WO2020235703A1 - 하이브리드 인버터 및 이의 동작 방법 - Google Patents

하이브리드 인버터 및 이의 동작 방법 Download PDF

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WO2020235703A1
WO2020235703A1 PCT/KR2019/006042 KR2019006042W WO2020235703A1 WO 2020235703 A1 WO2020235703 A1 WO 2020235703A1 KR 2019006042 W KR2019006042 W KR 2019006042W WO 2020235703 A1 WO2020235703 A1 WO 2020235703A1
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grid
hybrid
generated
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PCT/KR2019/006042
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Inventor
노정욱
김성실
Original Assignee
주식회사 부경에스에스
성실에너지 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid inverter and a method of operating the same, and in particular, to a hybrid inverter combining a stand-alone inverter and a grid-connected inverter, and a method of operating the same.
  • the independent inverter 100 refers to a power system that generates a single-phase AC voltage (220Vrms/60Hz) as an output in an area where there is no commercial AC system (Utility Grid).
  • FIG. 1 illustrating a conventional stand-alone inverter (100), which converts various types of energy such as gasoline combustion energy, wind energy, and solar energy into electric energy to input the system.
  • inverter 100
  • the independent inverter 100 may input gasoline combustion energy and convert the rotational energy of the internal engine into electrical energy through an AC-DC converter.
  • the primary converted electric energy is in the form of a voltage source of DC 380V, and the voltage of DC 380V can generate a single-phase AC voltage (220Vrms / 60Hz) as a final output through a DC-AC inverter. At this time, it is possible to generate 2kW of power at the maximum.
  • Figure 2 is a diagram illustrating a conventional grid-connected inverter (200).
  • the connected inverter 200 refers to a power system that is directly connected to a commercial AC grid and injects generated power into the grid.
  • a single-phase AC current synchronized with the grid voltage (220Vrms / 60Hz) may be generated as an output.
  • Power generated and injected through the connected inverter 200 can be reduced by reducing the power consumed in the grid, thereby reducing electricity costs, or by charging the power company for generated power.
  • the final output of the independent inverter is a voltage source due to the generation of a voltage of 220Vrms/60Hz, whereas the final output of the connected inverter is a current source synchronized to the voltage of the grid 220Vrms/60Hz, and the outputs are different. to be.
  • the generator output does not occur. This is because the existing grid-connected generator does not have a function capable of generating a reference voltage when there is no reference voltage (system voltage) for control.
  • FIG. 3 shows a state 300 of parallel connection of two existing independent inverters. If the outputs of two existing independent inverters are connected in parallel, the generator output does not occur. That is, the operation becomes impossible, because there is no function of synchronizing with the output voltage between independent inverters.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid inverter by combining an independent inverter and a linked inverter.
  • An object of the present invention is to efficiently increase an output voltage by combining a standalone inverter and a hybrid inverter.
  • the hybrid inverter determines whether the grid AC voltage is detected and controls a grid detector to operate in at least one of an independent inverter mode and a linked inverter mode, and a reference voltage and synchronization based on the controlled operation mode.
  • a grid-connected controller that generates at least one of the voltages, and an AC converter that generates a single-phase AC voltage based on at least one of a voltage generated from the generator and converted to DC, and the generated reference voltage and synchronization voltage. .
  • the hybrid inverter further includes a battery that outputs the reference voltage, and as a result of determining whether the grid AC voltage is detected, the grid detector operates in an independent inverter mode when the grid AC voltage is not detected.
  • the grid-connected controller provides the generated reference voltage to the AC converter, and the AC converter converts a voltage generated from the generator into DC based on the generated reference voltage to the single-phase AC voltage Can be converted to
  • the grid detector controls to operate in a connected inverter mode when the grid AC voltage is detected as a result of determining whether the grid AC voltage is detected, and the grid connection controller controls the generated synchronization voltage. It is provided to the AC converter, and the AC converter may convert a voltage generated from the generator and converted to DC into the single-phase AC voltage based on the generated synchronization voltage.
  • the AC converter according to an embodiment may be connected in parallel with an independent inverter, and the converted single-phase AC voltage may operate as an AC current synchronized with a voltage generated by the independent inverter.
  • the AC converter according to an embodiment may be connected in parallel with a linked inverter, and the linked inverter may generate an AC current synchronized with the converted single-phase AC voltage.
  • the AC converter according to an embodiment is connected in parallel with a plurality of hybrid inverters, the grid detector is controlled to operate in an independent inverter mode when connected in parallel with the plurality of hybrid inverters, and the grid connection controller is generated by the A reference voltage is provided to the AC converter, and the AC converter may convert a voltage generated from the generator and converted to DC into the single-phase AC voltage based on the generated reference voltage.
  • the plurality of hybrid inverters connected in parallel may operate as a linked inverter.
  • the hybrid inverter further includes a battery management unit, and the battery management unit excludes generator power (Pload) of the independent inverter supplied with power to the load from among the converted single-phase AC voltage when a load of 2 kW or less is connected. And, the remaining power can be supplied as the charge power (Pcharge) of the battery.
  • Pload generator power
  • Pcharge charge power
  • the battery management unit may supply generator power Pload of the independent inverter as the load power when a load of 2kW or more and 4.0kW or less is connected.
  • the battery management unit stops the process of supplying the generator power (Pload) of the stand-alone inverter as the load power when a load of 2kW or more and 4.0kW or less continues for a predetermined time or more, or when a load of 4.0kW or more is connected. And, the charging power of the battery may be supplied as the load power.
  • the method of operating a hybrid inverter includes the steps of controlling to operate in at least one of an independent inverter mode and a connected inverter mode by determining whether a grid AC voltage is detected in a grid detector, in a grid-connected controller, the Generating at least one of a reference voltage and a synchronization voltage based on the controlled operation mode, and in an AC converter, based on at least one of a voltage generated from a generator and converted to DC, and the generated reference voltage and synchronization voltage It may include generating a single-phase AC voltage.
  • the method of operating a hybrid inverter includes the steps of controlling to operate in an independent inverter mode in the grid detector when the grid AC voltage is not detected as a result of determining whether the grid AC voltage is detected, in the grid-connected controller. And providing a reference voltage generated from a battery to the AC converter, in the AC converter, converting a voltage generated from the generator and converted to DC into the single-phase AC voltage based on the generated reference voltage.
  • the operating method of a hybrid inverter comprises the steps of controlling to operate in a connected inverter mode when the grid detector determines whether the grid AC voltage is detected, and the grid AC voltage is detected, the grid connection controller In, the step of providing the generated synchronization voltage to the AC converter, in the AC converter, converting a voltage generated from the generator and converted to DC into the single-phase AC voltage based on the generated synchronization voltage.
  • the operating method of the hybrid inverter further includes the step of managing a battery in a battery management unit, wherein the step of managing the battery includes supplying power to a load from among the converted single-phase AC voltage when a load of 2 kW or less is connected. Excluding the generator power (Pload) of the independent inverter, the remaining power may be supplied as charging power (Pcharge) of the battery.
  • Managing the battery may include supplying the generator power Pload of the independent inverter as the load power when a load of 2kW or more and 4.0kW or less is connected.
  • the step of managing the battery includes supplying the generator power (Pload) of the independent inverter as the load power when a load of 2kW or more and 4.0kW or less lasts for a predetermined time or more, or when a load of 4.0kW or more is connected. It may include the step of stopping the process and supplying the charging power of the battery as the load power.
  • Pload generator power
  • a hybrid inverter may be provided by combining an independent inverter and a linked inverter.
  • the output voltage can be efficiently increased by combining the independent inverter and the hybrid inverter.
  • an output voltage can be efficiently increased by combining a linkage inverter and a hybrid inverter.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional independent inverter.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional linked inverter.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of connecting two independent inverters in parallel in the related art.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a hybrid inverter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment in which an independent inverter and a hybrid inverter are combined.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a hybrid inverter system using a low voltage battery pack.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of operating a hybrid inverter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a hybrid inverter 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the hybrid inverter 400 includes a grid detector 410, a grid connection controller 420, and an AC converter 430.
  • the grid detector 410 determines whether the grid AC voltage is sensed and controls to operate in at least one of a standalone inverter mode and a linked inverter mode.
  • the grid-connected controller 420 may generate at least one of a reference voltage and a synchronization voltage based on the controlled operation mode.
  • the grid AC voltage when operating as a standalone inverter, the grid AC voltage is not detected, and reference voltages (Vo, ref) for generating an output voltage can be automatically generated.
  • reference voltages Vo, ref
  • the grid AC voltage is sensed, and a synchronization voltage for voltage synchronization may be generated.
  • hybrid inverter 400 it is possible to overcome the limitations of the existing technology using only a stand-alone inverter or a linked inverter.
  • the hybrid inverter 400 has a configuration similar to that of the existing independent (linked) inverter, but a grid detection function is added to perform the hybrid function.
  • the AC converter 430 may generate a single-phase AC voltage based on at least one of a voltage generated from a generator and converted to DC, and the generated reference voltage and synchronization voltage.
  • the hybrid inverter 400 may further include a battery and a battery manager to operate in a standalone inverter mode.
  • the hybrid inverter 400 uses a battery as an input of the inverter for compatibility with externally generated energy, so that a conventional generator and a DC converter (AC/DC converter) can be processed as separate configurations.
  • a conventional generator and a DC converter AC/DC converter
  • the hybrid inverter 400 may further include a battery that outputs a reference voltage.
  • the grid detector 410 may control to operate in an independent inverter mode when the grid AC voltage is not detected.
  • the grid-connected controller 420 provides the generated reference voltage to the AC converter, and the AC converter 410 converts the voltage generated from the generator and converted to DC into a single-phase AC voltage based on the generated reference voltage. can do.
  • the hybrid inverter 400 may determine whether or not the grid AC voltage is sensed in order to operate in a connected inverter mode.
  • the grid detector 410 of the hybrid inverter 400 may control to operate in a connected inverter mode when the grid AC voltage is detected as a result of determining whether the grid AC voltage is detected.
  • the grid-connected controller 420 provides the generated synchronization voltage to the AC converter, and the AC converter may convert a voltage generated from the generator and converted to DC into a single-phase AC voltage based on the generated synchronization voltage.
  • the hybrid inverter 400 may operate as a linked inverter.
  • the hybrid inverter 400 when the hybrid inverter 400 operates in the form of an independent inverter, it is possible to generate 220Vrms / 60hz voltage.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment 500 in which an independent inverter and a hybrid inverter are combined to expand power generation capacity.
  • a general type of independent inverter and a hydride inverter according to the present invention are connected in parallel.
  • the hybrid inverter according to the present invention performs a grid-connected operation, and the output of the hybrid inverter may generate an AC current synchronized with the generated voltage of the existing independent inverter. Thereby, the power generation capacity can be doubled.
  • the AC converter of the hybrid inverter is connected in parallel with the independent inverter, and the converted single-phase AC voltage may operate as an AC current synchronized with the generated voltage of the independent inverter.
  • the hybrid inverter can perform standalone operation.
  • the connected inverter may generate an alternating current synchronized with the voltage generated by the hydride inverter, and the power generation capacity may also increase by 2 times.
  • the AC converter of the hybrid inverter is connected in parallel with the connected inverter, and the connected inverter may generate an AC current synchronized with the converted single-phase AC voltage.
  • N hybrid inverters As another example, it is possible to connect N hybrid inverters according to the present invention in parallel.
  • one hybrid inverter may operate as a standalone inverter, and the remaining N-1 hybrid inverters may operate as a linked inverter.
  • the power generation capacity can be improved N times.
  • the AC converter of the hybrid inverter according to the present invention may be connected in parallel with a plurality of hybrid inverters.
  • the grid detector when the grid detector is connected in parallel with a plurality of hybrid inverters, it is controlled to operate in an independent inverter mode, and a grid connection controller may provide the generated reference voltage to the AC converter.
  • the AC converter at this time may convert a voltage generated from the generator and converted to DC into the single-phase AC voltage based on the generated reference voltage.
  • other hybrid inverters except for one hybrid inverter providing a reference voltage may operate as a linked inverter.
  • the hybrid inverter according to an embodiment may further include a battery management unit.
  • the battery management unit when connecting a load of 2 kW or less, excluding the generator power (Pload) of the independent inverter supplied with power to the load among the converted single-phase AC voltage, the remaining power is charged to the battery. ) Can be supplied.
  • the generator power (Pgen) of the hybrid inverter operating as an independent inverter supplies power to the load (Pload), and the remaining power is the charging power (Pcharge) of the battery (storage battery). ) Can be supplied.
  • the battery management unit may supply the generator power (Pload) of the independent inverter as load power in the full load (2kW or more and 4.0kW or less) operation mode.
  • the generator power (P_gen) of the stand-alone inverter may be supplied as load power.
  • the charging power P_charge of the battery (storage battery) may be 0 (zero).
  • All of the battery (storage battery) discharge power P_discharge of the hybrid inverter may be supplied only as load power.
  • the battery management unit may consider a case in an overload or no-load charging mode, that is, a case in which a load of 2kW or more and 4.0kW or less continues for a predetermined time or more, or a load of 4.0kW or more is connected. In this case, the battery management unit may stop the process of supplying the generator power Pload of the independent inverter as load power, and may supply the charging power of the battery as the load power.
  • the storage battery voltage may continue to fall. That is, after 30 minutes, when the voltage is lower than the allowable battery discharge voltage, the hybrid inverter may stop operating, thereby performing a battery protection operation.
  • the hybrid inverter may stop a load power supply operation of the independent inverter, and the generator power P_gen may be supplied as battery charging power P_charge.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a hybrid inverter system 600 using a low voltage battery pack.
  • the hybrid inverter system 600 In order to generate an output voltage of 220Vrms / 60Hz or a synchronized AC injection current, the hybrid inverter system 600 requires a 380V dc voltage as the input voltage of the hybrid inverter for generation.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of operating a hybrid inverter according to an embodiment of the present invention.
  • step 701 it may be determined whether the grid AC voltage is detected (step 701). For example, it can be determined whether the grid detector detects the grid AC voltage. In addition, it is possible to control to operate in at least one of the independent inverter mode and the linked inverter mode according to the determination result.
  • a method of operating a hybrid inverter may be controlled to operate in a turn over inverter mode (step 702).
  • the hybrid inverter when the grid AC voltage is detected as a result of determining whether the grid AC voltage is detected, the hybrid inverter may be controlled to operate in a connected inverter mode.
  • a synchronization voltage generated using a grid-connected controller may be provided to an AC converter (step 703).
  • the operating method of the hybrid inverter according to the exemplary embodiment may convert a single-phase AC voltage based on a synchronization voltage (step 704).
  • the method of operating a hybrid inverter according to an exemplary embodiment may convert a voltage generated from a generator and converted to DC into a single-phase AC voltage based on a synchronization voltage generated using an AC converter.
  • the operating method of the hybrid inverter according to an embodiment may be controlled to operate in a standalone inverter mode (step 705).
  • the grid detector may control to operate in an independent inverter mode.
  • the operating method of the hybrid inverter according to an embodiment may provide a reference voltage generated by a battery to an AC converter (step 706).
  • the method of operating the hybrid inverter according to an exemplary embodiment may convert it into a single-phase AC voltage based on a reference voltage (step 707).
  • the method of operating a hybrid inverter may control a grid-connected controller to provide a reference voltage generated from a battery to an AC converter.
  • a method of operating a hybrid inverter according to an exemplary embodiment may convert a voltage generated from a generator and converted to DC into a single-phase AC voltage based on a reference voltage generated through the AC converter.
  • the present invention it is possible to provide a hybrid inverter by combining an independent inverter and a linked inverter.
  • the output voltage can be increased efficiently by combining the standalone inverter and the hybrid inverter, but the output voltage can be efficiently increased by combining the linked inverter and the hybrid inverter, and the output voltage can be efficiently increased by combining multiple hybrid inverters. You can increase it.
  • a hybrid inverter is provided by combining a standalone inverter and a linked inverter, and the output voltage can be efficiently increased by combining the standalone inverter and a hybrid inverter, and the output voltage can be efficiently increased by combining the linked inverter and the hybrid inverter. .

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 독립형 인버터 (stand-alone inverter)와 연계형 인버터 (grid-connected inverter)를 결합한 하이브리드 인버터와 이의 동작 방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터는 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단하여 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어하는 그리드 검출기, 상기 제어되는 동작 모드에 기초하여 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 생성하는 그리드 연결 콘트롤러, 및 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압과, 상기 생성된 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 기반으로 단상 교류 전압을 생성하는 교류 변환기를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 인버터 및 이의 동작 방법
본 발명은 하이브리드 인버터 및 이의 동작 방법에 관한 것으로써, 특히 독립형 인버터(stand-alone inverter)와 연계형 인버터(grid-connected inverter)를 결합한 하이브리드 인버터 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
독립형 인버터(100)는 상용 AC 계통(Utility Grid)이 없는 지역에서, 출력으로 단상 AC 전압(220Vrms/60Hz)을 발생하는 전력 시스템을 의미한다.
예를 들어, 종래의 독립형 인버터(stand-alone inverter, 100)를 설명하는 도 1을 참조하면, 이는 휘발유 연소 에너지, 풍력 에너지, 태양광 에너지 등 다양한 형태의 에너지를 전기 에너지로 변환하여 시스템의 입력으로 사용할 수 있다.
보다 구체적인 예로써, 포장 마차 등에서 사용 가능한 독립형 인버터(100)는 휘발유 연소 에너지를 입력으로 하여, 내부 엔진의 회전 에너지가 전기 에너지로 AC-DC 컨버터를 통해 1차 변환할 수 있다. 또한, 1차 변환된 전기 에너지는 DC 380V의 전압원의 형태이며, DC 380V 의 전압은 DC-AC 인버터를 통해 최종 출력인 단상 AC 전압(220Vrms / 60Hz)을 생성할 수 있다. 이때, 최대로는 2kW의 전력을 생성할 수 있다.
도 2는 종래의 연계형 인버터(grid-connected inverter, 200)를 설명하는 도면이다.
연계형 인버터(200)는 상용 AC 계통(Utility Grid)에 직접 연결되어 발전된 전력을 계통에 주입(inject)하는 전력 시스템을 의미한다. 연계형 인버터(200)의 경우, 출력으로 계통 전압(220Vrms / 60Hz)과 동기화(Synchronization)된 단상 AC 전류를 발생할 수 있다. 연계형 인버터(200)를 통해 발전되어 주입 된 전력은 계통에서 소모되는 전력을 저감시킴으로써 전기료 등을 저감하거나, 전력회사에 발전 전력을 청구하여 환원 받을 수 있다.
독립형 인버터와 연계형 인버터의 차이점 및 한계에 대해서는 이하에서 설명한다.
독립형 인버터의 최종 출력은 220Vrms/60Hz의 전압 발생으로 전압원 (Voltage Source) 임에 반해, 연계형 인버터의 최종 출력은 계통 220Vrms/ 60Hz 의 전압에 동기화된 전류원 (Current Source)으로서, 출력이 서로 다른 형태이다.
기존 독립형 인버터의 출력에 계통 전원을 연결하면, 즉, 독립형 인버터를 연계형 인버터로 사용하려고 하면 발전기 출력이 발생하지 않아, 동작 불가능 상태에 이른다. 이는, 기존 독립형 발전기에는 계통 전압과 동기화 가능한 기능이 없기 때문이다.
마찬가지로 기존 연계형 인버터의 출력을 계통 전원 없이 동작하려고 하면, 즉, 연계형 인버터를 독립형 인버터로 사용하려고 하면 발전기 출력이 발생하지 않는다. 이는 기존 계통 연계형 발전기에는 제어를 위한 기준 전압(계통 전압)이 없을 시 기준 전압 발생 가능한 기능이 없기 때문이다.
한편, 발전 용량을 확대하기 위해서는 발전 모듈 여러 장의 출력의 병렬 연결이 필요하다. 그러나, 종래의 독립형 인버터나 연계형 인버터의 경우 병렬 연결 동작이 원천적으로 불가능하다.
구체적으로, 도 3은 기존 독립형 인버터 2대 병렬 연결 상태(300)를 나타낸다. 기존 독립형 인버터 2대의 출력을 병렬 연결하면, 발전기 출력이 발생하지 않는다. 즉, 동작이 불가능한 상태가 되는데, 이는 독립형 인버터 간의 출력 전압과 동기화 기능이 없기 때문이다.
한편, 기존 연계형 인버터를 2대 병렬 연결 하는 경우, 독립형 인버터의 동작과 마찬가지로 발전기 출력이 발생하지 않으며, 이는 연계형 인버터 간의 제어를 위한 기준 전압이 없기 때문이다.
독립형 인버터와 연계형 인버터는 서로 갖고 있는 장점이 있음에도 불구하고 서로 호환되지 않아 각각 독립적으로 사용될 수 밖에 없었다.
본 발명은 독립형 인버터와 연계형 인버터를 결합하여 하이브리드 인버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 독립형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 연계형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하이브리드 인버터들을 여러 개 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높이는 것을 목적으로 한다
일실시예에 따른 하이브리드 인버터는 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단하여 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어하는 그리드 검출기, 상기 제어되는 동작 모드에 기초하여 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 생성하는 그리드 연결 콘트롤러, 및 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압과, 상기 생성된 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 기반으로 단상 교류 전압을 생성하는 교류 변환기를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터는 상기 기준 전압을 출력하는 배터리를 더 포함하고, 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되지 않은 경우 상기 그리드 검출기는 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 그리드 연결 콘트롤러는, 상기 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며, 상기 교류 변환기는, 상기 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 그리드 검출기는 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되는 경우 연계형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 그리드 연결 콘트롤러는, 상기 생성되는 동기화 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며, 상기 교류 변환기는, 상기 생성되는 동기화 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 교류 변환기는 독립형 인버터와 병렬 연결되고, 상기 변환된 단상 교류 전압은 상기 독립형 인버터의 발생 전압에 동기화된 교류 전류로 동작할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 교류 변환기는 연계형 인버터와 병렬 연결되고, 상기 연계형 인버터는 상기 변환된 단상 교류 전압에 동기화된 교류 전류를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 교류 변환기는, 복수의 하이브리드 인버터와 병렬 연결되고, 상기 그리드 검출기는 상기 복수의 하이브리드 인버터와 병렬 연결되는 경우 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 그리드 연결 콘트롤러는 상기 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며, 상기 교류 변환기는, 상기 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 병렬 연결된 복수의 하이브리드 인버터는 연계형 인버터로 동작할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터는 배터리 관리부를 더 포함하고, 상기 배터리 관리부는, 2kW 이하의 부하 연결 시 상기 변환된 단상 교류 전압 중에서 부하로 전력을 공급된 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 제외하고, 나머지 전력을 배터리의 충전 전력 (Pcharge)으로 공급할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 배터리 관리부는, 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 배터리 관리부는, 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하가 일정 시간 이상으로 지속되거나, 4.0kW 이상의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 과정을 중단하고, 상기 배터리의 충전 전력을 상기 부하 전력으로 공급할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 그리드 검출기에서, 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단하여 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어하는 단계, 그리드 연결 콘트롤러에서, 상기 제어되는 동작 모드에 기초하여 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 생성하는 단계, 및 교류 변환기에서, 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압과, 상기 생성된 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 기반으로 단상 교류 전압을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되지 않은 경우 상기 그리드 검출기에서 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계, 상기 그리드 연결 콘트롤러에서, 배터리에서 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하는 단계, 상기 교류 변환기에서, 상기 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 상기 그리드 검출기에서, 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되는 경우 연계형 인버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계, 상기 그리드 연결 콘트롤러에서, 상기 생성되는 동기화 전압을 상기 교류 변환기로 제공하는 단계, 상기 교류 변환기에서, 상기 생성되는 동기화 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 배터리 관리부에서 배터리를 관리하는 단계를 더 포함하고, 상기 배터리를 관리하는 단계는, 2kW 이하의 부하 연결 시 상기 변환된 단상 교류 전압 중에서 부하로 전력을 공급된 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 제외하고, 나머지 전력을 배터리의 충전 전력 (Pcharge)으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 배터리를 관리하는 단계는, 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 배터리를 관리하는 단계는, 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하가 일정 시간 이상으로 지속되거나, 4.0kW 이상의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 과정을 중단하고, 상기 배터리의 충전 전력을 상기 부하 전력으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 독립형 인버터와 연계형 인버터를 결합하여 하이브리드 인버터를 제공할 수 있다.
일실시예에 따르면, 독립형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있다.
일실시예에 따르면, 연계형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있다.
일실시예에 따르면, 하이브리드 인버터들을 여러 개 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있다.
도 1은 종래의 독립형 인버터를 설명하는 도면이다.
도 2는 종래의 연계형 인버터를 설명하는 도면이다.
도 3은 종래 독립형 인버터를 2대 병렬로 연결한 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 인버터를 설명하는 도면이다.
도 5는 독립형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합한 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 저전압 배터리팩을 사용한 하이브리드 인버터 시스템을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 인버터(400)를 설명하는 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 인버터(400)는 그리드 검출기(410), 그리드 연결 콘트롤러(420), 및 교류 변환기(430)를 포함한다.
그리드 검출기(410)는 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단하여 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어한다.
그리드 연결 콘트롤러(420)는 제어되는 동작 모드에 기초하여 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 생성할 수 있다.
예를 들어, 독립형 인버터로 동작하는 경우에는 계통 교류 전압이 감지되지 않고, 출력 전압 생성을 위한 기준 전압(Vo,ref)을 자동 생성할 수 있다. 또한, 연계형 인버터로 동작하는 경우에는 계통 교류 전압이 감지되고, 전압 동기화를 위한 동기화 전압을 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터(400)를 이용하면, 독립형 인버터나 연계형 인버터만을 사용하는 기존 기술의 한계를 극복할 수 있다.
즉, 하이브리드 인버터(400)는 기존 독립형(연계형) 인버터와 비슷한 구성을 가지나, 그리드 검출 기능이 추가되어 하이브리드의 기능을 수행할 수 있다.
교류 변환기(430)는 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압과, 상기 생성된 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 기반으로 단상 교류 전압을 생성할 수 있다.
일례로, 하이브리드 인버터(400)는 독립형 인버터 모드로 동작하기 위해 배터리와 배터리 관리부를 더 포함할 수 있다.
즉, 하이브리드 인버터(400)는 외부 발생 에너지와의 호환성을 위해, 배터리를 인버터의 입력으로 사용함으로써, 기존의 제너레이터와 직류 변환기(AC/DC 컨버터)는 별도 구성으로 처리가 가능하다.
구체적으로, 하이브리드 인버터(400)는 기준 전압을 출력하는 배터리를 더 포함할 수 있다.
이때, 그리드 검출기(410)는 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 계통 교류 전압이 감지되지 않은 경우 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
또한, 그리드 연결 콘트롤러(420)는 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며, 교류 변환기(410)는 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
한편, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터(400)는 연계형 인버터 모드로 동작하기 위해 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 하이브리드 인버터(400)의 그리드 검출기(410)는 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 계통 교류 전압이 감지되는 경우 연계형 인버터 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
이때, 그리드 연결 콘트롤러(420)는 생성되는 동기화 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며, 교류 변환기는 생성되는 동기화 전압에 기초하여 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
일례로, 하이브리드 인버터(400)의 출력에 계통 전원 연결 시, 계통 220Vrms/60Hz 전압에 동기화된 교류 전류의 주입이 가능하다. 이 경우 하이브리드 인버터(400)는 연계형 인버터로 동작할 수 있다.
한편, 하이브리드 인버터(400)가 독립형 인버터의 형태로 동작하는 경우 220Vrms / 60hz 전압의 생성이 가능하다.
발전 용량 확대를 위해서는 발전 모듈 여러 장의 출력의 병렬 연결이 필요하다.
도 5는 발전 용량 확대를 위해 독립형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합한 실시예(500)를 설명하는 도면이다.
발전 용량 확대를 위한 기존 인버터 병렬 연결 동작 시 다음과 같은 문제점이 있었다.
일반적인 독립형 인버터 2대의 출력을 병렬 연결하면, 발전기 출력이 발생하지 않아 기기의 동작이 불가능하다. 이는 독립형 인버터 간의 출력 전압과 동기화 기능이 없기 때문으로 해석될 수 있다.
한편, 일반적인 연계형 인버터 2대의 출력을 병렬 연결하면, 발전기 출력이 발생하지 않아 기기의 동작이 불가능하다. 이는 연계형 인버터 간의 제어를 위한 기준 전압이 없기 때문으로 해석될 수 있다.
이와 달리, 본 발명에 따른 하이브리드 인버터를 일반적인 인버터에 연결하면 동작이 가능하며 발전 용량을 확대시킬 수 있다.
도 5의 실시예(500)에서는 일반적인 형태의 독립형 인버터와 본 발명에 따른 하이드리드 인버터를 병렬 연결한다. 이때, 본 발명에 따른 하이브리드 인버터가 계통 연계형 동작을 수행하고, 하이브리드 인버터의 출력은 기존 독립형 인버터의 발생 전압에 동기화된 교류 전류을 생성할 수 있다. 이로써, 발전 용량은 2배로 향상될 수 있다.
이때 하이브리드 인버터의 교류 변환기는 독립형 인버터와 병렬 연결되고, 변환된 단상 교류 전압은 독립형 인버터의 발생 전압에 동기화된 교류 전류로 동작할 수 있다.
한편, 일반적인 연계형 인버터와 본 발명에 따른 하이브리드 인버터를 병렬 연결할 수도 있다. 이 경우, 하이브리드 인버터가 독립형 동작을 수행할 수 있다. 이때, 연계형 인버터는 하이드리드 인버터 발생 전압에 동기화된 교류 전류를 생성할 수 있고, 발전 용량 역시 2배 증가할 수 있다.
이때, 하이브리드 인버터의 교류 변환기는 연계형 인버터와 병렬 연결되고, 연계형 인버터는 상기 변환된 단상 교류 전압에 동기화된 교류 전류를 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 본 발명에 따른 하이브리드 인버터를 N개 병렬로 연결이 가능하다. 이 경우, 하이브리드 인버터 1대가 독립형 인버터로 동작하고 나머지 N-1 대의 하이브리드 인버터는 연계형 인버터로 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 발전 용량은 N배 향상될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 하이브리드 인버터의 교류 변환기는 복수의 하이브리드 인버터와 병렬 연결될 수 있다. 또한, 그리드 검출기는 복수의 하이브리드 인버터와 병렬 연결되는 경우 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고, 그리드 연결 콘트롤러는 상기 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공할 수 있다. 또한, 이때의 교류 변환기는, 생성되는 기준 전압에 기초하여 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다. 복수의 하이브리드 인버터가 병렬 연결되는 경우, 기준 전압을 제공하는 하나의 하이브리드 인버터를 제외한 나머지 하이브리드 인버터들은 연계형 인버터로 동작할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터는 배터리 관리부를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 배터리 관리부는, 2kW 이하의 부하 연결 시 상기 변환된 단상 교류 전압 중에서 부하로 전력을 공급된 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 제외하고, 나머지 전력을 배터리의 충전 전력 (Pcharge)으로 공급할 수 있다.
즉, 경 부하(2kW 이하 Pload) 동작 운전 모드 시, 독립형 인버터로 동작하는 하이브리드 인버터의 발전기 전력(Pgen)은 부하로 전력을 공급하고(Pload), 남는 전력은 배터리(축전지)의 충전 전력(Pcharge)으로 공급될 수 있다.
한편, 배터리(축전지)의 만충 시 축전지 충전 전력 공급은 중지하고(Pcharge = 0), 인버터의 발전 전력은 부하로만 공급될 수 있다. 즉, 하이브리드 인버터에서 부하 측으로 공급되는 전력은 0(zero)이다.
한편, 배터리 관리부는, Full 부하 (2kW 이상 4.0kW 이하) 동작 운전 모드 시, 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 부하 전력으로 공급할 수 있다.
독립형 인버터의 발전기 전력(P_gen)은 전부 부하 전력으로 공급될 수 있다. 이 경우, 남는 전력이 없으므로 배터리(축전지)의 충전 전력(P_charge)은 0(zero)가 될 수 있다.
하이브리드 인버터의 배터리(축전지) 방전 전력(P_discharge)은 전부 부하 전력으로만 공급될 수 있다.
한편, 배터리 관리부는 과부하 또는 무부하 충전 모드인 경우, 즉 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하가 일정 시간 이상으로 지속되거나, 4.0kW 이상의 부하 연결된 경우를 고려할 수 있다. 이 경우, 배터리 관리부는 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 부하 전력으로 공급하는 과정을 중단하고, 배터리의 충전 전력을 부하 전력으로 공급할 수 있다.
과부하나 무부하 충전 모드시, 배터리(축전지) 방전 전력이 충전 전력을 상회하므로 축전지 전압은 계속 하강될 수 있다. 즉, 30분 후 허용 배터리 방전 전압 이하 시 하이브리드 인버터 동작 정지로 배터리 보호 동작이 수행될 수 있다.
이때, 하이브리드 인버터는 독립형 인버터의 부하 전력 공급 동작을 정지하고, 발전기 전력(P_gen)은 배터리 충전 전력(P_charge)으로 공급될 수 있다.
도 6은 저전압 배터리팩을 사용한 하이브리드 인버터 시스템(600)을 설명하는 도면이다.
저전압 배터리팩을 이용하여 하이브리드 인버터 시스템(600)을 구동하기 위해서는 밧데리 수명연장 및 고속/저속 충방전 기술이 요구된다.
하이브리드 인버터 시스템(600)은 220Vrms / 60Hz의 출력 전압 또는 동기화된 AC 주입 전류를 발생하기 위해, 발생을 위해 하이브리드 인버터의 입력 전압으로 380V dc 전압 필요하다.
이에 따른 380V dc 배터리 팩은 일반 2차전지 cell(Li-ion battery 3.7V/10A)로 구현 시 직렬 연결 개수가 많아져 셀 균형(cell balancing) 회로, 배터리 관리 시스템(Battery management system) 등 부수적인 회로 구성이 복잡해져, 고가이며 부피가 크고 신뢰성이 떨어질 수 있다.
본 발명에서는 보편적인 36V dc 배터리 팩을 사용하고, 36V 내지 380V 고승압 DC/DC 컨버터 기술을 이용함으로써, 배터리의 부피 저감 및 신뢰성 향상을 도모할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 계통 교류 전압의 감지여부를 판단할 수 있다(단계 701). 예를 들면, 그리드 검출기에서 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 판단 결과에 따라 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
먼저, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 인계형 인버터 모드로 동작하도록 제어할 수 있다(단계 702).
예를 들면, 하이브리드 인버터의 동작 방법은 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 계통 교류 전압이 감지되는 경우 연계형 인버터 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 그리드 연결 콘트롤러를 이용해서 생성되는 동기화 전압을 교류 변환기로 제공할 수 있다(단계 703).
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 동기화 전압에 기초하여 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다(단계 704). 예를 들면, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 교류 변환기를 이용해서 생성되는 동기화 전압에 기초하여 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어할 수 있다(단계 705).
예를 들어, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 계통 교류 전압이 감지되지 않은 경우 상기 그리드 검출기에서 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 배터리에서 생성되는 기준 전압을 교류 변환기로 제공할 수 있다(단계 706). 또한, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 기준 전압에 기초하여 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다(단계 707).
예를 들면, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 그리드 연결 콘트롤러를 제어하여 배터리에서 생성되는 기준 전압을 교류 변환기로 제공할 수 있다. 또한, 일실시예에 따른 하이브리드 인버터의 동작 방법은 교류 변환기를 통해 생성되는 기준 전압에 기초하여 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 단상 교류 전압으로 변환할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 독립형 인버터와 연계형 인버터를 결합하여 하이브리드 인버터를 제공할 수 있다. 또한, 독립형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라, 연계형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있고, 하이브리드 인버터들을 여러 개 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있다.
독립형 인버터와 연계형 인버터를 결합하여 하이브리드 인버터를 제공하고, 독립형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있으며, 연계형 인버터와 하이브리드 인버터를 결합하여 출력 전압을 효율적으로 높일 수 있게 한다.

Claims (16)

  1. 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단하여 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어하는 그리드 검출기;
    상기 제어되는 동작 모드에 기초하여 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 생성하는 그리드 연결 콘트롤러; 및
    제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압과, 상기 생성된 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 기반으로 단상 교류 전압을 생성하는 교류 변환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  2. 청구항 1항에 있어서, 상기 기준 전압을 출력하는 배터리를 더 포함하고,
    상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되지 않은 경우 상기 그리드 검출기는 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고,
    상기 그리드 연결 콘트롤러는,
    상기 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며,
    상기 교류 변환기는,
    상기 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  3. 청구항 1항에 있어서, 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되는 경우 상기 그리드 검출기는 연계형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고,
    상기 그리드 연결 콘트롤러는,
    상기 생성되는 동기화 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며,
    상기 교류 변환기는,
    상기 생성되는 동기화 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 교류 변환기는 독립형 인버터와 병렬 연결되고,
    상기 변환된 단상 교류 전압은 상기 독립형 인버터의 발생 전압에 동기화된 교류 전류로 동작하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 교류 변환기는 연계형 인버터와 병렬 연결되고,
    상기 연계형 인버터는 상기 변환된 단상 교류 전압에 동기화된 교류 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 교류 변환기는,
    복수의 하이브리드 인버터와 병렬 연결되고,
    상기 그리드 검출기는 상기 복수의 하이브리드 인버터와 병렬 연결되는 경우 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하고,
    상기 그리드 연결 콘트롤러는 상기 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하며,
    상기 교류 변환기는,
    상기 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 병렬 연결된 복수의 하이브리드 인버터는 연계형 인버터로 동작하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  8. 청구항 4에 있어서, 배터리 관리부를 더 포함하고,
    상기 배터리 관리부는, 2kW 이하의 부하 연결 시 상기 변환된 단상 교류 전압 중에서 부하로 전력을 공급된 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 제외하고, 나머지 전력을 배터리의 충전 전력 (Pcharge)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 배터리 관리부는, 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 배터리 관리부는, 2kW 이상 4.0kW 이하의 부하가 일정 시간 이상으로 지속되거나, 4.0kW 이상의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 과정을 중단하고, 상기 배터리의 충전 전력을 상기 부하 전력으로 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터.
  11. 그리드 검출기에서, 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단하여 독립형 인버터 모드 및 연계형 인버터 모드 중에서 적어도 하나의 모드로 동작하도록 제어하는 단계;
    그리드 연결 콘트롤러에서, 상기 제어되는 동작 모드에 기초하여 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 생성하는 단계; 및
    교류 변환기에서, 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압과, 상기 생성된 기준 전압 및 동기화 전압 중에서 적어도 하나를 기반으로 단상 교류 전압을 생성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터의 동작 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되지 않은 경우 상기 그리드 검출기에서 독립형 인버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계;
    상기 그리드 연결 콘트롤러에서, 배터리에서 생성되는 기준 전압을 상기 교류 변환기로 제공하는 단계;
    상기 교류 변환기에서, 상기 생성되는 기준 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터의 동작 방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 그리드 검출기에서, 상기 계통 교류 전압의 감지 여부를 판단한 결과, 상기 계통 교류 전압이 감지되는 경우 연계형 인버터 모드로 동작하도록 제어하는 단계;
    상기 그리드 연결 콘트롤러에서, 상기 생성되는 동기화 전압을 상기 교류 변환기로 제공하는 단계;
    상기 교류 변환기에서, 상기 생성되는 동기화 전압에 기초하여 상기 제너레이터로부터 생성되어 직류로 변환된 전압을 상기 단상 교류 전압으로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터의 동작 방법.
  14. 청구항 12에 있어서, 배터리 관리부에서 배터리를 관리하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배터리를 관리하는 단계는,
    2kW 이하의 부하 연결 시 상기 변환된 단상 교류 전압 중에서 부하로 전력을 공급된 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 제외하고, 나머지 전력을 배터리의 충전 전력 (Pcharge)으로 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터의 동작 방법.
  15. 청구항 14항에 있어서, 상기 배터리를 관리하는 단계는,
    2kW 이상 4.0kW 이하의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터의 동작 방법.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 배터리를 관리하는 단계는,
    2kW 이상 4.0kW 이하의 부하가 일정 시간 이상으로 지속되거나, 4.0kW 이상의 부하 연결 시 상기 독립형 인버터의 발전기 전력(Pload)을 상기 부하 전력으로 공급하는 과정을 중단하고, 상기 배터리의 충전 전력을 상기 부하 전력으로 공급하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 인버터의 동작 방법.
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