KR20150029809A - 계통 연계형 태양광발전 장치 - Google Patents

계통 연계형 태양광발전 장치 Download PDF

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KR20150029809A KR20130108132A KR20130108132A KR20150029809A KR 20150029809 A KR20150029809 A KR 20150029809A KR 20130108132 A KR20130108132 A KR 20130108132A KR 20130108132 A KR20130108132 A KR 20130108132A KR 20150029809 A KR20150029809 A KR 20150029809A
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Abstract

계통 연계형 태양광발전 장치를 개시한다. 태양전지 어레이는 태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환한다. 복수의 인버터는 상기 전기 에너지를 교류로 인버팅한다. 제어부는 상기 태양광 발전 장치가 공급하는 직류 전력의 크기를 기준 전력과 비교하여 가동 인버터의 개수를 결정하고, 미리 설치된 상기 복수의 인버터 중에서 결정한 개수만큼의 복수의 가동 인버터를 결정하고, 상기 복수의 가동 인버터를 가동한다.

Description

계통 연계형 태양광발전 장치{GRID-CONNECTED PHOTOVOLTAIC DEVICE}
본 발명의 기술 분야는 계통 연계형 태양광발전 장치에 관한 것이다.
석유 등 화석에너지의 고갈과 환경오염에 대한 우려로 인하여 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지를 부착한 패널을 대규모로 펼쳐 태양광 에너지를 이용, 전기를 대규모로 생산하는 발전인 태양광발전이 각광받고 있다. 태양광발전은 무한정, 무공해의 태양광 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없다는 장점이 있다.
태양광 에너지 발전 방식에는 독립형 방식과 계통 연계형 방식이 있다. 계통 연계형 방식은 태양광발전 장치를 기존의 전력 계통에 연결하여 사용한다. 태양광발전 시스템으로부터 낮에 전기가 발생하면 송전하고 밤이나 우천시에는 계통으로부터 전기를 공급받는다. 계통 연계형 태양광발전 시스템을 효율적으로 사용하기 위해서 경부하시에는 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System, BESS)에 유휴전력을 저장하고, 과부하시에는 태양광 발전 전력뿐만 아니라 배터리 에너지 저장 시스템을 방전하여 전력을 계통에 공급하는 형태의 태양광 발전시스템이 도입되었다.
태양광 인버터에 공급되는 전력을 효율적으로 조정하여 전력 변환 효율을 높인 계통 연계형 태양광발전 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치는 태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 태양전지 어레이; 상기 전기 에너지를 교류로 인버팅하는 복수의 인버터; 및 상기 태양광 발전 장치가 공급하는 직류 전력의 크기를 기준 전력과 비교하여 가동 인버터의 개수를 결정하고, 미리 설치된 상기 복수의 인버터 중에서 결정한 개수만큼의 복수의 가동 인버터를 결정하고, 상기 복수의 가동 인버터를 가동하는 시스템 제어부를 포함한다.
태양광 인버터에 공급되는 전력을 효율적으로 조정하여 태양광발전 장치를 운영하므로 태양광발전 장치의 전력 변환 효율을 높이고 전류의 고조파 함유율(Total Harmonic Distortion, THD)를 낮추어 전력의 품질을 높이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 계통 연계형 태양광발전 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 시스템 제어부가 배터리 에너지 저장시스템을 충전하는 경우 전력 공급의 흐름을 보여준다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 시스템 제어부가 제1 인버터만을 가동하는 경우 전력 공급의 흐름을 보여준다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 시스템 제어부가 제1 인버터와 제2 인버터를 동시에 가동하는 경우 전력 공급의 흐름을 보여준다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제1 인버터와 제2 인버터가 동시에 가동되는 경우 제1 인버터 및 제2 인버터의 출력 전류의 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 태양광발전 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치(100)는 태양전지 어레이(101), 인버터(103), 교류 필터(105), 교류/교류 컨버터(107), 계통(109), 충전 제어부(111), 배터리 에너지 저장 시스템(113), 시스템 제어부(115)를 포함한다.
태양전지 어레이(101)는 복수의 태양전지 모듈을 결합한 것이다. 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소정의 전압과 전류를 발생키는 장치이다. 따라서 태양전지 어레이(101)는 태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환한다.
인버터(103)는 직류 전력을 교류 전력으로 인버팅한다. 태양전지 어레이(101)가 공급한 직류 전력 또는 배터리 에너지 저장 시스템(113)이 방전한 직류 전력을 충전 제어부(111)를 통하여 공급받아 교류 전력으로 인버팅한다.
교류 필터(105)는 교류 전력으로 인버팅된 전력의 노이즈를 필터링한다.
교류/교류 컨버터(107)는 교류 전력을 계통에 공급할 수 있도록 노이즈가 필터링된 교류 전력의 전압의 크기를 컨버팅하여 전력을 계통(109)에 공급한다.
계통(109)이란 많은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템이다.
충전 제어부(111)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)의 충전 및 방전을 제어한다. 계통이 과부하인 경우, 충전 제어부(111)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)으로부터 전력을 공급받아 계통에 전력을 전달한다. 계통이 경부하인 경우, 충전 제어부(111)는 태양전지 어레이(101)로부터 전력을 공급 받아 배터리 에너지 저장 시스템(113)에 전달한다.
배터리 에너지 저장 시스템(113)은 태양전지 어레이(101)로부터 전기에너지를 공급받아 충전하고 계통(109)의 전력 수급상황에 따라 충전된 전기 에너지를 방전한다. 구체적으로 계통(109)이 경부하인 경우, 배터리 에너지 저장 시스템(113)은 태양전지 어레이(101)로부터 유휴 전력을 공급 받아 충전한다. 계통(109)이 과부하인 경우, 배터리 에너지 저장 시스템(113)은 충전된 전력을 방전하여 계통(109)에 전력을 공급한다. 계통의 전력 수급 상황은 시간대별로 큰 차이를 가진다. 따라서 계통 연계형 태양광발전 장치(100)가 태양전지 어레이(101)가 공급하는 전력을 계통(109)의 전력 수급상황에 대한 고려 없이 일률적으로 공급하는 것은 비효율적이다. 그러므로 계통 연계형 태양광발전 장치(100)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)을 사용하여 계통(109)의 전력 수급상황에 따라 전력 공급의 양을 조절 한다. 이를 통해 계통 연계형 태양광발전 장치(100)는 계통(109)에 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.
시스템 제어부(115)는 충전 제어부(111)와 인버터(103), 교류 필터(105) 및 교류/교류 컨버터(107)의 동작을 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 계통 연계형 태양광발전 장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소용량 계통 연계형 태양광발전 장치(200)는 태양전지 어레이(101), 인버터(103), 교류 필터(105), 교류/교류 컨버터(107), 계통(109), 충전 제어부(111), 배터리 에너지 저장 시스템(113), 시스템 제어부(115), 직류/직류 컨버터(117)를 포함한다.
도 1의 본발명의 일 실시예와 모두 동일하나 직류/직류 컨버터(117)를 더 포함한다. 직류/직류 컨버터(117)는 태양전지 어레이(101)가 발전하는 직류 전력의 전압을 컨버팅한다. 소용량 계통 연계형 태양광발전 장치(200)는 태양전지 어레이(101)가 생산하는 전력의 전압이 작다. 따라서 태양전지 어레이(101)가 공급하는 전력을 인버터에 입력하기 위해서는 승압이 필요하다. 직류/직류 컨버터(117)는 전압을 태양전지 어레이(101)가 생산하는 전력의 전압을 인버터(103)에 입력할 수 있는 전압의 크기로 컨버팅한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 동작 흐름도이다.
태양전지 어레이(101)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다(S101).
시스템 제어부(115)는 계통(109)에 전력 공급이 필요한지에 대하여 판단한다(S103). 계통(109)에 전력 공급이 필요한지 여부는 계통(109)이 과부하인지 경부하인지를 기준으로 판단할 수 있다.
계통(109)에 전력 공급이 필요하지 않다면, 시스템 제어부(115)는 충전 제어부(111)를 제어하여 배터리 에너지 저장 시스템(113)을 충전한다(S105). 구체적으로 시스템 제어부(115)는 충전 제어부(111)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 충전 제어부(111)는 제어 신호를 수신하여 배터리 에너지 저장 시스템(113)을 충전할 수 있다.
시스템 제어부(115)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)의 방전이 필요한가 판단한다(S107). 태양전지 어레이(101)가 공급하는 전기 에너지만으로 계통(109)의 전력 수요를 충족하지 못하여 배터리 에너지 저장 시스템(113)의 방전이 필요한지 판단할 수 있다. 또한 시스템 제어부(115)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)이 방전할 정도로 충분한 전기 에너지를 저장하고 있는지 판단할 수 있다.
배터리 에너지 저장 시스템(113)의 방전이 필요하다면, 시스템 제어부(115)는 충전 제어부(111)를 제어하여 배터리 에너지 저장 시스템(113)을 방전한다(S109). 구체적으로 시스템 제어부(115)는 충전 제어부(111)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 충전 제어부(111)는 제어 신호를 수신하여 배터리 에너지 저장 시스템(113)을 방전할 수 있다.
인버터(103)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)이 방전한 전기 에너지와 태양전지 어레이(101)가 변환한 전기 에너지를 교류로 인버팅한다(S111). 이때 계통 연계형 태양광발전 장치(100)는 배터리 에너지 저장 시스템(113)이 방전한 전기 에너지와 태양전지 어레이(101)가 변환한 전기 에너지를 모두 하나의 인버터(103)를 통해 인버팅한다. 각 전기기구는 사용할 수 있는 전력에 한계가 있다. 이 한계는 순간적인 한계와 장시간 사용했을 때의 한계가 있는데, 장시간 사용해도 기기에 손상이 가지 않고 무리 없이 사용할 수 있는 최대전력으로 정격 전력을 정한다. 인버터(103)의 효율을 최대화하기 위해서는 배터리 에너지 저장 시스템(113)과 태양전지 어레이(101)는 인버터(103)가 이러한 정격 전력의 40% 에서 60% 정도를 전력을 사용하도록 전력을 공급하여야 한다.
교류 필터(105)는 인버팅된 전력의 노이즈를 필터링한다(S113).
교류/교류 컨버터(107)는 필터링된 교류 전력의 전압의 크기를 컨버팅하여 전력을 계통(109)에 공급한다(S115).
계통 연계형 태양광발전 장치(100)는 컨버팅된 전력을 계통에 공급한다(S117).
도 1내지 도3의 실시예에 의한 계통 연계형 태양광발전 장치(100)는 하나의 인버터(103)만을 사용하므로 태양전지 어레이(101)의 용량에 맞추어 인버터(103)의 정격 전력을 결정하여 계통 연계형 태양광발전 장치(100)를 설계할 경우 다음과 같은 문제가 있다. 배터리 에너지 저장 시스템(113)이 방전하여 태양전지 어레이(101)와 함께 전기 에너지를 공급하는 경우, 인버터(103)는 정격 전력의 40% 에서 60%를 초과하는 전력을 사용하므로 인버터(103)의 효율을 최대화할 수 없다. 또는 배터리 에너지 저장 시스템(113)이 방전하여 단독으로 전기 에너지를 공급하는 경우, 인버터(103)는 정격 전력의 40% 에서 60%에 못 미치는 전력을 사용하므로 인버터(103)의 효율을 최대화할 수 없다. 이밖에 일사량이 적어 태양전지 어레이(101)가 적은 양의 전기 에너지를 공급하는 경우, 인버터(103)는 정격 전력의 40% 에서 60% 정도에 못 미치는 전력을 사용하므로 인버터(103)의 효율을 최대화할 수 없다. 이러한 경우 계통 연계형 태양광발전 장치(100)가 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율이 떨어진다. 또한 전력의 고조파 함유율(Total Harmonic Distortion, THD)이 높아져 계통 연계형 태양광발전 장치(100)가 생산하는 전력의 품질이 낮아진다.
이하에서는 도 4 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치를 설명한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 블록도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치(500)는 태양전지 어레이(501), 제1 인버터(503), 교류 필터(505), 교류/교류 컨버터(507), 계통(509), 제어 스위치(511), 충전 제어부(513), 배터리 에너지 저장 시스템(515), 시스템 제어부(517), 제2 인버터(519)를 포함한다.
태양전지 어레이(501)는 복수의 태양전지 모듈을 결합한 것이다. 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소정의 전압과 전류를 발생키는 장치이다. 따라서 태양전지 어레이(501)는 태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환한다.
제1 인버터(503)는 직류 전력을 교류 전력으로 인버팅한다. 태양전지 어레이(501)로부터 직류 전력을 공급받거나 또는 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 방전한 직류 전력을 충전 제어부(513)를 통하여 공급받아 교류 전력으로 인버팅한다.
교류 필터(505)는 교류 전력으로 인버팅된 전력의 노이즈를 필터링한다.
교류/교류 컨버터(507)는 교류 전력을 계통에 공급할 수 있도록 노이즈가 필터링된 교류 전력의 전압의 크기를 컨버팅하여 계통(509)에 전력을 공급한다.
계통(509)이란 많은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템이다.
제어 스위치(511)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)과 제1 인버터(503) 사이의 전력 공급의 흐름을 조정한다. 제어 스위치(511)는 시스템 제어부(517)의 제어 신호를 수신하여 제어 신호에 따라 동작한다. 구체적으로 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 방전하여 제1 인버터(503)에 전력을 공급할 경우, 시스템 제어부(517)는 제어 스위치(511)와 제1 인버터(503)를 연결하는 제어 신호를 생성한다. 제어 스위치(511)는 제어 신호를 수신하여 충전 제어부(513)와 제1 인버터(503)를 연결한다. 제1 인버터(503)에 전력을 공급하지 않을 경우, 시스템 제어부(517)는 제어 스위치(511)와 제1 인버터의 연결을 해제하는 제어 신호를 생성한다. 제어 스위치(511)는 제어 신호를 수신하여 제1 인버터(503)와 제1 인버터(503) 사이의 연결을 해제한다.
충전 제어부(513)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)의 충전 및 방전을 제어한다. 계통이 과부하인 경우, 충전 제어부(513)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)으로부터 전력을 공급받아 계통에 전력을 전달한다. 이때 충전 제어부(513)는 제1 인버터 또는 제2 인버터(519)중 어느 하나에 전력을 공급하거나 제1 인버터(503)와 제2 인버터(519)에게 동시에 전력을 공급할 수 있다. 계통이 경부하인 경우, 충전 제어부(513)는 태양전지 어레이(501)로부터 전력을 공급 받아 배터리 에너지 저장 시스템(515)에게 전달한다.
배터리 에너지 저장 시스템(515)은 계통이 경부하인 경우 태양전지 어레이(501)로부터 유휴 전력을 공급 받아 충전한다. 배터리 에너지 저장 시스템(515)은 계통이 과부하인 경우 충전된 전력을 방전하여 계통(509)에 전력을 공급한다. 도1 내지 도 3의 실시예에서 기재한 바와 같이 계통 연계형 태양광발전 장치(500)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)을 사용하여 계통(509)에 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.
시스템 제어부(517)는 충전 제어부(513)와 제1 인버터(503), 제2 인버터(519), 교류 필터(505) 및 교류/교류 컨버터(507)의 동작을 제어한다.
도 1 내지 도 3의 실시예에와 달리 도 4 내지 도 9의 실시예에서는 배터리 에너지 저장 시스템(515)에 연결되는 제2 인버터(519)를 더 포함한다.
제2 인버터(519)는 제1 인버터(503)는 직류 전력을 교류 전력으로 인버팅한다. 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 방전한 직류 전력을 충전 제어부(513)를 통하여 공급받아 교류 전력으로 인버팅한다. 제1 인버터(503) 이외에 제2 인버터(519)를 포함함으로써 계통 연계형 태양광발전 장치(500)가 공급하는 전력의 크기에 따라 선택적으로 제1 인버터와 제2 인버터를 가동한다. 제1 인버터와 제2 인버터의 선택적 가동에 대해서는 도 5를 통하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 계통 연계형 태양광발전 장치의 동작 흐름도이다.
태양전지 어레이(501)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다(S301).
시스템 제어부(517)는 계통(509)에 전력 공급이 필요한가 판단한다(S303). 계통(509)에 전력 공급이 필요한지 여부는 계통(509)이 과부하인지 경부하인지를 기준으로 판단할 수 있다.
계통(509)에 전력 공급이 필요한지 않다면, 시스템 제어부(517)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)을 충전한다(S305) 구체적으로 시스템 제어부(517)는 충전 제어부(513)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 충전 제어부(513)는 제어 신호를 수신하여 배터리 에너지 저장 시스템(515)을 충전할 수 있다.
계통(509)에 전력 공급이 필요하다면, 시스템 제어부(517)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)의 방전이 필요한가 판단한다(S307). 태양전지 어레이(501)가 공급하는 전기 에너지만으로 계통의 전력 수요를 충족하지 못하여 배터리 에너지 저장 시스템(500)의 방전이 필요한지 판단할 수 있다. 또한 시스템 제어부(517)는 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 방전할 정도로 충분한 전기 에너지를 저장하고 있는지 판단할 수 있다.
배터리 에너지 저장 시스템(515)의 방전이 필요하다면, 시스템 제어부(517)는 충전 제어부(513)를 제어하여 배터리 에너지 저장 시스템(515)을 방전한다(S309). 구체적으로 시스템 제어부(517)는 충전 제어부(513)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 충전 제어부(513)는 제어 신호를 수신하여 배터리 에너지 저장 시스템(515)을 방전할 수 있다.
시스템 제어부(517)는 태양전지 어레이(501)와 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력이 제1 인버터(503)의 기준 전력을 초과하는지 판단한다(S311). 인버터는 인버터의 정격 전력의 40% 에서 60% 정도의 전력을 사용할 때 최대 효율을 발휘하므로 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)가 정격 전력의 40%에서 60%를 사용하게 하는 제1 인버터(503)에 대한 공급 전력의 크기를 기준 전력으로 정할 수 있다. 바람직하게는 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)가 정격 전력의 50%를 사용하게 하는 공급 전력을 기준 전력으로 정할 수 있다. 이때 공급 전력은 태양전지 어레이(501)가 공급하는 전력뿐만 아니라 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 방전하는 전력도 포함한다.
태양전지 어레이(501)와 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력이 제1 인버터(503)의 기준 전력을 초과하지 않는다면, 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)만을 가동한다(S313). 제1 인버터(503)의 정격 전력은 하나의 인버터를 사용하는 도1 내지 도3의 실시예의 인버터 정격 전력의 크기 보다 작다. 따라서 일사량이 낮아 태양전지 어레이(501)가 생산하는 전력이 적은 경우에도 태양전지 어레이(501)가 제1 인버터(503)가 정격 전력의 40% 에서 60%의 전력을 사용하도록 전력을 공급하기가 용이하다.
태양전지 어레이(501)와 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력이 제1 인버터(503)의 기준 전력을 초과한다면, 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)와 제2 인버터(519)를 동시에 가동한다(S315). 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)에 기준 전력의 크기의 전력을 공급하여 제1 인버터(503)를 가동할 수 있다. 따라서 제1 인버터(503)는 정격 전력의 40%에서 60% 내의 전력을 사용할 수 있다. 그러므로 제1 인버터(503)는 효율적으로 직류 전력을 교류 전력으로 인버팅할 수 있다. 또한 제1 인버터(503)에 의하여 인버팅된 전력의 고주파 함유율이 낮아져 전력의 품질이 높아질 수 있다. 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)에 공급하고 남은 전력은 제2 인버터(519)에 공급하여 제2 인버터(519)를 가동할 수 있다.
제1 인버터(503)와 제2 인버터는 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 방전한 전기 에너지와 태양전지 어레이(501)가 변환한 전기 에너지를 교류로 인버팅한다(S317).
교류 필터(505)는 인버팅된 전력의 노이즈를 필터링한다(S319).
교류/교류 컨버터(507)는 필터링된 교류 전력의 전압의 크기를 컨버팅하여 전력을 계통(509)에 공급한다(S321).
계통 연계형 태양광발전 장치(500)는 컨버팅된 전력을 계통에 공급한다(S323).
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 시스템 제어부(517)가 배터리 에너지 저장시스템을 충전하는 경우 전력 공급의 흐름을 보여준다.
도 5의 흐름도의 설명에서 본 바와 같이 계통에 전력 공급이 필요하지 아니한 경우에 시스템 제어부(517)는 충전 제어부(513)를 제어하여 태양전지 어레이(501)가 생산한 전기 에너지로 배터리 에너지 저장 시스템(515)을 충전한다.
도 7과 도 8은 도 5의 흐름도의 설명에서 본 바와 같이 계통에 전력 공급이 필요하고 배터리에너지 저장 시스템 제어부(517)의 방전이 필요한 경우의 전력 공급의 흐름을 보여준다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 시스템 제어부(517)가 제1 인버터만을 가동하는 경우 전력 공급의 흐름을 보여준다.
태양전지 어레이(501)와 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력이 제1 인버터(503)의 기준 전력을 초과하지 않는다면, 시스템 제어부(517)는 태양전지 어레이(501)와 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력을 모두 제1 인버터(503)에 공급한다. 이 경우에 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)만을 가동한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 시스템 제어부(517)가 제1 인버터와 제2 인버터를 동시에 가동하는 경우 전력 공급의 흐름을 보여준다.
시스템 제어부(517)는 태양전지 어레이(501)와 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력이 제1 인버터(503)의 기준 전력을 초과한다면, 시스템 제어부(517)는 충전 제어부(513)를 제어하여 태양전지 어레이(501)가 공급하는 전력을 제1 인버터(503)에 공급하고 배터리 에너지 저장 시스템(515)이 공급하는 전력을 제2 인버터(519)에 공급한다. 이 경우에 시스템 제어부(517)는 제1 인버터(503)와 제2 인버터(519)를 모두 가동한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 제1 인버터와 제2 인버터가 동시에 가동되는 경우 제1 인버터 및 제2 인버터의 출력 전류의 그래프이다.
도 9의 그래프에서 I1은 제1 인버터(503)의 출력 전류이고 I2는 제2 인버터(519)의 출력 전류이다. 제1 인버터(503)의 출력 전류의 주파수와 제2 인버터(519)의 출력 전류의 주파수가 동일한 것을 볼 수 있다. 따라서 계통 연계형 태양광발전 장치(500)가 전력을 계통에 공급할 때, 두 전류는 문제없이 합성된다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 계통 연계형 태양광발전 장치에 있어서,
    태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환하는 태양전지 어레이;
    상기 전기 에너지를 교류로 인버팅하는 복수의 인버터; 및
    상기 태양광 발전 장치가 공급하는 직류 전력의 크기를 기준 전력과 비교하여 가동 인버터의 개수를 결정하고, 미리 설치된 상기 복수의 인버터 중에서 결정한 개수만큼의 복수의 가동 인버터를 결정하고, 상기 복수의 가동 인버터를 가동하는 시스템 제어부를 포함하는
    태양광발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전력은
    상기 복수의 인버터 중 어느 하나인 제1 인버터의 정격 전력에 기초하여 결정되는 것인
    태양광발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기준 전력은
    상기 제1 인버터가 상기 제1 인버터의 정격 전력의 40%에서 60%의 전력을 사용하게 하는 상기 제1 인버터에 대한 공급 전력의 크기인
    태양광발전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 태양광 발전 장치가 공급하는 직류 전력이 상기 기준 전력을 초과하는 경우 상기 복수의 인버터에 포함되는 제1 인버터와 제2 인버터를 동시에 가동하는
    태양광발전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 태양광 발전 장치가 공급하는 직류 전력이 상기 기준 전력을 초과하지 않는 경우 상기 복수의 인버터 중 어느 하나인 제1 인버터만을 가동하는
    태양광발전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기 에너지를 공급받아 충전하고 계통의 전력 수급 상황에 따라 충전된 전기 에너지를 방전하여 상기 복수의 인버터에 전기 에너지를 공급하는 배터리 에너지 저장 시스템을 더 포함하는
    태양광발전 장치.
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CN110854935A (zh) * 2019-12-08 2020-02-28 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法

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