KR20160080719A - Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power - Google Patents

Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power Download PDF

Info

Publication number
KR20160080719A
KR20160080719A KR1020140193542A KR20140193542A KR20160080719A KR 20160080719 A KR20160080719 A KR 20160080719A KR 1020140193542 A KR1020140193542 A KR 1020140193542A KR 20140193542 A KR20140193542 A KR 20140193542A KR 20160080719 A KR20160080719 A KR 20160080719A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
breaker
power
power converter
pcs
Prior art date
Application number
KR1020140193542A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
설승기
Original Assignee
서울대학교산학협력단
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 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020140193542A priority Critical patent/KR20160080719A/en
Publication of KR20160080719A publication Critical patent/KR20160080719A/en

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
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • 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
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/40—Fuel cell technologies in production processes
    • 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
    • Y04S10/18—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using switches, relays or circuit breakers, e.g. intelligent electronic devices [IED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

A power control device according to an embodiment of the present invention comprises: a breaker configured to be electrically connected between a system and a transformer; the transformer electrically connected to the breaker; a power conditioning system (PCS) configured to be connected between the transformer and a power system; and a PCS control part electrically connected to the PCS to control the operation of the PCS, wherein the PCS control part includes a breaker control part electrically connected to the breaker and controlling the turning-on and -off of the breaker based on the operation state of the PCS. Accordingly, no-load loss is prevented from occurring in the transformer while the power system does not operate.

Description

한시적으로 동작하는 전력 시스템과 연결되도록 구성된 전력 제어 장치 및 전력 제어 방법{Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control apparatus and a power control method,

실시예들은 전력 시스템과 연결되도록 구성되어 한시적으로 동작하는 전력 제어 장치 및 전력 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 전력 제어 장치가 변압기를 포함하며 전력 계통에 연결되어 있는 경우(전력 계통 연계형) 계통과 변압기 사이를 차단 또는 연결하는 장치 및 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a power control apparatus and a power control method that are temporarily configured to be connected to a power system, and more particularly, to a power control apparatus and a power control method that include a transformer and are connected to a power system ) System and a transformer.

에너지 절약과 신재생 에너지 활용에 대한 관심이 점차 높아지고 있는 가운데 태양광 발전, 에너지 저장 장치(Energy Storing System; ESS) 등 전력 계통에 전력 변환기(Power Conditioning System; PCS)를 통해 연결되는 발전 시스템 또는 부하가 점차 증가하고 있다. With the increasing interest in energy saving and renewable energy utilization, power generation systems or loads (power systems) connected to power systems such as photovoltaic power generation and energy storage system (ESS) through Power Conditioning System (PCS) Is gradually increasing.

도 1은 PCS를 통해 계통에 연결된 전력 시스템을 나타낸다. 도 1을 참고하면, 발전 시스템 또는 부하 등을 포함하는 전력 시스템(140)은 안전 상의 이유 또는 전원 계통(110)의 전압과 PCS(130)의 교류 측 전압의 크기를 맞추기 위해 통상 입력 변압기(120)를 통하여 전원 계통(110)과 연결된다. Figure 1 shows a power system connected to the system via PCS. 1, a power system 140, including a power generation system or a load, is typically connected to an input transformer 120 (not shown) for safety reasons or to match the magnitude of the ac side voltage of the PCS 130 with the voltage of the power supply system 110 To the power supply system 110. [

도 1에서는 전원 계통(110)과 PCS(130)를 연결하는 변압기(120)가 PCS(130)의 동작 유무에 관계 없이 항상 계통(110)에 연결되어 있기 때문에, 이로 인해 변압기(120)에서 무부하 손실이 발생하는 문제점이 있다. The transformer 120 connecting the power supply system 110 and the PCS 130 is always connected to the system 110 regardless of whether the PCS 130 is operated or not. There is a problem that loss occurs.

예를 들어, 태양광 발전 시스템의 경우 최상의 기상 조건에서도 일몰과 일출 사이, 즉, 하루 평균 12시간 동안은 발전이 불가능하다. 변압기의 무부하 손실은 수 십 kVA 의 변압기에서는 정격 용량의 약 1% 를 초과하고, 수 MVA 의 변압기에서도 약 0.5% 를 넘어선다.For example, in the case of solar power systems, even in the best weather conditions, it is impossible to generate between sunset and sunrise, ie, an average of 12 hours per day. The no-load loss of the transformer exceeds about 1% of rated capacity for transformers of several tens of kVA and exceeds about 0.5% for transformers of several MVA.

또, 에너지 저장 장치와 연결된 PCS 역시 통상 입력 변압기를 통해 계통과 연결된다. 이 때, 에너지 저장 장치가 주파수 조정(Frequency Regulation) 또는 첨두부하 억제(peak saving)용으로 동작할 때에 PCS는 간헐적으로 동작한다. 반면, PCS와는 달리 입력 변압기는 항상 계통에 연결되어 있다. 따라서, PCS가 동작하고 있지 않은 시간 동안 무부하 손실을 발생시킨다.The PCS connected to the energy storage device is also connected to the system via the input transformer. At this time, the PCS operates intermittently when the energy storage device operates for frequency regulation or peak saving. On the other hand, unlike the PCS, the input transformer is always connected to the grid. Therefore, no-load loss occurs during the time when the PCS is not operating.

JP 2013-63000 AJP 2013-63000 A

본 발명의 일 측면에 따르면, 계통에 연결되도록 구성된 입력 변압기를 포함하는 전력 제어 장치에서 전력 변환기(PCS)가 동작하지 않는 동안의 변압기의 무부하 손실을 근원적으로 제거할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in a power control apparatus including an input transformer configured to be connected to a system, the no-load loss of the transformer during the operation of the power converter (PCS) can be fundamentally eliminated.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치는, 계통과 변압기 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 차단기; 상기 차단기에 전기적으로 연결된 상기 변압기; 상기 변압기과 전력 시스템 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 전력 변환기(Power Conditioning System; PCS); 및 상기 전력 변환기에 전기적으로 연결되어 상기 전력 변환기의 동작을 제어하는 PCS 제어부;를 포함하되, 상기 PCS 제어부는, 상기 차단기에 전기적으로 연결되며 상기 전력 변환기의 동작 상태에 기초하여 상기 차단기를 온/오프 제어하는 차단기 제어부를 포함한다.A power control apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a circuit breaker configured to be electrically connected between a system and a transformer; The transformer being electrically connected to the breaker; A power conditioning system (PCS) configured to be electrically connected between the transformer and the power system; And a PCS control unit electrically connected to the power converter to control an operation of the power converter, wherein the PCS control unit is electrically connected to the breaker, OFF control of the breaker.

일 실시예에서, 상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전류를 측정하는 PCS 전류 측정부를 더 포함한다.In one embodiment, the PCS control unit further includes a PCS current measuring unit for measuring an AC side current of the power converter.

일 실시예에서, 상기 차단기 제어부는 상기 PCS 전류 측정부와 전기적으로 연결되고, 상기 차단기 제어부는 상기 PCS 전류 측정부의 측정값이 0인 경우 상기 차단기를 오프 시킨다.In one embodiment, the breaker control unit is electrically connected to the PCS current measurement unit, and the breaker control unit turns off the breaker when the measured value of the PCS current measurement unit is zero.

일 실시예에서, 전력 제어 장치는 상기 계통에 전기적으로 연결되어 계통 전압을 측정하는 계통 전압 측정부를 더 포함한다.In one embodiment, the power control apparatus further includes a grid voltage measurement unit electrically connected to the grid to measure the grid voltage.

일 실시예에서, 상기 PCS 제어부는 상기 계통 전압 측정부와 전기적으로 연결되어 있고, 상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 각각 상기 계통 전압의 주파수 및 위상과 같아지도록 제어한다.In one embodiment, the PCS control unit is electrically connected to the system voltage measurement unit, and the PCS control unit controls the frequency and phase of the AC voltage of the power converter to be equal to the frequency and phase of the system voltage, respectively .

일 실시예에서, 상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 점진적으로 증가시킴으로써 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같아지도록 상기 전력 변환기를 제어한다.In one embodiment, the PCS control unit controls the power converter such that the input voltage and the output voltage of the breaker are equalized by gradually increasing the magnitude of the ac side voltage of the power converter.

일 실시예에서, 상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 측정하는 PCS 전압 측정부를 더 포함한다.In one embodiment, the PCS control unit further includes a PCS voltage measuring unit for measuring a magnitude of an AC side voltage of the power converter.

일 실시예에서, 상기 PCS 제어부는 상기 PCS 전압 측정부의 측정값에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기를 비교하고, 상기 차단기 제어부는 상기 PCS 전압 측정부의 측정값에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기가 같을 경우 상기 차단기를 온 시킨다.In one embodiment, the PCS control unit compares the measured value of the PCS voltage measuring unit with the voltage multiplier of the transformer and the magnitude of the grid voltage, and the breaker control unit controls the PCS voltage measuring unit, And turns on the circuit breaker when the magnitude of the system voltage is equal to the value multiplied by the step-up magnification.

일 실시예에서, 상기 차단기는 진공 차단기, 전자 접촉기, 스위칭 소자 등과 같은 교류 전압 및 전류 차단 능력을 가지는 스위치이다.In one embodiment, the circuit breaker is a switch having AC voltage and current breaking capabilities such as a vacuum circuit breaker, an electromagnetic contactor, a switching device, and the like.

일 실시예에서, 상기 전력 시스템은 발전 시스템, 에너지 저장 장치, 연료 전지, 부하 중 어느 하나이다.In one embodiment, the power system is any one of a power generation system, an energy storage device, a fuel cell, and a load.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법은, 전력 시스템에 전기적으로 연결된 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계; 및 상기 전력 변환기의 동작 상태에 따라 계통과 변압기 사이에 연결되도록 구성된 차단기를 온/오프 제어하는 단계;를 포함한다.A power control method according to an embodiment of the present invention includes: detecting an operation state of a power converter electrically connected to a power system; And turning on / off a circuit breaker configured to be connected between the system and the transformer according to an operation state of the power converter.

일 실시예에서, 상기 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계는 상기 전력 변환기의 교류 측 전류를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 차단기를 온/오프 제어하는 단계는 측정된 상기 전력 변환기의 교류 측 전류가 0인 경우 상기 차단기를 오프 시키는 단계를 포함한다.In one embodiment, detecting the operating state of the power converter includes measuring an ac side current of the power converter, and the step of on / off controlling the circuit breaker comprises measuring the ac side current And turning off the circuit breaker when the count value is zero.

일 실시예에서, 전력 제어 방법은 상기 계통의 계통 전압을 측정하는 단계를 더 포함한다.In one embodiment, the power control method further comprises measuring the grid voltage of the system.

일 실시예에서, 전력 제어 방법은 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 각각 상기 계통 전압의 주파수 및 위상과 같아지도록 제어하는 단계; 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기와 위상을 점진적으로 조정하는 단계;를 더 포함하고, 상기 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계는 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압의 크기와 위상이 같은지 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 차단기를 온/오프 제어하는 단계는, 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압의 크기와 위상이 같아진 경우 상기 차단기를 온 시키는 단계를 포함한다.In one embodiment, the power control method includes: controlling the frequency and phase of the ac side voltage of the power converter to be equal to the frequency and phase of the system voltage, respectively; Further comprising the step of gradually adjusting the magnitude and phase of the AC voltage of the power converter, wherein detecting the operating state of the power converter includes determining whether the magnitude and phase of the input voltage and the output voltage of the breaker are the same Wherein the step of turning on / off the breaker includes turning on the breaker when the magnitude and phase of the input voltage and the output voltage of the breaker become the same.

일 실시예에서, 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같은지 여부를 판단하는 단계는, 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 측정하는 단계; 측정된 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기를 비교하는 단계;를 포함하고, 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 그 크기 및 위상이 같을 경우 상기 차단기를 온 시키는 단계는, 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기와 위상이 같을 경우 상기 차단기를 온 시키는 단계를 포함한다.In one embodiment, the step of determining whether the input voltage and the output voltage of the breaker are the same includes the steps of: measuring the magnitude of the ac side voltage of the power converter; And comparing the magnitude of the ac side voltage of the power converter with the magnitude of the system voltage multiplied by the multiplication factor of the transformer, wherein the input voltage and the output voltage of the circuit breaker are equal in magnitude and phase The step of turning on the breaker includes turning on the breaker when the magnitude of the AC voltage of the power converter is multiplied by the step-up magnification of the transformer and the magnitude and phase of the system voltage are the same.

본 발명의 일 측면에 따른 전력 제어 장치는 입력 변압기의 무부하 손실을 효과적으로 줄일 수 있으므로, 에너지를 절약하고, 변압기 및 전력 변환기(PCS)를 포함하는 전체 전력 제어 시스템의 효율을 향상 시킬 수 있다. The power control apparatus according to one aspect of the present invention can effectively reduce the no-load loss of the input transformer, thereby saving energy and improving the efficiency of the entire power control system including the transformer and the power converter (PCS).

또한, 차단기에 흐르는 변압기 돌입 전류를 억제함으로써 차단기의 수명을 대폭 증대 시킬 수 있다.Further, by suppressing the inrush current of the transformer flowing in the circuit breaker, the service life of the circuit breaker can be greatly increased.

도 1은 전력 변환기(PCS)를 통해 계통에 연결된 전력 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치와 계통 및 전력 시스템의 연결 관계를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치와 계통 및 전력 시스템의 연결 관계를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.Figure 1 shows a power system connected to the system via a power converter (PCS).
2 schematically illustrates a connection relationship between a power control apparatus and a system and a power system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 schematically shows a connection relationship between a power control apparatus and a system and a power system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a flow of a power control method according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a flow of a power control method according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing a flow of a power control method according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다. 첨부되는 도면에 도시된 구성요소들의 배치 및 포함관계는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 나타낸 것일 뿐 각각의 구성요소들은 다양한 배치 또는 포함관계를 형성하며 상호 연결될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The arrangements and arrangements of the elements shown in the accompanying drawings are merely exemplary in order to facilitate understanding of the present invention, and the respective elements may be interconnected to form various arrangements or containment relationships.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치와 계통 및 전력 시스템의 연결 관계를 개략적으로 나타낸다. 2 schematically illustrates a connection relationship between a power control apparatus and a system and a power system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 전력 제어 장치(200)는 차단기(220), 변압기(230), 전력 변환기(Power Conditioning System; PCS)(240) 및 PCS 제어부(250)를 포함할 수 있다. 2, the power control apparatus 200 may include a circuit breaker 220, a transformer 230, a power conditioning system (PCS) 240, and a PCS control unit 250.

차단기(220)는 PCS 제어부(250)와 전기적으로 연결되어 PCS 제어부(250)로부터의 제어 신호에 따라 온/오프된다. The breaker 220 is electrically connected to the PCS control unit 250 and is turned on / off according to a control signal from the PCS control unit 250.

본 명세서에서 차단기(220)를 오프 시키는 것은 변압기(230)와 계통(210)의 연결을 차단하는 것을 의미하고, 차단기(220)를 온 시키는 것은 변압기(230)와 계통(210) 사이를 연결하는 것을 의미한다.Turning off the breaker 220 in this context means breaking the connection between the transformer 230 and the system 210 and turning on the breaker 220 may be used to connect between the transformer 230 and the system 210 .

전력 변환기(240)가 동작하고 있지 않을 경우, PCS 제어부(250)는 전력 변환기(240)가 동작을 멈추었음을 감지하고 차단기(220)를 오프 시킨다. 이로써 전력 변환기(240)가 동작하고 있지 않을 때는 변압기(230)로 입력되는 계통(210) 전력을 차단할 수 있다. When the power converter 240 is not operating, the PCS controller 250 detects that the power converter 240 has stopped operating and turns off the circuit breaker 220. Thus, when the power converter 240 is not operating, the power of the system 210 input to the transformer 230 can be cut off.

예를 들면, 전력 시스템(260)이 태양광 발전 시스템인 경우, 일몰 또는 우천으로 인해 태양광 패널의 전압이 발전 정지 전압 이하일 경우에는 차단기(220)를 오프 시킴으로써 입력 변압기(230)를 계통(210)으로부터 완전히 분리한다. 따라서, 우천이 없는 청명한 날씨가 계속되는 최상의 기상조건에서도 1년 중 최소한 50%의 시간 동안 발생할 수 있는 변압기(230)의 무부하 손실을 제거할 수 있다. For example, if the power system 260 is a solar power generation system, turning off the breaker 220 may cause the input transformer 230 to turn off the system 210 ). Thus, it is possible to eliminate the no-load loss of the transformer 230, which may occur for at least 50% of the year even in the best weather conditions in which rainfall-free weather continues.

한편, 전력 변환기(240)가 동작을 개시할 경우, PCS 제어부는 전력 변환기(240)가 동작하고 있음을 감지하고 차단기(220)를 온 시킨다. 따라서, 계통(210) 전력이 변압기(230)를 통해 전력 시스템(260)에 입력되거나 전력 시스템(260)에서 생산된 전력이 계통(210)으로 전달될 수 있다. On the other hand, when the power converter 240 starts operating, the PCS controller detects that the power converter 240 is operating and turns on the breaker 220. Thus, the power of the system 210 may be input to the power system 260 via the transformer 230 or the power produced by the power system 260 may be communicated to the system 210.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 구성들은 전력 시스템(260) - 전력 변환기(240) - 변압기(230) - 차단기(220) - 계통(210)의 순서로 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시적 구조로서 두 개의 구성요소 사이에 다른 구성이 있을 수도 있으며, 상기 구성들은 도 2와 상이한 순서로 연결될 수도 있다. As shown in FIG. 2, each of the configurations may be electrically connected in the order of power system 260 - power converter 240 - transformer 230 - circuit breaker 220 - system 210. However, this is an exemplary structure, and there may be other configurations between the two components, and the configurations may be connected in a different order from that of FIG.

계통(210)은 발전소, 변전소, 송전선 등을 구비하는 대규모의 중앙 급전 형태의 계통일 수도 있고 소규모 발전기에서 얻어지는 전원 계통-마이크로 그리드(micro grid)일 수도 있다. 계통(210)은 단상 계통 또는 3상 계통일 수 있다. The system 210 may be a large-scale central power distribution system having a power plant, a substation, a power transmission line, or the like, or may be a power grid-micro grid obtained from a small power generator. The system 210 may be a single-phase system or a three-phase system.

계통(210)은 정상 상태인 경우, 전력 제어 장치(200)로 전력을 공급하여 전력 시스템(260)에 전력이 공급되도록 하거나 전력 제어 장치(200)를 통해 전력 시스템(260)으로부터 전력을 공급받는다.The system 210 provides power to the power control apparatus 200 to provide power to the power system 260 or power from the power system 260 via the power control apparatus 200 if the system 210 is in a steady state .

차단기(220)는 두 개체 사이를 연결하거나 차단할 수 있는 모든 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면 차단기(220)는 진공 차단기(vacuum circuit breaker; VCB), 전자 접촉기(magnetic contactor) 등과 같은 교류 전압, 전류 차단 능력을 가지는 스위치로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서 차단기(220)로서 사고 전류 차단 능력이 없는 스위칭 소자 즉 전자 접촉기를 사용할 수도 있다. The breaker 220 may include any configuration capable of connecting or disconnecting between two entities. For example, the circuit breaker 220 may include a switch having an AC voltage and a current blocking capability such as a vacuum circuit breaker (VCB), a magnetic contactor, and the like. In one embodiment, the switching device 220 having no fault current blocking capability, that is, the electromagnetic contactor may be used.

도 2에 도시된 바와 같이, 차단기(220)는 계통(210)과 직렬로 연결될 수 있으며, 전력 변환기(240)와도 직렬로 연결될 수 있다. As shown in FIG. 2, the circuit breaker 220 may be connected in series with the system 210, or may be connected in series with the power converter 240.

변압기(230)는 계통(210)과 전력 변환기(240) 사이에 연결되어 있으며 입력되는 전압의 크기를 조정하는 역할을 한다. 변압기(230)는 단권 변압기 또는 복권 변압기일 수 있다.The transformer 230 is connected between the system 210 and the power converter 240 and adjusts the magnitude of the input voltage. The transformer 230 may be an autotransformer or a lottery transformer.

도 2에서는 변압기(230)와 전력 변환기(240)를 별개의 구성요소로 도시하였으나, 넓은 개념의 전력 변환기(240)는 변압기(230)를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.Although the transformer 230 and the power converter 240 are shown as separate components in FIG. 2, the broader concept of the power converter 240 can be interpreted as including the transformer 230.

전력 변환기(240)는 일단에 입력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 다른 일단에 출력하거나 일단에 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 다른 일단에 출력한다. 예를 들면, 전력 시스템(260)이 태양광 발전 시스템과 같은 발전 시스템인 경우에는 태양광 발전으로 생산된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통(210)으로 전달한다. 반면, 전력 시스템(260)이 전력을 소비하는 부하인 경우에는 계통(210)에서 생산된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 부하에 공급한다. The power converter 240 converts the DC power inputted at one end into AC power and outputs the AC power to another end or converts AC power inputted at one end to DC power and outputs the DC power to another end. For example, when the power system 260 is a power generation system such as a solar power generation system, the DC power generated by the solar power generation is converted into AC power and transmitted to the system 210. On the other hand, when the power system 260 is a load consuming electric power, the AC power generated by the system 210 is converted into DC power and supplied to the load.

전력 변환기(240)의 일단은 변압기(230)를 거쳐 계통(210)과 전기적으로 연결되고, 다른 일단은 전력 시스템(260)에 전기적으로 연결된다. One end of the power converter 240 is electrically connected to the system 210 via the transformer 230 and the other end is electrically connected to the power system 260.

전력 변환기(240)는 여러 단위의 전력 변환기가 직렬 또는 병렬로 연결된 형태일 수 있다. 또, 내부에 에너지 저장 장치를 구비하거나 외부의 에너지 공급 장치와 연결되어 있어 차단기(220)가 계통(210)과 전력 변환기(240)의 연결을 차단하더라도 전력 변환기(240)는 동작이 가능할 수 있다.The power converter 240 may be in the form of a plurality of power converters connected in series or in parallel. The power converter 240 may be operated even if the energy storage device is provided or connected to the external energy supply device so that the circuit breaker 220 disconnects the system 210 and the power converter 240 .

PCS 제어부(250)는 전력 변환기(240)의 교류 측 전압을 합성한다. 즉, 전력 변환기(240)의 교류 측 전압의 주파수, 위상, 크기 등을 제어하여 필요에 따라 교류 측 전압을 합성할 수 있다. The PCS control unit 250 synthesizes the AC voltage of the power converter 240. That is, the frequency, phase, size, etc. of the AC voltage of the power converter 240 can be controlled to synthesize the AC voltage as needed.

전력 변환기(240)는 출력으로서 전력 시스템(260)으로 전달되는 직류 출력 또는 계통(210) 쪽으로 전달되는 교류 출력을 가질 수 있으며, 전력 변환기(240)의 교류 측 전압은 계통(210)과 연결된 전력 변환기(240)의 일단의 전압을 의미한다. 도 2를 참고하면 전력 변환기(240)의 교류 측 전압은 전력 변환기(240)로부터 변압기(230)로 입력되거나 변압기(230)로부터 전력 변환기(240)로 입력되는 전압을 의미한다. Power converter 240 may have an AC output delivered as an output to the power system 260 or a DC output delivered to the system 210 and the AC voltage of the power converter 240 may be coupled to the power 210 Means the voltage at one end of the converter 240. 2, the AC voltage of the power converter 240 refers to a voltage input from the power converter 240 to the transformer 230 or input from the transformer 230 to the power converter 240.

도 2에는 PCS 제어부(250)가 전력 변환기(240)의 외부에 별도로 구성된 것으로 도시되어 있으나, PCS 제어부(250)는 전력 변환기(240)에 포함되도록 구성될 수도 있다.2, the PCS control unit 250 is separately configured outside the power converter 240. However, the PCS control unit 250 may be included in the power converter 240. FIG.

PCS 제어부(250)는 전력 변환기(240) 또는 전력 변환기(240)와 전기적으로 연결된 전력 시스템(260)의 동작 여부를 감지한다. 실시예로서, PCS 제어부(250)는 매일 일정한 시각에 전력 변환기(240) 또는 전력 시스템(260)의 동작 여부를 감지할 수 있으며, 예를 들어 일출 시각과 일몰 시각에 상기 동작 여부를 감지할 수 있다. The PCS control unit 250 detects whether the power system 240 is electrically connected to the power converter 240 or not. As an embodiment, the PCS control unit 250 can detect whether the power converter 240 or the power system 260 is operating at a predetermined time each day, and can detect whether the power converter 240 or the power system 260 is operating, for example, at sunrise and sunset have.

PCS 제어부(250)는 입력된 계통(210) 전압 정보, 전력 변환기(240)의 동작 여부, 전력 변환기(240)의 동작에 대한 전력 제어 장치(200)의 외부로부터의 지시, PCS 제어부(250) 내부에 저장된 내부 지시 중 적어도 하나에 따라 전략적으로 전력 변환기(240)의 교류 출력을 온/오프 제어하거나 교류 전압을 합성할 수 있다.The PCS controller 250 controls the operation of the power converter 240 based on the inputted voltage information of the system 210, the power converter 240, an instruction from the outside of the power controller 200, It is possible to strategically turn on / off the AC output of the power converter 240 or synthesize the AC voltage according to at least one of internal instructions stored in the power converter 240.

전력 시스템(260)은 전력을 생산, 공급, 전송 또는 소모하는 다양한 구조 또는 시스템을 의미한다. 전력 시스템(260)은 생산한 전력을 전력 제어 장치(200)에 공급하거나 전력 제어 장치(200)로부터 전력을 공급받는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치(200)는 전력 시스템(260)이 24시간 전력을 생산하거나 소비하지 않고 한시적으로 동작할 경우 전력 손실을 방지할 수 있다. Power system 260 refers to various structures or systems that produce, supply, transmit, or consume power. The power system 260 supplies the produced power to the power control apparatus 200 or receives power from the power control apparatus 200. The power control apparatus 200 according to an exemplary embodiment of the present invention can prevent power loss when the power system 260 operates for a limited time without generating or consuming power for 24 hours.

전력 시스템(260)은 예를 들면 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템 등 일 수 있으며, 그 밖에 재생 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다. 전력 시스템(260)이 태양광 발전 시스템인 경우, 전력 변환기(240)는 태양광 패널과 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 전력 시스템(260)은 배터리 등의 에너지 저장 장치(Energy Storing System; ESS), 연료 전지, 가정이나 공장 등의 부하일 수도 있다. The power system 260 may be, for example, a solar power generation system, a wind power generation system, a tidal power generation system, or the like, and may further include a power generation system that generates power using renewable energy. When the power system 260 is a solar power generation system, the power converter 240 may be electrically connected to the solar panel. Meanwhile, the power system 260 may be an energy storage system (ESS) such as a battery, a fuel cell, or a load of a home or a factory.

이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of the power control apparatus according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치와 계통 및 전력 시스템의 연결 관계를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a connection relationship between a power control apparatus, a system, and a power system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 전력 제어 장치에 포함된 PCS 제어부(350)는 차단기(320)의 온/오프를 제어하는 차단기 제어부(351)를 포함할 수 있다. 차단기 제어부(351)는 차단기(320)에 전기적으로 연결되며 PCS 제어부(350)가 검출 또는 감지한 전력 변환기(340)의 동작 상태에 따라 차단기(320)를 제어한다. Referring to FIG. 3, the PCS control unit 350 included in the power control apparatus may include a breaker control unit 351 for controlling on / off of the breaker 320. The breaker control unit 351 is electrically connected to the breaker 320 and controls the breaker 320 according to the operation state of the power converter 340 detected or sensed by the PCS control unit 350.

먼저, 차단기(320)를 오프 시키는 경우에 대하여 설명한다.First, a case where the circuit breaker 320 is turned off will be described.

PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전류를 측정하는 PCS 전류 측정부(352)를 포함할 수 있다. PCS 전류 측정부(352)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전류의 크기를 측정한다. PCS 전류 측정부(352)는 차단기 제어부(351)와 전기적으로 연결되어 있으며, 측정된 전력 변환기(340)의 교류 측 전류가 0인 경우, 즉, 전력 변환기(340)가 완전히 동작을 멈춘 경우, 차단기 제어부(351)로 차단기(320)를 오프 시키기 위한 신호를 전달한다. 차단기 제어부(351)는 PCS 전류 측정부(352)로부터 수신한 신호에 따라 차단기(320)를 오프 시킨다. The PCS control unit 350 may include a PCS current measuring unit 352 for measuring an AC side current of the power converter 340. The PCS current measuring unit 352 measures the magnitude of the ac side current of the power converter 340. The PCS current measurement unit 352 is electrically connected to the breaker control unit 351. When the measured AC current of the power converter 340 is 0, that is, when the power converter 340 stops operating completely, And transmits a signal for turning off the breaker 320 to the breaker control unit 351. The breaker control unit 351 turns off the breaker 320 according to the signal received from the PCS current measuring unit 352.

위와 같은 동작에 따라, 동작 중인 전력 변환기(340)가 동작을 멈추려고 할 때에 먼저 PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)가 스위칭 동작을 멈추도록 전력 변환기(340)를 제어한 후 전력 변환기(340)의 교류 측 전류가 0이 된 다음에 차단기(320)를 오프 시킨다. 즉, 전력 변환기(340)의 교류 측 전류가 0이 된 후에 차단기(320)를 오프 시킴으로써 부하 전류 차단에서 발생할 수 있는 차단기(320)의 아크(arc)를 방지하여 차단기(320)의 수명을 대폭 증대시킬 수 있는 장점이 있다.The PCS controller 350 controls the power converter 340 to stop the switching operation of the power converter 340 and then controls the power converter 340 to stop the operation of the power converter 340. [ 340 is zero, and then the circuit breaker 320 is turned off. That is, by turning off the circuit breaker 320 after the ac side current of the power converter 340 becomes 0, it is possible to prevent the arc of the circuit breaker 320, which may occur in the load current interruption, There is an advantage that it can be increased.

다음으로, 차단기(320)를 온 시키는 경우에 대하여 설명한다.Next, the case where the circuit breaker 320 is turned on will be described.

도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 전력 제어 장치는 계통 전압 측정부(370)를 더 포함할 수 있다. 계통 전압 측정부(370)는 계통(310)과 전기적으로 연결되어 계통 전압의 주파수, 위상, 크기 등을 측정한다. 계통 전압 측정부(370)는 측정한 계통 전압의 순시 값 정보를 PCS 제어부(350)로 입력한다. 도 3에는 계통 전압 측정부(370)가 차단기(320)와 계통(310) 사이에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시를 위한 것일 뿐 계통 전압 측정부(370)는 계통(310)과 연결되어 있는 어떠한 위치에도 배치될 수 있다. Referring to FIG. 3, the power control apparatus according to an embodiment may further include a system voltage measurement unit 370. The system voltage measuring unit 370 is electrically connected to the system 310 to measure frequency, phase, size, and the like of the system voltage. The system voltage measurement unit 370 inputs the measured system voltage instantaneous value information to the PCS control unit 350. 3 shows the system voltage measuring unit 370 connected between the circuit breaker 320 and the system 310. The system voltage measuring unit 370 is connected to the system 310, It can be disposed at any position.

PCS 제어부(350)는 계통 전압 측정부(370)로부터 계통(310) 전압의 주파수 및 위상 정보를 수신하여 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 각각 계통(310) 전압의 주파수 및 위상과 같아지도록 제어한다. The PCS control unit 350 receives the frequency and phase information of the voltage of the system 310 from the system voltage measurement unit 370 and supplies the frequency and phase of the AC voltage of the power converter 340 to the frequency and phase of the system voltage 310, Phase.

전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 주파수 및 위상이 계통(310) 전압의 주파수 및 위상과 같아지면, PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 크기를 점진적으로 증가시킨다. 일 실시예에서는, PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 계통 전압의 주파수 및 위상과 같게 제어하면서 동시에 전압의 크기를 증가시킬 수도 있다. PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 크기를 증가시킴에 따라 차단기(320)의 양단의 전압차가 점차 감소한다. 즉, 변압기(330)에 연결된 차단기(320)의 일단의 전압이 계통(310)에 연결된 차단기(320)의 다른 일단의 전압을 추종한다.When the frequency and phase of the ac side voltage of the power converter 340 become equal to the frequency and phase of the system 310 voltage, the PCS control unit 350 gradually increases the magnitude of the ac side voltage of the power converter 340. In one embodiment, the PCS controller 350 may control the frequency and phase of the ac side voltage of the power converter 340 to be equal to the frequency and phase of the system voltage while increasing the magnitude of the voltage. The PCS control unit 350 gradually increases the magnitude of the AC voltage of the power converter 340 so that the voltage difference between both ends of the circuit breaker 320 gradually decreases. That is, the voltage at one end of the circuit breaker 320 connected to the transformer 330 follows the voltage at the other end of the circuit breaker 320 connected to the system 310.

도 3을 참고하면, PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 크기를 측정하는 PCS 전압 측정부(353)를 더 포함할 수 있다. PCS 전압 측정부(353)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 크기를 연속적으로 측정하고, PCS 제어부(350)는 측정 결과를 이용하여 차단기(320)의 입력 전압과 출력 전압의 크기와 위상이 같게 되는 시점을 판단한다. 변압기(330)에 연결된 차단기(320)의 일단에는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압 크기에 변압기(330)의 승압 배율을 곱한 값만큼의 전압이 입력되므로, PCS 제어부(350)는 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 크기와 계통(310) 전압의 크기를 변압기(330)의 승압 배율로 나눈 값을 비교하여, 즉, 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 크기와 변압기(330)의 승압 배율을 곱한 값과 계통(310) 전압의 크기를 비교하여 비교된 두 값이 같은 시점을 차단기(320)의 입력 전압과 출력 전압이 같은 시점으로 판단할 수 있다. 3, the PCS control unit 350 may further include a PCS voltage measuring unit 353 for measuring the magnitude of the AC voltage of the power converter 340. The PCS voltage measuring unit 353 continuously measures the magnitude of the AC voltage of the power converter 340 and the PCS controller 350 measures the magnitude and phase of the input voltage and the output voltage of the circuit breaker 320 Is determined. The PCS controller 350 receives the voltage multiplied by the magnification of the transformer 330 multiplied by the magnitude of the AC voltage of the power converter 340 at one end of the circuit breaker 320 connected to the transformer 330, The magnitude of the ac side voltage of the power converter 340 and the magnitude of the voltage of the system 310 are compared with the magnification of the transformer 330. In other words, The magnitude of the voltage multiplied by the step-up magnification is compared with the magnitude of the voltage of the system 310, and it is possible to determine that the input voltage and the output voltage of the circuit breaker 320 have the same time point.

차단기 제어부(351)는 PCS 제어부(350)가 차단기(320)의 입력 전압과 출력 전압이 같은 것으로 판단한 경우 차단기(320)를 온 시킨다. 즉, 차단기(320)의 입출력 전압이 동일한 시점에 변압기(330)와 계통(310)을 연결시킨다. The breaker controller 351 turns on the breaker 320 when the PCS controller 350 determines that the input voltage and the output voltage of the breaker 320 are the same. That is, when the input / output voltage of the circuit breaker 320 is the same, the transformer 330 and the system 310 are connected.

동작하고 있는 전력 변환기(340)를 전원(310)에 연결 할 때 차단기(320)의 입출력 전압이 서로 다른 상태에서 온(즉, 계통(310)과 변압기(330)를 연결) 시킬 경우 변압기 돌입 전류(inrush current)가 발생하여 차단기(320)의 수명을 감소시킬 수 있다. When the input and output voltages of the circuit breaker 320 are different from each other (that is, the system 310 is connected to the transformer 330) when the operating power converter 340 is connected to the power source 310, an inrush current may occur and the life of the circuit breaker 320 may be reduced.

그러나 본 발명의 일 실시예에서는 먼저 전력 변환기(340)의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 전원계통(310)의 주파수 및 위상과 같게 유지하면서 그 크기를 서서히 증가시켜 변압기의 여자 전류(excitation current)를 점진적으로 공급함으로써 전력 변환기(340)의 과전류(over current)를 방지하면서 동시에 입력 변압기(330)에 연결된 차단기(320)의 입력과 출력 전압이 같아지게 할 수 있다. 또한, 차단기(320)의 입출력전압이 같을 때 차단기(320)를 온 시킴으로써, 차단기(320)의 온 동작 시 돌입전류가 발생하지 않으므로 차단기(320)의 수명을 대폭 증대 시킬 수 있다.However, in an embodiment of the present invention, the excitation current of the transformer is gradually increased by gradually increasing the frequency and phase of the alternating-current voltage of the power converter 340 while maintaining the frequency and phase of the power system 310, The input voltage and the output voltage of the breaker 320 connected to the input transformer 330 can be made equal to each other while preventing the overcurrent of the power converter 340. Also, by turning on the circuit breaker 320 when the input / output voltages of the circuit breaker 320 are the same, the inrush current does not occur during the on operation of the circuit breaker 320, so that the service life of the circuit breaker 320 can be greatly increased.

이하, 도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 실시예들에 따른 전력 제어 방법을 설명한다. Hereinafter, a power control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a flow of a power control method according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따르면, 전력 제어 방법은 전력 시스템에 전기적으로 연결된 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계(S100) 및 전력 변환기의 동작 상태에 따라 계통과 변압기 사이에 연결되도록 구성된 차단기를 온/오프 제어하는 단계(S200)를 포함한다. 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계(S100)는 예를 들면, 전력 변환기가 동작하고 있는지 여부, 전력 변환기의 교류 측 전류값, 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기 등을 검출한다. 차단기를 온/오프 제어하는 단계(S200)에서는 단계(S100)에서의 검출 결과에 따라 차단기를 제어하여 계통과 변압기 사이를 차단 또는 연결한다. According to one embodiment, a power control method includes detecting (S100) an operation state of a power converter electrically connected to a power system, and controlling on / off control of a circuit breaker configured to be connected between the system and the transformer according to the operation state of the power converter (S200). The step S100 of detecting the operation state of the power converter detects, for example, whether or not the power converter is operating, the AC side current value of the power converter, the magnitude of the AC side voltage of the power converter, and the like. In step S200 of turning on / off the breaker, the breaker is controlled in accordance with the detection result in step S100 to disconnect or connect the system and the transformer.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다. 5 is a flowchart showing a flow of a power control method according to another embodiment of the present invention.

도 5는 차단기를 오프 시키는 경우, 즉 계통과 변압기 사이를 차단하는 경우의 전력 제어 방법을 나타낸다. 일 실시예에서, 전력 제어 방법의 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계(S100; 도 4)는 전력 변환기의 교류 측 전류를 측정하는 단계(S110)를 포함하고, 차단기를 온/오프 제어하는 단계(S200; 도 4)는 전력 변환기의 교류 측 전류가 0인 경우 차단기를 오프 시키는 단계(S210)를 포함한다. 이로써 전력 변환기가 완전히 동작을 멈춘 후 계통과 변압기 사이의 연결을 차단할 수 있다. Fig. 5 shows a power control method for turning off the circuit breaker, that is, for shutting off between the system and the transformer. In one embodiment, the step of detecting the operating state of the power converter of the power control method (S100; Fig. 4) comprises measuring (S110) the ac side current of the power converter and controlling the on / (S200; Fig. 4) includes a step S210 of turning off the breaker when the ac side current of the power converter is zero. This allows the connection between the grid and the transformer to be disconnected after the power converter has stopped operating completely.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 제어 방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart showing a flow of a power control method according to another embodiment of the present invention.

도 6은 차단기를 온 시키는 경우, 즉 계통과 변압기 사이를 연결하는 경우의 전력 제어 방법을 나타낸다. 일 실시예에서, 전력 제어 방법은 계통 전압을 측정하는 단계(S300), 전력 변환기의 교류 측 전압의 주파수와 위상을 계통 전압의 주파수와 위상과 같아지도록 제어하는 단계(S400) 및 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 점진적으로 증가시키는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다. Fig. 6 shows a power control method when turning on the breaker, that is, when connecting the system and the transformer. In one embodiment, the power control method includes the steps of measuring a system voltage (S300), controlling the frequency and phase of the ac side voltage of the power converter to be equal to the frequency and phase of the system voltage (S400) And gradually increasing the magnitude of the side voltage (S500).

또, 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계(S100; 도 4)는 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같은지 여부를 판단하는 단계(미도시)를 포함하고, 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같은지 여부는 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 측정하는 단계(S120) 및 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기에 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 계통 전압의 크기를 비교하는 단계(S130)를 통해 판단될 수 있다. 4) includes a step (not shown) of judging whether the input voltage and the output voltage of the breaker are the same, and whether or not the input voltage and the output voltage of the breaker are the same (S120) of measuring the magnitude of the alternating-current voltage of the power converter, and comparing the magnitude of the alternating-current voltage of the power converter multiplied by the magnification of the transformer to the magnitude of the grid voltage (S130) have.

또한, 차단기를 온/오프 제어하는 단계(S200; 도 4)는 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같아진 경우 차단기를 온 시키는 단계(S220)를 포함하며, 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같아진 것은 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기에 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 계통 전압의 크기가 같은 것을 통해 확인할 수 있다.The step S200 of turning on and off the breaker S200 includes turning on the breaker S220 when the input voltage and the output voltage of the breaker become equal to each other. This can be confirmed by multiplying the magnitude of the alternating-current voltage of the power converter by the magnification of the transformer multiplied by the magnitude of the grid voltage.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 장치 또는 전력 제어 방법은 전력 변환기의 동작과 차단기의 온/오프 동작을 연계함으로써 전원 계통에 외란을 일으키지 않을 수 있다. 또, 동시에 차단기의 수명 단축을 초래하지도 않으면서 입력 변압기의 무부하 손실을 효과적으로 줄일 수 있다.The power control apparatus or the power control method according to an embodiment of the present invention may not cause disturbance in the power supply system by linking the operation of the power converter and the on / off operation of the breaker. Also, at the same time, it is possible to effectively reduce the no-load loss of the input transformer without shortening the life of the circuit breaker.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. However, it should be understood that such modifications are within the technical scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

200 : 전력 제어 장치 210 : 계통
220 : 차단기 230 : 변압기
240 : 전력 변환기(PCS) 250 : PCS 제어부
260 : 전력 시스템200: power control device 210: system
220: breaker 230: transformer
240: power converter (PCS) 250: PCS control
260: Power system

Claims (15)

계통과 변압기 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 차단기;
상기 차단기에 전기적으로 연결된 상기 변압기;
상기 변압기과 전력 시스템 사이에 전기적으로 연결되도록 구성된 전력 변환기(Power Conditioning System; PCS); 및
상기 전력 변환기에 전기적으로 연결되어 상기 전력 변환기의 동작을 제어하는 PCS 제어부;를 포함하되,
상기 PCS 제어부는, 상기 차단기에 전기적으로 연결되며 상기 전력 변환기의 동작 상태에 기초하여 상기 차단기를 온/오프 제어하는 차단기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.A circuit breaker configured to be electrically connected between the system and the transformer;
The transformer being electrically connected to the breaker;
A power conditioning system (PCS) configured to be electrically connected between the transformer and the power system; And
And a PCS control unit electrically connected to the power converter to control operation of the power converter,
Wherein the PCS control unit includes a breaker control unit electrically connected to the breaker and for controlling ON / OFF of the breaker based on an operation state of the power converter. 제 1 항에 있어서,
상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전류를 측정하는 PCS 전류 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the PCS control unit further comprises a PCS current measuring unit for measuring an AC side current of the power converter. 제 2 항에 있어서,
상기 차단기 제어부는 상기 PCS 전류 측정부와 전기적으로 연결되고,
상기 차단기 제어부는 상기 PCS 전류 측정부의 측정값이 0인 경우 상기 차단기를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.3. The method of claim 2,
The breaker control unit is electrically connected to the PCS current measuring unit,
Wherein the breaker control unit turns off the breaker when the measured value of the PCS current measuring unit is zero. 제 1 항에 있어서,
상기 계통에 전기적으로 연결되어 계통 전압을 측정하는 계통 전압 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
And a system voltage measuring unit electrically connected to the system to measure a system voltage. 제 4 항에 있어서,
상기 PCS 제어부는 상기 계통 전압 측정부와 전기적으로 연결되어 있고,
상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 각각 상기 계통 전압의 주파수 및 위상과 같아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.5. The method of claim 4,
The PCS control unit is electrically connected to the system voltage measurement unit,
Wherein the PCS control unit controls the frequency and phase of the AC voltage of the power converter to be equal to the frequency and phase of the system voltage, respectively. 제 5 항에 있어서,
상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 점진적으로 증가시킴으로써 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같아지도록 상기 전력 변환기를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the PCS control unit controls the power converter such that the input voltage and the output voltage of the breaker are equalized by gradually increasing the magnitude of the AC voltage of the power converter. 제 6 항에 있어서,
상기 PCS 제어부는 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 측정하는 PCS 전압 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.The method according to claim 6,
Wherein the PCS control unit further comprises a PCS voltage measuring unit for measuring a magnitude of an AC voltage of the power converter. 제 7 항에 있어서,
상기 PCS 제어부는 상기 PCS 전압 측정부의 측정값에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기를 비교하고,
상기 차단기 제어부는 상기 PCS 전압 측정부의 측정값에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기가 같을 경우 상기 차단기를 온 시키는 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.8. The method of claim 7,
The PCS control unit compares the measured value of the PCS voltage measuring unit with the voltage multiplier of the transformer and the magnitude of the grid voltage,
Wherein the breaker control unit turns on the breaker when a value obtained by multiplying the measured value of the PCS voltage measuring unit by the step-up magnification of the transformer is equal to the magnitude of the system voltage. 제 1 항에 있어서,
상기 차단기는 교류 전압 및 전류 차단 능력을 가지는 스위치인 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the circuit breaker is a switch having an AC voltage and a current breaking capability. 제 1 항에 있어서,
상기 전력 시스템은 발전 시스템, 에너지 저장 장치, 연료 전지, 부하 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the power system is any one of a power generation system, an energy storage device, a fuel cell, and a load. 전력 시스템에 전기적으로 연결된 전력 변환기(Power Conditioning System; PCS)의 동작 상태를 검출하는 단계; 및
상기 전력 변환기의 동작 상태에 따라 계통과 변압기 사이에 연결되도록 구성된 차단기를 온/오프 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.Detecting an operating state of a power conditioning system (PCS) electrically connected to the power system; And
Turning on / off a breaker configured to be connected between the system and the transformer according to an operation state of the power converter;
The power control method comprising: 제 11 항에 있어서,
상기 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계는 상기 전력 변환기의 교류 측 전류를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 차단기를 온/오프 제어하는 단계는 측정된 상기 전력 변환기의 교류 측 전류가 0인 경우 상기 차단기를 오프 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.12. The method of claim 11,
Wherein detecting the operating state of the power converter includes measuring an ac side current of the power converter,
Wherein turning on and off the breaker comprises turning off the breaker when the measured AC current of the power converter is zero. 제 11 항에 있어서,
상기 계통의 계통 전압을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.12. The method of claim 11,
Further comprising the step of measuring a system voltage of the system. 제 13 항에 있어서,
상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 주파수 및 위상을 각각 상기 계통 전압의 주파수 및 위상과 같아지도록 제어하는 단계;
상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 점진적으로 증가시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 전력 변환기의 동작 상태를 검출하는 단계는 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같은지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 차단기를 온/오프 제어하는 단계는, 상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같아진 경우 상기 차단기를 온 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.14. The method of claim 13,
Controlling the frequency and phase of the ac side voltage of the power converter to be equal to the frequency and phase of the system voltage, respectively;
Further comprising the step of gradually increasing the magnitude of the ac side voltage of the power converter,
Wherein detecting the operating state of the power converter includes determining whether the input voltage and the output voltage of the breaker are the same,
Wherein the step of turning on / off the breaker includes turning on the breaker when an input voltage and an output voltage of the breaker become equal to each other. 제 14 항에 있어서,
상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같은지 여부를 판단하는 단계는,
상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기를 측정하는 단계;
측정된 상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기를 비교하는 단계;를 포함하고,
상기 차단기의 입력 전압과 출력 전압이 같을 경우 상기 차단기를 온 시키는 단계는,
상기 전력 변환기의 교류 측 전압의 크기에 상기 변압기의 승압 배율을 곱한 값과 상기 계통 전압의 크기가 같을 경우 상기 차단기를 온 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of determining whether the input voltage and the output voltage of the breaker are the same,
Measuring the magnitude of the ac side voltage of the power converter;
And comparing the magnitude of the AC voltage of the power converter multiplied by the step-up magnification of the transformer with the magnitude of the system voltage,
And turning on the breaker when the input voltage and the output voltage of the breaker are equal,
And turning on the circuit breaker when the magnitude of the AC voltage of the power converter is multiplied by the step-up magnification of the transformer and the magnitude of the system voltage is the same.
KR1020140193542A 2014-12-30 2014-12-30 Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power KR20160080719A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140193542A KR20160080719A (en) 2014-12-30 2014-12-30 Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140193542A KR20160080719A (en) 2014-12-30 2014-12-30 Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160080719A true KR20160080719A (en) 2016-07-08

Family

ID=56503077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140193542A KR20160080719A (en) 2014-12-30 2014-12-30 Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160080719A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019066324A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 모스트파워 Device and method for voltage stabilization using phase control
KR20220052687A (en) * 2020-10-21 2022-04-28 이현화 Apparatus and method for reducing powert loss of photovoltaic power generation system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013063000A (en) 2011-09-15 2013-04-04 Sumitomo Electric Ind Ltd System interconnection protection system, system interconnection protection device, and power conditioner

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013063000A (en) 2011-09-15 2013-04-04 Sumitomo Electric Ind Ltd System interconnection protection system, system interconnection protection device, and power conditioner

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019066324A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 모스트파워 Device and method for voltage stabilization using phase control
KR20220052687A (en) * 2020-10-21 2022-04-28 이현화 Apparatus and method for reducing powert loss of photovoltaic power generation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2605083C2 (en) Method of electric generator controlling
JP5705178B2 (en) Power conversion device, power supply switching device, house, and power conversion method
US10797485B2 (en) Power conditioner, power supply system, and current control method
EP2667476B1 (en) Photovoltaic system and power supply system
US20190273445A1 (en) Apparatus for controlling output voltage for single-type converter, and method therefor
KR101904815B1 (en) PCS for ESS and PCS Operating Method thereof
US10033189B2 (en) Operation control apparatus for solar power system
US10666160B2 (en) Power conversion device and method for operating same with reactive power compensation
WO2019198585A1 (en) Power supply system
KR20160031114A (en) Power System Control Method for Operation With Grid-Connection and Isolation
JP2000228826A (en) Power supply device according to quality
US7786717B2 (en) Transforming apparatus for automatically adjusting three-phase power supply voltage
JP2010226843A (en) Single-phase to n-phase converter
JP5785316B2 (en) Power converter
CN114844196A (en) Middle-high voltage direct-hanging device and power supply switching circuit thereof
KR20160080719A (en) Apparatus for controlling power configured to be connected to power system operating temporarily and method for controlling power
JP6021312B2 (en) Distributed power supply system and circuit switching device
CN217406243U (en) Middle-high voltage direct-hanging device and power supply switching circuit thereof
KR101099919B1 (en) Power conversion control device using solar cell
EP3176901A1 (en) Controller for a multiphase inverter
KR101318960B1 (en) Uninterruptible power supply and method controlling thereof
US10116234B2 (en) DC/AC converter comprising control means for inrush current protection
US10886744B2 (en) Power conversion system, power supply system and power conversion device
CN111049410B (en) Control method of electric energy conversion device and electric energy conversion system
TW201539930A (en) Micro-grid operation system with smart energy management

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment