KR20080106198A

KR20080106198A - 태양광 발전 인버터

Info

Publication number: KR20080106198A
Application number: KR1020087020627A
Authority: KR
Inventors: 다카시 유구치; 아츠시 마키타니; 하지메 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 산샤덴키세이사쿠쇼
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-12-04
Also published as: JPWO2007086413A1; WO2007086413A1; US20090303763A1; DE112007000197T5

Abstract

온도 변화와 일사량 변화에 대응할 수 있고, 자동 시동이 가능한 태양광 발전 인버터를 간단하고 쉬운 구성으로 저렴하게 제공한다. 태양광 발전 패널의 출력 전압을 검출하는 제1 전압 검출 수단과, 전류 검출 수단과, 제어 수단과, 구동 수단을 구비하고 있는 인버터에, 일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동의 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하였다.

Description

태양광 발전 인버터{PHOTOVOLTAIC GENERATION INVERTER}

본 발명은, 태양광 발전 인버터에 관한 것으로, 특히 상기 인버터의 제어에 관한 것이다.

태양 전지 발전의 출력 제어에 관한 기술 문헌으로서 특허 문헌 1이 있다. 특허 문헌 1의 (단락 0006)에 다음의 기술이 있다. 「온도나 일사량의 변화에 따라서, 태양 전지로부터 취출할 수 있는 최대 전력이 변화하고, 이대로는 태양 전지로부터 능률 좋게 최대 전력을 취출할 수 없다」(단락 0002)에 다음의 기술이 있다. 「태양광의 조사를 받아 발전하는 태양 전지판은, 태양 전지판으로의 일사량과 온도를 일정하게 했을 때, 태양 전지의 출력 전류와 출력 전압의 관계도인 도 6에 나타내는 바와 같이 출력 전류 Is가 어느 일정값 Iop 이상으로 증가하면, 출력 전압 Vs는 급격히 저하되어 영이 된다. 이러한 특성을 갖는 태양 전지의 최대 출력 전력 Pmax는, 출력 전류가 Iop일 때에 생기고, 이 Iop와, 이때의 출력 전압 Vop의 곱에 의해서 부여된다. 태양 전지 패널은, 이러한 태양 전지판을 한 장의 패널에 40 내지 50개 부착하고, 직렬 또는 병렬로 접속함으로써 구성되어 있다.」

(단락 0003)에 다음의 기술이 있다. 「이러한 태양 전지 패널에서는, 온도를 일정하게 하여 일사량을 변화시키면, 출력 전류 Is와 출력 전압 Vs의 관계는, 예를 들어, 도 7에 실선으로 나타내는 바와 같이 일사량이 감소하면, 곡선 A1로부터 A2로 변화하고, 이에 따라 최대 출력점도 a1로부터 a2로 변화한다. 그 결과, 최대 출력점은 일점 쇄선으로 나타내는 a곡선과 같이 변화한다. 여기서 도 7은, 태양 전지의 출력 전류와 출력 전압의 관계가 일사량 및 온도의 변화에 의해서 변화하는 상태를 나타내는 도면이다.」

(단락 0004)에 다음의 기술이 있다. 「또, 이 태양 전지 패널에서는, 일사량을 일정하게 하여 온도를 변화시키면, 도 7에 파선으로 나타내는 출력 전류 Is와 출력 전압 Vs의 관계는, 온도가 상승하면, 곡선 B1로부터 B2로 변화하고, 이에 따라 최대 출력점도 b1로부터 b2로 변화한다. 그 결과, 최대 출력점은 2점 쇄선으로 나타내는 곡선 b와 같이 변화한다. 이상과 같은 특성이므로, 온도나 일사량의 변화에 따라서, 태양 전지로부터 취출할 수 있는 최대 전력이 변화하고, (1)이대로는 태양 전지로부터 능률좋게 최대 전력을 취출할 수 없다는 문제점이 있었다.」 이 과제에 관해서는 특허 문헌 1의 발명이 해결하였다.

특허 문헌 1의 발명에 의하면, 태양 전지로부터 취출하는 최대 전력을 발생하는 출력 전압 최적값을 검출, 유지하고, 이 유지된 출력 전압 최적값을 기준 신호로 하여 소정 시간 동안, 전압 제어 수단을 제어하며, 소정 시간이 경과 후에 다시 출력 전압 최적값의 검출, 유지를 행하고, 이 유지된 출력 전압 최적값을 기준 신호로 하여 소정 시간 동안, 전압 제어 수단을 제어하는 것을 반복하고 있으므로, 일사량이나 온도의 변화가 있어도, 항상 최대 전력을 태양 전지로부터 취출할 수 있다.

그러나 전날 해질 때의 a2 부근의 전압(V2 이하의 전압)이 유지된 출력 전압 최적값을 기준 신호로 하여 기억되어 있다. 다음날, 일출 직후의 단시간의 범위에서의 시동에는 검출 전압이 아직도 V2보다 높게 되지 않기 때문에, 인버터 시동 제어는 온·오프를 반복하여 부드럽게 시동하지 못하고 있는 경우가 있었다.

특허 문헌 1：일본 공개특허공보 평6－214667호

일사량이 감소하면, 도 7에 실선으로 나타내는 바와 같이 곡선 A1로부터 A2로 변화한다. (문제점 2)는, 다음날의 일사량이 전날보다 적게 되어 가는 경우 등에 있어서, 인버터를 시동시키려면 종래는, 인버터를 시동시킬 때마다, 수동으로의 설정 조작을 필요로 했다. 무인 시설에 있어서는, 시동 명령을 일사 및 온도 변동 요인으로 수정한 인버터 자동 시동의 기술이 요구되고 있었다.

상기의 (2)의 문제점을 해결하기 위해서, 도 7에 있어서, 예를 들어 곡선 A1에서 자동으로 인버터를 운전하고자 하는 경우에는, 곡선 A1 상의 점 As로부터 곡선 A2 상의 점 Ass로 시프트하여 설정값을 변화시킬 수 있으면 자동 시동이 가능할 것으로 추론하여 여기에 주목하였다.

「인버터 시동 명령을 발하는 트리거가 되는 전기 신호」를 「인버터 시동 킥 전압」이라고 칭하도록 정의하고, 청구항 1에 관해서는,

인버터 출력 특성을 제어하기 위한, 제1 전압 검출 수단과, 전류 검출 수단과, 제어 수단과 구동 수단을 구비하고 있는 인버터에 있어서,

시시각각 변동하고 있는 일사량의 샘플값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 변동값 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한 태양광 발전 인버터로 하였다.

청구항 2에 관해서는,

태양광 발전 패널의 출력 전압을 제어하여 부하에 공급하는 인버터와, 상기 인버터의 구동 수단과, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전압을 검출하는 제1 전압 검출 수단과, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전류를 검출하는 전류 검출 수단으로 구성되는 상기 태양광 발전 패널의 출력 전력을 검출하는 전력 검출 수단과, 상기 구동 수단에 대해서 PWM 제어 신호를 부여하는 전력 제어 수단을 구비하고 있는 인버터에 있어서,

일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동의 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한 태양광 발전 인버터로 하였다.

청구항 3에 관해서는,

태양광 발전 패널의 출력 전압을 제어하여 부하에 공급하는 인버터와, 상기 인버터의 구동 수단과, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전압을 검출하는 제1 전압 검출 수단과 상기 태양광 발전 패널의 출력 전류를 검출하는 전류 검출 수단으로 구성되는 상기 태양광 발전 패널의 출력 전력을 검출하는 전력 검출 수단과, 상기 구동 수단에 대해서 PWM 제어 신호를 부여하는 전력 제어 수단을 구비하고 있는 인버터에 있어서,

부하가 무접점 스위칭 소자를 통해 인버터에 접속되어 있고,

일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동의 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한 태양광 발전 인버터로 하였다. 상기 무접점 스위칭 소자는 사이리스터를 역병렬로 접속한 것이나 트라이액 등 교류를 접속·단절할 수 있는 소자로서 제어 전극과 주전류 도통 전극을 갖고 상기 제어 전극은 인버터 시동 제어 수단으로부터 공급되는 신호를 받았을 때에만 주전류 도통시키는 작용을 갖는 것이다.

청구항 4와 5에서의 상기 모델 전압 테이블의 제1 방식은, 일사량의 계절 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 계절 변동값을 모델 전압으로 하는 시간축과 온도축을 직교축으로 하는 테이블의 방식으로 하고, 제2 방식의 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 한 청구항 1 내지 3에 기재된 태양광 발전 인버터로 하였다.

청구항 4에 관해서는, 제1 방식의 모델 전압 테이블은, 일사량의 계절 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 계절 변동값을 모델 전압으로 하고, 모델 전압 테이블은 시간축을 X축(또는 Y축)으로, 온도를 Y축(또는 X축)의 테이블로 한 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 한 청구항 1 내지 3에 기재된 태양광 발전 인버터로 하였다.

청구항 5에 관해서는, 제2 방식의 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 모델 전압 테이블인 제2 방식의 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 한 청구항 1 내지 3에 기재된 태양광 발전 인버터로 하였다.

여기서 상기 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 완변동 모델 전압 VM과, 하루하루의 단시간 내에 수정할 수 있도록 하여 시계열적으로 독출할 수 있는 단일내 모델 전압 VML을 기억시켜 이용하는 테이블로 하였다.

청구항 6에 관해서는,

상기 완변동 모델 전압 VM과 상기 단일내 모델 전압 VML을 기억시켜 이용하는 테이블로 한 모델 전압 테이블로 하고, VM 테이블과 VML 테이블을 독출하여 합성하여 전체 계절의 전시각을 모델 전압으로 하여, 당일의 킥 전압을 설정하기 위한 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 한 청구항 5에 기재된 태양광 발전 인버터로 하였다.

청구항 7에 관해서는,

태양 전지와, 상기 태양 전지에 접속된 인버터와, 상기 태양 전지와 상기 인버터 사이의 전압과 전류에 의거하여 상기 인버터를 제어하는 제어 유닛과, 일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 이용하여, 상기 제어 유닛에 대해서 시동 명령 신호를 발하는 시동 명령 신호 제공 유닛을 구비한 태양광 발전 시스템으로 하였다.

이 시스템에서는, 일사량의 변동에 의거한 인버터의 자동 시동이 가능해진다.

청구항 8에 관해서는,

상기 시동 명령 신호 제공 유닛은, 상기 인버터의 운전 개시 시에 상기 태양 전지와 상기 인버터 사이의 전압을 검출하고, 상기 전압을 상기 인버터 시동 킥 전압으로서 상기 모델 전압 테이블에 기억할 수 있는, 청구항 7에 기재된 태양광 발전 시스템으로 하였다.

이 시스템에서는, 학습 기능에 의해서, 인버터의 시동이 부드럽게 된다.

청구항 9에 관해서는,

상기 시동 명령 신호 제공 유닛은, 상기 모델 전압 테이블을 기억하는 기억 유닛과, 상기 태양 전지와 상기 인버터 사이의 전압을 검출하는 전압 검출 유닛과, 상기 전압 검출 유닛으로부터의 검출 결과에 합치하는 인버터 시동 킥 전압을 상기 모델 전압 테이블로부터 독출하는 독출 유닛과, 독출된 인버터 시동 킥 전압에 의거하여 상기 제어 유닛에 대해서 시동 명령 신호를 발하는 시동 제어 유닛을 갖고 있는, 청구항 7 또는 8에 기재된 태양광 발전 시스템으로 하였다.

청구항 10에 관해서는, 상기 모델 전압 테이블에서는, 각 날 중의 시간, 그 날이 속하는 월 혹은 계절 등의 일사량의 변동량에 영향을 주는 정보에 대응하여 상기 인버터 시동 킥 전압이 설정되는, 청구항 7 내지 9에 기재된 태양광 발전 시스템으로 하였다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시 형태의 인버터를 포함하는 전체 배선도.

도 2는 본 발명에 의한 다른 실시 형태의 인버터를 포함하는 전체 배선도.

도 3은 특허 문헌 1에 기록되어 있는, 종래의 인버터를 포함하는 배선도.

도 4는 본 발명에 의한 실시예에서 사용한 태양광 발전 패널의 출력 전류와 출력 전압의 관계를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 의한 일 실시 형태의 동작 설명도.

도 6은 본 발명에 의한 실시예에서 사용한 태양광 발전 패널의 출력 전류와 출력 전압의 관계도.

도 7은 본 발명에 의한 실시예에서 사용한 태양 전지의 출력 전류와 출력 전압의 관계가 일사량 및 온도의 변화에 의해서 변화하는 상태를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 태양광 발전 패널

2 : 역류 방지용 다이오드

3 : 인버터

4, 5, 6, 7 : 스위칭 소자

8 : 부하

9 : 스위치

11 : 전압 검출기(전력 검출 수단)

12 : 전류 검출기(전력 검출 수단)

13 : 제어 수단

14 : 구동 장치

15 : 제2 전압 검출기(시동 수단)

16 : 모델 전압 기억 수단(「PV 학습 기능」)

17 : 모델 전압 독출 수단(「PV 학습 기능」)

18 : 시동 제어 수단

19 : PV 학습 수단

20 : 무접점 스위칭 소자

V1 : 시동 킥 전압 1

V2 : 시동 킥 전압 2

도 1의 본 발명에 의한 일 실시 형태의 인버터를 포함하는 전체 배선도에서 나타내면서 설명한다. 도 2의 본 발명에 의한 다른 실시 형태의 인버터를 포함하는 전체 배선도와, 도 3의 특허 문헌 1에 기록되어 있는, 종래의 인버터를 포함하는 배선도에 있어서도 동일한 번호는 동일한 부위를 나타내고 있다. 본 실시예는, 태양광 발전 패널(1)을 갖고, 이 태양광 발전 패널(1)은, 보호 다이오드(2)를 통해 인버터(3)의 입력측에 접속되어 있다. 이 인버터(3)는, 트랜지스터 또는 IGBT 등의 스위칭 소자(4 내지 7)에 의해서 구성되어 있다. 이 인버터(3)의 출력측에는 부하(8)가 접속되어 있다. 이 부하(8)에는, 개폐기(9)를 통해 상용 교류 전원(10)이 접속되어 있다. 이 개폐기(9)는, 태양광 발전 패널(1)측으로부터 상용 교류 전 원(10) 측에 역조류시킬 때에 닫힌다. 도 2의 본 발명에 의한 다른 실시 형태의 인버터를 포함하는 전체 배선도에서는, 무접점 스위칭 소자(20)를 통해 부하(8)가 인버터(3)의 출력측에 접속되고 있다. 이 스위칭 소자(20)는 시동 제어 수단(18)에 의해서, 제어 전극에 신호가 접속·단절의 신호가 부여되어 인버터 시동 시의 상태를, 무부하·부하의 전환이 고속으로 가능해지는 이점이 생겼다.

인버터(3)의 입력측, 양·음 사이에는, 제1 전압 검출기(11)가 설치되어 있고, 태양광 발전 패널(1)로부터 인버터(3)에 인가되는 전압을 검출하고 있다. 마찬가지로, 인버터(3)와 태양광 발전 패널(1)의 사이에 직렬로 전류 검출기(12)가 설치되어 있고, 태양광 발전 패널(1)로부터 인버터(3)에 공급되고 있는 전류를 검출하고 있다. 이들 검출 전압 및 검출 전류는, 제어 장치(13)에 공급된다. 이들 검출 전압 및 검출 전류에 의거하여 인버터를 전압 제어하는 제어 장치(13)는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평6－214667에 나타난 회로이다. 구동 장치(14)에 구동 제어 신호를 공급하고, 이에 따라 구동 장치(14)가 인버터(3)의 각 스위칭 소자(4 내지 7)를 제어하여, 태양광 발전 패널(1)의 직류 전압이, 교류로 변환되어 부하(8)에 대해서 일정해지도록 공급되는 전력을 제어한다.

이하에 설명하는 종래의 인버터 제어에 관한 상세는, 특허 문헌 1의 기재와 같기 때문이 상세한 재록은 생략하지만, 전체의 연결에서 필요한 요지만 설명하면, 도 1의 제어 장치(13)는, 검출한 전압과 검출한 전류를 곱셈하는 곱셈기를 구비하고 있다. 곱셈기의 곱셈 출력은, 태양광 패널(1)로부터 취출된 출력 전력을 나타내고 있다. 이 곱셈기, 제1 전압 검출기(11) 및 전류 검출기(12)에 의해서 전력 검출 수단을 구성하고 있다. 이 출력 전력을 나타내는 신호는, 저항기에서 분압되고, 이 분압 신호는 비교기에 공급되며, 비교기의 출력이 「0」으로부터 「1」로 변화하기 직전의 전압 신호를 홀드하여 출력하는 홀드 회로에 공급되고, 홀드 출력은, 오차 증폭기에 공급되고, 이 오차 증폭기에는, 분압 신호도 공급되고 있으며, 양자의 오차분을 증폭하여 오차 증폭기가 구동 장치에 공급한다. 태양광 발전 패널에 태양광이 조사되면, 태양 전지가 전압을 여기하고, 이 전압이 인버터에 공급되며, 이 인버터에서 전압 제어되어 부하에 공급된다. 이상의 상세는, 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

도 2의 본 발명에 의한 다른 실시 형태의 인버터를 포함하는 전체 배선도에서는, 인버터(3)의 출력측에 사이리스터 등의 무접점 스위칭 소자(20)를 통해 부하(8)가 접속된다. 부하(8)에는 개폐기(9)를 통하여 상용 전원(10)에 접속되고 있다. 이 개폐기(9)는 태양 전지(1)의 측으로부터 상용 전원(10)에 역조류시킬 때에 닫힌다. 무접점 스위칭 소자(20)로 부하를 접속·단절시키도록 했으므로, 종래의 도 3의 회로도와 같이 인버터(3)에 접속된 채로의 부하가 아니라, 순시(瞬時) 절단에 의한 순시 무부하 운전으로 인버터(3)의 전압을 체크하면서 시동을 할 수 있는 이점이 있다.

도 1, 도 2의 본 발명에 의한 인버터의 시동이 부드럽게 행해지도록 하기 위해서, 시동 명령의 트리거로서의 태양광 발전 패널의 출력 전압을 제2 전압 검출 수단(15)에서 검출하고, 기억 수단(16)과, 독출 수단(17)과, 시동 제어 수단(18)에 의해서 PV 학습 수단(19)을 형성하고 PV 학습 기능을 발휘한다.

도 7은, 본 발명에 의한 실시예에서 사용한 태양광 발전 패널의 출력 전류와 출력 전압의 관계가 일사량 및 온도의 변화에 의해서 변화하는 상태를 나타내는 도면이다. 이 태양 전지 패널에서는, 온도를 일정하게 하고, 일사량을 변화시키면, 출력 전류 Is와 출력 전압 Vs의 관계는, 실선으로 나타내는 바와 같이 일사량이 감소되면, 곡선 A1로부터 A2로 변화하고, 이것에 따라 최대 출력점도 a1로부터 a2로 변화한다. 그 결과, 최대 출력점은 일점 쇄선으로 나타내는 a곡선과 같이 변화한다.

도 7로부터 본 발명의 설명에 필요한 요점만을 도 4에 나타내어 설명한다. 무부하에 가까운 전류값을 출력했을 때의 직류 전압은, 곡선 A1로부터 A2로 변화했을 때, 이것에 따라 전압값은 V1로부터 V2로 변화한다. 대낮이 V1, 해가 떨어지기 직전은 V2의 전압값이고 도 1, 도 2에서의 제2 전압 검출 수단(15)에서 이러한 전압이 검출된다. 이 전압이 검출되면 모델 전압 기억 수단(16)에 있는 전압 테이블로부터 모델 전압 독출 수단(17)이 합치하는 값 V2를 독출한다. 인버터 운전 중의 V1이 해질 때에 V2를 검출한 시점에서, 모델 전압 독출 수단(17)이 독출하여, 그 중에서 합치하는 값 V2를 시동 제어 수단(18)으로 신호를 발하여 제어 수단의 PCM 제어를 좁히면 인버터의 출력이 정지한다.

다음날 아침이 되면, 전압 V1을 검출하여 모델 전압 독출 수단(17)이, 검출한 전압과 합치하는 값 V1을 시동 제어 수단(18)으로 신호를 발하여 제어 수단의 PCM 제어의 도통 폭을 넓혀 인버터의 출력이 증가, 즉 운전 개시함과 더불어, 전압 V1을 시동 킥 전압으로서 설정하여 도 5의 전압 테이블에 기억시켜 보존한다. 도 4에서, 온도가 낮을 때에는 일정 동작 전압 Vs은 곡선 B1의 Vss에 어긋나기 때문에, 이것도 도 5의 전압 테이블에 기억시켜 두고, 온도의 Y축의 점에 Vss가 기억되므로 온도 변화에 대응하여 수정할 수 있다. 도 5는 모델 전압 테이블의 실시 형태의 동작 설명도이다.

도 5에 나타내는 동작 설명도 중, 모델 전압 테이블의 제1 방식은, 일사량의 계절 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 계절 변동값을 모델 전압으로 하여, 온도축과 시간축을 직교축으로 하는 테이블의 방식으로 하여 도 5의 (a)에 나타낸다.

제2 방식의 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 간이 모델 전압 테이블로서, 도 5의 (b)에 나타내었다. 이 Y축은 1월부터 12월까지를 나타내고 있고, 12월부터 1월로 독출이 연결되어 끊임없이 계속해서 행한다.

간이 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 완변동 모델 전압 VM과, 하루하루 수정할 수 있도록 하여 단일내 모델 전압 VML를 기억시켜 이용하는 테이블로 한 2개의 모델 전압 테이블로 하였다.

제1 방식은, 도 5의 (a)의 온도축을 X축으로 한 4개의 구분은, 봄, 여름, 가을, 겨울로, 계절을 구분해 주고 있고, 이 설비가 설치되는 장소에 있어서 기록한 계절 변동값을 기본으로, 작성한 인버터 시동 킥 전압 xxx 등을 모델 전압으로서 기록하여 PV 학습시켜 둔다.

인버터 자동 시동의 동작을 설명하면,

예를 들어, 구분 「봄」에서 아침 t2 시각의 시동 킥 전압 xx를 독출해 두면, 아침, 제2 전압 검출 수단(15)에서, 전압 V1을 검출하여 모델 전압 독출 수단(17)이, 검출한 전압 xx와 합치하는 값 V1을 시동 제어 수단(18)에서 신호를 발하여 제어 수단의 PCM 제어의 도통폭을 넓혀 인버터의 출력이 증가, 즉 운전 개시한다. 동시에, 전압 V1을 시동 킥 전압으로서 설정하여 전압 테이블에 기억시켜 보존한다.

온도가 높을 때에는 구분 「여름」에서, t2 시각의 킥 전압△△을 독출하여 운전 개시한다. 동시에, A1 곡선의 전압 V1을 시동 킥 전압으로서 설정하여 전압 테이블에 기억시킨다. 다음날에는 이 전압 V1을 킥 전압으로 하므로 기온이 오를 때에는 B1 곡선으로부터 다음날 A1 곡선으로 이행하여 전압 V1이 B1 곡선(전날)의 킥 전압보다 낮은 방향으로 시프트하지만, 제2 전압 검출 수단(15)에서 전압 검출 미스하지 않도록, 즉 「학습」기능을 발휘하여 운전 개시한다.

완변동 모델 전압(VM 테이블)과 단일내 모델 전압(VML 테이블)을 독출하고, 합성하여 전체 계절의 전체 시각을 모델 전압으로서 기록하는 것이, 정확하게 당일의 시동에 대해서 킥 전압을 자동 설정하기 위해서 유효하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 인버터 시동 시의 일사량이나 온도의 변화가 있어도, 시동 명령 신호를 발하기 위한 기준이 되는 신호값에 계절 변동의 요소를 포함시켜 테이블로 한 모델 전압 테이블을 이용한다. 모델 전압 테이블의 기억수단과 독출 수단 및 시동 제어 수단을 구비했으므로, 인버터 시동 시에 있어서 출력의 온·오프를 반복하는 트러블은 생기지 않고 일사가 약한 A2 곡선의 Ass에서 시동하여, 일사가 안정된다면 A1 곡선의 As에서 시동한 경우와 동일한 파워를 낸다.

본 발명에 의한 전원 장치는 가정용과 같은 소규모의 수요처에도 보급이 용이하고, 설비를 저렴하게 제작할 수 있다. 보급에 의해서, 여름철의 전력 부족 시의 피크에 맞춘 발전소를 건설할 필요가 없고, 사회적인 자원 절약에 공헌하여 산업 상의 공헌도가 높다.

Claims

제1 전압 검출 수단과, 전류 검출 수단과, 제어 수단과 구동 수단을 구비하고 있는 인버터에 있어서,

일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 계절 변동값 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 인버터.
태양광 발전 패널의 출력 전압을 제어하여 부하에 공급하는 인버터와, 상기 인버터의 구동 수단과, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전압을 검출하는 제1 전압 검출 수단 및 상기 태양광 발전 패널의 출력 전류를 검출하는 전류 검출 수단으로 구성되는, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전력을 검출하는 전력 검출 수단과, 상기 구동 수단에 대해서 PWM 제어 신호를 부여하는 전력 제어 수단을 구비하고 있는 인버터에 있어서,

일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동의 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 인버터.
태양광 발전 패널의 출력 전압을 제어하여 부하에 공급하는 인버터와, 상기 인버터의 구동 수단과, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전압을 검출하는 제1 전압 검출 수단 및 상기 태양광 발전 패널의 출력 전류를 검출하는 전류 검출 수단으로 구성되는, 상기 태양광 발전 패널의 출력 전력을 검출하는 전력 검출 수단과, 상기 구동 수단에 대해서 PWM 제어 신호를 부여하는 전력 제어 수단을 구비하고, 제어 전극이 인버터 시동 제어 수단으로부터 공급되는 신호를 받았을 때에만 주전류 도통되는 무접점 스위칭 소자를 통해, 부하가 인버터에 접속되어 있는 인버터에 있어서,

일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 기억시키는 모델 전압 기억 수단과, 모델 전압 독출 수단과, 인버터 시동의 킥 전압을 검출하는 제2 전압 검출 수단과, 인버터 시동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 인버터.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델 전압은, 일사량의 계절 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 계절 변동값을 모델 전압으로 하고, 모델 전압 테이블은 시간축을 X축으로, 온도를 Y축의 테이블로 한 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 하는 태양광 발전 인버터.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델 전압 테이블은, 계절 변동의 요소를 포함시켜 시계열적으로 독출할 수 있는 완변동(緩變動) 모델 전압 VM과, 하루하루 수정할 수 있도록 하여, 단일(shortday)내 모델 전압 VML을 기억시켜 이용하는 테이블로 한 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 하는 태양광 발전 인버터.
청구항 5에 있어서, 상기 완변동 모델 전압 VM과, 상기 단일내 모델 전압 VML을 기억시켜 이용하는 테이블로 한 모델 전압 테이블로 하고, VM 테이블과 VML 테이블을 독출하고 합성하여 전체 계절의 전체 시각을 모델 전압으로 하여, 당일의 킥 전압을 설정하기 위한 모델 전압 테이블인 것을 특징으로 하는 태양광 발전 인버터.
태양 전지와,

상기 태양 전지에 접속된 인버터와,

상기 태양 전지와 상기 인버터 사이의 전압과 전류에 의거하여 상기 인버터를 제어하는 제어 유닛과,

일사량의 변동값을 기초로 작성한 인버터 시동 킥 전압의 모델 전압 테이블을 이용하여, 상기 제어 유닛에 대해서 시동 명령 신호를 발하는 시동 명령 신호 제공 유닛을 구비하는 태양광 발전 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 시동 명령 신호 제공 유닛은, 상기 인버터의 운전 개시 시에 상기 태양 전지와 상기 인버터 사이의 전압을 검출하여, 상기 전압을 상 기 인버터 시동 킥 전압으로서 상기 모델 전압 테이블에 기억할 수 있는 태양광 발전 시스템.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 시동 명령 신호 제공 유닛은, 상기 모델 전압 테이블을 기억하는 기억 유닛과, 상기 태양 전지와 상기 인버터 사이의 전압을 검출하는 전압 검출 유닛과, 상기 전압 검출 유닛으로부터의 검출 결과에 합치하는 인버터 시동 킥 전압을 상기 모델 전압 테이블로부터 독출하는 독출 유닛과, 독출된 인버터 시동 킥 전압에 의거하여 상기 제어 유닛에 대해서 시동 명령 신호를 발하는 시동 제어 유닛을 갖고 있는 태양광 발전 시스템.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모델 전압 테이블에서는, 각 날 중의 시간, 그 날이 속하는 달 혹은 계절 등의 일사량의 변동량에 영향을 주는 정보에 대응하여, 상기 인버터 시동 킥 전압이 설정되는 태양광 발전 시스템.