WO2016085009A1 - System and method for diagnosing abnormality in solar module string connected in series - Google Patents

System and method for diagnosing abnormality in solar module string connected in series Download PDF

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WO2016085009A1
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string
output voltage
voltage value
abnormal
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송기택
이철송
오지환
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(주)대은
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
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    • 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
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to an abnormality diagnosis system and method for diagnosing an abnormality in a string in which a solar module is connected in series in a photovoltaic power generation system, and more specifically, a module in which an abnormality occurs in a string in which a solar module is connected in series.
  • Module located at is specified as an abnormal module or exported in one string. If a module whose output voltage value exceeds the effective voltage appears continuously from a specific module, by specifying the module in front of the specific module as the fault generating module, the string in the series-connected photovoltaic module string capable of accurately specifying the faulty module in the string Fault module diagnostic system and method.
  • Solar cells are devices that convert light energy from sunlight into electrical energy.
  • a solar cell is a cell that generates electricity from light energy of sunlight (the smallest unit that generates electricity, hereinafter referred to as a 'cell'), a combination of the cells, and a cell module that sends electricity generated from each cell to the outside (extracting electricity Minimum unit, hereinafter referred to as a module), and a cell array defined as a combination of the above modules (hereinafter referred to as an 'array').
  • the technology of the photovoltaic device that is the background of the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 10-0455250 (2004.10.22), 10-1028159 (2011,04,01) and 10-1049786 (2011, 07,11).
  • the photovoltaic device further comprises a solar cell module, a storage battery, and a power conversion inverter in a power generation method using a solar cell that generates electricity.
  • JP 5462821 (registered Jan. 24, 2014) "Solar cell abnormality determination device and solar cell abnormality determination method"
  • Patent Document 1 describes the determination of the abnormality of the solar cell from the short-circuit current value, the open voltage value, the maximum output operating voltage value, and the maximum output operating current value of the solar cell. Disclosed is a description of whether there is a failure by comparing the generated voltage of each of the plurality of solar panels connected in parallel in parallel with each other, but this is simply a comparison of the reference current voltage characteristics and the measured current voltage characteristics; Not only are the measurement voltages of the respective panels relatively compared, but the diagnosis target is also present in the presence or absence of an abnormality.
  • the present invention has been made to solve the above problems,
  • An object of the present invention is to increase the value of any one module output voltage in the series connected solar module string by using the increase in the actual output voltage value in the peripheral module of the module in which the error occurs in the string connected in series.
  • the present invention provides an error module diagnosis system and method capable of accurately diagnosing whether an error module has occurred in a string stage by diagnosing that an error generating module is generated in a corresponding string when an effective voltage is exceeded.
  • An abnormal module diagnostic system and method are provided.
  • the present invention provides a system and method for diagnosing an abnormal module that can be classified and discriminated.
  • the fault module diagnostic system and method in the series-connected photovoltaic module string for achieving the above object of the present invention includes the following configuration.
  • an abnormal module diagnostic system in a serially connected photovoltaic module string includes: an array including one or more strings connected in series with one or more photovoltaic modules for converting solar energy into electrical energy; An output voltage sensing unit measuring an output voltage value of each module of the array; And an abnormality diagnosis unit for diagnosing whether or not an abnormality occurs in a specific module in the string based on the output voltage value of each module measured by the output voltage detection unit, wherein the abnormality diagnosis unit includes any of the photovoltaic module strings connected in series. When one module output voltage value exceeds the effective voltage, it is diagnosed that an abnormal module occurs in the corresponding string.
  • the abnormality diagnosis unit in the system according to the present invention, the abnormality diagnosis unit, the output voltage value of each module compared to the effective voltage of the module, if the output voltage value exceeds the effective voltage is located It characterized in that it comprises a fault string diagnosis module for diagnosing the presence of the fault generating module in the string.
  • the abnormality diagnosis unit the output voltage value exceeds the effective voltage when the module has two or more output voltage value exceeds the effective voltage in one string It characterized in that it comprises a fault module specific module for specifying a module located between the module as the fault generating module.
  • the abnormality diagnosis unit when a module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string continuously appears from a particular module, It characterized in that it comprises a fault module specific module for specifying the module as a fault generating module.
  • the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string is equal to the maximum effective voltage value. If it exceeds 10%, the presence of a shade or contamination generating module in the string is diagnosed, and if the exceeding 30% of the maximum effective voltage is characterized in that the diagnosis of the presence of a failure generating module in the string.
  • a fault module diagnosis method of a string module connected in series detects an output voltage for measuring an output voltage value of each module of an array including one or more string strings in which one or more solar modules are connected in series. step; And an abnormality diagnosis step of diagnosing whether an abnormality occurs in a specific module in a string based on the output voltage value of each module measured in the output voltage detection step, wherein the abnormality diagnosis step is performed in a solar module string connected in series.
  • an output voltage value of any one module exceeds the effective voltage, it is diagnosed that an abnormal module occurs in the corresponding string.
  • the abnormal diagnosis step the output voltage value of each module compared with the effective voltage of the module, if the output voltage value exceeds the effective voltage of the module It characterized in that it comprises a fault string diagnosis step of diagnosing the presence of the fault generating module in the string located.
  • the output voltage value is the effective voltage value when the module has two or more output voltage value exceeding the effective voltage in one string It characterized in that it comprises a fault module specific step of specifying a module located between the excess module as the fault generating module.
  • the abnormal diagnosis step when a module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string appears continuously from a specific module, the specific module It characterized in that it comprises a fault module specific step of specifying the module of the front end to the fault generating module.
  • the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage value in one string is the maximum effective voltage value. It is characterized by diagnosing the presence of the shading or contamination generating module in the string when exceeding 10%, and diagnosing the presence of the failing module in the string when exceeding 30% of the maximum effective voltage.
  • the present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
  • an actual output voltage value of a peripheral module of a module in which an error occurs in a string in which a solar module is connected in series increases, so that the output voltage value of any one module in the string of solar modules connected in series When exceeding, by diagnosing that an abnormal module occurs in the string, it is possible to accurately diagnose whether or not an abnormal module occurs in the string stage.
  • the module located between modules whose output voltage exceeds the effective voltage is identified as an abnormal occurrence module or one
  • the module in front of the specific module is designated as the fault generating module, so that the fault generating module in the string can be accurately specified.
  • the present invention can discriminate the occurrence of shadow, contamination or failure in a string according to the excess ratio at which the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string exceeds the maximum effective voltage value. Has the effect.
  • 1 is a reference diagram showing a remote monitoring system of the photovoltaic device
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an abnormal module diagnosis system in a string of solar modules connected in series according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a reference diagram illustrating a case where two or more modules having an output voltage value exceeding an effective voltage in one string are separated from each other and measured by two or more;
  • FIG. 4 is a reference diagram illustrating a case in which a module whose output voltage value exceeds an effective voltage in one string is continuously displayed from a specific module.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a method of diagnosing a fault module in a string of solar modules connected in series according to an embodiment of the present invention.
  • coordinator 70 output voltage detection unit
  • fault diagnosis unit 810 fault string diagnosis module
  • the photovoltaic device includes an array 20 (a plurality of modules 10 in an array) in which a plurality of photovoltaic modules 10, which are the smallest units that actually transmit electricity generated (generated), are gathered together. They comprise one or more strings 12 connected in series, and in the case of large-scale photovoltaic power generation, at least tens, hundreds or more arrays 20 are installed and operated. Equipment such as a van 30, an inverter 40, a sensor 50 for monitoring, a coordinator 60 for transmitting / receiving, etc. will be included).
  • the voltage of the photovoltaic module 10 is lowered (in other words, the efficiency of the module is lowered). At this time, the module 10 in which the voltage drop has occurred is accurately identified and When the cause of the voltage drop is notified to the operator, countermeasures such as replacement, repair, and cleaning of the module 10 are taken.
  • a monitoring system of a photovoltaic device simply diagnoses that an output (voltage) is lowered at an array 20 stage, and then an inspector manually measures each module of the array in such an array so that an abnormality occurs.
  • modules have been used to specify or have been used to diagnose output (voltage) degradation in the strings 12 in which the modules 10 are connected in series, the modules 10 may be connected in series.
  • the output (voltage) of one module 10 decreases, the output (voltage) of the other modules 10 around it increases complementarily, so that the output (voltage) of the string 12 is equal to some extent.
  • the recently developed abnormal diagnosis system for each module also measures the output amount (voltage value) for each module 10, but the conventional method, that is, the actual output value (voltage value) among the modules 10
  • the modules 10 are different from each other due to the compensation characteristic of the particular module whose output is dropped at the string 12 connected in series. Due to a phenomenon in which the actual output value (voltage value) suddenly rises and the output value of the entire string 12 stage is maintained as a whole, there is a problem that it is difficult to specify an exact abnormal module.
  • the measured output voltage value in the peripheral module of the module in which the module 10 is abnormally generated in the string 12 connected in series increases in the string 12. It is intended to present a new diagnostic system and method for enabling accurate diagnosis and identification of the fault generating module 10.
  • the fault module diagnosis system in a series connected solar module string includes one or more solar modules 10 for converting solar energy into electrical energy in series.
  • An output voltage sensing unit 70 measuring an output voltage value of each module 10 of the array 20 including one or more strings 12 connected to each other;
  • an abnormality diagnosis unit 80 for diagnosing whether an abnormality has occurred in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured by the output voltage detecting unit 70.
  • the abnormality diagnosis unit 80 is the output voltage of any one module 10 in the photovoltaic module string 12 connected in series is the effective voltage (hereinafter referred to as the "effective voltage" in the present invention, the general module 10 It means the voltage value measured in the normal operating state of, for example, when the rated voltage of the specific module 10 is 35V, the effective voltage is measured in about 15 ⁇ 20V) or more in the string (12) It is characterized in that the generating module 10 is diagnosed as having occurred.
  • the output voltage detecting unit 70 is configured to measure and provide an output voltage value for each module 10 with respect to the plurality of modules 10 located in the array 20.
  • the voltage mounted for each module 10 is provided. Sensors and the like can be utilized.
  • the data measured by the output voltage detection unit 70 is provided to the abnormality diagnosis unit 80 to be described later through wired and wireless communication means.
  • the abnormality diagnosis unit 80 is configured to diagnose whether or not an abnormality occurs in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured by the output voltage detecting unit 70. For this purpose, in detail, the abnormality diagnosis unit 80 compares the output voltage value of each module 10 with the effective voltage of the corresponding module 10 when the output voltage value exceeds the effective voltage of the corresponding module 10.
  • the string string 12 may include an abnormal string diagnosis module 810 for diagnosing the existence of the abnormality occurrence module 10.
  • the abnormal voltage diagnosis module 810 when the abnormal string diagnosis module 810 has an abnormality in a specific module 10 in the string 12 in which the modules 10 are connected in series, the abnormal voltage diagnosis module 810 outputs the voltage from the abnormal occurrence module 10. Deviation from the conventional method of detecting a value falling and comparing it with a reference value (the conventional method shows a disadvantage of inferior accuracy), rather, actually measured in the peripheral module 10 of the module 10 in which an abnormality occurred. By using the output voltage value rising relative to the effective voltage in the normal case, it is possible to accurately diagnose the existence of the abnormality generating module 10 in the string 12. For example, referring to FIG.
  • the measured voltage values measured by each module 10 are all effective voltage ranges (for example, 15).
  • the measured voltage value measured by the peripheral modules 10-1, 10-2, 10-6 to 10-9 is measured to be higher than the effective voltage, and the abnormal string diagnosis module 810 uses the same.
  • the output voltage value exceeds the effective voltage when the output voltage value of each module 10 is compared with the effective voltage of the corresponding module 10 in the string 12, the string 12 in which the corresponding module 10 is located is displayed. It is diagnosed that the abnormality occurrence module 10 exists.
  • the abnormality diagnosis unit 80 may identify the abnormality module specific module 820 that can specify the position of the module 10 in which the abnormality occurs in the string 12 in which the presence of the abnormality occurrence module 10 is detected. It may include.
  • the abnormal module specific module 820 is, for example, a module in which the output voltage value exceeds the effective voltage when the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage is spaced apart from each other in one string 12.
  • Module 10 located between the (10) is specified as the fault generating module (10). That is, referring to FIG. 3, the modules 10-1 to 10-2, 10 spaced apart from each other by the specific modules 10-3, 10-4, and 10-5 in the string 12 therebetween.
  • the abnormal module measuring module 10 includes a specific module 10 between them. -3, 10-4, 10-5) can be specified as the module in which the error occurs, so that the location of the error module can be accurately presented.
  • the specific module 10 when the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string 12 appears continuously from the specific module 10, the specific module 10 may be used.
  • the module 10 immediately before is identified as the abnormality generating module 10. That is, referring to FIG. 4, when the output voltage value is continuously higher than the effective voltage range (for example, about 15 to 20 V) from the specific module 10-5 in the string 12 thereafter.
  • the module 10-4 immediately preceding the specific module 10-5 may be identified as the module in which the abnormality has occurred so that the position of the abnormality module 10-4 can be accurately presented. Since the modules 10 are connected to the string 12 in series, the actual voltage value actually measured and displayed is high in the left and right sides of the module 10 in which the error occurs. In the case of appearing higher from the rear end of the abnormal module-specific module 820, even in such a case (reflecting the case), it is possible to accurately specify the position of the error generating module 10.
  • the abnormal string diagnosis module 810 the measured output voltage value of the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage range (for example, 15 ⁇ 20V) in one string 12 is effective If 10% of the voltage maximum (eg 20V) is exceeded, the presence of the shade or contamination generation module 10 in the string 12 is diagnosed and 30% of the effective voltage maximum (eg 20V) is exceeded. In this case, it is possible to diagnose the presence of the failure generation module 10 in the string 12. That is, the abnormal string diagnosis module 810 has a corresponding output voltage value according to a difference in the ratio of the output voltage value of the specific module 10 in the string 12 to exceed the effective voltage range (for example, 15 to 20V).
  • the effective voltage range is excessively exceeded and appears close to the rated voltage, the presence of the failed module 10 in the string 12 (in this case, the output voltage value of the failed module 10 is almost zero). Due to the case that the output voltage value of the peripheral module 10 is excessively increased, it is diagnosed that there is a failure module 10, and if the corresponding output voltage value slightly exceeds the effective voltage range. In the string 12, due to the presence of a relatively weak output module 10 (in this case, the module 10 can be seen that the output is degraded due to shading or staining, etc.) 10) Slightly increased output voltage If so it is diagnosed that the shade or contamination module 10 present.
  • the method for diagnosing a fault module in a string of solar modules connected in series includes an array including one or more strings 12 connected in series with one or more solar modules 10.
  • the abnormal diagnosis step (S30) is an abnormal occurrence module in the string 12 when the output voltage value of any one module 10 in the string module 12 of the solar module 10 connected in series exceeds the effective voltage It is characterized by diagnosing that (10) has occurred.
  • the output voltage sensing step S10 is a step of measuring and providing an output voltage value for each module 10 with respect to the plurality of modules 10 located in the array 20, and the voltage mounted for each module 10. The measurement is performed by using a sensor, and the data measured by the output voltage detection unit 70 is provided to the abnormality diagnosis unit 80 through wired or wireless communication means.
  • the abnormal diagnosis step (S30) is a step of diagnosing whether an error occurs in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured in the output voltage detection step S10. More specifically, the abnormal diagnosis step (S30) is compared with the output voltage value of each module 10 compared with the effective voltage of the module 10, if the output voltage value exceeds the effective voltage, the module 10 is located.
  • the abnormal string diagnosis step S31 for diagnosing the existence of the abnormality occurrence module 10 in the string 12 and the module 10 in which the abnormality occurs in the corresponding string 12 in which the existence of the abnormality occurrence module 10 is detected.
  • An abnormal module specifying step S32 may be provided.
  • the abnormal string diagnosis step S31 when an error occurs in a specific module 10 in the string 12 in which the modules 10 are connected in series, an output voltage value of the abnormal string generating module 10 is increased.
  • the actual output voltage at the peripheral module 10 of the module 10 in which an abnormality is generated is eliminated from the conventional method of detecting a drop and determining it against a reference value.
  • the measured voltage values measured by each module 10 are all effective voltage ranges (for example, 15).
  • the string is used using the string. If the output voltage value exceeds the effective voltage when the output voltage value of each module 10 is compared with the effective voltage of the corresponding module 10 within 12, the string 12 within the module 10 is located. It is diagnosed that the error generation module 10 exists.
  • the abnormal module specifying step (S32) is, for example, a module in which the output voltage value exceeds the effective voltage when the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage is spaced apart from each other in one string 12.
  • Module 10 located between the (10) is specified as the fault generating module (10). That is, referring to FIG. 3, the modules 10-1 to 10-2, 10 spaced apart from each other by the specific modules 10-3, 10-4, and 10-5 in the string 12 therebetween.
  • the specific module 10 therebetween. -3, 10-4, 10-5) can be specified as the module in which the error occurs, so that the location of the error module can be accurately presented.
  • the module 10 immediately preceding the specific module 10 is selected. It may be specified by the error generation module 10. That is, referring to FIG. 4, when the output voltage value is continuously higher than the effective voltage range (for example, about 15 to 20 V) from the specific module 10-5 in the string 12 thereafter.
  • the module 10-4 immediately preceding the specific module 10-5 may be identified as the module in which the abnormality has occurred so that the position of the abnormality module 10-4 can be accurately presented. Since the modules 10 are connected to the string 12 in series, the actual voltage value actually measured and displayed is high in the left and right sides of the module 10 in which the error occurs.
  • the position of the abnormality generating module 10 can be accurately specified even in this case (also reflecting the case).
  • the measured output voltage value of the module 10 in which the output voltage value exceeds the effective voltage range (for example, 15 to 20 V) within one string 12 is invalid. If 10% of the voltage maximum (eg 20V) is exceeded, the presence of the shade or contamination generation module 10 in the string 12 is diagnosed and 30% of the effective voltage maximum (eg 20V) is exceeded. In this case, it is possible to diagnose the presence of the failure generation module 10 in the string 12. That is, according to the difference in the ratio of the output voltage value of the specific module 10 in the string 12 to exceed the effective voltage range (for example, 15 to 20 V), the corresponding output voltage value excessively exceeds the effective voltage range.
  • the effective voltage range for example, 15 to 20 V
  • the output voltage value of the faulty module 10 is almost zero
  • the fault generating module 10 is diagnosed as being present.
  • the output voltage value of the peripheral module 10 is slightly increased due to the presence of the module 10 whose output is reduced (in this case, the module 10 can be regarded as being deteriorated due to shading or staining). Is shading, It is diagnosed that the pollution generation module 10 exists.

Abstract

The present invention relates to a system and a method for diagnosing an abnormality, the system diagnosing whether an abnormality has occurred in a string of solar modules connected in series in a solar power generation system, and more specifically to a system and a method for diagnosing abnormality in a string of solar modules connected in series, making use of the actual output voltage value which increases in the modules surrounding a module in which an abnormality has occurred in a string of solar modules connected in series, diagnosing the occurrence of an abnormal module in a string if the output voltage value of any one module in the solar module string connected in series exceeds the effective voltage, thereby allowing whether or not an abnormality has occurred in each string to be accurately diagnosed. Furthermore, if the modules for which the output voltage values exceed the effective voltage are separated by two or more modules within a single string, then the modules located in between the modules for which the output voltage values exceed the effective voltage are specified as the abnormal modules, or if the modules for which the output voltage values exceed the effective voltage occur successively from a particular module within a single string, then the module previous to the corresponding particular module is specified as the abnormal module, thereby allowing abnormal modules within a string to be accurately specified.

Description

직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템 및 방법Fault Module Diagnosis System and Method in Serially Connected Photovoltaic Module Strings
본 발명은 태양광 발전시스템에 있어서 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링에서의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링에서 이상이 발생한 모듈의 주변 모듈에서의 실측 출력전압값이 상승하는 것을 이용하여, 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단함으로써, 스트링단에서의 이상 모듈 발생 여부를 정확하게 진단할 수 있으며, 또한 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상으로 이격된 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하거나 또는 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정함으로써, 스트링 내 이상 발생 모듈을 정확하게 특정할 수 있는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an abnormality diagnosis system and method for diagnosing an abnormality in a string in which a solar module is connected in series in a photovoltaic power generation system, and more specifically, a module in which an abnormality occurs in a string in which a solar module is connected in series. By using an increase in the measured output voltage value in the peripheral module of, by diagnosing that an abnormal module has occurred in the string when the output voltage value of any one module in the series-connected photovoltaic module string exceeds the effective voltage, It is possible to accurately diagnose the occurrence of an error module at the string end, and if the modules whose output voltage exceeds the effective voltage are separated by 2 or more in one string, the output voltage value exceeds the effective voltage between the modules. Module located at is specified as an abnormal module or exported in one string. If a module whose output voltage value exceeds the effective voltage appears continuously from a specific module, by specifying the module in front of the specific module as the fault generating module, the string in the series-connected photovoltaic module string capable of accurately specifying the faulty module in the string Fault module diagnostic system and method.
태양전지는 태양광의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치이다. 태양전지는 태양광의 빛에너지로부터 전기를 발생시키는 셀(전기를 일으키는 최소단위, 이하 '셀'이라 한다), 상기 셀의 조합이며 각 셀에서 발생된 전기를 외부로 송출하는 셀모듈(전기를 꺼내는 최소단위, 이하 '모듈'이라 한다), 상기 모듈의 조합으로 정의되는 셀어레이(이하, '어레이'라 한다)로 구성된다. Solar cells are devices that convert light energy from sunlight into electrical energy. A solar cell is a cell that generates electricity from light energy of sunlight (the smallest unit that generates electricity, hereinafter referred to as a 'cell'), a combination of the cells, and a cell module that sends electricity generated from each cell to the outside (extracting electricity Minimum unit, hereinafter referred to as a module), and a cell array defined as a combination of the above modules (hereinafter referred to as an 'array').
여기서, 본원발명의 배경이 되는 태양광발전장치의 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0455250호(2004.10.22), 10-1028159호(2011,04,01) 및 제10-1049786호(2011,07,11)에 기재되어 있다. 즉, 태양광발전장치는 상기와 같이 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식에 태양전지로 구성된 모듈과 축전지 및 전력변환 인버터 등을 더 포함하면 태양광 발전장치(시스템)를 구성하게 된다. Here, the technology of the photovoltaic device that is the background of the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 10-0455250 (2004.10.22), 10-1028159 (2011,04,01) and 10-1049786 (2011, 07,11). In other words, the photovoltaic device further comprises a solar cell module, a storage battery, and a power conversion inverter in a power generation method using a solar cell that generates electricity.
이러한 태양광 발전장치의 가동 운영과정에서 음영, 고장, 노화 등의 다양한 원인으로 수많은 모듈들 중에서 특정 모듈에 이상이 발생하게 되면, 이상이 발생한 해당 모듈에 대한 진단은 물론 교체 등이 이루어지는 유지보수가 무엇보다 중요해지고 있으나, 현재는 이상이 발생한 특정 모듈별 이상여부 진단을 하는 방식도 생소할 뿐더러 모듈별 진단을 실시하고자 하더라도 그 정확성을 담보하기가 어려웠다. If a problem occurs in a specific module among a number of modules due to various reasons such as shading, failure, aging, etc. in the operation and operation of the photovoltaic device, it is possible to diagnose and replace the module in which the error occurs, and to perform maintenance. More importantly, it is now unfamiliar with the method of diagnosing whether an abnormality occurs by a specific module that causes an abnormality, and it is difficult to guarantee the accuracy even if a module-specific diagnosis is to be performed.
(특허 문헌 1)(Patent Document 1)
일본등록특허공보 JP 5462821호(2014. 1. 24. 등록) "태양전지 이상 판정장치 및 태양전지 이상 판정방법"JP 5462821 (registered Jan. 24, 2014) "Solar cell abnormality determination device and solar cell abnormality determination method"
(특허 문헌 2)(Patent Document 2)
공개특허공보 KR2013-0017874호(2013. 2. 20. 공개) "태양전지판의 발전전압 감시장치"Publication No. KR2013-0017874 (published Feb. 20, 2013) "Power generation voltage monitoring device for solar panels"
상기 (특허문헌 1)에 개시된 내용은 태양전지의 단락전류값, 개방전압값, 최대출력 동작전압치, 최대출력 동작전류치로부터 태양전지의 이상을 판정하는 것에 관해 기재하고 있고, 상기 (특허문헌 2)에 개시된 내용은 직병렬로 연결된 다수의 태양전지판 각각의 발전전압을 서로 상대비교하여 고장유무를 판단하는 내용이 개시되어 있으나, 이는 단순히 기준 전류 전압 특성과 실측 전류 전압 특성을 단순 비교하는 것 내지 각 전지판별 측정전압을 상대비교하는 것에 불과함은 물론, 그 진단 대상도 이상 여부의 존부에 있을 뿐 이상이 발생한 모듈을 정확히 특정해내는 것과는 무관하다. The content disclosed in the above (Patent Document 1) describes the determination of the abnormality of the solar cell from the short-circuit current value, the open voltage value, the maximum output operating voltage value, and the maximum output operating current value of the solar cell. Disclosed is a description of whether there is a failure by comparing the generated voltage of each of the plurality of solar panels connected in parallel in parallel with each other, but this is simply a comparison of the reference current voltage characteristics and the measured current voltage characteristics; Not only are the measurement voltages of the respective panels relatively compared, but the diagnosis target is also present in the presence or absence of an abnormality.
또한, 기존에는 각 모듈별로 실측되는 실측 출력값(전압값)을 기준으로, 특정 모듈의 실측 출력값(전압값)이 현저히 떨어지는 특정 모듈을 감지하여 이를 이상 모듈로 판단하는 방식을 적용하고자 하였으나, 이 경우 모듈들이 직렬로 연결된 스트링단에서 출력이 떨어지는 특정 모듈에 대한 보상 특성에 의해 다른 모듈들에서의 실측 출력값(전압값)이 갑자기 상승하여 전체적으로 스트링단 전체의 출력값은 유지되는 현상으로 인해 정확한 이상 발생 모듈에 대한 특정이 어려운 문제점이 있었다. In addition, in the past, a method of detecting a specific module in which the actual output value (voltage value) of a specific module is significantly lowered based on the actual output value (voltage value) measured by each module has been intended to be applied as a module. Accurate anomaly due to the phenomenon that the measured output value (voltage value) in other modules suddenly rises and the overall output value of the string stage is maintained due to the compensation characteristic of a specific module whose output is dropped in the string stage where the modules are connected in series. There was a specific problem for this particular.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention has been made to solve the above problems,
본 발명의 목적은, 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링에서 이상이 발생한 모듈의 주변 모듈에서의 실측 출력전압값이 상승하는 것을 이용하여, 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단함으로써, 스트링단에서의 이상 모듈 발생 여부를 정확하게 진단할 수 있는 이상 모듈 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to increase the value of any one module output voltage in the series connected solar module string by using the increase in the actual output voltage value in the peripheral module of the module in which the error occurs in the string connected in series. The present invention provides an error module diagnosis system and method capable of accurately diagnosing whether an error module has occurred in a string stage by diagnosing that an error generating module is generated in a corresponding string when an effective voltage is exceeded.
본 발명의 다른 목적은, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상으로 이격된 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하거나 또는 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정함으로써, 스트링 내 이상 발생 모듈을 정확하게 특정할 수 있는 이상 모듈 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to specify a module located between modules whose output voltage exceeds the effective voltage when the module whose output voltage exceeds the effective voltage is separated by two or more in one string. Or if a module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string is continuously displayed from a specific module, by specifying a module in front of the specific module as an error generating module, an error generating module in the string can be accurately specified. An abnormal module diagnostic system and method are provided.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치를 초과하는 초과비율에 따라 스트링 내 음영 또는 오염 발생이나 고장 발생을 분별하여 판별할 수 있는 이상 모듈 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide shadowing or contamination or failure occurrence in a string according to an excess ratio at which the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string exceeds the maximum effective voltage value. The present invention provides a system and method for diagnosing an abnormal module that can be classified and discriminated.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템 및 방법은 다음과 같은 구성을 포함한다. The fault module diagnostic system and method in the series-connected photovoltaic module string for achieving the above object of the present invention includes the following configuration.
본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 하나 이상의 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링을 하나 이상 포함하는 어레이; 상기 어레이의 각 모듈별 출력전압값을 측정하는 출력전압감지부; 및 상기 출력전압감지부에서 측정된 각 모듈별 출력전압값을 바탕으로 스트링 내 특정 모듈에의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단부;를 포함하며, 상기 이상진단부는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다. According to one embodiment of the present invention, an abnormal module diagnostic system in a serially connected photovoltaic module string includes: an array including one or more strings connected in series with one or more photovoltaic modules for converting solar energy into electrical energy; An output voltage sensing unit measuring an output voltage value of each module of the array; And an abnormality diagnosis unit for diagnosing whether or not an abnormality occurs in a specific module in the string based on the output voltage value of each module measured by the output voltage detection unit, wherein the abnormality diagnosis unit includes any of the photovoltaic module strings connected in series. When one module output voltage value exceeds the effective voltage, it is diagnosed that an abnormal module occurs in the corresponding string.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 시스템에 있어서 상기 이상진단부는, 각 모듈별 출력전압값을 해당 모듈의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우 해당 모듈이 위치한 스트링 내 이상 발생 모듈의 존재를 진단하는 이상스트링진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the system according to the present invention, the abnormality diagnosis unit, the output voltage value of each module compared to the effective voltage of the module, if the output voltage value exceeds the effective voltage is located It characterized in that it comprises a fault string diagnosis module for diagnosing the presence of the fault generating module in the string.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 시스템에 있어서 상기 이상진단부는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상인 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the system according to the present invention, the abnormality diagnosis unit, the output voltage value exceeds the effective voltage when the module has two or more output voltage value exceeds the effective voltage in one string It characterized in that it comprises a fault module specific module for specifying a module located between the module as the fault generating module.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 시스템에 있어서 상기 이상진단부는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the system according to the present invention, the abnormality diagnosis unit, when a module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string continuously appears from a particular module, It characterized in that it comprises a fault module specific module for specifying the module as a fault generating module.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 시스템에 있어서 상기 이상스트링진단모듈은, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치의 10%를 초과하는 경우 스트링 내 음영 또는 오염 발생 모듈의 존재를 진단하고, 실효전압 최대치의 30%를 초과하는 경우 스트링 내 고장 발생 모듈의 존재를 진단하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the system according to the present invention, in the abnormal string diagnosis module, the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string is equal to the maximum effective voltage value. If it exceeds 10%, the presence of a shade or contamination generating module in the string is diagnosed, and if the exceeding 30% of the maximum effective voltage is characterized in that the diagnosis of the presence of a failure generating module in the string.
본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법은 하나 이상의 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링을 하나 이상 포함하는 어레이의 각 모듈별 출력전압값을 측정하는 출력전압감지단계; 및 상기 출력전압감지단계에서 측정된 각 모듈별 출력전압값을 바탕으로 스트링 내 특정 모듈에의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단단계;를 포함하며, 상기 이상진단단계는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a fault module diagnosis method of a string module connected in series according to an embodiment of the present invention detects an output voltage for measuring an output voltage value of each module of an array including one or more string strings in which one or more solar modules are connected in series. step; And an abnormality diagnosis step of diagnosing whether an abnormality occurs in a specific module in a string based on the output voltage value of each module measured in the output voltage detection step, wherein the abnormality diagnosis step is performed in a solar module string connected in series. When an output voltage value of any one module exceeds the effective voltage, it is diagnosed that an abnormal module occurs in the corresponding string.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 진단 방법에 있어서 상기 이상진단단계는, 각 모듈별 출력전압값을 해당 모듈의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우 해당 모듈이 위치한 스트링 내 이상 발생 모듈의 존재를 진단하는 이상스트링진단단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the diagnosis method according to the present invention, the abnormal diagnosis step, the output voltage value of each module compared with the effective voltage of the module, if the output voltage value exceeds the effective voltage of the module It characterized in that it comprises a fault string diagnosis step of diagnosing the presence of the fault generating module in the string located.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 진단 방법에 있어서 상기 이상진단단계는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상인 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the diagnosis method according to the present invention, the abnormal diagnosis step, the output voltage value is the effective voltage value when the module has two or more output voltage value exceeding the effective voltage in one string It characterized in that it comprises a fault module specific step of specifying a module located between the excess module as the fault generating module.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 진단 방법에 있어서 상기 이상진단단계는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the diagnostic method according to the present invention, the abnormal diagnosis step, when a module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string appears continuously from a specific module, the specific module It characterized in that it comprises a fault module specific step of specifying the module of the front end to the fault generating module.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 진단 방법에 있어서 상기 이상스트링진단단계는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치의 10%를 초과하는 경우 스트링 내 음영 또는 오염 발생 모듈의 존재를 진단하고, 실효전압 최대치의 30%를 초과하는 경우 스트링 내 고장 발생 모듈의 존재를 진단하는 것을 특징으로 한다. According to another embodiment of the present invention, in the diagnostic method according to the present invention, in the abnormal string diagnosis step, the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage value in one string is the maximum effective voltage value. It is characterized by diagnosing the presence of the shading or contamination generating module in the string when exceeding 10%, and diagnosing the presence of the failing module in the string when exceeding 30% of the maximum effective voltage.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. The present invention can obtain the following effects by the configuration, combination, and use relationship described above with the present embodiment.
본 발명은 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링에서 이상이 발생한 모듈의 주변 모듈에서의 실측 출력전압값이 상승하는 것을 이용하여, 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단함으로써, 스트링단에서의 이상 모듈 발생 여부를 정확하게 진단할 수 있는 효과를 갖는다. According to the present invention, an actual output voltage value of a peripheral module of a module in which an error occurs in a string in which a solar module is connected in series increases, so that the output voltage value of any one module in the string of solar modules connected in series When exceeding, by diagnosing that an abnormal module occurs in the string, it is possible to accurately diagnose whether or not an abnormal module occurs in the string stage.
본 발명은 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상으로 이격된 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하거나 또는 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정함으로써, 스트링 내 이상 발생 모듈을 정확하게 특정할 수 있는 효과를 갖는다. According to the present invention, when a module whose output voltage exceeds the effective voltage is separated by two or more in one string, the module located between modules whose output voltage exceeds the effective voltage is identified as an abnormal occurrence module or one When a module whose output voltage value exceeds the effective voltage in the string is continuously displayed from a specific module, the module in front of the specific module is designated as the fault generating module, so that the fault generating module in the string can be accurately specified.
본 발명은 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치를 초과하는 초과비율에 따라 스트링 내 음영 또는 오염 발생이나 고장 발생을 분별하여 판별할 수 있는 효과를 갖는다. The present invention can discriminate the occurrence of shadow, contamination or failure in a string according to the excess ratio at which the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string exceeds the maximum effective voltage value. Has the effect.
도 1은 태양광 발전장치의 원격 모니터링 시스템을 도시한 참고도1 is a reference diagram showing a remote monitoring system of the photovoltaic device
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템의 구성을 도시한 블록도FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an abnormal module diagnosis system in a string of solar modules connected in series according to an embodiment of the present invention.
도 3은 일 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 이격되어 2 이상 측정된 경우를 도시한 참고도3 is a reference diagram illustrating a case where two or more modules having an output voltage value exceeding an effective voltage in one string are separated from each other and measured by two or more;
도 4는 일 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우를 도시한 참고도4 is a reference diagram illustrating a case in which a module whose output voltage value exceeds an effective voltage in one string is continuously displayed from a specific module.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법을 도시한 블록도FIG. 5 is a block diagram illustrating a method of diagnosing a fault module in a string of solar modules connected in series according to an embodiment of the present invention.
*도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명* Description of the major signs used in the drawings
10: 모듈 12: 스트링 10: module 12: string
20: 어레이 30: 접속반20: array 30: connection board
40: 인버터 50: 센서40: inverter 50: sensor
60: 코디네이터 70: 출력전압감지부60: coordinator 70: output voltage detection unit
80: 이상진단부 810: 이상스트링진단모듈80: fault diagnosis unit 810: fault string diagnosis module
820: 이상모듈특정모듈820: error module specific module
이하에서는 본 발명에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템 및 방법의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 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 의미하며, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the fault module diagnosis system and method in a series connected solar module string according to the present invention will be described in detail. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Throughout the specification, when a part is said to "include" any component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise, also described in the specification The terms "... unit", "... module" and the like refer to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
도 1은 태양광 발전장치의 원격 모니터링 시스템을 도시한 참고도이다. 도 1을 참조하면, 태양광 발전장치는, 실제 발전(발생)된 전기를 외부로 송출하는 최소단위인 태양광 모듈(10)이 복수개 모여 어레이(20)(어레이 내에는 복수의 모듈(10)들이 직렬로 연결된 스트링(12)이 하나 이상 포함됨)를 이루며, 대규모 태양광 발전의 경우 적게는 수십 개 많게는 수백 개 이상의 어레이(20)가 설치되어 운영되게 된다(한편, 태양광 발전장치에서는 이외에도 접속반(30), 인버터(40) 등의 설비와, 모니터링을 위한 센서(50), 송수신을 위한 코디네이터(60) 등의 장치가 포함되게 된다). 이러한 태양광 발전장치를 운영하다 보면, 태양광 모듈(10)의 전압이 저하(달리 표현하면, 해당 모듈의 효율이 저하)되게 되는데, 이때 전압 저하가 발생한 해당 모듈(10)을 정확하게 특정하고 해당 전압 저하의 원인을 운영자에게 고지시키게 되면 해당 모듈(10)에 대한 교체, 수리, 청소 등의 대응조치를 취하게 된다. 1 is a reference diagram illustrating a remote monitoring system of a photovoltaic device. Referring to FIG. 1, the photovoltaic device includes an array 20 (a plurality of modules 10 in an array) in which a plurality of photovoltaic modules 10, which are the smallest units that actually transmit electricity generated (generated), are gathered together. They comprise one or more strings 12 connected in series, and in the case of large-scale photovoltaic power generation, at least tens, hundreds or more arrays 20 are installed and operated. Equipment such as a van 30, an inverter 40, a sensor 50 for monitoring, a coordinator 60 for transmitting / receiving, etc. will be included). When operating such a photovoltaic device, the voltage of the photovoltaic module 10 is lowered (in other words, the efficiency of the module is lowered). At this time, the module 10 in which the voltage drop has occurred is accurately identified and When the cause of the voltage drop is notified to the operator, countermeasures such as replacement, repair, and cleaning of the module 10 are taken.
그러나, 종래에 태양광 발전장치의 모니터링 시스템은, 단순히 어레이(20) 단에서 출력(전압)이 저하되는 것을 진단한 다음 해당 어레이에서는 점검자가 일일이 수동으로 해당 어레이의 각 모듈별로 계측하여 이상이 발생한 모듈을 특정하는 방식을 사용하여 왔거나, 또는 모듈(10)들이 직렬로 연결된 스트링(12)에서의 출력(전압) 저하를 진단하는 방식을 사용하여 왔으나, 모듈(10)들이 직렬로 연결된 스트링(12)에서는 어느 하나의 모듈(10) 출력(전압)이 저하되는 경우 그 주위 다른 모듈(10)들의 출력(전압)이 상보적으로 상승하여 스트링(12) 전체적으로는 어느 정도 출력(전압)을 동일하게 유지시키게 되므로, 이러한 종래 방식으로는 해당 어레이(20) 내지 스트링(12)에서 어느 모듈(10)에 이상이 발생하였는지를 정확하게 진단하고 특정하는 것이 어려웠다. However, in the related art, a monitoring system of a photovoltaic device simply diagnoses that an output (voltage) is lowered at an array 20 stage, and then an inspector manually measures each module of the array in such an array so that an abnormality occurs. Although modules have been used to specify or have been used to diagnose output (voltage) degradation in the strings 12 in which the modules 10 are connected in series, the modules 10 may be connected in series. In 12), when the output (voltage) of one module 10 decreases, the output (voltage) of the other modules 10 around it increases complementarily, so that the output (voltage) of the string 12 is equal to some extent. In this conventional method, it is difficult to accurately diagnose and specify which module 10 is abnormal in the array 20 to the string 12.
또한, 최근에 개발되고 있는 모듈별 이상진단 시스템 역시, 각 모듈(10)별로 출력량(전압값)에 대한 계측은 하고는 있으나, 기존 방식 즉, 모듈(10)들 중의 실측 출력값(전압값)이 현저히 떨어지는 특정 모듈을 감지하여 이를 이상 모듈로 판단하는 방식의 적용에 있어서 이 경우 모듈(10)들이 직렬로 연결된 스트링(12)단에서 출력이 떨어지는 특정 모듈에 대한 보상 특성에 의해 다른 모듈들에서의 실측 출력값(전압값)이 갑자기 상승하여 전체적으로 스트링(12)단 전체의 출력값은 유지되는 현상으로 인해 정확한 이상 발생 모듈에 대한 특정이 어려운 문제점이 있었다. In addition, the recently developed abnormal diagnosis system for each module also measures the output amount (voltage value) for each module 10, but the conventional method, that is, the actual output value (voltage value) among the modules 10 In the application of a method that detects a particular module that is significantly dropped and determines that it is an abnormal module, in this case, the modules 10 are different from each other due to the compensation characteristic of the particular module whose output is dropped at the string 12 connected in series. Due to a phenomenon in which the actual output value (voltage value) suddenly rises and the output value of the entire string 12 stage is maintained as a whole, there is a problem that it is difficult to specify an exact abnormal module.
이러한 문제점들을 근본적으로 해결하고자, 본 발명에서는 모듈(10)이 직렬로 연결된 스트링(12)에서 이상이 발생한 모듈의 주변 모듈에서의 실측 출력전압값이 상승하는 것을 이용하여 스트링(12) 내에서의 이상 발생 모듈(10)의 정확한 진단과 특정을 할 수 있게 하는 새로운 진단 시스템 및 방법을 제시하고자 하는 것이다. In order to solve these problems fundamentally, in the present invention, the measured output voltage value in the peripheral module of the module in which the module 10 is abnormally generated in the string 12 connected in series increases in the string 12. It is intended to present a new diagnostic system and method for enabling accurate diagnosis and identification of the fault generating module 10.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템은, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 하나 이상의 태양광 모듈(10)이 직렬로 연결된 스트링(12)을 하나 이상 포함하는 어레이(20)의 각 모듈(10)별 출력전압값을 측정하는 출력전압감지부(70); 및 상기 출력전압감지부(70)에서 측정된 각 모듈(10)별 출력전압값을 바탕으로 스트링(12) 내 특정 모듈(10)에의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단부(80);를 포함하며, 상기 이상진단부(80)는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링(12) 내 어느 하나의 모듈(10) 출력전압값이 실효전압(이하, 본 발명에서 '실효전압'이란, 일반적인 모듈(10)의 정상작동 상태에서 측정되는 전압치를 의미하는 것으로, 일 예로 특정 모듈(10)의 정격전압이 35V인 경우 실효전압은 대략 15~20V 정도로 측정됨)을 초과하는 경우에 해당 스트링(12) 내에 이상 발생 모듈(10)이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다. 2 to 4, the fault module diagnosis system in a series connected solar module string according to an embodiment of the present invention includes one or more solar modules 10 for converting solar energy into electrical energy in series. An output voltage sensing unit 70 measuring an output voltage value of each module 10 of the array 20 including one or more strings 12 connected to each other; And an abnormality diagnosis unit 80 for diagnosing whether an abnormality has occurred in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured by the output voltage detecting unit 70. In addition, the abnormality diagnosis unit 80 is the output voltage of any one module 10 in the photovoltaic module string 12 connected in series is the effective voltage (hereinafter referred to as the "effective voltage" in the present invention, the general module 10 It means the voltage value measured in the normal operating state of, for example, when the rated voltage of the specific module 10 is 35V, the effective voltage is measured in about 15 ~ 20V) or more in the string (12) It is characterized in that the generating module 10 is diagnosed as having occurred.
상기 출력전압감지부(70)는 어레이(20) 내에 위치한 복수의 모듈(10)들에 대해 각 모듈(10)별로 출력전압값을 측정하여 제공하는 구성으로, 각 모듈(10)별로 장착된 전압센서 등이 활용될 수 있다. 상기 출력전압감지부(70)에서 측정된 데이터는 유,무선 통신수단을 통해 후술할 이상진단부(80)에 제공된다. The output voltage detecting unit 70 is configured to measure and provide an output voltage value for each module 10 with respect to the plurality of modules 10 located in the array 20. The voltage mounted for each module 10 is provided. Sensors and the like can be utilized. The data measured by the output voltage detection unit 70 is provided to the abnormality diagnosis unit 80 to be described later through wired and wireless communication means.
상기 이상진단부(80)는 상기 출력전압감지부(70)에서 측정된 각 모듈(10)별 출력전압값을 바탕으로 스트링(12) 내 특정 모듈(10)에의 이상 발생 여부를 진단하는 구성으로, 이를 위해 구체적으로 상기 이상진단부(80)는, 각 모듈(10)별 출력전압값을 해당 모듈(10)의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우 해당 모듈(10)이 위치한 스트링(12) 내 이상 발생 모듈(10)의 존재를 진단하는 이상스트링진단모듈(810)을 포함할 수 있다. The abnormality diagnosis unit 80 is configured to diagnose whether or not an abnormality occurs in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured by the output voltage detecting unit 70. For this purpose, in detail, the abnormality diagnosis unit 80 compares the output voltage value of each module 10 with the effective voltage of the corresponding module 10 when the output voltage value exceeds the effective voltage of the corresponding module 10. The string string 12 may include an abnormal string diagnosis module 810 for diagnosing the existence of the abnormality occurrence module 10.
즉, 상기 이상스트링진단모듈(810)은 앞서 설명한 바와 같이, 모듈(10)들이 직렬로 연결된 스트링(12)에서 특정 모듈(10)에 이상이 발생한 경우, 이상 발생 모듈(10)에서의 출력전압값이 떨어지는 것을 감지하고 이를 기준값과 대비하여 판단하고자 하는 종래의 방식(이런 종래 방식은 정확도가 떨어지는 단점을 보임)에서 탈피하여, 오히려 이상이 발생한 모듈(10)의 주변 모듈(10)에서의 실측 출력전압값이 정상적인 경우의 실효전압 대비 상승하는 것을 이용함으로써, 스트링(12) 내에서의 이상 발생 모듈(10)의 존부에 대한 정확한 진단이 가능하게 한다. 일 예로, 도 3을 참조하면, 태양광 모듈(10)들이 직렬로 연결된 하나의 스트링(12) 내에서 정상적인 경우 각 모듈(10)에서 측정되는 실측전압값은 모두 실효전압 범위(일 예로, 15~20V 정도) 내에서 나타나는 반면에, 도 3에 도시된 바와 같이 스트링(12) 내 특정 모듈(10-3, 10-4, 10-5)에서 이상(고장, 음영, 얼룩 등)이 발생한 경우 오히려 그 주변 모듈들(10-1, 10-2, 10-6 ~ 10-9)에서 측정되는 실측전압값이 실효전압보다 높게 측정되게 되는바, 상기 이상스트링진단모듈(810)에서는 이를 이용하여 스트링(12) 내에서 모듈(10)별 출력전압값을 해당 모듈(10)의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우가 나타나게 되면 해당 모듈(10)이 위치한 스트링(12) 내 이상 발생 모듈(10)이 존재하는 것으로 진단하게 된다. That is, as described above, when the abnormal string diagnosis module 810 has an abnormality in a specific module 10 in the string 12 in which the modules 10 are connected in series, the abnormal voltage diagnosis module 810 outputs the voltage from the abnormal occurrence module 10. Deviation from the conventional method of detecting a value falling and comparing it with a reference value (the conventional method shows a disadvantage of inferior accuracy), rather, actually measured in the peripheral module 10 of the module 10 in which an abnormality occurred. By using the output voltage value rising relative to the effective voltage in the normal case, it is possible to accurately diagnose the existence of the abnormality generating module 10 in the string 12. For example, referring to FIG. 3, when the solar modules 10 are normally in one string 12 connected in series, the measured voltage values measured by each module 10 are all effective voltage ranges (for example, 15). In the case of abnormality (failure, shading, spotting, etc.) in a specific module (10-3, 10-4, 10-5) in the string 12, as shown in FIG. Rather, the measured voltage value measured by the peripheral modules 10-1, 10-2, 10-6 to 10-9 is measured to be higher than the effective voltage, and the abnormal string diagnosis module 810 uses the same. When the output voltage value exceeds the effective voltage when the output voltage value of each module 10 is compared with the effective voltage of the corresponding module 10 in the string 12, the string 12 in which the corresponding module 10 is located is displayed. It is diagnosed that the abnormality occurrence module 10 exists.
또한, 상기 이상진단부(80)는 이상 발생 모듈(10)의 존재가 감지된 해당 스트링(12) 내에서 이상이 발생한 모듈(10)의 위치를 특정할 수 있는 이상모듈특정모듈(820)을 포함할 수 있다. In addition, the abnormality diagnosis unit 80 may identify the abnormality module specific module 820 that can specify the position of the module 10 in which the abnormality occurs in the string 12 in which the presence of the abnormality occurrence module 10 is detected. It may include.
상기 이상모듈특정모듈(820)은 일 예로, 하나의 스트링(12) 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈(10)이 이격되어 2 이상인 경우에 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈(10)들 사이에 위치한 모듈(10)을 이상 발생 모듈(10)로 특정하게 된다. 즉, 도 3을 참조하면, 스트링(12) 내 특정 모듈(10-3, 10-4, 10-5)을 사이에 두고 그 좌우로 이격되어 있는 모듈들(10-1 ~ 10-2, 10-6 ~ 10-9)에서 측정되는 실측전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V 정도)보다 높게 측정되는 경우에, 상기 이상모듈측정모듈(10)에서는 그 사이에 있는 특정 모듈(10-3, 10-4, 10-5)을 이상이 발생한 모듈로 특정하여 이상 발생 모듈의 위치도 정확하게 제시할 수 있게 한다. The abnormal module specific module 820 is, for example, a module in which the output voltage value exceeds the effective voltage when the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage is spaced apart from each other in one string 12. Module 10 located between the (10) is specified as the fault generating module (10). That is, referring to FIG. 3, the modules 10-1 to 10-2, 10 spaced apart from each other by the specific modules 10-3, 10-4, and 10-5 in the string 12 therebetween. In the case where the measured voltage value measured in the range of -6 to 10-9 is higher than the effective voltage range (for example, about 15 to 20 V), the abnormal module measuring module 10 includes a specific module 10 between them. -3, 10-4, 10-5) can be specified as the module in which the error occurs, so that the location of the error module can be accurately presented.
상기 이상모듈특정모듈(820)에서는 다른 예로, 하나의 스트링(12) 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈(10)이 특정 모듈(10)에서부터 연속적으로 나타나는 경우에 해당 특정 모듈(10) 바로 전단의 모듈(10)을 이상 발생 모듈(10)로 특정하게 된다. 즉, 도 4를 참조하면, 스트링(12) 내 특정 모듈(10-5)에서부터 그 이후로 연속적으로 출력전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V 정도)보다 높게 측정되는 경우에, 상기 이상모듈측정모듈(10)에서는 상기 특정 모듈(10-5) 바로 전단에 있는 10-4 모듈을 이상이 발생한 모듈로 특정하여 이상 발생 모듈(10-4)의 위치를 정확하게 제시할 수 있게 한다. 이는 상기 스트링(12)에 모듈(10)들이 직렬로 연결되어 있는 상태이기 때문에, 실제 실측되어 나타나는 실측전압값은 이상이 발생한 모듈(10)의 좌우에서 높게 나타나는 경우 이외에도 이상이 발생한 모듈(10)의 후단부터 높게 나타나는 경우도 발생하게 되는바, 상기 이상모듈특정모듈(820)에서는 이와 같은 경우에도(경우도 반영하여) 이상 발생 모듈(10)의 위치를 정확하게 특정할 수 있게 한다. As another example, in the abnormal module specific module 820, when the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string 12 appears continuously from the specific module 10, the specific module 10 may be used. The module 10 immediately before is identified as the abnormality generating module 10. That is, referring to FIG. 4, when the output voltage value is continuously higher than the effective voltage range (for example, about 15 to 20 V) from the specific module 10-5 in the string 12 thereafter. In the abnormal module measuring module 10, the module 10-4 immediately preceding the specific module 10-5 may be identified as the module in which the abnormality has occurred so that the position of the abnormality module 10-4 can be accurately presented. Since the modules 10 are connected to the string 12 in series, the actual voltage value actually measured and displayed is high in the left and right sides of the module 10 in which the error occurs. In the case of appearing higher from the rear end of the abnormal module-specific module 820, even in such a case (reflecting the case), it is possible to accurately specify the position of the error generating module 10.
한편, 상기 이상스트링진단모듈(810)은, 하나의 스트링(12) 내에서 출력전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V)을 초과하는 모듈(10)의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치(일 예로, 20V)의 10%를 초과하는 경우에는 스트링(12) 내 음영 또는 오염 발생 모듈(10)의 존재를 진단하고, 실효전압 최대치(일 예로, 20V)의 30%를 초과하는 경우 스트링(12) 내 고장 발생 모듈(10)의 존재를 진단할 수 있다. 즉, 상기 이상스트링진단모듈(810)은 스트링(12) 내 특정 모듈(10)의 출력전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V)을 초과하는 비율의 차이에 따라, 해당 출력전압값이 실효전압 범위를 과도하게 초과하여 정격전압에 가깝게 나타나는 경우에는 스트링(12) 내 고장이 발생한 모듈(10)의 존재(이 경우, 고장 발생 모듈(10)의 출력전압값은 거의 0에 가까움)로 인해 그 주변 모듈(10)의 출력전압값이 과도하게 상승하는 경우이므로 고장 발생 모듈(10)이 존재하는 것으로 진단하고, 이와 달리 해당 출력전압값이 실효전압 범위를 약소하게 초과하는 정도인 경우에는 스트링(12) 내 상대적으로 약하게 출력이 저하된 모듈(10)의 존재(이 경우, 해당 모듈(10)은 음영이나 얼룩 등으로 인해 출력이 저하된 것으로 볼 수 있음)로 인해 그 주변 모듈(10)의 출력전압값이 약간 상승하게 되는 경우이므로 음영 또는 오염 발생 모듈(10)이 존재하는 것으로 진단하게 된다. On the other hand, the abnormal string diagnosis module 810, the measured output voltage value of the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage range (for example, 15 ~ 20V) in one string 12 is effective If 10% of the voltage maximum (eg 20V) is exceeded, the presence of the shade or contamination generation module 10 in the string 12 is diagnosed and 30% of the effective voltage maximum (eg 20V) is exceeded. In this case, it is possible to diagnose the presence of the failure generation module 10 in the string 12. That is, the abnormal string diagnosis module 810 has a corresponding output voltage value according to a difference in the ratio of the output voltage value of the specific module 10 in the string 12 to exceed the effective voltage range (for example, 15 to 20V). If the effective voltage range is excessively exceeded and appears close to the rated voltage, the presence of the failed module 10 in the string 12 (in this case, the output voltage value of the failed module 10 is almost zero). Due to the case that the output voltage value of the peripheral module 10 is excessively increased, it is diagnosed that there is a failure module 10, and if the corresponding output voltage value slightly exceeds the effective voltage range. In the string 12, due to the presence of a relatively weak output module 10 (in this case, the module 10 can be seen that the output is degraded due to shading or staining, etc.) 10) Slightly increased output voltage If so it is diagnosed that the shade or contamination module 10 present.
이하에서는, 앞서 설명한 시스템이 구현되는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, a description will be given of a method for diagnosing an abnormal module in a string of solar modules connected in series in which the above-described system is implemented.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법은, 하나 이상의 태양광 모듈(10)이 직렬로 연결된 스트링(12)을 하나 이상 포함하는 어레이(20)의 각 모듈(10)별 출력전압값을 측정하는 출력전압감지단계(S10); 및 상기 출력전압감지단계(S10)에서 측정된 각 모듈(10)별 출력전압값을 바탕으로 스트링(12) 내 특정 모듈(10)에의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단단계(S30);를 포함하며, 상기 이상진단단계(S30)는 직렬 연결된 태양광 모듈(10) 스트링(12) 내 어느 하나의 모듈(10) 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링(12) 내에 이상 발생 모듈(10)이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 5, the method for diagnosing a fault module in a string of solar modules connected in series according to an embodiment of the present invention includes an array including one or more strings 12 connected in series with one or more solar modules 10. An output voltage sensing step (S10) of measuring an output voltage value of each module 10 of 20; And an abnormality diagnosis step (S30) of diagnosing whether or not an abnormality has occurred in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured in the output voltage detection step S10. The abnormal diagnosis step (S30) is an abnormal occurrence module in the string 12 when the output voltage value of any one module 10 in the string module 12 of the solar module 10 connected in series exceeds the effective voltage It is characterized by diagnosing that (10) has occurred.
상기 출력전압감지단계(S10)는 어레이(20) 내에 위치한 복수의 모듈(10)들에 대해 각 모듈(10)별로 출력전압값을 측정하여 제공하는 단계로, 각 모듈(10)별로 장착된 전압센서 등을 활용하여 측정하며, 출력전압감지부(70)에서 측정된 데이터는 유,무선 통신수단을 통해 이상진단부(80)에 제공된다. The output voltage sensing step S10 is a step of measuring and providing an output voltage value for each module 10 with respect to the plurality of modules 10 located in the array 20, and the voltage mounted for each module 10. The measurement is performed by using a sensor, and the data measured by the output voltage detection unit 70 is provided to the abnormality diagnosis unit 80 through wired or wireless communication means.
상기 이상진단단계(S30)는 상기 출력전압감지단계(S10)에서 측정된 각 모듈(10)별 출력전압값을 바탕으로 스트링(12) 내 특정 모듈(10)에의 이상 발생 여부를 진단하는 단계로, 보다 구체적으로 상기 이상진단단계(S30)는 각 모듈(10)별 출력전압값을 해당 모듈(10)의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우 해당 모듈(10)이 위치한 스트링(12) 내 이상 발생 모듈(10)의 존재를 진단하는 이상스트링진단단계(S31)와, 이상 발생 모듈(10)의 존재가 감지된 해당 스트링(12) 내에서 이상이 발생한 모듈(10)의 위치를 특정하는 이상모듈특정단계(S32)를 포함할 수 있다. The abnormal diagnosis step (S30) is a step of diagnosing whether an error occurs in a specific module 10 in the string 12 based on the output voltage value of each module 10 measured in the output voltage detection step S10. More specifically, the abnormal diagnosis step (S30) is compared with the output voltage value of each module 10 compared with the effective voltage of the module 10, if the output voltage value exceeds the effective voltage, the module 10 is located The abnormal string diagnosis step S31 for diagnosing the existence of the abnormality occurrence module 10 in the string 12 and the module 10 in which the abnormality occurs in the corresponding string 12 in which the existence of the abnormality occurrence module 10 is detected. An abnormal module specifying step S32 may be provided.
상기 이상스트링진단단계(S31)는 앞서 설명한 바와 같이, 모듈(10)들이 직렬로 연결된 스트링(12)에서 특정 모듈(10)에 이상이 발생한 경우, 이상 발생 모듈(10)에서의 출력전압값이 떨어지는 것을 감지하고 이를 기준값과 대비하여 판단하고자 하는 종래의 방식(이런 종래 방식은 정확도가 떨어지는 단점을 보임)에서 탈피하여, 오히려 이상이 발생한 모듈(10)의 주변 모듈(10)에서의 실측 출력전압값이 정상적인 경우의 실효전압 대비 상승하는 것을 이용함으로써, 스트링(12) 내에서의 이상 발생 모듈(10)의 존부에 대한 정확한 진단이 가능하게 하는 것이다. 일 예로, 도 3을 참조하면, 태양광 모듈(10)들이 직렬로 연결된 하나의 스트링(12) 내에서 정상적인 경우 각 모듈(10)에서 측정되는 실측전압값은 모두 실효전압 범위(일 예로, 15~20V 정도) 내에서 나타나는 반면에, 도 3에 도시된 바와 같이 스트링(12) 내 특정 모듈(10-3, 10-4, 10-5)에서 이상(고장, 음영, 얼룩 등)이 발생한 경우 오히려 그 주변 모듈들(10-1, 10-2, 10-6 ~ 10-9)에서 측정되는 실측전압값이 실효전압보다 높게 측정되게 되는바, 이상스트링진단단계(S31)에서는 이를 이용하여 스트링(12) 내에서 모듈(10)별 출력전압값을 해당 모듈(10)의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우가 나타나게 되면 해당 모듈(10)이 위치한 스트링(12) 내 이상 발생 모듈(10)이 존재하는 것으로 진단하게 된다. As described above, in the abnormal string diagnosis step S31, when an error occurs in a specific module 10 in the string 12 in which the modules 10 are connected in series, an output voltage value of the abnormal string generating module 10 is increased. The actual output voltage at the peripheral module 10 of the module 10 in which an abnormality is generated is eliminated from the conventional method of detecting a drop and determining it against a reference value. By using the value rising relative to the effective voltage in the case where the value is normal, it is possible to accurately diagnose the existence of the abnormality generating module 10 in the string 12. For example, referring to FIG. 3, when the solar modules 10 are normally in one string 12 connected in series, the measured voltage values measured by each module 10 are all effective voltage ranges (for example, 15). In the case of abnormality (failure, shading, spotting, etc.) in a specific module (10-3, 10-4, 10-5) in the string 12, as shown in FIG. Rather, the measured voltage value measured in the peripheral modules 10-1, 10-2, 10-6 to 10-9 is higher than the effective voltage. In the abnormal string diagnosis step S31, the string is used using the string. If the output voltage value exceeds the effective voltage when the output voltage value of each module 10 is compared with the effective voltage of the corresponding module 10 within 12, the string 12 within the module 10 is located. It is diagnosed that the error generation module 10 exists.
상기 이상모듈특정단계(S32)는 일 예로, 하나의 스트링(12) 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈(10)이 이격되어 2 이상인 경우에 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈(10)들 사이에 위치한 모듈(10)을 이상 발생 모듈(10)로 특정하게 된다. 즉, 도 3을 참조하면, 스트링(12) 내 특정 모듈(10-3, 10-4, 10-5)을 사이에 두고 그 좌우로 이격되어 있는 모듈들(10-1 ~ 10-2, 10-6 ~ 10-9)에서 측정되는 실측전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V 정도)보다 높게 측정되는 경우에, 상기 이상모듈특정단계(S32)에서는 그 사이에 있는 특정 모듈(10-3, 10-4, 10-5)을 이상이 발생한 모듈로 특정하여 이상 발생 모듈의 위치도 정확하게 제시할 수 있게 한다. The abnormal module specifying step (S32) is, for example, a module in which the output voltage value exceeds the effective voltage when the module 10 whose output voltage value exceeds the effective voltage is spaced apart from each other in one string 12. Module 10 located between the (10) is specified as the fault generating module (10). That is, referring to FIG. 3, the modules 10-1 to 10-2, 10 spaced apart from each other by the specific modules 10-3, 10-4, and 10-5 in the string 12 therebetween. In the case where the measured voltage value measured in -6 to 10-9 is higher than the effective voltage range (for example, about 15 to 20 V), in the abnormal module specific step (S32), the specific module 10 therebetween. -3, 10-4, 10-5) can be specified as the module in which the error occurs, so that the location of the error module can be accurately presented.
다른 예로, 하나의 스트링(12) 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈(10)이 특정 모듈(10)에서부터 연속적으로 나타나는 경우에 해당 특정 모듈(10) 바로 전단의 모듈(10)을 이상 발생 모듈(10)로 특정할 수도 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 스트링(12) 내 특정 모듈(10-5)에서부터 그 이후로 연속적으로 출력전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V 정도)보다 높게 측정되는 경우에, 상기 이상모듈측정모듈(10)에서는 상기 특정 모듈(10-5) 바로 전단에 있는 10-4 모듈을 이상이 발생한 모듈로 특정하여 이상 발생 모듈(10-4)의 위치를 정확하게 제시할 수 있게 한다. 이는 상기 스트링(12)에 모듈(10)들이 직렬로 연결되어 있는 상태이기 때문에, 실제 실측되어 나타나는 실측전압값은 이상이 발생한 모듈(10)의 좌우에서 높게 나타나는 경우 이외에도 이상이 발생한 모듈(10)의 후단부터 높게 나타나는 경우도 발생하게 되는바, 상기 이상모듈특정단계(S32)에서는 이와 같은 경우에도(경우도 반영하여) 이상 발생 모듈(10)의 위치를 정확하게 특정할 수 있게 한다. As another example, when a module 10 having an output voltage value exceeding an effective voltage in one string 12 continuously appears from a specific module 10, the module 10 immediately preceding the specific module 10 is selected. It may be specified by the error generation module 10. That is, referring to FIG. 4, when the output voltage value is continuously higher than the effective voltage range (for example, about 15 to 20 V) from the specific module 10-5 in the string 12 thereafter. In the abnormal module measuring module 10, the module 10-4 immediately preceding the specific module 10-5 may be identified as the module in which the abnormality has occurred so that the position of the abnormality module 10-4 can be accurately presented. Since the modules 10 are connected to the string 12 in series, the actual voltage value actually measured and displayed is high in the left and right sides of the module 10 in which the error occurs. In the case of the abnormal module specific step (S32), the position of the abnormality generating module 10 can be accurately specified even in this case (also reflecting the case).
한편, 상기 이상스트링진단단계(S31)에서는, 하나의 스트링(12) 내에서 출력전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V)을 초과하는 모듈(10)의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치(일 예로, 20V)의 10%를 초과하는 경우에는 스트링(12) 내 음영 또는 오염 발생 모듈(10)의 존재를 진단하고, 실효전압 최대치(일 예로, 20V)의 30%를 초과하는 경우 스트링(12) 내 고장 발생 모듈(10)의 존재를 진단할 수 있다. 즉, 스트링(12) 내 특정 모듈(10)의 출력전압값이 실효전압 범위(일 예로, 15~20V)을 초과하는 비율의 차이에 따라, 해당 출력전압값이 실효전압 범위를 과도하게 초과하여 정격전압에 가깝게 나타나는 경우에는 스트링(12) 내 고장이 발생한 모듈(10)의 존재(이 경우, 고장 발생 모듈(10)의 출력전압값은 거의 0에 가까움)로 인해 그 주변 모듈(10)의 출력전압값이 과도하게 상승하는 경우이므로 고장 발생 모듈(10)이 존재하는 것으로 진단하고, 이와 달리 해당 출력전압값이 실효전압 범위를 약소하게 초과하는 정도인 경우에는 스트링(12) 내 상대적으로 약하게 출력이 저하된 모듈(10)의 존재(이 경우, 해당 모듈(10)은 음영이나 얼룩 등으로 인해 출력이 저하된 것으로 볼 수 있음)로 인해 그 주변 모듈(10)의 출력전압값이 약간 상승하게 되는 경우이므로 음영 또는 오염 발생 모듈(10)이 존재하는 것으로 진단하게 된다.Meanwhile, in the abnormal string diagnosis step S31, the measured output voltage value of the module 10 in which the output voltage value exceeds the effective voltage range (for example, 15 to 20 V) within one string 12 is invalid. If 10% of the voltage maximum (eg 20V) is exceeded, the presence of the shade or contamination generation module 10 in the string 12 is diagnosed and 30% of the effective voltage maximum (eg 20V) is exceeded. In this case, it is possible to diagnose the presence of the failure generation module 10 in the string 12. That is, according to the difference in the ratio of the output voltage value of the specific module 10 in the string 12 to exceed the effective voltage range (for example, 15 to 20 V), the corresponding output voltage value excessively exceeds the effective voltage range. If it appears close to the rated voltage, the presence of the faulty module 10 in the string 12 (in this case, the output voltage value of the faulty module 10 is almost zero), Since the output voltage value is excessively increased, the fault generating module 10 is diagnosed as being present. On the contrary, when the output voltage value is slightly exceeding the effective voltage range, it is relatively weak in the string 12. The output voltage value of the peripheral module 10 is slightly increased due to the presence of the module 10 whose output is reduced (in this case, the module 10 can be regarded as being deteriorated due to shading or staining). Is shading, It is diagnosed that the pollution generation module 10 exists.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. In the above, the Applicant has described preferred embodiments of the present invention, but these embodiments are merely one embodiment for implementing the technical idea of the present invention, and any changes or modifications may be made as long as the technical idea of the present invention is implemented. Should be interpreted as being within the scope.

Claims (10)

  1. 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 하나 이상의 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링을 하나 이상 포함하는 어레이; An array comprising one or more strings in series with one or more solar modules for converting solar energy into electrical energy;
    상기 어레이의 각 모듈별 출력전압값을 측정하는 출력전압감지부; 및 An output voltage sensing unit measuring an output voltage value of each module of the array; And
    상기 출력전압감지부에서 측정된 각 모듈별 출력전압값을 바탕으로 스트링 내 특정 모듈에의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단부;를 포함하며, And an abnormality diagnosing unit diagnosing whether or not an abnormality has occurred in a specific module in the string based on the output voltage value of each module measured by the output voltage detecting unit.
    상기 이상진단부는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템. The abnormality diagnosis unit diagnoses that an abnormal module occurs in the string when any one module output voltage value in the series-connected photovoltaic module string exceeds the effective voltage. Modular diagnostic system.
  2. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 이상진단부는, 각 모듈별 출력전압값을 해당 모듈의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우 해당 모듈이 위치한 스트링 내 이상 발생 모듈의 존재를 진단하는 이상스트링진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템. The error diagnosis unit includes an error string diagnosis module for diagnosing the existence of an error generating module in a string in which the corresponding module is located when the output voltage value of each module is compared with the effective voltage of the corresponding module. Fault module diagnostic system in a serially connected photovoltaic module string.
  3. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 이상진단부는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상인 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템. The abnormality diagnosis unit may identify a module located between modules in which the output voltage value exceeds the effective voltage when the output voltage value exceeds the effective voltage in one string as an error generating module. Abnormal module diagnostic system in a serially connected photovoltaic module string comprising a.
  4. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 이상진단부는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템. The abnormality diagnosis unit may include an abnormal module specific module that specifies a module in front of the specific module as an error generating module when a module having an output voltage value exceeding an effective voltage in one string is continuously displayed from the specific module. Fault module diagnostic system in serially connected photovoltaic module strings.
  5. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,
    상기 이상스트링진단모듈은, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치의 10%를 초과하는 경우 스트링 내 음영 또는 오염 발생 모듈의 존재를 진단하고, 실효전압 최대치의 30%를 초과하는 경우 스트링 내 고장 발생 모듈의 존재를 진단하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템. The abnormal string diagnosis module diagnoses the presence of a shadow or contamination generating module in the string when the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string exceeds 10% of the maximum effective voltage value. And diagnosing the presence of a faulty module in the string when the maximum voltage exceeds 30% of the maximum effective voltage.
  6. 하나 이상의 태양광 모듈이 직렬로 연결된 스트링을 하나 이상 포함하는 어레이의 각 모듈별 출력전압값을 측정하는 출력전압감지단계; 및 An output voltage sensing step of measuring an output voltage value of each module of the array including one or more strings in which one or more solar modules are connected in series; And
    상기 출력전압감지단계에서 측정된 각 모듈별 출력전압값을 바탕으로 스트링 내 특정 모듈에의 이상 발생 여부를 진단하는 이상진단단계;를 포함하며, And an abnormality diagnosing step of diagnosing whether an abnormality occurs in a specific module in a string based on the output voltage value of each module measured in the output voltage detecting step.
    상기 이상진단단계는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링 내 어느 하나의 모듈 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우에 해당 스트링 내에 이상 발생 모듈이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법. In the abnormal diagnosis step, when an output voltage value of any one module in the series-connected photovoltaic module string exceeds the effective voltage, an error occurrence module is diagnosed in the corresponding string. Fault module diagnosis method.
  7. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 이상진단단계는, 각 모듈별 출력전압값을 해당 모듈의 실효전압과 대비하여 출력전압값이 실효전압을 초과하는 경우 해당 모듈이 위치한 스트링 내 이상 발생 모듈의 존재를 진단하는 이상스트링진단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 시스템. The fault diagnosis step includes a fault string diagnosis step of diagnosing the existence of an error generating module in a string in which the module is located when the output voltage value of each module is compared with the effective voltage of the corresponding module. Faulty module diagnostic system in a serially connected photovoltaic module string comprising a.
  8. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein
    상기 이상진단단계는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 2 이상인 경우 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈들 사이에 위치한 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법. In the abnormal diagnosis step, when there are two or more modules whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string, the abnormal module specification specifies a module located between modules whose output voltage value exceeds the effective voltage as an error generating module. A method for diagnosing fault modules in a serially connected photovoltaic module string comprising a step.
  9. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein
    상기 이상진단단계는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈이 특정 모듈에서부터 연속적으로 나타나는 경우 해당 특정 모듈 전단의 모듈을 이상 발생 모듈로 특정하는 이상모듈특정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법. The abnormal diagnosis step includes an abnormal module specifying step of specifying a module in front of the specific module as an error generating module when a module whose output voltage value exceeds an effective voltage in one string is continuously displayed from the specific module. A method for diagnosing fault modules in a string of solar modules connected in series.
  10. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein
    상기 이상스트링진단단계는, 하나의 스트링 내에서 출력전압값이 실효전압을 초과하는 모듈의 측정된 출력전압값이 실효전압 최대치의 10%를 초과하는 경우 스트링 내 음영 또는 오염 발생 모듈의 존재를 진단하고, 실효전압 최대치의 30%를 초과하는 경우 스트링 내 고장 발생 모듈의 존재를 진단하는 것을 특징으로 하는 직렬 연결된 태양광 모듈 스트링에서의 이상 모듈 진단 방법. The abnormal string diagnosis step diagnoses the presence of a shading or contamination generating module in the string when the measured output voltage value of the module whose output voltage value exceeds the effective voltage in one string exceeds 10% of the maximum effective voltage value. And diagnosing the presence of a failure generating module in the string when the maximum value of the effective voltage exceeds 30%.
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