5는 도 3 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 동작 예이다.
도 6은 본 발명을 설명하기 위한 하드웨어 자원과 운영체제, 코어인 제어부의 동작, 제어부 동작을 실행할 권한을 부여하는 시스템 인증 구성을 설명하는 예시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다. 본 발명의 설명에 포함된 구성은 개별 또는 복합 결합 구성되어 동작한다.

도 1은 종래 양방향 인버터의 구성을 보인 블록도로서, 도 1을 참조하면, 태양광 패널(21), PV PCS(Photovoltaic Power Conditioning System)(22), Grid(23), 부하(24), 배터리(25), ESS PCS(Energy Storage System Power Conditioning System)(26), EMS(Energy Management System)(27)를 포함한다.

태양광 패널(21)은 광전 효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하고, PV PCS(22)는 태양광 패널(21)의 직류를 부하(24)에 공급할 수 있는 교류로 변환하고, Grid(23)는 계통일 수 있고, 배터리(25)는 전기 에너지를 저장하고, ESS PCS(26)는 배터리(25)의 전기 에너지를 부하(24)로 공급되는 교류로 변환하고, EMS(27)는 배터리(25), ESS PCS(26)의 상태를 총괄 관리한다.

종래 양방향 인버터는 모두 교류 라인에 연결되어 DC(Direct Current) to AC(Alternating Current) 변환에 따른 손실이 발생한다.

도 2는 본 발명 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 구성을 보인 블록도로서, 도 2를 참조하면, 태양광 패널(21), DC/DC 컨버터(31), 하이브리드 PCS(32), Grid(23), 부하(24), 배터리(25), EMS(27)를 포함한다.

태양광 패널(21)은 광전 효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 배터리(25)는 전기 에너지를 저장하고, DC/DC 컨버터(31)는 태양광 패널(21), 배터리(25)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하고, 하이브리드 PCS(32)는 DC/DC 컨버터(31)의 직류 전원을 Grid(23), 부하(24)로 공급되는 교류 전원으로 변환하고, EMS(27)는 배터리(25), DC/DC 컨버터(31), 하이브리드 PCS(32)를 총괄 관리한다.

본 발명 양방향 인버터는 태양광 인버터, ESS(Energy Storage System), UPS(Uninterruptible Power Supply) 기능을 동시에 수행하므로 기존 제품 설치 대비 공간 및 비용을 줄일 수 있고, 태양광 패널(21), 배터리(25)를 직류 라인에 연결하여 기존 대비 변환 손실을 줄일 수 있어 전체 시스템 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 상세 구성을 보인 블록도로서, 도 3을 참조하면, 태양광 패널(21), 계통 전원(41), 일반 부하(42), 중요 부하(43), 양방향 전력변환장치(50), 배터리(25), 비상 부하(44)를 포함하고, 양방향 전력변환장치(50)는 DC/DC 컨버터(51), 스위치(52), AC/DC 인버터(53), DC/AC 인버터(54), DC/DC 컨버터(55)를 포함한다.

태양광 패널(21)은 광전 효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 계통 전원(41)은 전력 계통의 전원을 입력하고, 일반 부하(42)는 계통 전원(41)을 공급받고, 중요 부하(43)는 계통 전원(41) 또는 태양광 패널(21), 배터리(25)에 의한 교류 전원을 공급받고, 양방향 인버터(50)는 태양광 패널(21), 계통 전원(41), 배터리(25)의 전원을 통합하고, 일반 부하(42), 중요 부하(43), 비상 부하(44), 배터리(25)에 전원을 공급하고, 배터리(25)는 전기 에너지를 저장하고, 비상 부하(44)는 양방향 전력변환장치(50)로부터 교류 전원을 공급받는다.

양방향 전력변환장치(50)에서 DC/DC 컨버터(51)는 태양광 패널(21)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하고, 스위치(52)는 계통 전원(41)의 흐름을 제어하고, AC/DC 인버터(53)는 계통 전원(41)의 교류를 직류 전원으로 변환하고, DC/AC 인버터(54)는 직류 전원을 비상 부하(44)로 공급하는 교류 전원으로 변환하고, DC/DC 컨버터(55)는 배터리(25)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환한다.

스위치(52)는 평상시에는 중요 부하(43)에 상용 전원인 계통 전원(41)을 공급하고, 정전시에만 변환 손실이 포함된 배터리(25) 전력을 공급하여 전체적인 효율을 상승시킨다. 이러한 스위치(52) 동작은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 기능을 수행하며, UPS는 상용 전원에서 일어날 수 있는 전원 장애를 극복하여 좋은 품질의 안정된 교류 전력을 중요 부하(43)에 공급한다.

본 발명 양방향 인버터는 태양광 인버터, ESS(Energy Storage System), UPS(Uninterruptible Power Supply) 기능을 동시에 수행함으로써 공간 및 비용을 절감할 수 있고, 일반 부하, 중요 부하, 비상 부하를 구분하여 부하에 전력을 공급함으로써 전력 품질을 향상시킬 수 있다.

도 4는 도 3 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 DC/DC 컨버터의 구성을 보인 예시도로서, 도 4를 참조하면, 직류 입력(Vin)을 저장하는 입력캐패시터(Ci), 캐패시터(Ci)의 전원을 스위칭하여 교류를 출력하는 입력스위치(A, B, C, D), 입력스위치(A, B, C, D)에 의해 변환된 교류를 다른 레벨의 교류로 변환하는 변압기(63), 변압기(63)의 1차측 동작을 온/오프하는 사이리스터(62), 변압기(63)의 2차측 교류를 스위칭하여 직류 전원을 출력하는 출력스위치(E, F, G, H), 출력스위치(E, F, G, H)의 출력을 저장하는 출력캐패시터(Co)를 포함한다. 사이리스터(62)의 제어 단자에는 온/오프 신호가 입력되며, 제어부(5)는 출력(Vo)에 이상이 발생하거나 부하 단락이 있을 때 사이리스터(62)의 제어 단자에 온 신호를 출력해서 변압기(63)의 1차측 동작을 오프시킬 수 있다. 이때, 제어부(5)는 입력스위치(A, B, C, D)를 오프시켜 직류 입력의 전달을 정지시킨다.

DC/DC 컨버터는 DC/AC 컨버터, AC/DC 컨버터를 포함하고, DC/AC 컨버터는 직류 입력(Vin)을 저장하는 입력캐패시터(Ci), 캐패시터(Ci)의 전원을 스위칭하여 교류를 출력하는 입력스위치(A, B, C, D), 입력스위치(A, B, C, D)에 의해 변환된 교류를 다른 레벨의 교류로 변환하는 변압기(63)를 포함하고, AC/DC 컨버터는 변압기(63)의 2차측 교류를 스위칭하여 직류 전원을 출력하는 출력스위치(E, F, G, H), 출력스위치(E, F, G, H)의 출력을 저장하는 출력캐패시터(Co)를 포함한다.

도 4의 DC/DC 컨버터 구성을 이용하면, AC/DC 인버터(53), DC/AC 인버터(54), DC/DC 컨버터(55)를 구성할 수 있다.

도 5는 도 3 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터의 동작 예로서, 도 5를 참조하면, 태양광 발전시 태양광 패널(21)의 전원이 DC/DC 컨버터(51), AC/DC 인버터(53), 스위치(52)를 거쳐 일반 부하(42)에, DC/DC 컨버터(51), DC/DC 컨버터(55)를 거쳐 배터리(25)에, DC/DC 컨버터(51), DC/AC 인버터(54)를 거쳐 장비(45)인 비상 부하(44)에 공급된다.

계통 전원(41) 사용시 계통 전원(41)이 일반 부하(42)에, 스위치(52), AC/DC 인버터(53), DC/DC 컨버터(55)를 거쳐 배터리(25)에, 스위치(52), AC/DC 인버터(53), DC/AC 인버터(54)를 거쳐 장비(45)인 비상 부하(44)에 공급된다.

ESS 동작시 계통 전원(41)이 일반 부하(42)에 공급되면서 배터리(25)의 전원이 DC/DC 컨버터(55), AC/DC 인버터(53), 스위치(52)를 거쳐 일반 부하(42)에 공급되고, DC/DC 컨버터(55), DC/AC 인버터(54)를 거쳐 장비(45)인 비상 부하(44)에도 공급된다.

정전시 배터리(25)의 전원이 DC/DC 컨버터(55), DC/AC 인버터(54)를 거쳐 장비(45)인 비상 부하(44)에 공급된다. 이러한 정전시 전원 공급 동작은 UPS(Uninterruptible Power Supply) 기능에 해당하며, UPS는 상용 전원에서 일어날 수 있는 전원 장애를 극복하여 좋은 품질의 안정된 교류 전력을 비상 부하(44)에 공급한다.

도 6은 본 발명을 설명하기 위한 하드웨어 자원과 운영체제, 코어인 제어부의 동작, 제어부 동작을 실행할 권한을 부여하는 시스템 인증 구성을 설명하는 예시도로서, 도 6을 참조하면, 본 발명은 프로세서(1), 메모리(2), 입출력장치(3), 운영체제(4), 제어부(5)를 포함한다.

프로세서(1)는 CPU(Central Processing Units), GPU(Graphic Processing Unit), FPGA(Field Programmable Gate Array), NPU(Neural Processing Unit)로서, 메모리(2)에 탑재된 운영체제(4), 제어부(5)의 실행 코드를 수행한다.

메모리(2)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 디스크 드라이브, SSD(solid state drive), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다.

입출력장치(3)는 입력 장치로, 오디오 센서 및/또는 이미지 센서를 포함한 카메라, 키보드, 마이크로폰, 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치로, 디스플레이, 스피커, 햅틱 피드백 디바이스(haptic feedback device) 등과 같은 장치를 포함할 수 있다.

운영체제(4)는 윈도우, 리눅스, IOS, 가상 머신, 웹브라우저, 인터프리터를 포함할 수 있고, 태스크, 쓰레드, 타이머 실행, 스케줄링, 자원 관리, 그래픽, 폰트 처리, 통신 등을 지원한다.

제어부(5)는 운영체제(4)의 지원하에 입출력장치(3)의 센서, 키, 터치, 마우스 입력에 의한 상태를 결정하고, 결정된 상태에 따른 동작을 수행한다. 제어부(5)는 병렬 수행 루틴으로 타이머, 쓰레드에 의한 작업 스케줄링을 수행한다.

제어부(5)는 입출력장치(3)의 센서값을 이용하여 상태를 결정하고, 결정된 상태에 따른 알고리즘을 수행한다.

도 6을 참조하면, 시스템 인증 구성은 제어부(5)를 포함하는 단말기(6), 인증 서버(7)를 포함한다.

단말기(6)는 데이터 채널을 이중화하고, 단말기(6)의 키값, 생체 정보를 입력받아 인증 서버(7)에 제1데이터 채널을 통해 사용자 인증을 요청하고, 단말기(6)는 생성된 킷값을 디스플레이에 표시하고, 인증 서버(7)로 전송한다.

단말기(6)는 단말기(6)의 디스플레이에 표시된 킷값을 입력하고, 사용자 정보와 함께 제2데이터 채널을 통해 인증 서버(7)로 전송한다. 단말기(6)는 킷값과 사용자 정보를 이용하여 단말기(6)에 탑재된 시스템의 인증을 인증 서버(7)에 요청한다. 단말기(6)의 킷값은 컴퓨터 고유의 정보인 CPU 제조번호, 이더넷 칩의 맥주소로부터 생성될 수 있다. 단말기(6)는 카메라를 이용한 얼굴 인식, 마이크를 이용한 음성 인식, 디스플레이를 이용한 필기 인식을 통해 사용자 정보를 획득하고, 인증에 활용할 수 있다.

인증 서버(7)는 단말기(6)로부터 킷값을 수신하고, 단말기(6)로부터 이중화된 데이터 채널을 통해 킷값과 사용자 정보를 수신하여 단말기(6)의 킷값과 사용자 정보를 비교하고, 사용자 정보를 대응시켜 단말기(6)의 시스템 이용에 대한 인증을 처리한다. 인증 서버(7)는 인증 결과를 단말기(6)로 전송하여 시스템에 대한 사용자의 사용을 허가한다. 단말기(6)의 이중화된 데이터 채널로 인해 킷값 손실이 최소화되는 효과를 가질 수 있다.

인증 서버(7)는 사용자 정보의 히스토리 분석을 수행하고, 시간 흐름에 따라 사용자 정보의 일관성, 변화를 비교 판단한다. 히스토리 분석에서 사용자 정보가 일관성을 나타내면 사용자의 사용을 허가하고, 변화를 나타내면 사용자의 사용을 허가하지 않는다. 사용자 정보가 일관성을 나타낼 때 사용자의 시스템 사용을 허가함으로써 사용자 정보가 변조된 사용자가 시스템에 접근하지 못하도록 보안을 강화한다.

시스템의 사용을 인증하는 수단인 단말기(6)는 시스템과 직접 연결하지 않고, 인증 서버(7)를 통한 우회 경로를 형성함으로써 인터넷망을 이루는 네트워크가 내부망과 외부망으로 구성되어 아이피 주소 설정 과정이 번거로울 때 단말기(6)를 이용한 인증 과정이 원활히 수행되는 장점이 있다. 이때, 단말기(6)에는 시스템이 탑재되고, 단말기(6)는 인증 단말 수단이 되고, 인증 서버(7)는 인증 서버 수단이 된다.

클라우드(12)는 프로세서(1), 메모리(2), 입출력장치(3), 통신부(6)를 관리하는 운영체제(4)의 지원 하에 컨테이너(7)의 모듈화로, 웹(8), DB(9), 프로토콜(10), 라이브러리(11)의 서비스를 제공하며, 제어부(5)는 컨테이너(7)의 서비스를 이용한 클라우드 애플리케이션을 실행한다. 컨테이너(7)라고 하는 표준 소프트웨어 패키지는 애플리케이션의 코드를 관련 구성 파일, 라이브러리(11) 및 앱 실행에 필요한 종속성과 함께 번들로 제공한다.

클라우드(12)는 다수의 단말기(6)를 통합 제어하고, 단말기(6)로부터 수신된 센서값을 저장하여 시간 흐름에 따라 모니터링하고, 단말기(6)의 동작 에러를 처리하고, 에러 메시지를 다른 단말기(6)로 알리고, 제어 대상인 단말기(6)를 스위칭 제어한다.

신경망 학습은 온도, 고도, 지문 등 각종 센서, 이미지, 적외선 등 카메라, 라이더와 같은 입력 장치로부터 수집된 시계열 데이터로부터 특징량 선택, 알고리즘 선택을 통해 모델을 선택하고, 학습, 성능 검증 과정에 의한 반복 시행 착오를 거쳐 모델 선택을 반복한다. 성능 검증이 마치면 인공지능 모델이 선택된다.

제어부(5)는 센서값 판단에 신경망을 이용한 딥러닝 알고리즘을 수행하고, 신경망 학습에 훈련 데이터를 이용하고, 시험 데이터로 신경망 성능을 검증한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

1: 프로세서
2: 메모리
3: 입출력장치
4: 운영체제
5: 제어부
6: 단말기
7: 인증 서버
8: 웹
9: DB
11: 라이브러리
12: 클라우드
14: 컨테이너
16: 통신부
21: 태양광 패널
22: PV PCS(Photovoltaic Power Conditioning System)
23: Grid
24: 부하
25: 배터리
26: ESS PCS(Energy Storage System Power Conditioning System)
27: EMS(Energy Management System)
31: DC/DC 컨버터
32: 하이브리드 PCS
41: 계통 전원
42: 일반 부하
43: 중요 부하
44: 비상 부하
50: 양방향 전력변환장치
51: DC/DC 컨버터
52: 스위치
53: AC/DC 인버터
54: DC/AC 인버터
55: DC/DC 컨버터

Claims

광전 효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널(21);
전기 에너지를 저장하는 배터리(25);
상기 태양광 패널(21), 상기 배터리(25)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하고, 직류 전원을 Grid(23), 부하(24)로 공급되는 교류 전원으로 변환하는 양방향 전력변환장치(50);
상기 배터리(25), 상기 양방향 전력변환장치(50)를 총괄 관리하는 EMS(Energy Management System)(27);
시스템 인증하는 단말기(6); 및
다수의 상기 단말기(6)를 통합 제어하고, 상기 단말기(6)로부터 수신된 센서값을 저장하여 시간 흐름에 따라 모니터링하고, 상기 단말기(6)의 동작 에러를 처리하고, 에러 메시지를 다른 단말기(6)로 알리고, 제어 대상인 상기 단말기(6)를 스위칭 제어하는 클라우드(12);를 포함하고,
상기 단말기(6)는 데이터 채널을 이중화하고, 상기 단말기(6)의 키값, 생체 정보를 입력받아 인증 서버(7)에 제1데이터 채널을 통해 사용자 인증을 요청하고, 생성된 킷값을 디스플레이에 표시하고, 상기 인증 서버(7)로 전송하고, 상기 단말기(6)의 디스플레이에 표시된 킷값을 입력하고, 사용자 정보와 함께 제2데이터 채널을 통해 상기 인증 서버(7)로 전송하고, 킷값과 사용자 정보를 이용하여 상기 단말기(6)에 탑재된 시스템의 인증을 상기 인증 서버(7)에 요청하고,
상기 클라우드(12)는 컨테이너(7)의 모듈화로, 웹(8), DB(9), 프로토콜(10), 라이브러리(11)의 서비스를 제공하며, 컨테이너(7)의 서비스를 이용한 클라우드 애플리케이션을 실행하고,
상기 양방향 전력변환장치(50)는,
상기 태양광 패널(21)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하는 DC/DC 컨버터(51);
계통 전원(41)의 흐름을 제어하는 스위치(52);
상기 계통 전원(41)의 교류를 직류 전원으로 변환하는 AC/DC 인버터(53);
직류 전원을 비상 부하(44)로 공급하는 교류 전원으로 변환하는 DC/AC 인버터(54); 및
상기 배터리(25)의 직류 전원을 다른 직류 전원으로 변환하는 DC/DC 컨버터(55);를 포함하고,
상기 DC/DC 컨버터는,
DC/AC 컨버터, AC/DC 컨버터를 포함하고,
직류 입력(Vin)을 저장하는 입력캐패시터(Ci);
상기 입력캐패시터(Ci)의 전원을 스위칭하여 교류를 출력하는 입력스위치(A, B, C, D);
상기 입력스위치(A, B, C, D)에 의해 변환된 교류를 다른 레벨의 교류로 변환하는 변압기(63);
상기 변압기(63)의 1차측 동작을 온/오프하는 사이리스터(62);
상기 변압기(63)의 2차측 교류를 스위칭하여 직류 전원을 출력하는 출력스위치(E, F, G, H); 및
상기 출력스위치(E, F, G, H)의 출력을 저장하는 출력캐패시터(Co);를 포함하고,
상기 사이리스터(62)의 제어 단자에는 온/오프 신호가 입력되며, 제어부(5)는 출력(Vo)에 이상이 발생하거나 부하 단락이 있을 때 상기 사이리스터(62)의 제어 단자에 온 신호를 출력해서 변압기(63)의 1차측 동작을 오프시키고,
상기 DC/AC 컨버터는,
직류 입력(Vin)을 저장하는 입력캐패시터(Ci);
상기 입력캐패시터(Ci)의 전원을 스위칭하여 교류를 출력하는 입력스위치(A, B, C, D); 및
상기 입력스위치(A, B, C, D)에 의해 변환된 교류를 다른 레벨의 교류로 변환하는 변압기(63);를 포함하고,
상기 AC/DC 컨버터는,
상기 변압기(63)의 2차측 교류를 스위칭하여 직류 전원을 출력하는 출력스위치(E, F, G, H); 및
상기 출력스위치(E, F, G, H)의 출력을 저장하는 출력캐패시터(Co);를 포함하고,
상기 스위치(52)는 평상시에는 중요 부하(43)에 상용 전원인 상기 계통 전원(41)을 공급하고, 정전시에만 변환 손실이 포함된 상기 배터리(25) 전력을 공급하고,
정전시 상기 배터리(25)의 전원이 상기 DC/DC 컨버터(55), 상기 DC/AC 인버터(54)를 거쳐 장비(45)인 상기 비상 부하(44)에 공급되는 것을 특징으로 하는, 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터.
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