KR102075575B1 - Control Method for Maximum Power Traction Point Tracking (MPPT) of Wave-Power Generator - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a generator control method for maximum power point tracking (MPPT) of a turbine for wave power generation which can increase power generation efficiency by controlling a rotor speed of a permanent magnet generator for maximum power point tracking of a turbine in a wave power generation system. The generator control method for maximum power point tracking of the turbine for wave power generation comprises: (S100) a step in which power is generated by a generator of a wave power generation apparatus by driving a turbine of the wave power generation apparatus; (S110) a step in which the wave power generation apparatus performs charging control generation in accordance with a maximum power point tracking (MPPT) algorithm; (S130) a step in which the wave power generation apparatus determines a maximum power control mode or a constant voltage mode in accordance with the remaining power of a battery unit (S120), and charges the battery unit in accordance with the determined mode; (S160) a step in which a generator control server tracks a maximum power tracking point of the wave power generation apparatus in accordance with the remaining power of the battery unit measured by a maximum power point tracking control unit; and (S170) a step in which the maximum power point tracking control unit controls the generator of the wave power generation apparatus to be operated at the maximum power tracking point in accordance with the tracked result.

Description

파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법{Control Method for Maximum Power Traction Point Tracking (MPPT) of Wave-Power Generator}Generator Control Method for Maximum Power Tracking of Wave Power Turbine {Control Method for Maximum Power Traction Point Tracking (MPPT) of Wave-Power Generator}

본 발명은 발전기 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a generator control, and more particularly, to a generator control method for tracking the maximum power of the turbine for wave power generation for tracking the maximum power of the turbine for wave power generation.

일반적으로 해양에 설치되는 부유형 해양구조물(브이 등)은 해양에서 각종 정보를 수집하거나 부표에 사용되는 것으로 육상 또는 해상의 기지로 정보를 송신하여 위치를 인식하거나 여러 가지 연구를 돕는 실험장비로 사용되고 있다.In general, floating marine structures (V, etc.) installed in the ocean are used for collecting various information from the ocean or used for buoys, and are used as experimental equipment to recognize the location by sending information to land or sea bases and to help various research. have.

이러한 부유형 해양구조물은 기본적으로 발전을 위한 전력이 필요하게 된다. 종래에는 태양의 광량에 따라 발전하는 태양광 발전만을 이용하여 왔기 때문에 계절 및 날씨의 변화에 의해 심하게 변동하는 광량에 따라 전력생산량의 편차가 커 전력시스템의 안정성이 떨어지고, 흐린 날씨가 지속될 경우 등명기가 점등하지 못하거나 배터리의 수명에도 악영향을 미쳐 제 기능을 수행하지 못할 뿐만 아니라 유지보수 비용이 증가하는 단점이 있었다.These floating offshore structures basically require power for power generation. Conventionally, since only solar power generation is generated according to the amount of light of the sun, the power output is largely varied according to the quantity of light that is severely changed by the change of seasons and weather. It could not turn on or adversely affect the life of the battery, which would not only function properly but also increase maintenance costs.

근래에는 이러한 태양광 발전 대신에 해양구조물 내부에 진동수주(Oscillating water column) 형태의 파력 발전장치를 내장하고 있는 진동수주 파력발전설비에 대한 연구가 활발하다.In recent years, researches on vibration frequency wave power generation facilities that incorporate wave power generators in the form of oscillating water columns in marine structures instead of solar power generation have been actively conducted.

상기한 진동수주형 파력발전설비는 부유형 구조물인 등부표 내부에 설치되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 등부표(1)의 내부에는 해수면에 부유하는 기둥 형태의 진동수주(3)가 있고, 상기 진동수주(3)의 상부에는 전력생산을 위한 웰즈터빈(5) 및 발전기(7)가 설치된다. 그리고 진동수주(3)의 하부에는 해수의 유입 및 유출을 위한 통로가 형성되며, 하단에는 침추(2)가 형성되어 있다.The vibration-type wave power generation equipment is installed inside the back buoy which is a floating structure, and as shown in FIG. 1, there is a column-shaped vibration column 3 floating on the sea surface as shown in FIG. 1. The wells turbine 5 and the generator 7 for electric power production are installed in the upper part of the order 3. And a passage for the inflow and outflow of sea water is formed in the lower portion of the oscillation column (3), the lower side is formed with a pendulum (2).

상기와 같은 구성의 파력발전설비는, 파도의 움직임에 따라 진동수주(3) 하부의 통로를 통해 해수의 유입 및 유출이 반복적으로 이루어지게 되며, 진동수주(3) 내 물기둥의 높이가 상하로 변화하면서 내부에 있는 공기가 압축과 팽창을 반복하게 된다.In the wave power generation system having the above configuration, the inflow and outflow of seawater is made repeatedly through a passage under the vibration column 3 according to the movement of the wave, and the height of the water column in the vibration column 3 changes up and down. As the air inside compresses and expands repeatedly.

그에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 공기압의 변화에 의해 진동수주(3) 상부에 설치된 웰즈터빈(5)의 로터(4)가 회전하게 되며, 웰즈터빈(5)과 전기적으로 연결된 발전기(7)를 통해 전력을 생산하게 된다Accordingly, as shown in FIG. 2, the rotor 4 of the wells turbine 5 installed on the vibration frequency 3 is rotated by the change of air pressure, and the generator 7 electrically connected to the wells turbine 5. To generate power

이러한 웰즈터빈(5)은 구조가 간단하고 정격출력에서 발전 변환 효율이 뛰어나 진동수주형 파력발전설비에 많이 사용되고 있다.Such a wells turbine 5 has a simple structure and excellent power generation conversion efficiency at a rated output, so that it is widely used for vibration-type wave power generation equipment.

그러나 웰즈터빈(5)은 초기 기동 효율 및 특성이 좋지 못하고, 웰즈터빈(5)과 직결되는 발전기(7)는 영구자석 형태의 구조로 인해 내부 자석의 세기를 조절하지 못하는 단점이 있었다. 이러한 단점으로 인해 종래의 파력발전설비에서는 파력 발전을 통해 발생되는 전력을 효과적으로 충전하지 못하게 되어 발전 효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.However, the wells turbine 5 has poor initial starting efficiency and characteristics, and the generator 7 directly connected to the wells turbine 5 has a disadvantage in that it cannot control the strength of the internal magnet due to the structure of the permanent magnet. Due to these drawbacks, the conventional wave power generation equipment does not effectively charge the power generated by the wave power generation, causing a problem in that power generation efficiency is lowered.

즉 일반적으로 진동수주형 파력발전장치에서는 웰즈터빈과 영구자석 발전기가 직결 연결된 형태로 구성된다. 이러한 구조에서 웰즈터빈 자체의 기계적 토크를 제외하더라도 상기 웰즈터빈에는 발전기의 토크가 걸리게 된다.That is, in general, in the vibration-type wave power generator, a wells turbine and a permanent magnet generator are directly connected. In this structure, the wells turbine is subjected to the torque of the generator even if the mechanical torque of the wells turbine itself is excluded.

여기서 발전기의 토크는 발전기 내부 자속에 의해 결정되며 일정한 값을 갖는다.Here, the torque of the generator is determined by the magnetic flux inside the generator and has a constant value.

그런데 웰즈터빈은 저속에서 낮은 효율을 구성하므로 저속(통상적으로 800rpm 이하)에서 일정치 이하의 낮은 토크만이 작용해야 회전하여 고속으로 운전할 수 있다. 이를 위해 발전기의 자속 세기를 일정치 이하로 제어하여 발전기 자체에 걸리는 토크를 줄이게 되는데, 이는 웰즈터빈 자체에 걸리는 토크를 작게 하여 발전기가 초기 기동시 일정치 이하의 저속 구간을 벗어날 수 있도록 한다.Wells turbine, however, constitutes low efficiency at low speed, so only a low torque below a certain value must be applied at low speed (typically 800 rpm or less) to rotate and operate at high speed. To this end, the magnetic flux strength of the generator is controlled to a certain value to reduce the torque applied to the generator itself. This reduces the torque applied to the wells turbine itself so that the generator can escape the low speed section below the predetermined value at initial startup.

그러나 자속의 세기를 낮게 유지하면 발전기에서 유기되는 기전력(전압)이 낮아지게 된다. 이러한 구성에서 발전기를 정류하여 배터리에 예를 들어 12V를 충전하려 할 경우 발전기의 속도는 2000rpm 이상이 되어야 한다.However, if the intensity of the magnetic flux is kept low, the electromotive force (voltage) induced by the generator is lowered. In this configuration, if the generator is to be rectified to charge a battery, for example 12V, the generator speed must be 2000 rpm or higher.

즉, 웰즈터빈이 상기한 저속 구간을 벗어나더라도 2000rpm까지 속도가 증가할 때까지는 충전하지 못한다.In other words, even if the wells turbine is out of the low speed section, it cannot be charged until the speed increases to 2000 rpm.

발전기의 출력 전압을 높이기 위해 자속을 증가시키면 토크가 증가하여 초기 저속에서 벗어날 수 없다. 또한 저속 구간을 벗어나기 위해 자속의 세기를 감소시키면 출력 전압이 떨어져 고속으로 운전되는 구간에서도 충전을 하지 못하게 된다.Increasing the magnetic flux to increase the output voltage of the generator increases the torque and cannot escape the initial low speed. In addition, if the intensity of the magnetic flux is reduced to get out of the low speed section, the output voltage drops, preventing charging even in a high speed section.

특허문헌 1. 대한민국 공개특허 10-2012-0111387호 - 파력발전기Patent Document 1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0111387-Wave Power Generator 특허문헌 2. 대한민국 공개특허 10-2010-0133364호 - 파력 발전 장치 및 송전Patent Document 2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0133364-Wave power generation device and transmission

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파력발전 시스템에서 터빈의 최대출력추적(MPPT)을 위하여 영구자석 발전기의 회전자 속도를 제어하여 발전효율을 높일 수 있는 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above disadvantages and problems of the prior art, it is possible to increase the power generation efficiency by controlling the rotor speed of the permanent magnet generator for the maximum output tracking (MPPT) of the turbine in the wave power generation system It is an object of the present invention to provide a generator control method for tracking the maximum power of a turbine for wave power generation.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 파력발전장치의 터빈 구동에 따라 파력발전장치의 발전기에서 전력이 발전되는 단계; 상기 파력발전장치는 최대출력추적점(MPPT) 알고리즘에 따라 충전제어 발전하는 단계; 상기 파력발전장치는 배터리부 전력잔량에 따라 최대전력 제어모드 또는 정전압 모드를 결정하고, 결정된 모드에 따라 배터리부를 충전하는 단계; 발전기 제어 서버는 센서부로부터 상기 파력발전장치의 터빈에 유입 및 유출되는 해수의 이동속도와 온도변화를 센싱하는 단계; 상기 발전기 제어 서버는 센싱된 값과 미리 저장된 최대 발전효율을 비교하는 단계; 상기 비교결과에 따라 상기 발전기제어 서버는 최대출력추적 제어부에서 측정된 배터리부의 전력잔량에 따라 파력발전장치의 최대출력추적점을 추적하는 단계; 및 상기 추적된 결과에 따라 상기 최대출력추적 제어부가 상기 파력발전장치의 발전기가 최대출력추적점에서 동작되도록 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of generating power in the generator of the wave power generator according to the drive of the turbine power generator; The wave power generator is configured to generate charge control according to a maximum output tracking point (MPPT) algorithm; The wave power generator includes determining a maximum power control mode or a constant voltage mode according to the remaining power of the battery unit, and charging the battery unit according to the determined mode; The generator control server senses the movement speed and temperature change of the sea water flowing in and out of the turbine of the wave power generator from the sensor unit; The generator control server comparing the sensed value with a maximum power generation efficiency previously stored; The generator control server tracking the maximum output tracking point of the wave power generator according to the remaining power of the battery unit measured by the maximum output tracking control unit according to the comparison result; And according to the tracked result, the maximum output tracking control unit controlling the generator of the wave power generator to operate at the maximum output tracking point. The generator for tracking the maximum power of the turbine for wave power generation, comprising: Provide a control method.

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또한 최대전력제어모드는 상기 배터리부의 전압을 센싱하여 상기 배터리부에 충전이 필요한 경우, 상기 배터리부가 방전되는 것을 보호하기 위해 부하단을 차단하고 상기 배터리부가 충전되는 상태를 유지하도록 작동시키고, 상기 정전압모드는 상기 배터리부가 완충된 경우 과충전을 방지하기 위해 배터리의 과전압수치를 넘을 경우 상기 최대전력추적점(MPPT : Maximum Power Point Tracking)을 변경하여 상기 배터리부가 과충전되지 않도록 정전압(Constant Voltage, CV) 모드로 동작시키도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the maximum power control mode senses the voltage of the battery unit and when the battery unit needs to be charged, the load is interrupted to protect the battery unit is discharged to operate to maintain the state in which the battery unit is charged, the constant voltage The mode is a constant voltage (CV) mode in which the battery part is not overcharged by changing the maximum power point tracking (MPPT) when the battery part exceeds the overvoltage value of the battery to prevent overcharging when the battery part is fully charged. It characterized in that to operate as.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.

첫째, 파력발전 시스템에서 터빈의 최대출력추적(MPPT)을 위하여 영구자석 발전기의 회전자 속도를 제어하여 발전효율을 높일 수 있다.First, it is possible to increase the power generation efficiency by controlling the rotor speed of the permanent magnet generator for the maximum power tracking (MPPT) of the turbine in the wave power generation system.

둘째, 최대전력추적 알고리즘을 통해 충전 제어되어 최대출력추적점에서 동작되도록 할 수 있다.Second, charge control can be performed through the maximum power tracking algorithm to operate at the maximum output tracking point.

도 1은 일반적인 진동 수주 파력 발전 설비를 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 진동 수주 파력 발전 설비에서의 웰즈터빈과 발전기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 파력발전 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a view showing a general vibration receiving wave power generation equipment.
2 is a view showing a wells turbine and a generator in a general vibration-order wave power generation facility.
Figure 3 is a block diagram showing a wave power generation system for tracking the maximum power of the turbine for wave power generation according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a generator control method for tracking the maximum power of a turbine for wave power generation according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. In addition, the terminology used in the present invention was selected as a general term that is widely used at present, but in some cases, the term is arbitrarily selected by the applicant, and in this case, since the meaning is described in detail in the corresponding part of the present invention, a simple term is used. It is to be understood that the present invention is to be understood as a meaning of terms rather than names. In addition, in describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.

도 3은 본 발명에 따른 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 파력발전 시스템을 나타낸 블록 구성도이다. Figure 3 is a block diagram showing a wave power generation system for tracking the maximum power of the turbine for wave power generation according to the present invention.

본 발명에 따른 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 파력발전 시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이, 파력발전장치(100), 최대출력추적 제어부(200), 다중센서부(300), 발전기 제어서버(400)로 구성되고, 전력변환부(500), 배터리부(600), 상용용전원(700) 및 부하(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the wave power generation system for the maximum power tracking of the turbine for wave power generation according to the present invention, the wave power generation device 100, the maximum power tracking control unit 200, the multiple sensor unit 300, the generator control server 400, and may further include a power converter 500, a battery unit 600, a commercial power supply 700, and a load 800.

여기서 파력발전장치(100)는 전력생산을 위한 터빈(110)이 전기적으로 연결되어 전력이 생성된다. 최대전력추적 알고리즘을 통해 충전 제어되어 발전된다.Here, the wave power generator 100 is electrically connected to the turbine 110 for power generation to generate power. It is developed by charging control through the maximum power tracking algorithm.

이러한 파력발전장치(100)는 배터리부(600)의 전력 잔량에 따라 최대전력제어모드 및 정전압모드로 분류하여 제어될 수 있다.The wave power generator 100 may be controlled by being classified into a maximum power control mode and a constant voltage mode according to the remaining power of the battery unit 600.

최대전력제어모드는 배터리부(600)의 전압을 센싱하여 배터리부(600)에 충전이 필요한 경우, 배터리부(600)가 방전되는 것을 보호하기 위해 부하단을 차단하고 배터리부(600)가 충전되는 상태를 유지하도록 작동시킨다.The maximum power control mode senses the voltage of the battery unit 600 and when the battery unit 600 needs to be charged, cuts off the load stage and protects the battery unit 600 from being discharged and the battery unit 600 is charged. Operate to maintain

정전압모드는 배터리부(600)가 완충된 경우 과충전을 방지하기 위해 배터리의 과전압수치를 넘을 경우 최대전력추적점(MPPT : Maximum Power Point Tracking)을 변경하여 배터리부(600)가 과충전되지 않도록 정전압(Constant Voltage, CV) 모드로 동작시키도록 한다.The constant voltage mode changes the maximum power point (MPPT: Maximum Power Point Tracking) when the battery unit 600 is fully charged to prevent overcharging, so that the battery unit 600 is not overcharged. Operate in Constant Voltage (CV) mode.

덧붙여, 최대전력제어모드 작동시 발생하는 전력 증감률을 기준으로 인터리브드 벅 컨버터의 PWM 듀티비(Duty ratio)를 증감시켜 최대 전력구간을 추적하도록 할 수 있다. 참고로, 듀티비란 전원이 인가되는 시간에 따른 비율로써, ON Time과 OFF Time의 비율을 말한다.In addition, the maximum duty cycle can be tracked by increasing or decreasing the PWM duty ratio of the interleaved buck converter based on the increase or decrease rate generated during the maximum power control mode operation. For reference, the duty ratio is a ratio according to the time that the power is applied, and refers to the ratio of ON time and OFF time.

즉, 본 발명의 파력발전장치(100)는 전압 및 전력 변화량에 따라 인터리브드 벅 컨버터의 PWM 듀티 제어값을 증감시 최대 전력점을 추적하도록 제어된다.That is, the wave power generator 100 of the present invention is controlled to track the maximum power point when increasing or decreasing the PWM duty control value of the interleaved buck converter according to the voltage and power change amount.

최대출력추적 제어부(200)는 최대전력추적 알고리즘을 포함하고 있으며, 실시간으로 변하는 해수의 유입 및 유출에 대하여 해수의 이동속도와 온도변화에서 최대의 발전 효율을 가질 수 있도록 제어된다. 또한 최대출력추적 제어부(200)는 배터리부(600)를 구성하는 배터리의 전력 잔량을 체크하여 배터리의 충전 여부를 결정하고, 파력발전장치(100)의 최대 출력 동작점을 추적하여 최대전력추적점에서 동작되도록 제어한다.The maximum output tracking control unit 200 includes a maximum power tracking algorithm, and is controlled to have the maximum power generation efficiency in the movement speed and temperature change of the seawater with respect to the inflow and outflow of seawater that changes in real time. In addition, the maximum output tracking control unit 200 checks the remaining power of the battery constituting the battery 600 to determine whether the battery is charged, the maximum power tracking point by tracking the maximum output operating point of the wave power generator 100 Control to work on.

다중센서부(300)는 터빈(110)이 동작되도록 하는 유입 및 유출되는 해수의 이동속도와 해수의 온도변화를 센싱한다. 이를 위하여 온도센서와 유량감지센서가 구성될 수 있다. 즉 실시간으로 온도와 유량을 측정함으로써 파력발전의 주변 상황에 따라 효율적으로 발전을 제어할 수 있도록 한다. 또한 추가적으로 전압센서와 전류센서를 구비하여 실시간으로 전압 및 전류를 측정하여 충방전을 제어할 수 있도록 할 수 있다.The multi-sensor unit 300 senses the movement speed of the inflow and outflow of the seawater and the temperature change of the seawater to operate the turbine 110. For this purpose, a temperature sensor and a flow rate sensor may be configured. In other words, by measuring the temperature and flow rate in real time, it is possible to efficiently control the generation according to the surrounding situation of wave power generation. In addition, a voltage sensor and a current sensor may be additionally configured to control charge and discharge by measuring voltage and current in real time.

발전기 제어서버(400)는 파력발전장치(100)에 의해 발전된 전력과, 배터리부(600)에 저장된 전력이 부하(800)에 연결되어 소모되는 전력과, 부하(800)의 소모 전력 이외의 잉여전력을 상용전원(700)으로 판매한 전력 데이터들을 데이터베이스가 구축되도록 할 수 있다. The generator control server 400 includes power generated by the wave generator 100, power consumed by the power stored in the battery unit 600 connected to the load 800, and surplus power other than the power consumed by the load 800. A database may be constructed of power data that sells power to the commercial power 700.

이러한 발전기 제어서버(400)는 실시간 발전량, 소모량, 전력판매량 등을 관리자가 원격지에서 모니터링 및 제어가 가능하도록 하며, 발전전압, 발전전류, 소모전압, 소모전류, 상용공급전압, 상용공급전류, 일간데이터, 주간데이터, 월간데이터, 연간데이터 등의 데이터를 기록 DB화하여 관리자가 계획적인 전력 소비를 가능하게 한다. 또한 사물인터넷(IOT) 기반의 서비스를 위한 게이트웨이로의 동작을 수행할 수도 있다.The generator control server 400 enables the administrator to monitor and control the real-time power generation, consumption, power sales, and the like from a remote location, and generates power generation voltage, generation current, consumption voltage, consumption current, commercial supply voltage, commercial supply current, and daily Data such as data, weekly data, monthly data, and annual data are recorded in DB to enable administrators to plan power consumption. In addition, an operation as a gateway for an IoT-based service may be performed.

그리고 발전기 제어서버(400)는 다중센서부(300), 최대출력추적 제어부(200), 파력발전장치(100) 및 배터리부(600)와 연결되어 각각의 상태를 모니터링하고 제어한다. 이러한 발전기 제어서버(400)는 PC, HMI, 모바일기기 등의 모니터링이 가능한 장치들과 연결되어 관리자가 제어할 수 있도록 구성된다.The generator control server 400 is connected to the multiple sensor unit 300, the maximum output tracking control unit 200, the wave power generator 100, and the battery unit 600 to monitor and control each state. The generator control server 400 is connected to the devices capable of monitoring such as PC, HMI, mobile devices is configured to control the administrator.

전력변환부(500)는 파력발전장치(100)에서 생산된 전력을 배터리부(600)에 저장되도록 교류전력을 직류전력으로 변환하고, 상용전원(700)과 연계되어 잉여전력을 판매하도록 한다. 이러한 전력변환부(500)은 파력발전장치(100)에서 생산된 전력을 일반 가정에서 사용하는 220VAC로의 공급을 담당하며, 관리자의 설정에 따라 부하제어, 비상전원으로의 사용, 스케쥴링에 의한 누진세 관리 등의 기능을 수행하고 배터리의 전력 출력을 조절할 수 있다.The power conversion unit 500 converts AC power into DC power so as to store the power produced by the wave power generator 100 in the battery unit 600, and sells surplus power in association with the commercial power supply 700. The power conversion unit 500 is responsible for supplying the electric power produced by the wave power generator 100 to 220VAC used in a general home, and according to the setting of the manager, the load control, the use as emergency power, the progressive tax management by scheduling Function and adjust the battery's power output.

이러한 본 발명은 파력발전장치(100)의 발전기의 전압을 정류하여 직류로 만든 다음 이 전압을 승압하는 구조로 설계 시 예를 들어, 입력전압이 5V(파력발전기 속도로 약 800rpm) 이하에서는 충전하지 않고, 5V이상이 될 때 배터리의 전압 이상으로 승압하여 충전한다. 즉, 발전기의 자속은 가장 낮게 조절하여 저속 구간에서 일정치 이하의 낮은 토크를 갖도록 하며, 저속 구간을 벗어나면 전력변환부(500)를 통해 승압하여 충전하게 되는 것이다.The present invention is designed to rectify the voltage of the generator of the wave power generator 100 to direct current, and then boost the voltage, for example, when the input voltage is less than 5V (about 800rpm at the power generator speed) is not charged. When it is over 5V, the battery is boosted up to the battery voltage and charged. That is, the magnetic flux of the generator is adjusted to be the lowest to have a low torque of less than a certain value in the low speed section, and if out of the low speed section it will be boosted and charged through the power converter 500.

도 4는 본 발명에 따른 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a generator control method for tracking the maximum power of a turbine for wave power generation according to the present invention.

본 발명에 따른 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, 파력발전장치의 터빈 구동에 따라 파력발전장치의 발전기에서 전력이 발전된다(S100).In the generator control method for tracking the maximum power of the turbine for wave power generation according to the present invention, as shown in FIG. 4, power is generated in the generator of the wave power generator according to the turbine driving of the wave power generator (S100).

파력발전장치는 최대출력추적점(MPPT) 알고리즘에 따라 충전제어 발전을 한다(S110).The wave power generator generates charge control power generation according to a maximum output tracking point (MPPT) algorithm (S110).

한편 파력발전장치는 배터리부 전력잔량에 따라 최대전력 제어모드 또는 정전압 모드를 결정한다(S120). Meanwhile, the wave power generator determines a maximum power control mode or a constant voltage mode according to the remaining power of the battery unit (S120).

그리고 결정된 모드에 따라 배터리부를 충전한다(S130).The battery unit is charged according to the determined mode (S130).

이때, 발전기 제어 서버는 센서부로부터 파력발전장치의 터빈에 유입 및 유출되는 해수의 이동속도와 온도변화를 센싱한다(S140).At this time, the generator control server senses the movement speed and temperature change of the sea water flowing into and out of the turbine of the wave power generator from the sensor unit (S140).

그리고 발전기 제어 서버는 센싱된 값과 미리 저장된 최대 발전효율을 비교한다(S150).And the generator control server compares the sensed value and the maximum generation efficiency stored in advance (S150).

이러한 비교결과에 따라 발전기제어 서버는 최대출력추적 제어부에서 측정된 배터리부의 전력잔량에 따라 파력발전장치의 최대출력추적점을 추적한다(S160).According to the comparison result, the generator control server tracks the maximum output tracking point of the wave power generator according to the remaining power of the battery unit measured by the maximum output tracking control unit (S160).

그리고 추적된 결과에 따라 파력발전장치의 발전기가 최대출력추적점에서 동작되도록 제어한다(S170).Then, according to the tracked result, the generator of the wave generator is controlled to operate at the maximum output tracking point (S170).

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 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 한다. Although the present invention has been described as an example as described above, the present invention is not necessarily limited to these examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these examples. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 파력발전장치 110 : 터빈
200 : 최대출력추적 제어부
300 : 다중센서부 400 : 발전기 제어서버
500 : 전력변환부 600 : 배터리부
700 : 상용용전원 800 : 부하100: wave power generator 110: turbine
200: maximum output tracking control unit
300: multiple sensor unit 400: generator control server
500: power conversion unit 600: battery unit
700: commercial power 800: load

Claims (3)

파력발전장치의 터빈 구동에 따라 파력발전장치의 발전기에서 전력이 발전되는 단계(S100);
상기 파력발전장치는 최대출력추적점(MPPT) 알고리즘에 따라 충전제어 발전하는 단계(S110);
상기 파력발전장치는 배터리부 전력잔량에 따라 최대전력 제어모드 또는 정전압 모드를 결정하고(S120), 결정된 모드에 따라 배터리부를 충전하는 단계(S130);
발전기 제어 서버는 센서부로부터 상기 파력발전장치의 터빈에 유입 및 유출되는 해수의 이동속도와 온도변화를 센싱하는 단계(S140);
상기 발전기 제어 서버는 센싱된 값과 미리 저장된 최대 발전효율을 비교하는 단계(S150);
상기 비교 결과에 따라 상기 발전기제어 서버는 최대출력추적 제어부에서 측정된 배터리부의 전력잔량에 따라 상기 파력발전장치의 최대출력추적점을 추적하는 단계(S160); 및
상기 추적된 결과에 따라 상기 최대출력추적 제어부가 상기 파력발전장치의 발전기가 최대출력추적점에서 동작되도록 제어하는 단계(S170);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법.Generating power from the generator of the wave power generator according to the turbine driving of the wave power generator (S100);
The wave power generator is a charge control power generation according to the maximum output tracking point (MPPT) algorithm (S110);
The wave power generator determines a maximum power control mode or a constant voltage mode according to the remaining power of the battery unit (S120), and charging the battery unit according to the determined mode (S130);
The generator control server senses the movement speed and temperature change of the sea water flowing in and out of the turbine of the wave power generator from the sensor unit (S140);
The generator control server compares the sensed value and the maximum generation efficiency stored in advance (S150);
The generator control server tracking the maximum output tracking point of the wave power generator according to the remaining power of the battery unit measured by the maximum output tracking control unit (S160) according to the comparison result; And
The maximum output tracking control unit controls the generator of the wave power generator to operate at the maximum output tracking point (S170) according to the tracked result; and the maximum output tracking of the turbine for wave power generation, comprising: Generator control method. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 최대전력제어모드는 상기 배터리부의 전압을 센싱하여 상기 배터리부에 충전이 필요한 경우, 상기 배터리부가 방전되는 것을 보호하기 위해 부하단을 차단하고 상기 배터리부가 충전되는 상태를 유지하도록 작동시키고,
상기 정전압모드는 상기 배터리부가 완충된 경우 과충전을 방지하기 위해 배터리의 과전압수치를 넘을 경우 상기 최대전력추적점(MPPT : Maximum Power Point Tracking)을 변경하여 상기 배터리부가 과충전되지 않도록 정전압(Constant Voltage, CV) 모드로 동작시키도록 하는 것을 특징으로 하는 파력발전용 터빈의 최대출력추적을 위한 발전기 제어 방법.The method according to claim 1,
The maximum power control mode operates to sense the voltage of the battery unit to cut off the load stage and to keep the battery unit charged to protect the battery unit from being discharged when the battery unit needs to be charged.
The constant voltage mode changes the maximum power point tracking (MPPT) when the battery unit is over charged to prevent overcharging, so that the battery unit is not overcharged. Generator control method for the maximum output tracking of the turbine for wave power generation, characterized in that to operate in the mode.
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