KR20200006825A - Apparatus and method for diagnosing pid of photovoltaic array - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for diagnosing potential induced degradation (PID) of a photovoltaic array. The present invention comprises: a loss estimation unit which calculates an actual value of mismatch loss of the photovoltaic array and calculates an estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array; and a PID generation determination unit which calculates the difference in the photovoltaic array mismatch loss from the actual value of mismatch loss of the photovoltaic array and the estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array calculated in the loss estimation unit, compares the calculated difference in mismatch loss of the photovoltaic array with a set reference value, and determines that the PID has been generated in the photovoltaic array when the number of generation satisfying the reference value exceeds the set value. Thus, according to the present invention, the PID generation of the photovoltaic array can be diagnosed without stopping the photovoltaic system, thereby minimizing energy loss due to the failure recovery of the photovoltaic system, and guaranteeing performance and quality.

Description

태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING PID OF PHOTOVOLTAIC ARRAY}APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING PID OF PHOTOVOLTAIC ARRAY}

본 발명은 태양광발전 어레이의 PID(Potential Induced Degradation) 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 태양광발전 시스템의 운전 중에 데이터베이스로부터 소정 주기로 획득된 태양광발전 시스템의 계측데이터로부터 태양광발전 시스템의 출력전력을 모니터링하고, 이로부터 태양광발전 시스템의 출력전력이 떨어지는 것을 조기 진단하여, 이를 진단정보로 활용하여 태양광발전 어레이의 신속한 고장복구 및 유지보수 결정을 하도록 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a PID (Potential Induced Degradation) of a photovoltaic array. More particularly, the present invention relates to photovoltaic systems from measurement data of a photovoltaic system obtained at predetermined intervals from a database during operation of a photovoltaic system. Photovoltaic array that monitors the output power of the power generation system and diagnoses the output power of the photovoltaic system early, and uses this as diagnostic information to quickly determine the failure and maintenance of the photovoltaic array. Relates to a PID diagnostic apparatus.

태양광발전 시스템은 입력에너지인 일조강도를 직류전력으로 변환하여 출력하는 태양광발전 어레이와 태양광발전 어레이의 직류전력을 교류전력으로 변환하는 출력하는 태양광발전 인버터로 구성된다. 이러한 태양광발전 시스템의 태양광발전 모듈은 온도, 습도, 전력손실 및 주변 환경의 영향에 민감한 부품들로 구성되어 있어, 고장 발생시 태양광발전 어레이는 기대했던 발전성능이 나오지 않는 경우가 발생한다.The photovoltaic system is composed of a photovoltaic array for converting sunshine intensity, which is an input energy, into DC power, and a photovoltaic inverter for converting DC power of the photovoltaic array to AC power. The photovoltaic module of the photovoltaic system is composed of components that are sensitive to temperature, humidity, power loss and the influence of the surrounding environment, so that in case of a failure, the photovoltaic array may not produce the expected power generation performance.

태양광발전 어레이는 주로 옥외에 설치되고 있어, 태양광발전 어레이에 음영이 발생하거나, 겨울철에 적설로 인해 일조강도가 차단되거나, 또는 태양광발전 어레이의 표면에 각종 먼지나 조류 배설물 등의 이물질로 인한 오염 발생에 따라 태양광발전 어레이의 출력이 떨어질 수 있다.The photovoltaic array is mainly installed outdoors, so shading occurs in the photovoltaic array, sunlight is blocked due to snowfall in winter, or foreign matter such as dust or bird droppings on the surface of the photovoltaic array. As a result of the pollution, the output of the photovoltaic array may drop.

또한, 제조, 설계 구성에 따른 태양광발전 모듈의 열점 현상이나, 전위차로 인한 출력 저하 현상인 PID(Potential Induced Degradation)로 태양광발전 어레이의 출력이 떨어질 수 있으며, 이는 심각한 문제이다.In addition, the output of the photovoltaic array may drop due to the hot spot phenomenon of the photovoltaic module according to the manufacturing and design configuration, or the PID (Potential Induced Degradation), which is an output degradation phenomenon due to a potential difference, which is a serious problem.

태양광발전 모듈에서는 높은 전압, 습도 및 온도에 의해 태양전지 셀과 프레임 간에 누설전류가 발생할 수 있으며, 누설 전류로 인해 분극화(electrical charge, polarization)가 발생하고, 분극화가 태양전지 셀의 광전효과를 방해하여 태양광발전 모듈의 성능이 시간이 지남에 따라 저하된다. 이로 인해 복수의 직/병렬로 연결된 태양광발전 어레이의 출력이 시간이 지남에 따라 떨어지는 현상을 PID라고 한다.In the photovoltaic module, leakage current may occur between the solar cell and the frame due to high voltage, humidity, and temperature, and electrical leakage and polarization may occur due to the leakage current, and polarization may cause photoelectric effect of the solar cell. Interfering, the performance of the photovoltaic module degrades over time. As a result, a phenomenon in which the output of a plurality of series / parallel connected photovoltaic arrays decreases over time is called PID.

PID가 발생하는 태양광발전 모듈에서는 출력전력이 감소함에 따라 발전성능이 떨어지고 경제적 손실이 유발된다. 따라서, PID가 발생하는 태양광발전 모듈을 선별하여 성능을 회복시키거나 다른 모듈로 대체할 필요가 있으나, PID 발생여부를 육안으로 판단하는 것은 어렵고, 현장에서 특수 장비를 이용하여 선별하는 방법 외에, 원격에서 태양광발전 모듈의 PID 발생여부를 진단하는 방법이 존재하지 않는다. 또한, 태양광발전 모듈의 PID 발생여부 진단을 위해 태양광발전 시스템을 정지해야 하므로, 태양광발전 모듈의 PID 발생여부 진단에 시간적, 경제적 비용이 발생하는 한계점이 있다.In photovoltaic modules that generate PID, the output power decreases, resulting in poor power generation and economic losses. Therefore, it is necessary to recover the performance by selecting the PV module generating PID or to replace it with another module, but it is difficult to visually determine whether the PID is generated, and in addition to the method of selecting by using special equipment in the field, There is no method for diagnosing the PID generation of the photovoltaic module remotely. In addition, since the photovoltaic power generation system must be stopped in order to diagnose the generation of PID of the photovoltaic module, there is a limitation in that time and economic cost are generated in the diagnosis of the PID generation of the photovoltaic module.

이에 따라, 별도의 특수 장비 또는 태양광발전 시스템의 정지 없이, 태양광발전 시스템에서 수집된 계측데이터로부터 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 진단하여, 태양광발전 어레이 운전의 신속한 고장복구와 태양광발전 어레이의 유지보수 결정에 이용할 수 있는 진단정보를 제공하는 기술의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, it is possible to diagnose PID occurrence of the photovoltaic array from measurement data collected by the photovoltaic system without stopping special equipment or the photovoltaic system, and to quickly recover the failure of the photovoltaic array and to perform photovoltaic operation. There is a need to develop a technology that provides diagnostic information that can be used to determine maintenance of a power generation array.

대한민국 등록특허공보 제10-0944793(태양전지 어레이의 열화 진단기능 부가형 태양광 발전용 전력변환장치 및 그 운용방법)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0944793 (Additional solar power generation power conversion device and its operating method)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 데이터베이스로부터 소정 주기로 획득한 정보들을 이용하여 태양광발전 어레이의 PID로 인해 태양광발전 시스템의 출력전력이 떨어지는 것을 진단하여 이를 태양광발전 어레이의 PID 진단정보로서 제공함으로써, 태양광발전 시스템의 효율적인 사후 유지관리 체계 구축 및 이로 인한 태양광발전 시스템의 성능 및 품질을 보증, 향상하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention by diagnosing that the output power of the photovoltaic system due to the PID of the photovoltaic array using the information obtained at a predetermined period from the database by providing it as PID diagnostic information of the photovoltaic array The purpose of this study is to establish efficient post maintenance system of photovoltaic power generation system and to guarantee and improve the performance and quality of photovoltaic power generation system.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 태양광발전 시스템의 정지 없이 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 진단하여, 태양광발전 시스템의 가동율 증가에 따른 에너지 이용효율의 개선과 장시간 운전 유지에 따른 경제적 비용을 개선할 수 있는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to diagnose the PID generation of the photovoltaic array without stopping the photovoltaic system, according to the improvement of energy utilization efficiency and the long-term operation maintenance by increasing the operation rate of the photovoltaic system It is to provide a PID diagnostic apparatus of a photovoltaic array that can improve the economic cost.

본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치는 태양 등가 가동시간, 태양광발전 어레이의 등가 가동시간, 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간으로부터 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값을 산출하고, 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값, 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값으로부터 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값을 산출하는 손실 추정부; 그리고, 상기 손실 추정부에서 산출한 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값과 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값으로부터 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값을 산출하고, 산출된 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값을 설정된 기준값과 비교하여, 기준값을 만족하는 횟수가 설정값을 초과하는 경우 태양광발전 어레이에 PID가 발생한 것으로 판단하는 PID 발생여부 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.PID diagnostic apparatus of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention is the solar equivalent operating time, the equivalent operating time of the photovoltaic array, the optimal equivalent operating time of the photovoltaic array and the equivalent after the temperature correction of the photovoltaic array Calculate the measured value of mismatch loss of the photovoltaic array from the operating time and estimate the DC voltage of the photovoltaic array, the DC current estimate of the photovoltaic array, and the optimal equivalent operation of the photovoltaic array. A loss estimator for calculating an estimate of mismatch loss of the photovoltaic array from the time estimate, the equivalent operating time estimate after the temperature correction of the photovoltaic array, and the equivalent operating time estimate of the photovoltaic array; The PV array mismatch loss difference value is calculated from the measured value of mismatch loss of the photovoltaic array calculated by the loss estimator and the estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array, and the calculated photovoltaic array. And comparing a mismatch loss difference value with a set reference value and determining whether or not a PID is generated in the photovoltaic array when the number of times of satisfying the reference value exceeds the set value.

상기 태양 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 상기 태양광발전 어레이의 온도 보정 후 등가 가동시간을 산출하여 상기 손실 추정부에 제공하는 등가 가동시간 산출부; 그리고, 상기 태양 등가 가동시간과 태양광발전 어레이의 표면온도로부터, 상기 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 및 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값을 산출하여 상기 손실 추정부에 제공하는 등가 가동시간 추정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The equivalent solar run time, the equivalent run time of the photovoltaic array, the optimum equivalent run time of the photovoltaic array, and the equivalent run time after temperature correction of the photovoltaic array are calculated and provided to the loss estimating unit. An uptime calculator; And, from the solar equivalent operating time and the surface temperature of the photovoltaic array, the DC voltage estimate of the photovoltaic array considering the aging according to the number of operating years, the DC current estimate of the photovoltaic array, An equivalent uptime estimator for calculating an optimum equivalent uptime estimate, an equivalent uptime estimate after the temperature correction of the photovoltaic array, and an equivalent uptime estimate of the photovoltaic array, and providing the estimated uptime estimate to the loss estimator; It is characterized by.

상기 등가 가동시간 산출부는 하기의 식 1 및 식 2로부터 상기 태양 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 상기 태양광발전 어레이의 온도 보정 후 등가 가동시간을 산출하는 것을 특징으로 한다.The equivalent operating time calculation unit may perform the solar equivalent operating time, the equivalent operating time of the photovoltaic array, the optimum equivalent operating time of the photovoltaic array, and the temperature correction of the photovoltaic array from Equations 1 and 2 below. It is characterized by calculating the equivalent operating time.

[식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

(이때, Yr,meas는 태양 등가 가동시간, Ga,meas는 경사면 일사강도 (W/m2), Ga,ref는 일사강도 1,000(W/m2), Ya,meas는 태양광발전 어레이 등가 가동시간 실측값, Pa,meas는 태양광발전 어레이 직류전력(W), Pas는　표준시험조건(STC)에서의 태양광발전 어레이 설치용량(W), Yao,meas는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 실측값, Yat,meas는 태양광발전 어레이 온도보정후 등가 가동시간 실측값, Ia,meas는 태양광발전 어레이 직류전류 실측값, Tm,meas는 태양광발전 어레이 표면온도 실측값, Ra는 태양광발전 어레이 직류선로 저항, αm는 태양광발전 어레이 최대성능계수, αt는 태양광발전 어레이 온도보정계수임.)(Y r, meas is solar equivalent operating time, G a, meas is slope insolation intensity (W / m 2 ), G a, ref is insolation intensity 1,000 (W / m 2 ), Y a, meas is sunlight Equivalent operation time of power generation array, P a, meas is PV array DC power (W), P as is PV array installation capacity (W) under standard test condition (STC), Y ao, meas is solar Optimal equivalent operation time measured value of photovoltaic array, Y at, meas is equivalent operating time measured value after photovoltaic array temperature correction, I a, meas is photovoltaic array DC current measured value, T m, meas is photovoltaic power generation Array surface temperature measured value, R a is photovoltaic array DC line resistance, α m is photovoltaic array maximum performance coefficient, α t is photovoltaic array temperature correction coefficient.)

상기 등가 가동시간 추정부는 하기의 식 3으로부터 상기 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 및 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값 을 산출하는 것을 특징으로 한다.The equivalent operating time estimating unit estimates the DC voltage of the photovoltaic array in consideration of aging according to the number of operating years, the DC current estimate of the photovoltaic array, the optimum equivalent operating time estimate of the photovoltaic array, and the following equation (3): After calculating the temperature of the photovoltaic array, an equivalent operating time estimate value and an equivalent operating time estimate value of the photovoltaic array are calculated.

[식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

(이때, Yao,esti는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 추정값, Yat,esti는 태양광발전 어레이 온도보정후 등가 가동시간 추정값, Ya,esti는 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값, Va,esti는 태양광발전 어레이 직류전압 추정값, Dv,aging는 태양광발전 어레이 전압 노화계수, Da,aging는 태양광발전 어레이 전류 노화계수, Oyear는 운전년수, Ia,esti는 태양광발전 어레이 직류전류 추정값, Ra는 태양광발전 어레이 직류선로 저항, αm는 태양광발전 어레이 최대성능계수, αt는 태양광발전 어레이 온도보정계수, at, bt는 태양광발전 어레이 온도계수, aa, ba는 태양광발전 어레이 전류보정계수, av, bv는 태양광발전 어레이 전압보정계수, Nseries는 태양광발전 모듈 직렬개수, Nparallel는 태양광발전 스트링 병렬개수임.)Where Y ao, esti is the PV array's optimum equivalent uptime estimate, Y at, esti is the solar PV array's equivalent uptime estimate, and Y a, esti is the solar array's equivalent uptime estimate V a, esti is PV array DC voltage estimate, D v, aging is PV array voltage aging coefficient, D a, aging is PV array current aging coefficient, O year is years of operation, I a, esti is solar Photovoltaic array direct current estimate, R a is photovoltaic array DC line resistance, α m is photovoltaic array maximum performance coefficient, α t is photovoltaic array temperature correction coefficient, a t , b t is photovoltaic array A a , b a are the photovoltaic array current correction coefficients, a v , b v are the photovoltaic array voltage correction coefficients, N series is the number of photovoltaic modules in series, N parallel is the number of parallel photovoltaic strings being.)

상기 손실 추정부는 하기의 식 4를 이용하여 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값을 산출하는 것을 특징으로 한다.The loss estimating unit calculates an actual measurement value of mismatch loss of the photovoltaic array using Equation 4 below.

[식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

(이때, Yao,meas는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 실측값, Yat,meas는 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 실측값, Ylm,meas는 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값임.)(Y ao, meas is the solar cell array's optimum equivalent operation time measured value, Y at, meas is the solar cell array's equivalent operating time measured value, Y lm, meas is the PV array mismatch loss measured value. .)

상기 손실 추정부는 하기의 식 5를 이용하여 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값을 산출하는 것을 특징으로 한다.The loss estimating unit calculates an estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array using Equation 5 below.

[식 5][Equation 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

(이때, Yao,esti는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 추정값, Yat,esti는 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값, Ylm,esti는 태양광발전 어레이 부정합 손실 추정값임.)(Y ao, esti is the PV array's optimum equivalent uptime estimate, Y at, esti is the PV's equivalent temperature uptime estimate after calibration, and Y lm, esti is the PV array mismatch loss estimate.)

상기 PID 발생여부 판단부는 하기의 식 6으로부터 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값과 상기 태양광 어레이의 부정합 손실의 추정값 사이의 차이를 상기 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값으로 산출하고, 상기 태양광발전 어레이 직류전압 실측값과 상기 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값 사이의 차이를 상기 태양광발전 어레이 직류전압 차이값으로 산출하고, 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 실측값과 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값(Ia,esti) 사이의 차이를 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi)로 산출하는 것을 특징으로 한다.The PID generation determination unit calculates a difference between the measured value of mismatch loss of the photovoltaic array and the estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array as the photovoltaic array mismatch loss difference value from Equation 6 below. The difference between the PV array DC voltage measurement value and the DC voltage estimate value of the PV array is calculated as the PV array DC voltage difference value, and the DC current measurement value of the PV array and the PV power generation The difference between the DC current estimation values I a, esti of the array may be calculated as the photovoltaic array DC current difference values I a, resi .

[식 6][Equation 6]

Figure pat00006
Figure pat00006

(이때, Ylm,resi는 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, Ylm,meas는 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값, Ylm,esti는 태양광발전 어레이 부정합 손실 추정값, Va,resi는 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, Ia,resi는 태양광발전 어레이 직류전류 차이값, Va,meas는 태양광발전 어레이 직류전압 실측값, Va,esti는 태양광발전 어레이 직류전압 추정값, Ia,meas는 태양광발전 어레이 직류전류 실측값, Ia,esti 는 태양광발전 어레이 직류전류 추정값임)Where Y lm and resi are PV array mismatch loss difference values, Y lm and meas are PV array mismatch loss measurements, Y lm and esti are PV array mismatch loss estimates and V a, resi are solar Photovoltaic array dc voltage difference, I a, resi is photovoltaic array dc current difference value, V a, meas is photovoltaic array dc voltage measurement value, V a, esti is photovoltaic array dc voltage estimate value, I a, meas is photovoltaic array DC current measurement, and I a, esti is photovoltaic array DC current estimate)

상기 PID 발생여부 판단부는 상기 태양 등가 가동시간을 기준값 0.2와 비교하고, 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값을 기준값 A와 비교하고, 태양광발전 어레이 직류전압 차이값을 기준값 B와 비교하고, 태양광발전 어레이 직류전류 차이값을 기준값 C와 비교하여, 태양 등가 가동시간 및 차이값들의 비교결과가 만족하는 발생횟수(Freq.)를 기준값 D와 최종 비교한 결과로부터 PID 발생여부를 판단하며, 하기의 식 7에 따라 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The PID generation determination unit compares the solar equivalent operation time with a reference value of 0.2, compares the photovoltaic array mismatch loss difference value with the reference value A, compares the photovoltaic array DC voltage difference value with the reference value B, Comparing the generation value of the generator array DC current with the reference value C, it is determined whether the PID has been generated from the final comparison result with the frequency of occurrence (Freq.) Satisfying the solar equivalent operating time and the comparison result of the difference values. It is characterized by determining whether the PID of the photovoltaic array according to the equation (7).

[식 7][Equation 7]

If (Yr,meas <0.2) ; If (Y r, meas <0.2);

Else if (Yr,meas >= 0.2 and Ylm,resi < A and Va,resi < B and Ia,resi > C and Freq. > D)Else if (Y r, meas > = 0.2 and Y lm, resi <A and V a, resi <B and I a, resi> C and Freq.> D)

PID 발생;PID generation;

ElseElse

PID 미발생;PID not generated;

End End

(이때, Yr,meas는 태양 등가 가동시간, Ylm,resi는 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, Va,resi는 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, Ia,resi는 태양광발전 어레이 직류전류 차이값임.)Where Y r, meas is solar equivalent operating time, Y lm, resi is PV array mismatch loss difference value, V a, resi is PV array DC voltage difference value, I a, resi is PV array DC current difference.)

상기 기준값 A는 -0.09이고, 상기 기준값 B는 -0.03 상기 기준값 C는 0.09이고, 상기 기준값 D는 8인 것을 특징으로 한다.The reference value A is -0.09, the reference value B is -0.03 The reference value C is 0.09, and the reference value D is characterized in that 8.

본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 방법은 태양광발전 어레이의 등가 가동시간을 산출하는 단계; 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간을 산출하는 단계; 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압, 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값을 산출하는 단계; 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값 및 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값을 산출하는 단계; 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, 태양광발전 어레이 직류전류 차이값을 산출하는 단계; 태양 등가 가동시간 및 상기 차이값들이 설정된 기준을 만족하는지를 판단하는 단계; 그리고, 태양 등가 가동시간 및 상기 차이값들이 설정된 기준을 만족하는 경우 PID 발생으로 판단하거나, 태양 등가 가동시간 및 상기 차이값들이 설정된 기준을 만족하지 않는 경우 PID 미발생으로 판단하는 단계;를 포함하여 이루어진다.PID diagnostic method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention comprises the steps of calculating the equivalent operating time of the photovoltaic array; Calculating an equivalent equivalent operating time of the photovoltaic array and an equivalent operating time after temperature correction of the photovoltaic array; Calculate the DC voltage of the PV array, the DC current estimate of the PV array, the optimum equivalent uptime estimate of the PV array, and the equivalent operation time estimate after the temperature correction of the PV array. step; Calculating an estimated value of photovoltaic array mismatch loss and mismatch loss of the photovoltaic array; Calculating a photovoltaic array mismatch loss difference value, a photovoltaic array DC voltage difference value, and a photovoltaic array DC current difference value; Determining whether a solar equivalent operating time and the difference values satisfy a set criterion; And determining that the PID is generated when the solar equivalent operating time and the difference values do not satisfy the set criteria, or determining that the PID is not generated when the solar equivalent operating time and the difference values do not satisfy the set criteria. Is done.

이러한 특징에 따르면, 본원 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법은 태양광발전 시스템의 정지 없이 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 진단할 수 있으므로, 태양광발전 시스템의 고장복구에 따른 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 성능 및 품질을 보증할 수 있는 효과가 있다.According to this aspect, the PID diagnostic apparatus and method of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention can diagnose the PID generation of the photovoltaic array without stopping the photovoltaic system. Energy loss due to failure recovery can be minimized and performance and quality can be guaranteed.

또한, 태양광발전 시스템의 가동율 증가에 따른 에너지 이용효율 개선과, 장시간 운전 및 유지보수에 따른 시간적, 경제적 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.In addition, there is an effect that can improve the energy use efficiency according to the increase in the operation rate of the photovoltaic system, and reduce the time and economic costs due to long time operation and maintenance.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법이 적용되는 태양광발전 시스템의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치의 PID 진단부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간의 실측값을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간의 추정값을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 직류전압 및 직류전류의 실측값과 추정값을 각각 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 차이값, 태양광발전 어레이의 직류전압의 실측값과 추정값의 차이값, 그리고 태양광발전 어레이의 직류전류의 실측값과 추정값의 차이값을 각각 도시한 그래프이다.1 is a block diagram schematically showing the overall structure of a photovoltaic system to which the PID diagnostic apparatus and method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram schematically illustrating a PID diagnosis unit of a PID diagnosis apparatus of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart illustrating a PID diagnostic method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing mismatch loss of a photovoltaic array calculated by a PID diagnostic apparatus and method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention, and measured values of an equivalent operation time of the photovoltaic array.
FIG. 5 is a graph illustrating an estimated value of mismatch loss of a photovoltaic array and an equivalent operating time of the photovoltaic array calculated by the PID diagnostic apparatus and method of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing measured values and estimated values of DC voltage and DC current of the PV array calculated by the PID diagnostic apparatus and method of the PV array according to the exemplary embodiment of the present invention, respectively.
Figure 7 is a difference value of mismatch loss of the photovoltaic array calculated by the PID diagnostic apparatus and method of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention, the difference between the measured value and the estimated value of the DC voltage of the photovoltaic array A graph showing values and difference values between actual values and estimated values of direct current of a photovoltaic array.

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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법이 적용되는 태양광발전 시스템의 전체 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치의 PID 진단부를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 방법의 흐름을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간의 실측값을 도시한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간의 추정값을 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 직류전압 및 직류전류의 실측값과 추정값을 각각 도시한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 차이값, 태양광발전 어레이의 직류전압의 실측값과 추정값의 차이값, 그리고 태양광발전 어레이의 직류전류의 실측값과 추정값의 차이값을 각각 도시한 그래프이다.1 is a block diagram schematically showing the overall structure of a photovoltaic system to which the PID diagnostic apparatus and method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a PID diagnosis unit of a PID diagnosis device of a PV array. FIG. 3 is a flowchart illustrating a PID diagnosis method of a PV array according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph illustrating mismatch loss of a photovoltaic array calculated by the PID diagnostic apparatus and method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention, and measured values of equivalent uptimes of the photovoltaic array. Mismatch Loss of PV Array and Equivalent Uptime of PV Array Calculated by PID Diagnostic Apparatus and Method of Photovoltaic Array According to an Embodiment 6 is a graph showing values, and FIG. 6 shows measured values and estimated values of DC voltage and DC current of the PV array calculated by the PID diagnostic apparatus and method of the PV array according to the exemplary embodiment of the present invention. 7 is a graph illustrating a difference value of mismatch loss of a photovoltaic array calculated by the PID diagnostic apparatus and method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention, and a measured value of a DC voltage of the photovoltaic array. And the difference between the estimated value and the measured value of the direct current of the photovoltaic array and the difference between the estimated value.

도 1 내지 도 2 및 도 4 내지 도 7을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치를 설명하면, 먼저, 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치(200)(본 명세서 상에서, 'PID 진단 장치'로 혼용 기재함)는 데이터베이스(210), PID 진단부(220), 진단결과 표시부(230) 및 메모리(240)를 포함하여 구성된다.1 to 2 and 4 to 7 with reference to the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention, first, the PID diagnostic apparatus 200 of the photovoltaic array (see In the specification, the term “PID diagnostic apparatus” is mixed) and includes a database 210, a PID diagnosis unit 220, a diagnosis result display unit 230, and a memory 240.

데이터베이스(210)는 태양(10)의 경사면 일조강도 및 표면온도와, 태양광발전 인버터(30)에서 태양광발전 어레이(20)의 직류전압, 직류전류 및 직류전력 값을 전달받아 계측데이터로 저장하고 있고, 태양광발전 시스템(100)의 태양 등가 가동시간(Yr,meas), 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값(Ylm,resi), 태양광발전 어레이 직류전압 차이값(Va,resi), 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi), 그리고 발생횟수(Freq.)를 각각 저장하고 있다.The database 210 receives the direct sunlight intensity and surface temperature of the sun 10 and the direct current voltage, the direct current, and the direct current power of the photovoltaic array 20 from the photovoltaic inverter 30 and stores them as measurement data. Solar equivalent operating time (Y r, meas ), photovoltaic array mismatch loss difference value (Y lm, resi ), photovoltaic array DC voltage difference value (V a, resi) ), The photovoltaic array DC current difference (I a, resi ), and the number of occurrences (Freq.) Are stored respectively.

이때, 태양광발전 시스템(100)은 태양의 일조강도를 조사받는 태양광발전 어레이(20), 태양광발전 어레이(20)에 연결된 태양광발전 인버터(30), 태양광발전 인버터(30)에 연결된 전력계통(40) 및 부하(50)를 포함한다. At this time, the photovoltaic system 100 is a photovoltaic array 20 that is irradiated with the sunshine intensity of the sun, the photovoltaic inverter 30 connected to the photovoltaic array 20, the photovoltaic inverter 30 It includes a connected power system 40 and the load 50.

태양광발전 어레이(20), 태양광발전 인버터(30), 전력계통(40) 및 부하(50)로 구성되는 태양광발전 시스템(100)의 구조는 주지사항이므로, 본 명세서에서는 이를 자세히 설명하지 않더라도 자명하게 이해되어야 할 것이다.Since the structure of the photovoltaic system 100 including the photovoltaic array 20, the photovoltaic inverter 30, the power system 40, and the load 50 is well known, it is not described in detail herein. If not, it should be understood clearly.

데이터베이스(210)는 메모리(240)와 연결되어, 태양광발전 시스템(100)으로부터 계측데이터, 실측값, 추정값 및 차이값의 데이터를 전달받아 메모리(240)에 전달하여 저장하고, 메모리(240)에 저장된 기준값 등을 PID 진단부(220)로 전달할 수 있다.The database 210 is connected to the memory 240, receives measurement data, measured values, estimated values, and difference values from the photovoltaic system 100, transfers the data to the memory 240, and stores the received data. The reference value stored in the control unit may be transmitted to the PID diagnosis unit 220.

데이터베이스(210)는 2초 단위의 샘플링 주기로 계측데이터를 측정하고, 10분 내지 15분 단위로 측정한 계측데이터를 메모리(240)에 저장한다.The database 210 measures measurement data at a sampling cycle of 2 seconds, and stores the measurement data measured at 10 to 15 minutes in the memory 240.

메모리(240)는 진단결과 표시부(230)가 PID 진단부(220)로부터 전달받은 진단결과 데이터를, 진단결과 표시부(230)로부터 전달받아 저장할 수 있다.The memory 240 may receive the diagnosis result data received from the PID diagnosis unit 220 from the diagnosis result display unit 230 and store the diagnosis result data.

PID 진단부(220)는 데이터베이스(210) 및 진단결과 표시부(230)와 연결되고, 기준값을 설정하고 있으며, 데이터베이스(210)로부터 전달받은 정보들을 이용하여 태양 등가 가동시간과 차이값 및 발생횟수를 미리 설정된 기준값과 비교함으로써 태양광발전 시스템(100)에 구성된 태양광발전 어레이(20)의 PID 발생여부를 진단하고, 그 진단결과를 진단결과 표시부(230)에 전달할 수 있다.The PID diagnosis unit 220 is connected to the database 210 and the diagnosis result display unit 230, sets a reference value, and uses the information received from the database 210 to calculate the solar equivalent operating time, the difference value, and the number of occurrences. By comparing with a preset reference value, it is possible to diagnose whether PID of the photovoltaic array 20 configured in the photovoltaic system 100 is generated, and transmit the diagnosis result to the diagnosis result display unit 230.

진단결과 표시부(230)는 PID 진단부(220)로부터 전달받은 태양광발전 시스템의 발전성능 추정결과 또는 데이터들을 표시하는 디스플레이 장치일 수 있다.The diagnosis result display unit 230 may be a display device displaying power generation performance estimation results or data of the photovoltaic system delivered from the PID diagnosis unit 220.

PID 진단부(220)는 도 2에 도시한 것처럼, 등가 가동시간 산출부(221), 등가 가동시간 추정부(222), 손실 추정부(223), 그리고 PID 발생여부 판단부(224)를 포함하여 구성되어 데이터베이스(210)로부터 전달받은 데이터들로부터 PID 발생여부를 판단한다.As illustrated in FIG. 2, the PID diagnosis unit 220 includes an equivalent operation time calculation unit 221, an equivalent operation time estimation unit 222, a loss estimation unit 223, and a PID generation determination unit 224. It is configured to determine whether the PID generation from the data received from the database (210).

등가 가동시간 산출부(221)는 데이터베이스(210)로부터 전달받은 경사면 일조강도 및 직류전력 값으로부터 태양 등가 가동시간(Yr,meas), 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 실측값(Ya,meas), 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 실측값(Yao,meas) 및 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 실측값(Yat,meas)을 식 1 및 식 2를 이용하여 산출한다.The equivalent operation time calculation unit 221 is a solar equivalent operating time (Y r, meas ), the equivalent operating time measured value (Y a, meas ) of the photovoltaic array from the slope daylight intensity and DC power value received from the database 210 ), The optimum equivalent uptime measured value (Y ao, meas ) of the photovoltaic array and the equivalent uptime measured value (Y at, meas ) after temperature correction of the photovoltaic array are calculated using Equations 1 and 2 .

[식 1] [Equation 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

위의 식 1에서, Yr,meas는 태양 등가 가동시간, Ga,meas는 경사면 일사강도 (W/m2), Ga,ref는 일조강도 1,000(W/m2), Ya,meas는 태양광발전 어레이 등가 가동시간 실측값, Pa,meas는 태양광발전 어레이 직류전력 실측값(W), Pas는　표준시험조건(STC)에서의 태양광발전 어레이 설치용량(W)이다.In Equation 1 above, Y r, meas is solar equivalent operating time, G a, meas is slope insolation intensity (W / m 2 ), G a, ref is sunshine intensity 1,000 (W / m 2 ), Y a, meas Is the PV array equivalent operating time measured value, P a, meas is PV array DC power measured value (W), P as is PV array installed capacity (W) under standard test condition (STC).

[식 2][Equation 2]

Figure pat00008
Figure pat00008

위의 식 2에서, Yao,meas는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 실측값, Yat,meas는 태양광발전 어레이 온도보정후 등가 가동시간 실측값, Ia,meas는 태양광발전 어레이 직류전류 실측값, Tm,meas는 태양광발전 어레이 표면온도 실측값, Ra는 태양광발전 어레이 직류선로 저항, αm는 태양광발전 어레이 최대성능계수, αt는 태양광발전 어레이 온도보정계수이다.In Equation 2 above, Y ao, meas is the optimum equivalent uptime measured value of photovoltaic array, Y at, meas is the equivalent uptime measured value after photovoltaic array temperature correction, and I a, meas is the photovoltaic array DC Current measured value, T m, meas is PV array surface temperature, R a is PV array DC line resistance, α m is PV array maximum performance factor, α t is PV array temperature correction factor to be.

등가 가동시간 추정부(222)는 태양 등가 가동시간(Yr,meas)과 태양광발전 어레이의 표면온도(Tm,meas)를 이용하여, 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값(Va,esti), 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값(Ia,esti), 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값(Yao,esti), 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값(Yat,esti) 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값(Ya,esti)을 식 3을 이용하여 산출한다.The equivalent operation time estimator 222 uses the solar equivalent operation time (Y r, meas ) and the surface temperature (T m, meas ) of the photovoltaic array to direct the DC of the photovoltaic array in consideration of aging according to the number of operating years. Voltage estimate (V a, esti ), DC current estimate (I a, esti ) of photovoltaic array, Optimum equivalent uptime estimate (Y ao, esti ) of photovoltaic array, equivalent after temperature calibration of photovoltaic array The uptime estimate Y at, esti and the equivalent uptime estimate Y a, esti of the photovoltaic array are calculated using Equation 3.

[식 3][Equation 3]

Figure pat00009
Figure pat00009

위의 식 3에서, Yao,esti는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 추정값, Yat,esti는 태양광발전 어레이 온도보정후 등가 가동시간 추정값, Ya,esti는 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값, Va,esti는 태양광발전 어레이 직류전압 추정값, Dv,aging는 태양광발전 어레이 전압 노화계수, Da,aging는 태양광발전 어레이 전류 노화계수, Oyear는 운전년수, Ia,esti는 태양광발전 어레이 직류전류 추정값, Ra는 태양광발전 어레이 직류선로 저항, αm는 태양광발전 어레이 최대성능계수, αt는 태양광발전 어레이 온도보정계수, at, bt는 태양광발전 어레이 온도계수, aa, ba는 태양광발전 어레이 전류보정계수, av, bv는 태양광발전 어레이 전압보정계수, Nseries는 태양광발전 모듈 직렬개수, Nparallel는 태양광발전 스트링 병렬개수이다.In Equation 3 above, Y ao, esti is the PV array optimal equivalent uptime estimate, Y at, esti is the solar cell array equivalent uptime estimate, and Y a, esti is the PV array equivalent uptime Estimated value, V a, esti is PV array DC voltage estimate, D v, aging is PV array voltage aging coefficient, D a, aging is PV array current aging coefficient, O year is years of operation, I a, esti is PV array DC current estimate, R a is PV array DC line resistance, α m is PV array maximum performance factor, α t is PV array temperature correction factor, a t , b t is solar Photovoltaic array temperature coefficient, a a , b a is photovoltaic array current correction coefficient, a v , b v is photovoltaic array voltage correction coefficient, N series is photovoltaic module series number, N parallel is photovoltaic power generation The number of parallel strings.

손실 추정부(223)는 식 1 내지 식 2에서 산출된 등가 가동시간의 실측값(Yao,meas, Yat,meas)들로부터 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값(Ylm,meas)을 산출하고, 식 1 내지 식 3에서 산출한 등가 가동시간의 추정값(Yao,esti, Yat,esti)들로부터 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값(Ylm,esti)을 산출한다.The loss estimator 223 measures the mismatch loss of the photovoltaic array from the measured values Y ao, meas , Y at, meas of the equivalent operating times calculated in Equations 1 to 2, and Y lm and meas . Is calculated, and the estimated value Y lm, esti of mismatch loss of the photovoltaic array is calculated from the estimated values Yao , esti , Y at, esti of the equivalent operating times calculated in Equations 1 to 3.

이때, 손실 추정부(223)는 태양광발전 어레이의 직,병렬 불균형 및 최대 출력점 변동 등으로 발생된 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값(Ylm,meas)을 식 4로부터 10분 또는 15분의 주기마다 산출할 수 있으며, 주기를 한정하지는 않는다.At this time, the loss estimator 223 calculates the measured value (Y lm, meas ) of mismatch loss of the photovoltaic array generated due to the direct, parallel imbalance and maximum output point variation of the photovoltaic array for 10 minutes or It can be calculated every 15 minutes, but the cycle is not limited.

[식 4][Equation 4]

Figure pat00010
Figure pat00010

위의 식 4에서, Yao,meas는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 실측값, Yat,meas는 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 실측값, Ylm,meas는 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값이다.In Equation 4 above, Y ao, meas is the PV array optimum equivalent uptime measured value, Y at, meas is the equivalent operating time measured after PV array temperature correction, Y lm, meas is PV array mismatch Lost measured value.

그리고, 손실 추정부(223)는 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값(Ylm,esti)을 식 5로부터 10분 또는 15분의 주기마다 산출할 수 있으며, 주기를 한정하지는 않는다.The loss estimator 223 may calculate the estimated value Y lm, esti of the mismatch loss of the photovoltaic array every 10 or 15 minutes from Equation 5, but does not limit the period.

[식 5][Equation 5]

Figure pat00011
Figure pat00011

위의 식 5에서, Yao,esti는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 추정값, Yat,esti는 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값, Ylm,esti는 태양광발전 어레이 부정합 손실 추정값이다.In Equation 5 above, Y ao, esti is the PV array optimum equivalent uptime estimate, Y at, esti is the solar cell array temperature calibration equivalent estimate, Y lm, esti is the PV array mismatch loss estimate to be.

PID 발생여부 판단부(224)는 식 1 내지 식 5로부터 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 실측값(Ylm,meas), 태양광발전 어레이 직류전압 실측값(Va,meas), 태양광발전 어레이 직류전류 실측값(Ia,meas)과 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값(Ylm,esti), 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값(Va,esti), 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값(Ia,esti) 사이의 차이를, 식 6을 이용하여 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값(Ylm,resi), 태양광발전 어레이 직류전압 차이값(Va,resi), 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi)로 산출한다.PID generation determination unit 224 is the mismatch loss measured value (Y lm, meas ) of the photovoltaic array calculated from equations (1) to (5), photovoltaic array DC voltage measured value (V a, meas ), solar light DC array actual value (I a, meas ), estimate of mismatch loss of photovoltaic array (Y lm, esti ), DC voltage estimate (V a, esti ) of photovoltaic array, direct current of photovoltaic array The difference between the current estimates (I a, esti ) is calculated using the equation 6, PV array mismatch loss difference (Y lm, resi ), PV array DC voltage difference (V a, resi ), The power generation array DC current difference values I a and resi are calculated.

이때, 태양광발전 어레이 직류전압 실측값(Va,meas)은 데이터베이스(210)가 태양광발전 인버터(30)로부터 전달받은 직류전압 값이다.At this time, the photovoltaic array DC voltage measurement value Va and meas is a DC voltage value received from the photovoltaic inverter 30 by the database 210.

[식 6][Equation 6]

Figure pat00012
Figure pat00012

위의 식 6에서, Ylm,resi는 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, Va,resi는 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, Ia,resi는 태양광발전 어레이 직류전류 차이값, Ylm,meas는 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값, Ylm,esti는 태양광발전 어레이 부정합 손실 추정값, Va,meas는 태양광발전 어레이 직류전압 실측값, Va,esti는 태양광발전 어레이 직류전압 추정값, Ia,meas는 태양광발전 어레이 직류전류 실측값, Ia,esti 는 태양광발전 어레이 직류전류 추정값이다.In Equation 6 above, Y lm, resi is PV array mismatch loss difference value, V a, resi is PV array DC voltage difference value, I a, resi is PV array DC current difference value, Y lm , meas is PV array mismatch loss actually measured value, Y lm, esti the PV array mismatch loss estimate, V a, meas is a PV array DC voltage measured values, V a, esti the PV array DC voltage The estimated value I a, meas is the photovoltaic array direct current measurement value, and I a, esti is the photovoltaic array direct current estimate value.

PID 발생여부 판단부(224)는 산출된 태양 등가 가동시간(Yr,meas)과 산출된 차이값들(Ylm,rsei, Va,resi, Ia,resi)을 미리 설정된 기준값과 비교하여, 설정된 기준값을 만족하는 경우, 태양광발전 어레이에 PID가 발생한 것으로 판단하는 진단결과를 생성하고, 산출된 태양 등가 가동시간과, 산출된 차이값들이 미리 설정된 기준값을 만족하지 않는 경우, 태양광발전 어레이에 PID가 발생하지 않은 것으로 판단하는 진단결과를 생성하여 각 결과를 진단결과 표시부(230)로 전달한다.The PID generation determination unit 224 compares the calculated solar equivalent operating time (Y r, meas ) and the calculated difference values (Y lm, rsei , V a, resi , I a, resi ) with a preset reference value. In case that the set reference value is satisfied, a diagnostic result for determining that the PID is generated in the photovoltaic array is generated, and when the calculated solar equivalent operating time and the calculated difference value do not satisfy the preset reference value, A diagnosis result for determining that no PID has occurred in the array is generated, and each result is transmitted to the diagnosis result display unit 230.

한 예에서, PID 발생여부 판단부(224)는 태양 등가 가동시간(Yr,meas)을 기준값 0.2와 비교하고, 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값(Ylm,resi)을 기준값 A(-0.05~-0.1)와 비교하고, 태양광발전 어레이 직류전압 차이값(Va,resi)을 기준값 B(-0.02~-0.1)와 비교하고, 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi)을 기준값 C(0.05~0.1)와 비교하여, 태양 등가 가동시간 및 차이값들의 비교결과가 만족하는 횟수(Freq)를 기준값 D(5~15)와 최종 비교한 결과로부터 PID 발생여부를 판단한다.In one example, the PID generation determination unit 224 compares the solar equivalent operating time (Y r, meas ) with the reference value 0.2, and compares the photovoltaic array mismatch loss difference (Y lm, resi ) with the reference value A (-0.05). To -0.1), and compare the PV array DC voltage difference (V a, resi ) with the reference value B (-0.02 to -0.1), and compare the PV array DC current difference (I a, resi ) Is compared with the reference value C (0.05 to 0.1), and whether the PID is generated from the result of the final comparison with the reference value D (5 to 15) of the number of Freq satisfactory results of the comparison of the solar equivalent operating time and the difference values.

바람직한 실시예에서, 기준값 A는 -0.09, 기준값 B는 -0.03, 기준값 C는 0.09, 기준값 D는 8로 설정되어, PID 발생여부를 정확하게 판단할 수 있고, 기준값 설정은 변경될 수 있으며 이를 한정하지는 않는다. In a preferred embodiment, the reference value A is set to -0.09, the reference value B to -0.03, the reference value C is set to 0.09, and the reference value D is set to 8, so that it is possible to accurately determine whether PID is generated and the reference value setting can be changed. Do not.

PID 발생여부 판단부(224)는 자정을 기점으로 하루에 대해 발생횟수(Freq.)를 계수하고, 식 7의 조건문에 따라 PID 발생여부를 판단한다.PID generation determination unit 224 counts the number of occurrences (Freq.) For the day starting at midnight, and determines whether or not PID generation according to the conditional statement of equation (7).

[식 7][Equation 7]

If (Yr,meas <0.2) ; If (Y r, meas <0.2);

Else if (Yr,meas >= 0.2 and Ylm,resi < A and Va,resi < B and Ia,resi > C and Freq. >D)Else if (Y r, meas > = 0.2 and Y lm, resi <A and V a, resi <B and I a, resi> C and Freq.> D)

PID 발생;PID generation;

ElseElse

PID 미발생;PID not generated;

End End

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치 및 방법에 의해 추정된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 추정값과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값을 시간(분)에 따른 태양광발전 등가 가동시간 손실 수율(p.u)의 정규화 그래프로서, 태양광발전 어레이의 등가 가동시간의 추정값(Ya,esti)가 도 4의 그래프에 나타난 태양광발전 어레이의 등가 가동시간의 실측값(Ya,meas)과 형태 및 값이 하루종일 유사한 반면, 태양광발전 어레이의 부정합 손실 추정값(Ylm,esti)는 도 4에 도시된 태양광발전 어레이의 부정합 손실 실측값(Ylm,esti)과 형태 및 값이 14:00시 이전까지는 유사함을 확인하다가 14:00시 이후부터는 태양광발전 어레이의 부정합 손실 추정값(Ylm,esti)과 실측값(Ylm,meas)이 상이하며 그 차이가 -0.09로 기준값 A보다 작음을 확인할 수 있다. 그리고 이는, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치가 태양광발전 어레이의 부정합 손실 추정값과 실측값의 차이가 기준값 A보다 작게 산출됨에 따라 식 7의 식을 만족하고 있음을 나타낸다.FIG. 5 is a graph illustrating a mismatch loss estimate of a photovoltaic array and an equivalent operation time estimate of a photovoltaic array according to time (minutes) estimated by a PID diagnostic apparatus and method of a photovoltaic array according to an embodiment of the present invention. As a normalized graph of solar power equivalent uptime loss yield (pu), the measured value (Ya , esti ) of the equivalent uptime of the photovoltaic array is measured value of the equivalent uptime of the photovoltaic array shown in the graph of FIG. While the shape and value are similar to (Y a, meas ) throughout the day, the mismatch loss estimate (Y lm, esti ) of the photovoltaic array is the mismatch loss actual value (Y lm, esti ) of the photovoltaic array shown in FIG. 4. ) And shape and value are similar until 14:00, but after 14:00, mismatch loss estimate (Y lm, esti ) and actual value (Y lm, meas ) of PV array are different. Difference is -0.09, less than base value A It can be found. In addition, this means that the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention satisfies the equation 7 as the difference between the mismatch loss estimate and the measured value of the photovoltaic array is calculated to be smaller than the reference value A. Indicates.

그리고, 도 6에 도시한 시간(분)에 따른 태양광발전 시스템 출력(W) 그래프에서, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치를 이용하여 태양광발전 어레이의 직류전압 및 직류전류를 추정한 각각의 추정값(Va,esti, Ia,esti)은 태양광발전 어레이의 직류전압 및 직류전류의 각 실측값(Va,meas, Ia,meas)과 형태 및 값이 14:00시까지는 유사한 형태를 갖는 것을 확인할 수 있으나, 14:00시 이후부터는 태양광발전 어레이의 직류전압의 추정값과 실측값의 차이가 기준값 B인 -0.03보다 작고, 태양광발전 어레이의 직류전류의 추정값과 실측값의 차이가 기준값 C인 0.09보다 크게 산출되고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 이는, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치가 태양광발전 어레이의 직류전압의 실측값과 추정값의 차이를 기준값 B보다 작게 산출하고, 태양광발전 어레이의 직류전류의 실측값과 추정값의 차이를 기준값 C보다 크게 산출함에 따라 식 7을 만족하고 있음을 나타낸다.And, in the photovoltaic system output (W) graph according to the time (minutes) shown in Figure 6, the DC voltage of the photovoltaic array using the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention And the estimated values (V a, esti , I a, esti ) for estimating the DC current are each measured values (V a, meas , I a, meas ) of DC photovoltaic array and DC current of the photovoltaic array, and their shape and value. It can be confirmed that the similar shape is observed until 14:00, but after 14:00, the difference between the estimated value and the measured value of the direct current voltage of the photovoltaic array is smaller than -0.03, which is the reference value B, and the direct current of the photovoltaic array is It can be seen that the difference between the estimated value of the current and the measured value is calculated to be larger than 0.09 which is the reference value C. And, the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention calculates the difference between the measured value and the estimated value of the DC voltage of the photovoltaic array smaller than the reference value B, and the Equation 7 is satisfied by calculating the difference between the measured value and the estimated value larger than the reference value C.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치에서 산출된 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 차이값, 태양광발전 어레이의 직류전압의 실측값과 추정값의 차이값, 그리고 태양광발전 어레이의 직류전류의 실측값과 추정값의 차이값은 도 7에 도시한 시간(분)에 따른 태양광발전 시스템 차이값 수율(p.u)을 정규화한 그래프처럼, 산출과정을 통해 얻은 차이값들이 14;00시 이후에는 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 차이값(Ylm,resi)이 기준값 A인 -0.09보다 작고, 태양광발전 어레이의 직류전압 차이값(Va,resi)이 기준값 B인 -0.03보다 작으며, 태양광발전 어레이의 직류전류 차이값(Ia,resi)이 기준값 C인 0.09보다 큰 경우를 동시에 만족하는 발생횟수(Freq.)가 기준값인 D인 8을 초과하는 형태를 가짐을 알 수 있다. In addition, the difference value of the mismatch loss of the photovoltaic array calculated by the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention, the difference between the measured value and the estimated value of the DC voltage of the photovoltaic array, and the solar The difference value between the measured value of the direct current of the photovoltaic array and the estimated value is a graph obtained by normalizing the difference value yield (pu) of the photovoltaic system according to the time (minutes) shown in FIG. 7. After 14:00, the difference value of mismatch loss (Y lm, resi ) of the photovoltaic array is smaller than -0.09, which is the reference value A, and the DC voltage difference value (V a, resi ) of the photovoltaic array is the reference value B. It is smaller than -0.03, and the frequency of occurrence (Freq.) That satisfies the case where the difference of DC current (I a, resi ) of the photovoltaic array is larger than 0.09 which is the reference value C exceeds 8 which is the reference value D. It can be seen that.

이와 같이, 도 4 내지 도 7의 그래프들로부터, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치에서 태양광발전 시스템의 실측값들과 추정값들로부터 산출한 차이값이 기준값(A, B, C, D)을 만족하는 것이 확인되고, 이에 따라, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치가 실측값과 추정값의 차이값을 이용하여 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 정확하게 진단할 수 있게 된다.As such, from the graphs of FIGS. 4 to 7, the difference value calculated from the measured values and the estimated values of the photovoltaic system in the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to the embodiment of the present invention is a reference value (A). , B, C, D) is satisfied, and accordingly, the PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array according to an embodiment of the present invention uses the difference between the measured value and the estimated value to determine the PID of the photovoltaic array. Accurate diagnosis can be made.

이처럼, PID 진단 장치(200)의 PID 진단부(220)를 형성하는 PID 발생여부 판단부(224)가 등가 가동시간 산출부(221), 등가 가동시간 추정부(222) 및 손실 추정부(223)에서 산출한 값들로부터, 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값(Ylm,resi), 태양광발전 어레이 직류전압 차이값(Va,resi), 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi)을 산출하고, 태양 등가 가동시간과 차이값들을 기준값과 비교하여 PID 발생여부를 판단하므로, 태양광발전 시스템의 중지 없이, 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 진단할 수 있어, 시스템을 효과적으로 운용할 수 있고, 태양광발전 시스템의 유지보수 시간 및 비용이 개선되는 효과가 있다.As such, the PID generation determination unit 224 forming the PID diagnosis unit 220 of the PID diagnosis apparatus 200 is the equivalent operation time calculating unit 221, the equivalent operation time estimating unit 222, and the loss estimating unit 223. ), PV array mismatch loss difference (Y lm, resi ), PV array DC voltage difference (V a, resi ), PV array DC current difference (I a, resi) ), And compares the solar equivalent operation time and the difference value with the reference value to determine whether the PID is generated. Therefore, it is possible to diagnose the PID generation of the photovoltaic array without stopping the photovoltaic system. It is possible to improve the maintenance time and cost of the photovoltaic system.

이러한 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치(200)에서 태양광발전 어레이의 PID를 진단하는 방법을 도 3을 참고로 하여 설명하면, 먼저, 등가 가동시간 산출부(221)가 식 1을 이용하여 태양 등가시간(Yr,meas)과 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 실측값(Ya,meas)을 산출하고(S10), 식 2를 이용하여 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 실측값(Yao,meas) 및 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 실측값(Yat,meas)을 산출한다(S20).The method for diagnosing the PID of the photovoltaic array in the PID diagnostic apparatus 200 of the photovoltaic array will be described with reference to FIG. 3. First, the equivalent operation time calculating unit 221 uses the formula 1 Equivalent time (Y r, meas ) and the equivalent operating time actual value (Y a, meas ) of the photovoltaic array are calculated (S10), and using Equation 2, the optimal equivalent operating time actual value (Y) of the photovoltaic array ao, mea ) and an equivalent operation time measured value Y at, meas after temperature correction of the photovoltaic array are calculated (S20).

그런 다음, 등가 가동시간 추정부(222)가 식 3을 이용하여 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값(Va,esti), 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값(Ia,esti), 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값(Yao,esti), 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값(Yat,esti) 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값(Ya,esti)을 산출한다(S30).Then, the equivalent operating time estimator 222 estimates the DC voltage of the photovoltaic array (V a, esti ) and the DC current estimate of the photovoltaic array (I a ) by using Equation 3 in consideration of aging according to the number of operating years. , esti ), the optimal equivalent uptime estimate of the solar array (Y ao, esti ), the equivalent uptime estimate (Y at, esti ) after temperature calibration of the photovoltaic array, and the equivalent uptime estimate of the photovoltaic array ( Calculate Y a, esti (S30).

다음으로, 손실 추정부(223)가 식 4 및 식 5를 이용하여 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값(Ylm,meas) 및 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값(Ylm,esti)을 산출한다(S40).Next, the loss estimator 223 calculates the photovoltaic array mismatch loss measured value (Y lm, meas ) and the estimated value (Y lm, esti ) of the mismatch loss of the photovoltaic array using equations (4) and (5). (S40).

그리고, PID 발생여부 판단부(224)는 식 6을 이용하여 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값(Ylm,resi), 태양광발전 어레이 직류전압 차이값(Va,resi), 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi)을 산출하고(S50), 태양 등가 가동시간(Yr,meas) 및 차이값들(Ylm,rsesi, Va,resi, Ia,resi)이 설정된 기준을 식 7과 같이 만족하는지를 판단(S60)하여, 만족하는 경우 PID 발생한 것으로 판단(S70)하고, 위 단계(S60)에서 기준을 만족하지 않는 경우 PID 미발생으로 판단(S80)한다.And, PID generation determination unit 224 is a solar array mismatch loss difference value (Y lm, resi ), photovoltaic array DC voltage difference value (V a, resi ), the photovoltaic array using Equation 6. Calculate the DC current difference value (I a, resi ) (S50), and set the solar equivalent operating time (Y r, meas ) and the difference values (Y lm, rsesi , V a, resi , I a, resi ) Determining whether or not is satisfied as shown in Equation (7) (S60), if it satisfies that the PID is generated (S70), and if the criterion is not satisfied in the step (S60) (S60) it is determined that the PID is not generated (S80).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

100 : 태양광발전 시스템 200 : PID 진단 장치
210 : 데이터베이스 220 : PID 진단부
221 : 등가 가동시간 산출부 222 : 등가 가동시간 추정부
223 : 손실 추정부 224 : PID 발생여부 판단부
230 : 진단결과 표시부 240 : 메모리100: PV system 200: PID diagnostic device
210: Database 220: PID diagnostic unit
221: equivalent operation time calculation unit 222: equivalent operation time estimation unit
223: loss estimation unit 224: PID generation determination unit
230: diagnostic result display unit 240: memory

Claims (10)

태양 등가 가동시간, 태양광발전 어레이의 등가 가동시간, 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간으로부터 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값을 산출하고, 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값, 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 및 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값으로부터 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값을 산출하는 손실 추정부; 그리고,
상기 손실 추정부에서 산출한 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값과 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값으로부터 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값을 산출하고, 산출된 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값을 설정된 기준값과 비교하여, 기준값을 만족하는 횟수가 설정값을 초과하는 경우 태양광발전 어레이에 PID가 발생한 것으로 판단하는 PID 발생여부 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.Calculate the measured value of mismatch loss of the photovoltaic array from the solar equivalent uptime, the equivalent uptime of the photovoltaic array, the optimal equivalent uptime of the photovoltaic array, and the equivalent uptime after temperature correction of the photovoltaic array, DC voltage estimate of PV array considering aging according to years of operation, DC current estimate of PV array, optimal equivalent uptime estimate of PV array, equivalent uptime estimate after PV array temperature correction and solar A loss estimator for calculating an estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array from the equivalent operating time estimate of the photovoltaic array; And,
The PV array mismatch loss difference value is calculated from the measured value of mismatch loss of the photovoltaic array calculated by the loss estimator and the estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array, and the calculated PV array mismatch loss is calculated. Comparing the difference value with the set reference value, if the number of times that meets the reference value exceeds the set value PID generation determination unit for determining that the PID has occurred in the photovoltaic array; PID diagnostic device. 제1항에 있어서,
상기 태양 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 상기 태양광발전 어레이의 온도 보정 후 등가 가동시간을 산출하여 상기 손실 추정부에 제공하는 등가 가동시간 산출부; 그리고,
상기 태양 등가 가동시간과 태양광발전 어레이의 표면온도로부터, 상기 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 및 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값을 산출하여 상기 손실 추정부에 제공하는 등가 가동시간 추정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.The method of claim 1,
The equivalent solar run time, the equivalent run time of the photovoltaic array, the optimum equivalent run time of the photovoltaic array, and the equivalent run time after temperature correction of the photovoltaic array are calculated and provided to the loss estimating unit. An uptime calculator; And,
From the solar equivalent operating time and the surface temperature of the photovoltaic array, the DC voltage estimate of the photovoltaic array considering the aging according to the number of operating years, the DC current estimate of the photovoltaic array, and the optimal equivalent of the photovoltaic array And an equivalent uptime estimator for calculating an uptime estimate, an equivalent uptime estimate after the temperature correction of the photovoltaic array, and an equivalent uptime estimate of the photovoltaic array, and providing the estimated uptime estimate to the loss estimator. PID diagnostic apparatus for photovoltaic array. 제2항에 있어서,
상기 등가 가동시간 산출부는 하기의 식 1 및 식 2로부터 상기 태양 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 상기 태양광발전 어레이의 온도 보정 후 등가 가동시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.
[식 1]
Figure pat00013

[식 2]
Figure pat00014

(이때, Yr,meas는 태양 등가 가동시간, Ga,meas는 경사면 일사강도 (W/m2), Ga,ref는 일사강도 1,000(W/m2), Ya,meas는 태양광발전 어레이 등가 가동시간 실측값, Pa,meas는 태양광발전 어레이 직류전력(W), Pas는　표준시험조건(STC)에서의 태양광발전 어레이 설치용량(W), Yao,meas는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 실측값, Yat,meas는 태양광발전 어레이 온도보정후 등가 가동시간 실측값, Ia,meas는 태양광발전 어레이 직류전류 실측값, Tm,meas는 태양광발전 어레이 표면온도 실측값, Ra는 태양광발전 어레이 직류선로 저항, αm는 태양광발전 어레이 최대성능계수, αt는 태양광발전 어레이 온도보정계수임.)The method of claim 2,
The equivalent operating time calculation unit may perform the solar equivalent operating time, the equivalent operating time of the photovoltaic array, the optimum equivalent operating time of the photovoltaic array, and the temperature correction of the photovoltaic array from Equations 1 and 2 below. PID diagnostic apparatus for a photovoltaic array, characterized by calculating an equivalent uptime.
[Equation 1]
Figure pat00013

[Equation 2]
Figure pat00014

(Y r, meas is solar equivalent operating time, G a, meas is slope insolation intensity (W / m 2 ), G a, ref is insolation intensity 1,000 (W / m 2 ), Y a, meas is sunlight Equivalent operation time of power generation array, P a, meas is PV array DC power (W), P as is PV array installation capacity (W) under standard test condition (STC), Y ao, meas is solar Optimal equivalent operation time measured value of photovoltaic array, Y at, meas is equivalent operating time measured value after photovoltaic array temperature correction, I a, meas is photovoltaic array DC current measured value, T m, meas is photovoltaic power generation Array surface temperature measured value, R a is photovoltaic array DC line resistance, α m is photovoltaic array maximum performance coefficient, α t is photovoltaic array temperature correction coefficient.) 제2항에 있어서,
상기 등가 가동시간 추정부는 하기의 식 3으로부터 상기 운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 상기 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값 및 상기 태양광발전 어레이의 등가 가동시간 추정값 을 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.
[식 3]
Figure pat00015

(이때, Yao,esti는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 추정값, Yat,esti는 태양광발전 어레이 온도보정후 등가 가동시간 추정값, Ya,esti는 태양광발전 어레이 등가 가동시간 추정값, Va,esti는 태양광발전 어레이 직류전압 추정값, Dv,aging는 태양광발전 어레이 전압 노화계수, Da,aging는 태양광발전 어레이 전류 노화계수, Oyear는 운전년수, Ia,esti는 태양광발전 어레이 직류전류 추정값, Ra는 태양광발전 어레이 직류선로 저항, αm는 태양광발전 어레이 최대성능계수, αt는 태양광발전 어레이 온도보정계수, at, bt는 태양광발전 어레이 온도계수, aa, ba는 태양광발전 어레이 전류보정계수, av, bv는 태양광발전 어레이 전압보정계수, Nseries는 태양광발전 모듈 직렬개수, Nparallel는 태양광발전 스트링 병렬개수임.)The method of claim 2,
The equivalent operating time estimating unit estimates the DC voltage of the photovoltaic array in consideration of the aging according to the number of operating years, the DC current estimate of the photovoltaic array, the optimum equivalent operating time estimation value of the photovoltaic array, and the following equation: And an equivalent operating time estimation value and an equivalent operating time estimation value of the photovoltaic array after the temperature correction of the photovoltaic array.
[Equation 3]
Figure pat00015

Where Y ao, esti is the PV array's optimum equivalent uptime estimate, Y at, esti is the solar PV array's equivalent uptime estimate, and Y a, esti is the solar array's equivalent uptime estimate V a, esti is PV array DC voltage estimate, D v, aging is PV array voltage aging coefficient, D a, aging is PV array current aging coefficient, O year is years of operation, I a, esti is solar Photovoltaic array direct current estimate, R a is photovoltaic array DC line resistance, α m is photovoltaic array maximum performance coefficient, α t is photovoltaic array temperature correction coefficient, a t , b t is photovoltaic array A a , b a are the photovoltaic array current correction coefficients, a v , b v are the photovoltaic array voltage correction coefficients, N series is the number of photovoltaic modules in series, N parallel is the number of parallel photovoltaic strings being.) 제1항에 있어서,
상기 손실 추정부는 하기의 식 4를 이용하여 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.
[식 4]
Figure pat00016

(이때, Yao,meas는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 실측값, Yat,meas는 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 실측값, Ylm,meas는 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값임.)The method of claim 1,
The loss estimating unit calculates an actual measurement value of mismatch loss of the photovoltaic array using Equation 4 below.
[Equation 4]
Figure pat00016

(Y ao, meas is the solar cell array's optimum equivalent operation time measured value, Y at, meas is the solar cell array's equivalent operating time measured value, Y lm, meas is the PV array mismatch loss measured value. .) 제1항에 있어서,
상기 손실 추정부는 하기의 식 5를 이용하여 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.
[식 5]
Figure pat00017

(이때, Yao,esti는 태양광발전 어레이 최적 등가 가동시간 추정값, Yat,esti는 태양광발전 어레이 온도보정 후 등가 가동시간 추정값, Ylm,esti는 태양광발전 어레이 부정합 손실 추정값임.)The method of claim 1,
The loss estimating unit calculates an estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array by using Equation 5 below.
[Equation 5]
Figure pat00017

(Y ao, esti is the PV array's optimum equivalent uptime estimate, Y at, esti is the PV's equivalent temperature uptime estimate after calibration, and Y lm, esti is the PV array mismatch loss estimate.) 제3항에 있어서,
상기 PID 발생여부 판단부는 하기의 식 6으로부터 상기 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 실측값과 상기 태양광 어레이의 부정합 손실의 추정값 사이의 차이를 상기 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값으로 산출하고, 상기 태양광발전 어레이 직류전압 실측값과 상기 태양광발전 어레이의 직류전압 추정값 사이의 차이를 상기 태양광발전 어레이 직류전압 차이값으로 산출하고, 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 실측값과 상기 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값(Ia,esti) 사이의 차이를 태양광발전 어레이 직류전류 차이값(Ia,resi)로 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.
[식 6]
Figure pat00018

(이때, Ylm,resi는 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, Ylm,meas는 태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값, Ylm,esti는 태양광발전 어레이 부정합 손실 추정값, Va,resi는 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, Ia,resi는 태양광발전 어레이 직류전류 차이값, Va,meas는 태양광발전 어레이 직류전압 실측값, Va,esti는 태양광발전 어레이 직류전압 추정값, Ia,meas는 태양광발전 어레이 직류전류 실측값, Ia,esti 는 태양광발전 어레이 직류전류 추정값임)The method of claim 3,
The PID generation determination unit calculates a difference between the measured value of mismatch loss of the photovoltaic array and the estimated value of mismatch loss of the photovoltaic array as the photovoltaic array mismatch loss difference value from Equation 6 below. The difference between the PV array DC voltage measurement value and the DC voltage estimate value of the PV array is calculated as the PV array DC voltage difference value, and the DC current measurement value of the PV array and the PV power generation PID diagnostic apparatus for a photovoltaic array, characterized in that the difference between the DC current estimation values (I a, esti ) of the array is calculated as the photovoltaic array DC current difference values (I a, resi ).
[Equation 6]
Figure pat00018

Where Y lm and resi are PV array mismatch loss difference values, Y lm and meas are PV array mismatch loss measurements, Y lm and esti are PV array mismatch loss estimates and V a, resi are solar Photovoltaic array dc voltage difference, I a, resi is photovoltaic array dc current difference value, V a, meas is photovoltaic array dc voltage measurement value, V a, esti is photovoltaic array dc voltage estimate value, I a, meas is photovoltaic array DC current measurement, and I a, esti is photovoltaic array DC current estimate) 제7항에 있어서,
상기 PID 발생여부 판단부는 상기 태양 등가 가동시간을 기준값 0.2와 비교하고, 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값을 기준값 A와 비교하고, 태양광발전 어레이 직류전압 차이값을 기준값 B와 비교하고, 태양광발전 어레이 직류전류 차이값을 기준값 C와 비교하여, 태양 등가 가동시간 및 차이값들의 비교결과가 만족하는 발생횟수(Freq.)를 기준값 D와 최종 비교한 결과로부터 PID 발생여부를 판단하며,
하기의 식 7에 따라 태양광발전 어레이의 PID 발생여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.
[식 7]
If (Yr,meas <0.2) ;
Else if (Yr,meas >= 0.2 and Ylm,resi < A and Va,resi < B and Ia,resi > C and Freq. >D)
PID 발생;
Else
PID 미발생;
End
(이때, Yr,meas는 태양 등가 가동시간, Ylm,resi는 태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, Va,resi는 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, Ia,resi는 태양광발전 어레이 직류전류 차이값임.)The method of claim 7, wherein
The PID generation determination unit compares the solar equivalent operation time with a reference value of 0.2, compares the photovoltaic array mismatch loss difference value with the reference value A, compares the photovoltaic array DC voltage difference value with the reference value B, By comparing the difference value of the generator array DC current with the reference value C, the occurrence of PID (Freq.) That satisfies the solar equivalent operating time and the comparison result of the difference values is judged from the result of the final comparison with the reference value D,
PID diagnostic apparatus for a photovoltaic array, characterized in that it is determined whether the PID of the photovoltaic array according to the following equation 7.
[Equation 7]
If (Y r, meas <0.2);
Else if (Y r, meas > = 0.2 and Y lm, resi <A and V a, resi <B and I a, resi> C and Freq.> D)
PID generation;
Else
PID not generated;
End
Where Y r, meas is solar equivalent operating time, Y lm, resi is PV array mismatch loss difference value, V a, resi is PV array DC voltage difference value, I a, resi is PV array DC current difference.) 제8항에 있어서,
상기 기준값 A는 -0.09이고, 상기 기준값 B는 -0.03 상기 기준값 C는 0.09이고, 상기 기준값 D는 8인 것을 특징으로 하는 태양광발전 어레이의 PID 진단 장치.The method of claim 8,
The reference value A is -0.09, the reference value B is -0.03 The reference value C is 0.09, and the reference value D is 8 PID diagnostic apparatus of the photovoltaic array, characterized in that the. 태양광발전 어레이의 등가 가동시간을 산출하는 단계;
태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 및 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간을 산출하는 단계;
운전년수에 따른 노화를 고려한 태양광발전 어레이의 직류전압, 태양광발전 어레이의 직류전류 추정값, 태양광발전 어레이의 최적 등가 가동시간 추정값, 태양광발전 어레이의 온도보정 후 등가 가동시간 추정값을 산출하는 단계;
태양광발전 어레이 부정합 손실 실측값 및 태양광발전 어레이의 부정합 손실의 추정값을 산출하는 단계;
태양광발전 어레이 부정합 손실 차이값, 태양광발전 어레이 직류전압 차이값, 태양광발전 어레이 직류전류 차이값을 산출하는 단계;
태양 등가 가동시간 및 상기 차이값들이 설정된 기준을 만족하는지를 판단하는 단계; 그리고,
태양 등가 가동시간 및 상기 차이값들이 설정된 기준을 만족하는 경우 PID 발생으로 판단하거나, 태양 등가 가동시간 및 상기 차이값들이 설정된 기준을 만족하지 않는 경우 PID 미발생으로 판단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 태양광발전 어레이의 PID 진단 방법.Calculating an equivalent uptime of the photovoltaic array;
Calculating an equivalent equivalent operating time of the photovoltaic array and an equivalent operating time after temperature correction of the photovoltaic array;
Calculate the DC voltage of the PV array, the DC current estimate of the PV array, the optimum equivalent uptime estimate of the PV array, and the equivalent operation time estimate after the temperature correction of the PV array. step;
Calculating an estimated value of photovoltaic array mismatch loss and mismatch loss of the photovoltaic array;
Calculating a photovoltaic array mismatch loss difference value, a photovoltaic array DC voltage difference value, and a photovoltaic array DC current difference value;
Determining whether a solar equivalent operating time and the difference values satisfy a set criterion; And,
Determining that the PID is generated when the solar equivalent operating time and the difference values satisfy the set criteria, or determining that the PID is not generated when the solar equivalent operating time and the difference values do not satisfy the set criteria. PID diagnostic method of photovoltaic array.
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