KR102540280B1 - Reverse power prevention apparatus in power system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력 계통의 역전력 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하의 소비 전력이 낮을 때 태양광 모듈의 발전량이 높아 전력 계통에 역전력이 발생함을 방지해서 전력 계통을 안정화하는 전력 계통의 역전력 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing reverse power in a power system, and more particularly, to a power system that stabilizes the power system by preventing reverse power from occurring in the power system due to a high generation amount of a solar module when the power consumption of a load is low. It relates to a device for preventing reverse power.
Description
본 발명은 전력 계통의 역전력 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하의 소비 전력이 낮을 때 태양광 모듈의 발전량이 높아 전력 계통에 역전력이 발생함을 방지해서 전력 계통을 안정화하는 전력 계통의 역전력 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing reverse power in a power system, and more particularly, to a power system that stabilizes the power system by preventing reverse power from occurring in the power system due to a high generation amount of a solar module when the power consumption of a load is low. It relates to a device for preventing reverse power.
본 발명 전력 계통의 역전력 방지 장치에 관련된 종래기술을 예로 들면, 특허문헌 1 태양광 발전 시스템 및 방법은 역전력계전기가 동작하지 않도록 출력접점신호에 따라 인버터의 발전전력량을 증감시킴으로써, 중단없는 태양광 발전이 가능하다.Taking the prior art related to the reverse power prevention device of the power system of the present invention as an example, the
또한, 특허문헌 2 태양광발전시스템의 역전력 및 역률 실시간 제어 시스템은 역전력 검출에 대한 속응성을 높이고 실시간 역전력 모니터링과 모니터링 된 값을 각각의 태양광발전시스템으로 전송하거나, 태양광발전량 제한지령을 각각의 인버터에 전송하여 역조가 잠시도 발생하지 않도록 실시간 제어할 수 있으며, 진상용 콘덴서를 사용하지 않고 수용가의 역률을 능동적으로 제어하여 역률 요금을 줄일 수 있다.In addition, the reverse power and power factor real-time control system of the
그러나 종래기술은 부하의 소비 전력이 저하되고, 태양광 모듈의 전기가 계통으로 전달되는 역전력이 발생해서 보호계전기의 역전력 방지로 인한 정전이 발생함을 방지하지 못하고, 부하의 소비 전력을 측정하여 태양광 발전량을 온/오프시켜 전력 계통을 안정화하지 못하는 문제점이 있다.However, in the prior art, the power consumption of the load is lowered, and the power consumption of the load is measured without preventing the occurrence of power failure due to the reverse power prevention of the protective relay due to the generation of reverse power in which the electricity of the solar module is transmitted to the grid. Thus, there is a problem in that the power system cannot be stabilized by turning on/off the amount of photovoltaic power generation.
본 발명은 부하의 소비 전력을 측정하여 태양광 발전량을 온/오프시켜 전력 계통을 안정화하는 전력 계통의 역전력 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a device for preventing reverse power in a power system that stabilizes a power system by measuring power consumption of a load and turning on/off solar power generation.
또한, 본 발명은 부하의 소비 전력 레벨에 따라 태양광 모듈과 인버터 사이의 파워 스위치를 온/오프 제어하여 전력 계통의 역전력을 방지하는 전력 계통의 역전력 방지 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide a power system reverse power prevention device for preventing reverse power of the power system by controlling the power switch between the solar module and the inverter on / off according to the power consumption level of the load for another object. do.
또한, 본 발명은 부하의 소비 전력 레벨에 따라 파워 스위치 온/오프 시퀀스를 스케줄링하는 전력 계통의 역전력 방지 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for preventing reverse power in a power system that schedules a power switch on/off sequence according to a power consumption level of a load.
본 발명의 보호계전기와 연계하여 과전압, 과전류, 부족전압에도 대응이 가능한 저압측의 ACB(Air Circuit Breaker, 기중차단기); 과전압, 과전류, 부족전압, 단락, 지락 등을 감지하여 고압 수용기나 변압기를 보호하는 고압측의 VCB(Vacuum Circuit Breaker, 진공차단기);를 포함하는 차단기(10); 전기를 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 것 또는 그 소비 에너지의 크기 등을 나타내는 부하(20); 광기전효과라는 미시 단계의 물리적 변환을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 모듈(60); 및 태양광 모듈(60)에 직류 형태로 저장된 발전 전력을 교류로 변환하여 부하(20)에서 사용할 수 있는 전기로 바꿔주는 인버터(70);를 포함하는 전력 계통에 있어서, CT 방식 전류 센서이고, 부하(20)로의 측정 전류를 권선비에 따른 2차 전류로 변환하는 원리를 채용하고 있는 센서(30); 상기 센서(30)의 센서값을 레벨 변환하고, 레벨값에 따라 부하(20)의 소비 전력을 예측하고, 예측된 소비 전력에 상응하여 태양광 모듈(60)의 발전량을 스위칭 제어하는 파워 스위치(50)의 온/오프를 제어하는 컨트롤 보드(40); 및 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bidirectional Transistor)로, 태양광 모듈(60)과 인버터(70) 사이의 연결 또는 차단을 온/오프 제어하여 태양광 모듈(60)의 전력이 인버터(70)에 공급되거나 공급되지 않게 하는 파워 스위치(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.ACB (Air Circuit Breaker) on the low voltage side capable of responding to overvoltage, overcurrent, and undervoltage in conjunction with the protective relay of the present invention; A circuit breaker (10) including a; high-voltage side VCB (Vacuum Circuit Breaker, Vacuum Circuit Breaker) that protects a high-voltage receptor or a transformer by detecting over-voltage, over-current, under-voltage, short circuit, or ground fault; A
또한, 상기 컨트롤 보드(40)는, 상기 센서(30)의 센서값을 아날로그/디지털 변환하고, 디지털값과 임계치를 비교하여 레벨 변환하는 레벨링부(41); 상기 레벨링부(41)의 레벨값에 따라 파워 스위치(50)의 온/오프 동작을 스케줄링하는 스케줄링부(42); 및 상기 스케줄링부(42)의 스케줄링에 따라 상기 파워 스위치(50)의 온/오프를 드라이브하는 인터페이스부(43);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 레벨링부(41)는, 상기 센서(30)의 센서값을 아날로그/디지털 변환하는 ADC(411); 디지털값과 임계치를 비교하는 비교부(412); 및 상기 비교부(412)의 출력에 따라 레벨값을 출력하는 레벨부(413);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 스케줄링부(42)는, 상기 레벨링부(41)의 레벨값을 저장하는 저장부(421); 레벨값에 대응한 파워 스위치(50) 온/오프 맵을 저장하는 룩업 테이블(422); 상기 룩업 테이블(422)의 온/오프 맵을 참조하여 저장부(421)의 레벨값에 대응한 파워 스위치(50)의 온/오프 제어 시퀀스를 출력부(424)로 출력하는 제어부(423); 및 상기 제어부(423)의 온/오프 제어 시퀀스에 따라 상기 인터페이스부(43)로 제어 신호를 출력하는 출력부(424);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 컨트롤 보드(40)가 동작하는 단계(S101); 전류값을 측정하여 정방향인지 역방향인지 판단하는 단계(S102); 정방향이면 파워 스위치(50)를 온하는 단계(S103); 태양광 발전이 증가하는 단계(S104); 역방향이면 파워 스위치(50)를 오프하는 단계(S105); 태양광 발전이 감소하는 단계(S106); 및 부하에 전력이 공급되는 단계(S107);를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of operating the control board 40 (S101); Measuring the current value and determining whether it is forward or reverse (S102); If the direction is forward, turning on the power switch 50 (S103); Increasing solar power generation (S104); If the direction is reverse, turning off the power switch 50 (S105); Reducing solar power generation (S106); and supplying power to the load (S107).
본 발명은 부하의 소비 전력을 측정하여 태양광 발전량을 온/오프시킴으로써 전력 계통으로의 역전력을 방지해서 전력 계통을 안정화하는 효과를 가질 수 있다.The present invention may have an effect of stabilizing the power system by preventing reverse power to the power system by measuring the power consumption of the load and turning on/off the amount of photovoltaic power generation.
또한, 본 발명은 부하의 소비 전력 레벨에 따라 태양광 모듈과 인버터 사이의 파워 스위치를 온/오프 제어하여 전력 계통의 역전력을 방지함으로써 차단기, 인버터가 오프되는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the present invention can have an effect of preventing the circuit breaker and the inverter from being turned off by preventing reverse power in the power system by on/off controlling the power switch between the solar module and the inverter according to the power consumption level of the load.
또한, 본 발명은 부하의 소비 전력 레벨에 따라 파워 스위치 온/오프 시퀀스를 스케줄링함으로써 소비 전력에 적응하는 전력 제어를 달성하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the present invention can have an effect of achieving power control that adapts to power consumption by scheduling a power switch on/off sequence according to the power consumption level of a load.
도 1은 전력 계통의 역전력 방지 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 도 1 전력 계통의 역전력 방지 장치가 적용된 제1실시예를 보인 예시도이다.
도 3은 도 1 전력 계통의 역전력 방지 장치가 적용된 제2실시예를 보인 예시도이다.
도 4는 도 1 컨트롤 보드의 구성을 보인 블록도이다.
도 5는 도 4 레벨링부의 구성을 보인 블록도이다.
도 6은 도 4 스케줄링부의 구성을 보인 블록도이다.
도 7은 도 1 전력 계통의 역전력 방지 장치의 동작 흐름도이다.
도 8은 본 발명을 설명하기 위한 하드웨어 자원과 운영체제, 코어인 제어부의 동작, 제어부 동작을 실행할 권한을 부여하는 시스템 인증 구성을 설명하는 예시도이다.
도 9는 본 발명을 설명하기 위한 신경망 적용을 보인 예시도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a device for preventing reverse power in a power system.
FIG. 2 is an exemplary view showing a first embodiment to which a device for preventing reverse power of the power system of FIG. 1 is applied.
FIG. 3 is an exemplary view showing a second embodiment to which a device for preventing reverse power in the power system of FIG. 1 is applied.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the control board of Figure 1;
5 is a block diagram showing the configuration of the leveling unit of FIG. 4;
6 is a block diagram showing the configuration of the scheduling unit of FIG. 4 .
7 is an operation flowchart of a device for preventing reverse power in the power system of FIG. 1 .
FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a system authentication configuration for granting authority to execute hardware resources, an operating system, an operation of a control unit, which is a core, and an operation of a control unit for explaining the present invention.
9 is an exemplary diagram showing application of a neural network to explain the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통의 역전력 방지 장치에 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.Hereinafter, an apparatus for preventing reverse power in a power system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, descriptions of conventionally known matters are omitted or simplified to clarify the gist of the present invention. The configurations included in the description of the present invention operate in individual or complex combination configurations.
도 1은 전력 계통의 역전력 방지 장치의 구성을 보인 블록도로서, 도 1을 참조하면, 전력 계통은 차단기(10), 부하(20), 태양광 모듈(60), 인버터(70)를 포함하고, 역전력 방지 장치는 센서(30), 컨트롤 보드(40), 파워 스위치(50)를 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of a device for preventing reverse power in a power system. Referring to FIG. 1, the power system includes a
전력 계통에서 차단기(10)는 보호계전기와 연계하여 과전압, 과전류, 부족전압에도 대응이 가능한 저압측의 ACB(Air Circuit Breaker, 기중차단기); 과전압, 과전류, 부족전압, 단락, 지락 등을 감지하여 고압 수용기나 변압기를 보호하는 고압측의 VCB(Vacuum Circuit Breaker, 진공차단기);를 포함한다.In the power system, the
부하(20)는 전기를 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 것 또는 그 소비 에너지의 크기 등을 나타낸다. 즉, 전기 분야에서 전력을 수신하는 장치와 이 같은 장치에 의해 전달되는 전력을 소비하는 소자 등의 기기가 속한다. 부하(20)는 공조 설비, 전등, 가전 제품 등 전기를 소비하는 제품을 말한다.The
태양광 모듈(60)은 광기전효과라는 미시 단계의 물리적 변환을 이용하여 전기를 생산한다. 태양광 모듈(60)은 탠덤 구조처럼 여러 셀을 적층하면 고효율을 달성할 수 있고, 적층구조 등이 아닌 단일 흡수층으로 이루어진 전지 효율은 약 35% 정도 내외이다.The
인버터(70)는 태양광 모듈(60)에서 발전된 직류를 교류로 변환하여 부하(20)에서 사용할 수 있는 전기로 바꿔준다. 인버터(70)는 전력계통의 전압과 함께 운전해야 하며 갑자기 발생한 발전소의 운전 상 오류로부터 보호하는 기능을 갖추고 있다.The
역전력 방지 장치에서 센서(30)는 CT 방식 전류 센서이고, 측정 전류를 권선비에 따른 2차 전류로 변환하는 원리를 채용하고 있다. 2차 전류는 션트 저항으로 흐르고 션트 저항 양단에 전압이 발생하고, 발생된 전압은 측정 도체에 흐르는 전류에 비례한 출력이 된다.In the device for preventing reverse power, the
컨트롤 보드(40)는 센서(30)의 센서값을 레벨 변환하고, 레벨값에 따라 부하(20)의 소비 전력을 계산, 계산된 소비 전력에 상응하여 태양광 모듈(60)의 발전량을 스위칭 제어하는 파워 스위치(50)의 온/오프를 제어한다.The
파워 스위치(50)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bidirectional Transistor)로, 태양광 모듈(60)과 인버터(70) 사이의 연결 또는 차단을 온/오프 제어하여 태양광 모듈(60)의 전력이 인버터(70)에 공급되거나 공급되지 않게 한다.The
도 2는 도 1 전력 계통의 역전력 방지 장치가 적용된 제1실시 예를 보인 예시도로서, 도 2를 참조하면, 전력 계통은 차단기(10), 부하(20), 태양광 모듈(60), 인버터(70)를 포함하고, 역전력 방지 장치는 센서(30), 컨트롤 보드(40), 파워 스위치(50)를 포함한다.2 is an exemplary view showing a first embodiment to which the reverse power prevention device of the power system of FIG. 1 is applied. Referring to FIG. 2, the power system includes a
태양광 모듈(60)과 연계한 인버터(70)는 부하(20) 대비 태양광 발전 전력이 많으면 전력 계통으로 역전력이 발생하고, 역전력 보호계전기에서 역전력을 검출하여 차단기(10)를 오프시킨다. 차단기(10)가 오프되면 인버터(70) 전압이 상승하고, 인버터(70)에서 과전압 보호 동작이 작동하고, 인버터(70)가 정지한다.The
태양광 발전을 전력 계통으로 보내지 않고 자체 소비용으로 사용하는 건물은 부하(20) 전력이 작아지는 주말 공휴일에는 보호 동작이 작동해서 차단기(10)가 오프되고, 인버터(70)가 정지된다. 차단기(10), 인버터(70)가 보호 동작으로 정지된 경우 정전이 발생하고, 관리자가 직접 차단기(10) 온, 인버터(70) 온, 재기동시켜야 부하(20)에 정상적인 전력이 공급된다.In a building that uses solar power generation for its own consumption without sending it to the power system, on weekends and holidays when the power of the
부하(20)의 정전을 방지하기 위해, 역전력 방지 장치에서 컨트롤 보드(40)는 CT(Current Transformer)의 센서(30)로부터 센서값을 입력받아 부하(20)의 소비 전력이 작을 경우 태양광 모듈(60) 쪽 파워 스위치(50)를 오프하여 역전력을 차단하고, 인버터(70)를 강제 정지시키는 것을 방지하고 대기 상태로 만들고, 부하(20)의 소비 전력이 늘어나면, 오프되어 있는 파워 스위치(50)를 온하여 대기 상태인 인버터(70)를 동작시켜 발전 상태로 만든다.In order to prevent a power outage of the
인버터(70)가 대기 상태에 있고, 컨트롤 보드(40)가 부하(20)의 소비 전력에 따라 파워 스위치(50)를 제어해서 부하(20)는 정전 상태에 놓이지 않고, 언제나 동작 가능한 상태에 놓인다.The
파워 스위치(50)는 다수의 태양광 모듈(60)에 각각 연결되어 있고, 다수의 태양광 모듈(60)이 하나의 인버터(70)에 연결된다. 컨트롤 보드(40)는 부하(20)의 소비 전력에 따라 파워 스위치(50)를 순차적으로 온/오프시킨다.The
도 3은 도 1 전력 계통의 역전력 방지 장치가 적용된 제2실시예를 보인 예시도로서, 도 3을 참조하면, 전력 계통은 차단기(10), 부하(20), 태양광 모듈(60), 인버터(70)를 포함하고, 역전력 방지 장치는 센서(30), 컨트롤 보드(40), 파워 스위치(50)를 포함한다.3 is an exemplary view showing a second embodiment to which the reverse power prevention device of the power system of FIG. 1 is applied. Referring to FIG. 3, the power system includes a
전력 계통에서 차단기(10)는 보호계전기와 연계하여 과전압, 과전류, 부족전압에도 대응이 가능한 저압측의 ACB(Air Circuit Breaker, 기중차단기); 과전압, 과전류, 부족전압, 단락, 지락 등을 감지하여 고압 수용기나 변압기를 보호하는 고압측의 VCB(Vacuum Circuit Breaker, 진공차단기);를 포함한다.In the power system, the
부하(20)는 전기를 띠게 하거나 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 것 또는 그 소비 에너지의 크기 등을 나타낸다. 즉, 전기 분야에서 전력을 수신하는 장치와 이 같은 장치에 의해 전달되는 전력을 소비하는 소자 등의 기기가 속한다.The
태양광 모듈(60)은 광기전효과라는 미시 단계의 물리적 변환을 이용하여 전기를 생산한다. 태양광 모듈(60)은 탠덤 구조처럼 여러 셀을 적층하면 고효율을 달성할 수 있고, 적층구조 등이 아닌 단일 흡수층으로 이루어진 전지 효율은 약 35% 정도 내외이다. The
인버터(70)는 태양광 모듈(60)에서 발전한 전기 에너지를 교류로 변환하여 부하(20)에서 사용할 수 있는 전기로 바꿔준다. 인버터(70)는 전력계통의 전압과 함께 운전해야 하며 갑자기 발생한 발전소의 운전 상 오류로부터 보호하는 기능을 갖추고 있다.The
역전력 방지 장치에서 센서(30)는 CT 방식 전류 센서이고, 측정 전류를 권선비에 따른 2차 전류로 변환하는 원리를 채용하고 있다. 2차 전류는 션트 저항으로 흐르고 션트 저항 양단에 전압이 발생하고, 발생된 전압은 측정 도체에 흐르는 전류에 비례한 출력이 된다.In the device for preventing reverse power, the
컨트롤 보드(40)는 센서(30)의 센서값을 레벨 변환하고, 레벨값에 따라 부하(20)의 소비 전력을 계산, 계산 된 소비 전력에 상응하여 태양광 모듈(60)의 발전량을 스위칭 제어하는 파워 스위치(50)의 온/오프 제어한다.The
파워 스위치(50)는 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bidirectional Transistor)로, 태양광 모듈(60)과 인버터(70) 사이의 연결 또는 차단을 온/오프 제어하여 태양광 모듈(60)의 전력이 인버터(70)에 공급되거나 공급되지 않게 한다.The
파워 스위치(50)는 다수의 태양광 모듈(60)에 각각 연결되어 있고, 각각의 태양광 모듈(60)이 각각의 인버터(70)에 연결된다. 컨트롤 보드(40)는 부하(20)의 소비 전력에 따라 파워 스위치(50)를 순차적으로 온/오프시킨다.The
도 4는 도 1 컨트롤 보드의 구성을 보인 블록도로서, 도 4를 참조하면, 컨트롤 보드(40)는 레벨링부(41), 스케줄링부(42), 인터페이스부(43)를 포함한다.FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control board of FIG. 1 . Referring to FIG. 4 , the
컨트롤 보드(40)는 센서(30)의 센서값을 아날로그/디지털 변환하고, 디지털값과 임계치를 비교하여 레벨 변환하는 레벨링부(41); 레벨링부(41)의 레벨값에 따라 파워 스위치(50)의 온/오프 동작을 스케줄링하는 스케줄링부(42); 스케줄링부(42)의 스케줄링에 따라 파워 스위치(50)의 온/오프를 드라이브하는 인터페이스부(43);를 포함한다.The
도 5는 도 4 레벨링부의 구성을 보인 블록도로서, 도 5를 참조하면, 레벨링부(41)는 ADC(Analog-to-Digital Converter)(411), 비교부(412), 레벨부(413)를 포함한다.5 is a block diagram showing the configuration of the leveling unit of FIG. 4. Referring to FIG. 5, the leveling
레벨링부(41)는 센서(30)의 센서값을 아날로그/디지털 변환하는 ADC(411); 디지털값과 임계치를 비교하는 비교부(412); 비교부(412)의 출력에 따라 레벨값을 출력하는 레벨부(413);를 포함한다.The leveling
도 6은 도 4 스케줄링부의 구성을 보인 블록도로서, 도 6을 참조하면, 스케줄링부(42)는 저장부(421), 룩업 테이블(422), 제어부(423), 출력부(424)를 포함한다.6 is a block diagram showing the configuration of the scheduling unit of FIG. 4. Referring to FIG. 6, the
스케줄링부(42)는 레벨링부(41)의 레벨값을 저장하는 저장부(421); 레벨값에 대응한 파워 스위치(50) 온/오프 맵을 저장하는 룩업 테이블(422); 룩업 테이블(422)의 온/오프 맵을 참조하여 저장부(421)의 레벨값에 대응한 파워 스위치(50)의 온/오프 제어 시퀀스를 출력부(424)로 출력하는 제어부(423); 제어부(423)의 온/오프 제어 시퀀스에 따라 인터페이스부(43)로 제어 신호를 출력하는 출력부(424);를 포함한다.The
룩업 테이블(422)은 레벨값에 대응한 파워 스위치(50) 온/오프 맵을 저장하며, 레벨값에 알맞은 파워 스위치(50) 온/오프 맵이 적용될 수 있고, 태양광 모듈(60)의 발전량, 부하(20)의 소비 전력이 고려될 수 있다.The lookup table 422 stores the
도 7은 도 1 전력 계통의 역전력 방지 장치의 동작 흐름도로서, 도 7을 참조하면, 역전력 방지 장치는 컨트롤 보드(40)가 동작하는 단계(S101); 전류값을 측정하여 정방향인지 역방향인지 판단하는 단계(S102); 정방향이면 파워 스위치(50)를 온하는 단계(S103); 태양광 발전이 증가하는 단계(S104); 역방향이면 파워 스위치(50)를 오프하는 단계(S105); 태양광 발전이 감소하는 단계(S106); 부하에 전력이 공급되는 단계(S107);를 수행한다.7 is an operation flowchart of the reverse power prevention device of the power system of FIG. 1. Referring to FIG. 7, the reverse power prevention device includes the operation of the control board 40 (S101); Measuring the current value and determining whether it is forward or reverse (S102); If the direction is forward, turning on the power switch 50 (S103); Increasing solar power generation (S104); If the direction is reverse, turning off the power switch 50 (S105); Reducing solar power generation (S106); Step (S107) of supplying power to the load; is performed.
CT 센서(30)에서 전류가 정방향일 때 계통에서 부하(20)로 전기가 공급되고, 태양광에서 생산된 전기가 공급되어 계통에서 공급하는 전기를 최소화하며 전기세를 절감한다. 전류가 역방향일 때 태양광 발전 전력이 계통으로 전기를 공급하고, 태양광에서 발전한 전기가 부하(20)에서 소비하지 못하고, 잉여분이 계통으로 넘어간다. 따라서 역전력 방지 장치는 전류가 역방향일 때 파워 스위치(50)를 오프하여 태양광 발전을 감소시킨다.When the current from the
도 8은 본 발명을 설명하기 위한 하드웨어 자원과 운영체제, 코어인 제어부의 동작, 제어부 동작을 실행할 권한을 부여하는 시스템 인증 구성을 설명하는 예시도로서, 도 8을 참조하면, 본 발명은 프로세서(1), 메모리(2), 입출력장치(3), 운영체제(4), 제어부(5)를 포함한다.FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a system authentication configuration for granting authority to execute hardware resources, an operating system, a core control unit, and a control unit operation for explaining the present invention. Referring to FIG. 8, the present invention is a processor (1) ),
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.The
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.The
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.The input/
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.The operating system 4 may include Windows, Linux, IOS, a virtual machine, a web browser, and an interpreter, and supports tasks, threads, timer execution, scheduling, resource management, graphics, font processing, communication, and the like.
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.The control unit 5 determines the state of the input/
제어부(5)는 입출력장치(3)의 센서값을 이용하여 상태를 결정하고, 결정된 상태에 따른 알고리즘을 수행한다.The control unit 5 determines a state using the sensor value of the input/
도 8을 참조하면, 시스템 인증 구성은 제어부(5)를 포함하는 단말기(6), 인증 서버(7)를 포함한다. 단말기(6)는 컨트롤 보드(40)일 수 있고, 입출력장치(3)는 센서(30), 파워 스위치(50)일 수 있고, 제어부(5)는 레벨링부(41), 스케줄링부(42), 인터페이스(43)를 실행할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the system authentication configuration includes a terminal 6 including a control unit 5 and an
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.The terminal 6 duplicates the data channels, receives the key value and biometric information of the terminal 6, and requests user authentication from the
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.The terminal 6 inputs the kit value displayed on the display of the terminal 6 and transmits it to the
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.The
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.The
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.The terminal 6, which is a means of authenticating the use of the system, does not directly connect to the system, but forms a detour through the
클라우드(12)는 프로세서(1), 메모리(2), 입출력장치(3), 통신부(13)를 관리하는 운영체제(4)의 지원 하에 컨테이너(14)의 모듈화로, 웹(8), DB(9), 프로토콜(10), 라이브러리(11)의 서비스를 제공하며, 제어부(5)는 컨테이너(14)의 서비스를 이용한 클라우드 애플리케이션을 실행한다. 컨테이너(14)라고 하는 표준 소프트웨어 패키지는 애플리케이션의 코드를 관련 구성 파일, 라이브러리(11) 및 앱 실행에 필요한 종속성과 함께 번들로 제공한다. 클라우드(12)는 단말기(6)인 컨트롤 보드(40)를 통합 제어할 수 있다.The cloud 12 is a modularization of the container 14 under the support of the operating system 4 that manages the
도 9는 본 발명을 설명하기 위한 신경망 적용을 보인 예시도로서, 도 2를 참고하여 설명한다.FIG. 9 is an exemplary view illustrating application of a neural network for explaining the present invention, and will be described with reference to FIG. 2 .
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.Neural network learning selects a model through feature selection and algorithm selection from time-series data collected from input devices such as various sensors such as temperature, altitude, and fingerprints, cameras such as images and infrared rays, and LIDAR, and then repeats learning and performance verification processes. Repeat model selection through trial and error. After performance verification is complete, an artificial intelligence model is selected.
제어부(5)는 센서값 판단에 신경망을 이용한 딥러닝 알고리즘을 수행하고, 신경망 학습에 훈련 데이터를 이용하고, 시험 데이터로 신경망 성능을 검증한다.The control unit 5 performs a deep learning algorithm using a neural network to determine the sensor value, uses training data to learn the neural network, and verifies the performance of the neural network with test data.
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.The present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and various modifications can be made by anyone skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes are within the scope of the claims.
1: 프로세서
2: 메모리
3: 입출력장치
4: 운영체제
5: 제어부
6: 단말기
7: 인증 서버
8: 웹
9: DB
11: 라이브러리
12: 클라우드
13: 통신부
14: 컨테이너
10: 차단기
20: 부하
30: 센서
40: 컨트롤 보드
41: 레벨링부
411: ADC
412: 비교부
413: 레벨부
42: 스케줄링부
421: 저장부
422: 룩업 테이블
423: 제어부
424: 출력부
43: 인터페이스부
50: 파워 스위치
60: 태양광 패널
70: 인버터1: Processor
2: memory
3: I/O device
4: operating system
5: control unit
6: Terminal
7: authentication server
8: Web
9: DB
11: library
12: cloud
13: Ministry of Communications
14: container
10: Breaker
20: load
30: sensor
40: control board
41: leveling unit
411 ADC
412: comparison unit
413: level part
42: scheduling unit
421: storage unit
422: lookup table
423: control unit
424: output unit
43: interface unit
50: power switch
60: solar panel
70: Inverter
Claims (5)
전기를 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 것 또는 그 소비 에너지의 크기 등을 나타내는 부하(20);
광기전효과라는 미시 단계의 물리적 변환을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 모듈(60); 및
태양광 모듈(60)에서 발전한 전기에너지를 교류로 변환하여 부하(20)에서 사용할 수 있는 전기로 바꿔주는 인버터(70);를 포함하는 전력 계통에 있어서,
CT 방식 전류 센서이고, 부하(20)로의 측정 전류를 권선비에 따른 2차 전류로 변환하는 원리를 채용하고 있는 센서(30);
상기 센서(30)의 센서값을 레벨 변환하고, 레벨값에 따라 부하(20)의 소비 전력을 계산하고, 계산된 소비 전력에 상응하여 태양광 모듈(60)의 발전량을 스위칭 제어하는 파워 스위치(50)의 온/오프를 제어하는 컨트롤 보드(40); 및
SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bidirectional Transistor)로, 태양광 모듈(60)과 인버터(70) 사이의 연결 또는 차단을 온/오프 제어하여 태양광 모듈(60)의 전력이 인버터(70)에 공급되거나 공급되지 않게 하는 파워 스위치(50);를 포함하고,
상기 컨트롤 보드(40)는,
상기 센서(30)의 센서값을 아날로그/디지털 변환하고, 디지털값과 임계치를 비교하여 레벨 변환하는 레벨링부(41);
상기 레벨링부(41)의 레벨값에 따라 파워 스위치(50)의 온/오프 동작을 스케줄링하는 스케줄링부(42); 및
상기 스케줄링부(42)의 스케줄링에 따라 상기 파워 스위치(50)의 온/오프를 드라이브하는 인터페이스부(43);를 포함하고,
상기 스케줄링부(42)는,
상기 레벨링부(41)의 레벨값을 저장하는 저장부(421);
레벨값에 대응한 파워 스위치(50) 온/오프 맵을 저장하는 룩업 테이블(422);
상기 룩업 테이블(422)의 온/오프 맵을 참조하여 저장부(421)의 레벨값에 대응한 파워 스위치(50)의 온/오프 제어 시퀀스를 출력부(424)로 출력하는 제어부(423); 및
상기 제어부(423)의 온/오프 제어 시퀀스에 따라 상기 인터페이스부(43)로 제어 신호를 출력하는 출력부(424);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 계통의 역전력 방지 장치.ACB (Air Circuit Breaker) on the low voltage side that can respond to overvoltage, overcurrent, and undervoltage in conjunction with a protective relay; A circuit breaker (10) including a; high voltage VCB (Vacuum Circuit Breaker, Vacuum Circuit Breaker) for protecting a high voltage receptor or a transformer by detecting overvoltage, overcurrent, undervoltage, short circuit, ground fault, etc.;
A load 20 indicating that electricity consumes the power energy of a mechanical device or the size of the consumed energy;
A photovoltaic module (60) that produces electricity using microscopic physical conversion called photovoltaic effect; and
In a power system comprising: an inverter 70 that converts the electrical energy generated by the solar module 60 into alternating current and converts it into electricity usable by the load 20,
The sensor 30, which is a CT type current sensor and adopts the principle of converting the measured current to the load 20 into a secondary current according to the winding ratio;
A power switch for converting the level of the sensor value of the sensor 30, calculating the power consumption of the load 20 according to the level value, and switching and controlling the amount of power generation of the solar module 60 corresponding to the calculated power consumption ( a control board 40 for controlling on/off of 50); and
With a Silicon Controlled Rectifier (SCR) and an Insulated Gate Bidirectional Transistor (IGBT), the connection or disconnection between the solar module 60 and the inverter 70 is controlled on/off so that the power of the solar module 60 is converted to the inverter 70. ) Power switch 50 for supplying or not supplying;
The control board 40,
a leveling unit 41 that converts the sensor value of the sensor 30 to analog/digital, compares the digital value with a threshold value, and converts the level;
a scheduling unit 42 that schedules the on/off operation of the power switch 50 according to the level value of the leveling unit 41; and
An interface unit 43 that drives on/off of the power switch 50 according to the scheduling of the scheduling unit 42; includes,
The scheduling unit 42,
a storage unit 421 for storing a level value of the leveling unit 41;
a lookup table 422 for storing the on/off map of the power switch 50 corresponding to the level value;
a control unit 423 that outputs an on/off control sequence of the power switch 50 corresponding to the level value of the storage unit 421 to an output unit 424 by referring to the on/off map of the lookup table 422; and
and an output unit 424 outputting a control signal to the interface unit 43 according to the on/off control sequence of the control unit 423.
상기 레벨링부(41)는,
상기 센서(30)의 센서값을 아날로그/디지털 변환하는 ADC(411);
디지털값과 임계치를 비교하는 비교부(412); 및
상기 비교부(412)의 출력에 따라 레벨값을 출력하는 레벨부(413);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전력 계통의 역전력 방지 장치.According to claim 1,
The leveling unit 41,
ADC 411 for analog/digital conversion of the sensor value of the sensor 30;
a comparison unit 412 that compares a digital value with a threshold value; and
A level unit 413 outputting a level value according to the output of the comparator 412; characterized in that it comprises a reverse power prevention device of a power system.
상기 컨트롤 보드(40)가 동작하는 단계(S101);
전류값을 측정하여 정방향인지 역방향인지 판단하는 단계(S102);
정방향이면 파워 스위치(50)를 온하는 단계(S103);
태양광 발전이 증가하는 단계(S104);
역방향이면 파워 스위치(50)를 오프하는 단계(S105);
태양광 발전이 감소하는 단계(S106); 및
부하에 전력이 공급되는 단계(S107);를 수행하는 것을 특징으로 하는, 전력 계통의 역전력 방지 장치.According to claim 1,
operating the control board 40 (S101);
Measuring the current value and determining whether it is forward or reverse (S102);
If the direction is forward, turning on the power switch 50 (S103);
Increasing solar power generation (S104);
If the direction is reverse, turning off the power switch 50 (S105);
Reducing solar power generation (S106); and
An apparatus for preventing reverse power in a power system, characterized by performing the step (S107) of supplying power to the load.
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Legal Events
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GRNT | Written decision to grant |