WO2024072012A1 - 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기 - Google Patents

발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기 Download PDF

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Definitions

  • the content disclosed in this specification relates to a power converter for piezoelectric energy harvesting. More specifically, the input terminal is connected to a DC power module and, for example, a piezoelectric energy harvesting module, and the output terminal is connected to a grid power to differently convert the input power from the DC power module into the driving power of the bus bar. This converts power.
  • Document 1 is an energy harvesting piezoelectric generator that boosts power by a piezoelectric element and minimizes boost loss.
  • the voltage required for charging the secondary battery is boosted using a switching method in which the voltage charged in the condenser is moved to another condenser and stacked, thereby minimizing boost loss.
  • the disclosed content is a hybrid parallel power for increasing the amount of power generation to minimize the loss of generated power and provide boost conversion that can efficiently store the generated power since the generation of power by the piezoelectric element is minimal. We would like to provide a converter.
  • a power conversion method that maximizes the generated power and minimizes the conversion loss of the generated power and allows it to be efficiently used for storage and load.
  • a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to the embodiment,
  • the overall configuration largely consists of a solar panel (PV Panel) and a piezoelectric energy harvesting module as input power, the output terminal is connected to a battery, and finally the battery and DC-AC converter are connected to create grid power. It is connected to.
  • PV Panel solar panel
  • DC-AC converter DC-AC converter
  • the power conversion device is made of a DC-DC converter and includes battery charging and discharging control functions.
  • the power converter is composed of several types of connection and is made by considering the pros and cons of each configuration.
  • each individual input is configured with a separate converter, and a control method most suitable for each input power source is created.
  • this booster-type DC-DC converter circuit can be applied as a general power conversion circuit to implement a high DC link voltage considering the output of a solar inverter from a low DC input power source.
  • ESS Electronicgy Storage System
  • a battery which is an energy storage device, and in the case of a piezoelectric harvesting module, the generated power is very low, so it is very difficult to directly charge a high capacity battery. Therefore, considering the power of a typical home solar panel, it is difficult to output a high DC link voltage directly from the power source, and a circuit must be created centered around a battery.
  • an ESS (battery) linked power conversion device two hybrid parallel power converters with solar and piezoelectric harvesting modules as input is provided first. Additionally, each converter is configured to perform maximum power point tracking (MPPT) according to the power source (solar and piezoelectric harvesting module) connected to the input terminal. Additionally, a battery is connected in parallel to the output terminal to control the output voltage and current according to the state of the battery.
  • MPPT maximum power point tracking
  • a current path separate from the inside of the battery is used, and for this purpose, two power converters are cross-wired to share the battery charging current, thereby controlling the output voltage to jointly limit the maximum charging current of the battery. It is characterized by
  • a boost conversion method that minimizes the loss of generated power and efficiently stores the generated power is provided.
  • Figure 1 is a diagram illustrating the overall system using a hybrid parallel power converter to increase power generation according to an embodiment.
  • Figure 2 is a diagram conceptually explaining a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • Figure 3 is a diagram illustrating a buck-boost operation applied to a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • Figure 4 is a diagram showing the configuration of an additional DC-AC converter applied to a hybrid parallel power converter to increase power generation according to an embodiment.
  • Figure 5 is a flow chart sequentially showing the operation of a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • Figure 6 is a diagram illustrating a bidirectional buck-boost converter applied to a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • FIGS. 7 to 11 are diagrams illustrating experimental results of a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • Figure 1 is a diagram illustrating the overall system using a hybrid parallel power converter to increase power generation according to an embodiment.
  • the system largely consists of a solar panel (PV Panel) and a piezoelectric energy harvesting module as input power, the output terminal is connected to a battery, and finally the battery and DC- The AC converter is connected and connected to grid power.
  • PV Panel solar panel
  • DC- The AC converter is connected and connected to grid power.
  • the power conversion device is made of a DC-DC converter and includes battery charging and discharging control functions.
  • the power converter is constructed by connecting several methods and considering the pros and cons of each configuration.
  • each individual input is configured with a separate converter, and a control method most suitable for each input power source is created.
  • this booster-type DC-DC converter circuit can be applied as a general power conversion circuit to implement a high DC link voltage considering the output of a solar inverter from a low DC input power source.
  • ESS Electronicgy Storage System
  • a battery which is an energy storage device, and in the case of a piezoelectric harvesting module, the generated power is very low, so it is very difficult to directly charge a high capacity battery. Therefore, considering the power of a typical home solar panel, it is difficult to output a high DC link voltage directly from the power source, and a circuit must be created centered around a battery.
  • an ESS (battery) linked power conversion device two hybrid parallel power converters with solar and piezoelectric harvesting modules as input is provided first. Additionally, each converter is configured to perform maximum power point tracking (MPPT) according to the power source (solar and piezoelectric harvesting module) connected to the input terminal. Additionally, a battery is connected in parallel to the output terminal to control the output voltage and current according to the state of the battery.
  • MPPT maximum power point tracking
  • each converter is the same, but hardware and firmware that identify and control the power source are implemented in the program so that each individual converter can be implemented with a different control method depending on the power source of the input terminal, and the monitoring system implements hardware and firmware that identifies and controls the power source.
  • various types of converters can be applied to solar and piezoelectric harvesting modules, but not only does the input voltage range vary widely, but the output voltage is sometimes higher than the input voltage, so a simple buck converter is used. cannot perform the battery charging function. Therefore, it has a buck-boost converter structure that allows stable output control even over a wide range of input voltages. And, in connection with this, the control method is operated by dividing into MPPT control and battery charging control mode according to the battery charging state.
  • a current path separate from the inside of the battery is used, and for this purpose, two power converters are cross-wired to share the battery charging current, thereby controlling the output voltage to jointly limit the maximum charging current of the battery.
  • each individual power source is different, its characteristics are different, and there is a difficulty in controlling it differently depending on the state of charge of the battery and the load power state.
  • voltage and current characteristics for performing maximum power tracking control can be determined from each characteristic curve of the piezoelectric energy harvesting module and the solar panel module.
  • the output current can be maintained up to the highest point of voltage in each voltage-current characteristic curve, but at the point where the voltage decreases, a control method that reduces the size of the output current to maintain the maximum power point is common.
  • the input voltage and input power Changes are instantaneously determined and the maximum value of the output current is changed.
  • This control method is very suitable when a battery is not applied, but when a battery is applied, a different control method must be implemented depending on the battery status of the ESS. Since the voltage of the battery changes significantly depending on the state of charge and discharge, the state of the battery can be observed, and constant current control (fast charging) and constant voltage control can be performed by considering the voltage of the battery. Specifically, in discharge mode, continuous power supply is possible as long as the maximum discharge point does not occur, but in charge mode, it is necessary to limit the application of overvoltage to the battery for charging.
  • Figure 2 is a diagram conceptually explaining a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • the power converter has a buck-boost converter structure composed of a piezoelectric energy harvesting module and a solar power input individually. That is, first, instead of having a separate battery charging circuit, a converter is configured for each individual input. Additionally, it has a buck-boost structure that allows stable output control even over a wide range of input voltages.
  • the output is connected to a battery in parallel so that the generated energy can be charged and used.
  • a current path separate from the inside of the battery is used, and for this purpose, two power converters are cross-wired to share the battery charging current, thereby controlling the output voltage and limiting the maximum charging current of the battery.
  • this configuration largely includes a first buck-boost converter 101, a second buck-boost converter 102, and a battery 103. Additionally, it includes a DC-AC converter, which will be described with reference to FIG. 4.
  • the first buck-boost converter 101 is connected to the first DC power module, that is, the piezoelectric energy harvesting module, compares the input voltage and the output voltage, and boosts the voltage in boost mode when the input voltage is lower than the output voltage. And, when it is high, it is converted into a power supply for charging control by reducing the pressure in buck mode. Additionally, the first DC power module is a piezoelectric energy harvesting module whose generated power is lower than the set power by a threshold value, and is used in this type of module.
  • the second buck-boost converter 102 is connected to a second DC power module different from the module, that is, to a solar panel module, and similarly compares the input voltage and output voltage and operates in boost mode when the input voltage is lower than the output voltage. Steps up as . And when it is high, it is converted into a power supply for charging control by reducing the pressure in buck mode.
  • the second DC power module is a type of solar panel module that outputs a DC link voltage that is higher than the set link voltage by a threshold value.
  • the battery 103 is connected in parallel to the output terminals of the first buck-boost converter and the second buck-boost converter to control the output voltage and current by each charging control power source according to the internal state of the battery device. do.
  • first buck-boost converter 101 and the second buck-boost converter 102 are as follows according to one embodiment (unidirectional type).
  • first MOSFET a first MOSFET
  • first diode an inductor
  • second diode a second MOSFET
  • capacitor a capacitor
  • the first MOSFET has a source terminal connected to the input terminal of the corresponding DC power module, and alternately turns on and off in the buck mode.
  • the first diode has a cathode terminal connected to the drain terminal of the first MOSFET, so that it turns off in conjunction with the first MOSFET and turns on in conjunction with the first MOSFET in the off state.
  • One end of the inductor is connected to the drain terminal of the first MOSFET.
  • the anode terminal of the second diode is connected to the other end of the inductor.
  • the second MOSFET has a source terminal connected to the other end of the inductor and a drain terminal connected to the anode terminal of the diode, so that in the boost mode, on and off are alternately linked to the off and on of the first diode. It is repetition.
  • the capacitor is connected to the cathode terminal of the second diode and the bus side.
  • one embodiment represents a buck-boost converter structure that is individually composed of a piezoelectric energy harvesting module and a solar power input. Then, the output is connected to the battery 103 in parallel to charge and use the generated energy.
  • a current path separate from the inside of the battery 103 is used, and for this purpose, the two power converters 101 and 102 are cross-wired to share the charging current of the battery 103, resulting in output
  • the voltage is controlled to limit the maximum charging current of the battery 103.
  • a current path separate from the inside of the battery 103 is used. However, it does not detect the load current, so the load current ( ) cannot be shared, but the battery 103 charge/discharge current ( ) follows the proposed current path, and can be measured in each power converter (101, 102).
  • two power converters (101, 102) must be cross-wired, as shown in the drawing.
  • terminals S(-) and V(-) can be connected, that is, the output voltage of the battery 103 and the output voltage of the converter (101, 102) can be connected. . detected
  • Each power converter (101, 102) controls the output voltage and jointly limits the maximum charging current of the battery (103).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a buck-boost operation applied to a hybrid parallel power converter to increase power generation according to an embodiment.
  • the buck-boost operation operates in a boost mode to boost the voltage when the input voltage of each converter is lower than the output voltage. And, if the input voltage is higher than the output voltage, it operates in buck mode to reduce the voltage and control it to a voltage and current suitable for battery charging control.
  • the first MOSFET is alternately turned on and off
  • the second MOSFET is alternately turned on and off, thereby performing a buck-boost operation.
  • Figure 4 is a diagram illustrating a DC-AC converter applied to a hybrid parallel power converter to increase power generation according to an embodiment.
  • the DC-AC converter As shown in Figure 4, the DC-AC converter according to one embodiment is responsible for battery charging and load sharing functions, but since the output power of the power converter is DC power, it cannot be connected to a system using AC power. . Therefore, a DC-AC converter structure is needed.
  • These converters are maximum power converters for grid connection, and convert the power generated from solar and piezoelectric energy harvesting modules into DC-DC power through an improved maximum power converter, and then connect to the grid through a DC-AC converter. It is done.
  • the circuit of this DC-AC converter uses, for example, the TMS320F28065 controller, and the intelligent power module (IPM) element is PM75B6L1C060, which includes a full bridge switching circuit and 2-channel brake at the same time. It is a device that also includes a circuit.
  • the output and input sides of the DC-AC converter detect current through a current sensor, and the voltage of the output power is measured through a measuring transformer.
  • Figure 5 is a flow chart sequentially showing the operation of a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • the input terminal is connected to the DC power module and the output terminal is connected to the grid power as before, so that the input power from the DC power module is changed to the driving power of the bus bar.
  • power is converted separately.
  • the first buck-boost converter when performing the power conversion, is connected to the first DC power module, that is, the piezoelectric energy harvesting module, compares the input voltage and the output voltage (S501), and outputs the input voltage. If it is lower than the voltage (S502), the voltage is boosted in boost mode (S503). And, if it is high, it is converted into a power supply for charging control by reducing the pressure in buck mode (S504).
  • the first DC power module that is, the piezoelectric energy harvesting module
  • the second buck-boost converter is connected to a second DC power module different from the module, that is, to the solar panel module, and compares the input voltage and output voltage (S506), and when the input voltage is lower than the output voltage (S507) ) Steps up in boost mode (S508). Additionally, when it is high, it is converted into a power supply for charging control by reducing the pressure in buck mode (S509).
  • the battery is connected in parallel to the output terminals of the first buck-boost converter and the second buck-boost converter, so that the output voltage and current by each charging control power supply (S505) is controlled according to the internal state of the battery device. Let's do it.
  • a converter is configured for each individual input. Additionally, it has a buck-boost structure that allows stable output control even over a wide range of input voltages.
  • the first buck-boost converter and the second buck-boost converter are cross-wired to share the battery charging current through a current path separate from the inside of the battery, thereby performing battery charging control. do.
  • the output voltage of each converter and the output voltage of the battery are connected to each other.
  • a current path separate from the inside of the battery is used, and for this purpose, two power converters are cross-wired to share the battery charging current, thereby controlling the output voltage and limiting the maximum charging current of the battery. .
  • a converter is configured for each individual input. Additionally, it has a buck-boost structure that allows stable output control even over a wide range of input voltages.
  • the output is connected to a battery in parallel so that the generated energy can be charged and used.
  • a current path separate from the inside of the battery is used, and for this purpose, two power converters are cross-wired to share the battery charging current, thereby controlling the output voltage and limiting the maximum charging current of the battery.
  • one embodiment provides a boost conversion method that minimizes the loss of generated power and efficiently stores the generated power because the generation of power by the piezoelectric element is minimal.
  • Figure 6 is a diagram for explaining a bidirectional buck-boost converter applied to a hybrid parallel power converter to increase power generation according to an embodiment.
  • the bidirectional buck-boost converter converts the aforementioned unidirectional DC-DC converter into a 4-switch bidirectional DC-DC converter for user convenience and application in various environments. It has been supplemented.
  • the output voltage of unidirectional Buck-Boost is It is output through a phosphorus diode (see Figure 3).
  • the input terminal and output terminal are fixed, which limits the environment for application and inconveniences user convenience. For this reason, it was improved to a two-way DC-DC converter in which the diode of the one-way DC-DC converter was replaced with a switching element.
  • this configuration is a circuit in which a diode is changed from a one-way converter to a switching element, and the basic operating principle is the same as the one-way configuration.
  • MPPT control is easy by adjusting the turn-on/off time of the 4-switch using the measured current information of the input and output terminals.
  • this configuration is the same as the unidirectional structure, only the aforementioned diode is supplemented with a MOSFET.
  • the first buck-boost converter and the second buck-boost converter are respectively as follows.
  • the source terminal is connected to the input terminal of the DC power module and includes a first MOSFET that alternately turns on and off in the buck mode.
  • a second MOSFET has a source terminal connected to the drain terminal of the first MOSFET, and turns off when the first MOSFET is on, and turns on when the first MOSFET is off.
  • it further includes an inductor with one end connected to the drain terminal of the first MOSFET and a third MOSFET with a drain terminal connected to the other end of the inductor.
  • the source terminal is connected to the other end of the inductor and the drain terminal is connected to the drain terminal of the second MOSFET, so that in the boost mode, on and off are alternately linked to the off and on of the second MOSFET.
  • a fourth MOSFET to repeat. And, it includes a capacitor connected to the source terminal of the third MOSFET and the bus side.
  • Figures 7 to 11 are diagrams to explain the results of a (bi-directional) experiment of a hybrid parallel power converter for increasing power generation according to an embodiment.
  • Figure 7 is a schematic diagram of this experimental environment.
  • Figures 8 and 9 are the experimental results of the developed conversion device, and Figures 10 and 11 are the experimental results of the proposed algorithm.
  • the experimental results according to one embodiment are as follows. First, a 250W solar panel and a piezoelectric harvesting module developed by the host institution were used as the power source for the experiment, and a 24V lithium-polymer battery was used. was used. In addition, the developed maximum power conversion device was connected to each power source and the battery was connected in parallel, and the system power was configured to be connected using a DC-AC converter (see Figure 7).
  • the experiment was conducted after configuring the experimental environment as shown in the schematic diagram above.
  • the discharge current of the battery is 7.5 [A] during independent power generation, but it can be confirmed that the discharge current of the battery is reduced to 3.5 [A] during combined power generation, and In connected generation, input current is almost the same, but during connected power generation, the power output from another power source can additionally supply power to the battery or grid power.
  • the performance test evaluation method was to connect a variable DC power source to the DC-DC converter, connect a load to the output terminal, and then measure and test the conversion efficiency for input and output with a precision power analyzer.
  • a test evaluation on the precision of the monitoring program was conducted by comparing the input/output power displayed on the precision power analyzer and the data measured from the monitoring program.
  • module output 1000 it can be confirmed that the target values are met, with conversion efficiency of 90%, tensile strength of 200Mpa, and monitoring program precision of over 99%.

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Abstract

실시예는 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 관한 것으로, 변환기는 별도의 배터리 충전회로가 없는 대신에, 각 개별 입력에 컨버터를 구성한다. 그리고, 광범위한 입력전압의 범위에 대해서도 안정적인 출력 제어가 가능한 벅-부스트 구조를 가진다. 따라서, 압전소자에 의한 전력의 발생이 미미하므로 발생전력의 손실을 최소화하고, 발생전력을 효율적으로 저장할 수 있는 승압컨버팅 시스템을 제공한다.

Description

발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기
본 명세서에 개시된 내용은 압전에너지 하베스팅의 전력변환기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 입력단은 직류전원 모듈과 예를 들어, 압전에너지 하베스팅 모듈과 연결되고 출력단은 모선(grid power)으로 연결되어, 직류전원 모듈에서의 입력 전원을 모선의 구동 전원으로 상이하게 변환하여 전력변환을 하는 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로, 친환경 녹색항만의 추진에 항만톨게이트용 스마트 압전에너지 시스템의 적용이 필요하다.
구체적으로는, 항만에서 사용하는 전력에 의한 이산화탄소 저감을 위해 환경친화적이고, 기존 에너지 생산체계의 한계로 인해 중소형 에너지자립 및 근접지원형 친환경 발전과 같은 에너지 생산의 친환경ㅇ사회수용성 요구가 증가하는 실정이다.
그래서, 이러한 기존 신재생에너지의 한계를 극복하기 위하여 시간적ㅇ공간적 제약 및 민원 발생의 여지가 적은 압전발전이 있을 수 있을 것이다.
그런데, 이러한 압전소자에 의한 전력의 발생은 대체적으로 미미하고, 발생한 전력의 전력변환손실도 어느 정도 고려해야 할 것이기도 하다. 그래서, 이렇게 발전량이 적으므로 전력분야(소재분야와 시공분야 포함) 등의 협업을 통한 완성이 필요하다. 그리고, 발전량의 증대를 위한 손실을 최소화하는 최대전력변환방식도 있어야 할 것이기도 하다.
부가하면, 이러한 배경의 선행기술은 아래의 문헌이 나오는 정도이다.
(특허문헌 0001) KR101794615 B1
참고적으로, 이러한 문헌 1은 에너지 하베스팅 압전발전기에 있어서, 압전소자에 의한 전력을 승압하고, 승압 손실을 최소로 하는 것이다.
이를 위해, 이차전지 충전에 필요한 전압까지 승압시키는데 콘덴서에 충전된 전압을 다른 콘덴서로 이동하고 적층하는 스위칭 방식으로 승압함으로써 승압 손실을 최소로 하도록 한다.
개시된 내용은, 전술한 바와 같이, 압전소자에 의한 전력의 발생이 미미하므로 발생전력의 손실을 최소화하고, 발생전력을 효율적으로 저장할 수 있는 승압컨버팅을 제공하도록 하는 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기를 제공하고자 한다.
이러한 경우에, 발생하는 전력을 최대화하고, 발생한 전력의 변환손실을 최소화하는 전력변환방식과 이를 효율적으로 저장 및 부하에 사용할 수 있도록 한다.
실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기는,
먼저, 전체적인 구성은 크게, 입력 전원으로 태양광 패널(PV Panel)과 압전에너지 하베스팅 모듈로 구성되며, 출력단은 배터리가 연결되고, 최종적으로 배터리와 DC-AC 컨버터가 연결되어 모선(grid power)으로 연결되는 것이다.
이를 위해서, 전력변환 장치는 DC-DC 컨버터로 만들며, 배터리 충전 및 방전 제어 기능을 포함하도록 한다. 이러한 상태에서, 전력변환기는 몇 가지 방식의 연계로 구성하고, 각 구성에 따른 장단점을 고려하여 만든 것이다.
구체적으로는, 각 구성에 따른 장점과 단점을 고려하여, 별도의 배터리 충전회로가 없는 대신에, 각 개별 입력에 각각의 컨버터로 구성하여, 각 입력 전원에 가장 적합한 제어 방식이 만들어지는 구조이다.
먼저, 이러한 부스터형 DC-DC 컨버터 회로는 낮은 직류 입력단 전력원으로부터 태양광 인버터의 출력을 감안한 높은 직류 링크단 전압을 구현하기 위한 일반적인 전력변환 회로로 적용될 수 있다. 하지만, ESS(Energy Storage System)를 적용하기 위해서는 에너지 저장장치인 배터리를 적용하여 구성하여야 하고, 압전 하베스팅 모듈의 경우, 발전 전력이 매우 낮아서 직접적으로 높은 용량의 배터리를 충전하기 매우 어렵다. 따라서, 일반적인 가정용 태양광 패널 기준의 전력을 고려하면, 높은 직류단 링크 전압을 바로 전력원에서 출력하는 것은 어려우며, 배터리를 중심으로 회로를 만들어야 한다.
그래서, 태양광 및 압전 하베스팅 모듈을 입력으로 하는 ESS(배터리) 연계형 전력변환 장치를(두 개의 하이브리드 병렬형 전력변환기) 우선적으로 제공한다. 그리고, 각 컨버터는 입력단에 연결된 전력원(태양광 및 압전 하베스팅 모듈)에 따라, 최대 전력추종제어(MPPT, Maximum Power Point Tracking)를 수행할 수 있도록 구성한다. 또한, 출력단에 병렬로 배터리가 연결되어 출력 전압 및 전류를 배터리의 상태에 따라 제어하도록 한다.
특히, 다양한 형태의 컨버터가 태양광 및 압전 하베스팅 모듈에 적용될 수 있지만, 입력 전압의 범위가 매우 광범위하게 변동할 뿐만 아니라, 출력전압이 입력전압 보다 높은 경우가 있으므로, 단순한 벅(Buck) 컨버터로는 배터리 충전 기능을 수행할 수 없다. 따라서, 광범위한 입력전압의 범위에 대해서도 안정적인 출력 제어가 가능한 벅-부스트(buck-boost) 컨버터 구조를 가진다.
또한, 배터리 충전 제어를 위해 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 사용하고, 이를 위해 두 개의 전력변환기를 교차 배선하여 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 출력 전압을 제어하여 배터리의 최대 충전 전류를 함께 제한하는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 의하면, 압전소자에 의한 전력의 발생이 미미하므로 발생전력의 손실을 최소화하고, 발생전력을 효율적으로 저장할 수 있는 승압컨버팅방식을 제공한다.
그리고, 이렇게 발생하는 전력을 최대화하고, 발생한 전력의 변환손실을 최소화하는 전력변환방식과 이를 효율적으로 저장 및 부하에 사용한다.
도 1은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기를 적용한 시스템을 전체적으로 도시한 도면
도 2는 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기를 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 3은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 적용한 벅-부스트 동작을 설명하기 위한 도면
도 4는 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 적용한 추가적인 DC-AC 컨버터의 구성을 도시한 도면
도 5는 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트
도 6은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 적용한 양방향 벅-부스트 컨버터를 설명하기 위한 도면
도 7 내지 도 11은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기의 실험 결과를 설명하기 위한 도면
도 1은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기를 적용한 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 시스템은 크게, 입력 전원으로 태양광 패널(PV Panel)과 압전에너지 하베스팅 모듈로 구성되며, 출력단은 배터리가 연결되고, 최종적으로 배터리와 DC-AC 컨버터가 연결되어 모선(grid power)으로 연결되는 것이다.
이를 위해서, 전력변환 장치는 DC-DC 컨버터로 만들며, 배터리 충전 및 방전 제어 기능을 포함하도록 한다. 이러한 상태에서, 전력변환기는 몇 가지 방식의 연계로 구성하고, 각 구성에 따른 장단점을 고려하여 만든다.
구체적으로는, 각 구성에 따른 장점과 단점을 고려하여, 별도의 배터리 충전회로가 없는 대신에, 각 개별 입력에 각각의 컨버터로 구성하여, 각 입력 전원에 가장 적합한 제어 방식이 만들어지는 구조이다.
보다 상세하게는, 이러한 부스터형 DC-DC 컨버터 회로는 낮은 직류 입력단 전력원으로부터 태양광 인버터의 출력을 감안한 높은 직류 링크단 전압을 구현하기 위한 일반적인 전력변환 회로로 적용될 수 있다. 하지만, ESS(Energy Storage System)를 적용하기 위해서는 에너지 저장장치인 배터리를 적용하여 구성하여야 하고, 압전 하베스팅 모듈의 경우, 발전 전력이 매우 낮아서 직접적으로 높은 용량의 배터리를 충전하기 매우 어렵다. 따라서, 일반적인 가정용 태양광 패널 기준의 전력을 고려하면, 높은 직류단 링크 전압을 바로 전력원에서 출력하는 것은 어려우며, 배터리를 중심으로 회로를 만들어야 한다.
그래서, 태양광 및 압전 하베스팅 모듈을 입력으로 하는 ESS(배터리) 연계형 전력변환 장치를(두 개의 하이브리드 병렬형 전력변환기) 우선적으로 제공한다. 그리고, 각 컨버터는 입력단에 연결된 전력원(태양광 및 압전 하베스팅 모듈)에 따라, 최대 전력추종제어(MPPT, Maximum Power Point Tracking)를 수행할 수 있도록 구성한다. 또한, 출력단에 병렬로 배터리가 연결되어 출력 전압 및 전류를 배터리의 상태에 따라 제어하도록 한다.
이를 위하여 각 컨버터의 구조는 동일하게 구성하되, 입력단의 전력원에 따라서 각 개별 컨버터가 서로 다른 제어 방식으로 구현될 수 있도록 프로그램에서 전력원을 식별하여 제어하는 하드웨어 및 펌웨어를 구현하고, 모니터링 시스템에서 입력전력 및 출력전력을 모니터링 하도록 RS-485 통신을 구성한다.
특히, 다양한 형태의 컨버터가 태양광 및 압전 하베스팅 모듈에 적용될 수 있지만, 입력 전압의 범위가 매우 광범위하게 변동할 뿐만 아니라, 출력전압이 입력전압 보다 높은 경우가 있으므로, 단순한 벅(Buck) 컨버터로는 배터리 충전 기능을 수행할 수 없다. 따라서, 광범위한 입력전압의 범위에 대해서도 안정적인 출력 제어가 가능한 벅-부스트(buck-boost) 컨버터 구조를 가진다. 그리고, 이에 연계하여 제어 방식을 배터리 충전 상태에 따라서 MPPT 제어 및 배터리 충전 제어 모드를 구분하여 동작하도록 한다.
아울러, 배터리 충전 제어를 위해 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 사용하고, 이를 위해 두 개의 전력변환기를 교차 배선하여 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 출력 전압을 제어하여 배터리의 최대 충전 전류를 함께 제한하도록 한다.
부가적으로, 기존의 전력제어 방식과 달리, 제안된 전력변환 회로에서는 각 개별 전력원이 상이하고, 그 특성도 다르며, 배터리의 충전 상태와 부하 전력 상태에 따라서 다르게 제어해야 하는 어려움이 있다.
이를 위해, 압전에너지 하베스팅 모듈과 태양광 패널 모듈의 각 특성곡선으로부터 최대 전력 추종 제어를 수행하기 위한 전압과 전류 특성이 결정될 수 있다. 각 전압-전류 특성곡선에서 전압의 최고점까지는 출력전류를 유지할 수 있지만, 전압이 감소하는 지점에서는 출력전류의 크기를 감소시켜 최대 전력점을 유지하는 제어 방식이 일반적이며, 이를 위해서 입력 전압 및 입력 전력의 변화를 순시적으로 판단하여 출력전류의 최대값을 변경한다.
이러한 제어 방식은 배터리를 적용하지 않는 경우에는 매우 적합하지만, 배터리를 적용하는 경우에는 ESS의 배터리 상태에 따라서 서로 다른 제어 방식이 구현되어야 한다. 충전상태와 방전상태에 따라서 배터리의 전압 변동이 크게 발생하게 되므로, 배터리의 상태를 관측할 수 있으며, 배터리의 전압을 고려하여 정전류 제어(급속충전) 및 정전압 제어를 수행할 수 있다. 구체적으로는, 방전모드에서는 최대 방전점이 발생하지 않는 범위에서 지속적인 전력 공급이 가능하지만, 충전모드에서는 배터리에 충전을 위한 과전압이 인가되지 않도록 제한하는 것이 필요하다.
도 2는 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 전력변환기는 압전에너지 하베스팅 모듈과 태양광 입력에 각 개별로 구성된 벅-부스트(buck-boost) 컨버터구조를 나타낸다. 즉, 먼저 별도의 배터리 충전회로가 없는 대신에, 각 개별 입력에 컨버터를 구성한다. 그리고, 광범위한 입력전압의 범위에 대해서도 안정적인 출력 제어가 가능한 벅-부스트 구조를 가진다.
이에 더하여, 출력은 병렬로 배터리에 연결하여 발전된 에너지를 충전하여 사용할 수 있도록 한다. 특히, 배터리 충전 제어를 위해 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 사용하고, 이를 위해 두 개의 전력변환기를 교차 배선하여 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 출력 전압을 제어하여 배터리의 최대 충전 전류를 함께 제한한다.
구체적으로는, 이러한 구성은 크게, 제 1 벅-부스트 컨버터(101)와 제 2 벅-부스트 컨버터(102) 및 배터리(103)를 포함한다. 추가적으로, DC-AC 컨버터를 포함하며, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.
상기 제 1 벅-부스트 컨버터(101)는 제 1 직류전원 모듈에 즉, 압전에너지 하베스팅 모듈에 연결되어, 입력전압과 출력전압을 비교하여 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우 부스트 모드로서 승압한다. 그리고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써, 충전 제어용 전원으로 변환하는 것이다. 부가적으로, 상기 제 1 직류전원 모듈은 발전 전력이 설정 전력보다 임계값만큼 이하로 낮은 압전에너지 하베스팅 모듈이고, 이러한 유형인 경우에 사용한다.
상기 제 2 벅-부스트 컨버터(102)는 상기 모듈과 상이한 제 2 직류전원 모듈에 즉, 태양광 패널 모듈에 연결되어, 마찬가지로 입력전압과 출력전압을 비교하여 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우 부스트 모드로서 승압한다. 그리고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써, 충전 제어용 전원으로 변환한다. 마찬가지로는, 상기 제 2 직류전원 모듈은 설정 링크 전압보다 임계값만큼 높은 직류단 링크 전압을 출력하는 태양광 패널 모듈 등의 유형이다.
상기 배터리(103)는 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터의 출력단에 각기 병렬로 연결되어, 각 충전 제어용 전원에 의한 출력 전압 및 전류를 배터리장치의 내부 상태에 따라 제어하도록 한다.
한편, 상기 제 1 벅-부스트 컨버터(101)와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터(102)는 일실시예에 따라 각기 아래와 같다(단방향 방식).
즉, 크게는 제 1 MOSFET와 제 1 다이오드, 인덕터, 제 2 다이오드, 제 2 MOSFET 및 커패시터를 포함한다.
상기 제 1 MOSFET는 해당 직류전원 모듈의 입력단에 소스 단자가 연결되어, 상기 벅 모드일 경우에 온과 오프를 교대로 반복하는 것이다.
상기 제 1 다이오드는 기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 캐소드 단자가 연결되어, 상기 제 1 MOSFET가 온일 경우에 연동하여 오프하고 상기 제 1 MOSFET가 오프일 경우에 연동하여 온한다.
상기 인덕터는 상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 일단이 연결된다.
상기 제 2 다이오드는 상기 인덕터의 타단에 애노드 단자가 연결된다.
상기 제 2 MOSFET는 상기 인덕터의 타단에 소스 단자가 연결되고 상기 다이오드의 애노드 단자에 드레인 단자가 연결되어, 상기 부스트 모드일 경우에 온과 오프를 상기 제 1 다이오드의 오프와 온에 연동하여 교대로 반복하는 것이다.
상기 커패시터는 상기 제 2 다이오드의 캐소드 단자와 모선 측에 연결된다.
그래서, 일실시예는 압전에너지 하베스팅 모듈과 태양광 입력에 각 개별로 구성된 벅-부스트 컨버터구조를 나타낸다. 그리고, 출력은 병렬로 배터리(103)에 연결하여 발전된 에너지를 충전하여 사용한다.
한편, 배터리(103) 충전 제어를 위해 배터리(103) 내부와 별도의 전류 경로를 사용하고, 이를 위해 두 개의 전력변환기(101, 102)를 교차 배선하여 배터리(103) 충전 전류를 공유함으로써, 출력 전압을 제어하여 배터리(103)의 최대 충전 전류를 함께 제한한다.
보다 상세하게는, 배터리(103) 단독 운전이 아닌 계통 연계 운전일 때, 배터리(103)의 단독 전류의 측정이 불가능하여, 배터리(103)를 이용한 에너지 저장이 안되고, 병렬 부하 공유만 수행이 가능하기에 이를 반영하여 아래와 같이 만든다.
구체적으로, 배터리(103) 충전 제어를 위해 배터리(103) 내부와 별도의 전류 경로를 사용한다. 단, 부하 전류를 감지하지 않아, 부하 전류(
Figure PCTKR2023014857-appb-img-000001
)을 공유할 수 없지만, 배터리(103) 충ㅇ방전 전류(
Figure PCTKR2023014857-appb-img-000002
)은 제안된 전류 경로를 따르며, 각각의 전력변환기(101, 102)에서 이를 측정이 가능하다. 배터리(!03) 충전 전류를 공유하려면, 도면과 같이, 두 개의 전력변환기(101, 102)를 교차 배선해야 한다. 또한, 전력변환기(101, 102) 단일로 사용할 때는 단자 S(-)와 V(-)를 연결하여 즉, 배터리(103) 출력전압과 변환기(101, 102)의 출력전압을 연결하여 사용할 수 있다. 감지된
Figure PCTKR2023014857-appb-img-000003
으로 각 전력변환기(101, 102)는 출력 전압을 제어하여, 배터리(103)의 최대 충전 전류를 함께 제한한다.
도 3은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 적용한 벅-부스트 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 벅-부스트 동작은 각 변환기의 입력 전압이 출력전압보다 낮으면 부스트 모드로 동작하여 전압을 승압시키는 것이다. 그리고, 입력 전압이 출력전압보다 높은면 벅 모드로 동작하여 전압을 감압시켜서 배터리 충전 제어에 적합한 전압 및 전류로 제어한다.
구체적으로는, 벅 모드일 경우는 제 1 MOSFET를 온과 오프를 교대로 반복하며, 부스트 모드일 경우에는 제 2 MOSFET를 온과 오프를 교대로 반복함으로써, 벅-부스트 동작을 수행한다.
도 4는 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 적용한 DC-AC 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 DC-AC 컨버터는 먼저, 배터리충전 및 부하 공유 기능을 담당하지만, 전력변환기의 출력 전원은 DC전원이므로 AC전원을 사용하는 계통에 연계가 불가능하다. 따라서, DC-AC 컨버터 구조가 필요하다.
이러한 컨버터는 계통 연계를 위한 최대 전력변환기이며, 태양광 그리고 압전에너지 하베스팅 모듈에서 생성되는 전원을 개선된 최대 전력변환기를 통해 DC-DC 전력변환을 한 후, DC-AC 컨버터를 통해 계통 연계를 하는 것이다.
구체적으로는, 이 DC-AC컨버터의 회로는 제어기가 예를 들어, TMS320F28065를 사용하며, 지능형 전력 모듈(IPM)소자는 PM75B6L1C060으로, 풀 브릿지 스위칭 회로를 포함하며, 동시에 2채널 브레이크(2ch Brake) 회로도 포함하는 소자인 것이다. 그리고, DC-AC 컨버터의 출력과 입력측은 전류 센서를 통해 전류 감지를 하며, 출력 전원의 전압은 계측용 트랜스포머를 통해 측정하도록 한다.
도 5는 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예의 전력변환기는 먼저 기존대로 입력단은 직류전원 모듈과 연결되고 출력단은 모선(grid power)으로 연결되어, 직류전원 모듈에서의 입력 전원을 모선의 구동 전원으로 상이하게 변환함으로써, 모선별로 각기 전력변환을 한다.
이러한 상태에서, 상기 전력변환을 할 경우, 제 1 벅-부스트 컨버터가 제 1 직류전원 모듈에 즉, 압전에너지 하베스팅 모듈에 연결되어, 입력전압과 출력전압을 비교하여(S501) 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우(S502) 부스트 모드로서 승압한다(S503). 그리고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써(S504), 충전 제어용 전원으로 변환한다.
그리고, 제 2 벅-부스트 컨버터가 상기 모듈과 상이한 제 2 직류전원 모듈에 즉, 태양광 패널 모듈에 연결되어, 입력전압과 출력전압을 비교하여(S506) 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우(S507) 부스트 모드로서 승압한다(S508). 또한, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써(S509), 충전 제어용 전원으로 변환한다.
아울러, 배터리가 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터의 출력단에 각기 병렬로 연결되어, 각 충전 제어용 전원에 의한(S505) 출력 전압 및 전류를 배터리장치의 내부 상태에 따라 제어하도록 한다.
그래서, 일실시예에서는 별도의 배터리 충전회로가 없는 대신에, 각 개별 입력에 컨버터를 구성한다. 그리고, 광범위한 입력전압의 범위에 대해서도 안정적인 출력 제어가 가능한 벅-부스트 구조를 가진다.
이에 더하여, 상기 배터리의 충전 제어를 위해 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터를 교차 배선하여 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 통해 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 배터리 충전 제어를 수행한다.
그리고, 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터를 단일로 사용할 경우는 각 컨버터의 출력전압과 상기 배터리의 출력전압을 연결하여 사용하도록 한다.
그래서, 배터리 충전 제어를 위해 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 사용하고, 이를 위해 두 개의 전력변환기를 교차 배선하여 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 출력 전압을 제어하여 배터리의 최대 충전 전류를 함께 제한하기도 한다.
이상과 같이, 일실시예는 먼저 별도의 배터리 충전회로가 없는 대신에, 각 개별 입력에 컨버터를 구성한다. 그리고, 광범위한 입력전압의 범위에 대해서도 안정적인 출력 제어가 가능한 벅-부스트 구조를 가진다. 출력은 병렬로 배터리에 연결하여 발전된 에너지를 충전하여 사용할 수 있도록 한다. 특히, 배터리 충전 제어를 위해 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 사용하고, 이를 위해 두 개의 전력변환기를 교차 배선하여 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 출력 전압을 제어하여 배터리의 최대 충전 전류를 함께 제한한다.
그래서, 일실시예는 압전소자에 의한 전력의 발생이 미미하므로 발생전력의 손실을 최소화하고, 발생전력을 효율적으로 저장할 수 있는 승압컨버팅방식을 제공한다.
그리고, 이렇게 발생하는 전력을 최대화하고, 발생한 전력의 변환손실을 최소화하는 전력변환방식과 이를 효율적으로 저장 및 부하에 사용한다.
도 6은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기에 적용한 양방향 벅-부스트 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 양방향 벅-부스트 컨버터는 사용자의 편의성과 다양한 환경의 적용을 위해, 전술한 단방향으로 구성되었던 DC-DC 컨버터를 4-switch 양방향 DC-DC 컨버터로 보완한 것이다.
구체적으로는, 단방향 Buck-Boost의 출력 전압은
Figure PCTKR2023014857-appb-img-000004
인 다이오드를 통해 출력된다(도 3 참조). 하지만 이 다이오드로 인해 입력단자와 출력 단자가 정해져 있으며, 이는 적용하기 위한 환경이 제한적이며 사용자의 편의성이 불편하다. 이러한 이유로 단방향 DC-DC컨버터의 다이오드를 스위칭 소자로 대체한 양방향 DC-DC컨버터로 개선한 것이다.
즉, 이러한 구성은 단방향 컨버터에서 다이오드를 스위칭 소자로 변경한 회로이며, 기본 동작원리는 단방향 구성과 동일하다.
부가적으로, 계측한 입력단과 출력단의 전류의 정보로 4-switch의 턴-온/오프(Turn-on/off) 시간을 조절하여, MPPT 제어가 용이하다.
보다 상세하게는, 이러한 구성은 단방향의 구조와 동일하고, 단지 전술한 다이오드를 MOSFET로 보완한 것이다.
즉, 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터는 각기 아래와 같다.
먼저, 해당 직류전원 모듈의 입력단에 소스 단자가 연결되어, 상기 벅 모드일 경우에 온과 오프를 교대로 반복하는 제 1 MOSFET를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 소스 단자가 연결되어, 상기 제 1 MOSFET가 온일 경우에 연동하여 오프하고 상기 제 1 MOSFET가 오프일 경우에 연동하여 온하는 제 2 MOSFET를 포함한다.
그래서, 상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 일단이 연결된 인덕터와 상기 인덕터의 타단에 드레인 단자가 연결된 제 3 MOSFET를 더 포함한다.
이에 따라, 상기 인덕터의 타단에 소스 단자가 연결되고 상기 제 2 MOSFET의 드레인 단자에 드레인 단자가 연결되어, 상기 부스트 모드일 경우에 온과 오프를 상기 제 2 MOSFET의 오프와 온에 연동하여 교대로 반복하는 제 4 MOSFET를 포함한다. 그리고, 상기 제 3 MOSFET의 소스 단자와 모선 측에 연결된 커패시터를 포함한다.
도 7 내지 도 11은 일실시예에 따른 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기의(양방향) 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로는, 도 7은 이러한 실험 환경의 계통도이다. 그리고, 도 8과 도 9는 개발한 변환 장치의 실험 결과이고, 도 10과 도 11은 제안한 알고리즘 실험 결과이다.
도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 실험 결과는 먼저, 실험의 전력원으로는 250W 태양광 패널과 주관기관에서 개발된 압전 하베스팅 모듈을 사용하였으며, 24V 리튬-폴리머 배터리를 사용하였다. 그리고, 각 전력원에 개발된 최대전력변환장치를 연결하고 배터리를 병렬 연결하였으며, 계통 전원과는 DC-AC 컨버터를 사용하여, 연계되도록 구성하였다(도 7 참조).
이러한 상태에서, 도 8과 도 9에 나타난 바와 같이, 개발된 전력변환 회로에서 하나의 입력 전원만이 연결되었을 경우의(도 8 참조) 입력 전압에 따른 출력 전압과 배터리 충전 전압 및 충전 전류를 나타내고 있다. 이때, 부하 전류 Iload는 일정한 상태이지만, 입력단 전력이 단독에서 병렬로 투입되면 배터리 충전 전류가 증가하여 배터리 충전 상태로 돌입하게 되는 것을 보이고 있다. 그리고, 도 9의 경우에는 병렬 전력원이 연결된 상태에서 압전 하베스팅 모듈의 입력이 상승 또는 하강하는 경우에 각 제어 모드가 변동하여 제어 되고 있음을 보이고 있다.
한편, 시뮬레이션을 통해 검증된 제안된 알고리즘의 실험을 위해, 위의 계통도와 같이 실험 환경을 구성 후 실험을 진행하였다. 실험 결과, 도 10과 도 11에서와 같이, 단독 발전일 때 배터리의 방전 전류는 7.5[A] 이지만, 연계 발전 시 배터리의 방전 전류는 3.5[A]로 감소 된것을 확인할 수 있으며, 단독 발전과 연계 발전에서, 입력 전류
Figure PCTKR2023014857-appb-img-000005
은 거의 같으나, 연계 발전 시 또 하나의 전원에서 출력된 전원은 배터리나 계통전원에 추가적으로 전원을 공급할 수 있다.
참고적으로, 이러한 변환기에 대한 매크로 압전에너지 하베스팅 모듈 변환 효율, 모니터링 프로그램 정밀도의 최종 성능시험 평가를 위와 마찬가지로 제시한다.
성능시험 평가방법은 DC-DC 컨버터에 가변 DC 전원을 연결 후, 출력단에 부하 연결한 후, 정밀전력분석기로 입ㅇ출력에 대한 변환 효율을 측정 및 시험하였다. 그리고 정밀전력분석기에 나타난 입ㅇ출력 전원과 모니터링 프로그램에서 측정된 데이터를 비교하여, 모니터링 프로그램 정밀도에 관한 시험평가를 진행하였다.
이러한 최종 성능에 대한 평가 시험의 항목 결과는 아래와 같다.
최종 성능 시험 평가 결과, 표와 같이. 모듈 출력 1000
Figure PCTKR2023014857-appb-img-000006
, 변환 효율 90%, 인장강도 200Mpa, 모니터링 프로그램 정밀도 99% 이상으로, 목표치를 만족하는 것을 확인할 수 있다.
101 : 제 1 벅-부스트 컨버터
102 : 제 2 벅-부스트 컨버터
103 : 배터리

Claims (4)

  1. 입력단은 직류전원 모듈과 연결되고 출력단은 모선(grid power)으로 연결되어, 상기 직류전원 모듈에서의 입력 전원을 모선의 구동 전원으로 상이하게 변환하여 전력을 변환하는 전력변환기에 있어서,
    상기 전력변환을 할 경우, 제 1 직류전원 모듈에 연결되어 입력전압과 출력전압을 비교하여 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우 부스트 모드로서 승압하고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써, 배터리의 충전 제어용 전원으로 변환하는 제 1 벅-부스트 컨버터;
    상기 제 1 직류전원 모듈과 상이한 제 2 직류전원 모듈에 연결되어 입력전압과 출력전압을 비교하여 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우 부스트 모드로서 승압하고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써, 배터리의 충전 제어용 전원으로 변환하는 제 2 벅-부스트 컨버터; 및
    상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터의 출력단에 각기 병렬로 연결되어, 상기 충전 제어용 전원에 의한 출력 전압 및 전류를 배터리장치의 내부 상태에 따라 제어하도록 하는 배터리; 를 포함하고,
    상기 제 1, 2 벅-부스트 컨버터는,
    각기 입력단에 소스 단자가 연결되어, 상기 벅 모드일 경우에 온과 오프를 교대로 반복하는 제 1 MOSFET;
    상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 캐소드 단자가 연결되어, 상기 제 1 MOSFET가 온, 오프일 경우에 연동하여 오프, 온하는 제 1 다이오드;
    상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 일단이 연결된 인덕터;
    상기 인덕터의 타단에 애노드 단자가 연결된 제 2 다이오드;
    상기 인덕터의 타단에 소스 단자가 연결되고 상기 다이오드의 애노드 단자에 드레인 단자가 연결되어, 상기 부스트 모드일 경우에 온과 오프를 상기 제 1 다이오드의 오프와 온에 연동하여 교대로 반복하는 제 2 MOSFET; 및
    상기 제 2 다이오드의 캐소드 단자와 모선 측에 연결된 커패시터; 를 포함하고,
    1) 상기 배터리의 충전 제어를 위해 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터를 교차 배선하여 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 통해 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 배터리 충전 제어를 수행하고,
    2) 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터를 단일로 사용할 경우는 각 컨버터의 출력전압과 상기 배터리의 출력전압을 연결하여 사용할 수 있도록 하는 것; 을 특징으로 하는 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기.
  2. 입력단은 직류전원 모듈과 연결되고 출력단은 모선(grid power)으로 연결되어, 상기 직류전원 모듈에서의 입력 전원을 모선의 구동 전원으로 상이하게 변환하여 전력을 변환하는 전력변환기에 있어서,
    상기 전력변환을 할 경우, 제 1 직류전원 모듈에 연결되어 입력전압과 출력전압을 비교하여 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우 부스트 모드로서 승압하고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써, 배터리의 충전 제어용 전원으로 변환하는 제 1 벅-부스트 컨버터;
    상기 제 1 직류전원 모듈과 상이한 제 2 직류전원 모듈에 연결되어 입력전압과 해당 출력전압을 비교하여 입력전압이 출력전압보다 낮은 경우 부스트 모드로서 승압하고, 높은 경우에는 벅 모드로서 감압함으로써, 배터리의 충전 제어용 전원으로 변환하는 제 2 벅-부스트 컨버터; 및
    상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터의 출력단에 각기 병렬로 연결되어, 상기 충전 제어용 전원에 의한 출력 전압 및 전류를 배터리장치의 내부 상태에 따라 제어하도록 하는 배터리; 를 포함하고,
    상기 제 1, 2 벅-부스트 컨버터는
    각기 입력단에 소스 단자가 연결되어, 상기 벅 모드일 경우에 온과 오프를 교대로 반복하는 제 1 MOSFET;
    상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 소스 단자가 연결되어, 상기 제 1 MOSFET가 온, 오프일 경우에 연동하여 오프, 온하는 제 2 MOSFET;
    상기 제 1 MOSFET의 드레인 단자에 일단이 연결된 인덕터;
    상기 인덕터의 타단에 드레인 단자가 연결된 제 3 MOSFET;
    상기 인덕터의 타단에 소스 단자가 연결되고 상기 제 2 MOSFET의 드레인 단자에 드레인 단자가 연결되어, 상기 부스트 모드일 경우에 온과 오프를 상기 제 2 MOSFET의 오프와 온에 연동하여 교대로 반복하는 제 4 MOSFET; 및
    상기 제 3 MOSFET의 소스 단자와 모선 측에 연결된 커패시터; 를 포함하고,
    1) 상기 배터리의 충전 제어를 위해 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터를 교차 배선하여 배터리 내부와 별도의 전류 경로를 통해 배터리 충전 전류를 공유함으로써, 배터리 충전 제어를 수행하고,
    2) 상기 제 1 벅-부스트 컨버터와 상기 제 2 벅-부스트 컨버터를 단일로 사용할 경우는 각 컨버터의 출력전압과 상기 배터리의 출력전압을 연결하여 사용할 수 있도록 하는 것; 을 특징으로 하는 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 배터리에 의해 충전 직류전원을 발생한 경우, 상기 배터리로부터의 충전 직류전원을 교류 계통의 부하 구동전원에 따라 상이하게 교류전원으로 변환함으로써, 교류 계통과 연계하는 DC-AC 컨버터; 를 더 포함하고,
    상기 DC-AC 컨버터는,
    상기 배터리에 연결되어, 상기 제 1, 2 직류전원 컨버터에 의한 배터리의 충전 직류전원을 풀 브릿지 스위칭 회로를 통해 교류로 변환하고, 출력과 입력측은 전류 센서로 전류 감지를 하며, 출력 전원의 전압은 계측용 트랜스포머를 통해 측정하는 것; 을 특징으로 하는 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 직류전원 모듈은,
    발전 전력이 설정 전력보다 임계값만큼 이하로 낮은 압전에너지 하베스팅 모듈이고,
    상기 제 2 직류전원 모듈은,
    설정 링크 전압보다 임계값만큼 높은 직류단 링크 전압을 출력하는 태양광 패널 모듈인 것; 을 특징으로 하는 발전량의 증대를 위한 하이브리드 병렬형 전력변환기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007112595A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-11 Carmanah Technologies Corp. Adaptive solar powered system
US20100026100A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Teggatz Ross E Multile Input Channel Power Control Circuit
JP2020077131A (ja) * 2018-11-06 2020-05-21 太陽誘電株式会社 電力変換装置、発電システムおよび発電制御方法
KR20210093687A (ko) * 2020-01-20 2021-07-28 경성대학교 산학협력단 신재생 에너지원의 전력 제어 회로 및 이를 이용한 전력 제어 방법
KR20210106136A (ko) * 2020-02-20 2021-08-30 김동완 스마트 압전에너지 하베스팅 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007112595A1 (en) * 2006-04-06 2007-10-11 Carmanah Technologies Corp. Adaptive solar powered system
US20100026100A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Teggatz Ross E Multile Input Channel Power Control Circuit
JP2020077131A (ja) * 2018-11-06 2020-05-21 太陽誘電株式会社 電力変換装置、発電システムおよび発電制御方法
KR20210093687A (ko) * 2020-01-20 2021-07-28 경성대학교 산학협력단 신재생 에너지원의 전력 제어 회로 및 이를 이용한 전력 제어 방법
KR20210106136A (ko) * 2020-02-20 2021-08-30 김동완 스마트 압전에너지 하베스팅 시스템

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