WO2024053990A1 - 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2024053990A1
WO2024053990A1 PCT/KR2023/013234 KR2023013234W WO2024053990A1 WO 2024053990 A1 WO2024053990 A1 WO 2024053990A1 KR 2023013234 W KR2023013234 W KR 2023013234W WO 2024053990 A1 WO2024053990 A1 WO 2024053990A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arc
defect detection
detection device
arc defect
memory
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/013234
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이준민
현동엽
조영민
안은지
유민호
안민호
김병준
Original Assignee
한화솔루션(주)
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
Priority claimed from KR1020230115487A external-priority patent/KR20240033661A/ko
Application filed by 한화솔루션(주) filed Critical 한화솔루션(주)
Publication of WO2024053990A1 publication Critical patent/WO2024053990A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification

Definitions

  • the present invention relates to a device including an arc detection function and control technology for its utilization.
  • a solar power generation system is a system that converts solar energy into electrical energy using solar cells (photovoltaic cells) and transmits it to the commercial power system.
  • Solar power generation is an eco-friendly power generation method that does not cause environmental pollution in the process and can be used semi-permanently, so the proportion of solar power generation is gradually increasing.
  • arc defects can occur in a variety of environments, including large-scale solar power facilities as well as small-scale residential facilities, detecting arc defects and blocking arcs in advance is an important element for the safe operation of all systems where arcs can potentially occur.
  • arc fault protection circuit interrupter Arc Fault Circuit Interrupt, AFCI
  • the purpose of the present invention is to provide an optimized arc defect detection device and a control method so that a series of procedures from production, installation, and operation can be carried out efficiently.
  • the control method of the arc defect detection device according to the present invention is:
  • Performing current correction for arc defect detection and storing the current correction value in an internal memory A pre-arc fault detection test is performed; A factory reset step in which the memory stored values excluding the current correction value are deleted; receiving an update file from a management device through a wired/wireless communication interface upon receiving an update confirmation instruction after the arc defect detection device is installed; applying the transmitted update file; and starting arc defect detection upon receiving an arc defect detection activation instruction from the management device.
  • Control unit including one or more processors, memory, and a communication unit,
  • the control unit performs current correction for arc defect detection and stores the current correction value in the memory of the arc defect detection device, performs a preliminary arc defect detection test, and stores the memory stored value excluding the current correction value. Perform a factory reset to delete, and when an update confirmation instruction is received through the communication unit after the arc defect detection device is installed, the communication unit receives an update file from the management device, and applies the transmitted update file. , Characterized in that arc defect detection starts when an arc defect detection activation instruction is received from the management device.
  • the present invention by providing optimal control technology from production to operation of the arc defect detection device, it is possible to effectively detect arc occurrence and control the system including the arc defect detection device from fire or electric shock due to arc generation. It has the advantage of protecting against risks such as:
  • Figure 1 is a circuit diagram showing the configuration of a PV inverter system including AFCI according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram showing a general Arc detection algorithm.
  • Figure 3 is a flowchart showing the AFCI current correction and remote update method for each process step according to an embodiment of the present invention.
  • terms such as “or” and “at least one” may represent one of words listed together, or a combination of two or more.
  • “or B” “and at least one of B” may include only A or B, or both A and B.
  • 'first' and 'second' may be used to describe various components, but the components should not be limited by the above terms. Additionally, the above terminology should not be interpreted as limiting the order of each component, but may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a 'first component' may be named a 'second component', and similarly, a 'second component' may also be named a 'first component'.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a photovoltaic (PV) inverter system including an arc fault detection device according to an embodiment of the present invention.
  • PV photovoltaic
  • the solar inverter system may include an arc fault detection device (AFCI, 200), a PV inverter (300), a backup unit (400), and a central server (500).
  • AFCI arc fault detection device
  • PV inverter 300
  • backup unit 400
  • central server 500
  • the arc defect detection device receives current measurement values (PV1_I, PV2_I, PV3_I) of the solar power panel and predicts in advance whether an arc will occur using an arc detection algorithm.
  • the PV inverter 300 includes an EMS (Energy Management System, 301) and a PCS (Power Conversion System, 302) to convert the power generation current of the solar power panel and control the arc defect detection device 200.
  • EMS Electronicgy Management System
  • PCS Power Conversion System
  • the EMS 301 of the PV inverter 300 stores update files such as firmware to be used in the arc defect detection device 200 in advance, and updates the update file when the arc defect detection device 200 is installed in the field and ready for use. It is transmitted to the arc defect detection device 200 so that the arc defect detection device 200 can perform an operation for arc defect detection.
  • the PCS (302) can perform power conversion through control of the EMS (301). For example, the PCS 302 can convert direct current power generated by solar panels into alternating current power so that it can be transmitted to the commercial power grid. Additionally, the PCS 302 can monitor information about converted power.
  • the backup unit 400 is a spare device equipped with an auxiliary EMS (401) that can perform the same function as the EMS (301) of the PV inverter (300) in case of a failure of the PV inverter (300).
  • the central server 500 can monitor the status of the PV inverter system including the arc fault detection device 200, detect abnormal conditions, provide information about this to the user, and remotely control the PV inverter system. It can also be done.
  • the central server 500 may be a cloud server.
  • the arc defect detection device 200 includes a current input unit 201, a calibration unit 202, a first memory 203, a filter unit 204, and a current value calculation unit 205. , it may include a time domain arc detection unit 206, a frequency domain arc detection unit 207, an arc detection unit 208, a notification unit 209, a control unit 210, and a self-test unit 211.
  • the current input unit 201 can receive the generated current value of the solar panel measured by the current sensor. At this time, the current sensor can be placed on a plurality of solar panels to measure the generated current value.
  • the generated current value measured by the current sensor may have an error depending on the environment in which the solar panel is installed or the characteristics or installation environment of the arc defect detection device 200.
  • the calibration unit 202 calculates a precise current correction value to correct the error included in the generated current value input from the current input unit 201. This can be determined by the ratio of the set normal current value and the measured generated current value.
  • the calibration unit 202 calculates a current correction value and applies the calculated current correction value to the measured power generation current value, so that the PV inverter system including the arc fault detection device 200 Regardless of the installation environment, accurate generated current values can be calculated and the arc detection sensitivity of the system can be increased. As a result, the reliability of the PV inverter system including the arc defect detection device 200 can be increased.
  • the first memory 203 is an application area memory and can store data necessary for the operation of the arc defect detection device 200 and the current correction value calculated by the calibration unit 202.
  • the first memory 203 includes flash memory, hard-disc drive (HDD), solid-state drive (SSD), read only memory (ROM), etc., and the memory includes a buffer. , RAM (Random Access Memory), etc. may be included.
  • the filter unit 204 may extract the value of a specific frequency band from the generated current value input from the current input unit 201.
  • the filter unit 204 may include a high-pass filter or a low-pass filter. Using a high-pass filter, you can separate and extract only the high-frequency band signals from the current signal, and using a low-pass filter, you can separate and extract only the low-frequency band signals from the current signal. there is.
  • the current value calculation unit 205 can calculate an accurate generated current value from the generated current value input from the current input unit 201.
  • the current value calculation unit 205 receives the generated current value that has passed through the filter unit 204 and receives a current correction value stored in advance to correct errors in the current value from the first memory 203. .
  • the current value calculation unit 205 can calculate an accurate current value by applying a current correction value to the received generated current value.
  • the time domain arc detection unit 206 detects an arc from time-domain information of the current value calculated by the current value calculation unit 205. For example, when a normal current value is generally analyzed in the time domain, it shows normal distribution characteristics. However, if the current includes an arc, a point at which it rapidly decreases occurs as a result of the time domain analysis of the current value, making it possible to detect the arc through this. You can.
  • the frequency domain arc detection unit 207 detects an arc from frequency-domain information of the current value calculated by the current value calculation unit 205. For example, if you analyze a normal current value in the frequency domain, you can see that it shows a flat value. However, if the current includes an arc, the frequency component of the current value suddenly increases at a certain frequency or at the entire frequency due to noise. The arc can be detected by checking the increase.
  • the arc detection unit 208 may detect whether the current includes an arc based on the information detected by the time domain arc detection unit 206 and the frequency domain arc detection unit 207. That is, the arc detection unit 208 may determine that an arc has been detected when the current value decreases by more than the first reference change amount in the time domain or when the frequency component of the current value increases by more than the second reference change amount in the frequency domain. .
  • the notification unit 209 may notify the outside through a visual or auditory signal.
  • the notification unit 209 may use a speaker that generates sound, or lighting such as an LED that generates light.
  • the control unit 210 may control the operation of the arc defect detection device 200.
  • control unit 210 may include one or more processors, a second memory, and a communication unit.
  • the second memory is a boot area memory, and may store commands necessary for the initial operation of the arc defect detection device 200.
  • the second memory and the first memory 203 described above may be the same memory. That is, data stored in the second memory can also be stored in the first memory 203, and vice versa.
  • the control unit 210 may be connected to the PV inverter 300 and a communication network through a communication unit.
  • the communication network may use CAN (Control Area Network), but in addition, various wired/wireless communication networks such as Ethernet may be used.
  • the control unit 210 receives signals related to the operation of the PV inverter 300 from a management device such as the EMS 301 of the PV inverter 300.
  • a management device such as the EMS 301 of the PV inverter 300.
  • the operation of the arc defect detection device 200 can be started or stopped by receiving an enable/disable signal from the PV inverter 300, and RSD (Rapid Shutdown), etc. If a situation occurs, a shutdown command may be received from the PV inverter 300 to stop the arc fault detection device 200.
  • control unit 210 may store the necessary firmware in the second memory. Specifically, the control unit 210 may receive firmware from external devices such as the PV inverter 300, backup unit 400, and central server 500, or from a cloud server, etc., through the communication unit.
  • the self-test unit 211 may test whether the arc defect detection device 200 operates normally. That is, the self-test unit 211 allows testing whether the arc defect detection device 200 is operating normally by inputting a current value for testing, rather than a current value generated from a solar panel, into the current input unit 201.
  • FIG. 2 shows an example of an arc detection method performed by the arc defect detection device 200.
  • arc detection current data is digitized, the converted current data is filtered to obtain the desired frequency component, and then arc detection is estimated by comparing the deviation in the time domain and the threshold value.
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • Figure 2 is a schematic flowchart of another arc detection method.
  • the current is detected using a current sensor, etc. (S201), and this is converted into digital data using DAQ (Data Acquisition) equipment such as an oscilloscope (S202).
  • DAQ Data Acquisition
  • S202 oscilloscope
  • a band-pass filter is applied to filter only the frequency region in which arcs can be included in the converted data (S203), and converted to a frequency signal through Fast-Fourier Transform (FFT) (S204).
  • FFT Fast-Fourier Transform
  • the energy for each frequency band is calculated from the current signal converted to the frequency domain (S205), the energy for each frequency band is summed (S206), and compared with the threshold value (S207), thereby detecting the arc (S208).
  • Figure 3 is a schematic flowchart of a method for controlling an arc defect detection device according to a preferred embodiment of the present invention for efficiently operating such an arc defect detection device.
  • the control method of the arc defect detection device 200 may be performed by the control unit 210 including one or more processors and memory described above.
  • the characteristics of the devices themselves, such as PCB boards, of each arc defect detection device are different, so correction of the measurement current for arc detection is necessary.
  • calibration that is, current compensation, is performed on the current sensor of the arc defect detection device 200 produced (S310).
  • the current correction value is stored in the first memory 203 in the arc defect detection device 200 and is later used to calculate current for arc detection.
  • the pre-test may be performed in a test environment where an actual arc may occur, but a simulated current signal is generated using the self-test unit 211 described above, and the current correction value stored in the first memory 203 using this is appropriate. You can test whether the arc can be detected normally using the corrected current value.
  • This simulated current signal may be operation mode data reflecting the operating situation in which the arc defect detection device 200 was actually installed and used. Therefore, through preliminary testing, the accuracy of the current compensation value can be confirmed more precisely by reflecting the actual operating environment.
  • a factory reset is performed in which all functions of the arc defect detection device 200 are initialized (S330).
  • the second memory in the control unit 210 which stores firmware for operation of the arc defect detection device 200, etc.
  • the first memory 203 in which the current compensation value is stored is not deleted.
  • the first memory 203 and the second memory may be physically different memories.
  • the minimum program code that performs operations for future firmware update, etc. is preserved without being deleted.
  • first memory 203 and the second memory are the same memory, the remaining data except the current correction value and program code for future firmware update, etc. may be deleted from the memory.
  • the arc defect detection device 200 which has completed factory initialization, is shipped from the factory and installed in a required location.
  • the update confirmation instruction may be encrypted or may include an authentication method such as a certificate to verify that the instruction is from an administrator with appropriate authority.
  • the control unit 210 checks this and performs the update only when there is a normal update confirmation instruction, which has the effect of preventing use due to theft or duplication in advance.
  • the update file may be a firmware file for the operation of the arc defect detection device 200, and may also be received from the EMS 301 of the PV inverter 300, or directly from the central server 500 or a cloud server. will be. Therefore, the update file may be stored in advance in a management device such as the EMS 301 of the PV inverter 300 or the central server 500.
  • the firmware file can be stored and applied to the second memory in the control unit 210 of the arc defect detection device 200 so that an arc defect detection operation can be performed.
  • the firmware file may consist of a set of instructions required for processor operation of the control unit 210.
  • the arc defect detection device 200 When application of the update file is completed and normal operation of the arc defect detection device 200 is possible, whether to activate arc defect detection is received through the EMS 301 of the PV inverter 300 (S370), and then the arc defect detection device 200 is enabled.
  • the defect detection device 200 starts monitoring current for arc detection and detects the arc (S380).
  • the arc defect detection is stopped, the update instruction is waited for again (S340), and then a new update file is received (S350) and applied (S360) to detect the arc defect by the new firmware or current correction value.
  • the device 200 is operated. Therefore, the accuracy of arc defect detection can be increased by using the latest firmware or current correction value.
  • Data on arc misdetection is transmitted to the external central server 500 or cloud server and analyzed, and the central server 500 or cloud server reflects the arc misdetection data received from a plurality of arc defect detection devices to generate current. You can update the compensation values or update the firmware including the arc fault detection algorithm.
  • the current correction value or firmware reflecting the analysis of the arc misdetection data can be transmitted from the central server 500 to the arc defect detection device 200 through the EMS 301 or PCS 302, and the updated firmware or current
  • the correction value allows the arc defect detection device 200 to reduce arc misdetection. Therefore, the arc defect detection device 200 according to the present invention, which can be updated at any time, has the effect of continuously increasing the reliability of arc defect detection.
  • the control method of the arc defect detection device 200 according to the present invention, self-testing of the arc defect detection device 200 before shipment is possible, and it is possible to remotely update the arc defect detection device 200 to the latest state at all times, thereby enabling more efficient and precise arc detection. It has the advantage of being able to detect.
  • the arc defect detection device 200 may include a current input unit 201 and a control unit 210.
  • the current input unit 201 receives a current signal from a solar panel, etc. to detect arc defects.
  • the control unit 210 controls the arc defect detection device 200 that detects arc defects using the current signal input from the current input unit 201.
  • the control unit 210 may include one or more processors, a second memory, and a communication unit for this purpose.
  • the control unit 210 performs calibration to finely correct the current value received through the current input unit 201 and stores the resulting current correction value in the first memory 203 of the arc defect detection device 200.
  • a pre-test is performed before shipment from the factory, and when the test is completed, a factory reset is performed to delete the values stored in the second memory, such as firmware, except for the current correction value stored in the first memory 203. Preparation for factory shipment is completed. Since factory initialization has been performed, the arc defect detection device 200 cannot operate normally.
  • the arc defect detection device 200 After factory shipment of the arc defect detection device 200 is completed and installed at the installation location, it waits to receive an update instruction for the arc defect detection device 200, and after receiving an update confirmation instruction, the update file is sent to EMS or central It is received from a management device such as a server and updated in the second memory of the control unit 210.
  • a management device such as a server and updated in the second memory of the control unit 210.
  • the arc defect detection device 200 After receiving the update file and completing the firmware update normally, the arc defect detection device 200 is finally ready for normal operation. Afterwards, when an arc defect detection activation instruction is received from the management device, the arc defect detection operation begins. .
  • control unit 210 may transmit data about the arc misdetection to the external central server 500 or a cloud server through the communication unit.
  • the central server 500 or the cloud server can collect arc misdetection data and update the current correction value or firmware reflecting it, and the control unit 210 receives the updated current correction value or firmware to detect arc fault detection device (200). ), the reliability of arc detection can be increased.
  • the arc defect detection device and its control method according to the present invention has the advantage of being able to effectively control a series of operation methods such as production and installation of the arc defect detection device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 아크 결함을 검출할 수 있는 아크 결함 검출 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 아크 결함 검출 장치는 기능 이상 여부 확인을 위한 테스트 후에 모든 기능이 초기화된 공장 초기화(Factory Reset) 상태로 출하되어, 현장에 설치 후 인증된 관리자에 의한 업데이트 지시를 수신하면 에너지 관리 시스템 등의 관리 장치로부터 업데이트 파일을 수신하여 펌웨어 업데이트를 진행하고 아크 결함 검출 기능을 활성화 함으로써, 아크 결함 검출 장치의 무단 복제 등에 의한 사용을 사전에 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법
본 발명은 아크 검출 기능을 포함하는 장치 및 그 활용을 위한 제어 기술에 관한 것이다.
태양광　발전 시스템은 태양 전지(Photovoltaic cell)를 이용하여　태양광　에너지를 전기 에너지로　변환시켜 상용　전력　계통으로 전송해주는 시스템이다. 태양광 발전은 그 과정에서 환경 오염이 발생하지 않는 친환경 발전 방식이고 반영구적으로 사용이 가능하므로 그 발전 비중이 점차 증가하는 추세이다.
이처럼 태양광 발전 시스템의 설치 및 발전량이 증가함에 따라 태양광 발전 시스템의 문제 발생 빈도 또한 증가하고 있다. 특히, 태양광 발전 시스템의 전기 배선이나 태양광 패널 사이를 연결하기 위해 사용되는 다수의 커넥터 등에서 예기치 못한 아크가 발생할 가능성이 항상 존재하는데, 아크는 태양광 발전 시스템에 화재를 유발할 수 있고, 큰 재산상의 손해를 초래할 수도 있다.
이러한 아크 결함은 대규모 태양광 설비뿐만 아니라 소규모 주거용 설비 등 다양한 환경에서도 발생할 수 있기 때문에 아크 결함을 감지하고 아크를 미리 차단하는 것은 잠재적으로 아크가 발생할 수 있는 모든 시스템의 안전한 운영을 위해 중요한 요소이다.
따라서, 태양광 발전 시스템은 아크 결함을 차단할 수 있는 아크 결함 보호용 차단기(Arc Fault Circuit Interrupt, AFCI)를 필수적으로 요구하고 있다.
하지만 현재 아크 검출 알고리즘은 모두 AFCI의 구현과 검출 방식에 초점을 맞춰 진행되고 있고, AFCI가 실제 제품에 어떻게 적용이 되고 구현이 되는 지에 대해서는 구체적으로 제시되어 있지 않은 문제가 있다.
따라서, AFCI 기능을 수행하는 아크 결함 감지 장치에 대해 생산부터 동작에 이르기까지 구체적인 운영 및 제어에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 생산, 설치 및 운영에 이르는 일련의 절차가 효율적으로 진행될 수 있도록 최적화된 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 아크 결함 감지 장치의 제어 방법은,
아크 결함 검출을 위한 전류 보정이 수행되어 전류 보정 값이 내부 메모리에 저장되는 단계; 사전 아크 결함 검출 테스트가 수행되는 단계; 상기 전류 보정 값을 제외한 상기 메모리 저장 값이 삭제되는 공장 초기화(Factory Reset)단계; 상기 아크 결함 검출 장치가 설치된 후 업데이트 확인 지시를 수신하면 관리 장치로부터 유/무선 통신 인터페이스를 통해 업데이트 파일을 수신하는 단계; 상기 전송된 업데이트 파일을 적용하는 단계; 및 상기 관리 장치로부터 아크 결함 검출 활성화 지시를 수신하면 아크 결함 검출을 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 아크 결함 장치는,
아크 결함 검출을 위한 전류 입력부; 및 하나 이상의 프로세서, 메모리 및 통신부를 포함하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는, 아크 결함 검출을 위한 전류 보정을 수행하여 전류 보정 값을 상기 아크 결함 검출 장치의 상기 메모리에 저장하고, 사전 아크 결함 검출 테스트를 수행하고, 상기 전류 보정 값을 제외한 상기 메모리 저장 값을 삭제하는 공장 초기화(Factory Reset)를 수행하고, 상기 아크 결함 검출 장치가 설치된 후 업데이트 확인 지시를 상기 통신부를 통해 수신하면 관리 장치로부터 상기 통신부를 업데이트 파일을 수신하고, 상기 전송된 업데이트 파일을 적용하고, 상기 관리 장치로부터 아크 결함 검출 활성화 지시를 수신하면 아크 결함 검출을 시작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 아크 결함 검출 장치의 생산부터 운영에 이르기까지 최적의 제어 기술을 제공함으로써, 효과적으로 아크 발생을 검출하고 아크 결함 검출 장치가 포함된 시스템을 아크 발생에 의한 화재나 감전 등의 위험으로부터 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AFCI를 포함하는 PV 인버터 시스템의 구성을 도시한 회로도이다.
도 2는 일반적인 Arc 검출 알고리즘을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 단계별 AFCI 전류 보정 및 원격 업데이트 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치를 포함하는 태양광(PV) 인버터 시스템의 전체 구성을 나타낸다.
설명을 위해 태양광 인버터 시스템을 예시로 들었지만, 본 발명은 아크 결함 검출 장치를 포함하는 다른 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다.
태양광 인버터 시스템은 아크 결함 검출 장치(AFCI, 200), PV 인버터(300), 백업유닛(400) 및 중앙서버(500)등을 포함하여 구성될 수 있다.
아크 결함 검출 장치(AFCI, 200)는 태양광 발전 패널의 전류 측정값(PV1_I, PV2_I, PV3_I)을 입력받아 아크 검출 알고리즘에 의해 아크가 발생할 지 여부를 미리 예측하게 된다.
PV 인버터(300)는 EMS(Energy Management System, 301) 및 PCS(Power Conversion System, 302)를 포함하여 태양광 발전 패널의 발전 전류를 변환하고 아크 결함 검출 장치(200)를 제어하게 된다.
PV 인버터(300)의 EMS(301)는 아크 결함 검출 장치(200)에 사용될 펌웨어 등의 업데이트 파일을 미리 저장해두고, 아크 결함 검출 장치(200)가 현장에 설치되어 사용될 준비가 완료되면 업데이트 파일을 아크 결함 검출 장치(200)로 전송하여 아크 결함 검출 장치(200)가 아크 결함 검출을 위한 동작을 수행할 수 있도록 한다.
PCS(302)는 EMS(301)의 제어를 통해 전력 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, PCS(302)는 태양광 패널에서 생성된 직류 전력을 상용전력망에 송전할 수 있도록 교류 전력으로 변환할 수 있다. 또한, PCS(302)는 변환된 전력에 대한 정보를 모니터링 할 수 있다.
백업 유닛(400)은 PV 인버터(300)의 고장 등에 대비해 PV 인버터(300)의 EMS(301)와 동일한 기능을 수행할 수 있는 보조 EMS(401) 등을 갖춘 예비 장치이다.
중앙서버(500)는 아크 결함 검출 장치(200)를 포함하는 PV 인버터 시스템의 상태를 모니터링 하고, 이상 상태를 감지하며 이에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있고, 원격으로 PV 인버터 시스템에 대한 제어를 수행할 수도 있다. 예를 들어 중앙서버(500)는 클라우드 서버(Cloud server)일 수 있다.
이 중 아크 결함 검출 장치(200)를 좀 더 자세히 살펴보면, 전류 입력부(201), 캘리브레이션(calibration)부(202), 제1 메모리(203), 필터부(204), 전류값 산출부(205), 시간 영역 아크 검출부(206), 주파수 영역 아크 검출부(207), 아크 검출부(208), 알림부(209), 제어부(210) 및 셀프 테스트부(211)를 포함할 수 있다.
전류 입력부(201)는 전류 센서에 의해 측정한 태양광 패널의 발전 전류 값을 입력 받을 수 있다. 이때, 전류 센서는 복수의 태양광 패널에 배치되어 발전 전류 값을 측정할 수 있다.
한편, 전류 센서가 측정한 발전 전류 값은 태양광 패널이 설치된 환경 또는 아크 결함 검출 장치(200)의 자체 특성이나 설치 환경에 따라 오차가 발생할 수 있다.
캘리브레이션부(202)는 전류 입력부(201)에서 입력 받은 발전 전류 값에 포함된 오차를 보정하기 위해 정밀한 전류 보정 값을 산출하게 된다. 이는 설정된 정상 전류 값과 측정된 발전 전류 값의 비율에 의해 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캘리브레이션부(202)가 전류 보정 값을 산출하여 산출된 전류 보정 값을 측정된 발전 전류 값에 적용함으로써, 아크 결함 검출 장치(200)를 포함하는 PV 인버터 시스템의 설치 환경과 상관없이 정확한 발전 전류 값을 산출하고, 시스템의 아크 검출 민감도를 높일 수 있다. 이로 인해 아크 결함 검출 장치(200)를 포함하는 PV 인버터 시스템의 신뢰도를 높일 수 있다.
제1 메모리(203)는 어플리케이션(application) 영역 메모리로 아크 결함 검출 장치(200)의 동작에 필요한 데이터들과 캘리브레이션부(202)에서 산출된 전류 보정 값을 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 메모리(203)는 플래시메모리(flash-memory), HDD(hard-disc drive), SSD(solid-state drive) ROM(Read Only Memory) 등이 있으며, 메모리에는 버퍼(buffer), 램(RAM; Random Access Memory) 등이 포함될 수 있다.
필터부(204)는 전류 입력부(201)에서 입력받은 발전 전류 값에서 특정 주파수 대역의 값을 추출할 수 있다. 예를 들어 필터부(204)는 하이패스(High-Pass) 필터 또는 로우패스(Low-Pass) 필터를 포함할 수 있다. 하이패스(High-Pass) 필터를 사용하면 전류 신호에서 고주파수 대역의 신호만을 분리하여 추출할 수 있고, 로우패스(Low-Pass) 필터를 사용하면 전류 신호에서 저주파수 대역의 신호만을 분리하여 추출할 수 있다.
전류 값 산출부(205)는 전류 입력부(201)에서 입력 받은 발전 전류 값으로부터 정확한 발전 전류 값을 산출할 수 있다. 이를 위해, 전류 값 산출부(205)는 필터부(204)를 통과한 발전 전류 값을 전달받고, 제1 메모리(203)로부터 전류 값의 오류를 보정하기 위해 미리 저장해둔 전류 보정 값을 전달받는다. 전류 값 산출부(205)는 전달받은 발전 전류 값에 전류 보정 값을 적용함으로써 정확한 전류 값을 산출할 수 있다.
시간 영역 아크 검출부(206)는 전류 값 산출부(205)에서 산출된 전류 값의 시간 영역(time-domain) 정보에서 아크를 검출한다. 예를 들어, 일반적으로 정상적인 전류 값을 시간 영역에서 분석하면 정규분포 특성을 보이는데, 전류에 아크가 포함되어 있는 경우에는 전류 값의 시간 영역 분석 결과 급격히 감소하는 지점이 발생하므로 이를 통해 아크를 검출할 수 있다.
주파수 영역 아크 검출부(207)는 전류 값 산출부(205)에서 산출된 전류 값의 주파수 영역(frequency-domain) 정보에서 아크를 검출한다. 예를 들어, 일반적으로 정상적인 전류 값을 주파수 영역에서 분석하면 평탄한 값을 나타내는 것을 볼 수 있는데, 전류에 아크가 포함되어 있는 경우에는 노이즈로 인해 전류 값의 주파수 성분이 일정 주파수 또는 전체 주파수에서 급격하게 증가하는 것을 확인함으로써 아크를 검출할 수 있다.
아크 검출부(208)는 시간 영역 아크 검출부(206) 및 주파수 영역 아크 검출부(207)에서 검출된 정보에 기초하여, 전류에 아크가 포함되어 있는지를 검출할 수 있다. 즉, 아크 검출부(208)는, 시간 영역에서 전류 값이 제1 기준 변화량 이상으로 감소하거나, 주파수 영역에서 전류 값의 주파수 성분이 제2 기준 변화량 이상 증가하는 경우 아크가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
알림부(209)는 아크 검출부(208)에서 전류를 검사한 결과 아크가 검출되었을 경우, 이를 시각적 또는 청각적 신호를 통해 외부에 알려줄 수 있다. 예를 들어, 알림부(209)는 소리를 발생시키는 스피커, 빛을 발생시키는 LED 등의 조명이 사용될 수 있다.
제어부(210)는 아크 결함 검출 장치(200) 동작을 제어할 수 있다.
이를 위해 제어부(210)는 하나 이상의 프로세서, 제2 메모리 및 통신부를 포함할 수 있다. 제2 메모리는 부트(boot) 영역 메모리로, 아크 결함 검출 장치(200)의 초기 동작에 필요한 명령어 등이 저장될 수 있다.
이때, 제2 메모리와 위에서 설명한 제1 메모리(203)은 동일한 메모리일 수도 있다. 즉, 제2 메모리에 저장되는 데이터들은 제1 메모리(203)에도 저장될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
제어부(210)는 통신부를 통해 PV 인버터(300)와 통신 네트워크로 연결될 수 있다. 한 예로 통신 네트워크는 CAN(Control Area Network)을 사용할 수 있으나 그 외에 이더넷 등의 다양한 유/무선 통신 네트워크가 사용될 수 있다.
제어부(210)는 PV 인버터(300)의 EMS(301) 등의 관리 장치로부터 PV 인버터(300) 동작에 관한 신호를 수신한다. 예를 들어, PV 인버터(300)로부터 인에이블(enable)/디스에이블(disable) 등의 신호를 수신하여 아크 결함 검출 장치(200)의 동작을 시작하거나 정지시킬 수 있고, RSD(Rapid Shutdown) 등의 상황이 발생하는 경우 PV 인버터(300)로부터 셧다운(shutdown) 명령을 수신하여 아크 결함 검출 장치(200)를 중단할 수 있다.
이러한 동작을 위해 제어부(210)는 필요한 펌웨어를 제2 메모리에 저장할 수 있다. 구체적으로, 제어부(210)는 펌웨어를 PV 인버터(300), 백업 유닛(400), 중앙서버(500) 등의 외부 장치나, 클라우드 서버 등으로부터 통신부를 통해 수신할 수 있다.
셀프 테스트부(211)는 아크 결함 검출 장치(200)가 정상적으로 동작하는지 여부를 테스트할 수 있다. 즉, 셀프 테스트부(211)는 전류 입력부(201)에 태양광 패널로부터의 발전 전류 값이 아닌 테스트를 위한 전류 값을 입력함으로써 아크 결함 검출 장치(200)가 정상동작 하는지 테스트할 수 있게 해준다.
도 2는 아크 결함 검출 장치(200)에 의해 수행되는 아크 검출 방법의 한 예를 나타낸다.
종래 아크 검출을 위해서는 전류 데이터를 디지털화하고, 변환된 전류 데이터를 필터링하여 원하는 주파수 성분을 얻어낸 다음, 시간영역에서의 편차와 임계 값을 비교함으로써 아크 검출을 추정하게 된다. 시간영역에서 아크 검출을 추정한 후, 주파수 영역의 전류 변화량을 다시 한 번 DFT(Discrete Fourier Transform)를 수행하여 주파수 영역의 편차를 임계 값과 비교함으로써 아크를 검출했다.
도 2는 이와는 또 다른 아크 검출 방법의 개략적인 흐름도이다.
우선 전류 센서 등에 의해 전류를 검출하고(S201) 이를 오실로 스코프 등의 DAQ(Data acquisition) 장비를 이용하여 디지털 데이터로 변환한다(S202).
변환된 데이터에서 아크가 포함될 수 있는 주파수 영역만 필터링하기 위해 대역 통과 필터를 적용하고(S203), 고속 푸리에 변환(Fast-Fourier Transform, FFT)을 통해 주파수 신호로 변환한다(S204).
주파수 영역으로 변환된 전류 신호에서 주파수 밴드 별 에너지를 계산하고(S205), 주파수 밴드 별 에너지를 합산하여(S206) 이를 임계 값과 비교함으로써(S207) 아크를 검출하게 된다(S208).
도 3은 이러한 아크 결함 검출 장치를 효율적으로 운영하기 위한 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
아크 결함 검출 장치(200)의 제어 방법은 앞에서 설명한 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부(210)에 의해 수행될 수 있다.
아크 결함 검출 장치(200)의 생산이 시작되면 아크 결함 검출 장치들 각각의 PCB 보드 등 기기 자체의 특성 등이 다르기 때문에 아크 검출을 위한 측정 전류의 보정이 필요하게 된다. 이를 위해 생산된 아크 결함 검출 장치(200)의 전류 센서에 대한 캘리브레이션(Calibration), 즉, 전류 보정이 수행된다(S310).
전류 보정은 아크 결함 검출 장치(200) 고정밀도 동작을 위해 반드시 필요한 단계이다.
전류 센서에 대한 전류 보정이 이루어지게 되면 전류 보정 값이 아크 결함 검출 장치(200) 내의 제1 메모리(203)에 저장되어 이후 아크 검출을 위한 전류 계산에 사용되게 된다.
전류 보정이 끝난 후 아크 결함 검출 장치(200)의 사전 테스트가 수행된다(S320).
사전 테스트는 실제 아크가 발생할 수 있는 테스트 환경에서 수행될 수도 있지만, 앞서 설명한 셀프 테스트부(211)를 이용하여 모의 전류 신호를 발생시키고 이를 이용하여 제1 메모리(203)에 저장된 전류 보정값은 적절한 지, 보정된 전류 값에 의해 아크를 정상적으로 검출할 수 있는지 등을 테스트 할 수 있다.
이러한 모의 전류 신호는 아크 결함 검출 장치(200)가 실제로 설치되어 사용되었던 운영 상황을 반영한 동작 모드 데이터일 수 있다. 따라서 사전 테스트에 의해 전류 보정 값의 정확성 여부를 실제 동작 환경을 반영하여 보다 정밀하게 확인할 수 있을 것이다.
사전 테스트가 완료된 후 아크 결함 검출 장치(200)의 모든 기능이 초기화되는 공장 초기화(Factory Reset)가 수행된다(S330).
이는 아크 결함 검출 장치(200)가 정상적으로 생산, 설치되어 관리자 등 적절한 권한을 가진 사용자의 승인이 있는 경우에만 정상 동작하도록 하기 위함이다.
공장 초기화가 수행되면 아크 결함 검출 장치(200)의 동작을 위한 펌웨어 등이 저장되어 있는 제어부(210) 내의 제2 메모리의 내용이 모두 삭제될 수 있다. 하지만 전류 보정 값이 저장된 제1 메모리(203)는 삭제되지 않는다. 이를 위해 제1 메모리(203)와 제2 메모리는 물리적으로 각각 다른 메모리일 수 있다.
또한, 제2 메모리의 내용 중 추후 펌웨어 업데이트 등을 위한 동작을 수행하는 최소한의 프로그램 코드 등은 삭제되지 않고 보존된다.
제1 메모리(203)와 제2 메모리가 동일 메모리인 경우, 전류 보정 값과 추후 펌웨어 업데이트 등을 위한 프로그램 코드 등을 제외한 나머지 데이터들이 메모리에서 삭제될 수 있다.
이렇게 공장 초기화가 수행된 아크 결함 검출 장치(200)는 시스템에 설치되어도 펌웨어 업데이트를 수행하기 전까지는 아크 결함을 검출할 수 없게 된다. 따라서 도난이나 복제 등으로부터 아크 결함 검출 장치(200)를 보호할 수 있는 효과가 있다.
공장 초기화까지 완료된 아크 결함 검출 장치(200)는 공장에서 출하가 완료되고 필요한 위치에 설치된다.
설치가 완료된 후에는 PV 인버터(300)의 EMS(301) 등을 통해 관리자의 업데이트 확인 지시를 기다리고(S340), 업데이트 확인 지시를 수신하면 업데이트 파일을 수신하게 된다(S350).
업데이트 확인 지시는 적절한 권한을 가진 관리자의 지시인지 확인할 수 있도록 암호화되거나, 혹은 인증서 등의 인증 수단을 포함할 수 있다. 제어부(210)는 이를 확인하여 정상적인 업데이트 확인 지시인 경우에만 업데이트를 진행함으로써 도난이나 복제 등에 의한 사용을 미리 방지할 수 있는 효과가 있다.
업데이트 파일은 아크 결함 검출 장치(200)의 동작을 위한 펌웨어 파일 등일 수 있으며, PV 인버터(300)의 EMS(301) 등으로부터 수신하거나, 중앙서버(500) 혹은 클라우드 서버 등으로부터 직접 수신하는 것도 가능할 것이다. 따라서 업데이트 파일은 PV 인버터(300)의 EMS(301)나 중앙서버(500) 등의 관리 장치에 미리 저장되어 있을 수 있다.
정상적으로 업데이트 파일을 수신하고 나면 아크 결함 검출 동작을 수행할 수 있도록 아크 결함 검출 장치(200)의 제어부(210) 내의 제2 메모리에 펌웨어 파일을 저장하여 적용할 수 있다. 펌웨어 파일은 제어부(210)의 프로세서 동작에 필요한 명령어 세트로 구성될 수 있다.
업데이트 파일의 적용이 완료되어 아크 결함 검출 장치(200)의 정상 동작이 가능해지면 PV 인버터(300)의 EMS(301) 등을 통해 아크 결함 검출을 활성화할 것인지 여부를 수신하고(S370), 이후 아크 결함 검출 장치(200)는 아크 검출을 위한 전류 모니터링을 시작하여 아크를 검출하게 된다(S380).
아크 결함 검출을 시작한 후에도 RSD 등에 의해 아크 결함 검출 비활성화 지시가 있는 경우 아크 결함 검출을 중단하고, S370 단계에서 아크 결함 검출 활성화 지시를 다시 기다리게 된다.
또한 아크 결함 검출 장치(200)의 설치가 완료되고 업데이트가 완료되어 정상적으로 아크 검출을 수행하고 있는 도중에라도 보다 정확한 동작을 위한 아크 검출 알고리즘의 업데이트나 전류 보정 값의 수정 등이 필요한 경우가 있을 수 있다.
그러한 경우 아크 결함 검출을 중단하고, 다시 업데이트 지시를 대기하는 단계(S340)에서 대기한 후, 새로운 업데이트 파일을 수신하여(S350) 이를 적용함으로써(S360) 새로운 펌웨어 혹은 전류 보정 값에 의해 아크 결함 검출 장치(200)를 동작시키게 된다. 따라서, 최신의 펌웨어 또는 전류 보정 값에 의해 아크 결함 검출의 정밀도를 높일 수 있다.
이상의 아크 결함 검출 장치(200)의 제어 방법이 수행되는 도중에, 아크 결함 검출의 정밀도를 높이기 위해 오검출에 대한 데이터가 추가로 수집될 수 있다.
즉, 모의 전류 신호 또는 실제 테스트 신호에 의한 사전 테스트 수행 단계(S320) 혹은 아크 결함 검출 장치(200)가 설치되어 실제로 아크 결함 검출이 수행되는 단계(S380)에서, 아크 오검출이 발생하면, 이에 대한 데이터가 수집되어 외부로 전달될 수 있다.
아크 오검출에 대한 데이터는 외부의 중앙 서버(500) 혹은 클라우드 서버에 전달되어 분석되고, 중앙 서버(500) 또는 클라우드 서버는 복수의 아크 결함 검출 장치들로부터 수신한 아크 오검출 데이터를 반영하여 전류 보정 값을 업데이트하거나 아크 결함 검출 알고리즘을 포함한 펌웨어를 업데이트 할 수 있다.
이렇게 아크 오검출 데이터의 분석이 반영된 전류 보정 값 또는 펌웨어는 중앙 서버(500)로부터 EMS(301) 혹은 PCS(302)를 통해 아크 결함 검출 장치(200)로 전달될 수 있고, 업데이트된 펌웨어 또는 전류 보정 값에 의해 아크 결함 검출 장치(200)는 아크 오검출을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 수시로 업데이트가 가능한 본 발명에 따른 아크 결함 검출 장치(200)는 아크 결함 검출에 대한 신뢰성을 계속해서 높일 수 있는 효과가 있다.
이처럼 본 발명에 따른 아크 결함 검출 장치(200)의 제어 방법에 따르면 아크 결함 검출 장치(200)의 출하 전 셀프 테스트가 가능하고, 항상 최신의 상태로 원격으로 업데이트가 가능하므로 보다 효율적이고 정밀하게 아크를 검출할 수 있는 장점이 있다.
다시 도 1의 아크 결함 검출 장치(200)를 참조하여, 위에서 설명한 아크 결함 검출 장치(200)의 제어 방법이 적용되는 아크 결함 검출 장치(200)를 살펴본다.
위와 같은 제어 방법이 적용되기 위해, 아크 결함 검출 장치(200)는 전류 입력부(201) 와 제어부(210)를 포함할 수 있다.
전류 입력부(201)는 아크 결함 검출을 위해 태양광 패널 등으로부터 전류 신호를 수신하게 된다.
제어부(210)는 전류 입력부(201)에서 입력된 전류 신호를 이용하여 아크 결함 검출을 수행하는 아크 결함 검출 장치(200)를 제어하게 된다.
제어부(210)는 이를 위해 하나 이상의 프로세서, 제2 메모리 및 통신부를 포함할 수 있다.
제어부(210)는 전류 입력부(201)를 통해 수신하는 전류값을 미세 보정하기 위해 캘리브레이션을 수행하여 결과인 전류 보정 값을 아크 결함 검출 장치(200)의 제1 메모리(203)에 저장하게 된다.
이 전류 보정 값을 이용하여 공장 출하 전 사전 테스트를 진행하고, 테스트가 완료되면 제1 메모리(203)에 저장된 전류 보정 값을 제외한 펌웨어 등의 제2 메모리에 저장된 값을 삭제하는 공장 초기화를 수행하여 공장 출하 준비를 완료하게 된다. 공장 초기화가 수행된 상태이므로 아크 결함 검출 장치(200)는 정상 동작을 할 수 없는 상태가 된다.
아크 결함 검출 장치(200)의 공장 출하가 완료되어 설치 위치에 설치된 후엔, 아크 결함 검출 장치(200)의 업데이트를 지시를 수신하기 위해 대기하고, 업데이트 확인 지시를 수신하고 나면 업데이트 파일을 EMS 혹은 중앙서버 등의 관리 장치로부터 수신하고 이를 제어부(210)의 제2 메모리에 업데이트 하게 된다.
업데이트 파일을 수신하여 정상적으로 펌웨어 업데이트를 마치고 나면 아크 결함 검출 장치(200)는 비로소 정상 동작을 위한 준비가 완료되는 것이고, 이후 관리 장치로부터 아크 결함 검출 활성화 지시를 수신하면 아크 결함 검출 동작을 시작하게 된다.
제어부(210)는 또한 사전 테스트 도중 혹은 아크 결함 검출 동작을 수행하는 도중 아크 오검출이 발생하면 아크 오검출에 대한 데이터를 통신부를 통해 외부 중앙 서버(500) 또는 클라우드 서버 등으로 전달할 수 있다.
중앙 서버(500) 또는 클라우드 서버는 아크 오검출 데이터를 취합하여 이를 반영한 전류 보정 값 또는 펌웨어를 업데이트 할 수 있고, 제어부(210)는 업데이트된 전류 보정 값 또는 펌웨어를 수신하여 아크 결함 검출 장치(200)의 업데이트를 수행함으로써 아크 검출에 대한 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
이처럼 본 발명에 따른 아크 결함 검출 장치 및 그 제어 방법에 따르면 아크 결함 검출 장치의 생산 및 설치 등 일련의 운영 방법을 효과적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부에 의해 수행되는 아크 결함 검출 장치(Arc Fault Circuit Interrupt, AFCI)의 제어 방법으로서:
    아크 결함 검출을 위한 전류 보정이 수행되어 전류 보정 값이 상기 메모리에 저장되는 단계;
    사전 아크 결함 검출 테스트가 수행되는 단계;
    상기 전류 보정 값을 제외한 상기 메모리 저장 값이 삭제되는 공장 초기화(Factory Reset)단계;
    상기 아크 결함 검출 장치가 설치된 후 업데이트 확인 지시를 수신하면 관리 장치로부터 유/무선 통신 인터페이스를 통해 업데이트 파일을 수신하는 단계;
    상기 전송된 업데이트 파일을 적용하는 단계; 및
    상기 관리 장치로부터 아크 결함 검출 활성화 지시를 수신하면 아크 결함 검출을 시작하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 업데이트 파일은, 상기 관리 장치에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치의 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신한 업데이트 확인 지시는, 상기 업데이트 확인 지시의 진위 여부를 확인할 수 있는 인증수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 업데이트 파일은, 상기 아크 결함 감지 장치의 펌웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치의 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사전 아크 결함 검출 테스트가 수행되는 단계는, 아크 결함 검출 장치의 실제 운영 상황을 반영한 동작 모드 데이터에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아크 결함 검출을 시작하는 단계 이후에,
    상기 관리 장치로부터 유/무선 통신 인터페이스를 통해 새로운 전류 보정 값을 수신하여 상기 메모리에 저장하는 단계; 및
    상기 새로운 전류 보정 값에 의해 아크 결함 검출을 시작하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치의 제어 방법.
  7. 아크 결함 검출을 위한 전류 입력부; 및
    하나 이상의 프로세서, 메모리 및 통신부를 포함하는 제어부;
    를 포함하는 아크 결함 검출 장치에 있어서,
    상기 제어부는,
    아크 결함 검출을 위한 전류 보정을 수행하여 전류 보정 값을 상기 아크 결함 검출 장치의 상기 메모리에 저장하고,
    사전 아크 결함 검출 테스트를 수행하고,
    상기 전류 보정 값을 제외한 상기 메모리 저장 값을 삭제하는 공장 초기화(Factory Reset)를 수행하고,
    상기 아크 결함 검출 장치가 설치된 후 업데이트 확인 지시를 상기 통신부를 통해 수신하면 관리 장치로부터 상기 통신부를 업데이트 파일을 수신하고,
    상기 전송된 업데이트 파일을 적용하고,
    상기 관리 장치로부터 아크 결함 검출 활성화 지시를 수신하면 아크 결함 검출을 시작하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 업데이트 파일은, 상기 관리 장치에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수신한 업데이트 확인 지시는, 상기 업데이트 확인 지시의 진위 여부를 확인할 수 있는 인증수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 업데이트 파일은, 상기 아크 결함 감지 장치의 펌웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 사전 아크 결함 검출 테스트는, 아크 결함 검출 장치의 실제 운영 상황을 반영한 동작 모드 데이터에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 아크 결함 검출을 시작한 이후에,
    상기 관리 장치로부터 유/무선 통신 인터페이스를 통해 새로운 전류 보정 값을 수신하여 상기 메모리에 저장하고,
    상기 새로운 전류 보정 값에 의해 아크 결함 검출을 시작하는 것을 특징으로 하는, 아크 결함 검출 장치.
PCT/KR2023/013234 2022-09-05 2023-09-05 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법 WO2024053990A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0111823 2022-09-05
KR20220111823 2022-09-05
KR10-2023-0115487 2023-08-31
KR1020230115487A KR20240033661A (ko) 2022-09-05 2023-08-31 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024053990A1 true WO2024053990A1 (ko) 2024-03-14

Family

ID=90191480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/013234 WO2024053990A1 (ko) 2022-09-05 2023-09-05 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024053990A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110267721A1 (en) * 2008-12-22 2011-11-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Method for Detecting an Electric Arc in a Photovoltaic Installation
JP2017161417A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 オムロン株式会社 アーク検出装置
KR102230366B1 (ko) * 2020-10-14 2021-03-22 (주)에스엔 환경 인자에 대한 보정 기능을 가지는 전력기기 아크 감시 장치
KR102349610B1 (ko) * 2021-10-18 2022-01-11 주식회사 에스트론 전기 안전 IoT 장치 및 그 방법
KR102397894B1 (ko) * 2022-01-05 2022-05-13 주식회사 에스트론 캘리브레이션이 가능한 전기 안전 IoT 장치 및 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110267721A1 (en) * 2008-12-22 2011-11-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Method for Detecting an Electric Arc in a Photovoltaic Installation
JP2017161417A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 オムロン株式会社 アーク検出装置
KR102230366B1 (ko) * 2020-10-14 2021-03-22 (주)에스엔 환경 인자에 대한 보정 기능을 가지는 전력기기 아크 감시 장치
KR102349610B1 (ko) * 2021-10-18 2022-01-11 주식회사 에스트론 전기 안전 IoT 장치 및 그 방법
KR102397894B1 (ko) * 2022-01-05 2022-05-13 주식회사 에스트론 캘리브레이션이 가능한 전기 안전 IoT 장치 및 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5596051B2 (ja) 太陽光発電装置における電気アークを検出する方法
WO2016099083A9 (ko) ３중화 디지털 보호 계전기 및 그 운영 방법
WO2013015556A2 (ko) 자기진단 기능을 구비한 수배전반의 이상 검출 방법
WO2018012706A1 (ko) 배터리 셀 밸런싱의 방법 및 시스템
WO2013081310A1 (en) A detection device of insulation resistance for non-interruption of electric power and hot-line
KR101900730B1 (ko) 디지털 보호 계전기 및 이를 이용한 네트워크 시스템
CN114629677B (zh) 一种用于火电机组电量计费系统的安全防护系统及方法
WO2024053990A1 (ko) 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법
US20150120221A1 (en) Method and system for detecting islanding effect in power electrical network topology
WO2019177253A1 (ko) 배전반 내 차단기 관리 시스템
CN116698198A (zh) 一种温度监控系统及其温度监控方法
CN205450175U (zh) 一种监测电缆故障时电缆振动的装置
WO2020262781A1 (ko) 제어 출력신호를 통한 기기의 건전성 지수 검출방법
CN105242229A (zh) 一种光电式电流互感器的故障系统化诊断方法
KR20240033661A (ko) 아크 결함 감지 장치 및 그 제어 방법
WO2018194192A1 (ko) 에너지 관리 시스템에서의 안전 정책 관리 방법
CN108594072A (zh) 一种10kV线路保护装置不停电定检方法
CN109767592A (zh) 基于总线结构的消防设备电源智能综合监控系统
WO2020262842A2 (ko) 제어 출력신호를 통한 기기의 예지 보전방법
WO2017003162A1 (ko) 태양전지 모니터링장치
WO2022075928A1 (en) Intelligent link box with early warning system for online monitoring of sheath bonding system and high voltage cable accessories
WO2021029538A1 (ko) 진동신호를 이용한 제어반 모니터링 장치
WO2023003242A1 (ko) 배터리 화재 예방 진단 시스템
TAKAISHI et al. STUDY FOR THE INTRODUCTION OF DIGITAL COMMUNICATION USING OPTICAL FIBRE CABLES BETWEEN CONTROL ROOMS AND SWITCHYARD
WO2024155165A1 (ko) 태양광 발전 시스템의 인버터 및 주제어기, 그리고 태양광 발전의 통신 에러 판단 방법

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: 23863462

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1