KR20140040557A - Hybrid photovoltaic generator and control method - Google Patents

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KR20140040557A
KR20140040557A KR1020120107410A KR20120107410A KR20140040557A KR 20140040557 A KR20140040557 A KR 20140040557A KR 1020120107410 A KR1020120107410 A KR 1020120107410A KR 20120107410 A KR20120107410 A KR 20120107410A KR 20140040557 A KR20140040557 A KR 20140040557A
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power supply
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KR1020120107410A
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이훈재
김월영
박재현
김해영
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(주)솔라라이트
동서대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a hybrid generator and a controlling method thereof. The hybrid generator according to the embodiment of the present invention includes: a power generating device which generates power; a grid connected inverter which is connected to a grid power supply system, converts the power from the power generating device into an AC voltage, and supplies the AC voltage to the grid power supply system; a power converting unit which is connected to a battery and charges the battery by receiving the power generated from the power generating device; and an automatic switch which is connected to the power generating device, is connected to one selected among the grid connected inverter and the power converting unit, and transmits the power generated from the power generating device. [Reference numerals] (20) Power supply system; (210) Battery; (30) Grid connected inverter; (300) Grid power supply system; (40) Power converting unit; (400) Load; (50) Automatic switch

Description

하이브리드 발전기 및 그 제어방법{Hybrid Photovoltaic Generator and control method}Hybrid photovoltaic generator and control method

본 발명은 하이브리드 발전기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 계통 전력공급시스템과 연계되거나 정전시 배터리의 충전을 통해 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 사용될 수 있도록 모듈화된 발전기로서, 계통 전력공급시스템의 정상 동작시에는 전력을 계통 전력공급시스템에 공급하고, 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템과의 연계를 차단하면서 중요 부하로 전력을 공급하기 위한 하이브리드 발전기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a hybrid generator, more specifically, the system is a modular generator to be used as a stand-alone generator that is connected to the grid power supply system or directly supply power to the load through the charging of the battery in case of power failure, the grid power supply system The hybrid generator and its control method for supplying power to the critical load while supplying power to the grid power supply system in the normal operation of the system, and disconnecting the grid power supply system during the abnormal operation of the grid power supply system. will be.

즉, 본 발명은 전력을 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시나 부하량의 변화에 따라 대응하여 계통 전력공급시스템과 부하에 전력을 공급하며, 계통 전력공급시스템의 정상 동작시에는 배터리를 회로에서 분리하여, 전력을 공급하는 계통 전력공급시스템 방식을 이용하고, 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템와 분리하여 부하에 전력을 공급하는 하이브리드 발전기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
That is, the present invention supplies power to the system power supply system and the load in response to abnormal operation of the system power supply system or changes in load, and separates the battery from the circuit during the normal operation of the system power supply system. The present invention relates to a hybrid generator using a system power supply system method for supplying power, and to supplying power to a load separately from the system power supply system during abnormal operation of the system power supply system.

환경에 대한 관심이 점차 증가하면서 석탄, 석유 및 원자력 등과 같은 에너지를 대체하여 환경의 오염을 유발하지 않는 에너지의 발전에 대한 기대와 관심이 지속적으로 증가하고 있다.
As interest in the environment gradually increases, expectations and interests for the development of energy that do not cause pollution of the environment by replacing energy such as coal, oil and nuclear power are continuously increasing.

최근에는 유류를 포함한 원자재의 가격이 급등함에 따라 전력 생산에 막대한 추가 비용이 소요되고, 이러한 추가 비용은 고스란히 소비자에게 전기 사용료의 인상으로 전가되고 있는 실정으로서 발전에 따른 추가 비용이 발생하지 않는 발전 방법에 대한 관심이 폭발적으로 증가하고 있다. 또한, 발전 과정에서 공해를 유발시키지 않는 신재생 에너지에 관한 관심도 높아지고 있다.
In recent years, as the price of raw materials including oil soared, enormous additional costs are required for power generation, and these additional costs are being passed on to consumers by raising the electricity bill. There is an explosion of interest in. There is also a growing interest in renewable energy that does not cause pollution during power generation.

상기 발전에 따른 추가 비용이 발생되지 않는 발전 방식 중에서 대표적인 것으로서는 태양광 발전과 풍력 발전, 조력 발전이 알려져 있다.
Representative examples of power generation methods that do not incur additional costs due to the power generation are solar power, wind power, and tidal power.

상기의 발전 방식 중 태양광 발전은 태양광을 광전 효과에 의하여 직접 전기 에너지로 변환하는 발전방식으로 복수 개의 태양 전지(solar cell)로 구성된 모듈(module)과 배터리 및 전력 변환 장치로 구성된다.
Photovoltaic power generation of the power generation method is a power generation method that converts sunlight directly into electrical energy by the photoelectric effect is composed of a module (module) consisting of a plurality of solar cells (solar cell) and a battery and a power conversion device.

이러한 태양광 발전방식은 에너지원이 청정하고, 무제한이며, 유지 보수가 용이할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있는 반면, 전력 생산량이 일사량에 의존할 수밖에 없으며, 에너지 밀도가 낮은 등의 문제점이 있다.
Such a photovoltaic power generation method has the advantages of clean energy, unlimited, easy maintenance, and long lifespan. However, the solar power generation method has to rely on solar radiation and has a low energy density.

풍력발전은 공기의 유동이 가진 운동 에너지의 공기력학적(aerodynamic) 특성을 이용하여 회전자(rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고 이 기계적 에너지로 전기를 얻는 발전방식으로, 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있으며, 대규모 발전 단지의 경우에는 발전 단가도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신 에너지 발전방식이지만, 생산 전력량이 풍향 및 풍속에 많은 영향을 받는 것으로서 항상 양질의 발전 성능을 기대할 수 없는 문제점이 있다.
Wind power generation is a power generation method that uses aerodynamic characteristics of the kinetic energy of air flow to rotate a rotor to convert it into mechanical energy and obtain electricity from this mechanical energy. Since it uses no pollution and unlimited wind, it has little effect on the environment, and can effectively use the land. In the case of large-scale power generation complex, the generation cost is new energy generation system that can compete with the existing generation method, but the amount of power produced There is a problem that can not always expect a high-quality power generation performance as being affected by the wind direction and wind speed.

조력발전은 조수간만의 차이를 이용하여 에너지를 얻는 발전방식으로 공해 발생 분제가 없는 청정에너지이며, 석찬이나 석탄처럼 희소성의 자원이 아닌 고갈되지 않는 무한 에너지자원인 반면, 초기 시설투자 비용이 많이 들고, 경제성을 따질 때 화력발전, 원자력발전보다 효율성이 낮다는 문제점이 있다.
Tidal power generation is a method of generating energy by using the difference between tides. It is a clean energy without pollution pollution, and is an infinite energy resource that is not depleted, rather than scarcity resources such as dinner and coal. In terms of economic feasibility, efficiency is lower than that of thermal and nuclear power.

상기의 태양광을 이용한 발전방식은 중 특허문헌 1의 국내등록실용신안공보 등록번호 제20-0303224호 "하이브리드형 태양광 발전시스템"에서는 태양열 발전 시스템과 가스 발전 시스템을 포함하여 이루어지되, 태양 광이 충분한 조건 하에서는 태양 열 발전 시스템을 이용하며 환경 조건이 좋지 않은 경우, 가스 발전 시스템을 가동시키는 것을 특징으로 한다.
The power generation method using the above-mentioned solar power is made in the domestic registered utility model publication No. 20-0303224 of "Patent Document 1" of the "Hybrid-type solar power generation system" including a solar power generation system and a gas power generation system, Under these sufficient conditions, the solar power generation system is used, and when the environmental conditions are not good, the gas generation system is operated.

그러나, 상기의 발전 시스템은 태양열 발전 시스템에서 생산된 전력을 저장하기 위한 배터리가 없어 태양열 발전 시스템과 가스 발전 시스템에 문제가 발생시 전력을 공급하지 못하는 문제점이 있었다.
However, the power generation system does not have a battery for storing power produced in the solar power generation system, there is a problem that can not supply power when a problem occurs in the solar power generation system and gas power generation system.

한편, 태양광, 풍력, 조력 등을 이용하여 전력을 얻는 발전시스템은 계통연계형 발전과 독립형 발전으로 크게 구분된다.
On the other hand, power generation systems using solar power, wind power, tidal power, etc. are largely divided into grid-connected power generation and independent power generation.

계통 연계형의 경우는 상용 전력선이 존재하는 장소에 직접 상용 전력선에 같이 연결하여 발전을 하여 직접 발전된 전력을 사용하는 운전 방식이다.
In the case of grid-connected type, it is an operation method that uses the directly generated power by generating electricity by connecting to the commercial power line directly at the place where commercial power line exists.

독립형의 경우 발전된 전기를 일시적으로 충전 System을 이용하여 배터리에 저장한 후 필요한 시기에 다시 꺼내 사용하는 구조를 말한다.
In the case of stand-alone type, it refers to a structure in which the generated electricity is temporarily stored in the battery using a charging system and then taken out again when necessary.

상기와 같이 계통연계형 발전의 경우 자체 에너지원을 가지고 있음에도 불구하고, 계통에 이상이 생길 경우 필요한 에너지원을 확보할 수 없는 치명적인 단점이 있고, 독립형 발전의 경우 자체 에너지 자급자족이 가능하나, 에너지 사용효율이 매우 낮고, 잦은 충방전으로 배터리 수명에 의한 유지 비용이 많아 비 경제적인 부분이 문제점으로 대두 되었다.
In the case of grid-connected power generation, although it has its own energy source, there is a fatal disadvantage that it is not possible to secure the necessary energy source in the event of an abnormality in the system. The use efficiency is very low, and frequent charging and discharging causes a high maintenance cost due to battery life, resulting in an uneconomic part.

특허문헌 1 : 국내등록실용신안공보 등록번호 제20-0303224호 "하이브리드형 태양광 발전시스템"Patent Document 1: Domestic Utility Model Publication No. 20-0303224 "Hybrid-type PV System"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 계통 전력공급시스템과 연계되거나 정전시 배터리의 충전을 통해 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 사용될 수 있도록 모듈화된 발전기로서, 계통 전력공급시스템의 정상 동작시에는 전력을 계통 전력공급시스템에 공급하고, 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템과의 연계를 차단하면서 중요 부하로 전력을 공급하기 위한 새로운 형태의 하이브리드 발전기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Therefore, the present invention has been proposed to improve such a conventional problem, the system power as a modular generator to be used as a stand-alone generator that is connected to the grid power supply system or directly supply power to the load by charging the battery in the event of power failure, A new type of hybrid generator for supplying power to the critical load while supplying power to the grid power supply system during normal operation of the supply system, and disconnecting the grid power supply system during abnormal operation of the grid power supply system. It is an object to provide a control method.

즉, 본 발명은 전력을 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시나 부하량의 변화에 따라 대응하여 계통 전력공급시스템과 부하에 전력을 공급하며, 계통 전력공급시스템의 정상 동작시에는 배터리를 회로에서 분리하여, 전력을 공급하는 계통 전력공급시스템 방식을 이용하고, 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템와 분리하여 부하에 전력을 공급하는 새로운 형태의 하이브리드 발전기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
That is, the present invention supplies power to the system power supply system and the load in response to abnormal operation of the system power supply system or changes in load, and separates the battery from the circuit during the normal operation of the system power supply system. The purpose of the present invention is to provide a hybrid generator and a control method using a system power supply system for supplying power, and to supply power to a load separately from the system power supply system in case of abnormal operation of the system power supply system. .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 전력을 생산하는 발전장치와; 계통 전력공급시스템에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 교류전압으로 변환하여 상기 계통 전력공급시스템으로 공급하는 계통연계인버터와; 배터리에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전시키는 전력 변환부와; 상기 발전장치와 연결되고, 상기 계통연계인버터와 전력변환부 중에서 선택된 어느 하나와 연결되어 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 전달하는 자동 절환기를 포함하여, 상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시 상기 계통연계인버터를 통해 상기 발전장치의 전력이 상기 계통 전력공급시스템으로 전달되고, 상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시 상기 전력 변환부에 의해 충전되는 상기 배터리의 전력이 부하로 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
According to a feature of the present invention for achieving the above object, a power generation device for producing electric power; A grid-connected inverter connected to a grid power supply system and converting the electric power generated from the power generator into an AC voltage to supply the grid power supply system to the grid power supply system; A power converter connected to a battery and receiving power generated from the power generator to charge the battery; The grid connection in the normal operation of the grid power supply system, including an automatic switcher connected to the power generation device and connected to any one selected from the grid connection inverter and the power converter to transfer the power generated from the power generation device. The power of the power generation device is transferred to the grid power supply system through an inverter, so that the power of the battery charged by the power converter in the abnormal operation of the grid power supply system can be supplied to the load. do.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기에서 상기 발전장치, 계통연계인버터, 전력 변환부, 자동절환기는 모듈화되어 상기 계통 전력공급시스템과 배터리에 접속되는 것을 특징으로 한다.
In the hybrid generator according to the present invention, the power generation device, the grid-connected inverter, the power converter, the automatic changer is modularized and connected to the grid power supply system and the battery.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기에서 상기 발전장치는 태양광발전을 수행하는 태양전지이고, 상기 발전장치, 계통연계인버터, 전력 변환부, 자동절환기는 하이브리드 발전기로 모듈화되는 것을 특징으로 한다.
In the hybrid generator according to the present invention, the generator is a solar cell that performs photovoltaic power generation, and the generator, the grid-connected inverter, the power conversion unit, the automatic changer is characterized in that the modular hybrid generator.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기에서 상기 자동 절환기는, 상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시 상기 계통연계인버터와 접속하여 상기 하이브리드 발전기가 상기 계통 전력공급시스템과 연계되도록 하고, 상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시 상기 전력 변환부와 접속하여 상기 하이브리드 발전기가 상기 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 동작하도록 하는 것을 특징으로 한다.
In the hybrid generator according to the present invention, the automatic switch is connected to the grid-connected inverter in the normal operation of the grid power supply system so that the hybrid generator is linked to the grid power supply system, When the abnormal operation is connected to the power converter, characterized in that the hybrid generator to operate as a stand-alone generator that directly supplies power to the load.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기에서 상기 전력 변환부는 상기 배터리를 충전시키기 위한 컨버터와 정류회로 중에서 선택된 어느 하나이되, 상기 자동 절환기는 상기 전력 변환부에 의한 상기 배터리의 충전 완료시까지 상기 전력 변환부에 접속하여 상기 발전장치의 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.
In the hybrid generator according to the present invention, the power conversion unit is any one selected from a converter and a rectifier circuit for charging the battery, the automatic switching unit to the power conversion unit until the charge of the battery is completed by the power conversion unit It is characterized in that for supplying the power of the power generator.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 제어방법에서 전력을 생산하는 발전장치와; 계통 전력공급시스템에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 교류전압으로 변환하여 상기 계통 전력공급시스템으로 공급하는 계통연계인버터와; 배터리에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전시키는 전력 변환부와; 상기 발전장치와 연결되고, 상기 계통연계인버터와 전력변환부 중에서 선택된 어느 하나와 연결되어 상기 태양전지로부터 생산된 전력을 전달하는 자동 절환기를 포함하는 하이브리드 발전기의 제어방법에 있어서, 중요부하 및 일반부하로 이루어지는 부하에 전력을 공급하기 위한 상기 계통 전력공급시스템과 배터리에 상기 하이브리드 발전기가 연결되고, 상기 하이브리드 발전기의 자동 절환기는 상기 배터리의 충전 완료시까지 상기 전력 변환부에 접속하여 상기 발전장치의 전력을 공급하되, 상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시 상기 계통연계인버터를 통해 상기 발전장치의 전력이 상기 계통 전력공급시스템으로 전달되고, 상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시 상기 전력 변환부에 의해 충전되는 상기 배터리의 전력이 상기 부하를 이루는 중요부하로 전달될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
The generator for producing electric power in the control method of the hybrid generator according to the present invention; A grid-connected inverter connected to a grid power supply system and converting the electric power generated from the power generator into an AC voltage to supply the grid power supply system to the grid power supply system; A power converter connected to a battery and receiving power generated from the power generator to charge the battery; In the control method of the hybrid generator including a power switch connected to the power generator, and connected to any one selected from the grid-connected inverter and the power converter to transfer the power produced from the solar cell, the important load and the general load The hybrid generator is connected to the system power supply system and a battery for supplying power to a load, and the automatic changer of the hybrid generator is connected to the power converter until the battery is fully charged to supply power of the generator. The power supply of the power generation device is supplied to the grid power supply system through the grid-connected inverter in the normal operation of the grid power supply system, and charged by the power converter during abnormal operation of the grid power supply system. The power of the battery Characterized in that it can be delivered to the important load to achieve.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 제어방법에서 상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시, 상기 자동 절환기는 상기 배터리의 충전 완료 여부를 확인하여 상기 배터리의 충전 완료 이후 상기 계통연계인버터와 접속하여 상기 하이브리드 발전기가 상기 계통 전력공급시스템과 연계되면서 상기 발전장치에서 생산된 전력이 모두 상기 계통 전력공급시스템으로 전달되도록 하는 한편, 상기 전력 변환부는 동작이 중지되도록 하는 것을 특징으로 한다.
In the control method of the hybrid generator according to the present invention, in the normal operation of the system power supply system, the automatic changer checks whether the battery is completed charging and connects to the grid-connected inverter after the battery is charged. While the generator is connected to the grid power supply system, all the power produced by the power generation device is delivered to the grid power supply system, while the power converter is characterized in that the operation is stopped.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 제어방법에서 상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시, 상기 하이브리드 발전기와 계통 전력공급시스템의 연결이 차단되도록 하고, 상기 자동 절환기는 상기 전력 변환부와 접속하여 상기 발전장치에서 생산된 전력이 상기 배터리로 공급되도록 하여, 상기 하이브리드 발전기가 상기 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 동작하되, 상기 배터리는 독립형 인버터를 통해 상기 중요 부하에 전력을 공급하게 되고, 일반 부하로는 전력이 공급되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
In the control method of the hybrid generator according to the present invention, in the abnormal operation of the system power supply system, the connection of the hybrid generator and the system power supply system to be cut off, the automatic switch is connected to the power converter to the power generation By allowing the power produced by the device to be supplied to the battery, the hybrid generator operates as a standalone generator that directly powers the load, wherein the battery supplies power to the critical load via a standalone inverter, and a general load The furnace is characterized in that no power is supplied.

이와 같은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 제어방법에서 상기 계통 전력공급시스템이 비정상 동작에서 정상 동작 복귀하는 과정에서 상기 배터리가 방전되어 있을 시, 상기 계통연계인버터의 동작이 중지되도록 한 후, 상기 자동 절환기는 상기 배터리와 접속하여 상기 발전장치에서 생산된 전력이 모두 배터리로 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.
In the control method of the hybrid generator according to the present invention, when the battery is discharged in the process of returning from the abnormal operation to the normal operation of the grid power supply system, after the operation of the grid-connected inverter is stopped, the automatic switching The machine is connected to the battery, characterized in that all of the power produced by the generator is supplied to the battery.

이상과 같이 본 발명에 따른 하이브리드 발전기에 의하면, 계통 전력공급시스템과 연계되거나 정전시 배터리의 충전을 통해 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 사용될 수 있도록 모듈화된 발전기로서, 계통 전력공급시스템의 정상 동작시에는 전력을 계통 전력공급시스템에 공급하고, 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템과의 연계를 차단하면서 중요 부하로 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
According to the hybrid generator according to the present invention as described above, it is a modular generator to be used as a stand-alone generator that is connected to the grid power supply system or directly supply power to the load by charging the battery in the event of a power failure, the top of the grid power supply system In operation, power is supplied to the grid power supply system, and in abnormal operation of the grid power supply system, it is possible to cut off the connection with the grid power supply system and supply power to the important load.

즉, 본 발명은 전력을 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시나 부하량의 변화에 따라 대응하여 계통 전력공급시스템과 부하에 전력을 공급하며, 계통 전력공급시스템의 정상 동작시에는 배터리를 회로에서 분리하여, 전력을 공급하는 계통 전력공급시스템 방식을 이용하고, 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템와 분리하여 부하에 전력을 공급하는 효과가 있다.
That is, the present invention supplies power to the system power supply system and the load in response to abnormal operation of the system power supply system or changes in load, and separates the battery from the circuit during the normal operation of the system power supply system. The system uses a system power supply system for supplying power, and when an abnormal operation of the system power supply system is performed, there is an effect of supplying power to the load separately from the system power supply system.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템의 흐름도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템에서 계통 전력공급시스템의 정상 동작시의 흐름도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템에서 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시의 흐름도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템에서 계통 전력공급시스템의 비정상 동작에서 정상 동작으로 복귀시의 흐름도이다.1 is a block diagram of a hybrid generator according to the present invention,
2 is a flowchart of a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of a normal operation of a system power supply system in a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of an abnormal operation of a system power supply system in a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a return from the abnormal operation of the system power supply system to the normal operation in the power supply system using the hybrid generator according to the preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 5에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to denote like elements in FIG. 1 through FIG. In the drawings and the detailed description, detailed description of specific elements and functions of elements not directly related to the technical features of the present invention will be omitted. .

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 발전기의 구성도로써, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 발전기(10)는 전력을 생산하는 발전장치(20)와, 계통 전력공급시스템(300)에 접속되고, 발전장치(20)로부터 생산된 전력을 교류전압으로 변환하여 계통 전력공급시스템(300)으로 공급하는 계통연계인버터(30)와, 배터리(210)에 접속되고, 발전장치(30)로부터 생산된 전력을 전달받아 배터리(210)를 충전시키는 전력 변환부(40)와, 발전장치(20)와 연결되고, 계통연계인버터(30)와 전력변환부(40) 중에서 선택된 어느 하나와 연결되어 발전장치(20)로부터 생산된 전력을 전달하는 자동 절환기(50)를 포함하여, 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시 계통연계인버터(30)를 통해 발전장치(20)의 전력이 계통 전력공급시스템(300)으로 전달되고, 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시 전력 변환부(40)에 의해 충전되는 배터리(210)의 전력이 부하(400)로 공급될 수 있도록 한다.
1 is a configuration diagram of a hybrid generator according to the present invention, referring to FIG. 1, the hybrid generator 10 according to the present invention is connected to a power generation device 20 and a grid power supply system 300 for producing electric power. The inverter is connected to the grid-connected inverter 30, which converts the electric power generated from the power generator 20 into an AC voltage and supplies the power to the system power supply system 300, and is connected to the battery 210 and produced from the power generator 30. The power converter 40 to charge the battery 210 and the power generator 20 to receive the received power, and is connected to any one selected from the grid-connected inverter 30 and the power converter 40. Including the automatic switching device 50 for delivering the power generated from the device 20, the power of the power generation device 20 through the grid connection inverter 30 in the normal operation of the grid power supply system 300 is the system power Is delivered to the supply system 300, the system of the power supply system 300 In abnormal operation, power of the battery 210 charged by the power converter 40 may be supplied to the load 400.

발전장치(20)는 태양광, 풍력, 조력 등과 같은 에너지원을 이용하여 전력을 생산하는 것으로, 태양광 태양전지, 풍력 태양전지, 조력 태양전지로 이루어질 수 있고, 본 발명에서의 전력을 생산하는 발전장치(20)는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 태양전지(20)이다.
Power generation device 20 is to produce power by using energy sources such as solar, wind power, tidal, etc., may be made of a solar solar cell, wind solar cell, tidal solar cell, to produce power in the present invention The generator 20 is a solar cell 20 that generates power using sunlight.

여기서, 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양전지(20)는 가정이나 공장 등에 설치가 용이하도록 이루어지고, 다수개의 모듈을 개별적으로 구비하여 발전 모듈로 전력을 생산하여 대용량으로 구성할 수 있을 것이다.
Here, the solar cell 20 for producing electrical energy using solar light is made to be easily installed in homes or factories, and can be configured with a large capacity by producing power with a power generation module having a plurality of modules individually. will be.

계통연계인버터(30)는 태양전지(20)로부터 생산된 전력을 교류전압으로 변환하여 계통 전력공급시스템(300)에 공급하기 위한 것으로, 계통연계시에 동작을 수행하고, 계통정전시 및 계통복귀시 독립형 발전설비(100)의 배터리(210)를 충전하기 위해 동작을 하지 않는다.
The grid-connected inverter 30 converts the power produced from the solar cell 20 into an alternating voltage and supplies the grid-powered system 300 to the grid power supply system 300. City does not operate to charge the battery 210 of the stand-alone power generation facility 100.

상기의 계통연계인버터(30)는 계통 전력공급시스템(300)로 출력되는 교류 전압으로부터 고조파를 제거하기 위한 필터를 포함하며, 무효 전력 발생을 억제하고, 출력되는 교류 전압의 위상과 계통 전력공급시스템(300)의 교류 전압의 위상을 동기화시키기 위한 위상 동기 루프PLL(Phase Locked Loop) 회로를 포함한다. 그 밖에, 계통연계인버터(30)(On Grid Invert)(20)는 전압 변동 범위 제한, 역률 개선, 직류 성분 제거, 과도현상(transient phenomena) 보호 등과 같은 기능을 수행할 수 있다.
The grid-connected inverter 30 includes a filter for removing harmonics from the AC voltage output to the system power supply system 300, suppresses generation of reactive power, and outputs the phase and system power supply of the AC voltage output. And a phase locked loop (PLL) circuit for synchronizing the phase of the AC voltage of 300. In addition, the grid-connected inverter 30 (On Grid Invert) 20 may perform functions such as limiting voltage fluctuation range, power factor improvement, DC component removal, and transient phenomena protection.

이와 같이 계통연계인버터(30)에 고조파를 제거하기 위한 필터를 설치함으로써 고조파를 흡수하고 제거하며, 계통의 유동성과 용량선간의 공간 문제를 해소할 수 있고, 정상전압을 유지하여 설비의 성능과 수명으로 오랫동안 유지할 수 있는 효과가 있다.
In this way, by installing a filter for removing harmonics in the grid-connected inverter 30, the harmonics can be absorbed and removed, and the fluidity of the system and the space between capacity lines can be solved. As long as you can keep the effect.

그리고, 태양전지(20)에서 생산된 전력을 계통 전력공급시스템(300)로 공급할 필요가 없는 경우, 전력 소비를 최소화하기 위하여 계통연계인버터(30)의 동작은 중지된다.
In addition, when it is not necessary to supply power generated by the solar cell 20 to the system power supply system 300, the operation of the grid-connected inverter 30 is stopped to minimize power consumption.

전력 변환부(40)는 태양전지(20)의 종류에 따라 컨버터 또는 정류회로로 구성될 수 있다. 즉, 태양전지(20)가 직류의 전력을 생산하는 경우 직류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위한 컨버터가 되는 것이다.
The power converter 40 may be configured as a converter or a rectifier circuit according to the type of the solar cell 20. In other words, when the solar cell 20 produces DC power, the solar cell 20 becomes a converter for converting DC power into DC power.

한편, 전력 변환부(40)는 태양전지(20)가 태양광 발전일 경우 태양전지(20)에서 생산하는 전력을 최대로 얻을 수 있도록 최대전력포인트추적(Maximum Power Point Tracking, 이하 'MPPT'라 한다.) 제어방식을 수행하는 MPPT 컨버터를 포함할 수 있다.
On the other hand, the power conversion unit 40 is the maximum power point tracking (MPPT) to obtain the maximum power produced by the solar cell 20 when the solar cell 20 is solar power generation (hereinafter referred to as 'MPPT') It may include an MPPT converter that performs a control method.

MPPT 제어방식은 태양광 발전 시스템에서 DC-AC 전력 컨버터에 통상적으로 이용되는 기술로, 부하에 전달되는 최대전력값을 지속적으로 유지함으로써 온도와 일사량의 변화로 인한 효율 손실을 피할 수 있는 알고리즘을 수행한다.
MPPT control is a technique commonly used in DC-AC power converters in photovoltaic power generation systems. It performs algorithms that avoid efficiency losses due to changes in temperature and solar radiation by continuously maintaining the maximum power delivered to the load. do.

이와 같은 전력 변환부(40)는 태양전지(20)에서 생산되는 전력이 없을 경우 동작을 중지하여 컨버터에서 소비되는 전력을 최소화시키도록 한다.
The power converter 40 stops the operation when there is no power produced by the solar cell 20 to minimize the power consumed by the converter.

자동 절환기(50)는 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시 계통연계인버터(30)에 연결이 되어 전력을 계통 전력공급시스템(300)로 송부하도록 하고, 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시 또는 비정상 동작에서 정상 동작으로 복귀시 전력 변환부(40)에 연결이 되어 동작하도록 한다. 또한, 필요에 따라 시스템이 다수의 발전모듈로 구성될 경우, 이를 직렬, 또는 병렬로 변환할 수 있다. 자동 절환기(50)는 입력되는 직류 링크 전압의 레벨 안정화를 위해 구비될 수 있으며, 예를 들면, 커패시터 등으로 구현될 수 있다. 상기 커패시터는 알루미늄 전해 커패시터(Electrolytic Capacitor), 고압용 필름 커패시터(Polymer Capacitor), 고압 대전류용 적층칩 커패시터(Multi Layer Ceramic Capacitor, MLCC) 등이 사용될 수 있다.
The automatic switch 50 is connected to the grid-connected inverter 30 in the normal operation of the grid power supply system 300 to send power to the grid power supply system 300, the system of the power supply system 300 In abnormal operation or when returning to the normal operation from the abnormal operation is connected to the power converter 40 to operate. In addition, when the system is composed of a plurality of power generation modules, it can be converted in series or in parallel as needed. The automatic switch 50 may be provided for level stabilization of the input DC link voltage, and may be implemented as, for example, a capacitor. The capacitor may be an aluminum electrolytic capacitor (Electrolytic Capacitor), a high-pressure film capacitor (Polymer Capacitor), a high-voltage high-current multilayer chip capacitor (Multi Layer Ceramic Capacitor, MLCC) may be used.

상기의 자동 절환기(50)는 전력 변환부(40)에 의한 배터리(210)의 충전이 완료시까지 전력 변환부(40)에 접속되어 태양전지(20)의 전력을 공급하도록 한다.
The automatic switch 50 is connected to the power converter 40 until the charging of the battery 210 by the power converter 40 is completed to supply the power of the solar cell 20.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기(10)에서는 자동 절환기(50)가 별도로 구비된 예를 도시하였으나, 자동 절환기(50)가 전력 변환부(40), 계통연계인버터(30) 내에서 구현될 수 있을 것이다.
Meanwhile, in the hybrid generator 10 according to the preferred embodiment of the present invention, an example in which the automatic changer 50 is separately provided is illustrated, but the automatic changer 50 includes the power converter 40 and the grid-connected inverter 30. Can be implemented within

이상과 같이 본 발명에 따른 하이브리드 발전기(10)에 의하면, 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시에는 전력을 계통 전력공급시스템(300) 및 부하(400)에 공급하고, 계통 전력공급시스템(300)의 전력과 독립형 발전설비(100)의 배터리(210) 전력을 이용하여 일정한 전력을 부하(400)로 출력하는 기능을 기본으로 하며, 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시 계통 전력공급시스템(300)를 차단하고, 부하(400)로는 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
According to the hybrid generator 10 according to the present invention as described above, in the normal operation of the system power supply system 300 supplies power to the system power supply system 300 and the load 400, the system power supply system ( It is based on the function of outputting a constant power to the load 400 by using the power of the power supply of the battery 210 and the power generation of the stand-alone power plant 100 of the 300, the grid power supply in the abnormal operation of the system power supply system 300 Blocking the system 300, there is an effect that can supply power to the load 400.

즉, 본 발명은 전력을 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시나 부하량의 변화에 따라 대응하여 계통 전력공급시스템(300)과 부하(400)에 전력을 공급하며, 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시에는 독립형 발전설비(100)의 배터리(210)를 회로에서 분리하여, 전력을 공급하는 계통 전력공급시스템(300) 방식을 이용하고, 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템(300)과 분리하여 독립형 발전설비(100)의 배터리(210)에 저장된 전력을 부하(400) 공급하는 효과가 있다.
That is, the present invention supplies power to the system power supply system 300 and the load 400 in response to abnormal operation of the system power supply system 300 or changes in load amount, and the system power supply system 300. In the normal operation of the independent power generation system 100, the battery 210 is separated from the circuit using a system power supply system 300 for supplying power, and in the abnormal operation of the system power supply system 300 Separating from the system power supply system 300 has the effect of supplying the load 400 the power stored in the battery 210 of the stand-alone power generation facility 100.

이와 같이 태양전지(20), 계통연계인버터(30), 전력 변환부(40), 자동 절환기(50)를 포함하는 하이브리드 발전기(10)는 모듈화되어 계통 전력공급시스템(300)과 배터리(210)에 접속된다.
As described above, the hybrid generator 10 including the solar cell 20, the grid-connected inverter 30, the power converter 40, and the automatic changer 50 is modularized so that the grid power supply system 300 and the battery 210 are formed. ) Is connected.

이와 같이 하이브리드 발전기(10)인 경우 태양전지(20), 계통연계인버터(30), 전력 변환부(40), 자동 절환기(50)를 포함하여 모듈화시켜 구성함으로써 가정이나 회사에서 별도로 손쉽게 사용할 수 있을 것이다.
As such, in the case of the hybrid generator 10, the solar cell 20, the grid-connected inverter 30, the power converter 40, and the automatic changer 50 may be modularized to be easily used separately in a home or a company. There will be.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템의 흐름도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템에서 계통 전력공급시스템의 정상 동작시의 흐름도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템에서 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시의 흐름도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템에서 계통 전력공급시스템의 비정상 동작에서 정상 동작으로 복귀시의 흐름도이다.
2 is a flowchart of a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a flow chart of the normal operation of the system power supply system in a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention. 4 is a flowchart of abnormal operation of a system power supply system in a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a power supply system using a hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention. This is a flowchart when returning to the normal operation from the abnormal operation of the grid power supply system.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기를 이용한 전력공급 시스템(100)은 독립형 발전설비(200) 및 계통 전력공급시스템(300)을 연계하여 부하(400)에 전력을 공급하기 위한 하이브리드 발전기(10)를 포함하여 이루어진다.
The power supply system 100 using the hybrid generator according to the preferred embodiment of the present invention is a hybrid generator 10 for supplying power to the load 400 in conjunction with the stand-alone power generation equipment 200 and the grid power supply system 300. )

먼저, 하이브리드 발전기(10)는 상술한 바와 같은 구성 및 작용 효과를 가지므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
First, since the hybrid generator 10 has the configuration and operation effects as described above, a detailed description thereof will be omitted.

독립형 발전설비(200)는 발전된 전기를 일시적으로 충전 System을 이용하여 배터리에 저장한 후 필요한 시기에 다시 꺼내 사용하는 구조를 갖는 것으로, 본 발명에서는 전력을 저장하기 위한 배터리(210)와 배터리(210)에 저장된 전력을 교류전압으로 변환하여 부하로 공급하는 독립형인버터(220)를 포함한다.
The stand-alone power generation facility 200 has a structure that temporarily stores the generated electricity in the battery using a charging system and then takes it out again at a necessary time. In the present invention, the battery 210 and the battery 210 for storing power are used. Inverter 220 to convert the power stored in the AC voltage to supply to the load.

배터리(210)는 하이브리드 발전기(10)의 태양전지(20)에서 생산된 전력을 공급받아 저장하고, 중요부하(410)에 저장하고 있는 전력을 공급한다. 배터리(210)는 적어도 하나 이상의 배터리(210) 셀로 이루어질 수 있으며, 각 배터리(210) 셀은 복수의 베어셀을 포함할 수 있다. 이러한 배터리(210)는 다양한 종류의 배터리(210) 셀로 구현될 수 있으며, 예를 들어 니켈-카드뮴 전지(nikel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등 다양하게 구성될 수 있다.
The battery 210 receives and stores power produced by the solar cell 20 of the hybrid generator 10 and supplies power stored in the critical load 410. The battery 210 may include at least one battery 210 cell, and each battery 210 cell may include a plurality of bare cells. The battery 210 may be implemented as various types of battery 210 cells, for example, nickel-cadmium battery, lead storage battery, nickel metal hydride battery (NiMH), lithium, and the like. It may be configured in various ways, such as a lithium ion battery, a lithium polymer battery.

이와 같은 배터리(210)는 전력 용량, 설계 조건 등에 따라서 그 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 부하(400)의 소비 전력이 큰 경우에는 복수의 배터리(210)를 구비할 수 있으며, 부하(400)의 소비 전력이 작은 경우에는 하나의 배터리(210)만을 구비할 수도 있을 것이다.
The number of such batteries 210 may be determined according to power capacity, design conditions, and the like. For example, when the power consumption of the load 400 is large, a plurality of batteries 210 may be provided. When the power consumption of the load 400 is small, only one battery 210 may be provided. .

독립형인버터(220)는 계통정전시 태양전지(20)로부터 생산된 전력과 배터리(210)에 저장된 전력을 교류전압으로 변환하여 부하(400)로 공급하는 것으로, 태양전지(20)에서 생산된 전력과 배터리(210)에 저장된 전력을 부하(400) 또는 계통 전력공급시스템(300)로 공급할 필요가 없거나 배터리(210)를 충전시 계통 전력공급시스템(300)에 전력을 공급할 필요가 없는 경우에는 동작을 중지하도록 한다.
The stand-alone inverter 220 converts the power generated from the solar cell 20 and the power stored in the battery 210 into an alternating voltage and supplies the load 400 to the load 400 at the time of grid interruption. The power produced by the solar cell 20 And when there is no need to supply the power stored in the battery 210 to the load 400 or the system power supply system 300 or to supply power to the system power supply system 300 when the battery 210 is charged. To stop.

계통 전력공급시스템(300)은 상용 전력선이 존재하는 장소에 직접 상용 전력선에 같이 연결하여 발전을 하여 직접 발전된 전력을 사용하는 구조로, 스위치(310)를 포함하여 구성된다.
The grid power supply system 300 is a structure that uses power generated directly by generating electricity by connecting to a commercial power line directly at a place where commercial power lines exist, and includes a switch 310.

스위치(310)는 비정상 동작시 하이브리드 발전기(10)의 계통연계인버터(30)와 계통 전력공급시스템(300)를 분리하기 위한 것으로, 입력되는 교류 전압의 레벨 안정화를 위해 구비될 수 있으며, 예를 들면, 커패시터 등으로 구현될 수 있다. 상기 커패시터는 알루미늄 전해 커패시터(Electrolytic Capacitor), 고압용 필름 커패시터(Polymer Capacitor), 고압 대전류용 적층칩 커패시터(Multi Layer Ceramic Capacitor, MLCC) 등이 사용될 수 있다. 또한, 계통 전력공급시스템(300) 및 중요부하(410)와 일반부하(420)가 연결이 되어있다.
The switch 310 is used to separate the grid-connected inverter 30 and the grid power supply system 300 of the hybrid generator 10 during abnormal operation, and may be provided for stabilizing the input AC voltage. For example, it may be implemented as a capacitor. The capacitor may be an aluminum electrolytic capacitor (Electrolytic Capacitor), a high-pressure film capacitor (Polymer Capacitor), a high-voltage high-current multilayer chip capacitor (Multi Layer Ceramic Capacitor, MLCC) may be used. In addition, the grid power supply system 300 and the critical load 410 and the general load 420 is connected.

이와 같은 스위치(310)는 정상 동작시 모든 연결을 활성화하여 발전된 전기를 계통 전력공급시스템(300)에 송부하고 중요부하(410)와 일반부하(420)에 전력을 공급하고, 비정상 동작시 계통 전력공급시스템(300)과의 연결을 차단하여 태양전지(20)에서 생산된 전기가 계통 전력공급시스템(300)을 통해 손실되는 것을 막는다. 또한 일반부하(420)와의 연결을 끊어 스위치(310)를 통해오는 태양전지(20)의 전력을 중요부하(410)에 공급하는 역할을 한다.
This switch 310 activates all connections in normal operation to send the generated electricity to the grid power supply system 300 and to supply power to the critical load 410 and the general load 420, the system power in abnormal operation The connection to the supply system 300 is blocked to prevent the electricity produced in the solar cell 20 from being lost through the system power supply system 300. In addition, the connection to the general load 420 serves to supply the power of the solar cell 20 through the switch 310 to the important load 410.

이와 같은 하이브리드 발전기의 제어방법에 의하면, 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시에는 전력을 계통 전력공급시스템(300) 및 부하(400)에 공급하고, 계통 전력공급시스템(300)의 전력과 배터리(210) 전력을 이용하여 일정한 전력을 부하(400)로 출력하는 기능을 기본으로 하며, 비정상 동작시 계통 전력공급시스템(300)을 차단하고, 부하(400)로는 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
According to the control method of such a hybrid generator, in the normal operation of the system power supply system 300 supplies power to the system power supply system 300 and the load 400, and the power of the system power supply system 300 Basically, a function of outputting a constant power to the load 400 by using the battery 210 power, and shuts off the system power supply system 300 in abnormal operation, and can stably supply power to the load 400 It works.

즉, 본 발명은 전력을 최대전력추적포인트(MPPT) 제어방식을 수행하는 MPPT컨버터와 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시나 부하량의 변화에 따라 대응하여 계통 전력공급시스템(300)과 부하(400)에 전력을 공급하며, 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시에는 배터리(210)를 회로에서 분리하여, 전력을 공급하는 계통연계형 발전방식을 이용하고, 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시에는 계통 전력공급시스템(300)과 분리하여 부하(400)에 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
That is, the present invention corresponds to the system power supply system 300 and the load in response to the normal operation of the MPPT converter and the system power supply system 300 that perform the maximum power tracking point (MPPT) control method or the load amount according to the change of the load amount. 400, the system power supply system 300 in the normal operation of the battery 210 is separated from the circuit using a grid-connected power generation system for supplying power, the system power supply system 300 During abnormal operation of the grid power supply system 300 has the effect of supplying power to the load 400 is separated.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기의 제어방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 계통 전력공급시스템(300)의 정상 동작시에는 도 3에서 보는 바와 같이 자동 절환기(50)는 배터리(210)의 충전 완료 여부를 확인하여 배터리(210)의 충전 완료 이후 계통연계인버터(30)와 접속하여 하이브리드 발전기(10)가 계통 전력공급시스템(300)과 연계되면서 태양전지(20)에서 생산된 전력이 모두 계통 전력공급시스템(300)으로 전달되도록 하는 한편, 전력 변환부(40)는 동작이 중지되도록 한다. 즉, 태양전지(20)에서 생산한 전력을 자동 절환기(50)을 통하여 계통연계인버터(30)에 공급한다. 스위치(310)는 계통연계인버터(30)에 연결이 되어 태양전지(20)에서 생산한 전력을 모두 계통 전력공급시스템(300)로 송부한다. 이때, 전력 변환부(40) 및 독립형인버터(220)는 동작을 중지한다. 계통연계인버터(30)는 태양전지(20)에 의하여 생산된 전력으로 계통 전력공급시스템(300) 또는 부하(400)에 전력을 공급하고, 배터리(210)의 충전 여부, 태양전지(20)에서 생산하는 전력량이 부하(400)의 전력 소비량 이상인지 여부 등을 판단하여 상기의 동작을 수행하도록 한다.
As described above, the control method of the hybrid generator according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5, during the normal operation of the system power supply system 300, as shown in FIG. 3. The ventilation 50 checks whether the battery 210 is fully charged and then connects with the grid-connected inverter 30 after the battery 210 is charged, thereby connecting the hybrid generator 10 with the grid power supply system 300. While all of the power produced by the battery 20 is to be delivered to the system power supply system 300, the power converter 40 is to stop the operation. That is, the power produced by the solar cell 20 is supplied to the grid-connected inverter 30 through the automatic switch 50. The switch 310 is connected to the grid-connected inverter 30 sends all the power produced by the solar cell 20 to the grid power supply system (300). At this time, the power converter 40 and the stand-alone inverter 220 stops the operation. The grid-connected inverter 30 supplies power to the grid power supply system 300 or the load 400 with the power produced by the solar cell 20, and whether the battery 210 is charged or not, in the solar cell 20. It is determined whether the amount of power to be produced is greater than or equal to the power consumption of the load 400 to perform the above operation.

그리고, 계통 전력공급시스템(300)의 비정상 동작시에는 도 4에서 보는 바와 같이 하이브리드 발전기(10)와 계통 전력공급시스템(300)의 연결이 차단되도록 하고, 자동 절환기(50)는 전력 변환부(40)와 접속하여 태양전지(20)에서 생산된 전력이 배터리(210)로 공급되도록 하여, 하이브리드 발전기(10)가 부하(400)에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전설비(200)로 동작하되, 배터리(210)는 독립형인버터(220)를 통해 중요부하(410)에 전력을 공급하게 되고, 일반부하(420)로는 전력이 공급되지 않도록 한다. 즉, 전력이 공급되지 않는 비상시 모드로 전체 시스템이 독립형 발전설비(200)로 동작되는 것이다. 스위치(310)는 하이브리드 발전기(10)와 계통 전력공급시스템(300)과의 연결을 차단하고, 자동 절환기(50)는 태양전지(20)에서 생산된 전력을 전력 변환부(40)로 보내 전력 변환 동작을 수행한다. 또한, 독립형인버터(220)가 공급되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 중요부하(410)에 공급한다.
In addition, during abnormal operation of the system power supply system 300, as shown in FIG. 4, the connection between the hybrid generator 10 and the system power supply system 300 is cut off, and the automatic switch 50 is a power converter. In connection with the 40 so that the power produced in the solar cell 20 is supplied to the battery 210, the hybrid generator 10 operates as a stand-alone power generation facility 200 to supply power directly to the load 400, The battery 210 supplies power to the important load 410 through the independent inverter 220, and does not supply power to the general load 420. That is, the entire system is operated as a stand-alone power generation facility 200 in an emergency mode in which no power is supplied. The switch 310 cuts off the connection between the hybrid generator 10 and the grid power supply system 300, and the automatic changer 50 sends the power produced by the solar cell 20 to the power converter 40. Perform a power conversion operation. In addition, the DC power supplied from the independent inverter 220 is converted into AC power and supplied to the important load 410.

이후, 계통 전력공급시스템(300)이 정상적으로 복귀되면 도 5에서 보는 바와 같이 계통연계인버터(30)의 동작이 중지되도록 한 후, 자동 절환기(50)는 배터리(210)와 접속하여 태양전지(20)에서 생산된 전력이 모두 배터리(210)로 공급되도록 한다. 즉, 전원이 복귀되었으나 배터리(210)가 방전되어 있는 상태이다. 태양전지(20)에서 생산한 전력을 모두 배터리(210)로 공급한다. 이를 위하여 전력 변환부(40)는 전력 변환 동작을 수행한다. 또한, 계통연계인버터(30)는 동작을 중지하고, 전력 변환부(40)는 충전 모드로 동작한다. 상기와 같은 동작 모드는 배터리(210)가 더 이상 방전이 불가능한 상태일 때 적용될 수 있다. 그리고, 중요부하(410)와 일반부하(420)에 전력공급은 계통 전력공급시스템(300)으로부터 전력이 공급되어 진다.Subsequently, when the grid power supply system 300 returns to normal, the operation of the grid-connected inverter 30 is stopped as shown in FIG. 5, and the automatic switcher 50 is connected to the battery 210 to provide a solar cell ( All of the power produced in 20) is supplied to the battery 210. That is, the power is restored but the battery 210 is discharged. All of the power produced by the solar cell 20 is supplied to the battery 210. To this end, the power converter 40 performs a power conversion operation. In addition, the grid-connected inverter 30 stops the operation, the power converter 40 operates in the charging mode. The operation mode as described above may be applied when the battery 210 is no longer discharged. In addition, power is supplied from the system power supply system 300 to the important load 410 and the general load 420.

상기와 같이 배터리(210)가 완전히 충전되면 도 3과 같이 동작을 수행하게 된다.
When the battery 210 is fully charged as described above, the operation as shown in FIG. 3 is performed.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기(10)에서 부하(400)는 중요부하(410)와 일반부하(420)으로 구분되며, 중요부하(410)는 생활에 필요한 전기 즉, 전등을 특정하는 것이고, 일반부하(420)는 TV, 냉장고, 등의 가전제품을 특정한다.
On the other hand, in the hybrid generator 10 according to a preferred embodiment of the present invention, the load 400 is divided into the important load 410 and the general load 420, the important load 410 is the electricity necessary for life, that is, a lamp The specific load 420 specifies home appliances such as a TV, a refrigerator, and the like.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 발전기 및 그 제어방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
As described above, the hybrid generator according to a preferred embodiment of the present invention and a control method thereof are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described for example and various within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that variations and modifications are possible.

10 : 하이브리드 발전기
20 : 발전장치 30 : 계통연계형인버터
40 : 전력 변환부 50 : 자동 절환기
200 : 독립형 발전설비 210 : 배터리
220 : 독립형인버터 300 : 계통 전력공급시스템
310 : 스위치10: hybrid generator
20: generator 30: grid-connected inverter
40: power conversion unit 50: automatic switch
200: standalone power plant 210: battery
220: stand-alone inverter 300: grid power supply system
310: switch

Claims (9)

전력을 생산하는 발전장치와;
계통 전력공급시스템에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 교류전압으로 변환하여 상기 계통 전력공급시스템으로 공급하는 계통연계인버터와;
배터리에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전시키는 전력 변환부와;
상기 발전장치와 연결되고, 상기 계통연계인버터와 전력변환부 중에서 선택된 어느 하나와 연결되어 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 전달하는 자동 절환기를 포함하여,
상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시 상기 계통연계인버터를 통해 상기 발전장치의 전력이 상기 계통 전력공급시스템으로 전달되고, 상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시 상기 전력 변환부에 의해 충전되는 상기 배터리의 전력이 부하로 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기.A power generation device for producing electric power;
A grid-connected inverter connected to a grid power supply system and converting the electric power generated from the power generator into an AC voltage to supply the grid power supply system to the grid power supply system;
A power converter connected to a battery and receiving power generated from the power generator to charge the battery;
Including an automatic switch connected to the power generator, and connected to any one selected from the grid-connected inverter and the power converter to transfer the power produced by the power generator,
The power of the power generator is transferred to the grid power supply system through the grid link inverter in the normal operation of the grid power supply system, and the battery is charged by the power converter during abnormal operation of the grid power supply system. A hybrid generator, characterized in that the power can be supplied to the load. 제 1항에 있어서,
상기 발전장치, 계통연계인버터, 전력 변환부, 자동절환기는 모듈화되어 상기 계통 전력공급시스템과 배터리에 접속되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기.The method according to claim 1,
The generator, the grid-connected inverter, the power converter, the automatic switching unit is modular, characterized in that connected to the grid power supply system and the battery. 제 2항에 있어서,
상기 발전장치는 태양광발전을 수행하는 태양전지이고, 상기 발전장치, 계통연계인버터, 전력 변환부, 자동절환기는 하이브리드 발전기로 모듈화되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기.3. The method of claim 2,
The generator is a solar cell that performs photovoltaic power generation, the hybrid generator, characterized in that the power generator, grid-connected inverter, power conversion unit, automatic changer is modularized into a hybrid generator. 제 3항에 있어서,
상기 자동 절환기는,
상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시 상기 계통연계인버터와 접속하여 상기 하이브리드 발전기가 상기 계통 전력공급시스템과 연계되도록 하고,
상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시 상기 전력 변환부와 접속하여 상기 하이브리드 발전기가 상기 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기.The method of claim 3,
The automatic changer,
In normal operation of the grid power supply system, the hybrid generator is connected to the grid power supply system so as to be connected to the grid power supply system.
And a hybrid generator operating as a stand-alone generator supplying power directly to the load by connecting to the power converter during abnormal operation of the grid power supply system. 제 1항에 있어서,
상기 전력 변환부는 상기 배터리를 충전시키기 위한 컨버터와 정류회로 중에서 선택된 어느 하나이되,
상기 자동 절환기는 상기 전력 변환부에 의한 상기 배터리의 충전 완료시까지 상기 전력 변환부에 접속하여 상기 발전장치의 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기.The method according to claim 1,
The power converter is any one selected from a converter and a rectifier circuit for charging the battery,
The automatic changer is connected to the power conversion unit until the charge of the battery by the power conversion unit is a hybrid generator, characterized in that for supplying power to the generator. 전력을 생산하는 발전장치와; 계통 전력공급시스템에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 교류전압으로 변환하여 상기 계통 전력공급시스템으로 공급하는 계통연계인버터와; 배터리에 접속되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 전달받아 상기 배터리를 충전시키는 전력 변환부와; 상기 발전장치와 연결되고, 상기 계통연계인버터와 전력변환부 중에서 선택된 어느 하나와 연결되어 상기 태양전지로부터 생산된 전력을 전달하는 자동 절환기를 포함하는 하이브리드 발전기의 제어방법에 있어서,
중요부하 및 일반부하로 이루어지는 부하에 전력을 공급하기 위한 상기 계통 전력공급시스템과 배터리에 상기 하이브리드 발전기가 연결되고,
상기 하이브리드 발전기의 자동 절환기는 상기 배터리의 충전 완료시까지 상기 전력 변환부에 접속하여 상기 발전장치의 전력을 공급하되,
상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시 상기 계통연계인버터를 통해 상기 발전장치의 전력이 상기 계통 전력공급시스템으로 전달되고, 상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시 상기 전력 변환부에 의해 충전되는 상기 배터리의 전력이 상기 부하를 이루는 중요부하로 전달될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 제어방법.A power generation device for producing electric power; A grid-connected inverter connected to a grid power supply system and converting the electric power generated from the power generator into an AC voltage to supply the grid power supply system to the grid power supply system; A power converter connected to a battery and receiving power generated from the power generator to charge the battery; In the control method of the hybrid generator including a power switch connected to the power generator, and connected to any one selected from the grid-connected inverter and the power converter to transfer the power produced from the solar cell,
The hybrid generator is connected to the system power supply system and a battery for supplying power to a load consisting of a significant load and a general load,
The automatic changer of the hybrid generator is connected to the power conversion unit until the charging of the battery is completed to supply the power of the generator,
The power of the power generator is transferred to the grid power supply system through the grid link inverter in the normal operation of the grid power supply system, and the battery is charged by the power converter during abnormal operation of the grid power supply system. Control method of a hybrid generator characterized in that the power can be delivered to the important load constituting the load. 제 6항에 있어서,
상기 계통 전력공급시스템의 정상 동작시,
상기 자동 절환기는 상기 배터리의 충전 완료 여부를 확인하여 상기 배터리의 충전 완료 이후 상기 계통연계인버터와 접속하여 상기 하이브리드 발전기가 상기 계통 전력공급시스템과 연계되면서 상기 발전장치에서 생산된 전력이 모두 상기 계통 전력공급시스템으로 전달되도록 하는 한편, 상기 전력 변환부는 동작이 중지되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 제어방법.The method according to claim 6,
In normal operation of the grid power supply system,
The automatic switching unit checks whether the battery is fully charged and connects to the grid-connected inverter after the battery is fully charged, so that the hybrid generator is connected to the grid power supply system and all the power generated by the generator is all the grid power. The power generator is to be delivered to the supply system, the control method of the hybrid generator characterized in that the operation is stopped. 제 6항에 있어서,
상기 계통 전력공급시스템의 비정상 동작시,
상기 하이브리드 발전기와 계통 전력공급시스템의 연결이 차단되도록 하고,
상기 자동 절환기는 상기 전력 변환부와 접속하여 상기 발전장치에서 생산된 전력이 상기 배터리로 공급되도록 하여,
상기 하이브리드 발전기가 상기 부하에 직접 전력을 공급하는 독립형 발전기로 동작하되,
상기 배터리는 독립형 인버터를 통해 상기 중요 부하에 전력을 공급하게 되고, 일반 부하로는 전력이 공급되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 제어방법.The method according to claim 6,
In case of abnormal operation of the grid power supply system,
The connection between the hybrid generator and the grid power supply system is cut off,
The automatic switching device is connected to the power conversion unit so that the power produced by the power generator is supplied to the battery,
The hybrid generator operates as a stand-alone generator that directly supplies power to the load,
The battery supplies power to the critical load through a standalone inverter, the control method of the hybrid generator, characterized in that the power is not supplied to the general load. 제 6항에 있어서,
상기 계통 전력공급시스템이 비정상 동작에서 정상 동작 복귀하는 과정에서 상기 배터리가 방전되어 있을 시,
상기 계통연계인버터의 동작이 중지되도록 한 후, 상기 자동 절환기는 상기 배터리와 접속하여 상기 발전장치에서 생산된 전력이 모두 배터리로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전기의 제어방법.The method according to claim 6,
When the battery is discharged in the process of returning to normal operation from the abnormal power supply system,
After the operation of the grid-connected inverter is stopped, the automatic switching device is connected to the battery so that all the power produced by the power generator is supplied to the battery control method of the hybrid generator.
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