KR101280935B1 - Photovoltaic power generation multifuntion junction box system - Google Patents

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KR101280935B1 KR1020130006634A KR20130006634A KR101280935B1 KR 101280935 B1 KR101280935 B1 KR 101280935B1 KR 1020130006634 A KR1020130006634 A KR 1020130006634A KR 20130006634 A KR20130006634 A KR 20130006634A KR 101280935 B1 KR101280935 B1 KR 101280935B1
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이평화
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주식회사 텐코리아
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Abstract

PURPOSE: A solar power generation multifunctional connector band system is provided to easily control the state of current and voltage by arranging photovoltaic (PV) array using a master multiplexer (MUX) and a slave MUX. CONSTITUTION: A module array arranges a plurality of PV arrays in parallel. A plurality of slave MUXs is input voltage slave MUXs. A voltage master MUX (130) integrates voltage of each PV array and receives it. A plurality of current slave MUXs (140) is input current of each PV array. A current master (150) integrates the current of each PV array and receives it. [Reference numerals] (101) Channel selection part; (102) Communications part; (110) Module array; (111) Array; (120) Voltage slave MUX; (130) Voltage master MUX; (140) Current slave MUX; (150) Current master MUX; (160) Sensor part; (170) Sensor part MUX; (180) AD converter; (190) Array control part; (AA) Amount of solar radiation; (BB) Temperature; (CC) Wind speed; (DD) Wind direction; (EE) Humidity

Description

태양광 발전 다기능 접속반 시스템{Photovoltaic power generation multifuntion junction box system}Photovoltaic power generation multifuntion junction box system

본 발명은 태양광 발전 다기능 접속반 시스템에 관한 것으로, 특히 복수의 PV를 마스터 먹스 및 슬래이브 먹스를 이용하여 배치 구성하고, 복수의 PV의 채널을 선택적으로 설정하여 그에 해당하는 전압 및 전류의 상태를 감시하면서 제어할 수 있는 PV의 선택별 모니터링을 위한 태양광 발전 다기능 접속반 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a photovoltaic multifunction access panel system, and in particular, a plurality of PVs are arranged and configured using a master mux and a slave mux, and a plurality of PV channels are selectively set to correspond to a state of voltage and current corresponding thereto. The present invention relates to a photovoltaic multifunctional access panel system for selective monitoring of PV that can be controlled while monitoring.

태양광 발전에 있어서 현재 사용되고 있는 태양전지(Solar cell) 하나의 출력은 매우 작기 때문에 필요한 출력을 효율적으로 얻기 위해서 여러 개의 태양전지를 연결하여 태양전지 모듈(PV모듈 : Photovaltaic Module)을 구성하여 사용한다.Since the output of one solar cell currently used in solar power generation is very small, a solar cell module (PV module: Photovoltaic Module) is constructed by connecting several solar cells in order to efficiently obtain the required output .

태양전지 모듈 하나에서 발생되는 전력은 1개의 태양전지에 비해 큰 용량을 가지지만, 소형 장치의 전원으로 이용이 가능할 뿐, 일반 상용전력 계통에 발전전력을 공급하기에는 전력량이 작아 무리가 따른다.Although the power generated from one solar cell module has a larger capacity than that of a single solar cell, it can be used as a power source for a small-sized device, and the amount of power required to supply generated power to a general commercial power system is inevitable.

이 때문에 전력 계통에 연결하여 발전 전력을 송전하고자 하는 경우 몇 개의 태양전지 모듈을 한 그룹으로 연결하거나, 또는 이러한 그룹을 여러 개 병렬로 연결하여 태양전지 어레이(PV array)를 구성하고, 이를 통해 발전 및 송전에 필요한 전압 및 전력을 확보하도록 하고 있다. 이러한 전압 및 전력의 확보를 위해 태양전지 모듈을 직렬로 연결하여 어레이을 구성하고, 복수의 어레이을 하나의 그룹으로 하여 태양전지 어레이를 구성하는 것이 보편적이다.For this reason, in the case of transmitting power generation power by connecting to a power system, several solar cell modules are connected in one group, or a plurality of such groups are connected in parallel to constitute a solar cell array (PV array) And the voltage and power required for transmission are ensured. In order to secure such voltage and power, it is common to configure an array by connecting solar cell modules in series, and to configure a solar cell array using a plurality of arrays as a group.

이러한 상기 PV 어레이는 태양광을 DC 전력으로 변환하여 접속반을 통해 인버터로 전송하며, 상기 인버터는 각 PV를 통해 생성된 DC 전력을 계통에 연계할 수 있도록 AC 전력으로 변환해주는 역할을 한다.The PV array converts sunlight into DC power and transmits it to an inverter through an access panel, and the inverter converts DC power generated through each PV into AC power so as to be linked to a grid.

여기에서, 태양광 발전 접속반 시스템의 용량에 따라 PV 어레이가 직렬과 병렬로 연결되는데, PV 셀이 직렬로 연결되어 하나의 어레이(string)이 구성되고, 이들 어레이이 병렬로 연결되어 PV 어레이가 구성된다.Here, PV arrays are connected in series and in parallel according to the capacity of the solar panel connection system, PV cells are connected in series to form a single string (string), these arrays are connected in parallel to form a PV array do.

한편, 최근에는 태양광 발전 접속반 시스템의 공급이 급증함에 따라 원격에서 태양광 발전 접속반 시스템의 동작 상태를 진단하고 모니터링해야 할 필요성이 매우 커지고 있다.On the other hand, in recent years, as the supply of photovoltaic access panel systems increases rapidly, the necessity of diagnosing and monitoring the operating state of the photovoltaic access panel system is increasing very much.

이를 위해, 종래에는 PV 어레이의 출력단에 별도의 측정 장치를 연결하여 PV 어레이의 입력전력과 출력전력을 측정하고 이를 외부의 모니터링 서버로 전송하여 PV 어레이의 동작 상태를 모니터링하는 방식을 이용하고 있다.To this end, conventionally, a separate measuring device is connected to the output terminal of the PV array to measure the input power and the output power of the PV array and transmit the same to an external monitoring server to monitor the operation state of the PV array.

하지만, 이러한 방식은 PV 어레이의 출력 전력이 정상적인 범위를 벗어날 경우, 관리자가 직접 일일이 모든 PV 셀을 검사하여 어떠한 PV 셀에 문제가 있는지를 확인해야 하기 때문에 비효율적이라는 문제점이 있다.However, this method has a problem of being inefficient because when the output power of the PV array is out of the normal range, an administrator must manually inspect all the PV cells to determine which PV cell has a problem.

또한, PV 어레이의 상태를 측정하기 위한 측정 장치를 구동시키기 위해서 별도의 전원 장치를 구비해야 하는 문제점도 있다.In addition, there is a problem in that a separate power supply device must be provided to drive a measuring device for measuring the state of the PV array.

무엇보다도, 각 PV 모듈은 온도 및 일사량에 따라 전압-전류 특성이 조금씩 차이가 있을 수 있는데, 특성차이가 큰 PV 모듈을 직렬과 병렬로 연결하여 태양광 발전 접속반 시스템을 구성하는 경우 시스템의 발전 효율이 감소하게 되는 문제점이 있다.Above all, each PV module may have a slight difference in voltage-current characteristics according to temperature and insolation. When PV modules with large characteristic differences are connected in series and in parallel, power generation of the system There is a problem that the efficiency is reduced.

즉, 태양광 발전 접속반 시스템의 효율 향상을 위해서는 각 PV 모듈의 특성을 개별적으로 측정하여 진단해야 할 필요성이 있다.
That is, in order to improve the efficiency of the solar panel connection system, it is necessary to measure and diagnose the characteristics of each PV module individually.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수의 PV를 마스터 먹스 및 슬래이브 먹스를 이용하여 배치 구성하고, 복수의 PV의 채널을 선택적으로 설정하여 그에 해당하는 전압 및 전류의 상태를 감시하면서 제어할 수 있는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention can be configured by arranging a plurality of PV using a master mux and a slave mux, and by selectively setting the channels of the plurality of PV while monitoring the state of the voltage and current corresponding thereto. It is to provide a solar power multifunctional access panel system.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전 다기능 접속반 시스템은, 복수 개의 PV의 어레이가 소정 단위로 병렬 배치된 모듈 어레이와; 상기 소정 단위의 PV 어레이와 연결되어 각 PV 어레이의 전압을 입력받는 복수 개의 전압 슬래이브 먹스와; 상기 복수 개의 전압 슬래이브 먹스에 입력된 각 PV 어레이의 전압을 통합하여 전송받는 전압 마스터 먹스와; 상기 소정 단위의 PV 어레이와 연결되어 각 PV 어레이의 전류를 입력받는 복수 개의 전류 슬래이브 먹스와; 상기 복수 개의 전류 슬래이브 먹스에서 측정된 각 PV 어레이의 전류를 통합하여 전송받는 전류 마스터 먹스와; 상기 전압 마스터 먹스의 각 PV 어레이의 전압 및 상기 전류 마스터 먹스의 각 PV 어레이의 전류를 입력받아 그에 대응하는 상기 각 PV 어레이를 제어하는 어레이 제어 유닛을 포함하는 점에 그 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic multifunction access panel system including: a module array in which a plurality of PV arrays are arranged in parallel in a predetermined unit; A plurality of voltage slave muxes connected to the PV array of the predetermined unit to receive a voltage of each PV array; A voltage master mux receiving and transmitting the voltages of the respective PV arrays input to the plurality of voltage slave muxes; A plurality of current slave muxes connected to the PV array of the predetermined unit to receive current of each PV array; A current master mux receiving and transmitting the current of each PV array measured in the plurality of current slave muxes; And an array control unit for receiving the voltage of each PV array of the voltage master mux and the current of each PV array of the current master mux and controlling the respective PV arrays corresponding thereto.

여기서, 특히 상기 전압 마스터 먹스와 상기 전류 마스터 먹스에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 어레이 제어 유닛에 전달하는 AD 컨버터를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, it is characterized in that it further comprises an AD converter for converting the analog signal output from the voltage master mux and the current master mux to a digital signal to pass to the array control unit.

여기서, 특히 상기 전압 마스터 먹스에서 출력되는 전압 신호 및 상기 전류 마스터 먹스에서 출력되는 전류 신호를 외부 노이즈 신호로부터 차단하기 위해 접지를 분리하는 제 1, 제 2 아날로그 아이솔레이터와; 상기 어레이 제어 유닛과 상기 전압, 전류 마스터 먹스, 상기 전압, 전류 슬래이브 먹스 사이의 디지털 어드레스 신호의 접지를 분리하는 제 1, 제 2 디스크리트 아이솔레이터; 및 상기 어레이 제어 유닛으로부터 디지털 어드레스 신호를 입력받아 상기 전압 마스터 먹스와 상기 전압 슬래이브 먹스 및 상기 전류 마스터 먹스와 상기 전류 슬래이브 먹스에 입력되는 어드레스 신호를 분리하는 제 1, 제 2 어드레스 래치를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, first and second analog isolators for separating the ground to block the voltage signal output from the voltage master mux and the current signal output from the current master mux from an external noise signal; First and second discrete isolators separating a ground of a digital address signal between the array control unit and the voltage and current master mux and the voltage and current slave mux; And first and second address latches for receiving a digital address signal from the array control unit and separating the voltage master mux, the voltage slave mux, and the address signals input to the current master mux and the current slave mux. Its features are included.

여기서, 특히 상기 복수 개의 PV의 소정 단위로 병렬 배치된 모듈 어레이에서 선택에 따라 어레이를 설정하는 채널 선택부를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, it is characterized in that it further comprises a channel selector for setting the array according to the selection in the module array arranged in parallel in a predetermined unit of the plurality of PV.

여기서, 특히 상기 모듈 어레이의 각 복수의 PV과 연결되어 각 PV로부터 발생된 전압을 인가받는 인버터를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, it is characterized in that it further comprises an inverter connected to each of the plurality of PV of the module array receives a voltage generated from each PV.

여기서, 특히 상기 인버터의 전류가 상기 각 복수의 PV에 역류하는 것을 방지하는 다이오드가 더 구성되는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, the diode is further configured to prevent the current of the inverter from flowing back to the plurality of PV.

여기서, 특히 상기 모듈 어레이의 전압, 전류, 온도, 습도, 풍향, 풍속 및 일사량을 측정하는 센서부 및 상기 센서부에서 측정된 신호를 전달받아 AD 컨버터에 출력하는 센서부 먹스를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, further comprising a sensor unit for measuring the voltage, current, temperature, humidity, wind direction, wind speed and solar radiation of the module array, and a sensor unit mux receiving the signal measured by the sensor unit and outputting the signal to the AD converter. It has its features.

여기서, 특히 상기 어레이 제어 유닛에 입력된 복수의 PV 어레이의 전류, 전압, 온도, 습도, 풍향, 풍속 및 일사량 상태를 모니터링하는 통신 장치을 더 포함하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, it is characterized in that it further comprises a communication device for monitoring the current, voltage, temperature, humidity, wind direction, wind speed and solar radiation conditions of the plurality of PV array input to the array control unit.

여기서, 특히 상기 전압 마스터 먹스 및 상기 전류 마스터 먹스는 2n = m의 채널수를 갖는 아날로그 먹스로 구성하는 점에 그 특징이 있다. Here, in particular, the voltage master mux and the current master mux is characterized in that it consists of an analog mux having a channel number of 2 n = m.

여기서, 특히 상기 전압 슬래이브 먹스 및 상기 전류 슬래이브 먹스는 2i = j의 채널수를 갖는 아날로그 먹스로 구성하는 점에 그 특징이 있다. In particular, the voltage slave mux and the current slave mux are characterized in that the analog mux having a channel number of 2 i = j.

여기서, 특히 상기 모듈 어레이의 PV 어레이는 k = (m-1) * j 개로 구성하는 점에 그 특징이 있다.
Here, in particular, the PV array of the module array is characterized in that k = (m-1) * j.

이상의 본 발명에 따르면, 복수의 PV 어레이를 마스터 먹스 및 슬래이브 먹스를 이용하여 배치 구성하고, 복수의 PV 어레이의 채널을 선택적으로 설정하여 그에 해당하는 전압 및 전류의 상태를 감시하면서 제어할 수 있다.
According to the present invention, a plurality of PV arrays can be arranged and configured using a master mux and a slave mux, and the channels of the plurality of PV arrays can be selectively set to control while monitoring the state of the corresponding voltage and current. .

도 1은 본 발명의 태양광 발전 다기능 접속반 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 마스터 먹스와 슬래이브 먹스의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 PV 어레이의 구성을 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a photovoltaic multifunction connection panel system of the present invention.
Figure 2 schematically shows the configuration of the master mux and the slave mux according to the present invention.
3 schematically shows the configuration of a PV array according to the invention;

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to include an element does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may also include other elements.

이하 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 태양광 발전 다기능 접속반 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전 접속반 시스템(100)은 모듈 어레이(110)와, 복수 개의 전압 슬래이브 먹스(120)와, 전압 마스터 먹스(130)와, 복수 개의 전류 슬래이브 먹스(140)와, 전류 마스터 먹스(150)와, 어레이 제어 유닛(190)과, AD 컨버터(180)와, 센서부(160)와, 센서부 먹스(170)와, 채널 선택부(101) 및 통신 장치(102)를 포함하여 구성된다. 1 is a view schematically showing the configuration of a photovoltaic multifunction connection panel system of the present invention. As shown in FIG. 1, the solar panel connection system 100 according to the present invention includes a module array 110, a plurality of voltage slave muxes 120, a voltage master mux 130, and a plurality of Current slave mux 140, current master mux 150, array control unit 190, AD converter 180, sensor unit 160, sensor unit mux 170, channel selector 101 and the communication device 102 are configured.

상기 모듈 어레이(110)는 복수 개의 PV 어레이(111)가 소정 단위로 병렬 배치되고, 각 어레이(111)는 복수 개의 PV 셀이 직렬로 연결되어 있다. 여기서, 상기 모듈 어레이(110)의 PV 어레이(111)는 k = (m-1) * j 개로 구성할 수 있다. 그리고, 각 PV 셀의 전압은 인버터(310)로 출력하게 된다. In the module array 110, a plurality of PV arrays 111 are arranged in parallel in predetermined units, and each array 111 has a plurality of PV cells connected in series. Here, the PV array 111 of the module array 110 may be configured to k = (m-1) * j. The voltage of each PV cell is output to the inverter 310.

상기 복수 개의 전압 슬래이브 먹스(120)는 소정 단위의 PV 어레이(111)와 연결되어 각 PV 어레이의 전압을 입력받게 되고, 상기 복수 개의 전류 슬래이브 먹스(140)는 상기 소정 단위의 PV 어레이(111)와 연결되어 각 어레이의 전류를 입력받게 된다.The plurality of voltage slave muxes 120 are connected to the PV array 111 of a predetermined unit to receive the voltage of each PV array, and the plurality of current slave muxes 140 are the PV arrays of the predetermined unit ( 111) to receive the current of each array.

보다 구체적으로, 상기 전압 슬래이브 먹스 및 상기 전류 슬래이브 먹스는 각각 i * j 수로 할당된 PV 어레이로부터 순차적으로 전압 및 전류를 입력받게 된다. 여기서, i는 각 슬래이브 먹스 개수, j는 각 슬래이브 먹스의 채널수를 의미한다. More specifically, the voltage slave mux and the current slave mux are sequentially input voltage and current from the PV array allocated by the number of i * j. Here, i means the number of each slave mux, j means the number of channels of each slave mux.

상기 전압 마스터 먹스(130)는 상기 복수 개의 전압 슬래이브 먹스(120)에 입력된 각 PV 어레이(111)의 전압을 통합하여 전송받고, 상기 전류 마스터 먹스(150)는 상기 복수 개의 전류 슬래이브 먹스(140)에서 측정된 각 PV 어레이(111)의 전류를 통합하여 전송받는다. 여기서, 상기 전압 마스터 먹스(130) 및 상기 전류 마스터 먹스(150)는 2n = m의 채널수를 갖는 아날로그 먹스로 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, n은 각 마스터 먹스 개수, m은 각 마스터 먹스의 채널수를 의미한다. The voltage master mux 130 integrates and receives the voltages of the PV arrays 111 input to the plurality of voltage slave muxes 120, and the current master mux 150 receives the plurality of current slave muxes. The current of each PV array 111 measured at 140 is integrated and received. Here, the voltage master mux 130 and the current master mux 150 is preferably composed of an analog mux having a channel number of 2 n = m. Here, n is the number of each master mux, m is the number of channels of each master mux.

상기 전압 슬래이브 먹스(120) 및 상기 전류 슬래이브 먹스(140)는 2i = j의 채널수를 갖는 아날로그 먹스로 구성하여 상기 각 PV 어레이(111)에서 측정된 전압 및 전류값을 입력받게 된다. The voltage slave mux 120 and the current slave mux 140 are composed of analog muxes having a channel number of 2 i = j to receive the voltage and current values measured in the respective PV arrays 111. .

상기 어레이 제어 유닛(190)은 상기 전압 마스터 먹스(130)의 각 PV 어레이(111)의 전류 및 상기 전류 마스터 먹스(150)의 각 PV 어레이(111)의 전압을 입력받아 그에 대응하는 상기 각 PV 어레이(111)의 전류 및 전압을 제어하게 된다. The array control unit 190 receives a current of each PV array 111 of the voltage master mux 130 and a voltage of each PV array 111 of the current master mux 150 and receives the corresponding PVs. The current and voltage of the array 111 are controlled.

보다 구체적으로, 상기 어레이 제어 유닛(190)은 통신 장치(102)에 측정된 전압 및 전류값을 출력하게 되고, 상기 통신 장치(102)은 실시간으로 각 PV 어레이(111)의 상태를 파악하게 된다. More specifically, the array control unit 190 outputs the measured voltage and current values to the communication device 102, and the communication device 102 determines the state of each PV array 111 in real time. .

상기 AD 컨버터(180)는 상기 전압 마스터 먹스(130)와 상기 전류 마스터 먹스(150)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 어레이 제어 유닛(190)에 전달하게 된다. The AD converter 180 converts an analog signal output from the voltage master mux 130 and the current master mux 150 into a digital signal and transfers the analog signal to the array control unit 190.

보다 상세하게는, 일반적으로 k개의 아날로그 전압과 전류에 대하여 AD 변환 하려면 k개 채널의 AD 변환기가 필요하다. 즉, 태양광 발전 접속반 시스템의 경우 모듈 어레이로 구성된 어레이의 개수는 수 십개에서 수 백개에 이르기 때문에 어레이의 개수의 2배 만큼의 AD 컨버터가 필요하다.More specifically, k-channel AD converters are typically required to AD convert k analog voltages and currents. That is, in the case of a solar power junction system, the number of arrays composed of module arrays is in the range of tens to hundreds, so the AD converter needs twice as many as the number of arrays.

그러나, 본 발명에서는 전압 및 전류 마스트 먹스(Master AMux)(130,150)와 전압 및 전류 슬래이브 먹스(Slave AMux)(120,140)의 조합으로 단 2개의 AD 변환 채널만으로 AD 변환이 가능함으로써 AD 컨버터의 구성을 줄이고 시스템을 최적화할 수 있게 된다. However, in the present invention, the AD converter can be configured using only two AD conversion channels using a combination of voltage and current Master AMuxes 130 and 150 and voltage and current slave AMuxes 120 and 140. To reduce the cost and optimize the system.

상기 채널 선택부(101)는 상기 복수 개의 PV 어레이(111)가 소정 단위로 병렬 배치된 모듈 어레이(110)에서 선택에 따라 PV 어레이의 범위를 설정하게 된다. The channel selector 101 sets the range of the PV array according to selection of the module array 110 in which the plurality of PV arrays 111 are arranged in parallel in predetermined units.

즉, 최대 k = (m-1) * j 개의 어레이의 전류와 전압을 순차적으로 입력받을 때, 접속반 제어의 환경에 따라 사용자가 실제의 어레이 개수를 k 개 이내에서 하드웨어로 지정하면 프로그램에서 지정된 개수만큼 전류와 전압을 측정할 수 있게 된다.여기서, k는 어레이 개수, m은 각 마스터 먹스의 채널수, j는 각 슬래이브 먹스의 채널수이다. In other words, when the current and voltage of the maximum k = (m-1) * j arrays are sequentially input, if the user designates the actual array number as hardware within k according to the environment of the connection panel control, Current and voltage can be measured by the number, where k is the number of arrays, m is the number of channels of each master mux, and j is the number of channels of each slave mux.

상기 센서부(160)는 상기 모듈 어레이(110)의 전압, 전류, 온도, 습도, 풍향, 풍속 및 일사량 센서들을 이용하여 상기 각 PV 어레이(111)의 상태를 측정하게 된다. The sensor unit 160 measures the state of each PV array 111 using voltage, current, temperature, humidity, wind direction, wind speed, and solar radiation sensors of the module array 110.

상기 센서부 먹스(170)는 상기 센서부(160)에서 측정된 신호를 순차적으로 전달받아 상기 AD 컨버터(180)에 출력한다. The sensor unit mux 170 sequentially receives the signals measured by the sensor unit 160 and outputs the signals to the AD converter 180.

상기 통신 장치(102)은 상기 어레이 제어 유닛(190)에 입력된 복수의 PV 어레이(111)의 전류, 전압, 온도, 습도, 풍향, 풍속 및 일사량 상태를 모니터링하게 된다. 즉, 상기 각각의 PV 어레이에 대해 모니터링이 가능하게 된다.
The communication device 102 monitors the current, voltage, temperature, humidity, wind direction, wind speed, and solar radiation conditions of the plurality of PV arrays 111 input to the array control unit 190. In other words, monitoring is possible for each of the PV arrays.

또한, 도 2는 본 발명에 따른 마스터 먹스와 슬래이브 먹스의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 먹스(130,150)와 상기 슬래이브 먹스(120,140)를 구성하기 위해서는 상기 어레이 제어 유닛(190) 사이에 제 1, 제 2 아날로그 아이솔레이터(analog isolator)(230,240), 제 1, 제 2 디스크리트 아이솔레이터(discrete isolator)(250,260), 제 1, 제 2 어드레스 래치(address latch)(210,220)를 구성하게 된다. 2 is a view schematically showing the configuration of the master mux and the slave mux according to the present invention. As shown in FIG. 2, first and second analog isolators 230 and 240 are disposed between the array control unit 190 to configure the master mux 130 and 150 and the slave mux 120 and 140. The first and second discrete isolators 250 and 260 and the first and second address latches 210 and 220 are configured.

상기 제 1, 제 2 아날로그 아이솔레이터(230,240)는 상기 전압 마스트 먹스 (130)및 상기 전류 마스터 먹스(150)에서 출력되는 전압 신호 및 전류 신호를 외부 노이즈 신호로부터 차단하기 위해 접지를 분리하게 된다. 즉, 상기 AD 컨버터(180)와 제 1, 제 2 마스터 먹스(130,150) 및 제 1, 제 2 슬래이브 먹스(120,140) 사이에 2개의 아날로그 전류와 전압 신호의 접지를 분리하기 위하여 사용한다. The first and second analog isolators 230 and 240 separate the ground to block the voltage and current signals output from the voltage mast mux 130 and the current master mux 150 from external noise signals. That is, it is used to separate the grounds of two analog current and voltage signals between the AD converter 180, the first and second master muxes 130 and 150, and the first and second slave muxes 120 and 140.

상기 제 1, 제 2 디스크리트 아이솔레이터(250,260)는 상기 어레이 제어 유닛(190)과 상기 전압, 전류 마스터 먹스(130,150), 상기 전압, 전류 슬래이브 먹스 (120,140)사이의 디지털 어드레스 신호의 접지를 분리하게 된다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 디스크리트 아이솔레이터(250,260)는 마스터 먹스용으로 n개, 슬래이브 먹스용으로 i 개의 디지털 신호를 분리한다. 여기서, i는 슬래이브 먹스 개수, j는 각 슬래이브 먹스의 채널수이다. The first and second discrete isolators 250 and 260 separate the ground of the digital address signal between the array control unit 190 and the voltage and current master mux 130 and 150 and the voltage and current slave mux 120 and 140. do. Here, the first and second discrete isolators 250 and 260 separate n digital signals for the master mux and i digital signals for the slave mux. Where i is the number of slave muxes and j is the number of channels of each slave mux.

또한, 상기 모듈 어레이(110)로 구성된 어레이에 상존하는 각종 전자파노이즈(EMI)를 신호를 처리하는 어레이 제어 유닛과 차단하기 위하여 접지 분리용으로 사용된다. In addition, it is used for ground separation to block various kinds of electromagnetic noise (EMI) existing in the array composed of the module array 110 and the array control unit for processing a signal.

상기 제 1, 제 2 어드레스 래치(210,220)는 상기 어레이 제어 유닛(190)으로부터 디지털 어드레스 신호를 입력받아 상기 전압 마스터 먹스(130)와 상기 전압 슬래이브 먹스(120) 및 상기 전류 마스터 먹스(150)와 상기 전류 슬래이브 먹스(140)에 입력되는 어드레스 신호를 분리한다. 즉, 어레이 제어 유닛으로부터 각 마스터 먹스 및 슬래이브 먹스의 어드레스를 할당하면 상기 제 1, 제 2 어드레스 래치는 할당된 마스터 먹스 및 슬래이브 먹스로부터 신호를 입출력하게 된다. The first and second address latches 210 and 220 receive a digital address signal from the array control unit 190, and the voltage master mux 130, the voltage slave mux 120, and the current master mux 150. And an address signal input to the current slave mux 140. That is, when an address of each master mux and slave mux is allocated from the array control unit, the first and second address latches input and output signals from the assigned master mux and the slave mux.

도 3은 본 발명에 따른 PV 어레이의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 어레이(110)는 최대 k = (m-1) * j 개의 PV 어레이(111)로 구성되고, 각 PV 어레이(111)에는 전류와 전압을 측정하는 전류 센서(330)와 전압 센서(340)가 구성되어 있다. 또한, 각 PV 어레이(111)에는 인버터(미도시)의 전류가 상기 각 복수의 PV 어레이(111)에 역류하는 것을 방지하는 다이오드가 구성된다. 3 is a view schematically showing a configuration of a PV array according to the present invention. As shown in FIG. 3, the module array 110 includes a maximum k = (m-1) * j PV arrays 111, and each PV array 111 includes a current sensor measuring current and voltage. 330 and the voltage sensor 340 are configured. In addition, each PV array 111 is configured with a diode that prevents current from an inverter (not shown) from flowing back to the plurality of PV arrays 111.

상기 인버터는 상기 모듈 어레이(110)의 각 복수의 PV 어레이(111)와 연결되어 각 PV 어레이(111)로부터 발생된 전압을 인가받게 된다. The inverter is connected to each of the plurality of PV arrays 111 of the module array 110 to receive a voltage generated from each PV array 111.

따라서, 각각의 PV 어레이(111)의 전류와 전압을 모니터링하여 고장 부위를 어레이 제어 유닛(190)에서 쉽게 검출 가능하게 된다.Therefore, by monitoring the current and voltage of each PV array 111, the failure site can be easily detected by the array control unit 190.

또한, 본 발명에 따른 태양광 발전 접속반 시스템의 동작을 설명하기로 한다. In addition, the operation of the solar panel connection panel system according to the present invention will be described.

먼저, 사용자의 선택에 따라 상기 모듈 어레이(110)에서 PV 어레이(111)의 범위를 설정하면, 어레이 제어 유닛(190)은 선택된 PV 어레이에 해당하는 슬래이브 먹스에 어드레스를 할당하게 된다. First, when the range of the PV array 111 is set in the module array 110 according to a user's selection, the array control unit 190 assigns an address to a slave mux corresponding to the selected PV array.

그러면, 상기 제 1, 제 2 어드레스 래치는 상기 할당된 어드레스에 맞게 각 PV의 전압 및 전류값을 순차적으로 입력받도록 한다. Then, the first and second address latches sequentially receive the voltage and current values of each PV according to the allocated address.

따라서, 각 PV 어레이에 대한 전압 및 전류값을 마스터 먹스를 통해 상기 어레이 제어 유닛에 입력받아 그에 대해 통신 장치에 의해 각 PV 어레이의 상태를 알 수 있게 되어 각 PV 어레이의 점검에 용이하다.
Therefore, the voltage and current values for each PV array are input to the array control unit through the master mux, and the status of each PV array can be known by the communication device, thereby facilitating the inspection of each PV array.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims that follow.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 --- 채널 선택부 102 --- 통신 장치
110 --- 모듈 어레이 120 --- 전압 슬래이브 먹스
130 --- 전압 마스터 먹스 140 --- 전류 슬래이브 먹스
150 --- 전류 마스터 먹스 160 --- 센서부
170 --- 센서부 먹스 180 --- AD 컨버터
190 --- 어레이 제어 유닛
210, 220 --- 제 1, 제 2 어드레스 래치
230, 240 --- 제 1, 제 2 아날로그 아이솔레이터
250, 260 --- 제 1, 제 2 디스크리트 아이솔레이터Description of the Related Art
101 --- Channel selector 102 --- Communication device
110 --- Module Array 120 --- Voltage Slave Mux
130 --- voltage master mux 140 --- current slave mux
150 --- current master mux 160 --- sensor
170 --- sensor mux 180 --- AD converter
190 --- Array Control Unit
210, 220 --- first and second address latch
230, 240 --- 1st, 2nd analog isolator
250, 260 --- 1st, 2nd discrete isolator

Claims (11)

복수 개의 PV 어레이가 소정 단위로 병렬 배치된 모듈 어레이와;
상기 소정 단위의 PV 어레이와 연결되어 각 PV 어레이의 전압을 입력받는 복수 개의 전압 슬래이브 먹스와;
상기 복수 개의 전압 슬래이브 먹스에 입력된 각 PV 어레이의 전압을 통합하여 전송받는 전압 마스터 먹스와;
상기 소정 단위의 PV 어레이와 연결되어 각 PV 어레이의 전류를 입력받는 복수 개의 전류 슬래이브 먹스와;
상기 복수 개의 전류 슬래이브 먹스에서 측정된 각 PV 어레이의 전류를 통합하여 전송받는 전류 마스터 먹스와;
상기 전압 마스터 먹스의 각 PV 어레이의 전압 및 상기 전류 마스터 먹스의 각 PV 어레이의 전류를 입력받아 그에 대응하는 상기 각 PV 어레이를 제어하는 어레이 제어 유닛과;
상기 전압 마스터 먹스에서 출력되는 전압 신호 및 상기 전류 마스터 먹스에서 출력되는 전류 신호를 외부 노이즈 신호로부터 차단하기 위해 접지를 분리하는 제 1, 제 2 아날로그 아이솔레이터와;
상기 어레이 제어 유닛과 상기 전압, 전류 마스터 먹스, 상기 전압, 전류 슬래이브 먹스 사이의 디지털 어드레스 신호의 접지를 분리하는 제 1, 제 2 디스크리트 아이솔레이터; 및
상기 어레이 제어 유닛으로부터 디지털 어드레스 신호를 입력받아 상기 전압 마스터 먹스와 상기 전압 슬래이브 먹스 및 상기 전류 마스터 먹스와 상기 전류 슬래이브 먹스에 입력되는 어드레스 신호를 분리하는 제 1, 제 2 어드레스 래치;를 포함하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
A module array in which a plurality of PV arrays are arranged in parallel in a predetermined unit;
A plurality of voltage slave muxes connected to the PV array of the predetermined unit to receive a voltage of each PV array;
A voltage master mux receiving and transmitting the voltages of the respective PV arrays input to the plurality of voltage slave muxes;
A plurality of current slave muxes connected to the PV array of the predetermined unit to receive current of each PV array;
A current master mux receiving and transmitting the current of each PV array measured in the plurality of current slave muxes;
An array control unit which receives a voltage of each PV array of the voltage master mux and a current of each PV array of the current master mux and controls each PV array corresponding thereto;
First and second analog isolators separating a ground to block a voltage signal output from the voltage master mux and a current signal output from the current master mux from an external noise signal;
First and second discrete isolators separating a ground of a digital address signal between the array control unit and the voltage and current master mux and the voltage and current slave mux; And
And first and second address latches receiving a digital address signal from the array control unit and separating the voltage master mux, the voltage slave mux, and the address signals input to the current master mux and the current slave mux. Solar power multifunction junction system.
제 1항에 있어서,
상기 전압 마스터 먹스와 상기 전류 마스터 먹스에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 어레이 제어 유닛에 전달하는 AD 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
The method of claim 1,
And an AD converter for converting the analog signal output from the voltage master mux and the current master mux into a digital signal and transferring the analog signal to the array control unit.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 PV 어레이가 소정 단위로 병렬 배치된 모듈 어레이에서 선택에 따라 각 어레이를 설정하는 채널 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
The method of claim 1,
And a channel selector configured to set each array according to a selection in a module array in which the plurality of PV arrays are arranged in parallel in a predetermined unit.
제 1항에 있어서,
상기 모듈 어레이의 각 복수의 PV 어레이와 연결되어 각 PV 어레이로부터 발생된 전압을 인가받는 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
The method of claim 1,
And a inverter connected to each of the plurality of PV arrays of the module array and receiving a voltage generated from each PV array.
제 5항에 있어서,
상기 인버터의 전류가 상기 각 복수의 PV 어레이에 역류하는 것을 방지하는 다이오드가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
6. The method of claim 5,
And a diode is further configured to prevent current from the inverter from flowing back to the plurality of PV arrays.
제 1항에 있어서,
상기 모듈 어레이의 전압, 전류, 온도, 습도, 풍향, 풍속 및 일사량을 측정하는 센서부 및 상기 센서부에서 측정된 신호를 전달받아 AD 컨버터에 출력하는 센서부 먹스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
The method of claim 1,
And a sensor unit measuring voltage, current, temperature, humidity, wind direction, wind speed, and solar radiation of the module array, and a sensor unit mux receiving the signal measured by the sensor unit and outputting the signal to the AD converter. Photovoltaic Multifunction Junction System.
제 1항에 있어서,
상기 어레이 제어 유닛에 입력된 복수의 PV 어레이의 전류, 전압, 온도, 습도, 풍향, 풍속 및 일사량 상태를 모니터링하는 통신 장치을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
The method of claim 1,
And a communication device for monitoring current, voltage, temperature, humidity, wind direction, wind speed, and solar radiation conditions of the plurality of PV arrays input to the array control unit.
제 1항에 있어서,
상기 전압 마스터 먹스 및 상기 전류 마스터 먹스는 2n = m의 채널수를 갖는 아날로그 먹스로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
여기서, n은 마스터 먹스 개수, m은 각 마스터 먹스의 채널수
The method of claim 1,
And the voltage master mux and the current master mux are composed of analog muxes having a channel number of 2 n = m.
Where n is the number of master mux and m is the number of channels of each master mux
제 1항에 있어서,
상기 전압 슬래이브 먹스 및 상기 전류 슬래이브 먹스는 2i = j의 채널수를 갖는 아날로그 먹스로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템. 여기서, i는 슬래이브 먹스 개수, j는 각 슬래이브 먹스의 채널수
The method of claim 1,
Wherein said voltage slave mux and said current slave mux are comprised of an analog mux having a channel number of 2 i = j. Where i is the number of slave muxes and j is the number of channels of each slave mux
제 1항에 있어서,
상기 모듈 어레이의 PV 어레이는 k = (m-1) * j 개로 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 다기능 접속반 시스템.
여기서, k는 어레이 개수, m은 각 마스터 먹스의 채널수, j는 각 슬래이브 먹스의 채널수
The method of claim 1,
PV array of the module array is k = (m-1) * j solar power generation multi-function interconnection system, characterized in that the configuration.
Where k is the number of arrays, m is the number of channels of each master mux, j is the number of channels of each slave mux
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