WO2022255712A1 - 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022255712A1
WO2022255712A1 PCT/KR2022/007362 KR2022007362W WO2022255712A1 WO 2022255712 A1 WO2022255712 A1 WO 2022255712A1 KR 2022007362 W KR2022007362 W KR 2022007362W WO 2022255712 A1 WO2022255712 A1 WO 2022255712A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
switching
grid
unit
switch
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/007362
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강병희
김형국
서영호
Original Assignee
(주)신아이엔지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)신아이엔지 filed Critical (주)신아이엔지
Priority to US18/555,704 priority Critical patent/US20240204532A1/en
Publication of WO2022255712A1 publication Critical patent/WO2022255712A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02J3/001—Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • 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
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0824—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in thyristor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • 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
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K2017/515—Mechanical switches; Electronic switches controlling mechanical switches, e.g. relais

Definitions

  • the present invention relates to a grid-connected renewable energy generation system and its operating method, which stably operates at high speed and independently operates the renewable energy generation system independently of the phase of voltage or current or independently connects to the grid power when an abnormality occurs. It relates to a grid-connected renewable energy generation system capable of immediate and immediate circuit interruption and an operation method thereof.
  • a grid-connected renewable energy generation system In the case of a grid-connected renewable energy generation system, it can also be used as power supplied to very sensitive loads. For the stability of the supplied power, power is normally supplied to the grid and independent power is supplied to the load. When driving or when an abnormality occurs in the power generation system or requires repair, the circuit connection between the renewable energy power generation system and the grid must be disconnected.
  • a thyristor also called a SCR (Silicon Controlled Rectifier) switch, to cut off circuit connection with grid or grid power (Grid)
  • Grid grid or grid power
  • a Thyristor is used. Since current is inevitable in this SCR switch or Thyristor, the SCR switch or Thyristor that connects the output of the renewable energy generation system to the grid For the blocking operation of ), the current flow from the renewable energy generation system to the grid must be completed so that the blocking operation can be completed.
  • Registered Patent Publication No. 10-1020789 relates to a grid-connected hybrid photovoltaic power generation system with an uninterruptible function. Its purpose is to have an uninterruptible function to cut off the grid connection and send the generated power of the solar cell to the load in case of a power outage. , It includes a PV converter that supplies the generated power of the solar cell 700, a battery charge-discharge converter that charges and discharges the battery, and an inverter that converts DC power into AC power and supplies it to the grid and load.
  • the charge-discharge relay is opened to separate the battery charge-discharge converter and the DC bus when the output of the inverter/rectifier is connected to the grid under the control of the control unit, and is shorted to the battery in other cases. Connect the charge-discharge converter and the DC bus.
  • the grid connection relay is opened to separate the inverter/rectifier and the grid when the grid is in power outage or when the power of the battery is sent to the DC bus, and in other cases, it is shorted and connected to the inverter/rectifier.
  • the grid-connected relay is a mechanical switch relay or magnetic contactor (MC: Magnetic Contactor), which takes a predetermined time for blocking operation, affecting not only the photovoltaic system but also the grid. There is a problem that it can cause great damage to the entire power line.
  • MC Magnetic Contactor
  • Registered Patent Publication No. 10-2039888 relates to a power transfer switch, which uses a first switching element by a drive control unit to supply stable standby power in an uninterrupted manner when the output power of an uninterruptible power supply supplied to semiconductor manufacturing process equipment is unstable. and the second switching element are turned on or off to supply the uninterruptible power supply or backup power to the semiconductor manufacturing process equipment, but the first switching element and the second switching element are the uninterruptible power supply and its external It is only a configuration that connects the auxiliary power source to the load, and there is a problem that there is no specific configuration for blocking the circuit connection between the renewable energy generation system and the grid power when a problem occurs in the renewable energy generation system or repair is required. have.
  • Patent Registration No. 10-2126209 relates to an overcurrent protection power transfer switch. Even if a short-circuit accident occurs in some semiconductor manufacturing process equipment, a first In order to turn off the switching element and turn on the second switching element, the SCR switch and FET (Field Effect Transistor) bidirectional switch of the second switch element are sequentially turned on, but the first switching element and the second switching element The switching element is only a component that connects the uninterruptible power supply and its external auxiliary power to the load, and is used to cut off the circuit connection between the renewable energy generation system and the grid power when a problem occurs or repair is required in the renewable energy generation system. There is a problem that there is no concrete representation of the configuration.
  • the present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable independent and immediate circuit interruption in order to minimize damage without affecting a grid-connected renewable energy generation system and grid power.
  • another object of the present invention is that the switching unit that connects the internal inverter output of the grid-connected renewable energy generation system to the grid power is independent and turns on / off regardless of the current within a short period of time. ) to increase the reliability of grid-connected renewable energy generation systems.
  • Another object of the present invention is to prevent damage to a grid-connected renewable energy generation system and a grid power supply (Grid) by stably operating at high speed and enabling rapid switching regardless of the phase of voltage or current.
  • Grid grid power supply
  • Another object of the present invention is to enable a grid-connected renewable energy generation system to be independently and quickly connected to and disconnected from the grid without depending on the voltage or current sensor regardless of the phase of the voltage or current.
  • the present invention relates to a grid-connected renewable energy generation system, comprising: a power generation unit that produces and outputs electrical energy; an energy storage unit that stores electrical energy generated and output from the power generation unit; a power conversion unit supplying electrical energy output from the power generation unit or the energy storage unit to a load or system power source; A switching unit composed of a power switching semiconductor capable of active switching control connected between the power conversion unit and the grid power, and supplying energy to a load independently by the power conversion unit or causing an abnormality in the power conversion unit. When this occurs, it is characterized in that an off signal is applied to a gate of a power switching semiconductor capable of actively controlling switching of the switching unit.
  • the switching unit of the present invention further includes an SCR switch, and the SCR switch is connected in parallel with the power switching semiconductor capable of actively controlling switching.
  • An off signal is applied to the gate of a power switching semiconductor capable of actively controlling the switching of the switching unit when energy is independently supplied to a load by the power converter of the present invention or when an error occurs in the power converter, After the connection between the power conversion unit and the grid power is cut off, supplying energy to the load independently by the power conversion unit is stopped or the power conversion unit operates normally and is output from the power generation unit or the energy storage unit. In order to supply energy to the grid power, the SCR switch of the switching unit is first turned on, and then the power switching semiconductor capable of actively controlling the switching of the switching unit is turned on sequentially.
  • the switching unit of the present invention further includes a mechanical switch, and the mechanical switch is connected in parallel with an SCR switch of the switching unit and a power switching semiconductor capable of active switching control, and is independently applied to a load by the power conversion unit.
  • an off signal is applied to the gate of a power switching semiconductor capable of actively controlling the switching of the switching unit, so that the connection between the power conversion unit and the grid power is cut off.
  • the SCR switch of the switching unit in order to supply energy output from the power generation unit or the energy storage unit to the grid power when the power conversion unit stops supplying energy independently to the load or the power conversion unit operates normally , a mechanical switch, and a power switching semiconductor capable of active switching control are sequentially turned on.
  • the SCR switch, mechanical switch, and power switching semiconductor capable of active switching control of the switching unit of the present invention are sequentially turned on, the SCR switch and the mechanical switch are turned off, and the active switching control capable power switching
  • the semiconductor is characterized in that turn-on is maintained.
  • the mechanical switch of the present invention is characterized in that it is a relay or a magnetic contactor (MC: Magnetic Contactor).
  • the present invention is a grid-connected renewable energy that performs connection and disconnection between a power conversion unit and a grid power by a switching unit including a power switching semiconductor capable of active switching control, an SCR switch, and a mechanical switch connected in parallel to each other.
  • a method of operating a power generation system comprising: a first step (S100) of turning on an SCR switch of the switching unit first and then sequentially turning on the mechanical switch when the connection between the power conversion unit and the grid power is recovered; A second step of turning on the power switching semiconductor capable of active switching control when the current flowing through the SCR switch or the mechanical switch is within the allowable current range after the SCR switch and the mechanical switch of the switching unit are sequentially turned on ( S200); It is characterized in that it includes a third step (S300) of turning off the SCR switch and the mechanical switch and keeping the power switching semiconductor capable of active switching control turned on.
  • the present invention may be a computer program stored in a storage medium to execute the operation method of the grid-connected renewable energy generation system.
  • An effect of the present invention is to enable independent and immediate circuit interruption to minimize damage without affecting a grid-connected renewable energy generation system and grid power.
  • another effect of the present invention is that the switching unit that connects the internal inverter output of the grid-connected renewable energy generation system to the grid power is independent and turns on / off regardless of the current within a short period of time. ), which makes it possible to increase the reliability of grid-connected renewable energy generation systems.
  • Another effect of the present invention is to stably operate at high speed and enable rapid switching regardless of the phase of voltage or current, thereby preventing damage to grid-connected renewable energy generation systems and grid power in advance. is to do
  • Another effect of the present invention makes it possible to independently and quickly connect and disconnect the grid-connected renewable energy generation system from the grid without depending on the voltage or current sensor regardless of the phase of the voltage or current. is to do
  • FIG. 1 shows an internal configuration diagram of a conventional grid-connected renewable energy generation system.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • FIG. 4 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • a grid-connected renewable energy generation system In the case of a grid-connected renewable energy generation system, it can also be used as power supplied to very sensitive loads. For the stability of the supplied power, power is normally supplied to the grid and independent power is supplied to the load. When driving or when an abnormality occurs or repair is required in the power generation system, the circuit connection between the renewable energy power generation system and the grid must be immediately cut off.
  • FIG. 1 shows an internal configuration diagram of a conventional grid-connected renewable energy generation system.
  • a conventional grid-connected renewable energy generation system includes a power generation unit 10 that produces and outputs electrical energy, and an energy storage unit (ESS) that stores the electrical energy produced and output from the power generation unit 10.
  • Energy Storage System 20
  • PCS Power Conditioning
  • switching unit 50
  • the power conversion unit 30 cuts off the circuit connection between the renewable energy generation system and the grid when it operates independently to supply power to the load, or when an error occurs in the renewable energy generation system or requires repair. shall.
  • a switching circuit using a thyristor which is also called an SCR (Silicon Controlled Rectifier) switch, inevitably causes a current phenomenon, so between the power converter 30 and the grid 40
  • SCR Silicon Controlled Rectifier
  • a method of preventing burnout by current is adopted by receiving an input through a voltage sensor or a current sensor or setting a time period in which the SCR switch is turned off for a certain period of time.
  • the current from the power converter 30 to the grid 40 must first be terminated before the circuit connection Since it can be blocked, the circuit connection cannot be blocked for 8 ms to 16 ms, which adversely affects not only the renewable energy generation system but also the grid, causing great damage to all of the connected power lines.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • the grid-connected renewable energy generation system includes a power generation unit 100 that produces and outputs electrical energy, and energy that stores the electrical energy produced and output from the power generation unit 100.
  • a storage unit (ESS: Energy Storage System) 200 a power conversion unit (PCS: Power) that supplies electrical energy output from the power generation unit 100 or the energy storage unit 200 to a load or system power source 400 Conditioning System) 300, and a switching unit 500 composed of a power switching semiconductor 501 capable of active switching control connected between the power conversion unit 300 and the grid 400.
  • ESS Energy Storage System
  • PCS Power
  • switching unit 500 composed of a power switching semiconductor 501 capable of active switching control connected between the power conversion unit 300 and the grid 400.
  • the power generation unit 100 produces electrical energy from renewable energy such as sunlight and wind power, and the power conversion unit 300 converts the electrical energy produced and output from the power generation unit 100 to the grid. 400, or electrical energy output from the energy storage unit 200 can be supplied to a load or grid power source 400, and an inverter is provided inside to convert the phase and frequency of the output power. .
  • the switching unit 500 includes a power switching semiconductor 501 capable of active switching control, and the power switching semiconductor 501 capable of active switching control is a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) bidirectional switch. Alternatively, like an insulated gate bipolar transistor (IGBT) bidirectional switch, 'active' switching control is possible without adding a separate circuit for on/off.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • the power semiconductor 501 capable of such active switching control has an on signal and an off signal on the gate, unlike an SCR switch capable of 'passive' switching by adding a separate circuit for off.
  • the response time can be operated within a few us or less only by applying a signal.
  • the power switching semiconductor 501 capable of active switching control is capable of independent and immediate circuit interruption, adverse effects on not only the renewable energy generation system but also the grid 40 can be prevented in advance, and the As more and more renewable energy generation systems are connected to the grid (400), if there is a delay in connection and disconnection between them, even if each renewable energy generation system has a small capacity, the grid (400) However, in the present invention, since connection and disconnection between the renewable energy generation system and the grid 400 are made immediately, such cumulative damage can be minimized.
  • the operation of the switching unit 500 may be performed by a control unit, and illustration of the control unit is omitted.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention includes a power generation unit 100 that produces and outputs electrical energy, and energy that stores the electrical energy produced and output from the power generation unit 100.
  • a storage unit (ESS: Energy Storage System) 200 a power conversion unit (PCS: Power) that supplies electrical energy output from the power generation unit 100 or the energy storage unit 200 to a load or system power source 400 Conditioning System) 300, and a switching unit 500 connected between the power conversion unit 300 and the grid 400.
  • ESS Energy Storage System
  • PCS Power
  • switching unit 500 connected between the power conversion unit 300 and the grid 400.
  • the switching unit 500 includes an SCR switching 502 and a mechanical switch, a relay or magnetic contactor (MC: Magnetic Contactor) 503 is further connected in parallel.
  • the SCR switch 502 of the switching unit 500 Prior to the operation of the power conversion unit 300, the SCR switch 502 of the switching unit 500 is first turned on or the relay or magnetic contactor (MC) 503 is turned on, and then active switching control is possible for power switching.
  • the semiconductor 501 is sequentially turned on.
  • the power switching semiconductor 501 is sequentially turned on.
  • the power switching semiconductor 501 capable of active switching control with a high switching speed but a low tolerance can be turned on, Since it is before the operation of the power conversion unit 300, the switching speed is slow but considering the high tolerance, the relay or magnetic contactor (MC) 503 is turned on, and then the active switching has a high switching speed but low tolerance
  • the controllable power switching semiconductor 501 can be turned on.
  • the power switching semiconductor 501 capable of active switching control When the power switching semiconductor 501 capable of active switching control is turned on sequentially, the SCR switch 520 and the relay or magnetic contactor (MC) 510 are turned off, and the power capable of active switching control is turned off.
  • the switching semiconductor 501 is turned on so that the power conversion unit 300 operates independently to supply power to a load, or prepares for a case in which an abnormality occurs or repair is required in the renewable energy generation system.
  • the power conversion unit 30 performs independent operation to supply power to the load, or when an error occurs in the renewable energy generation system or requires repair, the renewable energy generation system and the grid (400)
  • the renewable energy generation system and the grid (400) In order to cut off the circuit connection of the active switching control is possible by turning off the power switching semiconductor 501 to immediately cut off the circuit connection between the renewable energy generation system and the grid (400).
  • the SCR switch of the switching unit 500 to connect the circuit again between the renewable energy generation system and the grid 400 ( 502) is turned on first, and then the relay or magnetic contactor (MC) 503 and the power switching semiconductor 501 capable of active switching control are turned on sequentially, so that the renewable energy generation system and the grid ( 400) is connected to the circuit.
  • the SCR switch 502 of the switching unit 500 and the power switching semiconductor 501 capable of active switching control the SCR switch 502 with high tolerance is first selected in case a short-circuit current from the load occurs. Immediately after turning on, the relay or magnetic contactor (MC) 503 having a higher tolerance also turns on.
  • MC magnetic contactor
  • the relay or magnetic contactor (MC) 503 which has a low switching speed but a higher tolerance, is turned on, and finally, the switching speed is high but
  • the power switching semiconductor 501 capable of active switching control with low tolerance is turned on.
  • the power switching semiconductor 501 capable of active switching control is turned on.
  • the SCR switch (502) with high tolerance is first turned on to prevent burnout, and the relay or magnetic contactor (MC) (503) is also turned on By doing so, burnout can be further prevented even when there is a risk of overcurrent or overcurrent is detected.
  • the magnetic contactor (MC) 503 is turned off and the power switching semiconductor 501 capable of the active switching control is kept turned on.
  • the operation of the switching unit 500 may be performed by a control unit, and illustration of the control unit is omitted.
  • FIG. 4 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • a grid-connected renewable energy generation system includes a power generation unit 100 that produces and outputs electrical energy, and stores the electrical energy produced and output from the power generation unit 100.
  • An energy storage unit (ESS: Energy Storage System) 200 includes a power conversion unit (PCS: Power Conditioning System) 300, the load 600 receiving power from the power conversion unit 300 or the system power source 400, and circuit connection and disconnection between the power conversion unit 300 and the load 600 It includes a first switch 510 that performs, and a second switch 520 that performs circuit connection and disconnection between the system power source 400 and the load 600.
  • Power switching semiconductor capable of actively controlling switching of a first switch 510 when an error occurs in the power converter 300 while power is being supplied from the power converter 300 to the load 600
  • An off signal is applied to the gate of 511, and at the same time, after turning on the SCR switch 522 of the second switch 520 first, the power switching semiconductor 521 capable of active switching control is sequentially
  • the SCR switch 522 having a high tolerance is turned on first to prevent burnout. do.
  • the first switch 510 and the second switch 520 include power switching semiconductors 511 and 521 capable of active switching control, respectively, and the power switching semiconductors 511 and 521 capable of active switching control
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • the power semiconductors 511 and 521 capable of such active switching control have an on signal and an off ( Off)
  • the response time can be operated within several us only by applying the signal.
  • Operations of the first switch 510 and the second switch 520 may be performed by a control unit, and illustration of the control unit is omitted.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • a relay or magnetic contactor (MC) 523 is further included in the second switch 520 and is connected in parallel.
  • Power switching semiconductor capable of actively controlling switching of a first switch 510 when an error occurs in the power converter 300 while power is being supplied from the power converter 300 to the load 600
  • An off signal is applied to the gate of 511, and at the same time, the SCR switch 522 of the second switch 520 is first turned on, and then the relay or magnetic contactor (MC) 523 and active switching control
  • the power switching semiconductor 521 capable of is turned on sequentially so that power is supplied from the system power source 400 to the load.
  • the SCR switch (522) with high tolerance is first turned on to prevent burnout, and the relay or magnetic contactor (MC) (523) is also turned on By doing so, burnout can be further prevented even when there is a risk of overcurrent or overcurrent is detected.
  • Operations of the first switch 510 and the second switch 520 may be performed by a control unit, and illustration of the control unit is omitted.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • an SCR switch 512 and a relay or magnetic contactor (MC) 513 are further included in the first switch 510 and connected in parallel. It is becoming.
  • the SCR switch 512 having a high tolerance is first turned on to prevent burnout, and the relay or magnetic contactor (MC) 513 is also turned on to Burnout can be further prevented even when there is a risk of overcurrent or overcurrent is detected.
  • Operations of the first switch 510 and the second switch 520 may be performed by a control unit, and illustration of the control unit is omitted.
  • FIG. 7 shows another embodiment of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention.
  • a switching unit 500 is connected between the power conversion unit 300 and the grid 400, A first switch 510 performing circuit connection and disconnection between the power conversion unit 300 and the load 600, and a circuit connection and disconnection between the system power source 400 and the load 600. 2 switches 520 are included.
  • the operating method of the switching unit 500, the first switch 510, and the second switch 520 has already been described above, and the switching unit 500, the first switch 510, and the second switch 520 The operation of may be performed by a control unit, and illustration of the control unit is omitted.
  • the present invention can prevent the system from being damaged due to abnormal control of the transfer time and transfer timing between the grid-connected renewable energy generation system, grid power supply, and load, and the grid-connected renewable energy generation system, grid power supply, and grid-connected Since the SCR switch connected in parallel to the renewable energy generation system and the load, the switching unit connected between the grid power supply and the load, and the first switch and the second switch is applied for a very short time to connect to a large load, it can reduce heat dissipation.
  • the switching unit, the first switch, and the second switch of the present invention have a parallel structure, they can be applied without making changes to the existing grid-connected renewable energy generation system, and the conventional grid-connected renewable energy generation system ) status can be observed, but the grid-connected renewable energy generation system of the present invention can freely switch the switch at the desired time without observing the current, so the reliability of the product can be further increased. have.
  • the operating method of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention can be implemented as a computer program, and each component of the present invention can be implemented as hardware or software, so that it can be implemented as a single piece of hardware or as software running on individual hardware. may be implemented.
  • the operating method of the grid-connected renewable energy generation system of the present invention may be implemented by being stored in a recording medium as a computer program.
  • PCS Power Conditioning System

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 계통연계형 재생에너지 발전 시스템에 관한 것으로서, 전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부; 상기 발전부에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부; 상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원으로 공급하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부와 상기 계통전원 사이에 연결되는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체로 구성되는 스위칭부를 포함하고, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하는 경우, 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법
본 발명은 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 안정적으로 고속 동작을 하며 전압 또는 전류의 위상과 무관하게 재생에너지 발전 시스템이 독립운전을 하거나 이상 발생시 계통전원과의 연결을 독립적이고 즉각적인 회로 차단이 가능한 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 경우 매우 민감한 부하에 공급되는 전원으로도 사용될 수 있는데, 공급되는 전원의 안정성을 위하여 평상시에는 계통전원(Grid)으로 전원을 공급하고, 부하에 전원을 공급하기 위하여 독립운전을 하거나 상기 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우에는 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)의 회로 연결을 차단하여야 한다.
반도체 제조공정 뿐만 아니라, 바이오 및 화학 공정 등에서 사용되는 전원은 중요한 부하에 끊기지 않고 항상 공급되도록 하여 전체 공정에 공급되는 전원의 안정성을 유지해야 한다.
종래의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 경우, 계통전원(Grid)과의 회로 연결 또는 계통전원(Grid)과의 회로 연결을 차단하기 위하여 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 스위치라고 부르기도 하는, 다이리스터(Thyristor)를 사용하는 경우가 있는데, 이러한 SCR 스위치 또는 다이리스터(Thyristor)는 전류(轉流) 현상이 필연적이므로 재생에너지 발전 시스템의 출력을 계통전원(Grid)에 연결하는 SCR 스위치 또는 다이리스터(Thyristor)의 차단 동작을 위해서는 상기 재생에너지 발전 시스템에서 계통전원(Grid)으로의 전류가(轉流)가 종료되어야 차단 동작이 완료될 수 있다.
상기 재생에너지 발전 시스템에서 계통전원(Grid)으로의 전류가(轉流)가 종료되기 위하여 8 ~ 16 ms 동안 차단 동작이 완료되지 못하여 상기 재생에너지 발전 시스템뿐만 아니라 계통전원(Grid)에도 영향을 주어 연결되어 있는 전원 라인 전체에 큰 피해를 줄 수 있다는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1020789호는 무정전 기능을 가진 계통연계형 하이브리드 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 정전시에는 계통연결을 차단하고 태양전지의 발전전력을 부하로 보내는 무정전 기능을 가지는 것을 목적으로 하고, 태양전지(700)의 발전전력을 공급하는 PV 컨버터와, 배터리를 충-방전하는 배터리 충-방전 컨버터, 직류전력을 교류전력으로 변환하여 계통과 부하에 공급하는 인버터를 포함하여 이루어지며, 이들은 제어부에 의해 제어되고, 충-방전 계전기는, 제어부의 제어에 따라, 인버터/정류기의 출력이 계통과 연결될 경우에는 개방되어 배터리 충-방전 컨버터와 직류모선을 분리하고, 그 외의 경우에는 단락되어 배터리 충-방전 컨버터와 직류모선을 연결한다. 한편, 계통연결 계전기는, 제어부의 제어에 따라, 계통이 정전인 경우나 배터리의 전력을 직류모선으로 보내는 경우에 개방되어 인버터/정류기와 계통을 분리하고, 그 외의 경우에는 단락되어 인버터/정류기와 계통을 연결시키고 있으나, 상기 계통연결 계전기는 기계적 스위치인 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC: Magnetic Contactor)로서 차단 동작을 위하여 소정의 시간이 소요되어 상기 태양광 발전 시스템뿐만 아니라 계통에도 영향을 주어 연결되어 있는 전원 라인 전체에 큰 피해를 줄 수 있다는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-2039888호는 전원 절체 스위치에 관한 것으로서 반도체 제조 공정 설비에 공급되는 무정전 전원 공급 장치의 출력 전원이 불안정한 경우 안정적인 예비전원을 무순단으로 공급하기 위하여 구동제어부에 의해서 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자를 온(On) 또는 오프(Off)하여 무정전 전원 공급 장치 또는 예비전원을 반도체 제조 공정 설비에 공급하고 있으나, 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자는 무정전 전원 공급 장치와 그 외부의 예비전원을 부하에 연결하는 구성일 뿐이고 재생 에너지 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우에 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원의 회로 연결을 차단을 위한 구성에 대해서는 구체적으로 나타내는 바가 없다는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-2126209호는 과전류 보호 전원 절체 스위치에 관한 것으로서 반도체 제조 공정 설비 일부에서 단락 사고가 발생하더라도 나머지 반도체 제조 공정 설비에는 안정적인 예비전원을 무순단으로 공급하기 위하여 구동제어부에 의하여 제 1 스위칭 소자를 오프(Off)하고 제 2 스위칭 소자를 온(On)하기 위하여 제 2 스위치 소자의 SCR 스위치, FET(Field Effect Transistor) 양방향 스위치가 순차적으로 턴온되도록 하고 있으나, 제 1 스위칭 소자와 제 2 스위칭 소자는 무정전 전원 공급 장치와 그 외부의 예비전원을 부하에 연결하는 구성일 뿐이고 재생 에너지 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우에 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원의 회로 연결을 차단을 위한 구성에 대해서는 구체적으로 나타내는 바가 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)에 영향을 주지 않고 피해를 최소화하기 위하여 독립적이고 즉각적인 회로 차단이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 내부 인버터 출력을 계통전원(Grid)으로 연결하는 스위칭부가 독립적이고 빠른 시간내 전류(轉流)와 상관없이 온(On)/오프(Off)되어 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 신뢰성을 높이는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 안정적으로 고속 동작을 하며 전압 또는 전류의 위상과 무관하게 신속한 절체가 가능하도록 하여 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)의 피해를 미연에 방지하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 전압 또는 전류의 위상과 상관없이 전압 또는 전류센서에 의존하지 않고 독립적으로 신속하게 계통연계형 재생에너지 발전 시스템을 계통전원(Grid)과 연결 및 차단할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 목적으로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 기술적 과제는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서는, 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 구성을 포함한다.
본 발명은 계통연계형 재생에너지 발전 시스템에 관한 것으로서, 전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부; 상기 발전부에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부; 상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원으로 공급하는 전력 변환부; 상기 전력 변환부와 상기 계통전원 사이에 연결되는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체로 구성되는 스위칭부를 포함하고, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하는 경우, 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 스위칭부는 SCR 스위치를 더 포함하고, 상기 SCR 스위치는 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하여 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되어 상기 전력 변환부와 계통전원 사이의 연결이 차단되고 나서, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하는 것이 중단되거나 상기 전력 변환부가 정상적으로 작동하여 상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 에너지를 계통전원으로 공급하기 위하여 상기 스위칭부의 SCR 스위치를 먼저 턴온한 후 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 순차적으로 턴온되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 스위칭부는 기계적 스위치를 더 포함하고, 상기 기계적 스위치는 상기 스위칭부의 SCR 스위치 및 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체와 서로 병렬 연결되도록 하고, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하여 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되어 상기 전력 변환부와 계통전원 사이의 연결이 차단되고 나서, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하는 것이 중단되거나 상기 전력 변환부가 정상적으로 작동하여 상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 에너지를 계통전원으로 공급하기 위하여 상기 스위칭부의 SCR 스위치, 기계적 스위치, 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 순차적으로 턴온되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 스위칭부의 SCR 스위치, 기계적 스위치, 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 순차적으로 턴온된 후, 상기 SCR 스위치와 상기 기계적 스위치는 턴오프되고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체는 턴온이 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기계적 스위치는 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC: Magnetic Contactor)인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 서로 병렬 연결되는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체, SCR 스위치, 기계적 스위치를 포함하는 스위칭부에 의하여 전력 변환부와 계통전원 사이의 연결 및 차단을 수행하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작 방법에 관한 것으로서, 상기 전력 변환부와 상기 계통전원 사이의 연결을 회복하는 경우 상기 스위칭부의 SCR 스위치를 먼저 턴온한 후 상기 기계적 스위치가 순차적으로 턴온되도록 하는 제 1 단계(S100); 상기 스위칭부의 SCR 스위치와 기계적 스위치가 순차적으로 턴온된 후, 상기SCR 스위치 또는 기계적 스위치에 흐르는 전류가 허용전류 범위 내인 경우에 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 턴온되도록 하는 제 2 단계(S200); 상기 SCR 스위치와 상기 기계적 스위치는 턴오프되고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체는 턴온이 유지되도록 하는 제 3 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작방법을 실행시키기 위하여 저장매체에 저장된 컴퓨터프로그램일 수 있다.
본 발명의 효과는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)에 영향을 주지 않고 피해를 최소화하기 위하여 독립적이고 즉각적인 회로 차단이 가능하도록 하는 것을 가능하게 하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 효과는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 내부 인버터 출력을 계통전원(Grid)으로 연결하는 스위칭부가 독립적이고 빠른 시간내 전류(轉流)와 상관없이 온(On)/오프(Off)되어 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 신뢰성을 높이는 것을 가능하게 하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 효과는 안정적으로 고속 동작을 하며 전압 또는 전류의 위상과 무관하게 신속한 절체가 가능하도록 하여 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)의 피해를 미연에 방지하는 것을 가능하게 하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 효과는 전압 또는 전류의 위상과 상관없이 전압 또는 전류센서에 의존하지 않고 독립적으로 신속하게 계통연계형 재생에너지 발전 시스템을 계통전원(Grid)과 연결 및 차단할 수 있도록 하는 것을 가능하게 하는 것이다.
본 발명에 의한 효과는 상기 효과로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 효과는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 내부 구성도를 도시한다.
도 2는 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 일실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 다른 일실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 5는 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 6은 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 7은 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 구성 및 작용에 대해 설명하기로 한다. 이러한 실시예는 예시적인 것으로서 본 발명의 구성 및 작용을 제한하지는 아니하고, 실시예에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 구성 및 작용도 이하 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있는 경우는 본 발명의 기술적 사상으로 볼 수 있을 것이다.
계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 경우 매우 민감한 부하에 공급되는 전원으로도 사용될 수 있는데, 공급되는 전원의 안정성을 위하여 평상시에는 계통전원(Grid)으로 전원을 공급하고, 부하에 전원을 공급하기 위하여 독립운전을 하거나 상기 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우에는 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)의 회로 연결을 즉시 차단하여야 한다.
도 1은 종래의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 내부 구성도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 종래의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템은 전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부(10), 상기 발전부(10)에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부(ESS: Energy Storage System)(20), 상기 발전부(10) 또는 상기 에너지 저장부(20)로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원(Grid)(40)으로 공급하는 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)(30), 상기 전력 변환부(30)와 상기 계통전원(Grid)(40) 사이에 연결되는 SCR 스위치로 구성되는 스위칭부(50)를 포함한다.
상기 전력 변환부(30)는 부하에 전원을 공급하기 위하여 독립운전을 하거나 상기 재생에너지 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우에는 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)의 회로 연결을 차단하여야 한다.
SCR(Silicon Controlled Rectifier) 스위치라고 부르기도 하는, 다이리스터(Thyristor)를 사용하는 절체회로는 전류(轉流) 현상이 필연적이므로 상기 전력 변환부(30)와 상기 계통전원(Grid)(40) 사이의 연결을 차단하기 위해서는 전압센서 또는 전류센서를 통하여 입력 받거나, 일정시간 SCR 스위치가 오프(Off) 되는 시간 구간을 두어 전류에 의한 소손을 방지하는 방식을 채택하고 있다.
그러나 이러한 방식들은 오프셋(offset) 등에 의한 연산오차로 전류(轉流)시 과전류가 발생할 수 있어서 이를 방지하기 위해서 SCR 스위치를 오프(Off)하는 시간을 반주기 이상 유지함으로써 과전류에 의한 소손은 방지될 수 있으나, 부하에 인가되는 전원이 8 ms 이상 오프(Off)됨으로써 전원에 민감한 부하의 경우 부하시스템이 셧다운(shut-down)되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)의 회로 연결을 차단하기 위하여 상기 전력 변환부(30)에서 상기 계통전원(Grid)(40)으로의 전류(轉流)가 먼저 종료되어야 회로 연결이 비로소 차단될 수 있기 때문에 8 ms ~ 16 ms 동안 회로 연결이 차단되지 못하여 상기 재생에너지 발전 시스템 뿐만 아니라 상기 계통전원(Grid)에도 악영향을 미치게 되어 연결되어 있는 전원 라인 모두에 큰 피해를 가할 수 있다.
도 2는 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 일실시예를 도시한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템은 전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부(100), 상기 발전부(100)에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부(ESS: Energy Storage System)(200), 상기 발전부(100) 또는 상기 에너지 저장부(200)로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원(400)으로 공급하는 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)(300), 상기 전력 변환부(300)와 상기 계통전원(Grid)(400) 사이에 연결되는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)로 구성되는 스위칭부(500)를 포함한다.
상기 발전부(100)는 태양광, 풍력 등의 재생에너지로부터 전기에너지를 생산하고, 상기 전력 변환부(300)는 상기 발전부(100)에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 상기 계통전원(Grid)(400)으로 공급하거나, 상기 에너지 저장부(200)로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원(400)으로 공급할 수 있고, 내부에 인버터를 구비하여 출력되는 전원의 위상과 주파수를 변환할 수 있다.
상기 스위칭부(500)는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)를 포함하고, 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 양방향 스위치 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 양방향 스위치와 같이 온(On)/오프(Off)를 위하여 별도의 회로를 부가할 필요없이 '능동적인' 스위칭 제어가 가능하다.
이러한 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 반도체(501)는 오프(Off)를 위한 별도의 회로를 부가하여 '수동적인' 스위칭이 가능한 SCR 스위치와는 달리 게이트에 온(On) 신호와 오프(Off) 신호의 인가만으로 응답시간이 수 us 이하에서 동작 가능하다.
상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)는 독립적이고 즉각적인 회로 차단이 가능하므로 상기 재생에너지 발전 시스템 뿐만 아니라 상기 계통전원(Grid)(40)에도 악영향을 미연에 방지할 수 있고, 상기 계통전원(Grid)(400)에 더 많은 복수의 재생에너지 발전 시스템이 연결될수록 그 사이의 연결 및 차단에 지연이 발생하면 각각의 재생에너지 발전 시스템이 소용량이라 하더라도 상기 계통전원(Grid)(400)에 큰 피해를 줄 수 있지만, 본 발명은 상기 재생에너지 발전 시스템과 상기 계통전원(Grid)(400) 사이의 연결 및 차단이 즉각적으로 이루어지므로 이러한 누적적인 피해를 최소화할 수 있다.
상기 스위칭부(500)의 동작은 제어부에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부에 대한 도시는 생략한다.
도 3은 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 다른 일실시예를 도시한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템은 전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부(100), 상기 발전부(100)에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부(ESS: Energy Storage System)(200), 상기 발전부(100) 또는 상기 에너지 저장부(200)로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원(400)으로 공급하는 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)(300), 상기 전력 변환부(300)와 상기 계통전원(Grid)(400) 사이에 연결되는 스위칭부(500)를 포함한다.
특히, 상기 스위칭부(500)는 앞서 도 2에 도시된 구성과 대비하여 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)에 SCR 스위칭(502)와 기계적 스위치인 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC: Magnetic Contactor)(503)를 병렬로 더 연결하여 포함하고 있다.
상기 전력 변환부(300)의 운전 전에는, 스위칭부(500)의 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온하거나 또는 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)를 턴온한 후 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 순차적으로 턴온되도록 한다.
상기 계통전원(Grid)(400)으로부터의 과전류가 발생하는 경우를 대비하여 상기 스위칭부(500)의 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503), SCR 스위치(502), 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501) 중에서 내량이 높은 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온하거나 또는 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(501)를 턴온한 후, 흐르는 전류가 허용 전류보다 작은 경우에 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 순차적으로 턴온되도록 한다.
높은 스위칭 속도와 높은 내량을 고려하여 상기 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온한 후, 다음으로 스위칭 속도는 높지만 내량이 낮은 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 턴온할 수 있고, 상기 전력 변환부(300)의 운전 전이므로 스위칭 속도는 느리지만 높은 내량을 고려하여 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)를 턴온한 후, 다음으로 스위칭 속도는 높지만 내량이 낮은 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 턴온할 수 있다.
상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 순차적으로 턴온되면 상기 SCR 스위치(520)와 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(510)는 턴오프되도록 하고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)는 턴온이 유지되도록 하여 상기 전력 변환부(300)가 부하에 전원을 공급하기 위하여 독립운전을 하거나 상기 재생에너지 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우를 대비하게 된다.
결국, 상기 전력 변환부(30)는 부하에 전원을 공급하기 위하여 독립운전을 하거나 상기 재생에너지 발전 시스템에 이상이 발생하거나 수리가 필요한 경우에는 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)(400)의 회로 연결을 차단하기 위하여 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)를 턴오프하여 즉각적으로 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)(400)의 회로 연결을 차단할 수 있다.
상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)(400)의 회로 연결이 차단된 후에 다시 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)(400)의 회로 연결을 위하여 스위칭부(500)의 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온한 후, 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503), 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 순차적으로 턴온되도록 하여 상기 재생에너지 발전 시스템과 계통전원(Grid)(400)의 회로 연결이 이루어진다.
결국, 스위칭부(500)의 SCR 스위치(502)와 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501) 중에서 부하로부터의 단락 전류가 발생하는 경우를 대비하여 내량이 높은 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온한 후, 바로 내량이 더 높은 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)도 턴온한다.
높은 스위칭 속도와 내량을 고려하여 상기 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온한 후, 스위칭 속도는 낮지만 내량은 더 높은 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)를 턴온하고, 마지막으로 스위칭 속도는 높지만 내량이 낮은 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 턴온하게 된다.
물론, 상기 SCR 스위치(502)와 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)를 흐르는 전류가 허용 전류보다 작은 경우에 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 턴온하게 되는 것이다.
상기 계통전원(Grid)(400)으로부터 과전류가 발생하는 경우 내량이 높은 상기 SCR 스위치(502)를 먼저 턴온하여 소손을 방지할 수 있게 되고, 바로 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)도 턴온되도록 하여 과전류의 위험이 있거나 과전류가 감지되는 경우에도 소손을 더욱 더 방지할 수 있게 된다.
이후에 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)를 흐르는 전류가 허용 전류보다 작은 경우에 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)가 순차적으로 턴온되면 상기 SCR 스위치(502)와 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(503)는 턴오프되도록 하고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(501)는 턴온이 유지되도록 한다.
상기 스위칭부(500)의 동작은 제어부에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부에 대한 도시는 생략한다.
도 4는 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템은 전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부(100), 상기 발전부(100)에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부(ESS: Energy Storage System)(200), 상기 발전부(100) 또는 상기 에너지 저장부(200)로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원(400)으로 공급하는 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)(300), 상기 전력 변환부(300) 또는 계통전원(400)으로부터 전원을 공급받는 부하(600), 상기 전력 변환부(300)와 상기 부하(600) 사이에서 회로 연결 및 차단을 수행하는 제 1 스위치(510), 상기 계통전원(400)과 상기 부하(600) 사이에서 회로 연결 및 차단을 수행하는 제 2 스위치(520)을 포함하고 있다.
여기에서 상기 전력 변환부(300)와 상기 계통전원(Grid)(400) 사이에 연결되는 스위칭부(500)의 도시는 생략하고 있다.
상기 전력 변환부(300)로부터 상기 부하(600)로 전원이 공급되고 있는 중에 상기 전력 변환부(300)에 이상이 발생하는 경우 제 1 스위치(510)의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511)의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되고, 이와 동시에 제 2 스위치(520)의 SCR 스위치(522)를 먼저 턴온한 후, 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)가 순차적으로 턴온되도록 하여 계통전원(400)으로부터 부하로 전원이 투입되어 상기 계통전원(Grid)(400)으로부터 과전류가 발생하는 경우 내량이 높은 상기 SCR 스위치(522)를 먼저 턴온하여 소손을 방지할 수 있게 된다.
이후에 상기 SCR 스위치(522)를 흐르는 전류가 허용 전류보다 작은 경우에 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)가 순차적으로 턴온되면 상기 SCR 스위치(522)는 턴오프되도록 하고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)는 턴온이 유지되도록 하여 상기 전력 변환부(300)가 정상으로 회복하는 경우를 대비한다.
제 1 스위치(510) 및 제 2 스위치(520)는 각각 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511, 521)를 포함하고, 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511, 521)는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 양방향 스위치 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 양방향 스위치와 같이 온(On)/오프(Off)를 위하여 별도의 회로를 부가할 필요없이 '능동적인' 스위칭 제어가 가능하다.
이러한 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 반도체(511, 521)는 오프(Off)를 위한 별도의 회로를 부가하여 '수동적인' 스위칭이 가능한 SCR 스위치와는 달리 게이트에 온(On) 신호와 오프(Off) 신호의 인가만으로 응답시간이 수 us 이하에서 동작 가능하다.
제 1 스위치(510), 제 2 스위치(520)의 동작은 제어부에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부에 대한 도시는 생략한다.
도 5는 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 본 발명의 일실시예와 비교하여 제 2 스위치(520)에 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(523)가 더 포함되어 병렬로 연결되고 있다.
상기 전력 변환부(300)로부터 상기 부하(600)로 전원이 공급되고 있는 중에 상기 전력 변환부(300)에 이상이 발생하는 경우 제 1 스위치(510)의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511)의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되고, 이와 동시에 제 2 스위치(520)의 SCR 스위치(522)를 먼저 턴온한 후, 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(523)와 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)가 순차적으로 턴온되도록 하여 계통전원(400)으로부터 부하로 전원이 투입된다.
상기 계통전원(Grid)(400)으로부터 과전류가 발생하는 경우 내량이 높은 상기 SCR 스위치(522)를 먼저 턴온하여 소손을 방지할 수 있게 되고, 바로 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(523)도 턴온되도록 하여 과전류의 위험이 있거나 과전류가 감지되는 경우에도 소손을 더욱 더 방지할 수 있게 된다.
이후에 상기 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(523)를 흐르는 전류가 허용 전류보다 작은 경우에 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)가 순차적으로 턴온되면 상기 SCR 스위치(522)와 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(523)는 턴오프되도록 하고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)는 턴온이 유지되도록 하여 상기 전력 변환부(300)가 정상으로 회복하는 경우를 대비한다.
제 1 스위치(510), 제 2 스위치(520)의 동작은 제어부에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부에 대한 도시는 생략한다.
도 6은 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 본 발명의 일실시예와 비교하여 제 1 스위치(510)에 SCR 스위치(512)와 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(513)가 더 포함되어 병렬로 연결되고 있다.
상기 계통전원(Grid)(400)으로부터 상기 부하(600)로 전원이 공급되고 있는 중에 상기 전력 변환부(300)가 정상으로 회복하는 경우 제 2 스위치(520)의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(521)의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되고, 이와 동시에 제 1 스위치(510)의 SCR 스위치(512)를 먼저 턴온한 후, 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(513)와 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511)가 순차적으로 턴온되도록 하여 상기 전력 변환부(300)로부터 상기 부하(600)로 전원이 즉각적으로 투입된다.
상기 전력 변환부(300)로부터 과전류가 발생하는 경우 내량이 높은 상기 SCR 스위치(512)를 먼저 턴온하여 소손을 방지할 수 있게 되고, 바로 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(513)도 턴온되도록 하여 과전류의 위험이 있거나 과전류가 감지되는 경우에도 소손을 더욱 더 방지할 수 있게 된다.
이후에 상기 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(513)를 흐르는 전류가 허용 전류보다 작은 경우에 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511)가 순차적으로 턴온되면 상기 SCR 스위치(512)와 상기 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC)(513)는 턴오프되도록 하고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체(511)는 턴온이 유지되도록 하여 상기 전력 변환부(300)에 이상이 발생하는 경우를 대비한다.
제 1 스위치(510), 제 2 스위치(520)의 동작은 제어부에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부에 대한 도시는 생략한다.
도 7은 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 또 다른 일실시예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 도 3과 도 5에 도시된 본 발명의 일실시예를 전체적으로 보여주는 것으로서 전력 변환부(300)와 계통전원(Grid)(400) 사이에 스위칭부(500)가 연결되고, 상기 전력 변환부(300)와 부하(600) 사이에서 회로 연결 및 차단을 수행하는 제 1 스위치(510), 상기 계통전원(400)과 상기 부하(600) 사이에서 회로 연결 및 차단을 수행하는 제 2 스위치(520)을 포함하고 있다.
상기 스위칭부(500), 제 1 스위치(510), 제 2 스위치(520)의 동작 방법은 이미 앞에서 설명한 바와 같고, 상기 스위칭부(500), 제 1 스위치(510), 제 2 스위치(520)의 동작은 제어부에 의하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부에 대한 도시는 생략한다.
본 발명은 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 계통전원, 부하간의 절체 시간 및 절체 시점 제어 이상에 의하여 시스템이 소손될 수 있는 것을 방지할 수 있고, 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 계통전원, 계통연계형 재생에너지 발전 시스템과 부하, 계통전원과 부하 사이에 연결하는 스위칭부, 제 1 스위치, 제 2 스위치에 병렬로 연결되어 있는 SCR 스위치는 대용량 부하에 연결하기 위하여 아주 짧은 시간만 적용되기 때문에 방열을 위한 구성을 최소화할 수 있으며, 스위칭부, 제 1 스위치, 제 2 스위치에 의한 연결/해제를 전류의 크기나 위상과 상관없이 독립적으로 연결하거나 끊을 수 있기 때문에 전류(轉流)와 상관없이 사용자가 온/오프 함으로써 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 신뢰성을 더욱 더 높일 수 있다.
또한 본 발명의 스위칭부, 제 1 스위치, 제 2 스위치는 병렬 구조이므로 기존의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템에 변경을 가하지 않고도 적용할 수 있고, 종래의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템는 전류(轉流)상태를 관찰해야만 스위치 전환이 가능하지만 본 발명의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템은 전류(轉流)를 관찰하지 않고 사용자가 원하는 시점에서 스위치 전환을 자유롭게 할 수 있기 때문에 제품의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작 방법은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수 있으며, 본 발명의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다는 점에서 하나의 하드웨어 또는 개별적인 하드웨어에서 구동되는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 또한 본 발명인 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작 방법은 컴퓨터프로그램으로서 기록매체에 저장되어 구현될 수도 있다.
[부호의 설명]
10, 100: 발전부
20, 200: 에너지 저장부(ESS: Energy Storage System)
30, 300: 전력 변환부(PCS: Power Conditioning System)
40, 400: 계통전원(Grid)
50, 500: 스위칭부
501, 511, 521: 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체
502, 512, 522: SCR 스위치
503, 513, 523: 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC: Magnetic Contactor)
510: 제 1 스위치
520: 제 2 스위치
600: 부하

Claims (8)

  1. 계통연계형 재생에너지 발전 시스템에 있어서,
    전기에너지를 생산하여 출력하는 발전부;
    상기 발전부에서 생산되어 출력되는 전기에너지를 저장하는 에너지 저장부;
    상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 전기에너지를 부하 또는 계통전원으로 공급하는 전력 변환부;
    상기 전력 변환부와 상기 계통전원 사이에 연결되는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체로 구성되는 스위칭부를 포함하고,
    상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하는 경우, 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 SCR 스위치를 더 포함하고,
    상기 SCR 스위치는 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하여 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되어 상기 전력 변환부와 계통전원 사이의 연결이 차단되고 나서, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하는 것이 중단되거나 상기 전력 변환부가 정상적으로 작동하여 상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 에너지를 계통전원으로 공급하기 위하여 상기 스위칭부의 SCR 스위치를 먼저 턴온한 후 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 순차적으로 턴온되도록 하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭부는 기계적 스위치를 더 포함하고,
    상기 기계적 스위치는 상기 스위칭부의 SCR 스위치 및 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체와 서로 병렬 연결되도록 하고,
    상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하거나 상기 전력 변환부에 이상이 발생하여 상기 스위칭부의 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체의 게이트에 오프(Off) 신호가 인가되어 상기 전력 변환부와 계통전원 사이의 연결이 차단되고 나서, 상기 전력 변환부에 의하여 독립적으로 부하에 에너지를 공급하는 것이 중단되거나 상기 전력 변환부가 정상적으로 작동하여 상기 발전부 또는 상기 에너지 저장부로부터 출력되는 에너지를 계통전원으로 공급하기 위하여 상기 스위칭부의 SCR 스위치, 기계적 스위치, 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 순차적으로 턴온되도록 하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭부의 SCR 스위치, 기계적 스위치, 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 순차적으로 턴온된 후, 상기 SCR 스위치와 상기 기계적 스위치는 턴오프되고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체는 턴온이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기계적 스위치는 릴레이 또는 마그네틱 콘택터(MC: Magnetic Contactor)인 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템.
  7. 서로 병렬 연결되는 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체, SCR 스위치, 기계적 스위치를 포함하는 스위칭부에 의하여 전력 변환부와 계통전원 사이의 연결 및 차단을 수행하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 전력 변환부와 상기 계통전원 사이의 연결을 회복하는 경우 상기 스위칭부의 SCR 스위치를 먼저 턴온한 후 상기 기계적 스위치가 순차적으로 턴온되도록 하는 제 1 단계(S100);
    상기 스위칭부의 SCR 스위치와 기계적 스위치가 순차적으로 턴온된 후, 상기SCR 스위치 또는 기계적 스위치에 흐르는 전류가 허용전류 범위 내인 경우에 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체가 턴온되도록 하는 제 2 단계(S200);
    상기 SCR 스위치와 상기 기계적 스위치는 턴오프되고 상기 능동적인 스위칭 제어가 가능한 전력용 스위칭반도체는 턴온이 유지되도록 하는 제 3 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작방법.
  8. 제 7 항의 계통연계형 재생에너지 발전 시스템의 동작방법을 실행시키기 위하여 저장매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
PCT/KR2022/007362 2021-06-01 2022-05-24 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법 WO2022255712A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/555,704 US20240204532A1 (en) 2021-06-01 2022-05-24 Grid-connected type renewable energy power generation system and operation method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0071152 2021-06-01
KR1020210071152A KR102537206B1 (ko) 2021-06-01 2021-06-01 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022255712A1 true WO2022255712A1 (ko) 2022-12-08

Family

ID=84323359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/007362 WO2022255712A1 (ko) 2021-06-01 2022-05-24 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240204532A1 (ko)
KR (1) KR102537206B1 (ko)
WO (1) WO2022255712A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008054398A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Omron Corp パワーコンディショナ装置
KR101147205B1 (ko) * 2010-10-06 2012-05-25 삼성에스디아이 주식회사 대전류 제어 장치 및 방법, 이를 이용한 전력 저장 장치
JP2013123343A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 電力変換装置
KR20160076825A (ko) * 2014-12-23 2016-07-01 주식회사 동아일렉콤 돌입전류 방지 및 배터리 고장 진단이 가능한 배터리 충전 방법
US10826299B2 (en) * 2017-08-14 2020-11-03 Energypartners Co., Ltd. Grid-connected inverter system having seamless switching

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011223731A (ja) 2010-04-09 2011-11-04 Meidensha Corp 無停電電源システム、および無停電電源システムの制御方法
KR101020789B1 (ko) 2010-12-07 2011-03-09 성신전기공업(주) 무정전 기능을 가진 계통연계형 하이브리드 태양광 발전 시스템
KR102039888B1 (ko) 2018-07-27 2019-11-04 (주)신아이엔지 전원 절체 스위치
KR102126209B1 (ko) 2018-12-19 2020-06-24 (주)신아이엔지 과전류 보호 전원 절체 스위치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008054398A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Omron Corp パワーコンディショナ装置
KR101147205B1 (ko) * 2010-10-06 2012-05-25 삼성에스디아이 주식회사 대전류 제어 장치 및 방법, 이를 이용한 전력 저장 장치
JP2013123343A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 電力変換装置
KR20160076825A (ko) * 2014-12-23 2016-07-01 주식회사 동아일렉콤 돌입전류 방지 및 배터리 고장 진단이 가능한 배터리 충전 방법
US10826299B2 (en) * 2017-08-14 2020-11-03 Energypartners Co., Ltd. Grid-connected inverter system having seamless switching

Also Published As

Publication number Publication date
KR102537206B1 (ko) 2023-05-26
US20240204532A1 (en) 2024-06-20
KR20220162565A (ko) 2022-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012043919A1 (en) Power conversion system for energy storage system and controlling method of the same
WO2019031686A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2021085759A1 (ko) 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈
WO2023153651A1 (ko) 배터리 충방전 장치
WO2018216899A1 (ko) 군용 마이크로그리드 시스템
WO2012106949A1 (zh) 电池供电系统及其上电的控制方法
WO2020130258A1 (ko) 과전류 보호 전원 절체 스위치
WO2019107802A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2022255712A1 (ko) 계통연계형 재생에너지 발전 시스템 및 그 동작방법
WO2018135716A1 (ko) 에너지 저장 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
Bhakar et al. A new fault-tolerant scheme for switch failures in dual active bridge DC-DC converter
WO2020022693A1 (ko) 전원 절체 스위치
WO2022103183A1 (ko) 배터리 활성화를 위한 직류 배전 기반의 충방전 시스템
WO2019107801A1 (ko) 에너지 저장 시스템
WO2012165779A2 (ko) 대형빌딩 전기설비 무정전시스템
WO2023216566A1 (zh) 一种配电电路、控制配电电路供电的方法和供电系统
WO2019245155A1 (ko) 독립형 마이크로그리드 운용 시스템
WO2022255711A1 (ko) 독립적인 바이패스 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치
WO2022092821A1 (ko) 직류 컨버터를 포함하는 수소 연료 전지 차량 및 이의 제어 방법
WO2022114464A1 (ko) 직류/직류 컨버터 및 이의 제어 방법
WO2023146176A1 (ko) Pv-ess 직접 연계형 에너지관리 시스템 및 태양광발전 시스템 연동 장치
WO2022158748A1 (ko) 무정전 전원 공급 모듈
WO2021095999A1 (ko) Ups 모듈 및 그 ups 모듈의 제어 방법
WO2016186337A1 (ko) 셀 밸런싱 기능이 있는 배터리 모듈 및 그를 갖는 배터리 시스템
US6166456A (en) High-speed disconnector using semiconductor technology

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22816371

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18555704

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22816371

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1