KR101939541B1 - 아크 검출 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저 - Google Patents

아크 검출 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크 방전 발생을 감지 및 통보할 수 있는 태양광 발전 에너지 옵티마이저에 관한 것으로,
이는 인터리브드(interleaved) 방식으로 연결된 다수의 스위칭부를 구비하고, 상기 다수의 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 입력 전압을 승압 또는 강압시켜 출력하는 컨버팅부; 상기 입력 전압의 전압 레벨에 따라 제어 모드를 가변하며, 상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면 최대 전력점 추종(MPPT:Maximum Power Point Tracking) 제어 동작을 수행하여 상기 다수의 스위칭부 각각에 제공된 PWM의 듀티폭을 가변시키는 MPPT 제어부; 초음파를 센싱하여 초음파 신호를 획득 및 출력하는 초음파 센싱부; 및 상기 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하는 초음파 분석 동작을 수행하되, 상기 MPPT 제어부의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면 상기 초음파 분석 동작을 일시 중지하는 아크 검출부를 포함할 수 있다.

Description

아크 검출 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저{Solar power energy optimizer with arc detection function}
본 발명은 태양광 발전 에너지 옵티마이저에 관한 것으로, 특히 아크 방전 발생을 감지 및 통보할 수 있도록 하는 태양광 발전 에너지 옵티마이저에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은 광전지(PV) 패널을 통해 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환한 후, DC-DC 컨버터 등과 같은 전력 변환 장치를 통해 배터리 또는 전력망에 전력을 공급하도록 한다.
특히, 전력망에 연결된 태양광 발전 시스템의 경우, 계통 부하를 무한대로 변동 가능한 부하로 가정하고, 시스템의 효율을 높이기 위하여 태양전지에서 발생하는 전력을 최대로 이용할 수 있는 최대전력지점 추종방식(MPPT: Maximum Power Point Tracking)에 따라 출력 전력의 동작점을 결정한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 종래의 DC-DC 컨버터(100)는 인터리브드(interleaved) 방식으로 연결된 4개의 스위칭부(111~114)를 통해 입력 전압을 승압 또는 강하하는 컨버팅부(110)와 입력 전압의 전압 레벨에 따라 제어 모드를 가변하고, 제어 모드가 정상/MPPT 모드가 되면 MPPT 제어 동작을 통해 4개의 스위칭부(111~114) 각각에 제공되는 PWM의 듀티폭을 가변하는 MPPT 제어부(120)를 포함함을 알 수 있다.
컨버팅부(110)의 4개의 스위칭부(111~114)는 입력 양단과 출력 양단 사이에서 각 90도마다 인터리브드(상호배치)되며, 스위칭부(111~114) 각각은 PWM에 따라 동작 제어되는 스위치(SW1) 이외에 자체 인덕터(L1) 및 다이오드(D1)를 더 포함할 수 있다.
100kHz의 스위칭 주파수를 디폴트로, 각 부분은 25kHz에서 작동한다. 컨버팅부(110)은 또한 각 브랜치마다 하나씩, 총 4개의 제로 크로싱 블록(crossing blocks)을 통합한다. 이들은 출력에서 입력으로, 역으로 흐르는 전류를 예방하기 위해 관련 동기 전류기(synchronous rectifier)를 끄는 역할을 한다.
정확한 작동시작 순서를 위해, MPPT 제어부(120)는 처음에는 스탠바이 모드에서 버스트(burst) 모드로 진입한다. 버스트 모드에서는 입력 전압이 사전 설정한 제1값보다 크면, 순차적으로 4개의 위상을 하나씩 작동시킨다. 처음에는 위상 1만 버스트 방식으로 작동하기 시작하며 15번의 사이클 중 한 번의 사이클만을 위해 인덕터를 충전한다. 그러면 위상 1이 스위칭 주파수 디폴트 100kHz에서 모든 사이클에서 스위치가 켜질 때까지 사용률(duty cycle)은 점차적으로 증가한다. 위상 1이 정상상태 조건에 도달 한 후에 다른 위상들은 위상 3, 위상 2, 위상 4 순서대로 스위치가 켜진다.
그리고 위상 모두가 활성화되면, 정상/MPPT 모드로 진입하여 PV 패널의 출력 전압 및 전류를 기반으로 현재 전력을 산출하고, 현재 전력이 최대 전력을 추종하도록 PWM 듀티폭을 가변하는 MPPT 제어 동작을 수행하도록 한다.
다만, 이와 같이 구성되는 DC-DC 컨버터는 전력 변환 장치의 일종이므로, 아크 방전과 같은 문제가 일어날 수 있으나, 종래의 DC-DC 컨버터는 아크 방전 발생을 감지 및 통보하기 위한 수단을 전혀 구비하지 못하는 단점이 있다.
국내등록특허 제10-1595060호(등록일자 : 2016년02월11일)
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 아크 방전 발생을 감지 및 통보할 수 있는 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 제공하고자 한다.
또한 DC-DC 컨버터의 스위칭 동작에 의한 잡음으로 인한 오검출 발생 가능성을 최소화할 수 있도록 하는 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 인터리브드(interleaved) 방식으로 연결된 다수의 스위칭부를 구비하고, 상기 다수의 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 입력 전압을 승압 또는 강압시켜 출력하는 컨버팅부; 상기 입력 전압의 전압 레벨에 따라 제어 모드를 가변하며, 상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면 최대 전력점 추종(MPPT:Maximum Power Point Tracking) 제어 동작을 수행하여 상기 다수의 스위칭부 각각에 제공된 PWM의 듀티폭을 가변시키는 MPPT 제어부; 초음파를 센싱하여 초음파 신호를 획득 및 출력하는 초음파 센싱부; 및 상기 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하는 초음파 분석 동작을 수행하되, 상기 MPPT 제어부의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면 상기 초음파 분석 동작을 일시 중지하는 아크 검출부를 포함하는 아크 방전 감시 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 제공한다.
상기 아크 검출부는 상기 MPPT 제어부의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면, 상기 초음파 신호를 폐기하고, 그렇지 않으면 상기 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 태양광 발전 에너지 옵티마이저는 상기 다수의 스위칭부의 스위칭 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 스위치 잡음 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 MPPT 제어부는 상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드인 경우, 상기 스위치 잡음 필터를 통해 상기 초음파 신호를 우선 필터링한 후, 상기 초음파 분석 동작을 수행하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
뿐 만 아니라 상기 태양광 발전 에너지 옵티마이저는 버스트 모드에서 발생하는 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 제1 스위칭 잡음 필터부; 및 정상/MPPT 모드에서 발생하는 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 제2 스위칭 잡음 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 MPPT 제어부는 상기 제어 모드가 동작 대기 모드인 경우에는, 상기 제1 및 제2 스위칭 잡음 필터부의 이용 없이 초음파 분석 동작을 수행하도록 하되, 상기 제어 모드가 버스트 모드인 경우에는 상기 제1 스위칭 잡음 필터부를 통해 상기 초음파 신호를 필터링한 후 초음파 분석 동작을 수행하고, 상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드에서는 상기 제2 스위칭 잡음 필터부를 통해 초음파 신호를 필터링한 후 초음파 분석 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 발전 에너지 옵티마이저는 초음파 기반으로 아크 방전 발생을 검출 및 통보할 수 있으며, 또한 DC-DC 컨버터의 스위칭 동작에 의한 잡음으로 인한 오검출 발생 가능성도 최소화할 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저의 제어 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저의 아크 방전 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저의 아크 방전 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
도 2을 참고하면, 본 발명의 태양광 발전 에너지 옵티마이저(200)는 컨버팅부(210)와 MPPT 제어부(220) 이외에 초음파 센서(230), 증폭부(240), 아크 검출부(250), 동작 제어부(260) 및 통신부(270) 등을 포함할 수 있다.
컨버팅부(210)는 입력 양단과 출력 양단 사이에서 각 90도마다 인터리브드(상호배치)된 4개의 스위칭부(111~114), 입력 양단에 병렬 배치된 입력 캐패시터(Cin), 출력 양단에 병렬 배치된 출력 캐패시터(Cout)를 구비하고, 4개의 스위칭부(111~114) 각각은 다시 입력 캐패시터(Cin)의 일단과 출력 캐피시터(Cout)의 일단 사이에 직렬 연결된 인덕턴스(L)와 다이오드(D), 인덕턴스(L)와 다이오드(D)의 접점과 입력 캐패시터(Cin)의 타단단과 출력 캐피시터(Cout)의 타단 사이의 접점 사이에 연결되어, PWM에 따라 동작 제어되는 스위치(SW1) 이외에 자체 인덕터(L1) 및 다이오드(D1)를 더 포함할 수 있다.
MPPT 제어부(220)는 도 3에서와 같이 컨버팅부(210)의 입력 전압(즉, PV 모듈의 출력 전압)이 사전 설정된 제1 값(예를 들어, 6.5V)보다 작으면, 컨버팅부(210)를 동작 대기시키는 동작대기 모드를 설정하고, 입력 전압이 사전 설정된 제 2값(예를 들어, 6V)이 되면, 다수의 스위칭부를 하나씩 순차적으로 동작 활성화시키는 버스트 모드를 설정하고, 다수의 스위칭부 모두가 동작 활성화되면 정상/MPPT 모드를 설정하도록 한다. 그리고 정상/MPPT 모드에서는 컨버팅부(210)의 입력 전압 및 입력 전류를 현재 전력을 산출하고, 현재 전력이 최대 전력을 추종하도록 PWM 듀티폭을 가변하는 MPPT 제어 동작을 수행하도록 한다.
초음파 센서(230)는 컨버팅부(210)의 내외부에서 발생하는 초음파를 센싱하고, 증폭부(240)는 초음파 신호를 아크 검출부(250)가 인식 가능한 신호 레벨로 증폭하여 준다.
아크 검출부(250)는 초음파 센서(230)를 통해 센싱된 초음파를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하는 초음파 분석 동작을 수행한다. 다만, MPPT 제어부의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면, 상기의 초음파 분석 동작을 일시 중지하도록 한다. 아크 발생에 따른 초음파 신호는 30 kHz 내지 48 kHz 대역의 주파수를 가진다.
참고로, MPPT 제어부(220)는 IC 칩 기반으로 구현되나, 컨버팅부(210)는 스위치 소자와 같은 아날로그 회로 기반으로 구현된다. 따라서, MPPT 제어 동작에 의해 컨버팅부(210)에 구비된 다수의 스위치가 구동되는 경우, 스위치 구동에 따른 초음파가 발생할 수 있다.
이에 본 발명에서는 정상/MPPT 모드시에는 스위치 구동에 의해 발생되는 초음파로 인해 아크 방전 발생 여부를 오판단할 수 있음을 고려하여, 정상/MPPT 모드시에는 상기의 초음파 분석 동작을 일시 중지하도록 한다.
동작 제어부(260)는 아크 방전 발생이 확인되면, DC-DC 컨버터(200)을 즉각 중지하고, 통신부(270)는 아크 방전 발생을 기 등록된 외부 장치(미도시)에 통보해준다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저의 아크 방전 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, MPPT 제어부(220)의 제어 모드를 확인한다(S11).
만약, MPPT 제어부(220)의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면, 초음파 센싱 및 분석을 일시 중지한 후, 단계 S11로 재진입한다(S12).
반면, MPPT 제어부(220)의 제어 모드가 정상/MPPT 모드가 아니면, 태양광 발전 에너지 옵티마이저는 초음파 센서(230)를 통해 DC-DC 컨버터 내부에서 발생하는 각종 초음파를 센싱한다(S13).
단계 S12를 통해 센싱된 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하고(S14), 아크 방전 발생이 확인된 경우에 한해 DC-DC 컨버터의 동작을 일시 중지하고, 외부 장치에 통보하도록 한다(S15).
도 4의 방법은 MPPT 제어부(220)의 제어 모드에 따라 초음파 분석 동작의 수행 여부를 결정하도록 하나, 경우에 따라서는 도 5에서와 같이 초음파 분석 동작을 계속적으로 수행하되, MPPT 제어부(220)의 제어 모드에 따라 초음파 분석 결과를 폐기하는 방식으로 구현될 수도 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저의 아크 방전 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서는 초음파 센서(230)를 통해 DC-DC 컨버터 내부에서 발생하는 각종 초음파를 센싱함과 동시에(S21), MPPT 제어부(220)의 제어 모드를 확인하도록 한다(S22).
만약, MPPT 제어부(220)의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면, 현재 감지된 초음파 신호가 스위칭 잡음에 의한 것이라고 판단한 후, 현재 센싱된 초음파 신호를 폐기 처리하되(S23), 그렇지 않으면 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하도록 한다(S24).
그리고 아크 방전 발생이 확인된 경우에 한해 DC-DC 컨버터의 동작을 일시 중지하고, 외부 장치에 통보하도록 한다(S25).
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 발전 에너지 옵티마이저를 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 태양광 발전 에너지 옵티마이저(200)는 컨버팅부(210)와 MPPT 제어부(220), 초음파 센서(230), 증폭부(240), 아크 검출부(250), 동작 제어부(260), 및 통신부(270) 이외에 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 스위칭 잡음 필터부(280)를 더 포함하도록 한다.
즉, 본 발명은 초음파 센서(230)가 센싱한 초음파를 스위칭 잡음 필터부(280)를 통해 필터링함으로써, 초음파에 포함된 스위치 구동 잡음을 사전 제거할 수 있도록 한다. 그리고 아크 검출부(250)를 통해 스위치 구동 잡음이 사전 제거된 초음파를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 검출할 수 있도록 한다.
더하여, 정상/MPPT 모드에서 스위치 구동 잡음이 주로 발생하나, 버스트 모드시에도 미약한 스위치 구동 잡음이 발생할 수도 있다.
이에 도 6의 스위칭 잡음 필터부(280)를 도 7에서와 같이 버스트 모드에서 발생하는 제1 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 제1 스위칭 잡음 필터부(281)와, 정상/MPPT 모드에서 발생하는 제2 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 제2 스위칭 잡음 필터부(282)를 세분화할 수 있도록 한다. 이때, 제1 및 제2 스위치 구동 잡음에 따른 주파수 대역은 해당 모드에서의 스위치 구동 잡음 측정 결과에 의해 결정되며, 이는 사용자에 의해 사전 설정될 수 있다.
그리고 MPPT 제어부(220)의 제어 모드에 따라 제1 및 제2 스위칭 잡음 필터부(281, 282)를 선택적으로 이용하여 초음파 신호를 필터링한 후, 필터링된 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 검출할 수도 있도록 한다.
즉, MPPT 제어부(220)의 제어 모드가 동작 대기 모드인 경우에는, 제1 및 제2 스위칭 잡음 필터부(281, 282)의 이용 없이 초음파 신호를 수신 및 분석하도록 하되, 버스트 모드인 경우에는 제1 스위칭 잡음 필터부(281)를 통해 초음파 신호를 필터링한 후 초음파 분석 동작을 수행하고, 정상/MPPT 모드에서는 제2 스위칭 잡음 필터부(282)를 통해 초음파 신호를 필터링한 후 초음파 분석 동작을 수행하도록 한다.
이러한 경우, MPPT 제어부(220)의 제어 모드에 상관없이 아크 방전 발생 여부를 검출하되, 스위칭 잡음에 의한 오판단 가능성을 사전 차단할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 인터리브드(interleaved) 방식으로 연결된 다수의 스위칭부를 구비하고, 상기 다수의 스위칭부의 스위칭 동작을 통해 입력 전압을 승압 또는 강압시켜 출력하는 컨버팅부;
    상기 입력 전압의 전압 레벨에 따라 제어 모드를 가변하며, 상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면 최대 전력점 추종(MPPT:Maximum Power Point Tracking) 제어 동작을 수행하여 상기 다수의 스위칭부 각각에 제공된 PWM의 듀티폭을 가변시키는 MPPT 제어부;
    초음파를 센싱하여 초음파 신호를 획득 및 출력하는 초음파 센싱부; 및
    상기 MPPT 제어부의 제어 모드가 스탠바이 모드와 버스트 모드이면, 상기 초음파 신호를 기반으로 아크 방전 발생 여부를 확인하는 초음파 분석 동작을 수행하고, 상기 MPPT 제어부의 제어 모드가 정상/MPPT 모드이면 상기 초음파 신호를 폐기하고 상기 초음파 분석 동작을 일시 중지하는 아크 검출부를 포함하는 아크 방전 감시 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 스위칭부의 스위칭 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 스위치 잡음 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 방전 감시 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저.
  4. 제3항에 있어서, 상기 MPPT 제어부는
    상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드인 경우, 상기 스위치 잡음 필터를 통해 상기 초음파 신호를 우선 필터링한 후, 상기 초음파 분석 동작을 수행하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 방전 감시 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저.
  5. 제1항에 있어서,
    버스트 모드에서 발생하는 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 제1 스위칭 잡음 필터부; 및
    정상/MPPT 모드에서 발생하는 스위치 구동 잡음에 대응되는 주파수 대역을 필터링하는 제2 스위칭 잡음 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 방전 감시 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저.
  6. 제5항에 있어서, 상기 MPPT 제어부는
    상기 제어 모드가 동작 대기 모드인 경우에는, 상기 제1 및 제2 스위칭 잡음 필터부의 이용 없이 초음파 분석 동작을 수행하도록 하되, 상기 제어 모드가 버스트 모드인 경우에는 상기 제1 스위칭 잡음 필터부를 통해 상기 초음파 신호를 필터링한 후 초음파 분석 동작을 수행하고, 상기 제어 모드가 정상/MPPT 모드에서는 상기 제2 스위칭 잡음 필터부를 통해 초음파 신호를 필터링한 후 초음파 분석 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 아크 방전 감시 기능을 구비한 태양광 발전 에너지 옵티마이저.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112305308A (zh) * 2020-10-21 2021-02-02 阳光电源股份有限公司 一种直流电弧检测方法、装置及组串逆变器
CN112631365A (zh) * 2020-12-21 2021-04-09 湘潭大学 一种基于scasl的光伏发电多峰值mppt控制方法
KR20210076535A (ko) 2019-12-16 2021-06-24 (주) 다쓰테크 파워 옵티마이저, 그리고 이를 이용한 계통연계형 pv 시스템에서의 파워 옵티마이저 제어방법
CN114696742A (zh) * 2022-06-01 2022-07-01 阳光电源股份有限公司 光伏***直流电弧故障检测方法、装置、设备及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134445A (ja) * 2013-01-10 2014-07-24 Mitsubishi Electric Corp アーク検出装置
KR101595060B1 (ko) 2014-10-01 2016-02-17 한국에너지기술연구원 태양광 발전 시스템의 동적 최대전력지점 추종 기능을 구비한 인버터장치 및 상기 인버터장치의 동적최대전력지점 추종 방법
KR101602844B1 (ko) * 2015-10-27 2016-03-21 지투파워 (주) 과열 및 아크 검출을 통해 전기화재 감시진단 기능을 갖는 태양광 접속반
JP2016157364A (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 京セラ株式会社 電力制御装置及びその制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014134445A (ja) * 2013-01-10 2014-07-24 Mitsubishi Electric Corp アーク検出装置
KR101595060B1 (ko) 2014-10-01 2016-02-17 한국에너지기술연구원 태양광 발전 시스템의 동적 최대전력지점 추종 기능을 구비한 인버터장치 및 상기 인버터장치의 동적최대전력지점 추종 방법
JP2016157364A (ja) * 2015-02-26 2016-09-01 京セラ株式会社 電力制御装置及びその制御方法
KR101602844B1 (ko) * 2015-10-27 2016-03-21 지투파워 (주) 과열 및 아크 검출을 통해 전기화재 감시진단 기능을 갖는 태양광 접속반

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210076535A (ko) 2019-12-16 2021-06-24 (주) 다쓰테크 파워 옵티마이저, 그리고 이를 이용한 계통연계형 pv 시스템에서의 파워 옵티마이저 제어방법
CN112305308A (zh) * 2020-10-21 2021-02-02 阳光电源股份有限公司 一种直流电弧检测方法、装置及组串逆变器
CN112305308B (zh) * 2020-10-21 2023-08-11 阳光电源股份有限公司 一种直流电弧检测方法、装置及组串逆变器
CN112631365A (zh) * 2020-12-21 2021-04-09 湘潭大学 一种基于scasl的光伏发电多峰值mppt控制方法
CN112631365B (zh) * 2020-12-21 2022-02-18 湘潭大学 一种基于scasl的光伏发电多峰值mppt控制方法
CN114696742A (zh) * 2022-06-01 2022-07-01 阳光电源股份有限公司 光伏***直流电弧故障检测方法、装置、设备及介质
CN114696742B (zh) * 2022-06-01 2022-09-13 阳光电源股份有限公司 光伏***直流电弧故障检测方法、装置、设备及介质

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