KR102139389B1 - 별도의 ｄｃ 소스를 갖는 적층 전압원 인버터 - Google Patents

별도의 ｄｃ 소스를 갖는 적층 전압원 인버터 Download PDF

Info

Publication number
KR102139389B1
KR102139389B1 KR1020147020969A KR20147020969A KR102139389B1 KR 102139389 B1 KR102139389 B1 KR 102139389B1 KR 1020147020969 A KR1020147020969 A KR 1020147020969A KR 20147020969 A KR20147020969 A KR 20147020969A KR 102139389 B1 KR102139389 B1 KR 102139389B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inverter
voltage source
voltage
full
node
Prior art date
Application number
KR1020147020969A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140119710A (ko
Inventor
밀랜 일릭
미카 누오티오
Original Assignee
썬그로우 파워 서플라이 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 썬그로우 파워 서플라이 컴퍼니 리미티드 filed Critical 썬그로우 파워 서플라이 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20140119710A publication Critical patent/KR20140119710A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102139389B1 publication Critical patent/KR102139389B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H02J3/44—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with means for ensuring correct phase sequence
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

본 발명은 별도의 DC 소스를 갖는 적층 전압원 인버터에 관한 것이다. 이 인버터는 갱신형 모터드라이브와 전기자동차 구동시스템에서 피크쉐이빙과 같은 배터리 저장이나 태양광발전 시설 인터페이스 시스템과 같은 저전암이나 중간전압이나 저전력 내지 중간전력에 사용할 수 있다. 적층 인버터는 적어도 하나의 위상으로 이루어지는데, 위상마다 다수의 저전압 풀브리지 인버터들을 갖고, 이런 인버터에는 독립 DC 소스들이 구비된다. 이런 인버터는 급속 스위칭과 작은 저역통과 AC 출력 필터를 이용해 사인파에 가까운 전압파형을 구현한다. 시스템 컨트롤러가 각 인버터의 작동변수를 제어한다. 이 인버터는 와이나 델타 결선을 이용해 단상이나 다성을 가질 수 있다.

Description

별도의 ＤＣ 소스를 갖는 적층 전압원 인버터{STACKED VOLTAGE SOURCE INVERTER WITH SEPARATE DC SOURCES}
본 발명읜 별도의 DC 소스를 갖는 적층 전압원 인버터에 관한 것으로, 구체적으로는 온/오프 그리드 동작으로 작동할 수 있는 태양광발전 시스템에 사용되는 장치와 방법을 포함해 별도의 DC 소스를 갖는 적층 전압원 인버터에 관한 것이다. 본 발명의 분야는 태양광 발전, 전기자동차, 에너지 저장, UPS, 데이터센터 전력관리 및 모터 드라이브이지만, 이에 한정되지는 않는다.
화석연료인 석유와 석탄 연소에 대한 부정적인 환경적, 지정학적, 국가안보적, 헬스케어 비용 충격에 대한 최근의 인식으로 태양광발전과 같은 클린 기술의 개발이 가속화되고 있다. 현재, 태양광 장비의 광범위한 사용과 설치는 여러 요인으로 방해받고 있다. 태양에너지를 온/오프 그리드 시설에 전송하기 위한 현재의 전자적 방식들은 짧은 수명, 큰 크기/중량 및 유지비용에 있어 문제를 겪고 있다.
오늘날, 태양광발전 시스템들은 태양전지의 DC를 온/오프 그리드 시설에 사용할 AC로 변환하는데 인버터를 사용한다. 솔라 인버터에는 3가지 등급, 즉 중앙집중형, 스트링형 및 모듈형("마이크로-인버터")가 있고, 가장 일반적인 것은 중앙집중형과 스트링형이다. 이런 표준 시스템 장치들은 다수의 하위장치들을 갖고, 하위장치마다 각개 태양전지 패널을 사용한다. 각종 하위장치들의 출력은 정션박스(junction box)에서 합쳐지고, 이 DC 전력이 인버터에 공급된다. 인버터는 DC를 AC로 변환해 전력망에 공급한다. 이런 시스템에서, 전력망에 유효하게 결합되는 전력량은 시스템의 비용회수에 중요하다. 이때문에 인버터는 가능한한 효율적이어야 한다.
효율이나 효율의 부족은 태양광발전 시스템에서 경제적 주요인인데, 이는 효율이 높을수록 소유주의 소득이 많아지기 때문이다. 예컨대, 기존의 중앙집중식이나 스트링식 시스템에서는 많은 태양전지 패널들을 직렬로 배열하고, 이런 태양전지 패널의 전력을 중앙에서 DC에서 AC로 변환한다. 그러나, 직렬연결한 태양전지 패널들 중의 하나의 출력이 감소하면 태양전지 패널 전체의 효율이 크게 떨어진다. 출력 감소의 원인은 모듈의 고장에서부터 태양전지 패널의 전체나 일부 그늘을 유발하는 새의 분비물까지 다양하다.
전체 효율을 높이기 위해, "마이크로-인버터"를 사용해 각 태양전지 패널을 각개 인버터에 결합하고 직렬이나 병렬로 연결된 인접 모듈과는 상관없이 에너지를 생산한다. 각 모듈의 마이크로-인버터의 AC 출력들을 합쳐 전력망에 병렬로 결합한다. 마이크로-인버터들을 사용하면 중앙집중식이나 스트링식 인버터에 비해 효율은 높아지지만, 현대의 마이크로-인버터의 최고의 효율은 95% 이하인데 반해, 스트링식이나 중앙집중식 인버터의 최고의 효율은 98% 정도이다.
미국특허 7,796,412는 전력변환 장치를 소개하는데, 이 장치는 적어도 2개의 전력 스테이지와 컨트롤러와 출력회로를 갖는데, 각각의 전력 스테이지는 DC 입력전력을 DC 출력전력으로 변환할 수 있으며, 컨트롤러는 첫번째 DC 전력에 의거해 첫번째 DC 전력을 두번째 DC 전력으로 변환하기 위한 하나 이상의 전력 스테이지를 동적으로 선택하며, 출력회로는 전력스테이지에 결합되어 두번째 DC 전력을 AC 전력으로 변환한다.
미국특허 8,089,178은 PAMCC(DC to pulse amplitude modulated current converter)라 하는 변환기를 소개하는데, 이 변환기는 각각 DC 소스에 연결된다. PAMCC는 직류를 받고 3개 출력단자에서 PAM 전류를 제공하는데, 각 단자의 전류는 다른 2개의 단자와 서로 120도의 위상차를 이룬다. 펄스들은 펄스열에서 변조된 신호에 비해 고주파로 생산된다. 펄스열로 변조된 신호는 저주파 사인파나 DC를 포함한 다른 저주파 파형의 일부분을 나타낸다. 각 위상의 신호가 비슷한 PAMCC의 출력들과 병렬로 연결될 때, PAMCC의 어레이가 형성되는데, 이때 각각의 전압 위상 출력펄스는 PAMCC의 대응 전류 출력펄스에 대해 위상차를 갖는다. PAMCC의 어레이는 분산된 3상 인버터를 형성하는데, 각 인버터 출력은 그 상에 연결된 PAMCC들의 전류진폭변조된 신호들의 합이 된다.
2 방식 모두 병렬 전력망 설비에 적용하려면 고전압 스위칭소자를 사용해야 한다. 이런 방식의 큰 단점은 고전압 디자인 때문에 고가의 반도체 소자가 필요하고, 높은 스위칭 손실 때문에 작동주파수는 상대적으로 낮다는 것이다. 또, 낮은 스위칭 주파수 때문에 고가의 대형 저역통과 필터링 요소가 필요하다. 따라서, AC 전력시스템에 적용하기 위해서는 고주파 스위칭과 고효율이 필수적이다.
본 발명의 목적은 새롭고 개선된 적층 전압원, 구체적으로는 고전압 고전력 AC 시스템에 연결할 적층 전압원 인버터를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력망에 대한 태양광발전 인터페이스를 위한 와이나 델타형의 적층 전압원 인버터를 제공하는데 있다.
발명의 요약
본 발명은 전력변환을 위한 방법과 장치에 관한 것이다. AC 전력시스템에 전력을 공급하는 DC 전압원 인버터는 1차와 2차 노드, 양극과 음극 노드, 상기 양극 노드와 음극 노드 사이에 병렬로 연결된 전압지원기, 및 상기 양극 노드와 음극 노드 사이에 연결된 DC 소스를 갖는 다수의 풀브리지 인버터들; 복수의 풀브리지 인버터를 갖는 적어도 하나의 인버터상이며, 각각의 적층 인버터들은 직렬로 연결되고, 즉 한 풀브리지 인버터의 음극 노드는 다음 인버터의 양극으로 연결되며, 적층된 첫째 인버터의 양극은 적층 인버터상의 입력노드가 되며 마지막 인버터의 음극노드가 적층 인버터상의 출력노드가 되며; 각각의 풀브리지 인버터에 결합되어, 사인파형 전압파형을 출력하도록 각각의 풀브리지 인버터에 제어신호를 제공하는 로컬 컨트롤러; 및 각각이 로컬 컨트롤러와 통신하며, 로컬 컨트롤러의 구성, 활성화, 비활성화 및 작동 모드 선택을 위한 시스템 제어신호를 생성하는 시스템 컨트롤러를 포함한다.
이 방법은 디수의 DC 소스의 평균 DC 전압을 기준 DC 전압과 비교하여 비교로부터 제1 오차신호를 생성하는 단계; 감지된 평균 AC 전류 레벨과 평균 DC 전류를 비교해 제2 오차신호를 생성하는 단계; 제1 및 제2 오차신호들에 의거해 다수의 풀브리지 인버터들을 사인파 전압파형에 맞게 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함한다.
이 방법은 아래 단계들을 더 포함할 수 있다. 이 방법은 다수의 DC소스들의 DC 전압 레벨들을 감지하고 전력을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 상기 DC 전압 레벨들을 평균내고 이 평균값을 기준 DC 전압과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 상기 평균값을 상기 감지된 평균 AC 전류 레벨과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 상기 제2 오차신호로부터의 위상변조신호와 AC 라인전압 감지 주기를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. AC 라인전압 주기는 PLL(phase locked loop)에 의해 감지될 수 있다. 이 방법은 상기 위상변조신호를 이용해 상기 풀브리지 인버터들용의 다수의 점화 기준신호들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 변조지수를 결정하고 이런 변조지수의 기준테이블을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 한편, 신호를 점화하는 스위칭 소자들은 DSP(digital signal processor)를 이용해 위상변조신호에 의거해 계산될 수 있다.
이 방법은 BIU와 시스템 컨트롤러 사이에 통신을 하는 단계를 포함할 수 있다. 시스템 컨트롤러는 BIU 작동범위를 제어하고, 각각의 BIU의 활성화나 비활성화에 관한 조건들을 결정하기도 한다. 이 방법은 하나의 도체를 이용해 다수의 풀브리지 인버터들을 상호 연결하는 단계를 포함한다.
시스템 컨트롤러 구현의 한가지는 전류원으로 동작하는 하나의 BIU와 전압원으로 동작하는 다수의 BIU들을 제어한다.
다른 시스템 컨트롤러 구현례는 전압원으로 동작하는 다수의 BIU들을 제어하기도 한다.
한편, 본 발명의 시스템은 아래의 한가지나 다수를 포함할 수 있다. 3개의 적층 인버터 상을 와이(Y)나 델타(Δ)로 연결할 수 있다. 각각의 BIU는 개별 스테이지가 고장날 경우 출력을 선택적으로 단락하는 스위치를 가져, 나머지 직렬연결된 BIU들은 계속 동작하도록 한다. 풀브리지 인버터가 제1 스위치쌍과 제2 스위치쌍을 갖고, 스위치쌍들 각각이 전류량을 제어하는 다수의 스위칭 수단을 가지며, 스위칭 수단 각각이 제1 단부와 제2 단부를 갖고, 상기 제1 스위치쌍의 다수의 스위칭 수단은 풀브리지 인버터의 양극 노드에서 상기 제1 단부에 전기적으로 연결되며, 상기 제1 스위치쌍의 스위칭 수단들 중의 하나의 제2 단부는 상기 1차 노드에 전기적으로 연결되고, 제1 스위치쌍의 다른 스위칭 수단의 제2 단부는 상기 2차 노드에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 스위치쌍의 다수의 스위칭 수단은 풀브리지 인버터의 음극 노드에서 상기 제2 단부에 전기적으로 연결되고, 제2 스위치쌍의 스위칭 수단들 중의 하나의 상기 제1 단부는 1차 노드에 전기적으로 연결되며, 제2 스위치쌍의 다른 스위칭 수단의 제1 단부가 상기 2차 노드에 전기적으로 연결된다. 1차 노드는 인덕터에 연결될 수 있다. 2차 노드도 인덕터에 연결될 수 있다. AC 전력망 위상에 BIU를 동기화하는데 사용되는 로컬 AC 전압기준을 생성하기 위해 1차 노드와 2차 노드 사이에 커패시터가 연결될 수 있다. 각각의 BIU는 커패시터가 있을 때의 라인 주파수를 감지한다. 커패시터는 각개 소자가 고장날 경우 전류 역류로부터 단시간 보호하기도 한다. 스위칭 소자는 게이트 턴오프 소자와 역병렬 소자일 수 있고, 이들 소자는 서로에 대해 병렬연결되고 반대로 바이어스된다. 게이트 턴오프 소자는 게이트 턴오프 사이리스터(thyristor), IGBT(insulated gate bipolar transistor), MOSFET, MESFET, JFET, MOSFET 제어 사이리스터, BJT(bipolar junction transistor), 정전유도 트랜지스터, 정전유도 사이리스터, MOSFET 턴오프 사이리스터, GaN(gallium nitride) 트랜지스터 및 SiC 트랜지스터로 이루어진 군에서 선택된 소자를 포함한다. 역병렬 소자는 다이오드일 수 있다. 풀브리지 인버터는 커패시터, 배터리, 연료전지, 태양광 전지 또는 바이오매스 전지에 연결될 수 있다. BIU내의 풀브리지 인버터와 DC 전원 사이에 벅(buck) 또는 부스트(boost) 전압조절회로가 배치될 수 있다. 태양광전지를 포함한 DC 전압원과 같이 사용되었을 때 각각의 BIU내의 DC 전압에 부여된 AC 전류변조를 능동 필터가 분리할 수 있다. 다양한 갯수의 BIU들을 특정 망전압과 일치하는 위상으로 사용할 수 있다. BIU마다 DC 전력 레벨이 각각 다를 수 있다. 각 상에 다른 수의 BIU가 사용될 수도 있다.
한편, 다수의 DC 전압신호들을 사인파형 전압 파형으로 바꾸는 방법은 적층 위상이 AC 전력망에 연결되는 곳에서의 AC 전압 레벨을 감지하는 단계; 시스템 컨트롤러로 적층 BIU들의 AC 시동 전압을 계산하는 단계; 전력을 계산하고, 최대전력점 추적 알고리즘을 실행하며, 기준 DC 전압을 생성하는 단계; 상기 입력 DC 전압 레벨들의 평균을 구하는 단계; 평균 DC 전압 레벨을 기준 DC 전압과 비교하는 단계; 상기 비교로부터 제1 오차신호를 생성하는 단계; 감지된 AC 전류 레벨들과 DC 전압원의 평균 DC 전류를 비교하는 단계; 상기 감지된 AC 전류레벨들과 평균값의 비교로부터 제2 오차신호를 생성하는 단계; 제2 오차신호로부터 위상변조신호를 생성하는 단계; 주기를 갖는 AC 라인 전압을 감지하는 단계; 상기 AC 라인전압의 주기에 직접 관련된 위상 기준신호를 생성하는 단계; 상기 위상 기준신호를 이용해 풀브리지 인버터를 위한 다수의 점화 신호들을 생성하는 단계; 변조지수를 결정하는 단계; 및 변조지수의 기준 테이블을 제공하는 단계를 포함한다.
한편, 릴레이, 고체소자 스위치 등의 출력단락 수단이 추가될 수도 있다. 직렬연결된 BIU들 중의 하나가 고장나거나 동작하기에 충분한 DC 입력 전력을 갖지 않아 시스템이 동작할 수 없는 가능성을 방지하는 단락수단이 BIU마다 구비될 수 있다. 단락 수단의 제어는 a) 로컬 컨트롤러나 b) 시스템 컨트롤러에 의한다. 시스템 컨트롤러는 전류제한기로 적어도 하나의 병렬 스위치를 닫을 수 있고, 전류제한기는 적층 BIU에 의한 전력 생산 시작 전에 각각의 BIU의 동기화를 위해 상기 라인 전압을 위상 기준신호로 사용한다.
한편, 다수의 DC 소스들을 사인파형 전압 파형으로 바꾸는 방법은 다수의 DC소스의 평균 DC 전압을 감지하는 단계; 및 감지된 DC전압에 의거해 다수의 풀브리지 인버터들을 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함한다.
이 방법은 BIU와 시스템 컨트롤러 사이에 통신을 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 AC 전압 레벨을 감지하는 단계와, 전압이 시스템 컨트롤러가 계산한 범위를 벗어날 경우 제1 전압 기준을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 AC 전압 레벨을 감지하는 단계와, 전압이 시스템 컨트롤러가 계산한 범위내인 경우 제1 전류 기준을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 AC 전압 레벨들의 평균을 구하는 단계와, 이 평균값을 기준 DC 전압과 비교하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 AC 전류레벨들의 평균을 구하는 단계와, 이 평균값을 기준 DC 전류와 비교하는 단계를 포함한다.
이 방법은 유저 명령어 신호로부터 위상변조신호를 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 주기를 갖는 AC 라인 전압을 감지하는 단계와, AC 라인전압의 주기와 작접 관련된 위상 기준신호를 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 위상 기준신호와 위상변조신호를 이용해 다수의 풀브리지 인버터용의 다수의 점화 신호들을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 변조지수를 결정하는 단계와, 이 변조지수의 기준 테이블을 제공하는 단계를 포함한다.
이 방법은 위상 기준신호를 업다운 디지털 카운터와 비교해 점화 신호를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 장점은 다음과 같다. 시스템의 인버터마다 케이블이 2개만 필요하다. 이 시스템은 고효율이고 확장적이다. 이 시스템은 단상이나 3상 동작이 가능하다. 이 시스템은 신뢰성이 높고, 폼팩터(form factor)가 작으며, 아주 경량이다. 이 시스템은 단일 BIU 소자 구성으로 다수의 망전압과 주파수들을 융통성있게 지원한다.
이하 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명하겠지만, 첨부 도면은 본 발명의 예를 든 것일 뿐이고 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명은 다른 동등한 유효 실시예들까지 확장된다고 보아야 한다.
도 1은 전력제어시스템의 일례;
도 2A는 전력망 설비를 위한 시스템 컨트롤러를 갖춘 적층 상 인버터의 일례;
도 2B는 전력망에 적용할 태양광발전용 로컬 제어시스템의 일례;
도 3은 태양광발전에 적용할 MPPT(maximum power point tracking) 과정의 일례;
도 4는 모듈전압-전류 제한 과정과 작동제한을 고려한 변조지수 계산과 확인의 일례;
도 5는 역 파크변환에 의한 PLL의 일례;
도 6A는 도 2A의 시스템을 제어하는 시스템 제어과정의 일례;
도 6B는 LC 출력필터와 입력 DC 부스트 컨버터를 갖는 풀브리지 인버터와 로컬 컨트롤러를 포함하는 BIU의 일례;
도 6C는 LC 출력필터와 입력 DC 부스트 컨버터와 능동 필터를 갖는 풀브리지 인버터와 로컬 컨트롤러를 포함하는 BIU의 일례;
도 6D는 LC 출력필터와 푸시풀 DC 컨버터를 갖는 풀브리지 인버터와 로컬 컨트롤러를 포함하는 BIU의 일례;
도 7은 오프-그리드 전력시스템 제어의 일례;
도 8은 도 7의 오프-그리드를 위한 마스터 BIU 제어과정의 일례;
도 9는 도 7의 오프-그리드를 위한 슬레이브 BIU 제어과정의 일례;
도 10은 도 7의 오프-그리드를 위한 시스템 제어과정의 일례;
도 11은 본 발명의 발전 시스템의 집적회로 구현의 일례.
도 1은 전력제어시스템의 일례의 블록도이다. 이 시스템은 하나 이상의 PV 태양전지 패널(502)을 포함한다. 태양전지 패널(502)에서 생긴 전력은 태양광 인버터-필터 조합(506)과 전력망(510)에 보내진다. (뒤에 자세히 설명되는) 로컬 컨트롤러(504)는 태양전지 패널과 망전압을 감시하고 인버터-필터 조합(506)에 제어신호를 보낸다.
일례로, 로컬 컨트롤러(504)는 풀브리지 인버터를 제어하고, 통신 인터페이스를 통해 시스템 컨트롤러와 통신한다. 풀브리지 인버터는 PV 태양전지 패널에서 생긴 에너지를 취한다. PV 태양전지 패널의 출력은 커패시터에 의해 평활화된다. 풀브리지 출력은 출력부에 앞서서 저역통과 필터에 보내진다.
도 2A는 전력망의 시스템 컨트롤러를 적용했을 때의 적층 위상을 보여준다. 도 2A에서, 다수의 태양전지 패널(522)이 BIU(520; basic inversion unit)에 전력을 공급한다. BIU(520)는 직렬로 연결되고, 각각의 BIU(520)의 출력은 시스템 컨트롤러(524)로 제어된다. 직렬연결된 BIU(520)의 출력단은 스위치 K1(528)이 달린 저항기(526)에 직렬로 연결된다. BIU(520)는 스위치 K2(530)에도 직렬로 연결된다. 스위치(528,530)는 고체소자 스위치나 릴레이로서, 시스템 컨트롤러의 제어를 받는다. 스위치(528,530)의 출력은 전력망(534)에 제공된다. 이 시스템은 각종의 직렬연결 BIU들을 취급하는데, 시스템당 BIU의 최소/최대 수는 모든 직렬연결된 풀브리지 인버터에 걸리는 총 망전압과 각각의 BIU의 최대/최소 정격 AC 출력전압에 의해 결정된다. 각각의 BIU는 유효 BIU 적층을 실현하기 위한 전압원으로 동작한다.
한편, 시스템 컨트롤러가 하나의 BIU만 전류원으로 구성하하고 나머지 BIU는 전압원으로 사용할 수도 있다.
일 실시예에서 3개의 직렬연결된 BIU 그룹이 3상 인버터 시스템으로 구성될 수 있다.
전력망에 태양광발전 모듈을 적용한 일례에서, 시스템 컨트롤러는 전력망에 전력을 공급하는 스위치 K1과 K2를 제어하는 외부 제어루프를 포함한다. 시스템 컨트롤러는 통신채널을 통해 BIU와 통신한다. 통신채널은 전력선 통신채널처럼 유선 연결되거나, 지그비 트랜시버처럼 무선연결될 수 있다. 시스템 컨트롤러는 비정상 망상태를 검사하는 알고리즘이나, 스위치(K1,K2)를 제어하여 전력망에 대한 적층 BIU 시스템의 연결을 끊는 방법을 구현하기도 한다.
도 2B는 도 1의 BIU의 일례의 회로도로서, 태양전지 패널(530)이 풀브리지 인버터(532)에 DC 출력을 공급한다. 풀브리지 인버터(532)의 출력은 LC(inductor-capacitor)형 필터인 저역통과필터(534)로 보내진다. 이 필터(534)의 출력은 AC 전력망이나 전력버스에 공급되고, 로컬 컨트롤러(550)의 감시를 받는다. 시스템 컨트롤러(540)는 적층된 BIU의 상 전류와 출력전압을 감시한다(도 2A 참조). 시스템 컨트롤러는 인버터(532)에서 생긴 전압과 전류를 조절하도록 리미터(558)의 변수를 설정하라는 명령어를 통신모듈(568)에 보낸다.
도 2B의 시스템은 MPPT(maximum power point tracking) 모듈(551)의 감시를 받는데, 이 모듈에 대해서는 도 3에서 설명한다. MPPT 모듈(552)은 태양전지 패널(530)의 전력을 감시하고, 그 출력은 DC 전압 컨트롤러(556)를 구동하는 합산기(554)로 보내지며, 컨트롤러(556)는 비례적분 컨트롤러일 수 있다. DC 전압 컨트롤러의 출력은 기준전류값이다. 컨트롤러(556)의 출력단은 리미터(558)에 연결되어 출력(m)인 변조지수를 생성한다. 멀티플라이어(560)가 리미터(558)와 PLL(570; phase lock loop)의 출력을 받아 출력 m sinθ를 생성한다. 리미터(558)와 PLL(570)은 저역통과필터(534)를 통해 공급되는 전력망 출력을 감시한다. 멀티플라이어(560)의 출력은 풀브리지 인버터(532)를 구동하는 PWM 드라이버와 같은 드라이버(572)에 공급된다.
도 3은 MPPT 과정의 일례를 보여준다. 먼저, 시스템은 시간 k에서의 전압과 전류 V(k)와 l(k)를 각각 감지한다. 다음, 현 주기와 이전 주기 사이의 전압차와 전류차를 결정한다(582 단계). 584 단계에서 전압차가 있으면 586 단계로 진행하여 l(k)+Δl/ΔV(V(k))=0인지 결정하고, 0이면 598 단계로 나아간다. 586 단계에서 0이 아니면 588 단계로 진행하여, l(k)+Δl/ΔV(V(k))>0인지 결정하고, 588 단계가 참이면 Vr을 더하며(591 단계), 그렇지 않으면 Vr을 뺀다(590 단계).
584 단계에서, 전압차가 0이면 592 단계로 진행하여 Δl=0인지 결정하고, 참이면 598 단계로 진행하며, 아니면 592 단계로부터 Δl>0인지 결정하고(596 단계), 참이면 Vr을 더하고(596 단계), 그렇지 않으면 Vr을 뺀다(594 단계).
도 4는 전력망 전압을 위한 전류제한 과정의 일례를 보여준다. 최대-최소 전압값들을 시스템 컨트롤러로부터 받는다(610 단계). 다음, 시스템은 인버터의 출력전압 Vom과 전류 lom을 샘플링한다(612 단계). 다음, 614 단계에서 Vom이 Vommin보다 작은지 결정한다. 참이면 출력전압기준 Voref=Vommin로 하고, 전압 컨트롤러 루프가 돌아가 ε=Voref-Vom으로 정하며(616 단계), 이어서 m=k1*ε+k2*ε/s가 되도록 한다(618 단계).
614 단계에서 Vom이 Vommin보다 크거나 같으면, Vom>Vommax인지 결정한다(620 단계). 참이면 Voref를 Vommax로 하고 ε=Voref-Vom으로 하며(622 단계), 전압제어 제한루프가 돌아간다. 다음 m=k1*ε+k2*ε/s로 정한다(624 단계). 그렇지 않으면, 상시 전류루프가 돌아가 loref=lref, ε=lref-lom으로 한다(626 단계). 다음, m=k3*ε+k4*ε/s로 한다(628 단계).
618, 624 또는 628 단계를 통해, 변조지수 m이 허용범위에 있는지 점검한다. m의 제한값을 mmin=Vommin/Vp와 mmax=Vomax/Vp로 정한다(630 단계). 다음, m>mmax인지 시험한다(632 단계). 그렇다면 m=mmax로 하고(634 단계), 그렇지 않으면 m<mmin인지 시험하며(636), 그렇다면 m=mmin으로 한다(636 단계).
도 5는 위상동기루프(PLL)의 일례이다. 단상 전압(Vβ)와 내부생성 신호(Vα)를 파크 변환블록(αβ-dq)의 입력으로 사용한다. 파크 변환의 d-축 출력을 제어루프에 사용해 입력신호의 위상과 주파수 정보를 구한다. Vα는 역 파크변환을 이용해 구해지는데, 여기서 입력값들은 1차극 블록들을 통해 공급된 파크변환(dq-αβ)의 d축과 q축의 출력들이다. 이런 극들을 사용해 내부 피드백 루프에 에너지 저장 소자로 동작하도록 한다.
도 6A는 도 2A의 시스템을 제어하는 과정의 일례이다. 먼저 n개의 직렬연결된 BIU 각각과의 통신을 시작한다(660 단계). 다음, 망전압 Vgm을 측정하고 BIU 시동전압 Voms=Vgm/n과, (망전압과 BIU의 갯수에 의거해) BIU의 작동범위와 Vommax와 Vommin을 결정한다(662 단계). 다음, 릴레이나 스위치(K2)를 닫고, 결정된 Voms, Vommax, Vommin을 각 BIU에 보낸다(664 단계).
다음, 적층된 인버터 상전압 Vgs가 망전압 Vgm보다 크거나 같은지 결정하고(666 단계), 아니면 원하는 전압에 도달할 때까지 대기한다. 달성되면 릴레이나 스위치(K1)를 닫는다(668 단계). 이런 동작이 P 태양전지 패널의 전력이 AC 망에 전달되고 있는 정상 작동모드이다. 다음, 망에 전달된 전력 Ps가 최소 작동전력 Pmin보다 크거나 같은지를 감시하고(670 단계), 670 단계로 되돌아가 계속해서 전력을 공급한다. 아니면 릴레이 K1과 K2를 개방하고 시스템 셧다운을 실행한다(672 단계).
도 6B~D는 도 2A에 사용되는 BIU의 일례들을 보여준다. 도 6B의 BIU는 로컬 컨트롤러와 풀브리지 인버터를 갖고, 이 인버터에 LC 출력필터와 DC 부스트회로가 있으며; 도 6C의 BIU는 로컬 컨트롤러와 풀브리지 인버터를 갖는데, 이 인버터는 LC 출력필터와 DC 부스트회로와 능동 디커플링 필터를 가지며; 도 6D의 BIU는 로컬 컨트롤러와 풀브리지 인버터를 갖되, 이 인버터는 LC 출력필터와 푸시풀 DC 컨버터(독립형)를 갖는다. 일반적으로 부스트 컨버터(스텝업 컨버터)는 출력 DC 전압이 입력 DC 전압보다 큰 파워 컨버터로서, 2개 이상의 반도체스위치(다이오드와 트랜지스터)와 하나 이상의 에너지 저장소자를 갖는 SMPS(switching-mode power supply) 등급이다. 출력전압 리플을 줄이기 위해 부스트 컨버터의 출력단에 커패시터(때로는 인덕터도 포함)로 이루어진 필터를 추가하는 것이 보통이다.
부스트 컨버터의 기본 원리는 다음 2가지 상태로 이루어지는데: 온-상태에서는 스위치가 닫혀 인덕터 전류가 증가하고; 오프-상태에서는 스위치가 열리고 인덕터 전류가 흐르는 경로가 출력 다이오드와 커패시터와 부하를 통해 이루어진다. 그 결과 온-상태 동안에 축적된 에너지가 출력 커패시터로 이동한다. 입력전류는 인덕터 전류와 같아, 벅 컨버터(buck converter)처럼 불연속적이지 않고 입력 필터의 조건이 벅 컨버터에 비해 완화된다.
도 7은 오프-그리드(off-grid) 전력제어의 일례로서, 시스템 컨트롤러가 각각의 BIU의 출력주파수와 작동전압을 정의한다(690 단계). 다음, 시스템 컨트롤러가 하나의 BIU에 마스터 기능(master function)을 할당하고(692 단계), 나머지 다른 모든 적층 BIU에는 슬레이브 기능(slave function)을 할당한다(694 단계). 마스터가 먼저 시작하고 기준주파수 역할을 하는 AC 전력을 슬레이브 BIU에 제공한다(696 단계). 각각의 슬레이브는 PLL을 이용해 기준주파수에 동기화되고 자체 AC 전력을 발전하기 시작한다(698 단계). 시스템 컨트롤러는 전력생산을 감시하고 필요에 따라 BIU 동작을 조절한다(699 단계).
도 8은 도 7의 오프-그리드 적용을 위한 마스터 BIU 제어과정의 일례를 보여준다. 시스템이 입력 기준전압 Vmref를 Vg/n으로 설정하는데, 여기서 n은 직렬연결된 BIU의 갯수이다(710 단계). 다음, 전류루프가 작동하고(716 단계), 시스템 컨트롤러에게서 받은 루프 출력과 주파수 정보에 의거해 변조신호를 생성한다. 다음, Vm=Vmref인지를 결정하고(718 단계), 참이 아니면 MPPT가 이루어졌는지 점검한다(720 단계). MPPT가 이루어지지 않았으면, 전류루프를 재작동한다(724 단계). 한편, MPPT가 이루어졌으면, 시스템은 최대전력을 얻었다고 시스템 컨트롤러에 통보한다(722 단계). 718 단계에서 Vm=Vmref이면, 시스템 컨트롤러에 세트포인트 정보를 보낸다(726 단계).
도 9는 도 7의 오프-그리드 적용을 위한 슬레이브 BIU 제어과정의 일례를 보여준다. 시스템은 입력 기준전압 Vmref를 Vg/n으로 설정하는데, n은 직렬연결 BIU의 갯수이다(740 단계). 다음, PLL을 돌리고, AC 주파수에 동기화시키며 전류루프를 작동하고(742 단계), PLL 출력과 루프 출력에 의거해 변조신호를 생성한다. 다음, Vm=Vmref인지 결정하고(744 단계), 아니면 MPPT를 구했는지 점검한다(746 단계). MPPT를 구하지 못했으면 전류루프를 재작동한다(750 단계). 한편, MPPT를 구했으면 시스템은 최대전력을 구했다는 것을 시스템 컨트롤러에 통보한다(748 단계). 744 단계에서 Vm=Vmref이면 시스템 컨트롤러에 세트포인트 정보를 보낸다(752 단계).
도 10은 도 7의 오프-그리드 적용을 위한 시스템 제어과정의 일례를 보여준다. 시스템은 입력 기준전압 Vmref를 Vg/n으로 설정하는데, n은 직렬연결 BIU의 갯수이다(760 단계). 다음, 기준전압 정보와 출력주파수를 BIU에 보낸다(762 단계). 다음, Vg=Vgref인지 결정하고(764 단계), 아니면 MPPT를 구했는지 각각의 BIU를 점검한다(766 단계). 어떤 BIU도 MPPT 미만이 아니면, 저전압 한계에 대한 출력전압을 점검한다(768 단계). 한편, 출력이 MPPT 미만인 BIU에 대해서는, 표적전압 Vm'를 더한다(770 단계). 764 단계에서 Vg=Vgref이면 세트포인트 전압이 이루어졌다고 시스템에 통보한다(772 단계).
일 실시예에서, 시스템은 2개의 표준케이블과 커넥터가 달린 정션박스(junction box)를 갖는다. 도체케이블/커넥터를 2개만 사용해 시스템을 설치할 때의 재료비와 공수를 줄인다. 각각의 BIU가 직렬연결된 AC 버스에 출력 AC 전력을 제공한다. AC 버스는 시스템 컨트롤러 박스에 연결된다. 시스템 컨트롤러는 모든 BIU의 출력단들을 서로 연결해 태양전지 패널에 단일 AC로서 공급한다. PV 태양에너지 리시버인 태양전지 패널은 기판 윗면의 적층부에 배치된 다수의 태양전지 셀을 사용할 수 있다. 태양전지로는 예컨대 종래의 단결정이나 다결정 실리콘 태양전지, 박막{예; 비정질 실리콘, CdTe{cadmium telluride), CIGS(copper indium gallium selenide)} 태양전지 및 III-V 태양전지가 적당하다.
도 11은 발전시스템의 집적회로의 일례를 보여준다. PV 패널(100)에서 기판 윗면의 적층부에 다수의 태양전지 셀이 배치되어 있다. 태양전지로는 예컨대 종래의 단결정이나 다결정 실리콘 태양전지, 박막{예; 비정질 실리콘, CdTe, CIGS) 태양전지 및 III-V 태양전지가 적당하다. 태양전지가 1열로 배열되어 있지만, 더 많거나 적게 배열될 수도 있고, 기판을 따라 태양전지가 1열이나 2열이나 그 이상의 열로 평행하게 배열될 수도 있다. 또, 2개 이상의 PV 태양전지 패널(100)이 끝을 맞대게 전기나 유체가 통하게 연결되어 태양열을 더 많이 받도록 할 수도 있다.
태양전지 패널(100)에서 생긴 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 마이크로-인버터에 태양전지 패널(100)이 하나씩 연결된다. 본 발명의 마이크로-인버터들은 AC 망전류와 같은 위상의 전류를 계량하고 왜곡이 낮게 생산한다. 이런 작업은 다수의 집적회로를 이용해 이루어진다. 일례로, 태양전지 패널(100)의 출력은 DPB(102; DC power bridge)의 규제를 받고, DPB의 출력은 APB(104; AC power bridge)에 제공된다. APB(104)의 출력은 전력망(110)에 공급된다. DPB(102)와 APB(104)는 CSIC(106; chip scale inversion controller)의 제어를 받고, CSIC는 CTRX(108; communication transceiver)를 통해 시스템 컨트롤러와 통신한다. CTRX(108)은 전력통신선, 지그비(Zigbee)와 같은 무선통신선 또는 다른 형태의 통신선일 수 있다.
다수의 직렬연결된 BIU의 전력을 시스템 컨트롤러를 통해 전력망과 사용자의 설비에 연결하는데 전기패널을 사용할 수 있다. 예컨대, 가정내의 다양한 회로에 전기를 분배하기 위한 다양한 회로차단기 및/또는 퓨즈를 갖춘 기존의 AC 배전허브가 전기패널의 하나이다. 전기패널은 계량기를 통해 전력망에 연결된다. 계량에 의해 전력망에 공급된 전력량을 결정하므로, PV 태양전지 패널의 소유주는 전기공급을 보상받을 수 있다.
BIU는 컨트롤러의 제어-스위칭 신호에 맞춰 DC를 AC로 변환한다. 컨트롤러는 DC 신호와 AC 신호의 샘플에 응답해 제어-스위칭 신호를 생성한다. 그 결과, BIU는 DC와 AC 신호들의 현재 상태에 일치되는 특정 작동모드에 일치되게 최적으로 제어되는바, AC 출력을 전력망의 위상에 일치되게 하여 AC 전력을 전력망에 효과적으로 결합한다.
이런 AC 버스와 각개 BIU를 이용해, 시스템을 사용자의 요구에 맞게 조절할 수 있다. BIU의 구조와 기능에 대해서는 후술한다.
DC 에너지원이 AC 브리지에 입력 전력을 공급한다. 디커플링 커패시터는 AC 브리지의 스위칭 리플은 물론 AC 전력망의 저주파 리플도 여과한다. AC 브리지는 출력단자가 AC 필터에 연결되는 PWM 제어 하프브리지나 풀브리지 인버터일 수 있다. AC 필터는 고주파 PWM 고조파잡음을 여과하는 저역통과 필터일 수 있다. 출력회로는 AC 망주파수와 단절 릴레이에 대한 동기화를 위한 감지회로를 구현한다.
경우에 따라, 최적의 성능을 위해 DC 버스전압을 조절하는 DC 변환 스테이지가 필요할 수도 있다. 예컨대, DC 링크 커패시터의 작동전압을 높이는데 부스트 회로를 사용해, AC 입출력 단자들에 더큰 피크 투 피크 AC 작동전압이 걸리도록 한다. 큰 피크 투 피크 AC 작동전압이 걸리면 AC 상전압을 만드는데 적은 수의 인버터를 사용할 수 있다. DC 링크 커패시터의 작동전압을 줄이는데는 벅 회로를 사용한다. 이 경우, AC 브리지에 저전압 정격 트랜지스터를 사용해 단일 적층상으로 큰 전력을 생산할 수 있고 시스템 비용도 절감한다.
태양열 태양전지 패널, 배터리, 자동차 DC 발전기와 같은 DC 전원에 의해 DC 에너지가 공급된다. DC 전원의 출력은 DC 스테이지에 공급되고, 이 스테이지의 출력은 필터에 의해 평활화되어 브리지회로에 공급된다. 브리지회로의 출력은 필터에 공급되고, 필터의 출력단은 적당한 케이블을 통해 다른 BUI의 출력에 직렬로 연결된다.
이 시스템의 다른 실시예에서는 DC 에너지가 PV 태양전지 패널에 의해 각각의 BIU에 공급된다. 태양전지 패널의 출력은 부스트 회로에 공급되고, 부스트 회로의 출력은 커패시터에 의해 평활화되어 풀브리지 인버터 회로에 공급된다. 풀브리지 인버터 회로의 출력은 필터에 제공되고, 필터의 출력단은 케이블을 통해 다른 BIU에 직렬로 연결된다.
일 실시예에서, 입력 커패시터의 리플 전류는 주파수가 2배인 사인파 형태이다. 능동 디커플링 필터를 이용해, 태양전지 패널의 전류를 일정하게 유지하여 태양전지 패널의 최대전력을 얻을 수 있다.
이상의 설명은 이해를 돕기위해 예를 든 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 바람직한 실시예들의 폭과 범위는 이상의 설명으로 한정되어서는 안되고, 특허청구범위에 의해서만 정해져야 한다.

Claims (21)

  1. AC 전력시스템에 전력을 공급하는 다중 DC 전압원 인버터에 있어서:
    각 인버터가 1차 노드, 2차 노드, 양극 노드, 음극 노드, 상기 양극 노드와 음극 노드를 가지고 그 사이에 병렬로 연결된 전압지원기, 및 상기 양극 노드와 음극 노드 사이에 연결된 DC 소스를 갖는 다수의 풀브리지 인버터들;
    상기 풀브리지 인버터들을 갖는 적어도 하나의 적층 인버터 상으로서, 각각의 적층 인버터 상의 풀브리지 인버터들이 한 풀브리지 인버터의 2차 노드는 다른 풀브리지 인버터의 1차 노드에 연결되어, 직렬로 전체 인버터가 연결되며, 첫째 인버터의 1차 노드와 마지막 인버터의 2차 노드가 적층 인버터상의 두 출력 노드가 되는 적층 인버터 상;
    각각의 풀브리지 인버터에 결합되어, 사인파형 전압파형을 출력하도록 각각의 풀브리지 인버터에 제어신호를 제공하는 로컬 컨트롤러; 및
    각각이 로컬 컨트롤러와 통신하며, 로컬 컨트롤러의 구성, 활성화, 비활성화 및 작동 모드 선택을 위한 시스템 제어신호를 생성하는 시스템 컨트롤러;를 포함하고,
    시스템 컨트롤러가 적층 인버터 위상과 전력망 사이에 직렬로 연결된 적어도 2개의 병렬 스위치들을 포함하고, 각각의 스위치는 적층 인버터 위상과 전력망의 분리 수단 역할을 하며, 적어도 하나의 스위치는 전류제한기에 직렬로 연결되고, 상기 스위치가 시스템 개시 중에 로컬 컨트롤러를 위해 AC 라인 전압으로부터 전류제한 위상 기준신호를 위한 도전로를 제공하며;
    시스템 컨트롤러가 각각의 BIU에 대한 시동 전압과 작동전압 범위를 계산하고 전송하며;
    시스템 컨트롤러가 각각의 BIU의 활성화와 비활성화를 위한 제어 명령어들을 결정하고 전송하며;
    시스템 컨트롤러가 전압원 인버터의 활성화와 비활성화를 위한 제어 명령어들을 결정하고 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적층 인버터 위상이 3개인 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  3. 제2항에 있어서, 3개의 적층 인버터 위상들이 와이(Y) 결선으로 연결된 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  4. 제2항에 있어서, 3개의 적층 인버터 위상들이 델타(Δ) 결선으로 연결된 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 풀브리지 스테이지가 출력을 단락하는 스위치를 가져, 나머지 직렬연결된 풀브리지들을 갖는 적층 위상을 작동하도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  6. 제1항에 있어서, 각각의 풀브리지 인버터가 제1 스위치쌍과 제2 스위치쌍을 갖고, 상기 스위치쌍들 각각이 전류량을 제어하는 다수의 스위칭 수단을 가지며, 상기 스위칭 수단 각각이 제1 단부와 제2 단부를 갖고, 상기 제1 스위치쌍의 다수의 스위칭 수단은 풀브리지 인버터의 양극 노드에서 상기 제1 단부에 전기적으로 연결되며, 상기 제1 스위치쌍의 스위칭 수단들 중의 하나의 제2 단부는 상기 1차 노드에 전기적으로 연결되고, 제1 스위치쌍의 다른 스위칭 수단의 제2 단부는 상기 2차 노드에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 스위치쌍의 다수의 스위칭 수단은 풀브리지 인버터의 음극 노드에서 상기 제2 단부에 전기적으로 연결되고, 제2 스위치쌍의 스위칭 수단들 중의 하나의 상기 제1 단부는 1차 노드에 전기적으로 연결되며, 제2 스위치쌍의 다른 스위칭 수단의 제1 단부가 상기 2차 노드에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스위칭 수단들과 1차 노드와 2차 노드 사이에 수동 저역통과 필터가 연결된 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 노드들의 동기화를 위해 1차 노드와 2차 노드 사이에 커패시터가 연결된 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  9. 제6항에 있어서, 상기 스위치쌍이 게이트 턴오프 소자와 역병렬 소자를 포함하고, 이들 소자는 서로에 대해 병렬연결되고 반대로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 게이트 턴오프 소자가 게이트 턴오프 사이리스터(thyristor), IGBT(insulated gate bipolar transistor), MOSFET, MESFET, JFET, MOSFET 제어 사이리스터, BJT(bipolar junction transistor), 정전유도 트랜지스터, 정전유도 사이리스터, MOSFET 턴오프 사이리스터, GaN(gallium nitride) 트랜지스터 및 SiC 트랜지스터로 이루어진 군에서 선택된 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  11. 제9항에 있어서, 상기 역병렬 소자가 다이오드인 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 풀브리지 인버터의 양극노드와 음극노드 사이에, 커패시터, 배터리, 연료전지, 태양광 전지 및 바이오매스 전지로 이루어진 군에서 선택된 요소가 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  13. 제1항에 있어서, DC 전압원과 풀브리지 인버터 사이에 벅컨버터나 부스트 컨버터를 포함한 비절연 스위치모드 전압조절회로가 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  14. 제1항에 있어서, DC 전압원과 풀브리지 인버터 사이에 포워드 브리지, 푸시풀 브리지 또는 하프브리지를 포함한 절연 스위치모드 전압조절회로가 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  15. 제1항에 있어서, 태양광전지를 포함한 전류제한 DC 전압원과 같이 사용되었을 때 DC 전압원에 부여된 AC 전류변조를 분리하는 능동 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  16. 제1항에 있어서, 망전압을 가변적으로 구성하기 위한 다양한 갯수의 풀브리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  17. 제1항에 있어서, 적층 풀브리지가 제각기 다른 전력으로 작동하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  18. 제1항에 있어서, 각각의 위상을 위한 다양한 갯수의 적층 풀브리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  19. 제1항에 있어서, 각각의 적층 인버터 위상을 전력망에 선택적으로 연결하는 2개의 병렬 스위치들을 시스템 컨트롤러가 구비하고, 이들 병렬 스위치 중의 적어도 하나는 전류제한기에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 DC 전압원 인버터.
  20. 삭제
  21. 삭제
KR1020147020969A 2012-01-25 2013-01-13 별도의 ｄｃ 소스를 갖는 적층 전압원 인버터 KR102139389B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/357,616 US9143056B2 (en) 2011-12-16 2012-01-25 Stacked voltage source inverter with separate DC sources
US13/357,616 2012-01-25
PCT/US2013/021350 WO2013112304A1 (en) 2012-01-25 2013-01-13 Stacked voltage source inverter with separate dc sources

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140119710A KR20140119710A (ko) 2014-10-10
KR102139389B1 true KR102139389B1 (ko) 2020-08-12

Family

ID=48874604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147020969A KR102139389B1 (ko) 2012-01-25 2013-01-13 별도의 ｄｃ 소스를 갖는 적층 전압원 인버터

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9143056B2 (ko)
EP (1) EP2807737B1 (ko)
JP (1) JP2015510748A (ko)
KR (1) KR102139389B1 (ko)
CN (1) CN104081647B (ko)
IN (1) IN2014KN01375A (ko)
TW (1) TWI604686B (ko)
WO (1) WO2013112304A1 (ko)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9418864B2 (en) 2008-01-30 2016-08-16 Infineon Technologies Ag Method of forming a non volatile memory device using wet etching
US8842454B2 (en) * 2010-11-29 2014-09-23 Solarbridge Technologies, Inc. Inverter array with localized inverter control
WO2013009877A2 (en) 2011-07-11 2013-01-17 Sinewatts, Inc. Systems and methods for solar photovoltaic energy collection and conversion
US9263971B2 (en) * 2011-12-16 2016-02-16 Empower Micro Systems Inc. Distributed voltage source inverters
US9143056B2 (en) 2011-12-16 2015-09-22 Empower Micro Systems, Inc. Stacked voltage source inverter with separate DC sources
US9099938B2 (en) 2011-12-16 2015-08-04 Empower Micro Systems Bi-directional energy converter with multiple DC sources
US9461474B2 (en) 2012-01-17 2016-10-04 Infineon Technologies Austria Ag Power converter circuit with AC output
US9484746B2 (en) 2012-01-17 2016-11-01 Infineon Technologies Austria Ag Power converter circuit with AC output
US9401663B2 (en) 2012-12-21 2016-07-26 Infineon Technologies Austria Ag Power converter circuit with AC output
US9425622B2 (en) 2013-01-08 2016-08-23 Infineon Technologies Austria Ag Power converter circuit with AC output and at least one transformer
US9478989B2 (en) * 2012-01-17 2016-10-25 Infineon Technologies Austria Ag Power converter circuit with AC output
US20140077609A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Enphase Energy, Inc. Serially connected micro-inverter system with trunk and drop cabling
EP2717409A1 (fr) * 2012-10-03 2014-04-09 Belenos Clean Power Holding AG Régulation d'un module électronique adaptateur de tension
DE102012218889A1 (de) * 2012-10-17 2014-04-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von elektrischer Leistung
US9270201B1 (en) * 2012-10-25 2016-02-23 mPower Solar Inc. Solar inverter
US10027114B2 (en) * 2012-10-25 2018-07-17 Mpowersolar Inc. Master slave architecture for distributed DC to AC power conversion
AT513542B1 (de) * 2012-11-15 2014-07-15 Fronius Int Gmbh Verfahren und Anordnung zur Datenkommunikation zwischen einem Wechselrichter und einer Netzüberwachungseinheit
US9611835B1 (en) 2013-01-11 2017-04-04 Google Inc. Motor control topology for airborne power generation and systems using same
US9680305B2 (en) * 2013-03-14 2017-06-13 Hiq Solar, Inc. Implementation of fire safety shutdown for solar panels with high reliability
US9602025B2 (en) * 2013-07-12 2017-03-21 Infineon Technologies Austria Ag Multiphase power converter circuit and method
FR3009454B1 (fr) * 2013-07-30 2015-09-04 Commissariat Energie Atomique Centrale photovoltaique reliee a un reseau electrique haute tension
US9294016B2 (en) 2013-12-19 2016-03-22 Google Inc. Control methods and systems for motors and generators operating in a stacked configuration
DE102013114729B4 (de) * 2013-12-20 2021-09-30 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter und Verfahren zum Detektieren eines Phasenausfalls in einem Energieversorgungsnetz
GB2522201B (en) 2014-01-15 2018-06-27 Nidec Control Techniques Ltd Method and system for controlling a power output of an inverter
CN104868764B (zh) * 2014-02-26 2017-08-04 全汉企业股份有限公司 逆变装置及其电源转换方法
US9444366B2 (en) 2014-04-11 2016-09-13 Kripya LLC Dual mode micro-inverter system and operation
US9590528B2 (en) 2014-04-11 2017-03-07 Kripya LLC Dual mode DC-AC inverter system and operation
EP3324507B1 (en) * 2014-07-23 2019-11-06 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Impedance compensation
US20160063413A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 OneRoof Energy, Inc. Solar electrical system optimizer
US9912159B2 (en) 2014-09-02 2018-03-06 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for detection of local line phase in a multi-phase power line system
US9876442B2 (en) * 2014-10-10 2018-01-23 The Regents Of The University Of California Robust single-phase DC/AC inverter for highly varying DC voltages
TWI566514B (zh) * 2015-05-11 2017-01-11 茂勝開發股份有限公司 太陽能發電模組之直流電功率的監測系統及方法
DE102015219338A1 (de) * 2015-10-07 2017-04-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gleichspannungswandler und Verfahren zum Betrieb eines Gleichspannungswandlers
WO2017100827A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Sharp Energy Investments Pty Ltd Hot water controller
CA3008853A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Southwire Company, Llc Cable integrated solar inverter
AU2016374646B2 (en) * 2015-12-23 2020-10-15 Daming Zhang Circuits of voltage source DC/AC converter with LCCL or LCC filter and other modified forms, and operation of microgrid with such circuits
US9966890B2 (en) * 2016-02-16 2018-05-08 Steering Solutions Ip Holding Corporation Detection of offset errors in phase current measurement for motor control system
TWI574143B (zh) * 2016-03-17 2017-03-11 Nat Chung-Shan Inst Of Science And Tech Solar power converter
KR20170124257A (ko) * 2016-05-02 2017-11-10 엘지전자 주식회사 태양광 모듈 및 이를 구비한 태양광 시스템
CN106253334B (zh) * 2016-08-19 2018-12-28 阳光电源股份有限公司 一种级联型光伏并网逆变器及其控制方法和控制装置
KR101883558B1 (ko) * 2016-09-20 2018-07-30 한국전력공사 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 내 선로 단락 고장구간 절체 시스템 및 절체 방법
CN106505728B (zh) * 2016-12-26 2023-08-04 天津瑞源电气有限公司 风电双馈变流器在并网中的供电控制回路
US20180187652A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 General Electric Company Power Converter for Full Conversion Wind Turbine Systems
JP7073647B2 (ja) * 2017-08-07 2022-05-24 オムロン株式会社 発電システム
EP3500904B1 (en) * 2017-10-18 2019-11-20 e-peas S.A. Integrated circuit for energy harvesting with synchronization means
ES2717345A1 (es) 2017-12-20 2019-06-20 Power Electronics Espana S L Convertidor de potencia con puesta en marcha en frio y metodo de puesta en marcha en frio para el convertidor de potencia
CN108258954B (zh) * 2018-03-07 2023-10-17 重庆润通科技有限公司 一种发电机逆变器及逆变发电机
US10714966B2 (en) 2018-04-18 2020-07-14 Ford Global Technologies, Llc Isolation switch operation
US10840063B2 (en) * 2018-04-20 2020-11-17 Advanced Energy Industries, Inc. System and method for control of high efficiency generator source impedance
US11258444B2 (en) * 2019-05-17 2022-02-22 Schneider Electric It Corporation Devices and methods for high-efficiency power switching with cascode GaN
CN110401369A (zh) * 2019-08-12 2019-11-01 黄山学院 高效率高功率密度GaN全桥逆变器模块
US12009741B2 (en) 2019-08-22 2024-06-11 Nissin Electric Co., Ltd. Power supply apparatus and control method of power supply apparatus
TWI710207B (zh) * 2019-08-23 2020-11-11 日商日新電機股份有限公司 電源裝置以及電源裝置的控制方法
US11621667B2 (en) 2019-09-16 2023-04-04 Michael Allen Aggregate off the grid power system
US11689011B2 (en) * 2019-09-23 2023-06-27 1st Step Solar Methods and systems for electrical system monitoring and/or control
CN112721742B (zh) * 2021-01-27 2023-04-18 潍柴动力股份有限公司 燃料电池的功率控制***及方法
JP2022156569A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 本田技研工業株式会社 グリッドシステム、電力授受方法及びコンピュータプログラム
TWI788991B (zh) 2021-09-02 2023-01-01 義守大學 換流裝置
CN115149802B (zh) * 2022-09-01 2022-11-15 浙江日风电气股份有限公司 一种直流变换器的控制器、直流变换器
CN220342053U (zh) * 2023-01-12 2024-01-12 重庆鼎工机电有限公司 一种实现串并联功能的发电机控制***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100734050B1 (ko) * 2005-12-26 2007-06-29 현대중공업 주식회사 에이치-브릿지 멀티레벨 인버터를 이용한 전동기 피드백제어방법
WO2011014338A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Solarbridge Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling dc-ac power conversion

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4719550A (en) 1986-09-11 1988-01-12 Liebert Corporation Uninterruptible power supply with energy conversion and enhancement
US5642275A (en) 1995-09-14 1997-06-24 Lockheed Martin Energy System, Inc. Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources
JP3741171B2 (ja) 1996-06-17 2006-02-01 株式会社安川電機 多重パルス幅変調方式の電力変換装置
JP2000324807A (ja) * 1999-05-10 2000-11-24 Seiko Instruments Inc スイッチングレギュレータ
US7348760B2 (en) 2000-09-21 2008-03-25 O2Micro International Limited Power management topologies
WO2003075113A1 (fr) * 2002-03-04 2003-09-12 Josuke Nakata Systeme de production d'electricite
US6969967B2 (en) 2003-12-12 2005-11-29 Ut-Battelle Llc Multi-level dc bus inverter for providing sinusoidal and PWM electrical machine voltages
US20050139259A1 (en) 2003-12-30 2005-06-30 Robert Steigerwald Transformerless power conversion in an inverter for a photovoltaic system
JP4527768B2 (ja) * 2005-02-25 2010-08-18 三菱電機株式会社 電力変換装置
GB2434490B (en) 2006-01-13 2009-04-01 Enecsys Ltd Power conditioning unit
KR101205279B1 (ko) 2006-03-23 2012-11-27 엔페이즈 에너지, 인코포레이티드 직류를 교류로 변환하는 방법 및 장치
US7643319B2 (en) 2007-06-22 2010-01-05 General Electric Company 7-level wye-connected H-bridge converter topology for powering a high-speed electric motor
US8279644B2 (en) 2008-05-14 2012-10-02 National Semiconductor Corporation Method and system for providing maximum power point tracking in an energy generating system
US7962249B1 (en) * 2008-05-14 2011-06-14 National Semiconductor Corporation Method and system for providing central control in an energy generating system
TWI494734B (zh) * 2008-05-14 2015-08-01 Nat Semiconductor Corp 在能量產生系統中提供最大功率點追蹤的方法與系統
JP2009290919A (ja) 2008-05-27 2009-12-10 Panasonic Corp 電力変換装置
US8125177B2 (en) 2008-06-13 2012-02-28 Baker Hughes Incorporated System and method for adding voltages of power modules in variable frequency drives
JP2012504803A (ja) 2008-10-01 2012-02-23 サンシル エー／エス 発電システムおよび発電システム操作方法
EP2237403A1 (de) 2009-03-30 2010-10-06 SMA Solar Technology AG Wechselrichter mit zwei asymmetrischen Brückenschaltungen und einem Freilaufpfad zur Entkopplung von Gleich- und Wechselspannungsseite
US8089178B2 (en) 2009-09-09 2012-01-03 Arraypower, Inc. Three phase power generation from a plurality of direct current sources
KR101094002B1 (ko) 2009-12-16 2011-12-15 삼성에스디아이 주식회사 전원 변환 장치
US20130119762A1 (en) 2009-12-23 2013-05-16 Seong Jeub Jeon Load-segmentation-based full bridge inverter and method for controlling same
US8271599B2 (en) 2010-01-08 2012-09-18 Tigo Energy, Inc. Systems and methods for an identification protocol between a local controller and a master controller in a photovoltaic power generation system
US20120091817A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-19 Advanced Energy Industries, Inc. System, method, and apparatus for ac grid connection of series-connected inverters
US9118213B2 (en) * 2010-11-24 2015-08-25 Kohler Co. Portal for harvesting energy from distributed electrical power sources
US8842454B2 (en) * 2010-11-29 2014-09-23 Solarbridge Technologies, Inc. Inverter array with localized inverter control
GB2483317B (en) 2011-01-12 2012-08-22 Solaredge Technologies Ltd Serially connected inverters
US9143056B2 (en) 2011-12-16 2015-09-22 Empower Micro Systems, Inc. Stacked voltage source inverter with separate DC sources
US9263971B2 (en) 2011-12-16 2016-02-16 Empower Micro Systems Inc. Distributed voltage source inverters
US9099938B2 (en) * 2011-12-16 2015-08-04 Empower Micro Systems Bi-directional energy converter with multiple DC sources

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100734050B1 (ko) * 2005-12-26 2007-06-29 현대중공업 주식회사 에이치-브릿지 멀티레벨 인버터를 이용한 전동기 피드백제어방법
WO2011014338A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Solarbridge Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling dc-ac power conversion

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Brian Johnson et al., Photovoltaic AC module composed of a very large number of interleaved inverters, 2011 26th Annual IEEE Applied Power Electronics Conf. and Exposition(APEC), pp.976-981(2011.3.11)*

Also Published As

Publication number Publication date
EP2807737A4 (en) 2016-04-20
CN104081647A (zh) 2014-10-01
KR20140119710A (ko) 2014-10-10
US9143056B2 (en) 2015-09-22
JP2015510748A (ja) 2015-04-09
TWI604686B (zh) 2017-11-01
EP2807737A1 (en) 2014-12-03
IN2014KN01375A (ko) 2015-10-16
US9998033B2 (en) 2018-06-12
WO2013112304A1 (en) 2013-08-01
CN104081647B (zh) 2019-08-13
EP2807737B1 (en) 2019-05-08
US20130155735A1 (en) 2013-06-20
TW201338390A (zh) 2013-09-16
US20150303829A1 (en) 2015-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102139389B1 (ko) 별도의 ｄｃ 소스를 갖는 적층 전압원 인버터
US10998833B2 (en) Distributed voltage source inverters
US11275398B2 (en) DC microgrid for interconnecting distributed electricity generation, loads, and storage
US10707782B2 (en) Bi-directional energy converter with multiple DC sources
US20200036191A1 (en) Distributed substring architecture for maximum power point tracking of energy sources
US20140042815A1 (en) Balancing, filtering and/or controlling series-connected cells
US20140333141A1 (en) Photovoltaic (pv)-based ac module and solar systems therefrom
KR20160129265A (ko) 태양광 컨버터 및 에너지 저장 컨버터를 이용한 계통 연계형 통합 장치
KR20160129266A (ko) 태양광 컨버터, 에너지 저장 컨버터 및 풍력 컨버터를 이용한 계통 연계형 통합 장치
Cai et al. Circuit Analysis of a Single Phase Micro-Photovoltaic Inverter
Asha et al. DESIGN AND SIMULATION OF PVFED GRIDCONNECTED SYSTEMWITH ZCD
WO2013078633A1 (en) Power converter system, control system, and methods of operating power converter system
SANTHOSH et al. Three-Phase Inverter Based on Single-Stage Fly-back Converters for Renewable Applications

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant