KR101737970B1 - Hybrid distributing board - Google Patents

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KR101737970B1
KR101737970B1 KR1020150014296A KR20150014296A KR101737970B1 KR 101737970 B1 KR101737970 B1 KR 101737970B1 KR 1020150014296 A KR1020150014296 A KR 1020150014296A KR 20150014296 A KR20150014296 A KR 20150014296A KR 101737970 B1 KR101737970 B1 KR 101737970B1
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주식회사 케이디파워
박기주
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards

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Abstract

본 발명은 발전사에서 공급되는 직류전력 및 교류전력과 신재생 에너지원을 통해 발전하는 전력을 원활하게 사용하기 위해 직류 배전과 신재생 에너지 연계가 가능한 하이브리드 수배전반에 관한 것으로서, 발전사에서 공급되는 교류전원을 제 1 직류전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터와, 상기 제 1 직류전원을 변압하여 상용전원으로 출력하는 변압기와, 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 제 1 직류전원과 발전사에서 생산된 제 2 직류전원 중 양질의 직류전원을 선택적으로 출력하는 스위치와, 상기 스위치를 통해 선택된 제 1, 제 2 직류전원 중 하나의 직류전원을 공급받아 전압레벨을 조절하여 출력하는 DC/DC 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hybrid switchgear capable of connecting DC power and renewable energy to smoothly use DC power and AC power supplied from a power generator and power generated through a renewable energy source, A first DC power source transformed by the AC / DC converter and a second DC power source transformed by the AC / DC converter; and an AC / DC converter for converting the first DC power source into a first DC power source, A switch for selectively outputting a high-quality direct-current power from the direct-current power source, and a DC / DC converter for receiving a direct-current power from one of the first and second direct- .

Figure R1020150014296
Figure R1020150014296

Description

하이브리드 수배전반{Hybrid distributing board}Hybrid distributing board

본 발명은 수배전반에 관한 것으로서, 특히 직류 배전과 신재생 에너지 연계가 가능한 하이브리드 수배전반에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switchboard, and more particularly, to a hybrid switchboard capable of linking DC power and renewable energy.

일반적으로 수배전반이라 함은 송전선으로부터 고압, 예컨대 한국전력으로부터 고압을 인입받아 저압으로 변환하여 빌딩, 공장, 가정, 공공기관, 교육시설 등의 수용처에 배전하고, 계기, 표시등, 계전기, 개폐기 등을 배치하여 전로의 개폐나 기기의 제어, 그리고 감시가 용이하도록 한다.In general, the term "switchgear" refers to the transfer of high voltage from a transmission line, for example, a high voltage from the Korean electric power to a low voltage, which is then distributed to a reception facility such as a building, factory, home, public institution or education facility, So that the opening and closing of the converter, the control of the apparatus, and the monitoring are facilitated.

또한, 분전반은 차단기나 보호계전기 등과 같은 단위 기기를 부착, 지지하는 구조물과 상기 단위 기기를 접속 및 연결시키는 도체물(부스바(Busbar), 케이블 등)의 집합체로 구성되어 있으며, 수용 전압에 따라 초고압, 고압, 저압 배전반으로 구분된다. 상기와 같은 분전반에서 전력을 전달하는 주회로는 도체물인 부스바로 구성된다.In addition, the distribution board is composed of a structure for attaching and supporting unit devices such as a breaker or a protection relay, and a collection of conductors (bus bars, cables, etc.) connecting and connecting the unit devices. High pressure, high pressure, low pressure switchboard. The main circuit for transmitting electric power in the above-mentioned distribution panel is composed of a booth which is a conductor.

이러한 부스바는 분전반 등에서 전력 공급통로를 제공하기 위하여 사용되는 전기부품이다.Such a bus bar is an electric part used for providing a power supply passage in a distribution board or the like.

최근, 전력 사용은 크게 증가하는 반면, 발전 설비의 설치에는 많은 어려움이 따르면서 전력 수급이 큰 문제가 되고 있기 때문에 최근에는 큰 전력을 필요로 하는 부하의 사용을 제한하는 등의 임시적인 조치를 통해 부족한 전력을 분배하여 사용하는 실정이다.Recently, the use of electric power has greatly increased, but the electric power supply and demand has become a serious problem while the difficulty in installing the electric power generation facilities has been great. Therefore, recently, Electric power is distributed and used.

이러한 실정으로 최근에는 신재생 에너지의 이용 및 보급에 큰 관심이 쏠리고 있다. 신재생 에너지는 기존 화력, 원자력, 수력에 비해 입지에 의한 주민 피해, 반대, 환경 오염 및 손상을 최소화할 수 있는 점과 비교적 소형으로 시설할 수 있는 차이점으로 인해 부족한 전력의 확보를 위한 주요 대안으로 인식되고 있다.In recent years, there has been a great deal of interest in the use and dissemination of renewable energy. New and renewable energy is a major alternative to existing thermal, nuclear, and hydro power because it can minimize residents' damage, opposition, environmental pollution and damage due to location and relatively small facility differences. Is being recognized.

구체적으로 신재생 에너지는 풍력, 태양광, 태양열 등 여러 가지가 있으나 이 중 소규모로 시설이 가능하고, 다른 신재생 에너지에 비해 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전 시스템의 이용이 적극적으로 시도되고 있다.Specifically, there are various kinds of renewable energy such as wind power, solar power, and solar heat. However, the use of solar power generation system capable of generating electricity at a small scale and capable of generating electricity more stably than other renewable energy is actively attempted have.

하지만, 아직까지 태양광 발전 시스템을 비롯한 신재생 에너지는 일부 대규모 발전설비를 제외하곤 계통과 연계되어 에너지 분담에 이용되지 못하고, 독립적인 소규모 발전에 주로 이용되고 있는 실정이다.However, new and renewable energy including photovoltaic power generation systems have not been used for energy sharing in spite of some large-scale power generation facilities, and they are mainly used for independent small-scale power generation.

또한, 교류전력을 위한 수배전반과 분전반은 개발되어 있으나, 직류전력을 이용한 수배전반 및 분전반의 개발의 전무한 상태이다.In addition, although the switching and distribution boards for AC power have been developed, there has been no development of power distribution and distribution boards using DC power.

한국공개특허 : 제2014-0068663호, 공개일자 : 2014년 06월 09일, 발명의 명칭 : 무산소 또는 저산소 환경에 산소 및 전력 공급을 위한 재생 에너지 시스템.Title of invention: Renewable energy system for oxygen and power supply in anoxic or hypoxic environment. Korean Patent Application No. 2014-0068663, published on June 09, 2014. 한국등록특허 : 제1060642호, 등록일자 : 2011년 08월 24일, 발명의 명칭 : 태양광을 이용한 가정용 전자기기의 전력공급 시스템.Korean Registered Patent No. 1060642, Registered Date: Aug. 24, 2011 Title of Invention: Electric power supply system for household electronic apparatus using solar light.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발전사에서 공급되는 직류전력 및 교류전력과 신재생 에너지원을 통해 발전하는 전력을 원활하게 사용하기 위해 직류 배전과 신재생 에너지 연계가 가능한 하이브리드 수배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hybrid power distribution system capable of connecting DC power and renewable energy to smoothly use DC power and AC power supplied from a power generation company and power generated by a renewable energy source The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 하이브리드 수배전반은 발전사에서 공급되는 교류전원을 제 1 직류전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터와, 상기 제 1 직류전원을 변압하여 상용전원으로 출력하는 변압기와, 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 제 1 직류전원과 발전사에서 생산된 제 2 직류전원 중 양질의 직류전원을 선택적으로 출력하는 스위치와, 상기 스위치를 통해 선택된 제 1, 제 2 직류전원 중 하나의 직류전원을 공급받아 전압레벨을 조절하여 출력하는 DC/DC 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid switchboard comprising an AC / DC converter for converting an AC power supplied from a power generator into a first DC power and outputting the converted first DC power, A switch for selectively outputting a first DC power source converted from the AC / DC converter and a second DC power source produced by the power generation company, and a first DC power source And a DC / DC converter that receives one DC power and adjusts a voltage level to output the DC voltage.

본 발명에 따른 하이브리드 수배전반은 다음과 같은 효과가 있다.The hybrid switchboard according to the present invention has the following effects.

즉, 직류전력을 이용하여 가전기기들을 사용할 때 발전사에서 공급하는 교류전력 및 직류전력의 전력 변환 횟수를 줄여 가전기기에 적합한 직류전력을 공급함으로써 제품의 부피 및 안정도를 높일 수 있다.That is, when using household electric appliances using direct current power, it is possible to increase the volume and stability of the product by supplying DC power suitable for household appliances by reducing the number of power conversion of AC power and DC power supplied from the generator.

도 1은 본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력의 사용이 가능한 주택을 개략적으로 나타낸 예시도
도 2는 본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력 공급을 위한 하이브리드 수배전반을 개략적으로 나타낸 블록다이어그램
도 3은 도 2의 하이브리드 수배전반을 이용한 직류배전을 위한 블록다이어그램Fig. 1 is a schematic view showing a house in which DC power and AC power according to the present invention can be used
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a hybrid switchboard for DC power and AC power supply according to the present invention.
3 is a block diagram for DC distribution using the hybrid < RTI ID = 0.0 >

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be noted that the drawings denoted by the same reference numerals in the drawings denote the same reference numerals whenever possible, in other drawings.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.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. And certain features shown in the drawings are to be enlarged or reduced or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 1은 본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력의 사용이 가능한 주택을 개략적으로 나타낸 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a house in which DC power and AC power according to the present invention can be used. FIG.

본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력의 사용이 가능한 주택(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 발전사로부터 공급되는 교류전력원(10) 및 직류전력원(20)과, 주택(100) 또는 그에 인접한 지역에 설치되는 신재생 에너지를 생산하는 신재생 에너지원(30)과, 상기 직류전력원(20)으로부터 공급되는 직류전력의 전압 레벨을 조절하는 제 1 DC/DC 컨버터(40)와, 상기 신재생 에너지원(30)으로부터 생산된 신재생 에너지의 전압 레벨을 조절하는 제 2 DC/DC 컨버터(50)와, 상기 교류전력원(10)에서 공급되는 교류전력, 상기 제 1 및 제 2 DC/DC 컨버터(40, 50)를 통해 출력되는 직류전력 중 어느 하나를 선택하여 공급하는 하이브리드 개폐부(60)와, 상기 하이브리드 개폐부(60)를 통해 선택된 직류전력 또는 교류전력을 공급받아 구동하는 절연부하(70) 및 직류부하(80)를 포함하여 이루어진다. 1, a house 100 that can use DC power and AC power according to the present invention includes an AC power source 10 and a DC power source 20 supplied from a power generation company, A first DC / DC converter 40 for regulating a voltage level of DC power supplied from the DC power source 20, and a second DC / A second DC / DC converter 50 for regulating the voltage level of the renewable energy produced from the renewable energy source 30, and a second DC / DC converter 50 for regulating the AC power supplied from the AC power source 10, A hybrid open / close unit 60 for selecting and supplying any one of direct current power outputted through the DC / DC converters 40 and 50, and an insulation (not shown) driven by receiving the selected direct current power or alternating current power through the hybrid open / Including a load 70 and a DC load 80, It is.

여기서, 상기 직류전력원(20)로부터 공급된 직류전력 및 신재생 에너지원(30)으로부터 생산된 신재생 에너지는 각각 제 1, 제 2 DC/DC 컨버터(40, 50)를 통해 전압 레벨을 조절하는데, 이때 상기 직류전력 및 신재생 에너지는 공급이 불규칙적이므로 상기 제 1, 제 2 DC/DC 컨버터(40, 50)를 사용하여 전압 레벨을 증가 또는 감소시켜 정해진 값으로 제어한 후에 일정한 전압 레벨로 공급된다.Here, the DC power supplied from the DC power source 20 and the renewable energy produced from the renewable energy source 30 respectively control the voltage level through the first and second DC / DC converters 40 and 50, respectively At this time, since the DC power and the renewable energy are irregularly supplied, the first and second DC / DC converters 40 and 50 are used to increase or decrease the voltage level to a predetermined value, .

상기 절연부하(70)는 냉장고, 세탁기, 에어컨, 보일러, 공기 정화기, 히터 중에서 어느 하나이고, 상기 직류부하(80)는 ESS, LED, TV, PC, DVD, 복사기 중에서 어느 하나이다.The insulated load 70 is any one of a refrigerator, a washing machine, an air conditioner, a boiler, an air purifier, and a heater, and the DC load 80 is one of an ESS, an LED, a TV, a PC, a DVD and a copying machine.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력의 사용이 가능한 주택(100)은 발전사에서 공급되는 교류전력을 이용하여 모터부하 및 절연부하(냉장고, 세탁기, 에어컨, 보일러, 공기 정화기, 히터)에 공급되고, 직류부하는 그 이외의 가전제품(ESS, LED, TV, PC, DVD, 복사기)에 각각 공급된다.The housing 100, which is capable of using the DC power and the AC power according to the present invention having the above-described structure, can control the motor load and the insulation load (refrigerator, washing machine, air conditioner, boiler, air purifier, heater) And the DC load is supplied to the other household appliances (ESS, LED, TV, PC, DVD, copying machine).

한편, 상기 발전기와 동일한 특성을 가지는 모터부하에는 교류전력을 인가하는 것이 직류전력을 인가했을 경우보다 매우 효율적이다.On the other hand, applying AC power to a motor load having the same characteristics as the generator is more efficient than when DC power is applied.

도 2는 본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력 공급을 위한 하이브리드 수배전반을 개략적으로 나타낸 블록다이어그램이다.FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a hybrid switching center for supplying DC power and AC power according to the present invention.

본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력 공급을 위한 하이브리드 수배전반은 도 2에 도시된 바와 같이, 발전사에서 공급되는 교류전원(22900VAC)(110)을 직류전원(1500VDC)으로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터(120)와, 상기 교류전원(22900VAC)을 변압하여 상용전원(380VAC)으로 출력하는 변압기(130)와, 상기 AC/DC 컨버터(120)에서 변환된 직류전원(1500VDC)과 발전사에서 생산된 직류전원(1500VDC)(140) 중 양질의 직류전원을 선택적으로 출력하는 스위치(150)와, 상기 스위치(150)를 통해 선택된 직류전원을 공급받아 전압레벨을 조절하여 출력하는 DC/DC 컨버터(160)와, 상기 변압기(130)를 통해 출력되는 상용전원을 공급받아 필요한 절연부하에 출력하는 AC 분전반(170)과, 상기 DC/DC 컨버터(160)를 통해 출력되는 직류전원을 공급받아 필요한 직류부하에 출력하는 DC 분전반(180)을 포함하여 이루어진다.2, the hybrid switchboard for supplying direct current power and alternating current power according to the present invention includes an AC / DC converter for converting AC power (22900V AC ) 110 supplied from a power generator into a DC power (1500V DC ) DC converter 120, a transformer 130 transforming the AC power source 22900V AC and outputting it as a commercial power source 380V AC , a DC power source 1500V DC converted from the AC / DC converter 120, A switch 150 for selectively outputting a high-quality direct-current power from a direct-current power source (1500 V DC ) 140 produced by a power generation company, a DC 150 for receiving a selected DC power through the switch 150, DC converter 160, an AC distribution board 170 for receiving a commercial power output through the transformer 130 and outputting the required power to a required insulation load, and a DC power source output through the DC / DC converter 160 A DC distribution board 180 that receives and supplies the required DC load, It comprise.

한편, 상기 AC 분전반(170)과 DC 분전반(180)은 각각 내부에 계량기(171,181), MCCB(172,182)를 포함하고 있고, 상기 AC 분전반(170)에 다수의 ELB(Earth Leakage Breakers)(173)가 설치되어 있으며 상기 DC 분전반(180)에 MCB(Miniature Circuit Breaker)(183) 및 다수의 RCD(Residual Current Device)(184)가 설치되어 있다.The AC distribution board 170 and the DC distribution board 180 include meters 171 and 181 and MCCBs 172 and 182. The AC distribution board 170 is provided with a plurality of earth leakage breakers 173, And an MCB (Miniature Circuit Breaker) 183 and a plurality of RCDs (Residual Current Device) 184 are installed in the DC distribution panel 180.

상기 AC 분전반(170)과 DC 분전반(180)은 하나의 수납 공간에 내장되어 설치되어 부하에 필요한 직류전원과 교류전원을 선택적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다.The AC distribution board 170 and the DC distribution board 180 are installed in a single storage space to selectively supply DC power and AC power required for the load.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 직류전력 및 교류전력 공급을 위한 하이브리드 수배전반은 고품질의 직류전력을 사용하기 위한 스위칭 시스템으로, 발전사에서 공급되는 1500VDC와 발전사에서 공급되는 22,900VAC를 변환한 직류전력 1500V 중 고품질의 직류전력을 선택하여 사용하는 스위치(150)로서 STS(Static Transfer Switch)가 적용되어 있다.The hybrid switching center for the supply of DC power and AC power according to the present invention having the above configuration is a switching system for using high quality DC power and is composed of 1500V DC supplied from a power generator and DC power converted from 22,900V AC supplied from a generator STS (Static Transfer Switch) is applied as a switch 150 that selects and uses high quality DC power among 1500V.

도 3은 도 2의 하이브리드 수배전반을 이용한 직류배전을 위한 블록다이어그램이다.3 is a block diagram for DC distribution using the hybrid switchboard of FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 수배전반에 태양광으로부터 직류전원을 생산하는 태양광 발전부(190)와, 상기 태양광 발전부(190)로부터 생산된 직류전원의 전압 레벨을 조절함과 더불어 MPPT 제어를 실시하는 DC/DC 컨버터(200)와, 상기 DC/DC 컨버터(200)를 통해 출력되는 직류전원을 공급받아 저장하는 ESS부(210)와, 상기 ESS부(210)에 연결되어 상기 ESS부(210)에 저장되는 직류전원을 포함하여 관리하는 BMS(220)와, 상기 DC/DC 컨버터(200)와 ESS부(210) 사이에 구성되어 상기 ESS부(210)를 공급되는 직류전원을 선택적으로 차단하는 DC 차단기(230)와, 상기 DC/DC 컨버터(200)를 통해 공급되는 직류전원 또는 ESS부(210)에 저장된 직류전원을 상기 DC 분전반(180)에 공급하게 된다.As shown in FIG. 3, the solar power generating unit 190 for generating a DC power from the sunlight in the switchboard of FIG. 2, and a controller 190 for controlling the voltage level of the DC power generated from the solar power generator 190 A DC / DC converter 200 for performing MPPT control; an ESS unit 210 for receiving and storing DC power output through the DC / DC converter 200; A BMS 220 including a direct current power source stored in the ESS unit 210 and a BMS 220 connected between the DC / DC converter 200 and the ESS unit 210 to supply the ESS unit 210 with a direct current A DC breaker 230 for selectively interrupting a power supply and a DC power source supplied through the DC / DC converter 200 or a DC power stored in the ESS unit 210 to the DC distribution board 180.

이때 상기 태양광 발전부(190)로부터 생산된 직류전원이 상기 DC 분전반(180)으로 공급되는데, 상기 DC 분전반(180)에 설치된 MCB(183)는 발전사로부터 직류전원이 공급되지 않을 때 ON되어 태양광 발전부(190)로부터 생산된 직류전원을 직류부하에 공급되도록 하고 평상시에는 OFF 상태로 되어 있다.At this time, the DC power produced by the solar power generating unit 190 is supplied to the DC distribution board 180. The MCB 183 installed in the DC distribution board 180 is turned on when the DC power is not supplied from the power generating unit, The DC power generated from the photovoltaic unit 190 is supplied to the DC load, and is normally OFF.

상기 태양광 발전부(190)는 태양광을 전기 에너지로 변환하기 위하여 복수개의 태양전지를 구비한다. 이때, 상기 태양전지는 주로 실리콘과 복합재료로 제작된다. 구체적으로, 상기 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 사용하는 것으로, 태양 빛을 받아 전기를 생산하는 광전 효과를 이용하는 것이다.The solar power generator 190 includes a plurality of solar cells for converting sunlight into electric energy. At this time, the solar cell is mainly made of silicon and a composite material. Specifically, the solar cell uses a p-type semiconductor and an n-type semiconductor bonded together, and utilizes a photoelectric effect that generates electricity by receiving sunlight.

이와 같이, 대면적의 P-N 접합 다이오드로 제작되면, P-N 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결할 수 있게 되어 태양광을 전기 에너지로 쉽게 변환할 수 있게 된다.Thus, when a large area P-N junction diode is fabricated, the electromotive force generated at the opposite ends of the P-N junction diode can be connected to an external circuit, so that solar light can be easily converted into electric energy.

이러한 태양전지는 복수개의 셀(Cell) 단위로 제작되는데, 실제 필요한 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 볼트(V) 이상인데 비하여 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문에 다수의 셀 단위의 태양전지들을 직렬 또는 병렬 연결하여 매우 높은 전기 에너지를 생산할 수 있게 된다.Since the voltage required from one cell is very small, about 0.5 V, as compared with several tens or hundreds of volts (V) of the required voltage, the solar cell is manufactured in a plurality of cell units. Of solar cells can be connected in series or parallel to produce very high electrical energy.

상기 ESS부(210)는 리튬전지로 이루어져 일반적으로 납축전지로 이루어진 종래보다 유해물질이 없어 친환경적이고, 급속충전이 가능한 고효율 특성을 갖으며, 발화성 및 폭발성과 같은 위험성을 사전에 해결할 수 있다.The ESS unit 210 is made of a lithium battery and is generally environment-friendly because it is made of a lead acid battery and has no harmful substance. The ESS unit 210 has high efficiency characteristics that can be quickly charged, and it can solve the danger such as ignitability and explosion.

여기서, 상기 ESS부(210)는 리튬전지에 한정되지 않고, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery) 등이 적용될 수도 있다.Here, the ESS unit 210 is not limited to a lithium battery, but may be a nickel metal hydride battery (NiMH).

상기 EMS부(210)는 상기 ESS부(210)의 제어를 통한 고효율의 충방전과 더불어 안전성을 확보하기 위한 것으로, 배터리 관리 기술은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.The EMS unit 210 is used for ensuring safety with high efficiency of charging and discharging through the control of the ESS unit 210. The battery management technique can be roughly classified into two types.

첫 번째로 열에 약한 배터리를 균등 냉각하여 동일한 성능 구현이 가능하도록 하여 주는 열관리 제어와 두 번째로 배터리의 각 상태를 판단하여 최적효율 점에서 작동하도록 하는 SOC(State of Charge) 제어로 나눌 수 있다.First, it can be divided into heat management control which enables equal performance of the weak battery by uniform cooling and second state of charge (SOC) control which determines the state of the battery and operates at the optimum efficiency point.

상기 ESS부(210)에는 DC 소켓(211)이 연결되어 직류부하를 직접 DC 소켓(211)에 연결하여 필요한 전원을 공급받을 수도 있다.A DC socket 211 is connected to the ESS unit 210 to connect the DC load directly to the DC socket 211 to receive power.

상기 AC 분전반(170)에 상기 절연부하(175)가 연결되도록 AC 소켓(176)이 연결되어 있고, 상기 DC 분전반(180)에 상기 직류부하(185)가 연결되도록 DC 소켓(186)이 구비된다.An AC socket 176 is connected to the AC distribution board 170 so that the insulation load 175 is connected to the AC distribution board 170 and a DC socket 186 is provided to connect the DC load 185 to the DC distribution board 180 .

상기와 같이 구성된 하이브리드 수배전반을 이용한 직류배전은 향후 발전사에 공급되는 1500VDC와 현재 공급하고 있는 22,900VAC의 전력을 변환하여 직류전원으로 공급하는 방식, 그리고 신재생 에너지원을 이용하여 직류전원을 공급하는 방식으로 구성되어 있다.The DC distribution using the hybrid switchgear configured as described above can be realized by a method of converting the power of 1500 VDC supplied to the power generation and the power of 22,900 V AC currently supplied to the generator and supplying it to the DC power supply and supplying the DC power using the renewable energy source .

상기 태양광 발전부(190)의 경우 기본 DC/AC 인버터를 적용하는 대신 DC/DC 컨버터(200)를 작용하여 직류배전에 직접 연결되어 사용된다.In the case of the photovoltaic power generation unit 190, a DC / DC converter 200 is used instead of a basic DC / AC inverter to be directly connected to a DC power distribution.

또한, 직류배전에 적용되는 가전기기들은 직류배전 전용의 DC 소켓(186)을 적용하여 기존 교류배전 방식과 동일하게 사용하는 것이 가능하다.In addition, appliances used for DC distribution can be used in the same manner as the existing AC distribution system by applying a DC socket 186 dedicated to DC distribution.

이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments or constructions. You can understand that you can do it. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

110 : 교류전원 120 : AC/DC 컨버터
130 : 변압기 140 : 직류전원
150 : 스위치 160 : DC/DC 컨버터
170 : AC 분전반 180 : DC 분전반
190 : 태양광 발전부 200 : DC/DC 컨버터
210 : ESS부 220 : BMS부
230 : DC 차단기 110: AC power supply 120: AC / DC converter
130: Transformer 140: DC power source
150: Switch 160: DC / DC converter
170: AC distribution board 180: DC distribution board
190: Solar power generating part 200: DC / DC converter
210: ESS section 220: BMS section
230: DC breaker

Claims (6)

발전사에서 공급되는 교류전원을 제 1 직류전원으로 변환하여 출력하는 AC/DC 컨버터와,
상기 교류전원을 변압하여 상용전원으로 출력하는 변압기와,
상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 제 1 직류전원과 발전사에서 생산된 제 2 직류전원 중 직류전원을 선택적으로 출력하는 스위치와,
상기 스위치를 통해 선택된 제 1, 제 2 직류전원 중 하나의 직류전원을 공급받아 전압레벨을 조절함과 더불어 MPPT 제어를 실시하는 제 1 DC/DC 컨버터와,
상기 변압기를 통해 출력되는 상용전원을 공급받아 절연부하에 출력하는 AC 분전반과,
상기 제 1 DC/DC 컨버터를 통해 출력되는 직류전원을 공급받아 직류부하에 출력하는 DC 분전반과,
태양광으로부터 직류전원을 생산하는 태양광 발전부와,
상기 태양광 발전부로부터 생산된 직류전원의 전압 레벨을 조절함과 더불어 MPPT 제어를 실시하는 제 2 DC/DC 컨버터와,
상기 제 2 DC/DC 컨버터를 통해 출력되는 직류전원을 공급받아 저장하는 ESS부와,
상기 ESS부에 연결되어 상기 ESS부에 저장되는 직류전원을 포함하여 관리하는 BMS부와,
상기 제 2 DC/DC 컨버터와 ESS부 사이에 구성되어 상기 ESS부를 공급되는 직류전원을 선택적으로 차단하는 DC 차단기와,
상기 AC 분전반과 DC 분전반은 각각 내부에 계량기, MCCB를 포함하고 있고, 상기 AC 분전반에 다수의 ELB가 설치되어 있으며 상기 DC 분전반에 MCB 및 다수의 RCD가 설치되어 있고,
상기 제 2 DC/DC 컨버터를 통해 공급되는 직류전원 또는 ESS부에 저장된 직류전원을 상기 DC 분전반에 공급하며,
상기 DC 분전반에 설치된 MCB는 발전사로부터 직류전원이 공급되지 않을 때 ON되어 태양광 발전부로부터 생산된 직류전원을 직류부하에 공급되도록 하고 평상시에는 OFF 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 수배전반.
An AC / DC converter for converting the AC power supplied from the power generation source into a first DC power and outputting the first DC power,
A transformer transforming the AC power and outputting it as a commercial power source;
A switch for selectively outputting the first DC power converted by the AC / DC converter and the DC power of the second DC power produced by the generator,
A first DC / DC converter that receives a DC power from one of the first and second DC power sources selected through the switch to control a voltage level and performs MPPT control;
An AC distribution board for receiving a commercial power output through the transformer and outputting it to an insulation load,
A DC distribution board receiving the DC power outputted through the first DC / DC converter and outputting the DC power to the DC load,
A solar photovoltaic portion for producing a direct current power from sunlight,
A second DC / DC converter for controlling the voltage level of the DC power generated from the solar power generator and performing MPPT control;
An ESS unit for receiving and storing DC power output through the second DC / DC converter,
And a DC power source connected to the ESS unit and stored in the ESS unit,
A DC breaker configured between the second DC / DC converter and the ESS unit to selectively cut off the DC power supplied to the ESS unit;
Wherein the AC distribution panel and the DC distribution panel each include a meter and an MCCB, a plurality of ELBs are installed in the AC distribution panel, an MCB and a plurality of RCDs are installed in the DC distribution panel,
DC power supplied through the second DC / DC converter or DC power stored in the ESS unit is supplied to the DC distribution board,
Wherein the MCB installed in the DC distribution board is turned on when the DC power is not supplied from the generator and is supplied to the DC load from the solar power generator, and is normally OFF.
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