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KR101911474B1 - Multi-channel boosting PV system with surveillance function - Google Patents

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KR101911474B1
KR101911474B1 KR1020180012863A KR20180012863A KR101911474B1 KR 101911474 B1 KR101911474 B1 KR 101911474B1 KR 1020180012863 A KR1020180012863 A KR 1020180012863A KR 20180012863 A KR20180012863 A KR 20180012863A KR 101911474 B1 KR101911474 B1 KR 101911474B1
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KR
South Korea
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unit
power
converter
monitoring
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설상법
김종현
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주식회사 동이에코스
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Abstract

본 발명은 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 각 태양광 스트링마다 출력된 전압 및 전류 값을 센싱하되, 각 태양광 스트링의 전압 차로 발전량이 저하되는 것을 방지하기 위해 컨버터를 3채널 부스팅 방식을 사용하여 전류 리플을 줄이고, 발전효율을 높이며, 감시 유니트용 제어부를 통해 환경적 요인으로 인한 전력 차이를 보정 계수를 적용하는 가중치를 두어 동일한 조건으로 전력량을 비교하여 임계범위를 벗어난 채널을 검출하여 모니터링부로 알림 신호를 보내어 사용자가 확인 및 조치할 수 있도록 하여 안정적인 운전을 하는 데 도움을 주는 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 직렬로 연결된 다수의 태양광 판넬로 구성된 다수의 태양광 스트링; 태양광 스트링에서 입력되는 전력을 최대 전력이 산출되도록 변환하는 IGBT를 구동시키는 컨버터용 IGBT 구동부, 태양광 스트링에서 입력되는 전압과 전류 및 출력된 전력의 전압과 전류를 검출하는 컨버터용 신호 검출부, 타 장치와 통신을 수행하는 컨버터용 통신부, 및 컨버터용 신호 검출부로부터 입력 전력을 수신하여 전력점이 되도록 기준을 셋팅한 제어신호를 컨버터용 IGBT 구동부에 출력시키는 컨버터용 시스템 제어부를 포함하고, 태양광 스트링에 3채널 부스트로 병렬 연결되고, 각 위상차를 두고 작동하게 하여 리플 감소와 최대 전력점 제어를 가능하게 하는 컨버터; 컨버터로부터 각 스트링별 입력 전압, 전류 값과 출력 전압, 전류 값을 수신하고 이를 송출하는 통신을 수행하는 감시 유니트용 통신부, 감시 유니트용 통신부로부터 각 스트링의 입력 전력과 컨버터의 출력 전력을 수신하고, 이를 분석하여 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링을 색출하는 프로그램이 내장된 감시 유니트용 제어부를 포함하고, 컨버터와 연결된 컨버터 감시 유니트; 컨버터 감시 유니트에서 처리된 각 스트링의 전압과 전류 정보, 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링 정보를 입력받고 이를 전달하는 채널감시제어반용 통신부, 채널감시제어반용 통신부로부터 정보를 수신하여 신호처리하는 채널감시제어반용 제어부, 및 채널감시제어반용 제어부로부터 신호처리된 정보를 화면에 출력하고, 특정 문제 발생 시 알림을 제공하는 채널감시제어반용 표시부를 포함하고, 컨버터 감시 유니트와 연결된 채널감시제어반; 컨버터로부터 입력된 직류 전력을 교류 전력으로 역변환하고 그리드에 연계하여 발전된 전력을 송전하는 인버터용 전력변환부, 전력회로의 입출력 전압과 전류 신호를 검출하는 인버터용 신호 검출부, 인버터용 신호 검출부로부터 신호를 수신하여 전력으로 변환하도록 하는 신호처리를 수행하고, 구동신호를 출력하는 인버터용 시스템 제어부, 및 인버터용 시스템 제어부로부터 전달받은 입출력 데이터, 인버터 운전 데이터를 외부로 송출하는 인버터용 통신부를 포함하는 인버터; 및 컨버터용 통신부, 감시 유니트용 통신부, 채널감시제어반용 통신부, 인버터용 통신부와 통신을 수행하여 입출력 신호를 포함하는 각 부의 상태 데이터를 통신하는 모니터링부용 통신부, 모니터링부용 통신부로부터 각 부의 상태 데이터를 수신하여 필요 데이터를 산출하는 모니터링부용 제어부, 및 모니터링부용 제어부에서 산출된 데이터를 화면에 출력하고, 입력 신호를 수신하여 모니터링부용 제어부로 송신하는 모니터링부용 입출력부를 포함하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치를 제공한다.The present invention relates to a multi-channel boosting solar power generation apparatus having a monitoring function. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for sensing a voltage and current value output for each of a plurality of solar strings, and using a three-channel boosting scheme to reduce the current ripple, And the control unit for the monitoring unit, a weight is applied to apply the correction factor to the power difference due to the environmental factor, and the power amount is compared with the same condition to detect a channel out of the critical range. Channel boosting type solar cell power generation apparatus having a surveillance function for enabling stable operation of the solar cell module.
To this end, the present invention comprises a plurality of solar strings comprising a plurality of solar panels connected in series; A converter IGBT driver for driving an IGBT that converts power input from a solar string to a maximum power calculated, a converter signal detector for detecting voltage and current of a voltage, current, and output power input from the solar string, And a converter system controller for receiving the input power from the signal detector for the converter and outputting a control signal with a reference set to be a power point to the converter IGBT driver, A converter connected in parallel with a three-channel boost and operating with a phase difference to enable ripple reduction and maximum power point control; A communication unit for a monitoring unit that receives input voltages, current values, output voltages, and current values for each string from a converter and performs communication for transmitting the input voltages, current values, output voltages, and current values for the respective strings, receives input power of each string and output power of the converter from a communication unit for the monitoring unit, A converter monitoring unit connected to the converter, the converter monitoring unit including a control unit for a monitoring unit having a program for analyzing the detected sunlight and including a program for detecting a solar string containing a specific module out of a critical range; A communication unit for a channel monitoring control panel for receiving the voltage and current information of each string processed by the converter monitoring unit and the solar light string information including the specific module out of the critical range and transmitting the received information, And a display unit for outputting signal processed information from the control unit for the channel monitoring control panel and a notification unit for providing a notification when a specific problem occurs, ; A power conversion unit for an inverter for converting the DC power input from the converter into AC power and transmitting the generated power in conjunction with the grid, a signal detection unit for detecting an input / output voltage and a current signal of the power circuit, An inverter system control unit for performing signal processing for receiving and converting power into electric power and outputting a drive signal and an inverter including an inverter communication unit for transmitting input / output data and inverter operation data from the inverter system control unit to the outside; A communication unit for a monitoring unit communicating state data of each unit including an input / output signal by communicating with a converter communication unit, a monitoring unit communication unit, a channel monitoring control unit communication unit, and an inverter communication unit, And a monitoring unit including a monitoring unit input / output unit for outputting data calculated by the monitoring unit control unit and receiving an input signal and transmitting the data to a monitoring unit control unit. Channel booster type photovoltaic power generating apparatus having a function of providing a multi-channel boosting function.

Figure R1020180012863
Figure R1020180012863

Description

감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치{omitted}Multi-channel boosting PV system with surveillance function {omitted}

본 발명은 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 각 태양광 스트링마다 출력된 전압 및 전류 값을 센싱하되, 각 태양광 스트링의 전압 차로 발전량이 저하되는 것을 방지하기 위해 컨버터를 3채널 부스팅 방식을 사용하여 전류 리플을 줄이고, 발전효율을 높이며, 감시 유니트용 제어부를 통해 환경적 요인으로 인한 전력 차이를 보정 계수를 적용하는 가중치를 두어 동일한 조건으로 전력량을 비교하여 임계범위를 벗어난 채널을 검출하여 모니터링부로 알림 신호를 보내어 사용자가 확인 및 조치할 수 있도록 하여 안정적인 운전을 하는 데 도움을 주는 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel boosting solar power generation apparatus having a monitoring function. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for sensing a voltage and current value output for each of a plurality of solar strings, and using a three-channel boosting scheme to reduce the current ripple, And the control unit for the monitoring unit, a weight is applied to apply the correction factor to the power difference due to the environmental factor, and the power amount is compared with the same condition to detect a channel out of the critical range. Channel boosting type solar cell power generation apparatus having a surveillance function for enabling stable operation of the solar cell module.

화석연료의 고갈과 지구온난화에 따른 대비책으로, 풍력, 파력, 태양광 발전과 같은 신재생에너지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. Much research has been conducted on renewable energy such as wind power, wave power, and photovoltaic power generation as a measure against depletion of fossil fuels and global warming.

태양광을 이용한 발전방식 중 대표적인 것으로 태양전지가 있다. 태양전지는 무한한 청정 에너지인 태양광 에너지를 에너지원으로 하여 전기에너지를 생산해 내는 것으로, 대체적으로 반도체 소자를 이용하고 있다.Solar cells are a typical example of a power generation method using solar light. Solar cells use solar energy, which is an infinite clean energy, as an energy source to produce electrical energy, and generally use semiconductor devices.

태양광 발전의 경우 태양전지에 흡수된 일사량에 따라 전압과 전류가 변하는 특성을 가지고 있다. 따라서 이러한 태양광 전력을 축전지에 충전하기 위해서는 여러 번의 전력변환과정을 거쳐야 하며, 축전지에 충전된 잉여전력은 축전지에 저장하였다가 피크 전력시나 정전시 등 전원공급이 필요한 경우에 사용하게 된다.In the case of photovoltaic power generation, the voltage and current vary depending on the solar radiation absorbed by the solar cell. Therefore, in order to charge the solar power to the battery, it is required to undergo several power conversion processes. The surplus power charged in the battery is stored in the battery and used when power supply such as peak power or power failure is required.

태양광 발전에 의한 전력을 부하에 공급하고, 잉여전력을 축전지에 저장하며 상용전원과의 관계에서 전원공급을 원활히 수행하기 위해서는 일사량에 따른 태양전지의 최대전력을 이끌어 내면서 교류 발전전압을 일정하게 유지시키기 위한 전력 변환부, 태양전지의 직류 전기에너지를 교류부하에서 사용하도록 변환하는 인버터 등을 포함하는 전원공급 시스템을 필요로 한다.In order to supply the power by the photovoltaic power to the load, to store the surplus power in the accumulator battery, and to smoothly supply the power in relation to the commercial power source, keep the AC power voltage constant while drawing the maximum power of the solar cell according to the solar radiation amount. And an inverter for converting the DC electric energy of the solar cell to be used in the AC load, and the like.

하지만, 태양전지 어레이에서 음영 또는 모듈 이상이 발생할 경우, 어레이의 출력이 변화하게 된다. 직렬회로에서 출력전압은 모듈들의 전압의 합으로 나타나지만 출력전류는 개개의 모듈 상태 중 가장 낮은 출력을 갖는 모듈의 전류로 나타난다. 반대로 병렬회로의 전체 출력전류는 각 모듈들의 전류의 합으로 나타나고 전체출력전압은 각 모듈들의 전압과 동일하다.However, when shading or module anomalies occur in a solar cell array, the output of the array changes. In a series circuit, the output voltage is expressed as the sum of the voltages of the modules, but the output current appears as the current of the module with the lowest output among the individual module states. Conversely, the total output current of the parallel circuit is represented by the sum of the currents of the respective modules, and the total output voltage is equal to the voltage of each module.

일반적인 태양전지 접속반은 태양전지 입력전력을 그대로 태양광 인버터에 출력하는 단순 접속의 형태를 취하고 있다. 전압변환부는 태양광 인버터에 1개가 내장되어 있어 가장 낮은 출력을 갖는 태양전지 모듈에 의해 전체 출력이 저하되는 병목현상이 발생하게 된다. 이러한 이유로 일반적인 태양전지 접속반은 태양광 인버터가 최대의 효율을 낼 수 있는 전압 사양으로 전압을 변환시켜야 하는 문제점이 있다. 또한, 태양광 인버터가 최대 효율을 낼 수 있도록 하는 전압으로 태양전지 어레이를 일일이 직병렬로 조합하여야 하는 번거로움이 있으며, 요구 사양으로 직병렬 조합을 하더라도 모듈별로 일사 상태의 차이 등에 의해 출력이 변경되는 문제점이 있다. A typical solar cell connection panel takes the form of a simple connection to output solar cell input power directly to a solar inverter. Since the voltage converter has a built-in solar inverter, the bottleneck is generated in which the total output is lowered by the solar cell module having the lowest output. For this reason, there is a problem in that a general solar cell connection module must convert the voltage to a voltage specification that allows the solar inverter to achieve the maximum efficiency. In addition, it is troublesome to combine the solar cell arrays in series and in parallel with the voltage that enables the solar inverter to achieve the maximum efficiency, and even if the serial combination is required as the requirement, the output is changed .

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제1290656호 (2013.7.29 공고)Prior Art Document: KR Patent Registration No. 1290656 (published on Feb. 29, 2013)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 각 태양광 스트링에서 어떤 크기의 전압을 생성하더라도 태양광 인버터가 최대 효율을 도출하면서 안정적인 운전을 할 수 있도록 하며, 전류 리플을 줄이고, 각 채널의 전압 및 전류 등의 계측 자료를 분석하여 성능이 저하된 채널을 검출하여 알려줌으로써 태양광 스트링 관리가 용이한 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a solar inverter capable of stable operation while generating maximum efficiency regardless of a voltage of any size in each solar string, Channel boosting system having a monitoring function that can easily manage a solar string by analyzing measurement data of voltage and current of each channel to detect and inform the degraded channel, have.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치는 직렬로 연결된 다수의 태양광 판넬로 구성된 다수의 태양광 스트링; 태양광 스트링에서 입력되는 전력을 최대 전력이 산출되도록 변환하는 IGBT를 구동시키는 컨버터용 IGBT 구동부, 태양광 스트링에서 입력되는 전압과 전류 및 출력된 전력의 전압과 전류를 검출하는 컨버터용 신호 검출부, 타 장치와 통신을 수행하는 컨버터용 통신부, 및 컨버터용 신호 검출부로부터 입력 전력을 수신하여 전력점이 되도록 기준을 셋팅한 제어신호를 컨버터용 IGBT 구동부에 출력시키는 컨버터용 시스템 제어부를 포함하고, 태양광 스트링에 3채널 부스트로 병렬 연결되고, 각 위상차를 두고 작동하게 하여 리플 감소와 최대 전력점 제어를 가능하게 하는 컨버터; 컨버터로부터 각 스트링별 입력 전압, 전류 값과 출력 전압, 전류 값을 수신하고 이를 송출하는 통신을 수행하는 감시 유니트용 통신부,감시 유니트용 통신부로부터 각 스트링의 입력 전력과 컨버터의 출력 전력을 수신하고, 이를 분석하여 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링을 색출하는 프로그램이 내장된 감시 유니트용 제어부를 포함하고, 컨버터와 연결된 컨버터 감시 유니트; 컨버터 감시 유니트에서 처리된 각 스트링의 전압과 전류 정보, 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링 정보를 입력받고 이를 전달하는 채널감시제어반용 통신부, 채널감시제어반용 통신부로부터 정보를 수신하여 신호처리하는 채널감시제어반용 제어부, 및 채널감시제어반용 제어부로부터 신호처리된 정보를 화면에 출력하고, 특정 문제 발생 시 알림을 제공하는 채널감시제어반용 표시부를 포함하고, 컨버터 감시 유니트와 연결된 채널감시제어반; 컨버터로부터 입력된 직류 전력을 교류 전력으로 역변환하고 그리드에 연계하여 발전된 전력을 송전하는 인버터용 전력변환부, 전력회로의 입출력 전압과 전류 신호를 검출하는 인버터용 신호 검출부, 인버터용 신호 검출부로부터 신호를 수신하여 전력으로 변환하도록 하는 신호처리를 수행하고, 구동신호를 출력하는 인버터용 시스템 제어부, 및 인버터용 시스템 제어부로부터 전달받은 입출력 데이터, 인버터 운전 데이터를 외부로 송출하는 인버터용 통신부를 포함하는 인버터; 및 컨버터용 통신부, 감시 유니트용 통신부, 채널감시제어반용 통신부, 인버터용 통신부와 통신을 수행하여 입출력 신호를 포함하는 각 부의 상태 데이터를 통신하는 모니터링부용 통신부, 모니터링부용 통신부로부터 각 부의 상태 데이터를 수신하여 필요 데이터를 산출하는 모니터링부용 제어부, 및 모니터링부용 제어부에서 산출된 데이터를 화면에 출력하고, 입력 신호를 수신하여 모니터링부용 제어부로 송신하는 모니터링부용 입출력부를 포함하는 모니터링부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a multi-channel boosting solar photovoltaic generation apparatus having a surveillance function according to the present invention has a plurality of photovoltaic strings composed of a plurality of solar panels connected in series. A converter IGBT driver for driving an IGBT that converts power input from a solar string to a maximum power calculated, a converter signal detector for detecting voltage and current of a voltage, current, and output power input from the solar string, And a converter system controller for receiving the input power from the signal detector for the converter and outputting a control signal with a reference set to be a power point to the converter IGBT driver, A converter connected in parallel with a three-channel boost and operating with a phase difference to enable ripple reduction and maximum power point control; A communication unit for a monitoring unit that receives input voltages, current values, output voltages, and current values for each string from a converter and performs communication for transmitting the input voltages, current values, output voltages, and current values for the respective strings, receives input power of each string and output power of the converter from a communication unit for the monitoring unit, A converter monitoring unit connected to the converter, the converter monitoring unit including a control unit for a monitoring unit having a program for analyzing the detected sunlight and including a program for detecting a solar string containing a specific module out of a critical range; A communication unit for a channel monitoring control panel for receiving the voltage and current information of each string processed by the converter monitoring unit and the solar light string information including the specific module out of the critical range and transmitting the received information, And a display unit for outputting signal processed information from the control unit for the channel monitoring control panel and a notification unit for providing a notification when a specific problem occurs, ; A power conversion unit for an inverter for converting the DC power input from the converter into AC power and transmitting the generated power in conjunction with the grid, a signal detection unit for detecting an input / output voltage and a current signal of the power circuit, An inverter system control unit for performing signal processing for receiving and converting power into electric power and outputting a drive signal and an inverter including an inverter communication unit for transmitting input / output data and inverter operation data from the inverter system control unit to the outside; A communication unit for a monitoring unit communicating state data of each unit including an input / output signal by communicating with a converter communication unit, a monitoring unit communication unit, a channel monitoring control unit communication unit, and an inverter communication unit, And a monitoring unit including a monitoring unit input / output unit for outputting the data calculated by the monitoring unit control unit and receiving an input signal and transmitting the data to the monitoring unit control unit.

또한, 태양광 발전 시, 컨버터의 컨버터용 신호 검출부에서 스트링의 전압과 전류를 검출하여 컨버터용 시스템 제어부에서 신호 처리 후, 감시 유니트용 통신부로 전압과 전류 값을 송신하고, 감시 유니트용 제어부의 프로그램에서 발전 전력량에 보정 계수를 적용하여 환경적 요인에 따른 전압 차를 보정하고, 전력량이 임계 범위를 벗어날 경우, 모니터링부용 통신부로 저하된 태양광 스트링의 정보를 송신하여 모니터링부용 입출력에서 알림 신호를 출력하는 것을 포함할 수 있다.In addition, when the solar power is generated, the voltage and current of the string are detected in the converter signal detection unit of the converter, and after the signal processing in the converter system control unit, the voltage and current value are transmitted to the communication unit for the monitoring unit, And the information of the degraded solar string is transmitted to the communication unit for the monitoring unit to output a notification signal from the input / output for the monitoring unit when the amount of power is out of the critical range. Lt; / RTI >

또한, 감시 유니트용 제어부의 보정 계수 적용은, 각 스트링 간 환경적 요인에 의한 전압 및 전류의 측정값 차이를 줄이기 위해 스트링 용량에 대한 보정 계수, 스트링 전압에 대한 보정 계수, 일사량에 대한 보정 계수, 온도에 대한 보정 계수를 산출하고, 계측 전력량에 총합 보정 계수를 적용하여 최종 보정된 발전량을 얻는 것을 포함할 수 있다.The correction coefficient of the control unit for the monitoring unit is calculated by using a correction coefficient for the string capacity, a correction coefficient for the string voltage, a correction coefficient for the irradiation amount, Calculating a correction coefficient for the temperature, and applying a total correction coefficient to the measured power amount to obtain the final corrected power generation amount.

본 발명에 의하면 복수의 각 태양광 스트링마다 출력된 전압 및 전류 값을 센싱하되, 각 태양광 스트링의 전압 차로 발전량이 저하되는 것을 방지하기 위해 컨버터를 3채널 부스팅 방식을 사용하여 전류 리플을 줄이고, 발전효율을 높이는 데 그 효과가 있다.According to the present invention, the voltage and current values output for each of a plurality of solar strings are sensed, and the current ripple is reduced by using a three-channel boosting converter in order to prevent the power generation amount from decreasing due to the voltage difference of each solar string, This is effective in increasing the power generation efficiency.

또한, 본 발명에 의하면, 감시 유니트용 제어부를 통해 환경적 요인으로 인한 전력 차이를 보정 계수를 적용하는 가중치를 두어 동일한 조건으로 전력량을 비교하여 임계범위를 벗어난 채널을 검출하여 모니터링부로 알림 신호를 보내어 사용자가 확인 및 조치할 수 있도록 하여 안정적인 운전을 하는 데 도움을 주는데 그 효과가 있다.According to the present invention, a weight for applying a correction coefficient to a power difference due to an environmental factor is provided through a control unit for a monitoring unit, and a power amount is compared with the same condition to detect a channel out of the critical range, It is effective in helping the user to check and take corrective action and to make stable driving.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치의 간략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치의 전체 구성도,
도 3은 단일 부스트와 3채널 부스트의 입력 전압 차이를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치의 임계범위를 벗어난 모듈의 검출 흐름도,
도 5는 환경적 요인에 의한 전압의 차이에 따른 최대 전력점의 변화를 일례로 표시한 그래프, 및
도 6은 환경적 요인에 의해 전압이 저하된 스트링을 승압시켜 최대 전력점을 도출하는 전압으로 보정하는 것을 나타낸 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a multi-channel boosting solar power generation apparatus having a monitoring function according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a general configuration diagram of a multi-channel boosting solar photovoltaic generation apparatus having a monitoring function according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the input voltage difference between single boost and three-channel boost,
FIG. 4 is a flowchart illustrating the detection of a module out of the critical range of the multi-channel boosting solar photovoltaic apparatus having the monitoring function according to the preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph showing, by way of example, a change in maximum power point according to a difference in voltage due to environmental factors, and FIG.
Fig. 6 is a graph showing that a string whose voltage is decreased by an environmental factor is stepped up to correct the maximum power point to a derived voltage. Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치(100)의 간략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치(100)의 전체 구성도이며, 도 3은 단일 부스트와 3채널 부스트의 입력 전압 차이를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치(100)의 임계범위를 벗어난 모듈의 검출 흐름도이며, 도 5는 환경적 요인에 의한 전압의 차이에 따른 최대 전력점의 변화를 일례로 표시한 그래프, 및 도 6은 환경적 요인에 의해 전압이 저하된 스트링을 승압시켜 최대 전력점을 도출하는 전압으로 보정하는 것을 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a schematic diagram of a multi-channel boosting solar photovoltaic apparatus 100 having a monitoring function according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a multi- 3 is a graph showing the input voltage difference between a single boost and a three-channel boost, and FIG. 4 is a graph showing a difference in input voltage between a single boost and a three-channel boost according to a preferred embodiment of the present invention. 5 is a graph showing an example of a change in maximum power point according to a difference in voltage due to an environmental factor, and FIG. 6 is a graph showing an example of a change in maximum power point And the voltage at which the voltage is lowered by the environmental factor is stepped up to correct the maximum power point to the derived voltage.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치(100)은, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 태양광 스트링(10), 컨버터(20), 컨버터 감시 유니트(30), 채널감시제어반(40), 인버터(50), 및 모니터링부(60)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, a multi-channel boosting solar photovoltaic device 100 having a surveillance function according to a preferred embodiment of the present invention includes a solar light string 10, a converter 20, A controller 30, a channel monitoring control panel 40, an inverter 50, and a monitoring unit 60.

이하, 태양광 스트링(10)부터 설명하기로 한다.Hereinafter, the solar light string 10 will be described.

태양광 스트링(10)은 태양광의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 태양전지 셀로 이루어진 태양광 판넬이 직렬로 연결된다.The solar light string 10 converts light energy of sunlight into electric energy, and a solar panel made up of solar cell is connected in series.

또한, 태양광 스트링(10)은 오염, 그림자, 및 온도차이를 포함하는 환경적 요인으로 인해 스트링 각 채널 간에 전압 불평등이 발생하여 발전 효율이 저하되는 문제가 있고, 이를 본 발명에서는 개선하고자 한다.In addition, the solar light string 10 has a problem in that voltage inequality occurs between the strings due to environmental factors including contamination, shadows, and temperature differences, thereby lowering power generation efficiency.

컨버터(20)는 태양광 스트링(10)에 연결되고, 컨버터용 IGBT 구동부(21), 컨버터용 신호 검출부(22), 컨버터용 통신부(23), 및 컨버터용 시스템 제어부(24)를 포함하여 구성된다.The converter 20 is connected to the solar light string 10 and includes a converter IGBT driving part 21, a converter signal detection part 22, a converter communication part 23 and a converter system control part 24, do.

또한, 컨버터(20)는 태양광 스트링(10)과 3채널 부스트로 병렬 연결되고, 각 위상차를 두고 작동하게끔 하여, 전류의 리플 상호 상쇄 작용으로 인해 리플을 감소시킴에 따라 발열 감소, 태양광 스트링(10)을 개별적으로 최대 전력점을 제어할 수 있다.In addition, the converter 20 is connected in parallel with the sunlight string 10 and the 3-channel boost, and operates with the respective phase differences to reduce the ripple due to the ripple mutual offsetting action of the current, It is possible to individually control the maximum power point of the power source 10.

또한, 도 3을 참조하면, 컨버터(20)가 단일 부스트와 3채널 부스트의 입력전류 차이를 나타낸 것으로, 기존의 단일 부스트에 비해 3채널 부스트가 입력전류에서 리플이 상당 감소한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, the converter 20 shows the difference between the input currents of the single boost and the 3-channel boost. It can be seen that the ripple is significantly reduced at the input current by the 3-channel boost compared to the conventional single boost.

보다 상세하게는 본 발명은 인터리브드 방식의 부스팅을 사용하는 데, 태양광 스트링(10)에서 발생된 전력을 최대 전력이 산출되는 전압으로 승압하는 경우, 여러 개의 승압 기능을 갖는 것을 병렬로 구성하고, 각각 위상차를 두어 순차 동작하도록 하는 것으로 그 장점은 리플 전류가 저감되어 발열이 저감되고 효율이 상승하는 특징이 있다.More specifically, the present invention uses interleaved boosting. When boosting the power generated in the solar light string 10 to the voltage at which the maximum power is calculated, those having several boosting functions are configured in parallel . The advantage is that the ripple current is reduced, the heat generation is reduced, and the efficiency is increased.

컨버터용 IGBT 구동부(21)는 태양광 스트링(10)에서 입력되는 전력을 최대 전력이 산출되도록 변환하는 IGBT를 구동시킨다.The converter IGBT driving unit 21 drives the IGBT that converts the power input from the solar light string 10 to calculate the maximum power.

IGBT는 절연 게이트 양극성 트랜지스터 [Insulated Gate Bipolar Transistor] 로, 1980년도 초에 개발되었으며, 빠른 스위칭 속도와 전력 손실이 작은 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)와 낮은 On 상태 전류에서도 전도 손실과 큰 항복 전압을 가져 높은 전류 구동이 가능한 양극성 접합 트랜지스터(BJT)를 결합시킨 전력 소자이다.IGBT is an Insulated Gate Bipolar Transistor developed in the beginning of 1980. It has a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) with a fast switching speed and low power loss, and a conduction loss and a large breakdown voltage And a bipolar junction transistor (BJT) capable of high current driving.

보다 상세하게는, IGBT는 전력용 반도체 소자로서, 저전력 저압용에서는 MOSFET를 사용하고, 대전력 고압용은 IGBT를 주로 사용되며, 즉, 전력 변환을 하는 기능으로 직류를 승압하거나 강압하거나, 직류를 교류로 변환하기 위해 사용된다.More specifically, an IGBT is a power semiconductor device, a MOSFET is used for a low power and a low voltage, and an IGBT for a large power and a high voltage is mainly used. That is, a power conversion function is used to increase or decrease a direct current, It is used to convert to AC.

컨버터용 신호 검출부(22)는 태양광 스트링(10)에서 입력되는 전압과 전류 및 출력된 전력의 전압과 전류를 검출하여 컨버터용 시스템 제어부(24)로 송신한다.The converter signal detection unit 22 detects the voltage and current of the voltage, the current, and the output power inputted from the solar light string 10 and transmits the voltage and current to the converter system control unit 24.

컨버터용 통신부(23)는 타 장치와 통신을 수행한다.The converter communication unit 23 performs communication with another device.

컨버터용 시스템 제어부(24)는 컨버터용 신호 검출부(22)로부터 입력 전력을 수신하여 최대 전력점 전압이 되도록 제어신호를 컨버터용 IGBT 구동부(21)에 출력시키고, 컨버터용 통신부(23)를 통해 감시 유니트용 통신부(31)로 스트링의 검출된 전류 값, 전압 값과 최대 전력점이 되도록 셋팅한 전류 값과 전압 값을 전송하여 스트링의 작동 데이터를 수집 및 분석할 수 있도록 한다.The converter system control unit 24 receives the input power from the converter signal detection unit 22 and outputs a control signal to the converter IGBT driving unit 21 so as to become the maximum power point voltage and outputs the control signal to the converter IGBT driving unit 21 through the converter communication unit 23 The communication unit 31 transmits the current value and the voltage value set to be the detected current value, voltage value and maximum power point of the string so that the operation data of the string can be collected and analyzed.

컨버터 감시 유니트(30)는 컨버터(20)와 연결되고, 감시 유니트용 통신부(31), 감시 유니트용 제어부(32), 입출력부(33)를 포함하여 구성된다.The converter monitoring unit 30 is connected to the converter 20 and includes a monitoring unit communication unit 31, a monitoring unit control unit 32 and an input / output unit 33.

감시 유니트용 통신부(31)는 컨버터(20)로부터 각 스트링별 입력 전압, 전류 값과 출력 전압, 전류 값을 수신하고 이를 감시 유니트용 제어부(32)로 송신하거나 타 장치로 송신하는 통신을 수행한다. The communication unit 31 for the monitoring unit receives the input voltage, the current value, the output voltage, and the current value for each string from the converter 20 and transmits it to the control unit 32 for the monitoring unit or transmits the signal to the other device .

감시 유니트용 제어부(32)는 감시 유니트용 통신부(31)로부터 각 스트링의 입력 전력과 컨버터의 출력전원을 수신하고, 이를 분석하여 임계범위를 벗어난 태양광 판넬의 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링을 색출하는 프로그램이 내장되어 있다.The control unit 32 for the monitoring unit receives the input power of each string and the output power of the converter from the monitoring unit communication unit 31 and analyzes the input power of the string to analyze the solar string including the specific module of the solar panel There is a built-in program to search.

도 4를 참조하면, 태양광 발전으로 태양광 스트링(10)의 각 채널로 전압, 전류 값이 입력되고, 컨버터용 신호 검출부(22)에서 이를 검출하여 컨버터용 통신부(23)를 통해 각 채널의 전압 및 전류 값을 감시 유니트용 통신부(31)로 송신하여 감시 유니트용 제어부(32)에서 각 스트링의 입력 전력을 수신하고 이를 분석하여 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링(10)을 색출하는 프로그램을 실행한다. Referring to FIG. 4, voltage and current values are inputted to each channel of the solar light string 10 by the photovoltaic power generation. The converter signal detection unit 22 detects the voltage and current values, The voltage and current values are transmitted to the monitoring unit communication unit 31, the control unit 32 for the monitoring unit receives the input power of each string, and analyzes the received input power to analyze the solar light string 10 including the specific module out of the critical range Run the program to search.

특히, 태양광 발전 시, 컨버터(20)의 컨버터용 신호 검출부(22)에서 스트링의 전압과 전류를 검출하여 컨버터용 시스템 제어부(24)에서 신호 처리 후, 감시 유니트용 통신부(31)로 전압과 전류 값을 송신하고, 감시 유니트용 제어부(32)에서 프로그램을 작동시켜 측정 전압 및 전류 값에 보정계수를 환산하여 적용하며, 보정계수가 적용된 값과 특정 기간 내 평균 전압 및 전류를 비교하여 발전력 저하 기간 또는 발전력 저하치가 임계범위를 벗어날 경우, 모니터링부용 통신부(61)로 저하된 스트링의 정보를 송신하여 모니터링부용 입출력부(63)에서 확인할 수 있도록 한다.Particularly, when the solar power is generated, the voltage and current of the string are detected by the converter signal detection unit 22 of the converter 20, and after the signal processing by the converter system control unit 24, the voltage and current are sent to the monitoring unit communication unit 31 And the program is operated by the control unit 32 for the monitoring unit to convert the correction coefficient into the measured voltage and the current value and apply the correction coefficient. Period or the power decrease value is out of the critical range, information of the degraded string is transmitted to the monitoring part communication part 61 so that it can be confirmed by the monitoring part input / output part 63.

상기 감시 유니트용 제어부(32)에서 실행되는 프로그램은 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링(10)을 색출하기 위함으로, 간략한 예를 들어 프로그램에 대해 설명하기로 한다.The program executed by the control unit 32 for the monitoring unit is for explaining the solar light string 10 including a specific module that is out of the critical range, so that a brief description will be given of the program.

본 발명은 태양광 스트링(10) 간의 모듈 온도, 모듈의 음영, 오염을 포함하는 환경적 요인에 따른 입력전압 차이를 최대 전력점 동작전압으로 승압하여, 스트링 간 전압 차를 최소화 함으로서 발전 전력량을 증대시켜 전체 발전 효율을 높이는 데, 이런 환경적 요인으로 인한 전압 차를 평등한 조건에서 비교하기 위해 보정계수를 적용시키도록 한다. The present invention increases the power generation amount by minimizing the voltage difference between strings by raising the input voltage difference to the maximum power point operating voltage according to environmental factors including the module temperature between the solar light strings 10, To increase the overall power generation efficiency, the correction factor should be applied to compare the voltage differences due to these environmental factors under equal conditions.

상기 감시 유니트용 제어부(32)의 보정 계수 적용은, 각 스트링 간 환경적 요인에 의한 전압 및 전류의 측정값 차이를 줄이기 위해 스트링 용량에 대한 보정 계수, 스트링 전압에 대한 보정 계수, 일사량에 대한 보정 계수, 온도에 대한 보정 계수를 산출하고, 계측 전력량에 총합 보정 계수를 적용하여(곱하여) 최종 발전량을 얻도록 하고, 이를 비교하는 것을 특징으로 한다.The correction coefficient application of the control unit 32 for the monitoring unit may include a correction coefficient for the string capacity, a correction coefficient for the string voltage, a correction for the irradiation amount, And a total correction coefficient is applied to the measured power amount (multiplied) to obtain the final power generation amount, and the comparison is made.

이하, 스트링 용량에 대한 보정 계수 적용부터 예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, application of the correction coefficient to the string capacity will be described as an example.

용량보정계수를 구하기 위해서는, 정격스트링 용량이 10kw라고 할 때 #1 스트링 = 10kw, #2 스트링= 5kw, #3 스트링 = 10kw가 설치되어 있다고 하면, In order to obtain the capacity correction coefficient, if the rated string capacity is 10 kW, if the # 1 string = 10 kw, the # 2 string = 5 kw, and the # 3 string =

1) 용량보정계수 fp(용량 편차에 대한 보정) = 스트링 정격설치 용량 / 해당스트링 용량1) Capacity correction factor fp (compensation for capacity deviation) = string rated installation capacity / applicable string capacity

#1 스트링 fp1 = 10kw / 10kw = 1.00 # 1 string fp1 = 10kw / 10kw = 1.00

#2 스트링 fp2 = 10kw / 5kw = 2.00# 2 string fp2 = 10kw / 5kw = 2.00

#3 스트링 fp3 = 10kw / 10kw = 1.00 # 3 String fp3 = 10kw / 10kw = 1.00

로 #1 내지 #3 스트링의 각 용량보정계수 값을 구할 수 있다.The capacity correction coefficient values of the strings # 1 to # 3 can be obtained.

또한, 전압보정계수를 구하기 위해서는, 정격스트링 전압이 500V라고 할 때, #1 스트링 = 500V, #2스트링 = 250V, #3 스트링 = 500V가 설치되어 있다고 하고, 부스팅 전압에 따른 효율 감소에 대한 가중치 0.1을 적용시킨다 하면,In order to obtain the voltage correction coefficient, it is assumed that the rated string voltage is 500 V, the # 1 string is 500 V, the # 2 string is 250 V, and the # 3 string = 500 V is installed. 0.1,

2) 전압보정계수 fv(전압 편차에 대한 보정) = 전압 가중치 * (스트링정격전압 - 해당스트링전압) / 해당스트링 정격전압2) Voltage correction factor fv (correction for voltage deviation) = voltage weight * (string rated voltage - corresponding string voltage) / corresponding string rated voltage

#1 스트링 fv1 = 0.1 * (500V - 500V) / 500V = 0# 1 string fv1 = 0.1 * (500V - 500V) / 500V = 0

#2 스트링 fv2 = 0.1 * (500V - 250V) / 500V = 0.05# 2 string fv2 = 0.1 * (500V - 250V) / 500V = 0.05

#3 스트링 fv3 = 0.1 * (500V - 500V) / 500V = 0# 3 String fv3 = 0.1 * (500V - 500V) / 500V = 0

로 #1 내지 #3 스트링의 각 전압보정계수 값을 구할 수 있다.The voltage correction coefficient values of the strings # 1 to # 3 can be obtained.

또한, 일사량보정계수를 구하기 위해서는, 음지에 설치되어 있는 것과 양지 설치되어 있는 곳의 발전편차보정으로, 평균일사량이 700w/m2, 각 스트링별 평균일사량이 #1 스트링 - 800w/m2, #2 스트링 - 700w/m2, #3 스트링 - 500w/m2.이라 가정하면,In order to obtain the solar radiation correction coefficient, the average solar radiation amount is 700 w / m 2 , the average solar radiation amount per string is # 1 string - 800 w / m 2 , # 2 string - 700w / m 2 , # 3 string - 500 w / m 2. Assuming that,

3) 일사량 보정계수 fr(일사량 편차에 대한 보정) = 일사량 가중치(스트링 평균 일사량과 출력의 누적 데이터를 기준으로 최적값(ex. 평균값 등)을 산출) * (평균 일사량 - 해당 스트링 평균일사량(일사량계를 포함하는 계측장치로 스트링 평균 일사량을 산출함)/평균 일사량3) The solar radiation correction factor fr (correction for the solar radiation deviation) = the solar radiation weight (calculating the optimum value (eg, average value) based on the string average solar radiation and the cumulative data of the output) * (average solar radiation - Calculate string average solar radiation with a measuring device containing the system) / Average solar radiation

#1 스트링 fr1 = 0.15 * (700 - 800)/ 700 = -0.021 # 1 string fr1 = 0.15 * (700 - 800) / 700 = -0.021

#2 스트링 fr2 = 0.15 * (700 - 700) / 700 = 0.0 # 2 string fr2 = 0.15 * (700 - 700) / 700 = 0.0

#3 스트링 fr3 = 0.15 * (700 - 500) / 700 = 0.042# 3 string fr3 = 0.15 * (700-500) / 700 = 0.042

로 #1 내지 #3 스트링의 각 일사량보정계수 값을 구할 수 있다.It is possible to obtain the values of the radiation dose correction coefficients of the strings # 1 to # 3.

또한, 바람을 포함하는 기상에 따른 각 스트링의 온도 변화로 인한 발전량 차이를 보정하기 위해 온도보정계수를 구하자면,Also, if the temperature correction coefficient is calculated to correct a difference in power generation amount due to a temperature change of each string due to a gas phase including wind,

전체 평균온도 30℃라고 할 때, #1 스트링 모듈 평균 온도 - 35℃, #2 스트링 - 38℃, #3 스트링 - 30℃라 가정하고, Assuming that the total average temperature is 30 ° C, the # 1 string module average temperature is 35 ° C, the # 2 string is 38 ° C, the # 3 string is 30 ° C,

4) 온도보정계수 ft = 온도 가중치(온도 상승과 발전 데이터의 상관관계에 따른 시험 값) * (해당스트링 모듈 평균 온도 - 전체 평균온도) / 전체 평균온도4) Temperature correction factor ft = Temperature weight (test value according to correlation between temperature rise and generation data) * (average temperature of string module - total average temperature) / total average temperature

#1 스트링 ft1 = 0.1 * (35 - 30)/ 30 = 0.016 # 1 string ft1 = 0.1 * (35 - 30) / 30 = 0.016

#2 스트링 ft2 = 0.1 * (28 - 30) / 30 = -0.006 # 2 string ft2 = 0.1 * (28-30) / 30 = -0.006

#3 스트링 ft3 = 0.1 * (30 - 30) / 30 = 0.0 # 3 String ft3 = 0.1 * (30 - 30) / 30 = 0.0

로 #1 내지 #3 스트링의 각 온도보정계수 값을 구할 수 있다.The temperature correction coefficient values of the strings # 1 to # 3 can be obtained.

상기의 #1 스트링, #2 스트링, #3 스트링 각각의 4가지 보정계수를 합하여 총 보정계수(Fc)를 구하면, If the total correction coefficient Fc is obtained by adding the four correction coefficients of the # 1 string, the # 2 string, and the # 3 string,

#1 스트링 총합 보정계수 Fc1 = fp1+fv1+fr1+ft1=1.0+0-0.021+0.016 = 0.995# 1 string sum correction coefficient Fc1 = fp1 + fv1 + fr1 + ft1 = 1.0 + 0-0.021 + 0.016 = 0.995

#2 스트링 총합 보정계수 Fc2 = fp2+fv2+fr2+ft2=2.0+0.05+0-0.006 = 2.044# 2 String sum correction coefficient Fc2 = fp2 + fv2 + fr2 + ft2 = 2.0 + 0.05 + 0-0.006 = 2.044

#2 스트링 총합 보정계수 Fc3 = fp3+fv3+fr3+ft3=1.0+0+0.042+0 = 1.042# 2 String total correction factor Fc3 = fp3 + fv3 + fr3 + ft3 = 1.0 + 0 + 0.042 + 0 = 1.042

가 산출되고, 계측 발전량에 보정계수를 곱하여 동일한 조건을 적용시키며, 일례로 #1 스트링 발전 전력량 = 40kwh, #2 스트링 발전 전력량 =19.5kwh, #3 스트링 발전 전력량 = 39kwh 이라 가정하여 총합보정계수를 적용시키면,And the same conditions are applied. For example, it is assumed that the # 1 string generating power amount is 40 kwh, the # 2 string generating amount is 19.5 kwh, and the # 3 string generating amount is 39 kwh. When applied,

5) 환산 비교 발전량 = 계측 발전량 * 해당스트링 총합보정계수5) Conversion relative power generation = measured power generation * Corresponding string total correction factor

#1 스트링 환산 발전량 = 40kwh * 0.995 = 39.8kwh# 1 Power converted to string = 40kwh * 0.995 = 39.8kwh

#2 스트링 환산 발전량 = 19.5kwh * 2.044 = 39.858kwh# 2 String conversion power generation = 19.5 kwh * 2.044 = 39.858 kwh

#3 스트링 환산 발전량 = 39kwh * 1.042 = 40.638kwh# 3 String conversion power generation = 39 kwh * 1.042 = 40.638 kwh

로 산출되어 각 스트링의 환경적 요인을 적용한 발전량이 산출되어, 비교적 동일한 조건에서 발전량을 비교할 수 있도록 한다., And the generated amount of the environmental factors of each string is calculated, so that the generated amount can be compared with each other under the relatively same conditions.

감시 유니트용 제어부(32)에서 산출된 환산 발전량이 임계범위를 벗어날 경우에는 해당 스트링의 점검을 요하는 신호를 감시 유니트용 통신부(31)를 통해 모니터링부용 통신부(61)로 신호를 송신하여 모니터링부용 입출력부(63)에서 확인할 수 있도록 한다.When the converted power generation amount calculated by the control unit 32 for the monitoring unit is out of the critical range, a signal requiring monitoring of the string is transmitted to the monitoring unit communication unit 61 via the monitoring unit communication unit 31, Output unit 63 so that it can be confirmed.

또한, 일시적으로 발전량 수치가 임계범위를 벗어날 때마다 무분별한 알림을 방지하기 위해, 1차적으로 발전량 수치를 체크하고, 2차적으로 발전량이 임계범위를 벗어난 기간을 기준으로 하여 발전량 수치와 해당 수치의 기간이 임계범위를 벗어난 경우에만 알림을 전송하도록 하여 효율적인 감시가 가능하도록 한다.In addition, in order to prevent indiscriminate notification whenever the power generation amount temporarily deviates from the critical range, the power generation amount is firstly checked, and the power generation amount is compared with the period of the corresponding value The notification is transmitted only when it is out of the threshold range, thereby enabling efficient monitoring.

일반적으로, 태양광 스트링(10)의 표면 오염, 온도, 그림자를 포함하는 환경적 요인으로 인해 각 태양광 스트링(10)의 특성 편차 및 불균일한 발전 전압 차이가 발생하고, 본 발명은 각 스트링의 전압 입력 시 발생하는 전압 차를 최소화하여 동일한 전압이 되도록 조정하여 인버터(50)로 보내지도록 하여 전압 차에 의한 발전저하를 최소화 하도록 한다.In general, due to environmental factors including surface contamination, temperature, and shadows of the solar string 10, characteristic deviations and uneven generation voltage differences of each solar string 10 occur, The voltage difference generated when the voltage is input is minimized to be adjusted to be the same voltage and sent to the inverter 50 so as to minimize the power generation deterioration due to the voltage difference.

보다 상세하게는, 도 5를 참조하면, 환경적 요인으로 인해 전압이 낮아지면 최대 전력점이 a→>b→c로 변화되면서, 출력 전력이 저하되는 것을 알 수 있다.More specifically, referring to FIG. 5, it can be seen that as the voltage decreases due to environmental factors, the maximum power point changes from a to b to c, and the output power decreases.

따라서, 본 발명에서는 도 6의 왼쪽 그래프와 같이 동작전압(b)으로 저하된 태양광 스트링(10)을 도 6 오른쪽 그래프와 같이 동작전압(a)로 승압시켜 태양광 스트링(10)의 동작전압을 최대 전력점 전압으로 일정하게 유지하도록 하여 발전 가능한 전력을 최대한 얻을 수 있도록 한다.Accordingly, in the present invention, as shown in the left graph of FIG. 6, the solar light string 10 lowered to the operating voltage b is boosted to the operation voltage a as shown in the right graph of FIG. 6, So that the power that can be generated is maximally obtained.

입출력부(33)는 감시 유니트용 제어부(32)로부터 분석된 신호를 받아 외부로 신호를 출력하고, 외부로부터 입력을 받아 감시 유니트용 제어부(32)로 전달한다.The input / output unit 33 receives the signal analyzed by the control unit 32 for the monitoring unit, outputs a signal to the outside, receives the input from the outside, and transmits the signal to the control unit 32 for the monitoring unit.

채널감시제어반(40)은 컨버터 감시 유니트(30)와 통신으로 연결되고, 채널감시제어반용 통신부(41), 채널감시제어반용 제어부(42), 채널감시제어반용 표시부(43)를 포함한다.The channel monitoring control panel 40 is communicatively connected to the converter monitoring unit 30 and includes a channel monitoring control board communication unit 41, a channel monitoring control board control unit 42 and a channel monitoring control board display unit 43.

채널감시제어반용 통신부(41)는 컨버터 감시 유니트(30)에서 처리된 각 스트링의 전압과 전류 정보, 임계범위를 벗어난 태양광 판넬의 특정 모듈 정보를 입력받고 이를 채널감시제어반용 제어부(42)로 전달한다.The channel monitoring control panel communication unit 41 receives the voltage and current information of each string processed by the converter monitoring unit 30 and specific module information of the solar panel outside the critical range and outputs it to the control unit for channel monitoring control panel 42 .

채널감시제어반용 제어부(42)는 채널감시제어반용 통신부(41)로부터 정보를 수신하여 신호처리하며 채널감시제어반(40)의 각 부품을 제어한다.The channel monitoring control panel control unit 42 receives information from the channel monitoring control unit communication unit 41, processes the signals, and controls each component of the channel monitoring control panel 40.

채널감시제어반용 표시부(43)는 채널감시제어반용 제어부(42)로부터 신호처리된 정보를 화면에 출력하고, 특정 문제 발생 시 알림을 제공한다.The channel monitoring control panel display section 43 outputs information processed by the channel monitoring control panel control section 42 to the screen and provides a notification when a specific problem occurs.

인버터(50)는 직류형태로 입력된 발전 전력을 교류로 변환시켜 실생활에서 사용할 수 있는 전기형태로 바꿔주며, 본 발명에서는 인버터용 전력변환부(51), 인버터용 신호 검출부(52), 인버터용 시스템 제어부(53), 인버터용 IGBT 구동부(54), 및 인버터용 통신부(55)를 포함하여 구성된다.In the present invention, the power conversion unit 51 for the inverter, the signal detection unit 52 for the inverter, and the power conversion unit for the inverter are provided in the inverter 50. The inverter 50 converts the generated power inputted in the DC form into AC, A system control section 53, an inverter IGBT driving section 54, and an inverter communication section 55.

인버터용 전력변환부(51)는 컨버터(20)로부터 입력된 직류 전력을 교류 전력으로 역변환하고 그리드에 연계하여 발전된 전력을 송전한다.The inverter-use power conversion section 51 inversely converts the DC power input from the converter 20 into AC power and transmits the generated power in connection with the grid.

인버터용 신호 검출부(52)는 전력회로의 입출력 전압과 전류 신호를 검출한다.The inverter signal detection unit 52 detects the input / output voltage and the current signal of the power circuit.

인버터용 시스템 제어부(53)는 인버터용 신호 검출부(52)로부터 신호를 수신하여 전력으로 변환하도록 하는 신호처리를 수행하고, IGBT 구동신호를 출력한다.The inverter system control unit 53 performs signal processing for receiving a signal from the inverter signal detection unit 52 and converting it into electric power, and outputs an IGBT drive signal.

인버터용 IGBT 구동부(54)는 인버터용 시스템 제어부(53)로부터 구동신호를 수신하여 인버터용 전력변환부(51)의 IGBT를 구동시키는 신호를 송출한다.The inverter IGBT driving section 54 receives a driving signal from the inverter system control section 53 and transmits a signal for driving the IGBT of the inverter power conversion section 51.

인버터용 통신부(55)는 인버터용 시스템 제어부(53)로부터 전달받은 입출력 데이터, 및 인버터 운전 데이터를 외부로 송출한다.The inverter communication unit 55 transmits the input / output data and the inverter operation data received from the inverter system control unit 53 to the outside.

보다 상세하게는, 인버터용 통신부(55)는 운전 데이터, 고장 정보 등을 모니터링부용 통신부(41)로 전송하여 모니터링부용 입출력부(63)에 확인 가능하도록 한다.More specifically, the inverter communication unit 55 transmits operation data, failure information, and the like to the monitoring unit communication unit 41 so that it can be confirmed by the monitoring unit input / output unit 63.

모니터링부용 통신부(61)는 컨버터용 통신부(23), 감시 유니트용 통신부(31), 채널감시제어반용 통신부(41), 인버터용 통신부(55)와 통신을 수행하여 입출력 신호를 포함하는 각 부의 상태 데이터를 통신한다.The monitoring section communication section 61 communicates with the converter communication section 23, the monitoring section communication section 31, the channel monitoring control panel communication section 41 and the inverter communication section 55 to determine the state of each part including the input / Data is communicated.

모니터링부용 제어부(62)는 모니터링부용 통신부(61)로부터 각 부의 상태 데이터를 수신하여 필요 데이터를 산출한다.The monitoring unit control unit 62 receives the status data of each unit from the monitoring unit communication unit 61 and calculates necessary data.

모니터링부용 입출력부(63)는 모니터링부용 제어부(62)에서 산출된 데이터를 화면에 출력하고, 입력 신호를 수신하여 모니터링부용 제어부(62)로 송신한다. 사용자는 모니터링부용 입출력부(63)를 보면서 문제가 되는 스트링을 체크할 수 있고, 이에 대한 각종 제어 명령을 입력할 수 있음은 물론이다.The monitoring unit input / output unit 63 outputs the data calculated by the monitoring unit control unit 62 to the screen, receives the input signal, and transmits the input signal to the monitoring unit control unit 62. It is needless to say that the user can check the string to be a problem while viewing the monitoring unit input / output unit 63 and input various control commands thereto.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10 - 태양광 스트링
20 - 컨버터
21 - 컨버터용 IGBT 구동부
22 - 컨버터용 신호 검출부
23 - 컨버터용 통신부
24 - 컨버터용 시스템 제어부
30 - 컨버터 감시 유니트
31 - 감시 유니트용 통신부
32 - 감시 유니트용 제어부
33 - 입출력부
40 - 채널감시제어반
41 - 채널감시제어반용 통신부
42 - 채널감시제어반용 제어부
43 - 채널감시제어반용 표시부
50 - 인버터
51 - 인버터용 전력변환부
52 - 인버터용 신호 검출부
53 - 인버터용 시스템 제어부
54 - 인버터용 IGBT 구동부
55 - 인버터용 통신부
60 - 모니터링부
61 - 모니터링부용 통신부
62 - 모니터링부용 제어부
63 - 모니터링부용 입출력부
100 - 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치10 - Solar string
20 - Converter
21 - IGBT driver for converter
22 - Signal Detector for Converter
23 - Communication section for converter
24 - System controller for converter
30 - Converter monitoring unit
31 - Communication unit for monitoring unit
32 - Control unit for monitoring unit
33 - Input / output unit
40-channel supervisory control panel
41 - Communication section for channel supervisory control panel
42 - Control section for channel monitoring control panel
43 - Display for channel monitoring control panel
50 - Inverter
51 - Power conversion unit for inverter
52 - Signal Detector for Inverter
53 - System control unit for inverter
54 - IGBT driver for inverter
55 - Communication unit for inverter
60 - Monitoring Department
61 - Communication section for monitoring
62 - Control unit for monitoring unit
63 - I / O part for monitoring part
100 - Multi-channel boosting PV system with monitoring function

Claims (3)

직렬로 연결된 다수의 태양광 판넬로 구성된 다수의 태양광 스트링;
태양광 스트링에서 입력되는 전력을 최대 전력이 산출되도록 변환하는 IGBT를 구동시키는 컨버터용 IGBT 구동부,
태양광 스트링에서 입력되는 전압과 전류 및 출력된 전력의 전압과 전류를 검출하는 컨버터용 신호 검출부,
타 장치와 통신을 수행하는 컨버터용 통신부, 및
컨버터용 신호 검출부로부터 입력 전력을 수신하여 전력점이 되도록 기준을 셋팅한 제어신호를 컨버터용 IGBT 구동부에 출력시키는 컨버터용 시스템 제어부
를 포함하고, 태양광 스트링에 3채널 부스트로 병렬 연결되고, 각 위상차를 두고 작동하게 하여 리플 감소와 최대 전력점 제어를 가능하게 하는 컨버터;
컨버터로부터 각 스트링별 입력 전압, 전류 값과 출력 전압, 전류 값을 수신하고 이를 송출하는 통신을 수행하는 감시 유니트용 통신부,
감시 유니트용 통신부로부터 각 스트링의 입력 전력과 컨버터의 출력 전력을 수신하고, 이를 분석하여 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링을 색출하는 프로그램이 내장된 감시 유니트용 제어부
를 포함하고, 컨버터와 연결된 컨버터 감시 유니트;
컨버터 감시 유니트에서 처리된 각 스트링의 전압과 전류 정보, 임계범위를 벗어난 특정 모듈이 포함된 태양광 스트링 정보를 입력받고 이를 전달하는 채널감시제어반용 통신부,
채널감시제어반용 통신부로부터 정보를 수신하여 신호처리하는 채널감시제어반용 제어부, 및
채널감시제어반용 제어부로부터 신호처리된 정보를 화면에 출력하고, 특정 문제 발생 시 알림을 제공하는 채널감시제어반용 표시부
를 포함하고, 컨버터 감시 유니트와 연결된 채널감시제어반;
컨버터로부터 입력된 직류 전력을 교류 전력으로 역변환하고 그리드에 연계하여 발전된 전력을 송전하는 인버터용 전력변환부,
전력회로의 입출력 전압과 전류 신호를 검출하는 인버터용 신호 검출부,
인버터용 신호 검출부로부터 신호를 수신하여 전력으로 변환하도록 하는 신호처리를 수행하고, 구동신호를 출력하는 인버터용 시스템 제어부, 및
인버터용 시스템 제어부로부터 전달받은 입출력 데이터, 인버터 운전 데이터를 외부로 송출하는 인버터용 통신부
를 포함하는 인버터; 및
컨버터용 통신부, 감시 유니트용 통신부, 채널감시제어반용 통신부, 인버터용 통신부와 통신을 수행하여 입출력 신호를 포함하는 각 부의 상태 데이터를 통신하는 모니터링부용 통신부,
모니터링부용 통신부로부터 각 부의 상태 데이터를 수신하여 필요 데이터를 산출하는 모니터링부용 제어부, 및
모니터링부용 제어부에서 산출된 데이터를 화면에 출력하고, 입력 신호를 수신하여 모니터링부용 제어부로 송신하는 모니터링부용 입출력부
를 포함하는 모니터링부
를 포함하고,
태양광 발전 시,
컨버터의 컨버터용 신호 검출부에서 스트링의 전압과 전류를 검출하여 컨버터용 시스템 제어부에서 신호 처리 후, 감시 유니트용 통신부로 전압과 전류 값을 송신하고, 감시 유니트용 제어부의 프로그램에서 발전 전력량에 보정 계수를 적용하여 환경적 요인에 따른 전압 차를 보정하고, 전력량이 임계 범위를 벗어날 경우, 모니터링부용 통신부로 저하된 태양광 스트링의 정보를 송신하여 모니터링부용 입출력부에서 알림 신호를 출력하는 것
을 포함하며,
감시 유니트용 제어부의 보정 계수 적용은,
각 스트링 간 환경적 요인에 의한 전압 및 전류의 측정값 차이를 줄이기 위해 스트링 용량에 대한 보정 계수, 스트링 전압에 대한 보정 계수, 일사량에 대한 보정 계수, 온도에 대한 보정 계수를 산출하고, 계측 전력량에 총합 보정 계수를 적용하여 최종 보정된 발전량을 얻는 것
을 포함하고,
일시적으로 발전량 수치가 임계범위를 벗어날 때마다 무분별한 알림을 방지하기 위해, 1차적으로 발전량 수치를 체크하고, 2차적으로 발전량이 임계범위를 벗어난 기간을 기준으로 하여 발전량 수치와 해당 수치의 기간이 임계범위를 벗어난 경우에만 알림을 전송하도록 하는 것
을 포함하는 감시기능을 가진 다채널 부스팅 방식의 태양광 발전 장치.A plurality of solar strings comprising a plurality of solar panels connected in series;
A converter IGBT driver for driving an IGBT for converting the power input from the solar light string to calculate the maximum power,
A converter signal detecting unit for detecting voltage and current of a voltage, a current, and an output power inputted from a solar string,
A converter communication section for performing communication with another apparatus, and
A converter system control unit for receiving the input power from the converter signal detection unit and outputting a control signal with a reference set to be a power point to the converter IGBT driving unit
A converter connected in parallel to the solar string with a three-channel boost and operative at each phase difference to enable ripple reduction and maximum power point control;
A communication unit for a monitoring unit for receiving input voltage, current value, output voltage and current value for each string from the converter and performing communication for transmitting the input voltage,
A control unit for a monitoring unit having a built-in program for receiving the input power of each string and the output power of the converter from the communication unit for the monitoring unit and analyzing the output power to search for a solar string containing a specific module out of the critical range
A converter monitoring unit coupled to the converter;
A communication unit for a channel monitoring control panel for receiving the voltage and current information of each string processed in the converter monitoring unit and the solar light string information including the specific module out of the critical range,
A control unit for a channel monitoring control panel that receives information from the channel monitoring control panel communication unit and performs signal processing;
A channel monitoring control panel display section for outputting signal processed information from the control section for the channel monitoring control panel to a screen and providing a notification when a specific problem occurs
A channel monitoring control panel connected to the converter monitoring unit;
A power conversion unit for an inverter for inverting direct-current power input from the converter into alternating-current power and transmitting the generated power in connection with the grid,
An inverter signal detection unit for detecting an input / output voltage and a current signal of the power circuit,
An inverter system controller for performing signal processing for receiving a signal from the inverter signal detector and converting the signal into electric power and outputting a drive signal;
Output data received from the system control unit for the inverter, and an inverter communication unit for transmitting the inverter operation data to the outside
An inverter; And
A communication unit for a monitoring unit communicating state data of each unit including an input / output signal by communicating with a converter communication unit, a monitoring unit communication unit, a channel monitoring control unit communication unit, and an inverter communication unit,
A monitoring unit control unit for receiving the status data of each unit from the monitoring unit communication unit and calculating necessary data,
An input / output unit for a monitoring unit for outputting the data calculated by the monitoring unit control unit to the screen, receiving the input signal and transmitting the input signal to the monitoring unit control unit,
,
Lt; / RTI >
In the case of solar power generation,
The voltage and current of the string are detected in the converter signal detection unit of the converter, the voltage and current values are transmitted to the communication unit for the monitoring unit after signal processing at the converter system control unit, and the correction unit , And when the amount of power is out of the critical range, information of the sunlight string degraded to the communication part for the monitoring part is transmitted to output a notification signal from the input / output part for the monitoring part
/ RTI >
In the application of the correction coefficient of the control unit for the monitoring unit,
In order to reduce the difference between measured values of voltage and current due to environmental factors between strings, a correction coefficient for string capacity, a correction coefficient for string voltage, a correction coefficient for solar radiation and a correction coefficient for temperature are calculated, Applying the total correction factor to obtain the final corrected power generation
/ RTI >
In order to prevent indiscriminate notification whenever the power generation value temporarily deviates from the critical range, it is necessary to first check the power generation value, and secondarily to the period when the power generation amount is out of the critical range, To send notifications only when out of range
A multi-channel boosting type photovoltaic device having a surveillance function including a plurality of solar cells. 삭제delete 삭제delete
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