KR20210077256A - 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법 - Google Patents

계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210077256A
KR20210077256A KR1020190168690A KR20190168690A KR20210077256A KR 20210077256 A KR20210077256 A KR 20210077256A KR 1020190168690 A KR1020190168690 A KR 1020190168690A KR 20190168690 A KR20190168690 A KR 20190168690A KR 20210077256 A KR20210077256 A KR 20210077256A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
fuel cell
cell stack
power conversion
grid
Prior art date
Application number
KR1020190168690A
Other languages
English (en)
Inventor
손용두
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 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 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190168690A priority Critical patent/KR20210077256A/ko
Priority to US16/876,810 priority patent/US11742778B2/en
Publication of KR20210077256A publication Critical patent/KR20210077256A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04544—Voltage
    • H01M8/04567—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04664—Failure or abnormal function
    • H01M8/04679—Failure or abnormal function of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04865—Voltage
    • H01M8/04888—Voltage of auxiliary devices, e.g. batteries, capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04858—Electric variables
    • H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
    • H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P13/06—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by tap-changing; by rearranging interconnections of windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/10—Fuel cells in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/30—The power source being a fuel cell
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/40—Fuel cell technologies in production processes

Abstract

직류전압을 발생시키는 연료전지스택, 상기 연료전지스택에서 공급된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 전력변환부(Power Conversion System, PCS), 복수의 전압 입력단을 갖는 1차측코일과 상기 1차측코일에 인가된 전압의 크기를 변환하여 출력하는 2차측코일을 가지고, 상기 복수의 전압 입력단은 상기 1차측코일의 턴수를 서로 다르게 결정하며, 상기 전력변환부에서 변환된 교류전압을 복수의 전압 입력단 중 하나로 입력 받는 멀티입력변압부 및 상기 연료전지스택에서 발생된 직류전압의 크기에 기반하여 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단을 선택하고 상기 연료전지스택의 교체여부를 판단하는 제어부를 포함하는 계통 연계형 전력 변환 시스템과 그 시스템의 제어방법이 소개된다.

Description

계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법{Grid-conecteed power conversion system and control method thereof}
본 발명은 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료전지스택의 지속적인 사용에 의해 성능이 감소하여 출력되는 직류전압이 하강하면, 멀티입력변압부에 입력되는 변압을 절체함으로써 연료전지스택의 교체시기를 연장할 수 있는 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법에 관한 발명이다.
에너지의 수요량이 지속적이고 급격하게 증가하고 있으며, 과거부터 현재까지 주된 에너지원으로 이용되는 화석 에너지는 발전과정에서 발생하는 환경오염의 문제로 국제적인 규제가 강화되고 있다.
이를 극복하기 위하여 대체 에너지의 개발은 지속적으로 진행되고 있으며, 태양전지를 비롯한 신재생 에너지원은 한정적으로 존재하는 화석연료를 사용하지 않고 환경오염을 최소화하는 점에서 차세대 대체 에너지원으로 각광받고 있다. 연료전지는 태양광 발전, 풍력 발전 등과 달리 주변 환경에 관계없이 안정된 전력공급이 가능한 청정 에너지로서 많은 주목을 받고 있다.
다만, 연료전지는 낮은 셀 전압으로 인하여 상용전원으로 사용하기 위해서는 전력 변환 장치가 필수적으로 요구된다. 종래의 전력 변환 장치는 연료전지스택에서 출력되는 직류전압을 인버터를 통해 교류전압으로 변환하고, 적정한 고압으로 승압하여 전력계통으로 전력을 공급한다.
종래의 전력 변환 장치는 연료전지에서 계통에 공급되는 전압으로 변환할 수 있는 기준전압을 공급할 수 있을 때까지 연료전지를 사용하고, 그 이하의 전압이 출력되면 연료전지를 교체하였다. 연료전지에서 출력되는 직류전압이 하강하여 인버터에서 기준 출력을 변환할 수 없게 되면 연료전지를 교체한다. 따라서, 에너지 관리 측면에서 연료전지의 수명을 늘려 교체주기를 감소시킬 수 있는 계통 연계형 전력 변환 시스템에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
KR 10-2018-0093759 A1
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 사용에 따라 연료전지스택의 성능이 감소하면 멀티입력변압부에 입력되는 전압을 절체하여 계통전압을 변경하여 연료전지스택을 추가로 사용할 수 있는 계통 연계형 전력 변환 시스템과 그 시스템의 제어방법을 제공하고자 함이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템은 직류전압을 발생시키는 연료전지스택; 상기 연료전지스택에서 공급된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 전력변환부(Power Conversion System, PCS); 복수의 전압 입력단을 갖는 1차측코일과 상기 1차측코일에 인가된 전압의 크기를 변환하여 출력하는 2차측코일을 가지고, 상기 복수의 전압 입력단은 상기 1차측코일의 턴수를 서로 다르게 결정하며, 상기 전력변환부에서 변환된 교류전압을 복수의 전압 입력단 중 하나로 입력 받는 멀티입력변압부; 및 상기 연료전지스택에서 발생된 직류전압의 크기에 기반하여 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단을 선택하고 상기 연료전지스택의 교체여부를 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료전지스택에서 출력되는 직류전압을 측정하는 직류전압센서; 및 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 측정하는 교류전압센서;를 더 포함하고, 상기 직류전압센서 및 교류전압센서에서 측정된 전압은 상기 제어부로 송신되며, 제어부는 측정값을 수신받는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 직류전압센서에서 수신된 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단에 입력되는 전압을 절체할 수 있다.
또한, 상기 연료전지스택에서 출력되는 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 기 설정된 한계전압으로 변경할 수 있다.
상기 제어부는 상기 직류전압센서에서 측정되는 직류전압이 기 설정된 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 상기 연료전지스택의 가동을 중단하고, 연료전지스택의 교체를 결정할 수 있다.
또한, 상기 전력변환부는 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터; 교류전압에 포함된 고조파 성분을 제거하는 필터; 및 전력계통의 고장을 검출하고 고정구간을 차단하는 계통보호부;로 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 연료전지스택의 성능을 모니터링하고 제어하는 중앙제어기; 및 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 모니터링하고 제어하는 PCS제어기; 를 포함하여 상기 연료전지스택의 가동 및 상기 교류전압을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 연료전지스택은 복수의 연료전지가 병렬로 구성된 모듈 타입의 연료전지스택으로 구성되어 모듈별로 제어가 가능할 수 있다.
또한, 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법은, 상기 연료전지스택에서 직류전압을 출력하고, 직류전압을 전력변환부에서 교류전압으로 변경하여 계통으로 공급하며, 제어부는 직류전압 및 교류전압을 모니터링하는 연료전지스택 가동단계; 상기 직류전압을 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압과 비교하여 상기 멀티입력변압부의 절체여부와 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압의 변경여부를 결정하는 절체여부 판단단계; 상기 연료전지의 가동을 중단하고, 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단에 입력되는 전압을 기 설정된 한계전압으로 절체하며, 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 한계전압으로 변경하는 전압 변경단계; 상기 한계전압을 계통전압으로 하여 상기 연료전지스택을 재가동하고, 제어부는 직류전압 및 교류전압을 모니터링하는 연료전지스택 재가동단계; 상기 직류전압을 상기 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압과 비교하여 상기 연료전지스택의 교체여부를 판단하는 연료전지스택 교체 판단단계; 및 상기 연료전지스택을 교체한 후 시스템을 상기 교체된 연료전지스택에 의하여 상기 연료전지스택 가동단계로 가동하는 연료전지스택 교체 후 가동단계;를 포함할 수 있다.
상기 절체여부 판단단계는 상기 직류전압이 상기 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 높은 경우 절체하지 않고 상기 연료전지스택을 계속 가동하고, 상기 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 멀티입력변압부를 절체하도록 결정할 수 있다.
또한, 상기 연료전지스택 교체 판단단계는 상기 직류전압이 상기 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 높은 경우 상기 연료전지스택을 계속 가동하고, 상기 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 연료전지스택의 가동을 중단하고 교체하도록 결정할 수 있다.
본 발명의 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 제어방법에 따르면 연료전지스택의 출력이 저하되더라도 멀티입력변압부에 입력되는 전압을 절체하여 추가로 활용할 수 있으므로 연료전지스택의 사용구간을 늘려 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.
또한, 연료전지스택의 수명을 증가시켜 교체주기를 연장함으로써 연료전지스택의 교체비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 효과를 나타내는 그래프이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명은 계통 연계형 전력 변환 시스템과 그 제어방법에 관한 발명이다. 기존의 계통 연계형 전력 변환 시스템은 연료전지스택(100)의 성능에 따라 계통에 입력되는 전압을 가변 가능하여 연료전지스택(100)의 활용구간을 증가시켜 교체 비용을 절감할 수 있는 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 제어방법에 관한 발명이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템은 연료전지스택(100), 전력변환부(200, Power Conversion System, PCS), 멀티입력변압부(300) 및 제어부(400)로 구성될 수 있다.
연료전지스택(100)은 직류전압을 발생시키고, 그 발생된 직류전압을 전력변환부(200)에 공급한다. 연료전지스택(100)은 수소를 이용하여 전력을 생산하는 연료전지스택(100)으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.
전력변환부(200)는 연료전지스택(100)에서 공급된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 장치이다. 필터(220)와 계통보호부(230)를 통해 변환된 교류에 의하여 계통에 양질의 전력을 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
전력변환부(200)는 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터(210), 교류전압에 포함된 고조파 성분을 제거하는 필터(220), 계통을 보호 및 감시하는 계통보호부(230)로 구성될 수 있다.
멀티입력변압부(300)는 전력변환부(200)에서 공급받은 교류를 소정의 고압으로 승압하여 계통에 송전하는 기능을 수행한다. 일반적으로 22.9kV의 특고압으로 변압하여 배전계통을 통해 가정 및 산업용으로 공급된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 멀티입력변압부(300)는 복수의 전압 입력단(310)을 포함할 수 있다. 도 1에는 3상 3선식 2중 입력 변압기를 도시하고 있으며, 전압 입력단(310)은 1차측코일(320)과 연결될 수 있다. 복수의 전압 입력단(310)은 상황에 따라 선택될 수 있으며, 1차측코일(320)에 인가되는 전압의 크기를 변환하여 출력하는 2차측코일(330)을 포함할 수 있다.
전압 입력단(310)에 선택되는 입력전압에 따라 1차측코일(320)의 턴수를 서로 다르게 결정하여 2차측코일(330)을 통해 출력되는 전압을 일정하게 유지할 수 있다. 전력변환부(200)에서 변환된 교류전압은 복수의 전압 입력단(310) 중 하나로 입력될 수 있다.
종래의 계통 연계형 전력 변환 시스템의 경우, 연료전지스택(100)의 사용에 따라 출력전압은 인버터(210)를 통해 변환된 전압이 기준전압 이하가 되면 연료전지스택(100)을 교체하여 시스템을 운영해야 하는 문제점이 있었다. 따라서, 연료전지스택(100)으로부터 발생된 출력전압은 인버터(210)를 통해 변환된 전압이 기준전압 이하가 되면 연료전지스택(100)를 더 이상 사용할 수 없어 연료전지스택(100)의 수명이 짧고 교체주기가 짧은 문제점이 있었다,
그러나, 본 발명의 경우 복수의 전압 입력단(310)을 가지는 멀티입력변압부(300)를 구비하여 연료전지스택(100)의 출력전압이 기준전압 이하가 되면 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 절체하여 연료전지스택(100)의 사용구간을 연장시킬 수 있다. 즉, 종래에는 기준전압 이하로 연료전지스택(100)의 성능이 저하되면 연료전지스택(100)을 교체하여 시스템을 운영하였으나, 본 발명의 경우 기준전압 이하의 직류전압이 출력되더라도 복수의 전압 입력단(310)을 가지는 멀티입력변압부(300)에 입력되는 전압을 절체하여 승압함으로써 연료전지스택(100)을 더 활용할 수 있게 되는 것이다.
멀티입력변압부(300)는 계통과 연결되어 전력을 공급할 수 있다. 계통은 한국전력과 같이 전력계통을 운영하고, 전력계통에 따라 전력을 공급하는 대상일 수 있으며, 이 외에도 별도의 송배전 시스템을 운영하는 전력공급원일 수 있다.
제어부(400)는 본 시스템의 전반적인 운영을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 제어부(400)는 연료전지스택(100)에서 발생된 직류전압의 크기에 기반하여 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 선택하여 절체할 수 있다. 또한, 연료전지스택(100)의 교체여부를 판단할 수 있다.
제어부(400)는 연료전지스택(100)의 성능을 모니터링하고 제어하는 중앙제어기 및 전력변환부(200)에서 출력되는 교류전압을 모니터링하고 제어하는 PCS제어기로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템은 직류전압센서(510) 및 교류전압센서(520)를 포함할 수 있다.
직류전압센서(510)는 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압을 측정하고, 측정된 전압을 제어부(400)로 송신할 수 있다. 또한, 교류전압센서(520)는 전력변환부(200)에서 출력되는 교류전압을 측정하고, 측정된 전압을 제어부(400)로 송신할 수 있다.
제어부(400)는 직류전압센서(510) 및 교류전압센서(520)에서 측정된 전압을 수신받아 중앙제어기에 의하여 연료전지스택(100)의 성능을 모니터링하고, 계속하여 연료전지스택(100)을 가동하거나 중단할 수 있다. 또한, PCS제어기에 의하여 전력변환부(200)를 제어하여 변환되는 교류전압을 조절할 수 있다. 또한, 멀티입력변압부(300)를 제어하여 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 절체하도록 제어할 수 있다.
제어부(400)는 직류전압센서(510)에서 수신된 직류전압이 기 설정된 기준전압으로 변환되는 필요한 최소 직류전압과 비교할 수 있다. 수신된 직류전압이 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 큰 경우 연료전지스택(100)을 계속 가동하도록 제어한다.
연료전지스택(100)을 계속 가동하면, 연료전지스택(100)의 성능이 저하되어 출력되는 직류전압은 지속적으로 강하되는데, 제어부(400)는 직류전압센서(510)에서 수신된 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 절체할 수 있다. 전압 입력단(310)에 입력되는 전압이 절체되면 1차측코일(320)의 턴수가 변경되어 계통으로 제공되는 전압을 일정하게 유지하면서 연료전지스택(100)을 추가적으로 사용할 수 있게 된다. 이 때, 절체되는 전압은 한계전압이 된다. 즉, 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 한계전압이 되는 필요한 최소 직류전압이 될때까지 연료전지스택(100)을 추가적으로 사용할 수 있다.
하나의 실시예를 들어 구체적으로 설명하면, 기 설정된 기준전압이 RMS 380V와와 RMS 340V로 두 개의 모드 설정이 가능한 경우 전력변환부(200)에서는 직류전압을 RMS 380V의 교류전압으로 변환하고, 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)은 380V로 설정되어 운영된다. 전력변환부(200)에서 변환되어 출력되는 교류전압이 RMS 380V 이상인 경우 제어부(400)는 연료전지를 계속 가동하도록 제어할 수 있다.
연료전지스택(100)을 계속 가동하여 교류전압이 RMS 380V 이하가 되면, 제어부(400)는 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 한계전압인 340V로 절체할 수 있다. 절체 전 연료전지스택(100)의 가동을 잠시 중단할 수 있다. 또한, PCS제어기에 의하여 전력변환부(200)에서 출력되는 교류전압을 RMS 340V로 조절할 수 있다. 전력변환부(200)의 스위칭 속도를 조절함으로써 교류전압을 변경할 수 있다. 그 후 중앙제어기에 의하여 연료전지스택(100)을 재가동하도록 제어할 수 있다..
이 경우, 종래의 시스템에 의할 경우 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 RMS 380V로 변환할 수 있는 최소 직류전압 이하가 되면 연료전지스택(100)의 교체를 필요로 하였으나, 본 발명에 의할 경우 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)을 절체하여 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 RMS 340V로 변환할 수 있는 최소 직류전압이 될 때까지 추가적으로 연료전지스택(100)을 사용할 수 있게 된다.
한편, 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 RMS 340V로 변환할 수 있는 최소 직류전압 이하가 되면 제어부(400)는 연료전지스택(100)의 가동을 중단하고, 연료전지스택(100)을 교체하도록 결정할 수 있다.
또한, 연료전지스택(100)은 복수의 연료전지로 구성된 모듈 타입의 연료전지스택(100)으로 구성될 수 있다. 연료전지스택(100) 모듈은 병력 구성을 가지고 각각의 모듈은 독립적으로 제어가 가능하도록 구성될 수 있다. 기존의 전력 변환 시스템은 SISO(Single Input Single Outout) 타입으로 하나의 연료전지스택(100)에 고장이 발생하면 전체 시스템이 셧다운되고, 개별 연료전지스택(100)의 제어가 어려운 문제점이 있었다. 그러나 병렬로 구성된 모듈 타입의 연료전지스택(100)의 경우 MISO(Multi Input Single Output) 타입으로 각 연료전지스택(100) 모듈별로 제어가 가능하여 개별적으로 유지보수가 용이하고, 개별적으로 제어가 가능한 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법은 연료전지스택 가동단계(S100), 절체여부 판단단계(S200), 전압 변경단계(S300), 연료전지스택 재가동단계(S400), 연료전지스택 교체 판단단계(S500), 연료전지스택 교체 후 가동단계(S600)로 구성될 수 있다.
연료전지스택 가동단계(S100)는 연료전지스택(100)에서 직류전압을 출력하고, 출력된 직류전압을 전력변환부(200)에서 교류전압으로 변경하여 계통으로 공급하는 단계이다. 연료전지스택 가동단계(S100)에서 직류전압 및 교류전압은 제어부(400)에 의하여 지속적으로 모니터링된다.
절체여부 판단단계(S200)는 모니터링된 직류전압을 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압과 비교하는 단계이다. 제어부(400)는 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 큰 경우 연료전지스택(100)을 계속적으로 가동하고, 반대로 이하인 경우 전압변경단계로 넘어가게 된다. 여기서 기준전압은 RMS 380V 로 설정될 수 있다.
전압 변경단계(S300)는 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 낮은 경우 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 절체하는 단계이다. 제어부(400)는 전압 입력단(310)에 입력되는 전압을 기 설정된 한계전압으로 절체하고, 전력변환부(200)에서 변환되는 교류전압을 한계전압으로 조절한다. 여기서 한계전압은 340V 로 설정될 수 있다.
연료전지스택 재가동단계(S400)는 전압 변경단계(S300) 이후 변경된 한계전압을 계통전압으로 하여 시스템을 운영하는 단계이다. 연료전지스택 재가동단계(S400)에서 직류전압 및 교류전압은 제어부(400)에 의하여 지속적으로 모니터링된다.
연료전지스택 교체 판단단계(S500)는 모니터링된 직류전압을 기 설정된 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압과 비교하는 단계이다. 제어부(400)는 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 기 설정된 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 큰 경우 연료전지스택(100)을 계속적으로 가동하고, 반대로 이하인 경우 연료전지스택 교체 후 가동단계(S600)로 넘어가게 된다.
연료전지스택 교체 후 가동단계(S600)는 연료전지스택(100)에서 출력되는 직류전압이 기 설정된 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 낮은 경우 연료전지스택(100)을 교체한 후 가동하는 단계이다. 연료전지스택 교체 후 가동단계(S600)에서 기존의 연료전지스택(100)의 가동은 중단되고, 새로운 연료전지스택(100)으로 교체한 후 가동하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템의 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계통 연계형 전력 변환 시스템은 연료전지스택(100)의 성능이 감소하여 기준전압 변환에 필요한 최소 직류전압 이하의 직류전압을 출력하는 경우 계통전압을 변경하여 연료전지스택(100)을 추가적으로 사용할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 3에 도시된 예시를 들어 설명하면, 계통전압을 출력하기 위한 최소한의 직류전압이 설정될 수 있다. 연료전지스택(100)은 지속적으로 사용할수록 성능이 감소하는데, 성능이 일정부분 감소하면 전력변환부(200)에서 변환되는 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압에 이르게 된다.
이 때, 본 발명의 전력 변환 시스템은 멀티입력변압부(300)의 전압 입력단(310)을 한계전압으로 절체할 수 있다. 제어부(400)는 전력변환부(200)에서 출력되는 교류전압을 한계전압으로 조절하여 시스템의 운영이 지속되게 된다. 연료전지스택(100)은 한계전압의변환에 필요한 최소 직류전압에 이르기까지 추가적으로 사용이 가능하게 된다. 멀티입력변압부(300)에서 절체가 없는 경우 연료전지스택(100)의 성능이 일정부분 감소된 시점에서 연료전지스택(100)을 교체해야 하지만, 절체 후 성능이 그 이상 감소된 시점까지 연료전지스택(100)을 추가적으로 활용 가능하다. 도 3에 도시된 추가활용구간은 절체에 의하여 추가적으로 연료전지스택(100)을 사용할 수 있는 구간을 의미한다.
따라서, 연료전지의 활용 구간이 일정부분 증가하여 연료전지스택(100)의 교체횟수가 감소하여 비용 절감의 효과가 있다. 다양한 계통 시스템의 경우에도 멀티입력변압부(300)를 절체함으로써 연료전지스택(100)을 추가적으로 사용할 수 있으므로 다양한 시스템에 활용 가능한 장점이 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 연료전지스택
200 : 전력변환부
210 : 인버터
220 : 필터
230 : 계통보호부
300 : 멀티입력변압부
310 : 전압 입력단
320 : 1차측코일
330 : 2차측코일
400 : 제어부
510 : 직류전압센서
520 : 교류전압센서

Claims (11)

  1. 직류전압을 발생시키는 연료전지스택;
    상기 연료전지스택에서 공급된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 전력변환부(Power Conversion System, PCS);
    복수의 전압 입력단을 갖는 1차측코일과 상기 1차측코일에 인가된 전압의 크기를 변환하여 출력하는 2차측코일을 가지고, 상기 복수의 전압 입력단은 상기 1차측코일의 턴수를 서로 다르게 결정하며, 상기 전력변환부에서 변환된 교류전압을 복수의 전압 입력단 중 하나로 입력 받는 멀티입력변압부; 및
    상기 연료전지스택에서 발생된 직류전압의 크기에 기반하여 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단을 선택하고 상기 연료전지스택의 교체여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지스택에서 출력되는 직류전압을 측정하는 직류전압센서; 및 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 측정하는 교류전압센서;를 더 포함하고,
    상기 직류전압센서 및 교류전압센서에서 측정된 전압은 상기 제어부로 송신되며, 제어부는 측정값을 수신받는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 직류전압센서에서 수신된 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단에 입력되는 전압을 절체하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지스택에서 출력되는 직류전압이 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 기 설정된 한계전압으로 변경하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 직류전압센서에서 측정되는 직류전압이 기 설정된 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 상기 연료전지스택의 가동을 중단하고, 연료전지스택의 교체를 결정하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력변환부는,
    직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터;
    교류전압에 포함된 고조파 성분을 제거하는 필터; 및
    전력계통의 고장을 검출하고 고정구간을 차단하는 계통보호부;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연료전지스택의 성능을 모니터링하고 제어하는 중앙제어기; 및
    상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 모니터링하고 제어하는 PCS제어기;
    를 포함하여 상기 연료전지스택의 가동 및 상기 교류전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 연료전지스택은 복수의 연료전지가 병렬로 구성된 모듈 타입의 연료전지스택으로 구성되어 모듈별로 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템.
  9. 청구항 1의 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 연료전지스택에서 직류전압을 출력하고, 직류전압을 전력변환부에서 교류전압으로 변경하여 계통으로 공급하며, 제어부는 직류전압 및 교류전압을 모니터링하는 연료전지스택 가동단계;
    상기 직류전압을 기 설정된 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압과 비교하여 상기 멀티입력변압부의 절체여부와 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압의 변경여부를 결정하는 절체여부 판단단계;
    상기 연료전지의 가동을 중단하고, 상기 멀티입력변압부의 전압 입력단에 입력되는 전압을 기 설정된 한계전압으로 절체하며, 상기 전력변환부에서 출력되는 교류전압을 한계전압으로 변경하는 전압 변경단계;
    상기 한계전압을 계통전압으로 하여 상기 연료전지스택을 재가동하고, 제어부는 직류전압 및 교류전압을 모니터링하는 연료전지스택 재가동단계;
    상기 직류전압을 상기 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압과 비교하여 상기 연료전지스택의 교체여부를 판단하는 연료전지스택 교체 판단단계; 및
    상기 연료전지스택을 교체한 후 시스템을 상기 교체된 연료전지스택에 의하여 상기 연료전지스택 가동단계로 가동하는 연료전지스택 교체 후 가동단계;
    를 포함하는 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 절체여부 판단단계는 상기 직류전압이 상기 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 높은 경우 절체하지 않고 상기 연료전지스택을 계속 가동하고, 상기 기준전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 멀티입력변압부를 절체하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 연료전지스택 교체 판단단계는 상기 직류전압이 상기 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압보다 높은 경우 상기 연료전지스택을 계속 가동하고, 상기 한계전압의 변환에 필요한 최소 직류전압 이하인 경우 연료전지스택의 가동을 중단하고 교체하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 전력 변환 시스템의 제어방법.
KR1020190168690A 2019-12-17 2019-12-17 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법 KR20210077256A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190168690A KR20210077256A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법
US16/876,810 US11742778B2 (en) 2019-12-17 2020-05-18 Grid-connected power conversion system and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190168690A KR20210077256A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210077256A true KR20210077256A (ko) 2021-06-25

Family

ID=76317345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190168690A KR20210077256A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11742778B2 (ko)
KR (1) KR20210077256A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180093759A (ko) 2017-04-19 2018-08-22 정주섭 전력변환 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6274950B1 (en) * 1994-03-03 2001-08-14 American Power Conversion Battery communication system
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
US7015597B2 (en) * 2003-09-11 2006-03-21 Square D Company Power regulator for power inverter
KR20100108761A (ko) * 2009-03-30 2010-10-08 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 복수 개의 연료 전지들의 작동을 제어하는 방법
US8792253B2 (en) * 2011-10-03 2014-07-29 The Boeing Company System and methods for high power DC/DC converter
US9961797B2 (en) * 2014-09-15 2018-05-01 Bloom Energy Corporation Air cooled fuel cell system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180093759A (ko) 2017-04-19 2018-08-22 정주섭 전력변환 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US11742778B2 (en) 2023-08-29
US20210184597A1 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9906039B2 (en) Power system for multiple power sources
EP2738902B1 (en) Power supply system, distribution device, and power control device
JP5330941B2 (ja) 機器制御システム
US8253271B2 (en) Home power supply system
JP2012120428A (ja) 再生可能発電技術と統合電圧・無効電力制御システムとの統合
JP2007066724A (ja) 燃料電池発電システム
US11025063B2 (en) Method and apparatus for operating an electrical energy storage system
WO2013175612A1 (ja) 電力供給システム
KR20150011301A (ko) 선박용 전력관리장치
KR20160027499A (ko) 주간모드 및 야간모드 기능을 구비한 태양광발전 시스템의 제어 방법
JP2024009124A (ja) 電力制御装置、蓄電池システム、蓄電池の充電電力制御方法及びプログラム
JP2017051083A (ja) 発電システム、発電方法およびプログラム
KR101034271B1 (ko) 전력 계통의 운전 예비력 공급시스템 및 그 제어방법
JP5568954B2 (ja) パワーコンディショナ
US9608449B2 (en) Power system and control method of the power system
KR20120100157A (ko) 에너지 저장 장치를 이용한 부하 전력 공급 시스템 및 방법
KR101020200B1 (ko) 연료전지의 전력 제어방법 및 그의 연료전지시스템
KR101070472B1 (ko) 부하량과 입력전압 및 입력주파수에 따른 동작설정이 가능한 고효율 무정전전원장치
KR20210077256A (ko) 계통 연계형 전력 변환 시스템 및 그 시스템의 제어방법
JP2003092831A (ja) 電力供給システムおよびその運転方法
JP6479516B2 (ja) 入力制御蓄電システム
JP6704479B2 (ja) 電力供給システム、電力供給機器及び電力供給システムの制御方法
KR101299269B1 (ko) 배터리 에너지 저장 시스템
JP2011097724A (ja) パワーコンディショナ
CN108347170B (zh) 一种直流电源调压装置、系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination