KR20180106112A - System for failure detection of photovoltaic module - Google Patents

System for failure detection of photovoltaic module Download PDF

Info

Publication number
KR20180106112A
KR20180106112A KR1020170033738A KR20170033738A KR20180106112A KR 20180106112 A KR20180106112 A KR 20180106112A KR 1020170033738 A KR1020170033738 A KR 1020170033738A KR 20170033738 A KR20170033738 A KR 20170033738A KR 20180106112 A KR20180106112 A KR 20180106112A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
failure
unit
fault
value
determination signal
Prior art date
Application number
KR1020170033738A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유영규
이성준
최화영
손상기
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
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
Application filed by 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020170033738A priority Critical patent/KR20180106112A/en
Publication of KR20180106112A publication Critical patent/KR20180106112A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/1659Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 to indicate that the value is within or outside a predetermined range of values (window)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18Status alarms
    • G08B21/182Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18Status alarms
    • G08B21/185Electrical failure alarms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • 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
    • 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

Abstract

Disclosed is a fault detection system of a photovoltaic module. The fault detection system of a photovoltaic module according to the present invention comprises: at least one photovoltaic module for generating power by using a solar cell; at least one fault detection unit for sensing a voltage value, a current value, or a power value of a photovoltaic module, and determining whether a photovoltaic module malfunctions; and a fault diagnosis unit for dividing the photovoltaic module determined to malfunction by using a fault determination signal received from the fault detection unit, and transmitting identification information and location information of the photovoltaic module determined to malfunction to a manager. The at least one fault detection unit transmits a fault determination signal for a plurality of solar modules at different frequencies. Therefore, the present invention can determine the malfunction of the photovoltaic modules by minimum components. The fault determination signal may be transmitted to a more simplified communications line. Therefore, the communications structure of the fault detection system can be simplified.

Description

태양광 모듈의 고장 검출 시스템{SYSTEM FOR FAILURE DETECTION OF PHOTOVOLTAIC MODULE}SYSTEM FOR FAILURE DETECTION OF PHOTOVOLTAIC MODULE

본 발명은 태양광 모듈의 고장 여부를 검출하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 최소한의 구성요소로 태양광 모듈의 고장을 판단할 수 있도록 하고, 고장 판단 신호가 더욱 단순화된 통신 라인으로 전송될 수 있도록 함으로써, 고장 검출 시스템의 통신 구조를 간략화할 수 있는 태양광 모듈의 고장 검출 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for detecting failure of a solar module, and more particularly, to a solar module capable of determining a failure of the solar module with a minimum number of components, To a fault detection system for a solar module capable of simplifying the communication structure of the fault detection system.

일반적으로 태양광 발전은 태양광을 전기 에너지로 바꾸어 전력을 생산하기 위한 것으로서, 다수의 태양 전지들이 어레이(array)된 태양광 모듈을 이용하여 전기를 대규모로 생산하는 발전 시스템이다. In general, photovoltaic power generation is a power generation system that converts solar energy into electric energy to produce electric power, and a large number of solar cells are used to produce electricity on a large scale using solar array modules.

이러한 태양광 발전 시스템은 태양의 빛을 받아 직류 전기를 발생시키는 태양전지가 어레이된 다수의 태양광 모듈, 각각의 태양광 모듈에서 발생된 직류 전기를 단위 스트링별로 모을 수 있도록 연결되는 접속 모듈, 및 각각의 접속 모듈에 모인 전체 직류 전기를 교류 전기로 변환시키는 전력 변환 장치(PCS: Power Conditioning System)를 포함하는 구성으로 이루어진다. Such a photovoltaic power generation system includes a plurality of photovoltaic modules in which photovoltaic cells for generating direct current by receiving sunlight are arrayed, a connection module for collecting the direct current generated in each photovoltaic module by unit strings, And a power conversion system (PCS: Power Conditioning System) for converting the total DC electricity collected in each connection module into AC electricity.

태양전지가 어레이(PV-array)된 다수의 태양광 모듈(Photovoltaic Module)은 직/병렬 구조로 접속 모듈에 연결되어, 단위 스트링별로 직류 전기들을 접속 모듈로 통합 전송한다. A plurality of photovoltaic modules (PV-array) of solar cells are connected to a connection module in a serial / parallel structure, and integrally transmit DC electricity to each connection string by a unit string.

이러한 다수의 태양광 모듈은 외부 환경에 노출된 상태로 장시간 배치 및 유지되기 때문에 환경 변화의 영향을 많이 받게 된다. 따라서, 대량으로 배치된 태양광 모듈일수록 고장 진단 및 유지 관리 보수가 철저해야 그 효율을 유지할 수 있다. Since many of these solar modules are arranged and maintained for a long time in a state exposed to the external environment, they are greatly affected by environmental changes. Therefore, the larger the number of PV modules, the more thorough the diagnosis and the maintenance and repair, the efficiency can be maintained.

이에, 종래에는 각각의 태양광 모듈에 진동, 충격, 온도, 전력 파라미터 등을 실시간 감지하는 고장 감지장치를 개별적으로 구성하여, 태양광 모듈의 고장 여부를 실시간으로 판단하기도 하였다. Conventionally, a failure detection device for detecting vibration, shock, temperature, power parameters, etc. in real time has been separately configured for each solar module, and the failure of the solar module has been judged in real time.

하지만, 종래의 고장 감지장치는 각각의 태양광 모듈별로 검출되는 고장 관련 데이터 등을 별도의 관리 서버나 관제 시스템으로 전송하기에는 그 전송 용량이 커서 통신 시스템 구축 비용까지 추가 부담해야 했다. 때문에, 고장 감지장치 구축 효율은 더욱 저하될 수밖에 없었다. However, in the conventional fault detection apparatus, in order to transmit fault related data detected for each solar module to a separate management server or control system, the transmission capacity is large, so that the communication system construction cost has to be additionally charged. Therefore, the efficiency of constructing the fault detection device has been reduced.

특히, 광범위한 지역에 대량으로 태양광 모듈이 구축된 발전소에서는 단순히 고장 감지장치 구축을 위한 비용보다도 통신 시스템을 구축하기 위한 비용이 더 소모되는 문제들도 발생하였다. 아울러, 복잡하게 통신 시스템 구축한 경우에도 다발적인 통신 시스템 장애가 발생하였으며, 통신 장애 처리에도 더 많은 시간이 소요되어 고장 감지장치의 운용 효율이 저하되는 문제가 대두되고 있다. Particularly, in a power plant in which a large number of photovoltaic modules are installed in a large area, there is a problem that a cost for constructing a communication system is more than a cost for constructing a fault detection device. In addition, even when the communication system is complicatedly constructed, a plurality of communication system faults occur, and more time is required for the processing of the communication faults, so that the operation efficiency of the fault detecting apparatus is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 최소한의 구성요소로 태양광 모듈의 고장을 판단할 수 있도록 하고, 고장 판단 신호가 더욱 단순화된 통신 라인으로 전송될 수 있도록 함으로써, 고장 검출 시스템의 통신 구조를 간략화할 수 있는 태양광 모듈의 고장 검출 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a fault diagnosis system and a fault diagnosis system which can determine a fault of a solar module with a minimum number of components, And to provide a fault detection system for a solar module capable of simplifying a communication structure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 모듈의 고장 검출 시스템은 태양전지를 이용하여 전력을 생성하는 적어도 하나의 태양광 모듈, 적어도 하나의 태양광 모듈의 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 센싱하여, 태양광 모듈의 고장 여부를 판단하는 적어도 하나의 고장 검출부, 및 적어도 하나의 고장 검출부로부터 수신되는 고장 판단 신호를 이용하여 고장 판단된 태양광 모듈을 구분하고, 고장 판단된 태양광 모듈에 대한 식별정보 및 위치정보를 관리자에게 전달하는 고장 진단부를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 고장 검출부는 복수의 태양광 모듈에 대한 상기 고장 판단 신호를 서로 다른 주파수로 전송하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fault detection system for a solar module, including at least one solar module for generating power using the solar cell, a voltage value of at least one solar module, And at least one fault detection unit for detecting a fault or a power value to determine whether or not the solar module is faulty, and a fault judgment unit for discriminating a faulty solar module based on a fault judgment signal received from at least one fault detection unit, Wherein the at least one failure detection unit transmits the failure determination signal for the plurality of solar modules at different frequencies, and the failure diagnosis unit transmits identification information and position information of the solar modules to the manager, do.

상기와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 태양광 모듈의 고장 검출 시스템은 최소한의 구성요소로 태양광 모듈의 고장을 판단할 수 있도록 구성되어, 고장 검출 시스템의 설치 비용을 절감하고 태양광 모듈의 관리 및 운용 효율을 높일 수 있다. The failure detection system of the present invention having various technical features as described above can be configured to determine the failure of the solar module with a minimum of components so as to reduce the installation cost of the failure detection system, Management and operation efficiency can be improved.

또한, 본 발명의 태양광 모듈의 고장 검출 시스템은 태양광 모듈의 고장 판단 신호가 더욱 단순화된 통신 라인으로 전송될 수 있도록 함으로써, 고장 검출 시스템의 통신 구조를 간략화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the fault detection system of the solar module of the present invention has the effect of simplifying the communication structure of the fault detection system by allowing the failure judgment signal of the solar module to be transmitted on a more simplified communication line.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 모듈의 고장 검출 시스템을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 고장 검출부를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 통신부의 고장 판단 신호 출력 파형을 구체적으로 나타낸 파형도이다.
도 4는 도 1에 도시된 고장 진단부를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
FIG. 1 is a block diagram specifically showing a fault detection system for a solar module according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram specifically showing the first failure detection unit shown in FIG.
FIG. 3 is a waveform diagram specifically showing a failure determination signal output waveform of the first communication unit shown in FIG. 2. FIG.
4 is a block diagram specifically showing the failure diagnosis unit shown in FIG.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 모듈의 고장 검출 시스템을 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. FIG. 1 is a block diagram specifically showing a fault detection system for a solar module according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된, 본 발명의 고장 검출 시스템은 태양전지를 이용하여 전력을 생성하는 적어도 하나의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn), 적어도 하나의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 센싱하여, 태양광 모듈의 고장 여부를 판단하는 적어도 하나의 고장 검출부(FD1 내지 FDn), 및 적어도 하나의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 전송되는 고장 판단 신호에 따라 고장 판단된 태양광 모듈을 구분하고 고장 판단된 태양광 모듈에 대한 식별정보 및 위치정보를 관리자에게 전달하는 고장 진단부(100)를 포함한다. 1, the fault detection system of the present invention comprises at least one photovoltaic module (PV1 to PVn) for generating power using a solar cell, a voltage value of at least one photovoltaic module (PV1 to PVn), a current At least one fault detection unit (FD1 to FDn) for detecting a value or a power value and judging whether or not the solar module is faulty, and at least one fault detection unit And a failure diagnosis unit 100 for identifying the photovoltaic module and transmitting the identification information and the positional information of the failed photovoltaic module to the manager.

적어도 하나의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 태양광 모듈의 식별 정보에 따라 미리 설정된 서로 다른 주파수로 고장 판단 신호를 전송하기 때문에, 고장 진단부(100)는 고장 판단 신호의 업/다운 변화와 각각의 주파수 대역에 따라 고장 판단된 태양광 모듈에 대한 식별정보 및 위치정보를 구분한다. The fault diagnosis unit 100 detects the up / down change of the fault judgment signal and the fault judgment signal of the fault diagnosis unit 100, respectively, since at least one of the fault detection units FD1 to FDn transmits the fault judgment signal at different frequencies set in advance according to the identification information of the solar module The identification information and the location information of the photovoltaic module determined as a failure according to the frequency band of the photovoltaic module.

한편, 본 발명의 고장 검출 시스템은 복수의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)로부터 각각 수신되는 발전 전력, 구체적으로는 발전 전압이나 전류를 취합하여 직류/교류 전압레벨로 인버팅하는 전력 인버팅 장치(200)를 더 포함하기도 한다. On the other hand, the fault detection system of the present invention includes a power inverting device (not shown) for collecting the generated power received from each of the plurality of solar modules PV1 to PVn, specifically, the power generation voltage or current and inverting the power to the DC / 200).

각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에는 복수의 태양전지가 직사각 또는 곡선형의 프레임에 배열되도록 구성되는바, 각각의 태양 전지들을 이용해서 발전 전력을 생성한다. 이때, 각각의 태양 전지들을 통해서는 직류 또는 교류 전압을 생성하고 전류를 발생시킬 수 있다. 여기서 생성된 직류 또는 교류 전압과 전류는 발전 전력으로서 전력 인버팅 장치(200)에 일괄 전송된다. Each of the photovoltaic modules PV1 to PVn is configured such that a plurality of solar cells are arranged in a rectangular or curved frame, and generated power is generated using each of the solar cells. At this time, it is possible to generate a direct current or alternating voltage and generate a current through each of the solar cells. The generated direct current or AC voltage and current are collectively transmitted to the power inverter device 200 as generated power.

각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 태양 전지들은 태양광을 최대한 많이 받을 수 있도록 장시간 외부 환경에 노출될 수밖에 없다. 따라서, 모든 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)은 잦은 고장의 위험을 감수할 수밖에 없다. 이러한 태양 전지들의 고장 여파는 가장 먼저 발전 전력량에 영향을 미치기 때문에, 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에 대응되는 고장 검출부(FD1 내지 FDn)를 통해 발전 전력의 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 실시간 검출함으로써, 그 고장 여부를 판단할 수 있다. The solar cells of the PV modules PV1 to PVn are exposed to the external environment for a long time in order to receive the maximum amount of sunlight. Therefore, all the PV modules PV1 to PVn can not avoid the risk of frequent failures. Since the fault filter of such solar cells firstly affects the generated power, the voltage value, the current value or the power value of the generated power through the fault detectors FD1 to FDn corresponding to the respective PV modules PV1 to PVn It is possible to determine whether or not the failure has occurred.

각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)가 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에 일대일 대응된 경우, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에 내장되거나 외부에 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 고장 검출부(FD1)는 제1 태양광 모듈(PV1)의 발전 전력 출력단에 구비되고, 제2 고장 검출부(FD2)는 제2 태양광 모듈(PV2)의 발전 전력 출력단에 구비되는 식으로, 최종적으로는 제n 고장 검출부(FDn)가 제n 태양광 모듈(PVn)의 발전 전력 출력단에 구성된다. When each of the failure detecting sections FD1 to FDn corresponds to each of the solar modules PV1 to PVn in a one-to-one correspondence, each of the failure detecting sections FD1 to FDn is incorporated in each of the solar modules PV1 to PVn, . For example, the first failure detection section FD1 is provided at the power generation output terminal of the first solar module PV1, and the second failure detection section FD2 is provided at the generation power output terminal of the second solar module PV2. Finally, the nth failure detection unit FDn is configured at the power generation output terminal of the nth solar module PVn.

이러한 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에서 각각 생성된 전압 값, 전류 값, 또는 전력 값을 미리 설정된 기준치와 비교한다. 그리고 비교 결과에 따라 고장 여부를 판단하여, 정상 또는 고장을 알리는 고장 판단 신호를 고장 진단부(100)로 전송한다. These fault detectors FD1 to FDn compare the voltage value, the current value, or the power value respectively generated in the solar modules PV1 to PVn with preset reference values. Then, the fault diagnosis unit 100 determines whether or not a fault has occurred according to the comparison result, and sends a fault judgment signal indicating normal or fault to the fault diagnosis unit 100.

특히, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 자신이 구비된 해당 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)로부터 센싱된 전압 값, 전류 값 또는 전력 값의 전압 값, 전류 값, 또는 전력 값을 미리 설정된 기준치와 비교한다. 그리고 센싱된 전압 값, 전류 값, 또는 전력 값이 미리 설정된 기준치보다 높으면 다운(Down) 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 고장 진단부(100)로 전송한다. 반면, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 전압 값, 전류 값, 또는 전력 값이 미리 설정된 기준치보다 낮으면 업(Up) 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력한다. 따라서, 업(Up) 레벨로 가변하는 고장 판단 신호가 출력되었을 때, 고장 진단 서버(100)에서는 고장으로 확정할 수 있다. In particular, each of the fault detection units FD1 to FDn outputs a voltage value, a current value, or a power value of a voltage value, a current value, or a power value sensed from the corresponding solar modules PV1 to PVn provided therein, . If the sensed voltage value, current value, or power value is higher than a preset reference value, the failure diagnosis unit 100 transmits a failure determination signal that varies to a down level. On the other hand, each of the failure detection units FD1 to FDn outputs a failure determination signal that changes to an up level when the voltage value, the current value, or the power value is lower than a preset reference value. Therefore, when a failure determination signal that changes to the up level is output, the failure diagnosis server 100 can determine that the failure has occurred.

본 발명에서 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 고장 판단 신호를 출력할 때 해당 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 식별 정보(예를 들어, 모듈 번호 또는 모듈별 식별자)에 따라 미리 설정된 주파수 대역으로 고장 판단 신호를 출력한다. 구체적으로, 제1 태양광 모듈(PV1)에 대한 고장 판단 신호를 출력하는 제1 고장 검출부(FD1)는 미리 설정된 120Hz의 주파수로 업/다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력할 수 있다. 그리고 제2 태양광 모듈(PV2)에 대한 고장 판단 신호를 출력하는 제2 고장 검출부(FD2)는 미리 설정된 110Hz의 주파수로 업/다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제3 태양광 모듈(PV3)에 대한 고장 판단 신호를 출력하는 제3 고장 검출부(FD3)는 미리 설정된 100Hz의 주파수 대역으로 업/다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력할 수 있다. 이렇게 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 해당 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 제1 내지 제n 식별 정보에 따라 미리 설정된 서로 다른 주파수 대역으로 고장 판단 신호를 출력한다. In the present invention, each of the fault detection units FD1 to FDn outputs a fault determination signal in accordance with identification information (for example, a module number or an identifier for each module) of the corresponding photovoltaic modules PV1 to PVn, And outputs a failure judgment signal. Specifically, the first failure detection unit FD1 that outputs a failure determination signal for the first solar module PV1 can output a failure determination signal that changes to an up / down level at a preset frequency of 120 Hz. The second fault detection unit FD2, which outputs a fault judgment signal for the second solar photovoltaic module PV2, can output a fault judgment signal that changes to the up / down level at a preset frequency of 110 Hz. Further, the third fault detecting section FD3, which outputs the fault judgment signal for the third solar photovoltaic module PV3, can output a fault judgment signal which varies to the up / down level in the frequency band of 100 Hz set in advance. Each of the fault detection units FD1 to FDn outputs a fault determination signal in different frequency bands set in advance according to the first to nth identification information of the solar modules PV1 to PVn.

고장 진단부(100)는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 입력되는 고장 판단 신호의 주파수 대역을 검출하여 태양광 모듈(PV1 내지 PVn) 각각의 식별 정보를 판단하고, 고장 판단 신호의 업/다운(Up/Down) 변화 여부에 따라 각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 고장을 최종 판단할 수 있다. The failure diagnosis unit 100 detects the frequency band of the failure determination signal input from each of the failure detection units FD1 to FDn to determine the identification information of each of the solar modules PV1 to PVn, It is possible to determine the failure of each of the solar modules PV1 to PVn according to whether it is down or up or down.

다시 말해, 고장 진단부(100)는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 고장 판단 신호가 입력되면, 입력된 각 고장 판단 신호의 주파수 대역을 검출하여 주파수 대역으로 검출된 식별 정보로 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)를 구분한다. 그리고 식별 정보로 구분된 각 고장 판단 신호의 업/다운(Up/Down) 변화에 따라 각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 고장을 최종 판단한다. 이때, 식별 정보로 구분된 각 고장 판단 신호가 업 신호로 입력될 때, 식별 정보에 해당되는 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)을 고장으로 최종 판단할 수 있다. In other words, when a failure determination signal is input from each of the failure detection units FD1 to FDn, the failure diagnosis unit 100 detects the frequency bands of the input failure determination signals, Thereby distinguishing the optical modules PV1 to PVn. And finally determines the failure of each of the solar modules PV1 to PVn according to the up / down change of each failure judgment signal classified by the identification information. At this time, when each failure determination signal classified by the identification information is input as an up signal, the solar modules PV1 to PVn corresponding to the identification information can be finally determined as a failure.

일반적으로, 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn) 중 어느 한 태양광 모듈에 고장이 발생한 경우, 해당 태양광 모듈에서 발생하는 발전전력은 기준치 이하로 낮아질 가능성이 크다. 이에, 해당 태양광 모듈에 구비된 본 발명의 고장 검출부는 발전전력이 기준치 이하로 낮아지면 업 레벨로 고장 판단 신호를 고장 진단부(100)에 공급하게 된다. 그리고 고장 진단부(100)에서는 제1 내지 제n 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 각각 수신되는 고장 판단 신호 중 업 레벨의 고장 판단 신호가 수신된 태양광 모듈을 고장으로 최종 판단할 수 있다. Generally, when a failure occurs in any one of the solar modules PV1 to PVn, the generated power generated in the corresponding solar module is likely to be lower than the reference value. Accordingly, the fault detection unit of the present invention provided in the corresponding solar module supplies a fault judgment signal to the fault diagnosis unit 100 at an up level when the generated power becomes lower than the reference value. In addition, the failure diagnosis unit 100 can finally determine that the solar module, which receives the failure determination signal of the up level among the failure determination signals received from the first to nth failure detection units FD1 to FDn, respectively, as a failure.

한편, 고장 진단부(100)는 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에서 인버팅 장치(200)로 공급되는 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 실시간 모니터링하여, 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)별 발전 전력량에 관한 통계 데이터를 마련하기도 한다. 그리고 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 고장을 알리는 고장 판단 신호가 입력되면, 발전 전력량의 통계치와 평균치를 포함하는 통계 데이터를 참조하여 해당 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 고장 여부를 최종 판단함과 아울러, 노후화 및 고장 예후를 예측할 수도 있다. On the other hand, the failure diagnosis unit 100 monitors the voltage value, the current value, or the power value supplied from the respective solar modules PV1 to PVn to the inverting unit 200 in real time, PVn) to provide statistical data on the amount of electricity generated. When a failure judgment signal indicating a failure is inputted from each of the failure detection units FD1 to FDn, it is judged whether or not the corresponding solar modules PV1 to PVn are faulty with reference to statistical data including the statistics of power generation amount and an average value And may predict aging and failure prognosis.

또한, 고장 진단부(100)는 인터넷망과 외부 원거리 통신망을 통해 기상, 기후, 온도, 진도 등을 포함하는 환경 정보를 입력받을 수 있다. 이때는, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 고장 판단 신호가 입력되면, 기상, 기후, 온도, 진도 등을 포함하는 환경 정보를 이용하여 고장 여부를 최종 판단할 수 있다. In addition, the failure diagnosis unit 100 can receive environment information including weather, climate, temperature, and magnitude through an Internet network and an external long distance network. In this case, when a failure determination signal is inputted from each of the failure detection units FD1 to FDn, it is possible to finally determine whether the failure has occurred by using environmental information including weather, climate, temperature, and magnitude.

전술한 바와 같이, 고장 진단부(100)는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 입력되는 업/다운 레벨의 고장 판단 신호뿐만이 아니라, 업/다운 레벨의 고장 판단 신호 외에도 발전 전력량 통계치와 평균치를 포함하는 통계 데이터, 및 기상, 기후, 온도, 진도, 날씨 등을 포함하는 환경 정보를 모두 참조하고 감안하여, 각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 고장 여부를 정확하게 최종 판정할 수도 있다. 이러한 고장 진단부(100)에 대한 세부적인 구성과 기술 특징에 대해서는 이후에 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다. As described above, the failure diagnosis unit 100 not only generates up / down failure determination signals input from the respective failure detection units FD1 to FDn, but also generates power generation amount statistics and an average value in addition to the up / down failure determination signals It is possible to accurately determine whether or not each PV module PV1 to PVn is faulty, with reference to all the environmental information including the statistical data including the weather, climate, temperature, progress, weather, and the like. Detailed configuration and technical features of the fault diagnosis unit 100 will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

전력 인버팅 장치(200)의 경우는 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)로부터 각각 전송되는 발전 전력을 취합하여 직류/교류 전압레벨로 인버팅하고, 인버팅된 직류/교류 전압을 전력 계통으로 공급한다. In the case of the power inverting apparatus 200, the power generation power transmitted from each of the photovoltaic modules PV1 to PVn is collected and inverted to a DC / AC voltage level, and the inverted DC / AC voltage is converted into a power system Supply.

구체적으로, 전력 인버팅 장치(200)는 제1 내지 제n 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)로부터 생산되는 전압과 전류를 직류 또는 교류로 변환시켜 계통으로 전달하기 위해, 1차 측과 2차 측의 전력 계통을 전기적으로 절연하는 절연 변압기, 교류 전압을 직류 전압으로 평활화하는 커패시터, 입/출력 전류 리플을 줄이는 필터 인덕터, 대전력의 고속 스위칭이 가능한 반도체 소자인 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터) 및 입력된 직류전원을 평활화하는 링크 커패시터 등을 포함하여 구성될 수 있다. Specifically, the power inverting apparatus 200 converts the voltage and current generated from the first to nth solar modules PV1 to PVn into direct current or alternating current, (IGBT), which is a semiconductor device capable of high-speed switching of large power, is used as an isolation transformer for electrically isolating the power system of the power system, a capacitor for smoothing an AC voltage to a DC voltage, a filter inductor for reducing input / output current ripple, A bipolar transistor), a link capacitor for smoothing the input DC power, and the like.

도 2는 도 1에 도시된 제1 고장 검출부를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. 2 is a block diagram specifically showing the first failure detection unit shown in FIG.

도 2에 도시된, 제1 고장 검출부(FD1)는 제1 태양광 모듈(PV1)로부터 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 센싱하는 검출부(F1), 제1 태양광 모듈(PV1)의 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 미리 설정된 기준치와 비교하여 전압 값, 전류 값 또는 전력 값이 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부를 판단하는 비교부(F2), 및 제1 태양광 모듈(PV1)의 식별 정보에 따라 주파수 대역을 설정하고 전압 값, 전류 값 또는 전력 값이 상기 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부에 따라 업 또는 다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호가 출력되도록 제1 통신부(F4)를 제어하는 제어부(F3)를 포함한다. 2, the first failure detection unit FD1 includes a detection unit F1 for sensing a voltage value, a current value, or a power value from the first solar cell module PV1, a voltage detection unit F1 for detecting the voltage value of the first solar cell module PV1 A comparison unit F2 for comparing the current value or the power value with a predetermined reference value to determine whether the voltage value, the current value, or the power value is equal to or greater than the reference value, and a comparison unit F2 for comparing the identification information of the first solar module PV1 And a control section (F4) for controlling the first communication section (F4) so as to output a failure determination signal for changing the voltage value, the current value, or the power value to the up or down level according to whether the power value is above or below the reference value F3).

여기서, 제1 통신부(F4)는 제어부(F3)의 제어에 따라 미리 설정된 주파수 대역으로 고장 판단 신호를 생성하되, 센싱된 전압 값, 전류 값 또는 전력 값이 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부에 따라 업 또는 다운 레벨로 가변되도록 고장 판단 신호를 생성하여 고장 진단부(100)로 전송한다. 제1 통신부(F4)는 첩(Chirp) 통신 모듈을 구비하여, 업-첩(Up Chirp) 또는 다운 첩(Down Chirp) 신호로 고장 판단 신호를 생성 및 전송할 수 있다. Here, the first communication unit F4 generates a failure determination signal in a preset frequency band under the control of the control unit F3, and when the sensed voltage value, current value, or power value is higher or lower than the reference value, Or down-level to the failure diagnosis unit 100, and transmits the failure determination signal to the failure diagnosis unit 100. [ The first communication unit F4 may include a chirp communication module and may generate and transmit a failure determination signal using an up chirp or a down chirp signal.

구체적으로, 검출부(F1)에서는 자신과 대응되는 어느 한 태양광 모듈(PV1)로부터 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 센싱하고, 비교부(F2)에서는 센싱된 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 미리 설정된 기준치와 비교하여 전압 값, 전류 값 또는 전력 값이 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부를 판단한다. Specifically, the detecting unit F1 senses a voltage value, a current value, or a power value from one of the photovoltaic modules PV1 corresponding to the photovoltaic module PV1, and the comparator F2 compares the sensed voltage value, current value, The current value, or the power value is greater than or equal to the reference value.

이에, 제어부(F3)는 태양광 모듈(PV1)의 식별 정보에 따라 설정된 주파수 대역으로 고장 판단 신호를 출력하도록 제1 통신부(F4)를 제어하는데, 이때는 전압 값, 전류 값 또는 전력 값이 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부에 따라 업 또는 다운 레벨로 가변되는 고장 판단 신호를 출력하도록 제1 통신부(F4)를 제어한다. The control unit F3 controls the first communication unit F4 to output a failure determination signal in a frequency band set in accordance with the identification information of the solar module PV1. In this case, the voltage value, the current value, The first communication unit F4 is controlled so as to output a failure determination signal that varies to the up or down level depending on whether the received signal is a signal or not.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

도 3은 도 2에 도시된 제1 통신부의 고장 판단 신호 출력 파형을 구체적으로 나타낸 파형도이다. FIG. 3 is a waveform diagram specifically showing a failure determination signal output waveform of the first communication unit shown in FIG. 2. FIG.

도 3과 상기 표 1을 참조하면, 제어부(F3)는 고장 판단 신호를 출력할 때 해당 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 모듈 번호에 따라 미리 설정된 주파수 대역으로 고장 판단 신호를 출력한다. 예를 들어, 제1 태양광 모듈(PV1)에 대한 고장 판단 신호를 출력하는 제1 고장 검출부(FD1)는 도 3과 같이, 미리 설정된 120Hz의 주파수로 업/다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력할 수 있다. Referring to FIG. 3 and Table 1, the controller F3 outputs a failure determination signal in a preset frequency band according to the module numbers of the solar modules PV1 to PVn when outputting a failure determination signal. For example, as shown in Fig. 3, the first failure detecting section FD1 for outputting a failure judgment signal for the first solar module PV1 outputs a failure judgment signal for changing the up / down level at a preset frequency of 120 Hz Can be output.

그리고 제2 태양광 모듈(PV2)에 대한 고장 판단 신호를 출력하는 제2 고장 검출부(FD2)는 미리 설정된 110Hz의 주파수로 업/다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제3 태양광 모듈(PV3)에 대한 고장 판단 신호를 출력하는 제3 고장 검출부(FD3)는 미리 설정된 100Hz의 주파수 대역으로 업/다운 레벨로 가변하는 고장 판단 신호를 출력할 수 있다. 이렇게 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 해당 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 제1 내지 제n 식별 정보에 따라 미리 설정된 서로 다른 주파수 대역으로 고장 판단 신호를 출력한다. The second fault detection unit FD2, which outputs a fault judgment signal for the second solar photovoltaic module PV2, can output a fault judgment signal that changes to the up / down level at a preset frequency of 110 Hz. Further, the third fault detecting section FD3, which outputs the fault judgment signal for the third solar photovoltaic module PV3, can output a fault judgment signal which varies to the up / down level in the frequency band of 100 Hz set in advance. Each of the fault detection units FD1 to FDn outputs a fault determination signal in different frequency bands set in advance according to the first to nth identification information of the solar modules PV1 to PVn.

한편, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)에는 검출부(F1), 비교부(F2), 제어부(F3), 및 제1 통신부(F4)로 전원 신호를 제공하는 전원부가 더 구비되기도 한다. 이렇게, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 수신된 전압 값, 전류 값 또는 전력 값이 미리 설정된 기준치 이상인지 미만인지만 판단하여 그 판단 결과를 고장 판단 신호로 제공할 수 있도록 단순하게 구성된다. On the other hand, each of the fault detection units FD1 to FDn is further provided with a power supply unit for supplying a power supply signal to the detection unit F1, the comparison unit F2, the control unit F3, and the first communication unit F4. In this way, each of the fault detectors FD1 to FDn is configured to simply determine that the received voltage value, current value, or power value is less than or equal to a preset reference value, and provide the determination result as a failure determination signal.

따라서, 태양광 모듈(PV1 내지 PVn) 각각에 대응하는 각 고장 검출부(FD1 내지 FDn)의 제조 비용을 최소화하고, 소형화시켜서 단순하게 설치할 수 있게 된다. Therefore, the manufacturing cost of each of the failure detecting portions FD1 to FDn corresponding to each of the solar modules PV1 to PVn can be minimized, and it can be downsized and simply installed.

도 4는 도 1에 도시된 고장 진단부를 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. 4 is a block diagram specifically showing the failure diagnosis unit shown in FIG.

도 4를 참조하면, 고장 진단부(100)는 제2 통신부(110), 고장 판정부(120), 환경 정보 수신부(130), 데이터 베이스(140), 고장/노후화 예측부(150), 및 통계 처리부(110)를 포함한다. 4, the failure diagnosis unit 100 includes a second communication unit 110, a failure determination unit 120, an environment information reception unit 130, a database 140, a failure / aging prediction unit 150, And a statistical processing unit 110.

제2 통신부(110)는 각각의 고장 검출부(PV1 내지 PVn)로부터 고장 판단 신호를 수신한다. 이러한 제2 통신부(110) 또한 제 1 통신부(F4)와 마찬가지로 첩(Chirp) 통신 모듈을 구비하여, 업-첩(Up Chirp) 또는 다운 첩(Down Chirp) 신호를 수신할 수 있다. The second communication unit 110 receives a failure determination signal from each of the failure detection units PV1 to PVn. The second communication unit 110 includes a chirp communication module similar to the first communication unit F4 and can receive an up chirp or a down chirp signal.

고장 판정부(120)는 제2 통신부(110)로 수신되는 고장 검출부(PV1 내지 PVn) 각각의 고장 판단 신호 주파수 대역을 검출한다. 그리고 검출된 주파수 대역에 각각 대응되는 식별 정보를 각각 확인한다. 이때, 고장 판정부(120)는 고장 판단 신호의 업/다운 변화에 따라 고장 여부도 확인하여, 고장이 확인된 태양광 모듈의 식별 정보, 및 식별 정보에 대응하는 태양광 모듈의 위치 정보를 관리자에게 전달한다. The failure determination unit 120 detects the failure determination signal frequency band of each of the failure detection units PV1 to PVn received by the second communication unit 110. [ The identification information corresponding to the detected frequency band is respectively confirmed. At this time, the failure determining unit 120 also checks the failure according to the up / down change of the failure determination signal, and identifies the failure information of the photovoltaic module and the position information of the photovoltaic module corresponding to the identification information, .

고장 검출부(FD1 내지 FDn)는 태양광 모듈의 식별 정보에 따라 미리 설정된 주파수로 고장 판단 신호를 전송하기 때문에, 고장 진단부(100)는 고장 판단 신호의 업/다운 변화와 검출된 주파수 대역에 따라 고장 판단된 태양광 모듈에 대한 식별정보 및 위치정보를 구분할 수 있다. 여기서, 표1 과 도 3과 같이, 미리 설정된 서로 다른 주파수 대역에 대응되는 각각의 식별 정보는 데이터 베이스(140)에 미리 저장된다. 이에, 고장 판정부(130)는 검출된 각각의 주파수 대역에 대응되는 각각의 식별 정보를 데이터 베이스(140)로부터 읽어올 수 있다. The fault diagnosis unit (FD1 to FDn) transmits a fault determination signal at a preset frequency in accordance with the identification information of the solar module. Therefore, the fault diagnosis unit (100) It is possible to distinguish the identification information and the position information of the solar module determined as a failure. Here, as shown in Table 1 and FIG. 3, identification information corresponding to different frequency bands set in advance is stored in the database 140 in advance. Accordingly, the failure determining unit 130 can read the respective identification information corresponding to the detected frequency bands from the database 140. [

또한, 고장 판정부(130)는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 입력되는 고장 판단 신호가 업 레벨의 신호로 입력될 때, 해당되는 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)을 고장으로 바로 판단할 수 있다. 그리고 다운 레벨의 신호로 입력될 때는 정상적으로 동작을 수행하는 것으로 판단할 수 있다. 이렇게, 고장 난 태양광 모듈에 구비된 고장 검출부는 업 레벨로 고장 판단 신호를 고장 진단부(100)에 공급하게 되며, 고장 판정부(130)에서는 업 레벨의 고장 판단 신호가 입력된 태양광 모듈을 고장으로 판단한다. Further, when a failure judgment signal inputted from each of the failure detection units FD1 to FDn is inputted as an up-level signal, the failure judgment unit 130 judges the corresponding solar modules PV1 to PVn as a failure immediately . And when it is inputted with a down-level signal, it can be determined that the operation is normally performed. In this way, the failure detection unit provided in the failed solar module supplies a failure determination signal to the failure diagnosis unit 100 at the up level. In the failure determination unit 130, As a failure.

한편, 고장 판정부(120)는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)로부터 입력되는 업 또는 다운 레벨의 고장 판단 신호와 통계 데이터, 및 환경 정보를 이용하여, 태양광 모듈(PV1 내지 PVn) 각각의 고장 여부를 최종 판단할 수도 있다. On the other hand, the failure judging unit 120 judges whether or not each of the photovoltaic modules PV1 to PVn is on the basis of the up / down failure judgment signal, the statistical data and the environmental information inputted from the respective fault detectors FD1 to FDn It is possible to make a final judgment as to whether or not the fault has occurred.

이를 위해, 통계 처리부(160)는 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에서 인버팅 장치(200)로 공급되는 전압 값과 전류 값을 실시간 모니터링하여, 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)별 전압 값과 전류 값에 관한 통계치와 평균치를 포함하는 통계 데이터를 생성한다. To this end, the statistical processing unit 160 monitors the voltage value and the current value supplied from the respective solar modules PV1 to PVn to the inverting unit 200 in real time, and outputs the voltage value and the current value of each solar module PV1 to PVn And generates statistical data including statistical values and average values of the voltage value and the current value.

구체적으로, 통계 처리부(160)는 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에서 인버팅 장치(200)로 공급되는 전압 값과 전류 값을 실시간 모니터링한다. 그리고 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)별로 전압 값과 전류 값에 대한 통계치와 평균치를 산정한다. 이어, 미리 설정된 기간 단위로 산정된 발전 전력량 통계치와 평균치의 통계 데이터를 데이터 베이스(140)에 저장한다. Specifically, the statistical processing unit 160 monitors the voltage value and the current value supplied from the respective solar modules PV1 to PVn to the inverting apparatus 200 in real time. Then, statistical values and average values of the voltage value and the current value are calculated for each of the PV modules (PV1 to PVn). Next, statistical data of the generated power amount statistics and the average value calculated in units of a predetermined period are stored in the database 140. [

예를 들어, 통계 처리부(160)는 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)에서 인버팅 장치(200)로 공급되는 전압 값과 전류 값을 시간대별, 월별, 연별, 계절별로 구분하여 평균치와 통계치를 산출할 수 있다. 특히, 전압 값과 전류 값이 높은 낮시간대와 밤 시간대를 구분하여 평균적인 발전 전압 값과 전류 값을 산출하되, 월별, 연별, 계절별로 발전 전압 값과 전류 값이 높은 시간대의 평균 발전량을 산출해서 통계 데이터로 저장할 수 있다. For example, the statistical processing unit 160 divides the voltage value and the current value supplied to the inverting apparatus 200 from each of the solar modules PV1 to PVn by time, month, year, and season, Can be calculated. In particular, the average generated voltage value and the current value are calculated by dividing the daytime and the nighttime in which the voltage value and the current value are high, and the average power generation amount in the time zone in which the generated voltage value and the current value are high is calculated for each month, It can be saved as statistical data.

이에, 고장 판정부(120)는 복수의 고장 검출부(FD1 내지 FDn) 각각으로부터 고장을 알리는 고장 판단 신호가 입력되면, 현재의 전압 값과 전류 값 대비 시간대별, 월별, 연별, 계절별로 산출된 통계 데이터를 비교하여 고장 여부를 최종 판단할 수 있다. Accordingly, when a failure determination signal indicating a failure is input from each of the plurality of failure detection units FD1 to FDn, the failure determination unit 120 compares the current voltage value and the current value with the time, the month, the year, The data can be compared and the fault can be finally judged.

구체적으로, 고장 판정부(120)는 복수의 고장 검출부(FD1 내지 FDn) 각각으로부터 다운 레벨의 고장 판단 신호가 입력되더라도 바로 고장으로 판별하지 않는다. 이때는, 현재의 전압 값과 전류 값을 시간대별, 월별, 연별, 계절별로 산출된 통계 데이터 중 적어도 하나의 통계 데이터와 비교하여 전압 값과 전류 값이 평균치나 통계치 이하일 경우에만 고장으로 판단할 수 있다. Specifically, even if a failure determination signal of a down level is input from each of the plurality of failure detection units FD1 to FDn, the failure determination unit 120 does not determine that the failure is immediately detected. In this case, the current voltage value and the current value are compared with at least one statistical data among the statistical data calculated by time, month, year, and season, and it can be judged as a failure only when the voltage value and the current value are below the average value or the statistical value .

구체적으로, 통계 데이터는 시간대별, 월별, 연별, 또는 계절별로 산출된 전압 값, 전류 값 또는 전력 값의 평균치를 포함한다. 이에, 고장 판정부(130)는 고장 검출부로(FD1 내지 FDn)부터 업 또는 다운 레벨의 고장 판단 신호가 입력되면, 고장 검출부(FD1 내지 FDn)에 대응되는 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)로부터 수신한 전압 값, 전류 값, 또는 전력 값을 통계 데이터와 비교하여, 각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)의 고장 여부를 최종 판단한다. Specifically, the statistical data includes an average value of a voltage value, a current value, or a power value calculated for each hour, month, year, or season. The failure determining unit 130 receives from the failure detection units FD1 to FDn a failure determination signal of an up or down level and receives from the solar modules PV1 to PVn corresponding to the failure detection units FD1 to FDn A voltage value, a current value, or a power value is compared with the statistical data to finally determine whether each of the solar modules PV1 to PVn is faulty.

사실상 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)별 노후화 정도나 월별, 계절별 기후에 따라 전압 값과 전류 값이 가변될 수 있다. 이에, 고장 판정부(130)에서는 복수의 고장 검출부(FD1 내지 FDn) 각각으로부터 입력되는 고장 판단 신호와 기준치만으로 고장을 판단하지 않고, 시간대별, 월별, 연별, 계절별로 산출된 통계 데이터까지 비교하여 고장 여부를 분석한다. 이렇게 통계 데이터를 활용하여 고장 여부를 재확인하게 되면, 고장 판단시 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다. In fact, the voltage value and the current value can be varied depending on the degree of deterioration, the monthly season, and the seasonal climate of each solar module (PV1 to PVn). Accordingly, the failure determination unit 130 compares statistical data calculated by time period, month, year, and season without judging a failure only based on a failure determination signal input from each of the plurality of failure detection units FD1 to FDn and a reference value Analyze the failure. By re-confirming the fault using the statistical data, the accuracy can be further improved when the fault is detected.

한편, 환경 정보 수신부(130)는 별도의 인터넷망 또는 외부 원거리 통신망을 통해 시간대별로 기상, 기후, 온도, 진도 등을 포함하는 환경 정보를 입력받는다. 그리고 입력받은 환경 정보들을 고장 판정부(120)에서 확인할 수 있도록 공유한다. On the other hand, the environment information receiving unit 130 receives environmental information including weather, climate, temperature, and degree of progress in each time zone through a separate Internet network or an external long distance communication network. Then, the input environment information is shared so that the failure determination unit 120 can confirm the input environment information.

전술한 바와 같이, 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)은 월별, 계절별 기후와 온도, 날씨 등의 기상 상황에 영향을 많이 받기 때문에, 현재의 환경 정보에 따라 전압 값과 전류 값이 가변될 수 있다. As described above, since each of the solar modules PV1 to PVn is influenced by weather conditions such as monthly, seasonal climate, temperature, and weather, the voltage value and the current value can be changed according to the current environment information have.

따라서, 고장 판정부(120)는 현재의 기상 상황 즉, 환경 정보에 따라 각 고장 검출부(FD1 내지 FDn)의 기준치가 재설정 되도록 한 후, 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)에서 재설정된 기준치와 전압 값과 전류 값의 비교 결과에 따라 고장 판단 신호를 생성할 수 있도록 지원한다. 이렇게 고장 판정부(120)에서는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)에서 환경 정보에 따라 갱신되는 기준치를 가지고 전압 값과 전류 값과 비교할 수 있도록 지원함으로써, 고장 판단시 기상 상황별로 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다. Therefore, the failure determining unit 120 causes the reference values of the respective failure detecting units FD1 to FDn to be reset in accordance with the current weather conditions, that is, the environment information, and then the reference values reset by the failure detecting units FD1 to FDn, It is possible to generate a fault judgment signal according to the comparison result of the value and the current value. In this way, the failure determining unit 120 can compare the voltage value and the current value with the reference value updated in accordance with the environment information in each of the failure detecting units FD1 to FDn, thereby improving the accuracy of each weather condition .

한편으로, 데이터 베이스(140)에서는 고장 검출부(FD1 내지 FDn) 각각의 전압 값과 전류 값 통계치와 평균치를 포함하는 통계 데이터 및 환경 정보를 실시간 저장하고, 저장된 데이터들과 정보를 공유한다. Meanwhile, the data base 140 stores statistical data and environment information including voltage values, current value statistics, and average values of each of the failure detection units FD1 to FDn in real time and shares information with stored data.

고장/노후화 예측부(150)에서는 각각의 고장 검출부(FD1 내지 FDn)에서 수신되는 전압 값과 전류 값 통계치와 평균치를 포함하는 통계 데이터 및 환경 정보를 비교 분석하여, 태양광 모듈(PV1 내지 PVn) 각각의 노후화 및 고장 예후를 예측한다. 이렇게 예측된 노후화 및 고장 예후 결과는 별도의 관제 시스템이나 관리 시스템으로 제공될 수 있다. The failure / aging prediction unit 150 compares statistical data and environmental information including voltage values, current value statistics, and average values received from the respective failure detection units FD1 to FDn, Predicts each aging and failure prognosis. The predicted aging and failure outcome can be provided as a separate control or management system.

구체적으로, 고장/노후화 예측부(150)에서는 월별, 연별, 계절별 평균 전압 값과 전류 값을 실시간으로 비교 분석하여, 평균 발전 전력량의 변화 추이를 모니터링할 수 있다. 따라서, 고장/노후화 예측부(150)에서는 월별, 연별, 계절별 평균 전압 값과 전류 값 대비 현재의 평균 전압 값과 전류 값이 미리 설정된 차이 값 이상으로 차이가 나거나, 이미 설정된 차이 값이 가까워질수록 고장 또는 노후화로 판단할 수 있다. 이렇게 고장 예후나 노후화 정도를 미리 판단하게 되면 각각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)을 효율적으로 관리할 수 있게 된다. Specifically, the failure / aging predicting unit 150 can monitor trends in the average generated power by comparing and analyzing monthly average, yearly and seasonal average voltage values and current values in real time. Therefore, in the failure / aging prediction unit 150, the average voltage value and the current value as compared with the average voltage value and the current value per month, year, and season are different from each other by a predetermined difference or more, It can be judged as failure or aging. If the failure prediction and the degree of deterioration are determined in advance, it is possible to efficiently manage each of the solar modules PV1 to PVn.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 모듈의 고장 검출 시스템은 최소한의 구성요소로 태양광 모듈의 고장을 판단할 수 있도록 구성되어, 고장 검출 시스템의 설치 비용을 절감하고 태양광 모듈의 관리 및 운용 효율을 높일 수 있다. 다시 말해, 각의 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)별로 구성된 고장 검출부에서는 단순하게 전압 값과 전류 값을 기준치와 비교하여, 그 비교 결과만으로 고장 여부를 판단하여 고장 판단 신호를 고장 진단부(100)로 전송한다. 이에, 고장 진단부(100)에서는 각 태양광 모듈(PV1 내지 PVn)별로 고장을 판단하도록 한다. 이에 따라, 각 고장 검출부(FD1 내지 FDn)의 설치 비용과 구조를 최대한 절감하되, 통신 라인까지 최대한 단순하게 구축할 수 있다. As described above, the failure detection system of the solar module according to the embodiment of the present invention is configured to determine the failure of the solar module with the minimum number of components, thereby reducing the installation cost of the failure detection system, The efficiency of management and operation of the module can be increased. In other words, the fault detection unit configured for each of the solar modules PV1 to PVn simply compares the voltage value and the current value with the reference value, judges whether the fault is caused by the comparison result, and outputs a fault judgment signal to the fault diagnosis unit 100. [ Lt; / RTI > Accordingly, the failure diagnosis unit 100 determines a failure for each of the solar modules PV1 to PVn. Accordingly, it is possible to minimize the installation cost and structure of each of the fault detection units FD1 to FDn, but to construct the communication line as simple as possible.

또한, 본 발명에서는 태양광 모듈의 고장 판단 신호가 더욱 단순화된 통신 라인으로 전송될 수 있도록 함으로써, 고장 검출 시스템의 통신 구조를 간략화할 수 있다. 그리고 고장 진단부(100)에서는 각각의 태양광 모듈별 발전 전압 값과 전류 값 평균치와 통계 데이터, 및 기상 기후에 따른 환경적인 요인까지 이용하여 고장 여부를 판단하게 된다. 이에, 고장 검출 정확성을 향상시킬 수 있다. 그리고 통계 데이터를 누적하여 각각의 태양광 모듈별로 노후화 및 고장 예후를 예측할 수 있다. In addition, according to the present invention, the communication structure of the fault detection system can be simplified by allowing the failure determination signal of the solar module to be transmitted on a more simplified communication line. In addition, the failure diagnosis unit 100 uses the generated voltage value, current average value, statistical data, and environmental factors according to each weather module to determine the failure. Thus, the accuracy of fault detection can be improved. In addition, statistical data can be accumulated to predict the aging and failure prognosis for each solar module.

상기에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시 예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시 예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the following claims. It will be possible.

PV1 내지 PVn: 제1 내지 제n 태양전지 모듈
FD1 내지 FDn: 제1 내지 제n 고장 검출부
100: 고장 진단부
110: 제2 통신부
120: 고장 판정부
130: 환경정보 수신부
140: 데이터 베이스
150: 고장/노후화 예측부
160: 통계 처리부
PV1 to PVn: First to nth solar battery modules
FD1 to FDn: First to n < th >
100:
110: second communication section
120:
130: environment information receiver
140: Database
150: Failure / aging prediction unit
160:

Claims (6)

태양전지를 이용하여 전력을 생성하는 적어도 하나의 태양광 모듈;
상기 적어도 하나의 태양광 모듈의 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 센싱하여, 상기 태양광 모듈의 고장 여부를 판단하는 적어도 하나의 고장 검출부; 및
상기 고장 검출부로부터 수신되는 고장 판단 신호를 이용하여 고장 판단된 태양광 모듈을 구분하고, 상기 고장 판단된 태양광 모듈에 대한 식별정보 및 위치정보를 관리자에게 전달하는 고장 진단부를 포함하며,
상기 적어도 하나의 고장 검출부는, 상기 적어도 하나의 태양광 모듈에 대한 상기 고장 판단 신호를 서로 다른 주파수로 전송하는
태양광 모듈의 고장 검출 시스템.
At least one solar module for generating power using solar cells;
At least one failure detection unit for sensing a voltage value, a current value, or a power value of the at least one solar module and determining whether the solar module is faulty; And
And a failure diagnosing unit for identifying the solar modules determined to be malfunctioning using the malfunction determination signal received from the malfunction detecting unit and transmitting the identification information and the position information of the malfunctioning solar modules to the manager,
Wherein the at least one failure detection unit transmits the failure determination signal for the at least one solar module at different frequencies
Fault detection system for photovoltaic modules.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 고장 검출부는
상기 태양광 모듈로부터 센싱된 전압 값, 전류 값 또는 전력 값을 미리 설정된 기준치와 비교하여 상기 전압 값, 상기 전류 값 또는 상기 전력 값이 상기 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부를 판단하는 비교부; 및
상기 태양광 모듈의 식별 정보에 따라 서로 다른 주파수 대역을 설정하고 상기 전압 값, 상기 전류 값 또는 상기 전력 값이 상기 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부에 따라 업 또는 다운 레벨로 가변하는 상기 고장 판단 신호가 전송되도록 제1 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는
태양광 모듈의 고장 검출 시스템.
The method according to claim 1,
The at least one failure detection unit
A comparing unit comparing the voltage value, the current value, or the power value sensed from the solar module with a preset reference value to determine whether the voltage value, the current value, or the power value is greater than or less than the reference value; And
The fault determination signal which varies the up or down level depending on whether the voltage value, the current value, or the power value is greater than or less than the reference value, is set in accordance with the identification information of the solar module And a control unit for controlling the first communication unit to be transmitted
Fault detection system for photovoltaic modules.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 통신부는
상기 제어부의 제어에 따라 상기 서로 다른 주파수로 상기 고장 판단 신호를 생성하되, 상기 전압 값, 상기 전류 값 또는 상기 전력 값이 상기 기준치 이상인지 또는 미만인지 여부에 따라 업 또는 다운 레벨로 가변되도록 상기 고장 판단 신호를 생성하여 상기 고장 진단부로 전송하는
태양광 모듈의 고장 검출 시스템.
3. The method of claim 2,
The first communication unit
The failure determination signal is generated at the different frequency according to the control of the control unit, and the failure determination signal is generated so as to vary the up / down level according to whether the voltage value, the current value, Generates a judgment signal and transmits it to the failure diagnosis section
Fault detection system for photovoltaic modules.
제 3 항에 있어서,
상기 고장 진단부는
상기 적어도 하나의 고장 검출부로부터 입력되는 상기 고장 판단 신호의 주파수 대역을 검출하여 상기 각 태양광 모듈의 식별 정보를 판단하고, 상기 고장 판단 신호의 업/다운(Up/Down) 변화 여부에 따라 상기 각 태양광 모듈의 고장을 최종 판단하는
태양광 모듈의 고장 검출 시스템.
The method of claim 3,
The fault diagnosis unit
Wherein the identification information of each of the plurality of solar modules is detected by detecting a frequency band of the failure determination signal input from the at least one failure detection unit, To determine the failure of the photovoltaic module
Fault detection system for photovoltaic modules.
제 3 항에 있어서,
상기 고장 진단부는
상기 적어도 하나의 첩(Chirp) 통신 모듈을 구비하여 상기 제1 통신부로부터 상기 고장 판단 신호를 수신하는 제2 통신부; 및
상기 제2 통신부로 수신되는 상기 고장 판단 신호의 주파수 대역을 검출함과 동시에 상기 고장 판단 신호의 업/다운 변화에 따라 고장 여부도 확인하며, 고장이 확인되면 상기 검출된 고장 판단 신호의 주파수 대역에 대응되는 상기 식별 정보를 각각 출력하는 고장 판정부를 포함하는
태양광 모듈의 고장 검출 시스템.
The method of claim 3,
The fault diagnosis unit
A second communication unit having the at least one chirp communication module and receiving the failure determination signal from the first communication unit; And
The frequency band of the failure determination signal received by the second communication unit is detected and the failure is checked according to the up / down change of the failure determination signal. If the failure is confirmed, the frequency band of the failure determination signal And a failure determination unit for outputting the corresponding identification information, respectively
Fault detection system for photovoltaic modules.
제 5 항에 있어서,
상기 서로 다른 주파수 대역에 대응되는 상기 각각의 식별 정보는 데이터 베이스에 미리 저장되어 있으며,
상기 고장 판정부는, 상기 검출된 고장 판단 신호의 주파수 대역에 대응되는 상기 식별 정보를 상기 데이터 베이스로부터 읽어들이는
태양광 모듈의 고장 검출 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein each of the identification information corresponding to the different frequency bands is stored in advance in a database,
Wherein the failure judging unit reads the identification information corresponding to the frequency band of the detected failure judgment signal from the database
Fault detection system for photovoltaic modules.
KR1020170033738A 2017-03-17 2017-03-17 System for failure detection of photovoltaic module KR20180106112A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170033738A KR20180106112A (en) 2017-03-17 2017-03-17 System for failure detection of photovoltaic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170033738A KR20180106112A (en) 2017-03-17 2017-03-17 System for failure detection of photovoltaic module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180106112A true KR20180106112A (en) 2018-10-01

Family

ID=63877778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170033738A KR20180106112A (en) 2017-03-17 2017-03-17 System for failure detection of photovoltaic module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180106112A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102094856B1 (en) * 2019-08-09 2020-03-30 주식회사 엠에스텍 Dangerous factors prediction system using artificial intelligence based on big data
CN111787083A (en) * 2020-06-23 2020-10-16 海容(无锡)能源科技有限公司 Unattended intelligent operation and maintenance method and system for photovoltaic power station
CN115134210A (en) * 2022-05-30 2022-09-30 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司 Electric power communication defect fault processing and analyzing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102094856B1 (en) * 2019-08-09 2020-03-30 주식회사 엠에스텍 Dangerous factors prediction system using artificial intelligence based on big data
CN111787083A (en) * 2020-06-23 2020-10-16 海容(无锡)能源科技有限公司 Unattended intelligent operation and maintenance method and system for photovoltaic power station
CN115134210A (en) * 2022-05-30 2022-09-30 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司 Electric power communication defect fault processing and analyzing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109146093B (en) Power equipment field investigation method based on learning
KR102051402B1 (en) A Diagnosis Syetem of Photovoltaic Generation Based on IoT
US9590559B2 (en) Monitoring system
KR101295529B1 (en) Remote monitoring system for solar cell problem
US20120116696A1 (en) Systems, devices and methods for predicting power electronics failure
KR101793708B1 (en) Device for detecting unusual situation based on monitoring solar panel
JP5557820B2 (en) Solar power generation equipment
KR102268033B1 (en) An Intergrated Solution System of PV-ESS with Reinforced Safety
KR20180117925A (en) System for vibration sensing control
KR101958941B1 (en) System and method of controlling solar photovoltaic generation on machine learning
US11831275B2 (en) Apparatus for diagnosing photovoltaic power generation through analysis of power generation trend
JP2015195694A (en) Abnormality detecting device
KR102182820B1 (en) Photovoltaic system with malfunction and degradation diagnosis of photovoltaic module and method thereof
KR102126577B1 (en) A Monitoring System of Photovoltaic Generation Using Multi-channel Module Sensors
US11870264B2 (en) System and method for controlling photovoltaic balancing
KR20180106112A (en) System for failure detection of photovoltaic module
KR20180072244A (en) Fault diagnosis control system for solar generation system and control method thereof
AU2020103307A4 (en) Machine Learning-Based Power Quality Improvement System For Micro-Grid
KR102371848B1 (en) System for data management of photovoltaic module
KR101669847B1 (en) The system for remote diagnostic of photovoltaic module
KR20170126623A (en) photovoltaic power generation equipment efficiency detection system based on multi variables
KR20180093543A (en) System for failure diagnosis of photovoltaic module
KR101656697B1 (en) Portable measuring apparatus for Solar module deterioration and measuring method thereof
KR101947508B1 (en) Operation management system and method of photovoltaic power plant
KR102337580B1 (en) Photovoltaic system