KR101887992B1 - ESS system having arc detector function and temperature detection and condensation detection and ground fault detection - Google Patents
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Abstract
Description
본 실시 예는 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템에 관한 것으로서, ESS 시스템에서 발생된 아크뿐만 아니라, 아크의 종류 및 아크 발생 위치를 검출하며, ESS 시스템의 온도 검출과 결로 검출이 가능하며, 결로 검출시 송풍기를 동작시켜 결로에 의한 피해를 사전에 방지하며, 지락 검출시 ESS 시스템의 동작을 차단할 수 있는 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템에 관한 것이다.The present embodiment relates to an ESS system having an arc detection function, a temperature detection function, a condensation detection function, and a ground fault detection function. The ESS system detects not only the arc generated in the ESS system but also the arc type and arc generation position. And condensation can be detected. It is possible to prevent the damage caused by condensation by operating the blower at the time of condensation detection, and to provide the arc detection, temperature detection, condensation detection and ground fault detection ESS system.
에너지저장시스템(ESS)은 파워컨디셔너시스템(PCS), 배터리 및 배터리관리시스템(BMS), 에너지관리시스템(EMS)으로 구성되어 있으며, 한전 또는 신재생 발전 설비로부터 생산된 전력을 배터리에 충전시켜 필요시 공급할 수 있는 시스템으로서, 피크저감용, 주파수 조정용, 신재생연계용, 비상발전기 대체용 등으로 널리 활용되고 있다.The energy storage system (ESS) consists of a power conditioner system (PCS), a battery and a battery management system (BMS), and an energy management system (EMS) This system is widely used for peak reduction, frequency tuning, new renewal linkage, and emergency generator replacement.
특히, 에너지저장시스템(ESS)에는 예상하지 못한 급격한 전압이나 전류가 발생하는 전자 쇼크에 의해 회로가 손상되는 문제점과, 주위 환경 변화와 같은 기타 요인에 따른 불균형 등을 방지하기 위한 여러 가지 보호 장치들이 구비된다. Particularly, there are various protection devices to prevent the circuit from being damaged due to an electric shock that an unexpected sudden voltage or current is generated in the energy storage system (ESS) and an imbalance due to other factors such as a change in the surrounding environment Respectively.
한편, 아크를 검출하는 장치로서 등록특허공보 제10-1397946호에 광섬유센서를 구비한 아크 검출장치가 개시되어 있다.On the other hand, as an apparatus for detecting an arc, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1397946 discloses an arc detecting apparatus equipped with an optical fiber sensor.
상기 기술은 아크 검출용 광신호와 아크에 의해 변환된 광신호를 전송하기 위한 광섬유 케이블, 상기 광섬유 케이블을 통해 전송된 아크 검출용 광신호를 반사시키고, 아크가 발생할 경우 상기 발생한 아크에 의해 변형된 아크 검출용 광신호를 반사시키는 반사소자를 구비한 렌즈부, 상기 아크 검출용 광신호를 광섬유 케이블로 송신하고, 상기 광섬유케이블의 측면을 통해 수신한 아크 광신호 및 상기 렌즈에서 반사된 아크 광신호와 상기 아크검출용 광신호를 비교하여 그 차이신호로 아크 발생 신호를 출력하는 광검출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The above-described technique reflects an arc detection optical signal transmitted through the optical fiber cable and transmits an arc-detected optical signal and an arc-converted optical signal. When the arc is detected, An arc light signal received through a side surface of the optical fiber cable and an arc light signal reflected by the lens; and a lens unit having a reflection element for reflecting an optical signal for arc detection, And an optical detecting means for comparing the optical signal for arc detection and outputting an arc generation signal with the difference signal.
그러나 상기의 종래 기술은 아크를 검출하는 시간 및 정확성에는 어느 정도 효과가 있을 수 있으나, 검출된 아크를 검증하여 회로를 차단하기까지 소요되는 시간이 수십㎳ 정도 소요되는 문제점이 발생된다. However, although the above-described conventional technique may have some effect on the time and accuracy of detecting the arc, it takes a few tens of milliseconds to verify the detected arc and shut off the circuit.
여기서 고휘도의 광선을 동반하는 데, 이를 아크로 정의한다.Here, a high-intensity light ray is accompanied, which is defined as arc.
실제적으로, 아크가 발생되면 15 ~ 25㎳ 시간 내에 온도와 압력이 최대치에 도달되어 에너지저장시스템(ESS)의 기기가 소손되며, 이러한 내부 기기의 소손에 의해 정전 등의 2차 피해가 발생된다.In practice, when an arc is generated, the temperature and pressure reach a maximum value within 15 to 25 ms and the ESS device is burned out. Secondary damage such as power failure occurs due to burning of the internal device.
아울러, 아크에 의한 에너지저장시스템(ESS)에서 발생하는 가장 빈번한 사고로서, 지속 시간이 길어질수록 내부 화재로 이어지는 문제점이 있고, 사용자가 아크에 노출될 경우 심각한 인명 피해를 초래할 수 있는 문제점이 발생된다.In addition, as the most frequent accident occurring in the energy storage system (ESS) by the arc, there is a problem that the longer the duration is, the more the internal fire is caused. In addition, when the user is exposed to an arc, .
따라서, 아크가 발생하게 되면, 어떠한 아크 종류인지, 그리고 어느 위치에서 발생하였는지를 정확하게 검출할 필요가 있으며, 관리자가 확인하여 즉시 점검할 경우에 정확한 위치를 제공하여 점검 시간 단축 효과와 전기 화재 예측을 통해 사전에 미리 대비할 수 있는 시스템을 제안한 것이다.Therefore, when an arc occurs, it is necessary to accurately detect the type of arc and the position at which it occurs, and it is possible to provide an accurate position in the case of checking by the manager, It proposes a system that can prepare in advance.
한편, 전력 사고는 과열에 의한 설비의 폭발과 화재가 대부분을 점유한다. On the other hand, electric power accidents occupy most of the explosion and fire of facilities due to overheating.
특히, 과열에 의한 전력 사고는 전력설비를 이루는 전력장비의 모든 형태의 접점, 커넥터, 플러그 및 회전부에서 발생되며, 주요 원인으로는 노후화, 부식, 풀어짐, 과부하 또는 미세먼지 등에 기인한다.In particular, electric power accidents caused by overheating occur in all types of contacts, connectors, plugs, and rotating parts of electric power equipment, and the main causes are aging, corrosion, loosening, overload or fine dust.
이러한 과열에 의한 전력사고는 사고가 발생되기 전에 이상 과열 현상을 유발한다. Such an electric power accident caused by overheating causes abnormal overheating before an accident occurs.
따라서, 과열이 발생될 수 있는 지점(장비)에 대한 온도를 지속적으로 감시하여 사고를 사전에 예방하는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to continuously monitor the temperature of the point where the overheating can occur (equipment) to prevent accidents in advance.
그러나, 과열을 실시간 원격 통신에 의해 감시하는 경우, 움직이는 기계적 시스템의 부분 온도를 감시하는 것은 어려운 난제가 된다. However, when overheating is monitored by real-time telemetry, monitoring the partial temperature of a moving mechanical system is a difficult challenge.
즉, 온도를 측정하는 종래의 방식들은 저항의 온도 의존성이나 다양한 여러 종류의 온도계(센서), 다이오드 접합의 온도 의존성 또는 가열된 물체로부터의 적외선 방출 등을 검출하는 것에 의존하였다.That is, conventional approaches for measuring temperature have relied on detecting the temperature dependence of the resistance or the temperature dependence of various types of thermometers (sensors), diode junctions, or infrared radiation from heated objects.
아울러, 높은 전압의 스위치 박스나 송전선의 접합부위, 연결장치의 온도를 측정하는 것도 어려운 문제이다.In addition, it is also a difficult problem to measure the temperature of junctions and connection devices of high-voltage switch boxes or transmission lines.
즉, 상기의 전력장비들에 대한 일반적인 요구 사항은 고전압에 따른 위험성 및 잠재적인 폭발 가능성이 존재하고, 지상과 유선으로 연결되는 경우, 연결된 유선에 의해 지상으로의 경로를 형성할 수 있기 때문이다. That is, the general requirement for the above-mentioned power equipment is that there is a danger due to high voltage and a potential explosion possibility, and when the ground and the wire are connected, a path to the ground can be formed by the connected wire.
이에, 온도 검출은 관심의 대상인 접합부위나 연결장치로부터 지지 구조나 골조로 금속이나 광섬유 케이블이 연결되어서는 아니된다는 것이다.Thus, the temperature detection should not be connected to a metal structure or a fiber optic cable from a connection or a connecting device that is of interest to a supporting structure or frame.
이러한 문제점을 다소 해결하기 위하여 적외선 온도 측정 방식이 사용되고 있으나, 상기 적외선 측정 방식은 관심 지점에 대한 직접적인 시야가 확보되어야 함은 물론 정확성을 위해서 시야가 깨끗할 것이 요구된다. In order to solve this problem, an infrared ray temperature measuring method is used. However, the infrared ray measuring method requires a direct view of a point of interest and a clear view for accuracy.
또한, 상기의 적외선 온도 측정 방식은 주기적인 검사를 위하여 사용되며 따라서 계속적인 검사로 수행될 수 없는 문제점이 있고, 온도 검출에 많은 비용이 수반된다.In addition, the infrared temperature measurement method is used for periodic inspection, and thus can not be performed by continuous inspection.
따라서, 적외선 온도 측정 방식을 탈피한 온도 센서를 제안하게 된 것이다.Accordingly, a temperature sensor that has been deviated from the infrared temperature measurement method has been proposed.
한편, 에너지저장시스템(ESS)의 경우에는 위치한 장소가 열락한 환경에 존재하는 경우가 대다수이므로 결로에 취약하여 누전으로 인한 감전 사고가 발생하는 경우가 있었으며, 이에 무방비한 상태이다.On the other hand, in the case of the energy storage system (ESS), since the place where the place is located is in an open environment, it is vulnerable to condensation, and electric shock due to a short circuit may occur.
따라서, 에너지저장시스템(ESS)에서 결로를 감지하여 결로 발생시 결로를 즉각적으로 제거할 수 있는 시스템을 제안하게 된 것이다.Accordingly, a system has been proposed which can detect condensation in an energy storage system (ESS) and immediately remove condensation when condensation occurs.
한편, 에너지저장시스템(ESS)에서 계통의 지락이 발생이 되면 시스템의 고장으로 인한 손실이나 인명 사고의 위험을 초래할 수 있다.On the other hand, when a system ground fault occurs in an energy storage system (ESS), it may cause a system failure or a risk of human injury.
본 실시 예는 전술한 문제점을 해결하기 위하여, ESS 시스템에서 발생된 아크뿐만 아니라, 아크의 종류 및 아크 발생 위치를 검출하고자 한다.In order to solve the above-described problems, the present embodiment intends to detect not only the arc generated in the ESS system but also the arc type and the arc occurrence position.
다른 목적은 검출된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지를 분석하여 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하도록 하는데 있다.Another purpose is to analyze whether the detected arc is an arc of a serial arc, a parallel arc, or a direct parallel arc so as to open or short a string by arc type.
또 다른 목적은 화재 검출요소인 과열온도와 아크를 감지하여 관리자에게 제공하여 이를 확인한 후, 즉시 해당 ESS 시스템을 점검할 경우에 정확한 위치를 제공하여 점검 시간 단축 효과와 전기 화재 예측을 통해 화재를 사전에 대비할 수 있도록 하는데 있다.Another purpose is to detect the overheat temperature and arc, which is the fire detection factor, and to provide it to the administrator. After checking it, it provides the accurate position when checking the ESS system immediately, In order to be able to prepare for.
또 다른 목적은 결로 발생을 실시간으로 검출하여 이에 따라 관리자에게 해당 검출 정보를 제공하며, 동시에 송풍기를 동작시켜 결로에 따른 누전 사고 피해를 최소화시킬 수 있도록 하는데 있다.Another object is to detect the occurrence of condensation in real time, thereby providing corresponding detection information to the manager, and at the same time, operating the blower to minimize the damage caused by condensation.
또 다른 목적은 지락 검출시 ESS 시스템의 동작을 차단할 수 있도록 하는데 있다.Another object is to prevent the operation of the ESS system when the ground fault is detected.
하나의 실시 예에 따르면, 아크 검출과 온도 검출과 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템을 제공한다.According to one embodiment, there is provided an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions.
상기 아크 검출과 온도 검출과 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템은 신재생에너지발전원에 의해 발전된 전력을 저장하기 위한 에너지저장장치(1000, ESS)와, 상기 에너지저장장치의 내부 주요 기기를 경유하도록 배치되는 ESS용 광섬유(500)와, 아크발생센서부를 포함하고 있으며, 아크발생센서부로부터 전송된 전기 신호를 획득할 경우에 고유아이디값을 아크종류및위치판단부(130)로 제공하여 아크 발생 위치를 판단하며, 상기 ESS용 광섬유에 일정 간격으로 다수 배치되는 아크위치검출장치(200)와, 고유아이디값별 설치 위치 정보, 아크 기준치 정보를 저장하고 있는 메모리부(120); 상기 출력된 신호와 기 설정된 아크 기준치를 비교하여 직렬 아크, 병렬 아크 및 직병렬 아크 중 어느 하나의 아크 종류를 검출하며, 아크위치검출장치로부터 제공된 고유아이디값을 메모리부를 참고하여 아크 발생 위치를 판단하기 위한 아크종류및위치판단부(130); 상기 판단된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지에 대한 분석 정보를 참조하여 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하기 위한 아크종류별조작처리부(140)를 포함하여 구성되되, 상기 에너지저장장치에 형성되는 디지털 아크종류별조작장치(100)와, 상기 에너지저장장치의 온도 정보를 검출하는 SAW온도검출부(600)와, 상기 에너지저장장치의 결로 정보를 검출하는 결로검출부(700)와, 계통의 선간 전압 및 접지와 계통의 각 상에 대한 전압을 실시간으로 검출하고, 이를 분석하여 계통의 지락 발생 여부를 판단하는 지락검출부(800)와, 상기 SAW온도검출부(600)에 의해 검출된 온도 정보, 아크종류별조작장치(100)로부터 판단된 아크 종류 정보와 아크 발생 위치 정보, 결로검출부(700)에 의해 검출된 결로 정보, 상기 지락검출부(800)에 의해 검출된 지락 정보를 모바일기기(2000) 혹은 통합관제센터단말기(3000)으로 송출할 수 있는 제어 신호를 생성하여 출력하는 모니터링정보송출부(310)를 포함하여 구성되는 컨트롤러(300)를 포함한다.The ESS system having the arc detection, temperature detection, condensation detection and ground fault detection functions includes an energy storage device (1000, ESS) for storing electric power developed by a renewable energy generation source, And an arc generation sensor unit. When acquiring an electric signal transmitted from the arc generation sensor unit, a unique ID value is provided to the arc type and position determination unit 130 A plurality of arc
이상과 같이, 본 실시 예는 ESS 시스템에서 발생된 아크뿐만 아니라, 아크의 종류 및 아크 발생 위치를 검출함으로써, 다양한 아크 종류를 검출할 수 있는 효과를 발휘한다.As described above, the present embodiment can detect various types of arc by detecting not only the arc generated in the ESS system but also the arc type and the arc occurrence position.
또한, 본 실시 예는 ESS 시스템이 태양광 발전장치에 구성될 경우에, 검출된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지를 분석함으로써, 즉각적으로 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하여 이에 따른 화재를 사전에 방지할 수 있게 된다.In addition, this embodiment analyzes whether the detected arc is a series arc, a parallel arc, or a series-parallel arc in the case where the ESS system is configured in a solar power generation apparatus, thereby immediately opening or shorting the arc type string So that a fire can be prevented in advance.
또한, 본 실시 예는 화재 검출요소인 과열온도와 아크를 감지하여 관리자에게 제공하여 이를 확인한 후, 즉시 해당 ESS 시스템을 점검할 경우에 정확한 위치를 제공하여 점검 시간 단축 효과와 전기 화재 예측을 통해 화재를 사전에 대비할 수 있도록 함으로써, ESS 시스템의 안전적 운용과 인명 사고 및 재산 피해를 방지할 수 있게 된다.In addition, the present embodiment provides an accurate position when the ESS system is inspected immediately after detecting the overheat temperature and the arc, which are the fire detection elements, It is possible to prevent the safe operation of the ESS system, human accidents and property damage.
또한, 본 실시 예는 결로 발생을 실시간으로 검출하여 이에 따라 관리자에게 해당 검출 정보를 제공하며, 동시에 송풍기를 동작시켜 결로에 따른 누전 사고 피해를 최소화시킬 수 있는 효과를 발휘하게 된다.In addition, the present embodiment can detect the occurrence of condensation in real time, provide corresponding detection information to the manager, and at the same time, operate the blower to minimize the damage caused by the leakage accident caused by condensation.
또한, ESS 시스템에서 지락 검출시 ESS 시스템의 동작을 차단할 수 있도록 함으로써, 지락으로 인한 위험성을 최소화하는 효과를 발휘하게 된다.In addition, by allowing the ESS system to block the operation of the ESS system when a ground fault is detected, the effect of minimizing the risk due to the ground fault is exhibited.
도 1은 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 일례를 예시적으로 나타낸 전체 구성도.
도 2는 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 아크위치검출장치 일례를 예시적으로 나타낸 예시도.
도 3은 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 디지털 아크종류별조작장치 일례를 예시적으로 나타낸 블럭도.
도 4는 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 컨트롤러의 일례를 예시적으로 나타낸 블럭도.
도 5는 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 SAW온도검출부의 일례를 예시적으로 나타낸 구성도.
도 6은 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 결로검출부의 회로도를 나타낸 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an overall configuration diagrammatically illustrating an example of an ESS system with arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment; Fig.
2 is an exemplary view exemplarily showing an example of an arc position detecting device of an ESS system having arc detecting, temperature detecting, condensation detecting, and ground fault detecting functions according to an embodiment;
3 is a block diagram exemplarily showing an example of an operation device for each digital arc type of an ESS system having an arc detection, a temperature detection, a condensation detection, and a ground fault detection function according to an embodiment.
4 is a block diagram exemplarily illustrating an example of a controller of an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
5 is a block diagram exemplarily showing an example of a SAW temperature detector of an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
6 is an exemplary view showing a circuit diagram of a condensation detecting portion of an ESS system having an arc detection, a temperature detection, a condensation detection, and a ground fault detection function according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be obscured.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
또한, 이하의 실시 예에서 개시되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "이루어지다" 등의 용어들은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 구비하는 것으로 이해되어야 한다.Also, terms such as " comprising, "" comprising, "or " performed ", as disclosed in the following embodiments, mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated. It should be understood that the present invention is not limited to the components but includes other components.
또한, 이하의 실시 예에서 개시되는 아크 검출과 온도 검출과 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템은 ESS 시스템에서 발생된 아크뿐만 아니라, 아크의 종류 및 아크 발생 위치를 검출함으로써, 다양한 아크 종류를 검출할 수 있는 효과를 발휘한다.The ESS system having the arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions disclosed in the following embodiments detects not only the arc generated in the ESS system but also the arc type and the arc generation position, Can be detected.
또한, ESS 시스템이 태양광 발전장치에 구성될 경우에, 검출된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지를 분석함으로써, 즉각적으로 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하여 이에 따른 화재를 사전에 방지할 수 있게 된다.In addition, when the ESS system is configured in a solar power generator, by analyzing whether the detected arc is a series arc, a parallel arc, or a series-parallel arc, the opening or shorting of the arc type string is immediately performed The fire can be prevented in advance.
또한, 화재 검출요소인 과열온도와 아크를 감지 후 관리자에게 제공하여 이를 확인한 후, 즉시 해당 ESS 시스템을 점검할 경우에 정확한 위치를 제공하여 점검 시간 단축 효과와 전기 화재 예측을 통해 화재를 사전에 대비할 수 있도록 함으로써, ESS 시스템의 안전적 운용과 인명 사고 및 재산 피해를 방지할 수 있게 된다.In addition, after detecting the overheat temperature and arc, which is a fire detection factor, it is provided to the administrator to check the ESS system, and it provides precise position when checking the ESS system immediately, , It will be possible to prevent the safe operation of the ESS system, human accidents and property damage.
또한, 결로 발생을 실시간으로 검출하여 이에 따라 관리자에게 해당 검출 정보를 제공하며, 동시에 송풍기를 동작시켜 결로에 따른 누전 사고 피해를 최소화시킬 수 있는 효과를 발휘하게 된다.In addition, it is possible to detect the occurrence of condensation in real time, to provide the corresponding detection information to the manager, and at the same time to operate the blower to minimize the damage of the leakage accident caused by condensation.
또한, ESS 시스템에서 지락 검출시 ESS 시스템의 동작을 차단할 수 있도록 함으로써, 지락으로 인한 위험성을 최소화하는 효과를 발휘하게 된다.In addition, by allowing the ESS system to block the operation of the ESS system when a ground fault is detected, the effect of minimizing the risk due to the ground fault is exhibited.
이하에서는, 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템에 대하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions will be described in more detail.
도 1은 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템은, 에너지저장장치(1000, ESS), ESS용 광섬유(500), 아크위치검출장치(200), 디지털 아크종류별조작장치(100), SAW온도검출부(600), 결로검출부(700), 지락검출부(800), 컨트롤러(300)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment includes an
상기 에너지저장장치(1000, ESS)의 내부에는 ESS용 광섬유(500)를 구성하게 되는데, 아크 발생이 높은 부위를 경유하도록 배치하게 되는 것이다.An ESS
또한, 상기 ESS용 광섬유(500)에 일정 간격으로 아크위치검출장치(200)를 다수 배치하게 된다.In addition, a plurality of arc
이때, 다른 양태에 따라 일반적으로 상기 광섬유로 기본 광신호를 송출하는 광송신 유닛 및 상기 광송신 유닛에서 송출된 후 상기 광섬유를 통해 입력되는 광신호를 수신하는 광수신 유닛을 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical transmission apparatus including an optical transmission unit for transmitting a basic optical signal to the optical fiber, and a light receiving unit for receiving an optical signal transmitted through the optical fiber after being transmitted from the optical transmission unit.
상기 광송신 유닛에서 송출되는 기본 광신호는 상기 광섬유를 진행하는 기본 광신호에 아크가 입력되게 되면, 상기 기본 광신호는 특성이 변환되게 되며, 변환된 광신호가 상기 광수신 유닛에 입력된다.When the basic optical signal transmitted from the optical transmission unit is inputted to the basic optical signal proceeding through the optical fiber, the basic optical signal is converted in characteristics, and the converted optical signal is input to the optical receiving unit.
이에, 상기 광수신 유닛에서 변환된 광신호가 입력되게 되면 아크가 발생된 것으로 판단할 수도 있다.When the optical signal converted by the light receiving unit is inputted, it can be determined that an arc is generated.
또한, 에너지저장장치(1000, ESS) 내부에 온도 정보를 검출하는 SAW온도검출부(600)를 구성하고 있다.The
상기 SAW온도검출부(600)는 일정 간격으로 다수 형성될 수도 있으며, 한 개로 형성될 수도 있다.The plurality of
또한, 에너지저장장치(1000, ESS) 내부에 결로 정보를 검출하는 결로검출부(700)를 구성하고 있다.In addition, a
상기 온도 정보 검출을 통해 화재 여부를 판단할 수 있으며, 결로 정보 검출을 통해 누전 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.It is possible to determine whether or not a fire has occurred through the detection of the temperature information, and it is possible to prevent a leakage current accident by detecting condensation information in advance.
상기 결로검출부를 구성함에도 불구하고, 지락이 발생하는 경우가 존재하므로 이를 검출하기 위하여 지락검출부(800)를 구성하게 된다.Since the ground fault is generated in spite of the configuration of the condensation detector, the
이때, 지락검출부(800)는 계통의 선간 전압 및 접지와 계통의 각 상에 대한 전압을 실시간으로 검출하고, 이를 분석하여 계통의 지락 발생 여부를 판단하는 기능을 수행하게 된다.At this time, the ground
즉, 일반적으로 지락이 많이 발생하는 부위에 지락검출부를 구성하여 주기적으로 지락 검출 여부를 모니터링하게 되는 것이다.That is, in general, a ground fault detection unit is formed at a site where a lot of ground faults occur, and the ground faults are monitored periodically.
상기한 SAW온도검출부(600)와 결로검출부(700)는 일반적인 온도 센서 및 결로 센서로 구성할 수 있으나, 본 발명에서는 후술할 구성 요소로 이루어지는 것이 바람직하다.The SAW
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기한 광수신 유닛에서 해당 아크 발생 신호를 컨트롤러로 제공할 수도 있지만, 본 발명에서의 아크위치검출장치(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 자외선선택투과 필터(210), 아크발생센서부(220), 고유아이디값송출부(230)를 포함하여 이루어진다.In the meantime, according to the preferred embodiment of the present invention, the arc generation signal in the light receiving unit may be provided to the controller. However, as shown in FIG. 2, A
즉, 다수의 아크위치검출장치(200)를 광섬유에 일정 간격으로 설치 구성하되, 각각 아크 발생 정보를 컨트롤러로 제공하는 구성을 가지고 있다.That is, a plurality of arc
상기 자외선선택투과 필터(210)는 아크 발생시, 아크 중 자외선 영역의 빛만을 선택적으로 투과시키고 다른 파장 대역의 빛을 차단하게 된다.When the arc is generated, the ultraviolet
특히, 상기 광섬유가 절곡된 위치, 아크 발생이 빈번한 위치로 사전에 설정될 수 있으며, 자외선선택투과 필터의 변질 및 증발을 방지하기 위하여 상기 외측에 코팅이 이루어질 수도 있다.Particularly, the optical fiber may be previously set to a position where the optical fiber is bent and arc is frequently generated, and the outside may be coated to prevent deterioration and evaporation of the ultraviolet selective transmission filter.
그리고, 상기 아크발생센서부(220)는 자외선선택투과 필터를 통해 투과된 빛을 감지하여 전기 신호로 변환하여 고유아이디값송출부로 제공하게 된다.The arc
즉, 아크 발생시 해당 위치를 정확히 알 수 있도록 정보를 제공하기 위한 구성인 것이다.That is, it is a structure for providing information so that the position of the arc can be accurately known.
이때, 상기 고유아이디값송출부(230)는 고유아이디값을 가지고 있으며, 아크발생센서부로부터 전송된 전기 신호 획득시에 고유아이디값을 디지털 아크종류별조작장치(100)의 아크종류및위치판단부로 제공하여 아크 발생 위치를 판단할 수 있도록 한다.At this time, the unique ID
그리고, 상기 고유아이디값송출부와 디지털 아크종류별조작장치간의 신호 송수신을 위하여 유무선 통신을 이용할 수 있는데, 예를 들어, RFID 통신 방식, 지그비 통신 방식, 비콘 통신 방식 혹은 유선 케이블 등을 이용할 수 있을 것이다.For example, an RFID communication method, a Zigbee communication method, a beacon communication method, or a wired cable may be used for transmitting / receiving signals between the unique ID value transmitter and the digital ARC type operation device .
도 3은 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 디지털 아크종류별조작장치의 일례를 예시적으로 나타낸 블럭도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an operation device for each digital arc type in an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
도 3과 같이, 본 발명의 디지털 아크종류별조작장치(100)는 에너지저장장치(1000, ESS)에 설치 구성되게 된다.As shown in FIG. 3, the digital arc
바람직한 실시예에 따른 상기 디지털 아크종류별조작장치(100)는, 메모리부(120), 아크종류및위치판단부(130), 아크종류별조작처리부(140)를 포함하게 된다.The digital arc
일반적으로 아크 신호의 진폭은 시스템의 어디에서 아크가 발생하는가에 따라서 크게 변한다.In general, the amplitude of the arc signal varies greatly depending on where the arc occurs in the system.
이러한 사실 때문에 넓은 범위의 진폭에서 감지기가 올바르게 작동하도록 만드는 것이 중요한 관계로 A/D변환부를 구성할 수 있으며, 이를 통해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 것이다.Because of this fact, it is important to make the detector work correctly over a wide range of amplitudes, so that the A / D converter can be configured to convert the analog signal into a digital signal.
전기 아크 전류는 무질서한 주파수 스펙트럼으로 이어질 수 있다. The electric arc current may lead to a disordered frequency spectrum.
예를 들면, 아크의 스펙트럼은 DC로부터 전체 무선 주파수 스펙트럼을 거쳐서 초단파 및 광 방사까지 확장된다.For example, the spectrum of the arc extends from the DC to the microwave and light emission through the entire radio frequency spectrum.
상기의 A/D변환부를 통해 출력된 신호와 기 설정된 아크 기준치를 비교하여 아크 종류를 검출할 수 있게 되며, 상기 아크위치검출장치로부터 제공된 고유아이디값과 메모리부에 저장된 고유아이디값에 대한 설치위치를 참고하여 아크 발생 위치를 판단하게 되는 것이다.The arcing position detection unit detects an arc type by comparing the signal output through the A / D conversion unit with a predetermined arc reference value, The arc generation position is determined.
즉, 관리자에게 아크가 발생하였다는 정보뿐만 아니라, 아크의 종류, 아크가 발생한 정확한 위치까지도 제공할 수 있게 되는 것이다.That is, it is possible to provide not only the information that the arc has occurred to the manager but also the kind of the arc and the exact position where the arc has occurred.
상기 메모리부(120)에는 고유아이디값별 설치 위치 정보를 저장하게 된다.The
즉, 에너지저장장치(1000, ESS) 중 어느 부위인지 등을 확인하기 위한 것이다.That is, which part of the energy storage device 1000 (ESS).
또한, 아크 기준치 정보를 저장하고 있게 된다.In addition, the arc reference value information is stored.
이때, 상기 아크종류및위치판단부(130)는 출력된 신호와 기 설정된 아크 기준치를 비교하여 직렬 아크, 병렬 아크 및 직병렬 아크 중 어느 하나의 아크 종류를 검출하게 된다.At this time, the arc type and
그리고, 아크위치검출장치로부터 제공된 고유아이디값과 메모리부에 저장된 고유아이디값에 대한 설치위치를 참고하여 아크 발생 위치를 판단하게 되는 것이다.The arcing location is determined by referring to the installation location of the unique ID value provided from the arc position detection device and the unique ID value stored in the memory.
한편, 본 발명의 시스템이 태양광 발전장치에 구성될 경우에, 검출된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지를 분석함으로써, 즉각적으로 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하여 이에 따른 화재를 사전에 방지할 수 있게 된다.On the other hand, when the system of the present invention is configured in a solar power generation apparatus, by analyzing whether the detected arc is an arc of a serial arc, a parallel arc, or a direct parallel arc, It is possible to prevent a fire in advance.
즉, 태양광 발전장치에 구성될 경우에 바람직하게는 아크 종류를 분석하고, 이에 따른 후속조치를 취할 수 있도록 구성하는 것이다.That is, when the photovoltaic device is constructed, it is preferable that the arc type is analyzed and a follow-up action can be taken accordingly.
이를 위하여, 광섬유(500)와 아크위치검출장치(200)를 에너지저장장치(1000, ESS) 뿐만 아니라, 태양광 발전장치의 PV모듈에도 구성하게 되는 것이다.To this end, the
일반적으로, PV 모듈에서 측정된 아크 신호의 진폭은 어느 부위에서 아크가 발생하는가에 따라서 다르게 발생할 수 있다.In general, the amplitude of the arc signal measured in the PV module can occur differently depending on where the arc occurs.
따라서, 상기 아크종류및위치판단부(130)는 상기한 일반적인 특성을 토대로 PV 모듈로부터 발생된 직렬 아크, 병렬 아크 및 직병렬 아크 중 어느 하나의 아크 종류를 검출하되, 상기 출력된 신호가 상기 아크 기준치보다 크면 병렬 아크인 것으로 판단하고, 상기 출력된 신호가 상기 아크 기준치 내에 있으면 직병렬 아크인 것으로 판단하고, 상기 출력된 신호가 상기 아크 기준치보다 작으면 직렬 아크인 것으로 판단하는 것이다.Therefore, the arc type and
PV 모듈 및 부하에 직렬로 연결되는 부위에 발생하는 아크를 직렬 아크라 지칭할 수 있으며, 다른 예로서, 2개 전지들 사이의 연결 부위, 2개의 PV 모듈 사이의 연결 부위, 스트링의 연결 지점(부위), 주 DC 모선의 연결 부위 등에 직렬 아크가 발생하게 된다.The arc that occurs in the PV module and the portion connected in series with the load can be referred to as a serial AC, and as another example, a connection portion between two cells, a connection portion between two PV modules, ), A series arc is generated at the connection portion of the main DC bus line.
이와는 대조적으로 병렬 아크는 PV 어레이에 병렬로 연결된 부위에 발생하게 되며, 직렬 아크와 병렬 아크가 혼합된 직병렬 아크도 있는데, 예를 들어, 하나의 PV 모듈에는 병렬로 연결되지만, 나머지의 스트링에는 직렬로 연결되는 부위에 직병렬 아크가 발생할 수 있다.In contrast, a parallel arc occurs in a parallel connection to the PV array, and there is also a series-parallel arc with a series arc and a parallel arc, for example, one PV module is connected in parallel, Serial parallel arcing can occur at the site of the series connection.
이와 같이, 본 실시 예는 태양광 발전 시스템의 PV 모듈의 각 부위마다 발생되는 직류 아크, 병렬 아크 및 직병렬 아크를 보다 정확히 검출할 수 있다.As described above, the present embodiment can more accurately detect DC arc, parallel arc, and serial / parallel arc generated in each part of the PV module of the photovoltaic power generation system.
또한, 상기 아크종류별조작처리부(140)는 판단된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지에 대한 분석 정보를 참조하여 후속 조치를 수행하는 기능을 수행하게 된다.In addition, the arc type-specific
예를 들어, 에너지저장장치(1000, ESS)에 설치 구성하게 된다면, 에너지저장장치로 인가되는 전원 공급을 차단하도록 하는 신호로 사용하여 아크에 에너지저장장치(1000, ESS)의 소손을 방지할 수 있는 후속 조치를 취할 수 있으며, 소화 설비가 설치 구성된 경우에는 소화 설비의 동작을 제어하는 소화설비제어부로 동작 신호를 송출하여 대기 상태를 유지하도록 한 상태에서 온도검출부에 의해 검출된 온도가 화재로 판단되는 온도를 초과할 경우에 소화 설비를 동작시켜 화재를 진압하도록 하는 것이다.For example, if it is installed in the energy storage device 1000 (ESS), it can be used as a signal to cut off the power supply to the energy storage device so as to prevent burning of the
한편, 다른 실시예에 따라 에너지저장장치(1000, ESS) 뿐만 아니라, 태양광 발전장치에도 설치 구성할 경우에는 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하게 되는 것이다.On the other hand, according to another embodiment, when the solar cell is installed not only in the energy storage device 1000 (ESS) but also in the solar power generation device, the arc type string is opened or short-circuited.
상기 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하기 위하여, 상기 아크종류별조작처리부(140)는 직렬 아크일 경우에 주 DC 모선과 연결되어 있는 스트링을 개방시키기 위한 직렬아크처리모듈(141), 병렬 아크 혹은 직병렬 아크일 경우에 스크링을 개방하고, 일정시간 동안 아크 생성 주파수가 존재하는지를 판단하기 위한 잔존아크생성주파수판단모듈(142), 판단 결과 아크 생성 주파수가 존재할 경우에 스트링을 단락시키기 위한 병렬아크처리모듈(143)을 포함하여 구성되게 된다.In order to perform the opening or shorting of the arc type string, the arc type
또한, 본 발명에서 설명하고 있는 직렬 아크 고장은 도선에 단절이 있고 전류가 이 갭을 연결할 때에 발생한다. In addition, the series arc fault described in the present invention occurs when there is a break in the conductor and a current couples the gap.
반면에 병렬 아크 고장은 서로 다른 전위에 있는 도선들 사이에서 아크가 형성되었을 때에 발생한다. On the other hand, parallel arc faults occur when arcs are formed between conductors at different potentials.
잠재적인 병렬 아크 고장 경로에는 여러 가지가 있지만, 일반적인 종류의 병렬 아크 3가지는 다음과 같다.There are several potential parallel arc fault paths, but three common types of parallel arcs are:
첫째, 접지 도선에 대한 병렬 아크는 예를 들어, 전선관에 들어 있는 케이블의 마모, 설치 장비에 의한 훼손 혹은 손상으로 인하여 음극 DC 케이블이 양극 도체와 합선되는 경우에 발생할 수 있다. First, parallel arcing to ground leads can occur, for example, when the cathode DC cable is shorted to the anode conductor due to wear of the cable in the conduit, damage or damage to the installation equipment.
둘째, 스트링 교차 병렬 아크는 서로 다른 전위를 가진 서로 다른 스트링 상에 있는 도체들에서 아크가 형성될 때에 발생한다. Second, string crossed parallel arcs occur when arcs are formed in conductors on different strings with different potentials.
세째, 스트링간 병렬 아크는 단락이 생기는 스트링의 어느 곳에서든지 발생할 수 있다. 예를 들면, 접속반 내부가 될 수 있다.Third, parallel arcs between strings can occur anywhere in the string where the shorts occur. For example, it can be inside a connection board.
따라서, 본 발명에서는 상기한 직렬 아크 보다도 병렬 아크를 검출하고, 병렬 아크의 종류에 따라 제어하는 알고리즘을 달리하여 시스템의 심각한 피해를 사전에 방지하고자 하는 것이다.Accordingly, in the present invention, parallel arcs are detected rather than the serial arcs, and algorithms for controlling the parallel arcs according to the types of parallel arcs are different to prevent serious damage of the system in advance.
이를 위하여, 아크종류별조작처리부(140)를 통해 검출된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지에 따라 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하도록 하는 것이다.For this purpose, the arcs detected by the arc type-
상기 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하는 기술은 일반적인 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.The technique of performing the opening or shorting of the string is a general technique, and a detailed description thereof will be omitted.
상기의 구성은 스트링을 개방한 후, 아크 생성 주파수가 존재하는지를 판단하게 되며, 여전히 존재하게 되면 스트링을 단락시켜 아크를 소멸시키는 처리 과정을 제공하기 위한 것이다.The above configuration is for providing a process for opening the string to determine whether or not an arc generating frequency exists, and when the string is still present, the string is short-circuited to destroy the arc.
따라서, 아크를 소멸시키기 위하여 아크종류별조작처리부를 이용하여 스트링을 열게 한 다음에, 아크 생성 주파수가 여전히 존재하는 경우에는, 스트링을 단락시켜서 병렬 아크를 소멸시키는 것이다.Accordingly, in order to extinguish the arc, if the arc generation frequency is still present after the string is opened using the arc type operation processing unit, the string is short-circuited and the parallel arc is extinguished.
특히, 상기 아크종류별조작처리부는 아크 종류가 스트링 교차 병렬 아크인 경우 아크가 발생한 부위에 존재하는 양쪽 스트링들을 함께 단락시키는 것을 특징으로 한다.Particularly, the arc-type operation processing unit short-circuits both strings present in a portion where an arc occurs when the arc type is a string crossing parallel arc.
스트링 교차 병렬 아크가 발생하는 경우에는 아크 저항이 아크 전류 및 전력을 결정하게 된다. When a string crossed parallel arc occurs, the arc resistance determines the arc current and power.
예를 들어, 아크 고장 경로를 가로지르는 200 V의 하락은 이 아크가 전체 스트링을 가로지르는 고장에 비하여 더 짧은 도체 갭을 가진 상태에서 시작될 것임을 의미하며, 스트링간 병렬 아크의 도중에는 전류의 일부가 아크의 저항을 기반으로 하여 아크 경로를 통해서 보다 높은 전압 전위로부터 보다 낮은 전압 전위로 이동한다.For example, a drop of 200 V across an arc fault path means that this arc will start with a shorter conductor gap than a fault across the entire string, and during the inter-string parallel arc, Lt; RTI ID = 0.0 > voltage potential < / RTI > through the arc path.
따라서, 연쇄적 고장을 방지하기 위하여 양쪽 스트링을 단락시키는 것이다.Therefore, shorting both strings to prevent chain breakdown.
도 4는 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 컨트롤러의 일례를 예시적으로 나타낸 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating an example of a controller of an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
도 4에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(300)는, 모니터링정보송출부(310), 아크빈도연산부(320), 전기화재예측부(330), 온도이상판단부(340), 결로발생판단부(350), 지락발생판단부(360)를 포함하여 구성되게 된다.4, the
이때, 상기 모니터링정보송출부(310)는 상기 SAW온도검출부(600)에 의해 검출된 온도 정보, 아크종류별조작장치(100)로부터 판단된 아크 종류 정보와 아크 발생 위치 정보, 결로검출부(700)에 의해 검출된 결로 정보, 상기 지락검출부(800)에 의해 검출된 지락 정보를 모바일기기(2000) 혹은 통합관제센터단말기(3000)로 송출할 수 있는 제어 신호를 생성하여 출력하는 기능을 수행하게 된다.At this time, the monitoring
따라서, 관리자는 모바일기기 혹은 통합관제센서단말기를 이용하여 실시간으로 온도, 아크, 결로, 지락 등의 정보를 모니터링할 수 있게 된다.Accordingly, the manager can monitor information such as temperature, arc, condensation, and ground by using the mobile device or the integrated control sensor terminal in real time.
한편, 부가적인 양태에 따라, 전류검출부, 전압검출부를 더 포함하여 구성할 수도 있다.According to a further aspect of the present invention, a current detector and a voltage detector may be further included.
이때, 상기 전류검출부는 에너지저장장치(1000, ESS)로 인입되는 전력선의 전류 및 부하로 공급되는 전류를 검출하게 된다.At this time, the current detector detects the current of the power line and the current supplied to the load to the energy storage device 1000 (ESS).
예를 들어, CT(계기용 변류기)를 이용하여 일정 비율로 감소된 전류를 검출하도록 구성될 수 있다.For example, CT (meter current transformer) can be used to detect a reduced current at a constant rate.
상기 전압검출부는 에너지저장장치(1000, ESS)로 인입되는 전력선에 가압된 전압 및 부하에 걸리는 전압을 검출하게 된다.The voltage detector detects a voltage applied to a power line that is drawn into the energy storage device 1000 (ESS) and a voltage applied to the load.
예를 들어, PT(계기용 변압기)를 이용하여 일정 비율로 감소된 전압을 검출하도록 구성될 수 있다.For example, it can be configured to detect a reduced voltage at a constant rate using a PT (meter transformer).
상기와 같이 구성하는 이유는, 아크 발생시, 검출된 온도값 뿐만 아니라 전류값, 전압값 등을 참조하여 아크 종류 정보와 아크 발생 위치 정보와 함께 모바일기기 혹은 통합관제센터단말기(3000)로 송출하기 위한 것이다.The reason for configuring as described above is that when an arc is generated, the arc type information and the arc occurrence position information are transmitted to the mobile device or the integrated
이는 관리자가 아크 발생의 원인이 무엇인지를 판단할 수 있도록 아크 발생시 뒷받침될 수 있는 전류, 전압, 온도 정보를 함께 제공하기 위한 것이다.This is to provide the current, voltage, and temperature information that can be backed up in the event of an arc so that the administrator can determine what is causing the arc.
그리고 상기 아크빈도연산부(320)는 아크종류및위치판단부(130)에 의해 판단된 아크의 시간당 발생 빈도 또는 지속 시간을 연산하는 기능을 수행하게 된다.The
즉, 아크종류및위치판단부(130)가 감시 개시 후, 일정 주기마다 감지되는 신호의 빈도 또는 지속 시간을 검출하는 아크 발생 빈도 또는 아크 발생지속 시간을 연산한다.That is, the arc type and
일정 주기는 에너지저장장치(1000, ESS) 설치 조건 및 사용 환경 변화에 따른 아크빈도연산부의 기준이 변경될 수 있으며, 관리자가 사용 환경에 적합하게 조정할 수 있다.The reference period of the arc frequency arithmetic unit according to the installation condition of the energy storage device 1000 (ESS) and the usage environment change can be changed and the administrator can adjust the schedule period appropriately for the use environment.
예를 들어, 태양광 발전장치에 설치 구성될 경우라면, 일반적으로 태양광 어레이와 접속반 및 에너지저장장치(1000, ESS)의 특성상 아크가 감지되었다 하더라도, 이 감지된 아크가 정상적인 동작 즉, 스위치 개폐 등에 따른 정상적인 아크 일수도 있고, 정상적인 아크가 연속되거나 일정시간 동안 그 회수가 빈번하지 아니하다면 화재로 전이될 가능성이 희박한 것으로 판단할 수 있으므로, 이러한 경우에는 에너지저장장치(1000, ESS)와 태양광 접속반의 메인 전원을 차단하거나 부하를 차단하는 등의 태양광 발전 시스템의 운전에 영향을 주는 제어 동작을 하지 않는 것이 효율적이다.For example, if the arc is detected due to the characteristics of the solar array and the connection unit and the energy storage device 1000 (ESS), it is possible to detect a normal operation, that is, It may be a normal arc due to opening and closing, and it may be judged that there is little possibility of transition to fire if the normal arc is continuous or the number of times is not frequent for a certain period of time. In this case, It is effective not to perform a control operation affecting the operation of the photovoltaic power generation system such as shutting off the main power source of the optical connection unit or shutting off the load.
그리고 상기 전기화재예측부(330)는 시간당 발생 빈도 또는 지속 시간이 설정된 시간당 발생 빈도 또는 지속 시간을 충족할 경우에 모니터링정보송출부로 전원 차단 이벤트 신호를 제공하며, 에너지저장장치(1000, ESS)로 공급되는 전원을 차단하기 위한 기능을 수행하게 된다.The electric
이는 모니터링정보송출부를 통해 관리자의 모바일기기로 해당 정보를 제공하게 되면서 동시에 에너지저장장치(1000, ESS)로 공급되는 메인 전원을 즉시 차단하여 2차적 피해를 최소화하기 위한 것이다.This is to minimize the secondary damage by immediately shutting down the main power supplied to the energy storage device 1000 (ESS) while providing the corresponding information to the manager's mobile device through the monitoring information transmitting part.
그리고 상기 온도이상판단부(340)는 SAW온도검출부(600)에 의해 검출된 온도 정보와 기준 온도 정보를 비교하여, 기준 온도 정보를 벗어나게 되면 이상 상태로 판단하여 모니터링정보송출부로 온도 이상 이벤트 신호를 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.The temperature
예를 들어, 기준 온도가 30℃로 설정되어 있으며, 검출된 온도가 35℃라면 이상 상태로 판단하여 모니터링정보송출부로 온도 이상 이벤트 신호 즉, 검출된 온도값을 포함한 알람 정보를 제공하게 되는 것이다.For example, if the reference temperature is set to 30 deg. C and the detected temperature is 35 deg. C, it is judged as abnormal and the alarm information including the temperature abnormality event signal, i.e., the detected temperature value is provided to the monitoring information sending unit.
그리고 상기 결로발생판단부(350)는 결로검출부(700)에 의해 검출된 결로 정보와 기준 결로 정보를 비교하여, 기준 결로 정보를 벗어나게 되면 이상 상태로 판단하여 모니터링정보송출부로 결로 발생 이벤트 신호를 제공하며, 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변에 형성된 송풍기(900)로 동작 신호를 제공하기 위한 기능을 수행하게 된다.The condensation
예를 들어, 기준 결로값으로 5uA로 설정하였으며, 검출된 결로값이 10uA라면 이상 상태로 판단하여 모니터링정보송출부로 결로 발생 이벤트 신호 즉, 검출된 결로값을 포함한 알람 정보를 제공하게 되며, 동시에 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변에 형성된 송풍기(900)로 동작 신호를 송출하게 되는 것이다.For example, the reference condensation value is set to 5 uA. If the detected condensation value is 10 uA, it is determined to be an abnormal state, and the condensation occurrence event signal, that is, the alarm information including the detected condensation value is supplied to the monitoring information transmission unit. The operation signal is transmitted to the
도 5는 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 SAW온도검출부의 일례를 예시적으로 나타낸 구성도이다.5 is a block diagram exemplarily showing an example of a SAW temperature detector of an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 SAW온도검출부(600)는 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변의 온도 정보를 검출하는 기능을 수행하게 되는데, 이를 위하여, 온도 검출지점에 면접촉되는 베이스플레이트(610), 상기 베이스플레이트(610)에 설치되어 동작전원을 출력하는 동작전원공급모듈(620), 상기 동작전원공급모듈(620)에서 출력되는 전원으로 일정한 주파수를 가진 RF(Radio frequency) 전위를 출력하는 IDT(interdigital transducer) 전극(630); 상기 IDT 전극(630)에서 출력되는 RF 전위에 의해 발진하는 크리스탈 모듈(640); 상기 크리스탈 모듈(640)에서 발진되는 진동을 증폭하는 발진모듈(650) 및 상기 발진모듈(650)에서 출력되는 주파수를 출력하는 공진코일(660)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 5, the
상기 SAW온도검출부(600)는 온도를 검출하고자 하는 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변에 부착되어 온도 변화에 따라 발생된 크리스탈의 공진주파수를 발진하여 출력하는 것으로서, 온도 변화에 따른 공진주파수의 변화를 이용한 것이다.The
부연 설명하면, 크리스탈 한 면에 형성된 IDT(interdigital transducer) 전극을 통하여 일정한 주파수를 가진 RF(Radio frequency) 전위를 가하면, 2차 압전효과가 반복적으로 발생하면서 일정 주파수를 가진 표면탄성파가 발생한다. In other words, when an RF (radio frequency) potential having a constant frequency is applied through an IDT (interdigital transducer) electrode formed on one surface of a crystal, a secondary piezoelectric effect is repeatedly generated and a surface acoustic wave having a certain frequency is generated.
여기서, 표면탄성파에 의해 크리스탈이 발진하여 공진주파수를 출력하는데, 크리스탈에서 출력되는 공진주파수는 온도 변화에 따라 가변된다. Here, the crystal is oscillated by the surface acoustic wave to output the resonance frequency, and the resonance frequency output from the crystal varies according to the temperature change.
즉, 설정된 온도에서 발생되는 공진주파수와 온도 변화에 따라 발진된 공진주파수에는 소정의 차이가 발생된다.That is, a predetermined difference occurs in the resonance frequency generated at the set temperature and the resonance frequency oscillated according to the temperature change.
이때, 크리스탈에 인가되는 전원은 베이스플레이트(610)에 설치되어 동작전원을 출력하는 동작전원공급모듈(620)을 통해 제공된다.At this time, the power applied to the crystal is provided to the
한편, 다른 실시예에 따라 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변의 선로로부터 유도되는 유도 기전력을 이용할 수도 있으며, 이를 통해 크리스탈에서 발진된 공진주파수는 공진기를 이용하여 증폭되어 출력된다.Meanwhile, according to another embodiment, an induced electromotive force derived from a line in or around the energy storage device 1000 (ESS) may be used, and the resonance frequency oscillated in the crystal is amplified and outputted using a resonator.
이에 따라, 크리스탈의 고유 진동에 따른 설정된 온도에서의 공진주파수와 온도 변화에 따라 발진된 공진주파수를 비교하여 온도를 검출할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to detect the temperature by comparing the oscillated resonance frequency according to the resonance frequency and the temperature change at the set temperature according to the natural vibration of the crystal.
또한, SAW온도검출부에 구비되는 크리스탈의 고유 공진주파수를 각각 다르게 적용하고, 적용된 크리스탈에 의해 발진된 공진주파수를 검출하게 되면, 각 SAW온도검출부가 설치된 위치를 검출할 수 있게 된다.In addition, by applying the unique resonance frequencies of the crystals provided in the SAW temperature detecting unit to each other and detecting the resonance frequency oscillated by the applied crystal, the position where each SAW temperature detecting unit is installed can be detected.
따라서, 본 발명에서 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변에 SAW온도검출부를 구성하고, 일정 간격으로 SAW온도검출부가 다수 구성된 상태에서 온도가 설정된 온도 이상으로 감지될 경우에, 각각 다른 온도값을 전송하게 된다.Therefore, in the present invention, when the SAW temperature detector is constructed inside or around the energy storage device (ESS) 1000 and the temperature is detected to be equal to or higher than a set temperature in a state where a plurality of SAW temperature detectors are formed at regular intervals, .
이때, 각각의 온도값들을 서로 비교하여 어느 위치에서 화재 혹은 기타 온도를 높인 원인을 발생시켰는지를 판단할 수 있게 된다.At this time, it is possible to judge from which position the cause of raising the fire or other temperature is caused by comparing the respective temperature values with each other.
이때, 상기 SAW온도검출부는 온도의 변화에 따라 주파수를 발진하여 무선으로 컨트롤러(300)로 송출하게 된다.At this time, the SAW temperature detecting unit oscillates the frequency according to the change of the temperature, and transmits the frequency to the
다음은 각각의 구성수단들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Each of the constituent means will be described in detail below.
상기 베이스플레이트(610)는 온도 검출지점에 면접촉되는 형상을 가지는데, 예를 들어, 소정의 판 형상으로 이루어지고, 일측에는 온도 검출 대상에 나사 결합하기 위한 홈(611)이 형성된다.The
이때, 동작전원공급모듈(620)은 베이스플레이트(610)에 설치되어 동작전원을 출력하게 된다.At this time, the operation
이러한 경우에는 별도의 배터리를 구성하거나, 상용전원으로 공급하는 방식이다.In this case, a separate battery may be constructed or a commercial power supply may be used.
반면에 유도 기전력 방식으로 구성할 경우에 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, PCB기판에 유도코일이 나선형으로 배치된 형태로 이루어지는데, 유도코일의 길이에 비례하여 유도되는 기전력이 증가되게 된다. On the other hand, in the case of the induction electromotive force system, as shown in FIG. 5, the induction coil is arranged in a spiral shape on the PCB substrate, and the electromotive force induced in proportion to the length of the induction coil is increased.
이에, 동작전원공급모듈(620)에서 출력되는 동작 전원은 균일한 동작 전원을 출력하도록 저항 및 콘덴서를 더 포함하여 구성될 수 있다.Accordingly, the operation power output from the operation
그리고, IDT(interdigital transducer) 전극(630)을 형성함으로써, 동작전원공급모듈(620)에서 출력되는 전원으로 일정한 주파수를 가진 RF(Radio frequency) 전위를 출력하게 된다.By forming the IDT (interdigital transducer)
이때, IDT 전극(630)의 상측에는 크리스탈 모듈(640)을 형성하게 되며, 이를 통해 IDT 전극(630)에서 출력되는 RF 전위에 의해 발진하게 된다.At this time, a
크리스탈은 압전효과의 특성을 갖는 소자의 한 종류로서, 매우 정밀한 기준 신호원이며 광범위의 전자기기에 응용되고 있다.Crystal is a kind of device that has the characteristics of piezoelectric effect and is a very precise reference source and is applied to a wide range of electronic devices.
여기서, 압전효과란 어떤 특정의 결정성 재료(예를 들면, 크리스탈 등)에 응력을 가하면, 응력의 기계적 스트레스에 비례하여 결정성 재료표면 사이에 전장이 발생되고(1차 압전효과), 반대로 결정성재료표면 사이에 전장을 걸어주면 결정성 재료에 기계적인 변형이 생기는 것으로(2차 압전효과), 전기적 에너지와 기계적 에너지가 상호 변형되는 특이한 현상을 의미한다.Here, the piezoelectric effect refers to a phenomenon that when a stress is applied to a specific crystalline material (e.g., a crystal or the like), an electric field is generated between the surfaces of the crystalline material in proportion to the mechanical stress of the stress (primary piezoelectric effect) When the electric field is applied between the surfaces of the material, mechanical deformation occurs in the crystalline material (secondary piezoelectric effect), which means that the electric energy and the mechanical energy are mutually deformed.
따라서, 상기 동작전원공급모듈(620)에서 출력되는 전원을 IDT(interdigital transducer) 전극(630)을 통해 크리스탈 모듈(640)에 인가하게 되면, 상기 크리스탈 모듈에서 2차 압전효과가 반복적으로 발생하면서 일정 주파수를 가진 탄성파가 발생한다.Therefore, when the power output from the operation
상기 탄성파는 크리스탈을 공진시키게 되는데, 크리스탈의 공진 주파수는 크리스탈의 주변 온도와 상관관계가 있다.The elastic waves resonate the crystal, and the resonance frequency of the crystal correlates with the ambient temperature of the crystal.
즉, 크리스탈의 기본 공진주파수와 온도에 따른 변화된 공진주파수의 차이를 분석하면, 온도를 검출할 수 있게 된다. That is, by analyzing the difference between the fundamental resonance frequency of the crystal and the changed resonance frequency according to the temperature, the temperature can be detected.
또한, 크리스탈의 두께는 크리스탈의 기본 공진주파수를 결정하는 중요한 인자이다. In addition, the thickness of the crystal is an important factor determining the fundamental resonance frequency of the crystal.
부연 설명하면, 크리스탈의 가공 두께에 따라 공진주파수를 가변시킬 수 있으므로, 공진주파수가 각각 다른 크리스탈을 SAW온도검출부에 적용하고, SAW온도검출부가 설치된 위치의 SAW온도검출부에 대한 공진주파수를 미리 지정하여 저장하게 되면, 검출된 공진주파수에 대한 위치를 확인할 수 있다.In other words, since the resonance frequency can be varied according to the processing thickness of the crystal, a crystal having a different resonance frequency is applied to the SAW temperature detecting unit, and the resonance frequency for the SAW temperature detecting unit at the position where the SAW temperature detecting unit is installed Once stored, the position of the detected resonant frequency can be determined.
이때, 발진모듈(650)을 통해 상기 크리스탈 모듈(640)에서 발진되는 진동을 증폭하게 되며, 공진코일(660)에 의해 상기 발진모듈(650)에서 출력되는 주파수를 출력하게 되는 것이다.At this time, the vibration generated by the
또한, 상기 동작전원공급모듈(620), IDT 전극(630), 크리스탈 모듈(640), 발진모듈(650) 및 공진코일(660)을 보호하기 위한 보호캡(670)이 상기 베이스플레이트(610) 상부에 결합된다.A
이와 같은 구성의 SAW온도검출부는 검출하고자 하는 위치에 간단히 설치할 수 있고, 크리스탈의 공진주파수를 무선으로 출력함에 따라 온도를 용이하게 검출할 수 있음은 물론, 크리스탈의 고유공진주파수에 따라 위치를 파악할 수 있다.The SAW temperature detector having such a configuration can be installed simply at a position to be detected, and the temperature can be easily detected by outputting the resonance frequency of the crystal wirelessly, and the position can be determined according to the natural resonance frequency of the crystal have.
일반적으로 크리스탈의 공진주파수는 425 ~ 442MHz의 범위에서 각각의 공진주파수가 서로 중첩되지 않도록 12개로 구분하여 구성된다.Generally, the resonance frequency of the crystal is divided into 12 groups so that the respective resonance frequencies do not overlap each other in the range of 425 to 442 MHz.
예를 들어, 검출된 공진주파수의 범위가 425.0 ~ 426.4MHz인 경우, 제1 SAW온도검출부에서 출력된 주파수로 확인할 수 있고, 상기 제1 SAW온도검출부가 설치되는 위치를 검출할 수 있게 된다.For example, when the range of the detected resonance frequency is 425.0 to 426.4 MHz, it can be confirmed by the frequency outputted from the first SAW temperature detecting unit, and the position where the first SAW temperature detecting unit is installed can be detected.
따라서, 본 발명과 같이, 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변에 복수 개의 SAW온도검출부가 구성된 상태에서 설정된 온도 이상으로 감지될 경우에, 설치된 위치에 따라 각기 다른 온도값을 전송하게 되는 것이다.Accordingly, when a plurality of SAW temperature detectors are formed in or around the energy storage device 1000 (ESS), the temperature values are different depending on the installed temperature .
도 6은 일 실시 예에 따른 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템의 결로검출부의 회로도를 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary view showing a circuit diagram of a condensation detecting unit of an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions according to an embodiment.
도 6에 도시한 바와 같이, 결로검출부(700)는 에너지저장장치(1000, ESS) 내부 혹은 주변의 결로 정보를 검출하는 기능을 수행하게 된다.As shown in FIG. 6, the
즉, 결로검출부(700)는 결로센서(705)에 제1 트랜지스터(701, Tr1)와 제2 트랜지스터(702, Tr2)를 병렬로 접속한 슈미트 회로를 구성하고, 제1 트랜지스터(701, Tr1)의 베이스에는 결로센서(705)와 가변저항기(706)가 설치되며, 상기 제1 트랜지스터(401, Tr1)의 콜렉터에는 제2 트랜지스터(702, Tr2)의 베이스가 연결되고, 상기 제2 트랜지스터(702, Tr2)의 콜렉터에는 제3 트랜지스터(703, Tr3)의 베이스가 연결되며, 상기 제3 트랜지스터(703, Tr3)의 에미터에는 제4 트랜지스터(704, Tr4)의 베이스가 연결되고, 상기 제1 트랜지스터(701, Tr1)의 콜렉터와 상기 제4 트랜지스터(704, Tr4)의 콜렉터가 출력단자에 연결되며, 상기 제4 트랜지스터(704, Tr4)와 병렬로 LED(707)가 설치된다.That is, the
이때, 상기 출력단자는 결로발생판단부(350)와 연결되어 결로 여부를 판단할 수 있도록 하는 것이다.At this time, the output terminal is connected to the condensation
상기 결로검출부의 회로도에 대해서 설명하면, 결로가 발생하지 않은 노점온도 이하에서 상기 결로센서(705)의 저항은 ∞Ω으로 제1 트랜지스터(701)의 베이스 전압은 0V이다. A circuit diagram of the condensation detecting unit will be described. The resistance of the
이에, 상기 제1 트랜지스터(701)는 개방되고, 제2 트랜지스터(702)의 베이스에 전압이 인가되어 제2 트랜지스터(702)는 도통되며, 상기 제2 트랜지스터(702)의 도통에 따라 인가된 전류는 제2 트랜지스터(702)의 콜렉터에 연결된 저항(R5)과 제2 트랜지스터(702)의 에미터에 연결된 저항(R4)을 통해 흐르게 된다.The
이때, 에너지저장장치(1000, ESS) 내의 습도가 상승하여 상기 결로센서(705)의 저항값이 소정값 이하로 낮아지게 되면, 제1 트랜지스터(701)의 베이스에 전압이 인가되어 제1 트랜지스터(701)는 도통되고 제2 트랜지스터(702)는 개방된다. At this time, when the humidity of the energy storage device 1000 (ESS) rises and the resistance value of the
제2 트랜지스터(702)의 개방에 따라 제3 트랜지스터(703)와 제4 트랜지스터(704)는 도통되고, 상기 제4 트랜지스터(704)에 병렬로 연결된 LED(707)가 점등된다.The
여기서, 가변저항기(706)는 상기 결로센서(705)의 저항 영역을 조절하여 습도 검출의 민감도를 조절하게 된다.Here, the
이에, 상기 제4 트랜지스터(704)의 콜렉터에서 출력되는 출력신호를 결로발생판단부(350)에서 획득하여 결로의 여부를 판단하게 되는 것이다.The condensation
한편, 지락검출부(800)는 계통의 선간 전압 및 접지와 계통의 각 상에 대한 전압을 실시간으로 검출하고, 이를 분석하여 계통의 지락 발생 여부를 판단하는 기능을 수행하게 되는데, 이를 위하여, 3상 계통의 각 상에 접속되어 3상 계통의 선간 전압 및 접지와 계통의 전압을 검출하기 위한 전압검출센서를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the ground
예를 들어, 설명하자면, 상기 지락검출부는 계통이 비접지 계통인 경우, 계통의 R,S,T 상 중 어느 한 상의 접지와의 전압이 0V 이고, 다른 두 상의 전압과 위상이 변동됨을 전압검출센서로부터 감지하면, 접지와의 전압이 0V인 해당 상에 지락이 발생된 것으로 판단할 수 있다.For example, when the system is a non-grounded system, the ground fault detection unit detects that the voltage with respect to the ground of any one of the R, S, and T phases of the system is 0 V, If it is detected from the sensor, it can be judged that a ground fault has occurred in the corresponding phase of which the voltage with respect to the ground is 0V.
구체적으로 계통이 비접지 계통일 경우, 지락이 발생하지 않는 정상 상태에서는 접지와 R,S,T 상의 전압은 계통 전압의 상전압의 값을 나타낸다. Specifically, when the system is a non-grounded system, the ground and the voltages on R, S, and T indicate the phase voltage value of the system voltage in a steady state where no ground fault occurs.
그러나 계통의 R,S,T상 중 한 상에서 지락이 발생하게 되면 지락이 발생된 상의 접지와의 전압은 0V의 값이 나타나게 되고, 다른 두 상의 접지와의 전압은 위상과 전압 크기가 변동될 수 있다.However, if a ground fault occurs on one of the R, S, or T phases of the system, the voltage with ground to the ground fault will appear to be 0V, and the voltage with ground to the other two phases may vary in phase and voltage magnitude .
이에 따라 지락검출부(800)는 접지와 계통 R,S,T 상에 대한 전압을 각각 검출하고 이를 비교 분석하여 지락을 판단할 수 있다.Accordingly, the ground
따라서, 어느 상의 전압이 지락이 발생했는지의 검출이 가능하게 되며, 상기 지락검출부에 의하여 검출된 지락 정보를 제공하게 되면, 모바일기기(2000) 혹은 통합관제센터단말기(3000)에서는 지락 시의 접지와 계통 R,S,T 상의 전압 파형을 화면에 출력시키기 위한 파형출력부를 포함하여 구성할 수 있다.Accordingly, when the ground fault detected by the ground fault detecting unit is provided, the
예를 들어, 파형출력부는 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 상기 제공된 지락 정보를 가지고 결과 파형을 화면에 출력시키게 됨으로써, 관리자가 현재 어느 상에서 문제가 발생하였는지를 판단할 수가 있게 되는 것이다.For example, the waveform output unit outputs the resultant waveform to the screen using the provided ground fault information by using the simulation program, thereby enabling the administrator to determine which fault occurred in which phase.
이상에서 설명된 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다.The ESS system having the arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions described above can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable medium.
컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로세서에 의해 액세스 가능한 임의의 매체일 수 있다. 이러한 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체 둘 다, 착탈식과 비착탈식 매체, 통신 매체, 저장 매체 및 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다.The computer readable medium may be any medium accessible by the processor. Such media can include both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media, communication media, storage media, and computer storage media.
통신 매체는 컴퓨터 판독 가능한 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 반송파 또는 기타 전송 메커니즘 등의 변조된 데이터 신호의 기타 데이터를 포함할 수 있고, 공지된 임의의 기타 형태의 정보 전달 매체를 포함할 수 있다.A communication medium may include computer readable instructions, data structures, program modules, other data of a modulated data signal such as a carrier wave or other transmission mechanism, and may include any other form of information delivery medium known in the art.
저장 매체는 RAM, 플래시 메모리, ROM, EPROM, 전기적으로 소거 가능한 판독 전용 메모리("EEPROM"), 레지스터, 하드 디스크, 착탈식 디스크, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리("CD-ROM"), 또는 공지된 임의의 기타 형태의 저장 매체를 포함할 수 있다.The storage medium may be any type of storage medium such as RAM, flash memory, ROM, EPROM, electrically erasable read only memory ("EEPROM"), registers, hard disk, removable disk, compact disk read only memory Or any other type of storage medium.
이러한 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, 다른 고체 메모리 기술, CDROM, 디지털 다용도 디스크(DVD), 또는 다른 광 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.Such computer storage media may be embodied as program instructions, such as RAM, ROM, EPROM, EEPROM, flash memory, other solid state memory technology, CDROMs, digital versatile disks (DVDs) or other optical storage, magnetic cassettes, magnetic tape, magnetic disk storage, Lt; RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Examples of program instructions may include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 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 실시 예는 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.
100 : 디지털 아크종류별조작장치
200 : 아크위치검출장치
300 : 컨트롤러
500 : ESS용 광섬유
600 : SAW온도검출부
700 : 결로검출부
800 : 지락검출부
1000 : 에너지저장장치
2000 : 모바일기기
3000 : 통합관제센터단말기100: Digital arc type control device
200: an arc position detecting device
300: controller
500: Fiber for ESS
600: SAW temperature detector
700: condensation detection unit
800: Ground fault detection unit
1000: Energy storage device
2000: Mobile devices
3000: Integrated control center terminal
Claims (5)
신재생에너지발전원에 의해 발전된 전력을 저장하기 위한 에너지저장장치(1000, ESS);
상기 에너지저장장치의 내부 주요 기기를 경유하도록 배치되는 ESS용 광섬유(500):
아크발생센서부를 포함하고 있으며, 아크발생센서부로부터 전송된 전기 신호를 획득할 경우에 고유아이디값을 아크종류및위치판단부(130)로 제공하여 아크 발생 위치를 판단하며, 상기 ESS용 광섬유에 일정 간격으로 다수 배치되는 아크위치검출장치(200);
상기 에너지저장장치에 형성되는 디지털 아크종류별조작장치(100);
상기 에너지저장장치의 온도 정보를 검출하는 SAW온도검출부(600);
상기 에너지저장장치의 결로 정보를 검출하는 결로검출부(700);
계통의 선간 전압 및 접지와 계통의 각 상에 대한 전압을 실시간으로 검출하고, 이를 분석하여 계통의 지락 발생 여부를 판단하는 지락검출부(800); 및
상기 SAW온도검출부(600)에 의해 검출된 온도 정보, 아크종류별조작장치(100)로부터 판단된 아크 종류 정보와 아크 발생 위치 정보, 결로검출부(700)에 의해 검출된 결로 정보, 상기 지락검출부(800)에 의해 검출된 지락 정보를 모바일기기(2000) 혹은 통합관제센터단말기(3000)로 송출할 수 있는 제어 신호를 생성하여 출력하는 모니터링정보송출부(310)를 포함하여 구성되는 컨트롤러(300);
를 포함하여 구성되고,
상기 디지털 아크종류별조작장치(100)는,
고유아이디값별 설치 위치 정보, 아크 기준치 정보를 저장하고 있는 메모리부(120);
상기 출력된 신호와 기 설정된 아크 기준치를 비교하여 직렬 아크, 병렬 아크 및 직병렬 아크 중 어느 하나의 아크 종류를 검출하며, 아크위치검출장치로부터 제공된 고유아이디값을 메모리부를 참고하여 아크 발생 위치를 판단하기 위한 아크종류및위치판단부(130);
상기 판단된 아크가 직렬 아크, 병렬 아크, 직병렬 아크 중 어느 아크인지에 대한 분석 정보를 참조하여 후속 조치를 수행하기 위한 아크종류별조작처리부(140);
를 포함하여 구성되되,
상기 아크종류별조작처리부(140)는,
태양광 발전장치의 디지털 아크종류별조작장치(100)에 설치 구성될 경우, 아크 종류별 스트링의 개방 혹은 단락을 수행하는 것을 특징으로 하는 아크 검출과 온도 검출과 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템.
In an ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection functions,
An energy storage device (1000, ESS) for storing electric power developed by a renewable energy generation source;
An optical fiber for ESS (500) arranged to pass through an internal main device of the energy storage device:
And an arc generation sensor unit. When acquiring an electric signal transmitted from the arc generation sensor unit, a unique ID value is provided to the arc type and position determination unit 130 to determine an arc generation position. A plurality of arc position detecting devices 200 arranged at predetermined intervals;
A digital arc type control device 100 formed in the energy storage device;
A SAW temperature detector 600 for detecting temperature information of the energy storage device;
A condensation detector (700) for detecting condensation information of the energy storage device;
A ground fault detection unit 800 for detecting in real time a line-to-line voltage of the system and a voltage for each phase of the ground and the system and analyzing the voltage to determine whether or not the system is grounded; And
Temperature information detected by the SAW temperature detector 600, arc type information and arc generation position information determined from the operation device 100 for each arc type, condensation information detected by the condensation detector 700, A controller 300 configured to generate a control signal for outputting the ground fault information detected by the controller 300 to the mobile device 2000 or the integrated control center terminal 3000 and output the generated control signal;
And,
The digital arc type-specific operation device 100,
A memory unit 120 for storing mounting position information and arc reference value information for each unique ID value;
The arcs are detected by comparing the output signal with a predetermined arc reference value, and the arcing type of any one of the serial arc, the parallel arc, and the serial / parallel arc is detected. The unique ID value provided from the arc position detecting device is determined An arc type and position determination unit 130 for performing arc type and position determination;
An arc type operation processing unit 140 for performing a follow-up action with reference to analysis information on whether the determined arc is an arc of a serial arc, a parallel arc, or a serial / parallel arc;
, ≪ / RTI >
The arc-type operation processing unit 140,
The ESS system having arc detection, temperature detection, condensation detection, and ground fault detection, characterized in that the arc type string is opened or short-circuited when installed in the digital arc type control device (100) .
상기 SAW온도검출부(600)는,
온도 검출지점에 면접촉되는 베이스플레이트(610);
상기 베이스플레이트(610)에 설치되어 동작전원을 출력하는 동작전원공급모듈(620);
상기 동작전원공급모듈(620)에서 출력되는 전원으로 일정한 주파수를 가진 RF(Radio frequency) 전위를 출력하는 IDT(interdigital transducer) 전극(630);
상기 IDT 전극(330)에서 출력되는 RF 전위에 의해 발진하는 크리스탈 모듈(640);
상기 크리스탈 모듈(640)에서 발진되는 진동을 증폭하는 발진모듈(650); 및
상기 발진모듈(650)에서 출력되는 주파수를 출력하는 공진코일(660);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템.
The method according to claim 1,
The SAW temperature detector 600 detects a temperature
A base plate 610 in surface contact with the temperature detection point;
An operation power supply module 620 installed on the base plate 610 to output operation power;
An interdigital transducer (IDT) electrode 630 for outputting an RF (Radio Frequency) potential having a predetermined frequency to the power output from the operation power supply module 620;
A crystal module 640 oscillated by an RF potential output from the IDT electrode 330;
An oscillation module 650 for amplifying the oscillation generated in the crystal module 640; And
A resonance coil 660 for outputting a frequency output from the oscillation module 650;
And an ESS system having an arc detection, a temperature detection, a condensation detection, and a ground fault detection function.
상기 컨트롤러(300)는,
아크종류및위치판단부(120)에 의해 판단된 아크의 시간당 발생 빈도 또는 지속 시간을 연산하는 아크빈도연산부(320);
상기 시간당 발생 빈도 또는 지속 시간이 설정된 시간당 발생 빈도 또는 지속 시간을 충족할 경우에 모니터링정보송출부로 전원 차단 이벤트 신호를 제공하며, 에너지저장장치로 공급되는 전원을 차단하기 위한 전기화재예측부(330);
SAW온도검출부(600)에 의해 검출된 온도 정보와 기준 온도 정보를 비교하여, 기준 온도 정보를 벗어나게 되면 이상 상태로 판단하여 모니터링정보송출부로 온도 이상 이벤트 신호를 제공하기 위한 온도이상판단부(340);
결로검출부(700)에 의해 검출된 결로 정보와 기준 결로 정보를 비교하여, 기준 결로 정보를 벗어나게 되면 이상 상태로 판단하여 모니터링정보송출부로 결로 발생 이벤트 신호를 제공하며, 에너지저장장치에 형성된 송풍기(900)로 동작 신호를 제공하기 위한 결로발생판단부(350);
계통의 선간 전압 및 접지와 계통의 각 상에 대한 전압을 실시간으로 검출하고, 이를 분석하여 계통의 지락 발생 여부를 판단하는 지락검출부(800)에 의해 판단된 결과를 획득하여 계통의 지락 발생에 따라 모니터링정보송출부로 지락 발생 이벤트 신호를 제공하며, 시스템을 정지시키기 위한 제어 신호를 전원공급장치로 제공하기 위한 지락발생판단부(360);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템.
The method according to claim 1,
The controller (300)
An arc frequency calculator 320 for calculating an occurrence frequency or duration of the arc determined by the arc type and position determiner 120;
An electric fire predicting unit 330 for providing a power shutdown event signal to the monitoring information transmission unit and shutting off power supplied to the energy storage device when the occurrence frequency or duration per hour meets the occurrence frequency or duration per set time, ;
A temperature abnormality determination unit 340 for comparing the temperature information detected by the SAW temperature detection unit 600 with the reference temperature information, determining that the abnormality occurs when the reference temperature information is deviated, and providing a temperature abnormality event signal to the monitoring information transmission unit, ;
The control unit 600 compares the condensation information detected by the condensation detection unit 700 with the reference condensation information. If the condensation information deviates from the reference condensation information, the condensation detection unit 700 determines that the condensation is abnormal and provides a condensation occurrence event signal to the monitoring information transmission unit. A condensation occurrence determination unit 350 for providing an operation signal to the condensation occurrence determination unit 350;
A line ground voltage of the system and a voltage of each phase of the ground and the system are detected in real time and analyzed to determine whether or not a ground fault has occurred in the system. A ground fault occurrence determination unit 360 for providing a ground fault occurrence event signal to the monitoring information transmission unit and providing a control signal for stopping the system to the power supply unit;
And an ESS system having an arc detection, a temperature detection, a condensation detection, and a ground fault detection function.
상기 결로검출부(700)는,
결로센서(705)를 포함하되,
결로센서(705)에 제1 트랜지스터(701, Tr1)와 제2 트랜지스터(702, Tr2)를 병렬로 접속한 슈미트 회로를 구성하고,
제1 트랜지스터(701, Tr1)의 베이스에는 결로센서(705)와 가변저항기(706)가 설치되며,
상기 제1 트랜지스터(701, Tr1)의 콜렉터에는 제2 트랜지스터(702, Tr2)의 베이스가 연결되고, 상기 제2 트랜지스터(702, Tr2)의 콜렉터에는 제3 트랜지스터(703, Tr3)의 베이스가 연결되며, 상기 제3 트랜지스터(703, Tr3)의 에미터에는 제4 트랜지스터(704, Tr4)의 베이스가 연결되고, 상기 제1 트랜지스터(701, Tr1)의 콜렉터와 상기 제4 트랜지스터(704, Tr4)의 콜렉터가 출력단자에 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기 출력단자는 결로발생판단부(350)와 연결됨으로써, 결로발생판단부(350)에서 결로 여부를 판단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 아크 검출, 온도 검출, 결로 검출 및 지락 검출 기능을 구비한 ESS 시스템.
The method according to claim 1,
The condensation detector (700)
A condensation sensor 705,
A Schmitt circuit in which the first transistor 701 (Tr1) and the second transistor 702 (Tr2) are connected in parallel to the condensation sensor 705 is formed,
A condensation sensor 705 and a variable resistor 706 are provided at the bases of the first transistors 701 and Tr1,
The base of the second transistor 702 is connected to the collector of the first transistor 701 and the base of the third transistor 703 is connected to the collector of the second transistor 702, Tr4 are connected to the emitters of the third and fourth transistors 703 and Tr3 and the collector of the first transistor 701 and the fourth transistor Tr4 are connected to the emitter of the third transistor 703, And the output terminal is connected to the condensation occurrence determination unit 350 so that the condensation occurrence determination unit 350 can determine whether condensation has occurred or not. ESS system with temperature detection, condensation detection and ground fault detection.
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