WO2015170904A1 - Remote diagnostic system and method for photovoltaic module - Google Patents

Remote diagnostic system and method for photovoltaic module Download PDF

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WO2015170904A1
WO2015170904A1 PCT/KR2015/004585 KR2015004585W WO2015170904A1 WO 2015170904 A1 WO2015170904 A1 WO 2015170904A1 KR 2015004585 W KR2015004585 W KR 2015004585W WO 2015170904 A1 WO2015170904 A1 WO 2015170904A1
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WO
WIPO (PCT)
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photovoltaic module
voltage
characteristic curve
micro
converter
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/004585
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
조경호
김정렬
조창익
Original Assignee
(주)알티에스에너지
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems
    • G08C19/02Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values

Definitions

  • the present invention relates to a remote diagnosis of a photovoltaic module, and more particularly, to a remote diagnosis system of a photovoltaic module for enabling easy measurement and diagnosis of electrical characteristics of a photovoltaic module at a remote location. It is about.
  • each module in order to diagnose the power generation status of the photovoltaic module in each photovoltaic facility, each module must be equipped with a sensor module for measuring voltage, current, temperature, etc. and separately provided with a communication module for transmitting the same. do.
  • photovoltaic power generation equipment uses a voltage regulator called a micro-converter to eliminate the power generation caused by mismatches between modules within a string and power deviation between strings.
  • a micro-converter is mounted on the solar module to increase the amount of power generated, it is possible to increase the amount of power generated by the photovoltaic plant at a small additional cost.
  • Korean Patent Publication No. 2012-0100184 (hereinafter referred to as “Prior Art”) monitors performance by measuring voltage and current values of a solar array, and detects failure of the solar array.
  • a remote monitoring system is disclosed, a voltage sensor and a current sensor are used separately and only the instantaneous current and voltage values are used to determine whether a solar array has failed. Therefore, the prior art does not easily determine the temporary deterioration of the generation of the solar array due to the shadow or foreign matter and whether the actual solar array is broken.
  • One embodiment of the present invention is to accurately diagnose the failure state of the photovoltaic module remotely.
  • One embodiment of the present invention is for diagnosing a fault state of a solar module without affecting the power generation state of the solar cell module.
  • a remote diagnosis system for a photovoltaic module includes one or more micro converters for detecting and transmitting state information of a photovoltaic module, a repeater for relaying state information transmitted from the micro converter, and the And a monitoring server configured to calculate current-voltage characteristic curves and power-voltage characteristic curves of the photovoltaic module based on the state information received through the repeater and provide the diagnostic information of the photovoltaic module.
  • the micro-converter when the micro-converter follows the maximum power point of the photovoltaic module and receives a diagnostic command, the micro-converter stops following the maximum power point and performs a full scan function to perform the full scan function from the lowest voltage to the open voltage.
  • the voltage value and the current value corresponding to the voltage value may be transmitted as state information.
  • the micro-converter may also follow the maximum power point of the photovoltaic module after transmitting the state information by performing the full scan function.
  • the monitoring server may calculate the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve based on the voltage value and the current value.
  • the monitoring server may further include a terminal for requesting diagnosis of a specific solar module and displaying diagnostic information provided from the monitoring server on a screen.
  • the monitoring server may diagnose the failure of the photovoltaic module by comparing a pre-stored reference characteristic curve with the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve.
  • the micro-converter follows the maximum power point of the photovoltaic module, when the micro-converter receives a diagnostic command, the maximum power point tracking Stopping, the micro-converter performs a full scan function to transmit a voltage value from the lowest voltage to the open voltage and a current value corresponding to the voltage value as status information, the micro-converter performs a full scan function Following the maximum power point of the photovoltaic module after transmitting the state information, and the monitoring server calculating a current-voltage characteristic curve and a power-voltage characteristic curve based on the voltage value and the current value. And failure of the photovoltaic module using the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve. A and a step of diagnosis.
  • the micro-converter may further include following the maximum power point of the photovoltaic module after transmitting the state information by performing the full scan function.
  • One embodiment of the present invention can accurately diagnose the failure state of the photovoltaic module remotely without affecting the power generation state of the photovoltaic module.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system equipped with a micro-converter 100.
  • FIG. 2 is a block diagram of a remote diagnosis system 1 of a photovoltaic module according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is an example of a monitoring screen showing whether the photovoltaic module 10 is abnormal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method of operating the micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • ... unit means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
  • the photovoltaic power generation system equipped with the micro-converter 100 includes a photovoltaic array 200, an inverter 300, and a meter 400, in which a plurality of photovoltaic modules 10A to 10N (hereinafter referred to as 10) are arranged. ), And an electrical grid.
  • the photovoltaic power generation system equipped with the micro converter 100 configured as described above, light energy is converted into electrical energy through the photovoltaic array 200 in which a plurality of photovoltaic modules 10A to 10N are arranged to produce electricity.
  • the generated electricity is converted into AC power through the inverter 300, and power is supplied to the load 600 requiring the AC power.
  • the produced power is measured in the meter 400, and is transmitted to an electric handling company through an electric grid 500 which is a power grid.
  • FIG. 2 is a block diagram of a remote diagnosis system 1 of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a block diagram of a micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the remote diagnosis system 1 of the photovoltaic module includes a micro converter 100, a repeater 700, a monitoring server 800, and a terminal 900.
  • the micro-converter 100 detects state information for diagnosing electrical characteristics of the photovoltaic module 10 constituting the photovoltaic power generation facility, converts the detected state information into communication data, and outputs the converted state information. (10) serves to compensate for power deviation between or strings.
  • the micro-converter 100 may be installed in a one-to-one correspondence with the photovoltaic module 10. Although only one micro-converter 100 is illustrated in FIG. 2, the number of photovoltaic modules 10 constituting the actual solar array 200 is preferably provided.
  • the micro-converter 100 includes a resistor 101, first and second switches S1 and S2 for changing a voltage path, a plurality of diodes D1 and D2, and an inductor 102. , A current detector 103, a voltage detector 104, a temperature detector 105, a controller 106 for outputting status information of the photovoltaic module 10, and a wireless module 107.
  • the controller 106 When status information is requested through the monitoring server 800, the controller 106 performs a full scan function.
  • the full scan function is a function of maintaining the voltage of the photovoltaic module 10 at a desired value regardless of the output voltage by using the DC-DC converter function of the controller 106.
  • the micro-converter 100 temporarily stops following the maximum power point and switches to the diagnostic mode to change the voltage of the photovoltaic module 10 from the lowest voltage to the open voltage. You can scan.
  • the micro-converter 100 may measure current while scanning from the lowest voltage to the open voltage, and may read the voltage and current values and output them as status information.
  • the wireless module 107 is connected to the controller 106 to transmit status information to the monitoring server 800 or to transmit command information received from the monitoring server 800 to the controller 106.
  • the repeater 700 collects state information output from each of the plurality of micro-converters 100 and plays a role of relaying through communication.
  • the repeater 700 may use various communication relay devices.
  • the repeater 100 may be implemented as a gateway or a Wi-Fi access point (AP).
  • AP Wi-Fi access point
  • the monitoring server 800 calculates current-voltage and power-voltage characteristic curves of the photovoltaic module 10 based on the state information relayed through the repeater 700 as diagnostic information of the photovoltaic module 10. Serves to provide.
  • the monitoring server 800 calculates power based on the voltage and current values received from the micro-converter 100, and then calculates current-voltage and power-voltage curves, which are electrical characteristics of the photovoltaic module 10. .
  • the monitoring server 800 may be implemented by a general personal computer, and may include a communication module.
  • the monitoring server 800 may communicate with the relay 700 and the terminal 900 through a communication module.
  • the terminal 900 requests the diagnosis of the specific photovoltaic module 10 to the monitoring server 800, and serves to display the diagnostic information of the provided photovoltaic module 10 on the screen so that the user can check the diagnosis information.
  • the terminal 900 may be implemented as a general personal computer, a smart phone, a tablet PC used by the administrator.
  • FIG. 4 is an example of a monitoring screen showing whether the photovoltaic module 10 is abnormal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a method of operating the micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the photovoltaic module 10 installed on the site converts light energy generated from sunlight into electrical energy and outputs the electrical energy.
  • the monitoring server 800 collects power values output from each photovoltaic module 10 and informs an administrator of an abnormality. For example, the monitoring server 800 displays a hazard indication on the photovoltaic module 10 having an output power value smaller than that of another photovoltaic module 10 through a monitoring screen as shown in FIG. 4. can do.
  • the micro-converter 100 installed in the photovoltaic module 10 is remoted.
  • the data for diagnosis is collected and transmitted to the monitoring server 800.
  • the monitoring server 800 or the administrator may request a remote diagnosis for the photovoltaic module 10 suspected of a failure without checking the danger indication through the monitoring screen.
  • the micro-converter 100 installed in the photovoltaic module 10 is the maximum power point tracking in the normal mode to increase power generation efficiency (Maximum Power Point Tracking, MPPT) (S111).
  • MPPT Maximum Power Point Tracking
  • the micro-converter 100 stops following the maximum power point (S113), changes from the normal mode to the diagnostic mode and performs a full scan function (S114).
  • the full scan function means applying the voltage of the photovoltaic module 10 from the lowest voltage to the open voltage in the PI (Proportional Integral) control mode and measuring the current value and the voltage value at that time.
  • PI Proportional Integral
  • the micro-converter 100 After performing the full scan function, the micro-converter 100 transmits the measurement data stored through the scan to the monitoring server 800 through the repeater 700 (S115). Then, the micro-converter 100 returns to the normal mode from the diagnostic mode and restarts the maximum power point following (S116).
  • the operation of the micro-converter 100 may be performed by the controller 106.
  • the time for performing the full scan may be several tens of ms, and thus the micro converter 100 may not affect the power generation state of the photovoltaic module 10.
  • the micro-converter 100 When performing the full scan function to transmit the measurement data, the micro-converter 100 transmits the current value measured through the current detector 103, the voltage value measured through the voltage detector 104, and the temperature detector 105. The measured temperature value may be transmitted to the monitoring server 800.
  • the monitoring server 800 uses the measurement data which is the state information of the photovoltaic module 10 received from the micro-converter 100 to display the current-voltage and power-voltage characteristic curves of the photovoltaic module 10. It can calculate as shown in FIG.
  • FIG. 6 is an example of the current-voltage characteristic curve (upper graph) and the power-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10 according to the change in solar radiation.
  • 7 is an example of the current-voltage characteristic curve (upper graph) and the power-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10 according to temperature change.
  • 8 is an example of a current-voltage and power-voltage characteristic curve according to the presence of a shadow in the photovoltaic module 10
  • FIG. 9 is a power-voltage characteristic curve (upper graph) of the photovoltaic module 10 and FIG. An example of a current-voltage characteristic curve (lower graph) is shown.
  • the current-voltage and power-voltage characteristic curves calculated by the monitoring server 800 may vary according to the amount of insolation. If the amount of insolation is large, the current and power values corresponding to the same voltage value are larger than that in the case of the insolation amount, and thus the characteristic curve of FIG. 6 may be calculated.
  • the current-voltage and power-voltage characteristic curves calculated by the monitoring server 800 may vary according to temperature, and the maximum power value calculated when the temperature is low is larger than when the temperature is high. A characteristic curve like 7 can be calculated.
  • the photovoltaic module 10 generates different powers depending on the amount of solar radiation and temperature or the voltage applied.
  • FIG. 8 shows the current of the photovoltaic module 10 calculated by the monitoring server 800 when the sub-module is affected by shadows, dust, foreign matters, etc. inside the photovoltaic module 10.
  • the voltage and power-voltage characteristic curves are shown.
  • the photovoltaic module 10 is composed of sub-modules, and if any of the sub-modules have a shadow, foreign matter or deterioration occurs in the sub-module, the peaks of the power-voltage curve are shown in FIG. 8. There are a plurality.
  • the monitoring server 800 calculates a current-voltage characteristic curve and a power-voltage characteristic curve of the photovoltaic module 10 based on various measurement data of the photovoltaic module 10 that is input, and the manager The display may be displayed on the screen of the monitoring server 800 or may be transmitted to the terminal 900.
  • the manager checks the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve of the photovoltaic module 10 displayed on the screen, and determines the electrical characteristics such as failure or abnormality of the photovoltaic module 10. It is possible to accurately diagnose the state of the photovoltaic module 10.
  • the manager or the monitoring server 800 may predict that one submodule is buried with a shadowed area or a foreign object. Can be.
  • the monitoring server 800 may automatically diagnose the failure of the photovoltaic module 10 by comparing the calculated characteristic curve with a pre-stored reference characteristic curve, and the monitoring server 800 may detect the photovoltaic module. In case of diagnosing failure of 10), it can inform the administrator through the monitoring screen. In addition, the manager may directly check the characteristic curve, and diagnose the failure of the photovoltaic module 10 by referring to a manual or the like.
  • the manager or monitoring server 800 may accurately determine whether the photovoltaic module 10 has failed based on the power-voltage and current-voltage characteristic curves calculated remotely.
  • the photovoltaic module 10 should be separated from the power generation system, so whether the failure occurs in the power generation situation Cannot be diagnosed.
  • the micro-converter 100 performs a full scan in a very short time to diagnose a failure without affecting power generation even in a power generation situation.

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Abstract

A remote diagnostic system for a photovoltaic module, according to one embodiment of the present invention, comprises: one or more micro-converters for detecting and transmitting state information of a photovoltaic module; a repeater for relaying the state information transmitted from the micro-converters; and a monitoring server which calculates a current-voltage characteristic curve and a power-voltage characteristic curve of the photovoltaic module on the basis of the state information received through the repeater, and which provides the calculated curves as diagnostic information on the photovoltaic module.

Description

태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템 및 방법Remote diagnosis system and method of solar power module
본 발명은 태양 광 발전모듈의 원격 진단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원격에서 태양 광 발전모듈(photovoltaic module)의 전기적인 특성을 용이하게 측정 및 진단할 수 있도록 한 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a remote diagnosis of a photovoltaic module, and more particularly, to a remote diagnosis system of a photovoltaic module for enabling easy measurement and diagnosis of electrical characteristics of a photovoltaic module at a remote location. It is about.
지구온난화로 인하여 탄소배출이 세계적 문제로 대두 되고 있으며, 이로 인해 세계적으로 온실가스를 줄이기 위한 노력의 일환으로 신재생에너지 개발 및 적용이 지속적으로 증가하고 있다.Due to global warming, carbon emissions are becoming a global problem, and as a result, the development and application of renewable energy is continuously increasing as part of efforts to reduce greenhouse gases worldwide.
특히, 태양 광 발전의 경우, 다양한 형태의 셀 가공 기술을 통한 고효율의 제품개발이 진행되고 있는 실정이며, 향후 대체 에너지원으로서의 적용이 대규모로 진행될 것으로 예상된다. 따라서 태양 광 발전설비에 대한 진단 수요가 증가할 것이며, 신뢰도가 높은 진단결과를 통한 효율 향상 및 고장을 초래할 수 있는 잠재적 요인의 해결 기술이 요구된다.In particular, in the case of photovoltaic power generation, high-efficiency products are being developed through various types of cell processing technologies, and application as alternative energy sources is expected to proceed in large scale in the future. Therefore, the diagnostic demand for photovoltaic facilities will increase, and there is a need for a technique for solving potential factors that can lead to improved efficiency and failure through highly reliable diagnosis results.
태양 광 발전설비에 대한 진단을 위한 각종 센서, 계측장비 및 기법들은 오래전부터 다양한 형태로 수행되어 왔다. 태양 광 발전설비에 대해 정밀하고 신뢰성이 높은 진단을 위해서는 동시에 다수의 측정 포인트로부터의 데이터를 취득하고 분석하여야 한다. 특히, 태양 광 발전설비에서 태양 광 발전 모듈의 발전 상태를 모듈 별로 진단하기 위해서는 각 모듈 단위로 전압, 전류, 온도 등을 측정하기 위한 센서 모듈을 장착하고, 이를 전송하기 위한 통신 모듈을 별도로 구비해야 한다.Various sensors, measuring equipment and techniques for diagnosing photovoltaic power generation facilities have been performed in various forms for a long time. Accurate and reliable diagnosis of photovoltaic equipment requires simultaneous acquisition and analysis of data from multiple measuring points. In particular, in order to diagnose the power generation status of the photovoltaic module in each photovoltaic facility, each module must be equipped with a sensor module for measuring voltage, current, temperature, etc. and separately provided with a communication module for transmitting the same. do.
근래의 태양 광 발전설비에는 스트링(string) 내에 모듈 간 미스매치(전력편차) 및 스트링 간 전력편차에 의한 발전량 감소 현상을 제거하기 위해, 마이크로 컨버터(Micro-converter)라는 전압 조정 장치를 태양 광 모듈에 장착한 태양 광 발전시스템이 많이 설치되고 있다. 발전량 증산을 위해 마이크로 컨버터를 태양 광 모듈에 장착하면, 적은 추가 비용으로 태양 광 발전 설비의 발전량 증산을 도모할 수 있다.In recent years, photovoltaic power generation equipment uses a voltage regulator called a micro-converter to eliminate the power generation caused by mismatches between modules within a string and power deviation between strings. Many photovoltaic power generation systems installed in the installation. If a micro-converter is mounted on the solar module to increase the amount of power generated, it is possible to increase the amount of power generated by the photovoltaic plant at a small additional cost.
태양 광 발전설비를 진단하기 위해 한국공개특허 2012-0100184(이하, "종래기술"이라 약칭함)는 태양 광 어레이의 전압 및 전류 값을 측정하여 성능을 감시하고, 태양 광 어레이의 고장을 검출할 수 있는 원격 감시 시스템에 대한 내용을 개시하고 있지만, 전압 센서 및 전류 센서를 개별적으로 사용하고 순간의 전류 및 전압 값만을 이용하여 태양 광 어레이의 고장 여부를 판단한다. 따라서, 종래기술은 그림자나 이물질에 의한 일시적인 태양 광 어레이의 발전 저하와 실제 태양 광 어레이의 고장 여부를 용이하게 판단하지 못한다. In order to diagnose photovoltaic power generation facilities, Korean Patent Publication No. 2012-0100184 (hereinafter referred to as “Prior Art”) monitors performance by measuring voltage and current values of a solar array, and detects failure of the solar array. Although a remote monitoring system is disclosed, a voltage sensor and a current sensor are used separately and only the instantaneous current and voltage values are used to determine whether a solar array has failed. Therefore, the prior art does not easily determine the temporary deterioration of the generation of the solar array due to the shadow or foreign matter and whether the actual solar array is broken.
본 발명의 하나의 실시예는 원격에서 태양 광 발전모듈의 고장 상태를 정확하게 진단하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to accurately diagnose the failure state of the photovoltaic module remotely.
본 발명의 하나의 실시예는 태양 광 발전모듈의 발전 상태에 영향을 주지 않으면서 태양 광 모듈의 고장 상태를 진단하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is for diagnosing a fault state of a solar module without affecting the power generation state of the solar cell module.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above object, embodiments according to the present invention can be used to achieve other objects not specifically mentioned.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템은 태양 광 발전모듈의 상태 정보를 검출하여 전송하는 하나 이상의 마이크로 컨버터, 상기 마이크로 컨버터에서 전송된 상태 정보를 중계해주는 중계기, 그리고 상기 중계기를 통해 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 태양 광 발전모듈의 전류-전압 특성 곡선 및 전력-전압 특성 곡선을 산출하여 상기 태양 광 발전모듈의 진단 정보로 제공하는 감시 서버를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a remote diagnosis system for a photovoltaic module includes one or more micro converters for detecting and transmitting state information of a photovoltaic module, a repeater for relaying state information transmitted from the micro converter, and the And a monitoring server configured to calculate current-voltage characteristic curves and power-voltage characteristic curves of the photovoltaic module based on the state information received through the repeater and provide the diagnostic information of the photovoltaic module.
여기서, 상기 마이크로 컨버터는 상기 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하고, 진단 명령을 수신하는 경우, 상기 최대 전력점 추종을 중지하고 풀 스캔(full scan) 기능을 수행하여 최저 전압부터 개방 전압까지의 전압 값과 상기 전압 값에 대응되는 전류 값을 상태 정보로 전송할 수 있다.Here, when the micro-converter follows the maximum power point of the photovoltaic module and receives a diagnostic command, the micro-converter stops following the maximum power point and performs a full scan function to perform the full scan function from the lowest voltage to the open voltage. The voltage value and the current value corresponding to the voltage value may be transmitted as state information.
또한, 상기 마이크로 컨버터는 상기 풀 스캔 기능을 수행하여 상기 상태 정보를 전송한 후 다시 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종할 수 있다.The micro-converter may also follow the maximum power point of the photovoltaic module after transmitting the state information by performing the full scan function.
또한, 상기 감시 서버는 상기 전압 값 및 상기 전류 값에 기초하여 상기 전류-전압 특성 곡선 및 상기 전력-전압 특성 곡선을 산출할 수 있다.The monitoring server may calculate the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve based on the voltage value and the current value.
또한, 상기 감시 서버에 특정 태양 광 모듈의 진단을 요청하고, 상기 감시 서버로부터 제공된 진단 정보를 화면에 표시하는 단말기를 더 포함할 수 있다.In addition, the monitoring server may further include a terminal for requesting diagnosis of a specific solar module and displaying diagnostic information provided from the monitoring server on a screen.
또한, 상기 감시 서버는 미리 저장된 참조 특성 곡선과 상기 전류-전압 특성 곡선 및 상기 전력-전압 특성 곡선을 비교하여 상기 태양 광 발전모듈의 고장 여부를 진단할 수 있다.In addition, the monitoring server may diagnose the failure of the photovoltaic module by comparing a pre-stored reference characteristic curve with the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈의 원격 진단방법은 마이크로 컨버터가 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 단계, 상기 마이크로 컨버터가 진단 명령을 수신하는 경우, 상기 최대 전력점 추종을 중지하는 단계, 상기 마이크로 컨버터가 풀 스캔 기능을 수행하여 최저 전압부터 개방 전압까지의 전압 값과 상기 전압 값에 대응되는 전류 값을 상태 정보로 전송하는 단계, 상기 마이크로 컨버터가 풀 스캔 기능을 수행하여 상기 상태 정보를 전송한 후 다시 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 단계, 감시 서버가 상기 전압 값 및 상기 전류 값에 기초하여 전류-전압 특성 곡선 및 전력-전압 특성 곡선을 산출하는 단계, 그리고 상기 전류-전압 특성 곡선 및 전력-전압 특성 곡선을 이용하여 상기 태양 광 발전모듈의 고장 여부를 진단하는 단계를 포함한다.In a remote diagnosis method of a solar power module according to an embodiment of the present invention, the micro-converter follows the maximum power point of the photovoltaic module, when the micro-converter receives a diagnostic command, the maximum power point tracking Stopping, the micro-converter performs a full scan function to transmit a voltage value from the lowest voltage to the open voltage and a current value corresponding to the voltage value as status information, the micro-converter performs a full scan function Following the maximum power point of the photovoltaic module after transmitting the state information, and the monitoring server calculating a current-voltage characteristic curve and a power-voltage characteristic curve based on the voltage value and the current value. And failure of the photovoltaic module using the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve. A and a step of diagnosis.
여기서, 상기 마이크로 컨버터가 상기 풀 스캔 기능을 수행하여 상기 상태 정보를 전송한 후 다시 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the micro-converter may further include following the maximum power point of the photovoltaic module after transmitting the state information by performing the full scan function.
본 발명의 하나의 실시예는 태양 광 발전모듈의 발전 상태에 영향을 주지 않으면서 원격에서 태양 광 발전모듈의 고장 상태를 정확하게 진단할 수 있다.One embodiment of the present invention can accurately diagnose the failure state of the photovoltaic module remotely without affecting the power generation state of the photovoltaic module.
도 1은 마이크로 컨버터(100)가 장착된 태양 광 발전시스템의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system equipped with a micro-converter 100.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템(1)의 블록도이다.2 is a block diagram of a remote diagnosis system 1 of a photovoltaic module according to one embodiment of the invention.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마이크로 컨버터(100)의 구성도이다.3 is a block diagram of a micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈(10)의 이상 여부를 보여주는 모니터링 화면의 예시이다.4 is an example of a monitoring screen showing whether the photovoltaic module 10 is abnormal according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마이크로 컨버터(100) 동작 방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method of operating the micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
도 6은 일사량 변화에 따른 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 특성 곡선(위쪽 그래프)과 전력-전압 특성 곡선(아래쪽 그래프)의 예시이다.6 is an example of the current-voltage characteristic curve (upper graph) and the power-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10 according to the change in solar radiation.
도 7은 온도 변화에 따른 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 특성 곡선(위쪽 그래프)과 전력-전압 특성 곡선(아래쪽 그래프)의 예시이다.7 is an example of the current-voltage characteristic curve (upper graph) and the power-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10 according to temperature change.
도 8은 태양 광 발전모듈(10)에 그림자의 존재에 따른 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선의 예시이다.8 is an example of the current-voltage and power-voltage characteristic curves according to the presence of shadows in the photovoltaic module 10.
도 9는 태양 광 발전모듈(10)의 전력-전압 특성 곡선(위쪽 그래프)과 전류-전압 특성 곡선(아래쪽 그래프)의 예시이다.9 is an example of a power-voltage characteristic curve (upper graph) and a current-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION 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 practice 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. The drawings and description are to be regarded as illustrative in nature and not restrictive. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. In addition, in the case of well-known technology, a detailed description thereof will be omitted.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된"…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When any part of the specification is to "include" any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the term "... unit" described in the specification means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
이하에서 본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a remote diagnosis system of a solar power module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 마이크로 컨버터(100)가 장착된 태양 광 발전시스템의 개략 구성도이다. 마이크로 컨버터(100)가 장착된 태양 광 발전시스템은 태양 광 발전모듈(10A ~ 10N, 이하 10으로 표기함)이 복수개 배열된 태양 광 어레이(200), 인버터(inverter)(300), 계량기(400), 그리고 전기 그리드(electrical grid)를 포함한다.1 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation system equipped with a micro-converter 100. The photovoltaic power generation system equipped with the micro-converter 100 includes a photovoltaic array 200, an inverter 300, and a meter 400, in which a plurality of photovoltaic modules 10A to 10N (hereinafter referred to as 10) are arranged. ), And an electrical grid.
이렇게 구성된 마이크로 컨버터(100)가 장착된 태양 광 발전시스템은 태양 광 발전모듈(10A ~ 10N)이 복수개 배열된 태양 광 어레이(200)를 통해 빛 에너지가 전기적 에너지로 변환되어 전기가 생산된다. 생산된 전기는 인버터(300)를 통해 교류 전원으로 변환되어, 교류 전원을 필요로 하는 부하(600)로 전력이 공급된다. 아울러 생산된 전력은 계량기(400)에서 계측되고, 전력망인 전기 그리드(500)를 통해 전기 취급 회사 등으로 전달된다.In the photovoltaic power generation system equipped with the micro converter 100 configured as described above, light energy is converted into electrical energy through the photovoltaic array 200 in which a plurality of photovoltaic modules 10A to 10N are arranged to produce electricity. The generated electricity is converted into AC power through the inverter 300, and power is supplied to the load 600 requiring the AC power. In addition, the produced power is measured in the meter 400, and is transmitted to an electric handling company through an electric grid 500 which is a power grid.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템(1)의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마이크로 컨버터(100)의 구성도이다.2 is a block diagram of a remote diagnosis system 1 of a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram of a micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention.
태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템(1)은 마이크로 컨버터(100), 중계기(700), 감시 서버(800), 그리고 단말기(900)를 포함한다.The remote diagnosis system 1 of the photovoltaic module includes a micro converter 100, a repeater 700, a monitoring server 800, and a terminal 900.
마이크로 컨버터(100)는 태양 광 발전설비를 이루는 태양 광 발전모듈(10)의 전기적인 특성을 진단하기 위한 상태 정보를 검출하고, 검출한 상태 정보를 통신 데이터로 변환하여 출력하며, 태양 광 발전모듈(10) 간 또는 스트링 간 전력 편차를 보상하는 역할을 한다. 이러한 마이크로 컨버터(100)는 태양 광 발전모듈(10)에 일대일로 대응되게 설치될 수 있다. 도 2에는 한 개의 마이크로 컨버터(100)만을 도시 하였으나, 실제 태양 광 어레이(200)를 이루는 태양 광 발전모듈(10)의 개수만큼 구비되는 것이 바람직하다.The micro-converter 100 detects state information for diagnosing electrical characteristics of the photovoltaic module 10 constituting the photovoltaic power generation facility, converts the detected state information into communication data, and outputs the converted state information. (10) serves to compensate for power deviation between or strings. The micro-converter 100 may be installed in a one-to-one correspondence with the photovoltaic module 10. Although only one micro-converter 100 is illustrated in FIG. 2, the number of photovoltaic modules 10 constituting the actual solar array 200 is preferably provided.
상기 마이크로 컨버터(100)는 도 3에 도시한 바와 같이, 저항(101), 전압 경로 변경을 위한 제1 및 제2 스위치(S1, S2), 복수개의 다이오드(D1, D2), 인덕터(102), 전류 검출기(103), 전압 검출기(104), 온도 검출기(105), 태양 광 발전모듈(10)의 상태 정보를 출력하는 제어기(106), 그리고 무선 모듈(107)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the micro-converter 100 includes a resistor 101, first and second switches S1 and S2 for changing a voltage path, a plurality of diodes D1 and D2, and an inductor 102. , A current detector 103, a voltage detector 104, a temperature detector 105, a controller 106 for outputting status information of the photovoltaic module 10, and a wireless module 107.
감시 서버(800)를 통해 상태 정보가 요청되면, 제어기(106)는 풀 스캔(full scan) 기능을 수행한다. 풀 스캔 기능은 제어기(106)의 DC-DC 컨버터 기능을 이용하여 출력전압에 관계없이 태양 광 발전모듈(10)의 전압을 원하는 값으로 유지하는 기능이다. 제어기(106)가 풀 스캔 기능을 수행하는 경우, 마이크로 컨버터(100)는 최대전력점을 추종하는 기능을 잠시 중단하고 진단 모드로 바꾸어 태양 광 발전모듈(10)의 전압을 최저 전압부터 개방 전압까지 스캔할 수 있다. 또한, 마이크로 컨버터(100)는 최저 전압부터 개방 전압까지 스캔하면서 전류를 측정하고, 전압 및 전류 값을 읽어 이를 상태 정보로 출력할 수 있다. When status information is requested through the monitoring server 800, the controller 106 performs a full scan function. The full scan function is a function of maintaining the voltage of the photovoltaic module 10 at a desired value regardless of the output voltage by using the DC-DC converter function of the controller 106. When the controller 106 performs the full scan function, the micro-converter 100 temporarily stops following the maximum power point and switches to the diagnostic mode to change the voltage of the photovoltaic module 10 from the lowest voltage to the open voltage. You can scan. In addition, the micro-converter 100 may measure current while scanning from the lowest voltage to the open voltage, and may read the voltage and current values and output them as status information.
무선 모듈(107)은 제어기(106)와 접속되어 상태 정보를 감시 서버(800)로 전송하거나 감시 서버(800)로부터 수신한 명령 정보를 제어기(106)에 전달한다.The wireless module 107 is connected to the controller 106 to transmit status information to the monitoring server 800 or to transmit command information received from the monitoring server 800 to the controller 106.
상기 중계기(700)는 상기 복수개의 마이크로 컨버터(100)에서 각각 출력되는 상태 정보를 취합하여 통신을 통해 중계해주는 역할을 한다. 이러한 중계기(700)는 다양한 통신 중계 장치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 중계기(100)는 게이트웨이나 와이파이 액세스 포인트(AP)로 구현될 수 있다.The repeater 700 collects state information output from each of the plurality of micro-converters 100 and plays a role of relaying through communication. The repeater 700 may use various communication relay devices. For example, the repeater 100 may be implemented as a gateway or a Wi-Fi access point (AP).
감시 서버(800)는 중계기(700)를 통해 중계되는 상태 정보를 기초로 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선을 산출하여 태양 광 발전모듈(10)의 진단정보로 제공하는 역할을 한다.The monitoring server 800 calculates current-voltage and power-voltage characteristic curves of the photovoltaic module 10 based on the state information relayed through the repeater 700 as diagnostic information of the photovoltaic module 10. Serves to provide.
감시 서버(800)는 마이크로 컨버터(100)로부터 수신한 전압 및 전류 값을 기초로 전력을 계산한 후, 태양 광 발전모듈(10)의 전기적인 특성인 전류-전압 및 전력-전압 곡선을 산출한다. 이러한 감시 서버(800)는 통상의 퍼스널 컴퓨터로 구현이 가능하며, 통신 모듈을 포함할 수 있다. 감시 서버(800)는 통신 모듈을 통해 중계기(700) 및 단말기(900)와 통신을 수행할 수 있다.The monitoring server 800 calculates power based on the voltage and current values received from the micro-converter 100, and then calculates current-voltage and power-voltage curves, which are electrical characteristics of the photovoltaic module 10. . The monitoring server 800 may be implemented by a general personal computer, and may include a communication module. The monitoring server 800 may communicate with the relay 700 and the terminal 900 through a communication module.
단말기(900)는 감시 서버(800)로 특정 태양 광 발전모듈(10)의 진단을 요청하고, 제공된 태양 광 발전모듈(10)의 진단정보를 사용자가 확인할 수 있도록 화면에 표시해주는 역할을 한다. 이러한 단말기(900)는 관리자가 사용하는 통상의 퍼스널 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 PC 등으로 구현될 수 있다.The terminal 900 requests the diagnosis of the specific photovoltaic module 10 to the monitoring server 800, and serves to display the diagnostic information of the provided photovoltaic module 10 on the screen so that the user can check the diagnosis information. The terminal 900 may be implemented as a general personal computer, a smart phone, a tablet PC used by the administrator.
이와 같이 구성된 본 발명에 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템(1)에 대한 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the detailed operation of the remote diagnosis system 1 of the photovoltaic module according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 태양 광 발전모듈(10)의 이상 여부를 보여주는 모니터링 화면의 예시이고, 도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마이크로 컨버터(100) 동작 방법의 순서도이다.4 is an example of a monitoring screen showing whether the photovoltaic module 10 is abnormal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a method of operating the micro-converter 100 according to an embodiment of the present invention. Flowchart.
먼저, 현장에 설치된 태양 광 발전모듈(10)은 태양 광으로부터 발생한 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 출력한다. 감시 서버(800)는 각 태양 광 발전모듈(10)로부터 출력된 전력 값을 수집하여 이상 여부를 관리자에게 알려준다. 예를 들어, 감시 서버(800)는 도 4에 도시한 바와 같이 모니터링 화면을 통해 출력 전력 값이 다른 태양 광 발전모듈(10)의 출력 전력 값보다 작은 태양 광 발전모듈(10)에 위험 표시를 할 수 있다.First, the photovoltaic module 10 installed on the site converts light energy generated from sunlight into electrical energy and outputs the electrical energy. The monitoring server 800 collects power values output from each photovoltaic module 10 and informs an administrator of an abnormality. For example, the monitoring server 800 displays a hazard indication on the photovoltaic module 10 having an output power value smaller than that of another photovoltaic module 10 through a monitoring screen as shown in FIG. 4. can do.
모니터링 화면을 통해 위험 표시를 확인한 관리자 또는 감시 서버(800)가 해당 태양 광 발전모듈(10)에 대한 원격진단을 요청하는 경우, 해당 태양 광 발전모듈(10)에 설치된 마이크로 컨버터(100)가 원격진단을 위한 데이터를 수집하여 감시 서버(800)로 전송한다.When the administrator or the monitoring server 800 confirming the danger indication through the monitoring screen requests remote diagnosis for the photovoltaic module 10, the micro-converter 100 installed in the photovoltaic module 10 is remoted. The data for diagnosis is collected and transmitted to the monitoring server 800.
또한, 감시 서버(800) 또는 관리자는 모니터링 화면을 통해 위험 표시를 확인하지 않고, 고장 여부가 의심되는 태양 광 발전모듈(10)에 대한 원격진단을 요청할 수 있다. In addition, the monitoring server 800 or the administrator may request a remote diagnosis for the photovoltaic module 10 suspected of a failure without checking the danger indication through the monitoring screen.
도 5를 참고로 하여 마이크로 컨버터(100)의 동작 방법에 대해 자세히 살펴보면, 태양 광 발전모듈(10)에 설치된 마이크로 컨버터(100)는 발전 효율을 높이기 위해 일반 모드로 최대전력점 추종(Maximum Power Point Tracking, MPPT)을 한다(S111). 감시 서버(800)로부터 원격진단 명령을 받는 경우(S112), 마이크로 컨버터(100)는 최대전력점 추종을 중지하고(S113), 일반 모드에서 진단 모드로 바꾸어 풀 스캔 기능을 수행한다(S114).Looking at the operation method of the micro-converter 100 in detail with reference to Figure 5, the micro-converter 100 installed in the photovoltaic module 10 is the maximum power point tracking in the normal mode to increase power generation efficiency (Maximum Power Point Tracking, MPPT) (S111). When receiving a remote diagnosis command from the monitoring server (800) (S112), the micro-converter 100 stops following the maximum power point (S113), changes from the normal mode to the diagnostic mode and performs a full scan function (S114).
풀 스캔 기능은 PI(Proportional Integral) 제어 모드에서 태양 광 발전모듈(10)의 전압을 최저 전압부터 개방 전압까지 인가하면서 그 때의 전류 값과 전압 값을 측정하는 것을 의미한다. The full scan function means applying the voltage of the photovoltaic module 10 from the lowest voltage to the open voltage in the PI (Proportional Integral) control mode and measuring the current value and the voltage value at that time.
풀 스캔 기능을 수행한 후, 마이크로 컨버터(100)는 스캔을 통하여 저장한 측정 데이터를 중계기(700)를 통해 감시 서버(800)로 전송한다(S115). 그리고, 마이크로 컨버터(100)는 진단 모드에서 다시 일반 모드로 복귀하여 최대전력점 추종을 재가동한다(S116).After performing the full scan function, the micro-converter 100 transmits the measurement data stored through the scan to the monitoring server 800 through the repeater 700 (S115). Then, the micro-converter 100 returns to the normal mode from the diagnostic mode and restarts the maximum power point following (S116).
이러한 마이크로 컨버터(100)의 동작은 제어기(106)에 의해 수행될 수 있으며, 일반적으로 풀 스캔을 수행하는 시간은 수십 ms이므로 태양 광 발전모듈(10)의 발전 상태에 영향을 주지 않을 수 있다.The operation of the micro-converter 100 may be performed by the controller 106. In general, the time for performing the full scan may be several tens of ms, and thus the micro converter 100 may not affect the power generation state of the photovoltaic module 10.
풀 스캔 기능을 수행하여 측정 데이터를 전송하는 경우, 마이크로 컨버터(100)는 전류 검출기(103)를 통해 측정된 전류 값, 전압 검출기(104)를 통해 측정된 전압 값, 온도 검출기(105)를 통해 측정된 온도 값을 감시 서버(800)로 전송할 수 있다.When performing the full scan function to transmit the measurement data, the micro-converter 100 transmits the current value measured through the current detector 103, the voltage value measured through the voltage detector 104, and the temperature detector 105. The measured temperature value may be transmitted to the monitoring server 800.
감시 서버(800)는 마이크로 컨버터(100)로부터 수신한 태양 광 발전모듈(10)의 상태 정보인 측정 데이터를 이용하여 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선을 도 6 내지 도 9와 같이 산출할 수 있다.The monitoring server 800 uses the measurement data which is the state information of the photovoltaic module 10 received from the micro-converter 100 to display the current-voltage and power-voltage characteristic curves of the photovoltaic module 10. It can calculate as shown in FIG.
도 6은 일사량 변화에 따른 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 특성 곡선(위쪽 그래프)과 전력-전압 특성 곡선(아래쪽 그래프)의 예시이다. 도 7은 온도 변화에 따른 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 특성 곡선(위쪽 그래프)과 전력-전압 특성 곡선(아래쪽 그래프)의 예시이다. 도 8은 태양 광 발전모듈(10)에 그림자의 존재에 따른 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선의 예시이고, 도 9는 태양 광 발전모듈(10)의 전력-전압 특성 곡선(위쪽 그래프)과 전류-전압 특성 곡선(아래쪽 그래프)의 예시이다.6 is an example of the current-voltage characteristic curve (upper graph) and the power-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10 according to the change in solar radiation. 7 is an example of the current-voltage characteristic curve (upper graph) and the power-voltage characteristic curve (lower graph) of the photovoltaic module 10 according to temperature change. 8 is an example of a current-voltage and power-voltage characteristic curve according to the presence of a shadow in the photovoltaic module 10, and FIG. 9 is a power-voltage characteristic curve (upper graph) of the photovoltaic module 10 and FIG. An example of a current-voltage characteristic curve (lower graph) is shown.
도 6에 도시한 바와 같이 일사량에 따라 감시 서버(800)에서 산출하는 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선이 달라질 수 있다. 일사량이 큰 경우는 일사량이 작은 경우보다 동일한 전압 값에 대응되는 전류 및 전력 값이 커져서 도 6과 같은 특성 곡선이 산출될 수 있다.As shown in FIG. 6, the current-voltage and power-voltage characteristic curves calculated by the monitoring server 800 may vary according to the amount of insolation. If the amount of insolation is large, the current and power values corresponding to the same voltage value are larger than that in the case of the insolation amount, and thus the characteristic curve of FIG. 6 may be calculated.
도 7에 도시한 바와 같이 온도에 따라 감시 서버(800)에서 산출하는 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선이 달라질 수 있고, 온도가 낮은 경우가 온도가 높은 경우보다 산출되는 최대전력 값이 커져서 도 7과 같은 특성 곡선이 산출될 수 있다.As shown in FIG. 7, the current-voltage and power-voltage characteristic curves calculated by the monitoring server 800 may vary according to temperature, and the maximum power value calculated when the temperature is low is larger than when the temperature is high. A characteristic curve like 7 can be calculated.
도 6 및 도 7에서 볼 수 있듯이, 태양 광 발전모듈(10)은 일사량 및 온도의 상황 또는 인가되는 전압에 따라서 서로 다른 전력을 생산하게 된다.As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the photovoltaic module 10 generates different powers depending on the amount of solar radiation and temperature or the voltage applied.
도 8은 태양 광 발전모듈(10) 내부에 그림자, 먼지, 이물질 등으로 인해 서브 모듈(sub-module)이 영향을 받았을 경우, 감시 서버(800)가 산출한 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 및 전력-전압 특성 곡선을 도시한 것이다. 태양 광 발전모듈(10)은 내부에 서브모듈들로 구성되어 있는데, 그 중 어느 서브모듈에 그림자가 지거나, 이물질이 묻거나 서브모듈에 열화가 발생하면 도 8과 같이 전력-전압 곡선의 봉우리가 복수개가 된다.FIG. 8 shows the current of the photovoltaic module 10 calculated by the monitoring server 800 when the sub-module is affected by shadows, dust, foreign matters, etc. inside the photovoltaic module 10. The voltage and power-voltage characteristic curves are shown. The photovoltaic module 10 is composed of sub-modules, and if any of the sub-modules have a shadow, foreign matter or deterioration occurs in the sub-module, the peaks of the power-voltage curve are shown in FIG. 8. There are a plurality.
따라서 감시 서버(800)는 입력되는 태양 광 발전모듈(10)의 다양한 측정 데이터를 기반으로 해당 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 특성 곡선과 전력-전압 특성 곡선을 산출하고, 이를 관리자가 확인할 수 있도록 감시 서버(800)의 화면에 표시하거나 단말기(900)로 전송해 줄 수 있다. Therefore, the monitoring server 800 calculates a current-voltage characteristic curve and a power-voltage characteristic curve of the photovoltaic module 10 based on various measurement data of the photovoltaic module 10 that is input, and the manager The display may be displayed on the screen of the monitoring server 800 or may be transmitted to the terminal 900.
관리자는 이렇게 화면에 표시되는 태양 광 발전모듈(10)의 전류-전압 특성 곡선과 전력-전압 특성 곡선을 확인하여, 해당 태양 광 발전모듈(10)의 고장이나 이상 여부 등의 전기적인 특성을 판단할 수 있고, 태양 광 발전모듈(10)의 상태를 정확하게 진단할 수 있다.The manager checks the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve of the photovoltaic module 10 displayed on the screen, and determines the electrical characteristics such as failure or abnormality of the photovoltaic module 10. It is possible to accurately diagnose the state of the photovoltaic module 10.
예를 들어, 도 9에 도시한 바와 같이 두 곳에서 최고점이 존재하는 전력-전압 특성 곡선이 확인되는 경우, 관리자 또는 감시 서버(800)는 한 개의 서브 모듈에 음영지역 또는 이물질이 묻어 있음을 예측할 수 있다.For example, as shown in FIG. 9, when a power-voltage characteristic curve having peaks at two locations is identified, the manager or the monitoring server 800 may predict that one submodule is buried with a shadowed area or a foreign object. Can be.
감시 서버(800)는 산출된 특성 곡선과 미리 저장된 참조 특성 곡선과의 비교를 통해 태양 광 발전모듈(10)의 고장 여부를 자동으로 진단할 수 있고, 감시 서버(800)가 태양 광 발전모듈(10)의 고장 여부를 진단하는 경우, 모니터링 화면을 통해 관리자에게 알려줄 수 있다. 또한, 관리자는 특성 곡선을 직접 확인하고, 매뉴얼 등을 참조하여 태양 광 발전모듈(10)의 고장 여부를 진단할 수 있다.The monitoring server 800 may automatically diagnose the failure of the photovoltaic module 10 by comparing the calculated characteristic curve with a pre-stored reference characteristic curve, and the monitoring server 800 may detect the photovoltaic module. In case of diagnosing failure of 10), it can inform the administrator through the monitoring screen. In addition, the manager may directly check the characteristic curve, and diagnose the failure of the photovoltaic module 10 by referring to a manual or the like.
따라서, 관리자 또는 감시 서버(800)는 원격에서 산출된 전력-전압 및 전류-전압 특성 곡선에 기초하여 태양 광 발전모듈(10)의 고장 여부를 정확히 판단할 수 있다. 현장에서 태양 광 발전모듈(10)의 측정 장비를 사용하여 태양 광 발전모듈(10)의 고장 여부를 진단하는 경우, 태양 광 발전모듈(10)을 발전 시스템으로부터 분리하여야 하므로 발전 중인 상황에서는 고장 여부를 진단할 수 없다. 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 마이크로 컨버터(100)가 풀 스캔을 매우 짧은 시간에 수행함으로써 발전 중인 상황에서도 발전에 영향을 주지 않고 고장 여부를 진단할 수 있다.Therefore, the manager or monitoring server 800 may accurately determine whether the photovoltaic module 10 has failed based on the power-voltage and current-voltage characteristic curves calculated remotely. In the case of diagnosing the failure of the photovoltaic module 10 by using the measuring equipment of the photovoltaic module 10 in the field, the photovoltaic module 10 should be separated from the power generation system, so whether the failure occurs in the power generation situation Cannot be diagnosed. According to one embodiment of the present invention, the micro-converter 100 performs a full scan in a very short time to diagnose a failure without affecting power generation even in a power generation situation.
이상에서 본 발명의 바람직한 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 preferred 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.

Claims (8)

  1. 태양 광 발전모듈의 상태 정보를 검출하여 전송하는 하나 이상의 마이크로 컨버터,At least one micro-converter for detecting and transmitting status information of the photovoltaic module
    상기 마이크로 컨버터에서 전송된 상태 정보를 중계해주는 중계기, 그리고A repeater for relaying status information transmitted from the micro-converter, and
    상기 중계기를 통해 수신한 상태 정보에 기초하여 상기 태양 광 발전모듈의 전류-전압 특성 곡선 및 전력-전압 특성 곡선을 산출하여 상기 태양 광 발전모듈의 진단 정보로 제공하는 감시 서버The monitoring server calculates the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve of the photovoltaic module based on the state information received through the repeater and provides the diagnostic information of the photovoltaic module.
    를 포함하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템.Remote diagnosis system of a photovoltaic module comprising a.
  2. 제1항에서,In claim 1,
    상기 마이크로 컨버터는,The micro converter,
    상기 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하고,Following the maximum power point of the photovoltaic module,
    진단 명령을 수신하는 경우, 상기 최대 전력점 추종을 중지하고 풀 스캔(full scan) 기능을 수행하여 최저 전압부터 개방 전압까지의 전압 값과 상기 전압 값에 대응되는 전류 값을 상태 정보로 전송하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템.In the case of receiving a diagnostic command, stopping the maximum power point tracking and performing a full scan function to transmit a voltage value from the lowest voltage to the open voltage and a current value corresponding to the voltage value as status information. Remote diagnosis system of photovoltaic module.
  3. 제2항에서,In claim 2,
    상기 마이크로 컨버터는 상기 풀 스캔 기능을 수행하여 상기 상태 정보를 전송한 후 다시 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템.The micro-converter performs the full scan function to transmit the state information and then again follows the maximum power point of the photovoltaic module.
  4. 제2항에서,In claim 2,
    상기 감시 서버는 상기 전압 값 및 상기 전류 값에 기초하여 상기 전류-전압 특성 곡선 및 상기 전력-전압 특성 곡선을 산출하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템.And the monitoring server calculates the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve based on the voltage value and the current value.
  5. 제1항에서,In claim 1,
    상기 감시 서버에 특정 태양 광 모듈의 진단을 요청하고, 상기 감시 서버로부터 제공된 진단 정보를 화면에 표시하는 단말기를 더 포함하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템.Remote monitoring system for a photovoltaic module further comprising a terminal for requesting the monitoring server diagnosis of a specific photovoltaic module, and displaying the diagnostic information provided from the monitoring server on the screen.
  6. 제1항에서,In claim 1,
    상기 감시 서버는 미리 저장된 참조 특성 곡선과 상기 전류-전압 특성 곡선 및 상기 전력-전압 특성 곡선을 비교하여 상기 태양 광 발전모듈의 고장 여부를 진단하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템.The monitoring server is a remote diagnosis system of the photovoltaic module for diagnosing the failure of the photovoltaic module by comparing the stored reference characteristic curve, the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve.
  7. 마이크로 컨버터가 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 단계,The micro converter follows the maximum power point of the solar power module,
    상기 마이크로 컨버터가 진단 명령을 수신하는 경우, 상기 최대 전력점 추종을 중지하는 단계,When the micro-converter receives a diagnostic command, stopping the maximum power point following,
    상기 마이크로 컨버터가 풀 스캔 기능을 수행하여 최저 전압부터 개방 전압까지의 전압 값과 상기 전압 값에 대응되는 전류 값을 상태 정보로 전송하는 단계,Performing a full scan function by the micro converter to transmit a voltage value from a lowest voltage to an open voltage and a current value corresponding to the voltage value as state information;
    상기 마이크로 컨버터가 풀 스캔 기능을 수행하여 상기 상태 정보를 전송한 후 다시 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 단계,After the micro-converter performs the full scan function to transmit the state information, again following the maximum power point of the photovoltaic module;
    감시 서버가 상기 전압 값 및 상기 전류 값에 기초하여 전류-전압 특성 곡선 및 전력-전압 특성 곡선을 산출하는 단계, 그리고The monitoring server calculating a current-voltage characteristic curve and a power-voltage characteristic curve based on the voltage value and the current value, and
    상기 전류-전압 특성 곡선 및 전력-전압 특성 곡선을 이용하여 상기 태양 광 발전모듈의 고장 여부를 진단하는 단계Diagnosing the failure of the photovoltaic module using the current-voltage characteristic curve and the power-voltage characteristic curve
    를 포함하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단방법.Remote diagnostic method of the photovoltaic module comprising a.
  8. 제7항에서,In claim 7,
    상기 마이크로 컨버터가 상기 풀 스캔 기능을 수행하여 상기 상태 정보를 전송한 후 다시 태양 광 발전모듈의 최대 전력점을 추종하는 단계를 더 포함하는 태양 광 발전모듈의 원격 진단방법.And after the micro-converter transmits the state information by performing the full scan function, tracking the maximum power point of the photovoltaic module again.
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