KR20240008584A - Solar power generation device - Google Patents

Abstract

본 발명은 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치(접속함 포함)에 관한 것으로서, 상세하게는 상기 종래의 센트럴 구조에 스트링 구조의 장점을 결합한 스마트 구조로 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar smart multi-generation device (including a connection box) integrated with DC ground fault detection and rapid shutdown. Specifically, it is a smart structure that combines the advantages of the string structure with the conventional central structure, and provides multi-MPPT topology and DC ground fault detection. and cut-off control, DC ground fault detection using rapid shutdown technology, and rapid shutdown integrated solar smart multi-generation device.

Description

DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치{Solar power generation device}DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-generation device {Solar power generation device}

본 발명은 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치(설명의 편의상 접속함이라 포함)에 관한 것으로서, 상세하게는 종래의 센트럴 구조에 스트링 구조의 장점을 결합한 스마트 구조로 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar smart multi-generation device with integrated DC ground fault detection and rapid shutdown (included as a connection for convenience of explanation). Specifically, it is a smart structure that combines the advantages of a string structure with a conventional central structure, and has a multi-MPPT topology, DC It is about ground fault detection and blocking control, DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-generation device using rapid shutdown technology.

더 나가 본 발명은 일출전 각각의 회로에 누설전력을 측정하는 기술을 더 제공한다.Furthermore, the present invention further provides a technology for measuring leakage power in each circuit before sunrise.

태양광 발전 시스템에서 인버터는 태양광 패널에서 생산된 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하는 기능을한다. 인버터는 직류 입력 전력이 정상적인 동작에 필요한 일정 수준(Win-start) 이상이 되어야 작동을 시작하며In a solar power generation system, an inverter functions to convert direct current (DC) power produced by solar panels into alternating current (AC) power. The inverter starts operation only when the DC input power exceeds a certain level (Win-start) required for normal operation.

(기동), 최대 입력 전력(Win-max) 이상에서는 기기의 보호를 위해 정지한다. 최소 전력 이하의 입력(Win-min)에서는 운전을 정지한다. 여기서 (Win-min) 과 (Win-start) 의 값은 인버터에 따라 같을 수도 있고 다를 수도 있다.(Start), and above the maximum input power (Win-max), it stops to protect the device. Operation stops when the input (Win-min) is below the minimum power. Here, the values of (Win-min) and (Win-start) may be the same or different depending on the inverter.

인버터의 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비로 표시되는데, 전 운전 범위에 걸쳐 항상 일정한 값이 아니며,도 1 에서와 같이 출력에 따라 변화한다. 인버터의 효율은 구조와 제어 방식에 따라 다르지만, 일반적으로 30%~ 80% 범위에서 가장 높다고 알려져 있다.The efficiency of the inverter is expressed as the ratio of output power to input power, but it is not always a constant value over the entire operating range and changes depending on output as shown in Figure 1. The efficiency of an inverter varies depending on its structure and control method, but is generally known to be highest in the range of 30% to 80%.

태양광 발전 시스템의 인버터는 태양광 패널 및 어레이와의 조합 형태에 따라 MIC(Module-Integrated Converter), 스트링(string), 멀티스트링(multi-string), 센트럴(central), 멀티 센트럴(multi-central) 인버터로 구분할 수 있다.The inverter of the solar power generation system is MIC (Module-Integrated Converter), string, multi-string, central, or multi-central depending on the type of combination with the solar panel and array. ) can be classified into inverters.

MIC는 각 패널 별 인버터를 부착하는 형태로 별도의 DC 라인 배선이 필요치 않아 설치가 용이하며, 그림자나 설치 조건의 차이 등으로 인해 패널간 일조 조건이 상이할 때에도 최대 에너지 수확(Harvest)이 가능하다는 장점이 있으나, 대용량 구현 시 비용 부담이 크고 효율이 다소 낮다는 단점이 있다. MIC is a type in which an inverter is attached to each panel, making installation easy as it does not require separate DC line wiring. Maximum energy harvesting is possible even when sunlight conditions between panels are different due to differences in shadows or installation conditions. Although it has advantages, it has the disadvantage of being high cost and somewhat low in efficiency when implementing large volumes.

가정용을 포함한 BIPV(Buildingintegrated Photovoltaics) 등 소형 시스템에서 패널 배치의 유연성 및 확장성 등의 장점을 기반으로 보급되기 시작하였다.It began to be distributed in small systems such as BIPV (Building Integrated Photovoltaics), including those for home use, based on its advantages such as flexibility and scalability in panel placement.

상기 멀티스트링 태양광 발전시스템은 두 대의 인버터가 직류링크단에 병렬로 직접 연결되어, 항상 직류링크 전압을 공유하면서, 계통연계점에서 연결된다. 직류링크단을 공유하면 일사량이 낮은 수준에서 하나의 인버터만 운전하여 시스템의 발전효율을 높일 수 있다.In the multi-string solar power generation system, two inverters are directly connected to the DC link terminal in parallel, always sharing the DC link voltage, and connected at the grid connection point. By sharing the DC link stage, the power generation efficiency of the system can be increased by operating only one inverter at a low level of solar radiation.

그러나, 일사량이 증가하여 각각의 인버터가 운전하게 되는 경우에는, 항상 DC버스가 공통으로 연결되어 있기 때문에, 하나의 어레이에서만 최대전력점을 추종하므로, 각각의 어레이에서 최대전력점을 추종하는 차이만큼 전체 효율이 낮아지게 되는 문제점이 있다.However, when solar radiation increases and each inverter operates, since the DC bus is always connected in common, only one array tracks the maximum power point, so the difference in tracking the maximum power point in each array is equal to the difference. There is a problem in that overall efficiency is lowered.

도 2은 일반적인 계통연계형 멀티스트링 태양광 인버터 시스템의 구성도로서, 2레벨의 풀-브릿지(full0bridge)방식의 멀티스트링 태양광 인버터 시스템을 나타낸 것이다.Figure 2 is a configuration diagram of a general grid-connected multi-string solar inverter system, showing a two-level full-bridge (full0bridge) type multi-string solar inverter system.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 계통연계형 멀티스트링 인버터 시스템은, 태양광(PhotoVoltaic; PV) 어레이(110a, 110b), 3상의 인버터(120a, 120b), LCL 필터(130a, 130b) 및 계통(grid)(200)으로 구분된다.As shown in the figure, the conventional grid-connected multi-string inverter system includes a photovoltaic (PV) array (110a, 110b), a three-phase inverter (120a, 120b), an LCL filter (130a, 130b), and a grid It is divided into (grid)(200).

멀티스트링 태양광 인버터 시스템에 가장 중요한 부분은 전력변환 효율인데, 도 1과 같은 시스템의 경우, 각각의 PV 어레이(110a, 110b)의 직류링크단(140a, 140b)이 병렬로 연결되어 항상 직류링크 전압을 공유한다.The most important part of a multi-string solar inverter system is power conversion efficiency. In the system shown in Figure 1, the DC link terminals 140a and 140b of each PV array 110a and 110b are connected in parallel to always maintain the DC link. Share voltage.

즉, 위의 시스템에서는, 어레이 전체를 하나의 입력으로 사용하여 최대전력점을 추종하므로, 전체 효율이 낮아지는 문제점이 있다.That is, in the above system, the entire array is used as one input to track the maximum power point, so there is a problem in that overall efficiency is lowered.

또한, 위의 시스템에서는, 하나의 인버터(100a 또는 100b)를 사용할 수 없는 경우에는 발전을 지속할 수 없는 문제점이 있다.Additionally, in the above system, there is a problem in that power generation cannot be continued if one inverter (100a or 100b) cannot be used.

스트링 방식은 패널 직렬군당 DC/AC 인버터를 사용하는 방식으로 스트링 별 MPPT(maximum power pointtracking; 최대 출력점 추적) 제어가 가능하며, 부분적인 그늘에 대해 비교적 효과적으로 에너지 수확을 할 수 있으나, 대용량 발전소에 적용할 때는 인버터의 개수가 너무 많아 유지보수 비용이 증가하며, 인버터의 중앙 제어가 되지 않아 단독운전 방지와 같은 계통 보호 측면에서는 다소 부적합하므로, 중간 정도 용량의 태양광 발전시스템에 적합하다.The string method uses a DC/AC inverter per panel series group, enabling MPPT (maximum power point tracking) control for each string, and can harvest energy relatively effectively in partial shade, but is not suitable for large-capacity power plants. When applied, maintenance costs increase because the number of inverters is too large, and the inverter is not centrally controlled, so it is somewhat unsuitable in terms of system protection such as preventing islanding, so it is suitable for a medium-capacity solar power generation system.

멀티스트링 방식은 패널 직렬군당 인버터 또는 DC/DC 컨버터를 사용하는 방식으로 스트링 방식과 센트럴 방식의 장점을 모아놓은 형태이나 2중의 전력변환기를 사용하므로 시스템의 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The multi-string method uses an inverter or DC/DC converter for each panel series group and combines the advantages of the string method and the central method, but it has the disadvantage that the efficiency of the system is somewhat low because it uses double power converters.

센트럴 방식은 모든 패널의 직, 병렬 조합으로 에너지 수확이 다소 낮다는 단점이 있으나 변환기의 효율이 우수하고, 출력 용량 대비 단가가 저렴하다는 장점이 있어 대용량 산업용 인버터 방식으로 주로 사용되고 있다. 이와 같은 센트럴 방식은 단일 인버터를 사용하므로 계통보호에 유리하며, 유지보수 비용이 적다는 장점은The central method has the disadvantage of slightly low energy harvest due to the direct and parallel combination of all panels, but has the advantage of excellent converter efficiency and low unit price compared to output capacity, so it is mainly used as a large-capacity industrial inverter method. This central method is advantageous for grid protection because it uses a single inverter, and has the advantage of low maintenance costs.

있으나, 인버터 고장 시 전체 시스템이 작동하지 못하는 단점을 가지고 있다. 최근 이와 같은 단점을 보완하기 위한 방법으로 대용량 센트럴 인버터를 병렬 연결해 하나의 대용량 인버터 시스템을 구현하는 방식인 멀티 센트럴 방식이 많이 개발되고 있다.However, it has the disadvantage that the entire system cannot operate if the inverter fails. Recently, the multi-central method, which implements a single large-capacity inverter system by connecting large-capacity central inverters in parallel, has been developed as a way to compensate for these shortcomings.

멀티 센트럴 방식 인버터는 센트럴 방식의 인버터를 병렬 연결한 구조로, 발전 시스템 구성 시 1개의 인버터가 아닌 여러 대의 인버터로 구성된다. 일출, 일몰 및 흐린 날씨 등 태양광 에너지가 낮은 조건에서는 태양광 패널들에서 생산된 전력을 모아 특정 인버터만 구동시키고, 태양광 에너지가 많을 때에는 여러 개의 인버터를 모두가동시킴으로써 인버터가 최적 조건에서 동작하도록 하여 태양광 발전 설비의 효율을 향상시킬 수 있다. A multi-central type inverter is a structure in which central type inverters are connected in parallel, and when configuring a power generation system, it consists of multiple inverters instead of one inverter. In conditions with low solar energy, such as sunrise, sunset, and cloudy weather, the power produced by solar panels is collected and only a specific inverter is driven. When solar energy is high, all inverters are operated to ensure that the inverter operates in optimal conditions. This can improve the efficiency of solar power generation facilities.

또한 인버터들의 가동 시간이 동일하게 유지되도록 순차로 운전하여 인버터의 사용 수명을 연장하고, 하나의 인버터 고장이나 유지, 보수 시 다른 인버터를 높은 에너지 레벨로 운전 할 수 있어 에너지 손실을 줄일 수 있다는 장점이 있어 대규모 태양광 발전 시스템에 보급되기 시작하고 있다.In addition, the service life of the inverter can be extended by operating the inverters sequentially so that the operating time remains the same, and when one inverter breaks down or is repaired, other inverters can be operated at a high energy level, which has the advantage of reducing energy loss. It is beginning to be used in large-scale solar power generation systems.

그러나, 멀티 센트럴 방식은 여러 개의 인버터와 태양광 패널들을 제어해야 하므로 시스템 구축 비용이 높아지고, 인버터 간 또는 인버터와 중앙 제어장치 간의 통신을 포함한 복잡한 제어 기능이 요구되므로 소형 태양광 발전 시스템에는 부적합하다는 단점이 있다.However, the multi-central method requires controlling multiple inverters and solar panels, which increases system construction costs and requires complex control functions including communication between inverters or between inverters and the central control unit, making it unsuitable for small solar power generation systems. There is.

상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은 상기 종래의 센트럴 구조에 스트링 구조의 장점을 결합한 스마트 구조로 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 접속함을 제공한다.The present invention was developed in consideration of the above-described conventional problems, and the present invention is a smart structure that combines the advantages of the string structure with the conventional central structure, including multi-MPPT topology, DC ground fault detection and blocking control, and DC ground fault detection using rapid shutdown technology. and Rapid shutdown integrated solar smart multi-connection box.

상기 이상의 과제는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다The above tasks are further revealed in specific details.

첨부도면에 의해 구성을 살펴보면,(도 7,8 참조)Looking at the configuration according to the attached drawings, (see Figures 7 and 8)

복수의 태양광(100)으로부터 인력되는 복수의 회로(a) 상기 복수의 회로(a)에 각각 결선되는 ,휴즈(200), MPPT제어부(120), 직류지락검출시스템(120), A plurality of circuits (a) attracted from a plurality of solar lights (100), a fuse (200), an MPPT control unit (120), and a DC ground fault detection system (120) each connected to the plurality of circuits (a).

래치 릴레이(121), 제어부(140)와 통신부를 구비된 접속함에 있어서In the connection box provided with the latch relay 121, the control unit 140, and the communication unit

센트럴 구조에 스트링 구조를 결합하여 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 구성이다It is a configuration that combines a central structure with a string structure and applies multi-MPPT topology, DC ground fault detection and blocking control, and rapid shutdown technology.

상기 복수의 태양광(100)으로부터 출력되는 복수의 회로(a), 상기 복수의 회로(a)의 각각의 출력부(a')에 상기 복수의 회로(a)에 흐르는 전력을 온오프하는 복수의 릴레이(121)의 입력부(121a)가 각각 연결되고A plurality of circuits (a) output from the plurality of solar lights 100, and a plurality of circuits (a) for turning on and off the power flowing through the plurality of circuits (a) to each output unit (a') of the plurality of circuits (a). The input unit 121a of the relay 121 is connected to

상기 복수의 릴레이(121)의 출력부(121b)는 복수의 회로(a)를 하나로 취합The output unit 121b of the plurality of relays 121 combines the plurality of circuits (a) into one.

하는 취합회로선(aa)을 통해 인버터를 지나 부하(f)로 출력되되 상기 취합회로선(aa)내지는 부하(f)에 누설전류측정기(g)에 의해 누설이 측정되게 하고, 상기 복수의 릴레이(121)의 입력부(121a)방향에 해당하는 복수의 회로(a)에 각각 복수의 우회회로(a100) 입력부(a101)을 각각 연결하고,It passes through the inverter through the collecting circuit line (aa) and outputs to the load (f), and leakage is measured by a leakage current meter (g) in the collecting circuit line (aa) to the load (f), and the plurality of relays Connecting a plurality of bypass circuits (a100) input units (a101) to a plurality of circuits (a) corresponding to the direction of the input unit 121a of (121), respectively,

상기 복수의 우회회로(a100)의 출력단(a102)에 상기 복수의 우회회로(a100)을 하나로 취합하는 취합회로(a200)을 연결하되 상기 취합회로(a200)는 절연저항측정부(h)를 경유하여 인버터를 지나 부하로 출력되도록 하고,An aggregation circuit (a200) that collects the plurality of bypass circuits (a100) into one is connected to the output terminal (a102) of the plurality of bypass circuits (a100), and the aggregation circuit (a200) passes through the insulation resistance measuring unit (h). so that it passes through the inverter and outputs to the load.

상기 복수의 우회회로(a100)에 상기 복수의 우회회로(a100)를 온 오프하는 우회스위치(a300)를 각각 연결시킨 다음 검출부(i)를 통해 복수의 회로(a)에 흐르는 전력을 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전압범위 이내일 때 일몰 시간으로 판단하고 Measurement is made by connecting a bypass switch (a300) that turns on and off the plurality of bypass circuits (a100) to each of the plurality of bypass circuits (a100) and then measuring the power flowing through the plurality of circuits (a) through the detection unit (i). When the measured value is within the preset voltage range, it is judged to be sunset time.

제어부(140)의 제어신호에 따라 복수의 릴레이(121)과 복수의 우회스위치(a300)를 온 상태에서 절연저항측정부(h)를 통해 측정하여 측정값이 미리 설정된 전압(절연저항 값) 범위내를 벗어날 때, 복수의 회로중 어느 회로(a)에 문제가 있는 것으로 판단하여According to the control signal from the control unit 140, the plurality of relays 121 and the plurality of bypass switches (a300) are turned on and the measured value is measured through the insulation resistance measurement unit (h) in a preset voltage (insulation resistance value) range. When leaving the area, it is determined that there is a problem with one of the plurality of circuits (a).

제어부(140)의 제어신호에 따라 상기 복수의 회로(a)에 결선된 복수의 릴레이(121)와 상기 복수의 우회회로(a100)에 각각 결선된 복수의 우회스위치(a300)를 각각 오프시킨 상태를 유지한 상태에서,In accordance with a control signal from the control unit 140, the plurality of relays 121 connected to the plurality of circuits (a) and the plurality of bypass switches (a300) respectively connected to the plurality of bypass circuits (a100) are turned off. While maintaining,

제어부(140)를 통해 복수의 우회스위치(a300)를 순차적으로 하나하나 설정시간 동안 온/오프'하는 과정에 상기 취합회로(a200)를 절연상태를 측정하는 절연저항측정부(h)를 통해 측정하여 측정값이 미리 설정된 전압(절연저항 값) 범위내를 벗어날 때, 전압 범위를 벗어난 회로(a)에 문제가 있는 것으로 판단하고 복수의 회로(a)중 문제가 있는 회로에 결선된 릴레이(121b)의 오프 상태를 유지시킨 상태에서 나머지 복수의 릴레이(121)를 온 시키도록 구성을 포함하고, 센트럴 구조에 스트링 구조를 결합하여 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 구성이다In the process of sequentially turning on/off each of the plurality of bypass switches (a300) for a set time through the control unit 140, the collection circuit (a200) is measured through the insulation resistance measuring unit (h) that measures the insulation state. When the measured value is outside the preset voltage (insulation resistance value) range, it is determined that there is a problem in the circuit (a) that is outside the voltage range, and the relay (121b) connected to the problematic circuit among the plurality of circuits (a) ) includes a configuration to turn on the remaining plurality of relays (121) while maintaining the off state, and a configuration that combines a string structure with a central structure to apply multi-MPPT topology, DC ground fault detection and blocking control, and rapid shutdown technology. am

상기 나머지 복수의 릴레이(121)를 온 시키는 과정에 우회스위치(a300)를 선택적으로 온 오프 할 수 있다.In the process of turning on the remaining plurality of relays 121, the bypass switch (a300) can be selectively turned on and off.

상기 누설전류측정기(g)를 통해 누설여부를 측정하여 누설이 발생하면 발전장치의 발전을 중지하고 이에 따른 조치를 취한다.Leakage is measured using the leakage current meter (g), and if leakage occurs, power generation of the power generation device is stopped and action is taken accordingly.

더 나가 본 발명은 일출전 누설전력을 측정함으로서 매우 낮은 전력이 흐르는 과정에 측정할 수 있고, 온 오프과정에 스파크 발생 확률이 낮다.Furthermore, the present invention measures leakage power before sunrise, so it can be measured when very low power is flowing, and the probability of sparks occurring during the on-off process is low.

그로인해 우회스위치(릴레이 스위치에 해당)와 복수의 릴레이의 용량이 낮고 가격이 저렴한 릴레이를 이용할 수 있어 경제적으로 매우 효과적이다.As a result, bypass switches (corresponding to relay switches) and multiple relays with low capacity and inexpensive relays can be used, making it very economically effective.

상기 절연저항측정에 관한 기술은 등록번호 10-1878449,10-1954924,The above insulation resistance measurement technology is registered under registration numbers 10-1878449, 10-1954924,

10-1371854호에 수록되어 있고 상기 누설전류측정기에 관한 기술은It is listed in No. 10-1371854, and the technology related to the leakage current meter is

등록번호 10-1803132,10-2112562호에 수록되어 있다. It is listed in registration numbers 10-1803132 and 10-2112562.

그러므로 이 기술에 관한 상세한 설명은 생략한다.Therefore, detailed description of this technology is omitted.

본 발명은 상술한 바와 같이 상기 종래의 센트럴 구조에 스트링 구조의 장점을 결합한 스마트 구조로 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 접속함을 제공함으로서, 에너지 생산량 향상, 제조단가 절감, 용량에 대한 유연성 확보, 직류 계통에 대한 보호 개선에 효과가 있다.As described above, the present invention is a smart structure that combines the advantages of the string structure with the conventional central structure, and includes multi-MPPT topology, DC ground fault detection and cutoff control, DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-connection using rapid shutdown technology. By providing this, it is effective in improving energy production, reducing manufacturing costs, securing flexibility in capacity, and improving protection for the direct current system.

더 나가 본 발명은 일출전 누설전력을 측정함으로서 매우 낮은 전력이 흐르는 과정에 측정할 수 있고, 온 오프과정에 스파크 발생 확률이 낮다.Furthermore, the present invention measures leakage power before sunrise, so it can be measured when very low power is flowing, and the probability of sparks occurring during the on-off process is low.

그로인해 우회스위치(릴레이 스위치에 해당)와 복수의 릴레이의 용량이 낮고 가격이 저렴한 릴레이를 이용할 수 있어 경제적으로 매우 효과적이다.As a result, bypass switches (corresponding to relay switches) and multiple relays with low capacity and inexpensive relays can be used, making it very economically effective.

도 1은 일반적인 태양광 인버터의 효율 변화를 설명한 그래프이다.
도 2,3,4,5은 본 발명의 태양광 발전 시스템의 전력비교장치에 대한 블록 구성도, 전력비교법을 설명하기 위한 플로우챠트, 태양전지 셀의 전력-전압 특성곡선도, 블록 구성도로서의 설명도.
도 6은 본 발명의 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치의 블록도,
도 7은 본 발명의 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치의 또 다른 블록도,
도 8은 본 발명의 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치의 이해도,
도 9은 본 발명의 래치 릴레이의 설명도.Figure 1 is a graph explaining the change in efficiency of a typical solar inverter.
Figures 2, 3, 4, and 5 are a block diagram of the power comparison device of the solar power generation system of the present invention, a flow chart for explaining the power comparison method, a power-voltage characteristic curve of a solar cell, and a block diagram as a block diagram. Explanation too.
Figure 6 is a block diagram of the DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-generation device of the present invention;
Figure 7 is another block diagram of the DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-generation device of the present invention;
Figure 8 is an understanding of the DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-generation device of the present invention;
9 is an explanatory diagram of the latch relay of the present invention.

첨부한 도면에 의해 구성과 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration and embodiments based on the attached drawings, the configuration and embodiments are as follows.

복수의 태양광(100)으로부터 인력되는 복수의 회로(a) 상기 복수의 회로(a)에 각각 결선되는 ,휴즈(200), MPPT제어부(120), 직류지락검출시스템(120), A plurality of circuits (a) attracted from a plurality of solar lights (100), a fuse (200), an MPPT control unit (120), and a DC ground fault detection system (120) each connected to the plurality of circuits (a).

래치 릴레이(121), 제어부(140)와 통신부(150)를 구비된 접속함을 제공한다.A junction box equipped with a latch relay 121, a control unit 140, and a communication unit 150 is provided.

태양광 발전 시스템의 MPPT 제어법은 크게 전력비교법과 일정전압제어법을 이용한 방식으로 나눌 수 있다MPPT control methods for solar power generation systems can be broadly divided into methods using the power comparison method and the constant voltage control method.

이때, 상기한 MPPT 제어방법 중 전력비교법은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 결정질 실리콘(단결정,다결정)이나, 비정질 실리콘 및 화합물 반도체 등과 같으로 구성되어 광 기전력을 전기 에너지로 변환시켜 주는 태양전지 셀(1)에서 아날로그 신호로 출력되는 전류 및 전압을 각각 변류기(2)와 전압검출기(4)를 통해 실시간At this time, as shown in Figures 1 and 2, the power comparison method among the MPPT control methods is composed of crystalline silicon (single crystal, polycrystalline), amorphous silicon, and compound semiconductors, and converts photoelectromotive force into electrical energy. The current and voltage output as analog signals from the solar cell (1) are measured in real time through the current transformer (2) and voltage detector (4), respectively.

으로 샘플링 검출(S1)한 다음, 이를 제 1 및 제 2 A/D 변환기(5)(6)를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후 전력 연산부(7)에 출력시켜 주므로 상기 전력 연산부(7)에서 이들 전류 및 전압을 통해 전력을 연산하고 이를 기억(S2)한다.After sampling detection (S1), this is converted into a digital signal through the first and second A/D converters (5) (6) and output to the power calculation unit (7). Calculate power through current and voltage and store it (S2).

이후, 상기 이전 셀 전력 검출부(8)와 현재 셀 전력 검출부(9)에서 상기 전력 연산부(7)의 출력신호를 입력받아 이전 셀의 전력(Old Cell Power; OP)과 현재 셀의 전력(New Cell Power; NP)을 검출하여 현재 및 이전 전력 비교기(10)로 전달하게 되면 상기 현재 및 이전 전력 비교기(10)에서는 이들을 상호 비교하여 현재의 셀 전력(NP)이 이전의 셀 전력(OP)보다 큰지를 검출(S3)하게 된다.Thereafter, the output signal of the power calculation unit 7 is received from the previous cell power detection unit 8 and the current cell power detection unit 9, and the previous cell power (Old Cell Power; OP) and the current cell power (New Cell Power) are input. When Power; NP) is detected and transmitted to the current and previous power comparator 10, the current and previous power comparator 10 compares them to determine whether the current cell power (NP) is greater than the previous cell power (OP). is detected (S3).

그 결과 현재의 셀 전력이 이전의 셀 전력보다 크면(NP>OP ; S3에서 Yes) 그 상태에서의 현재 셀 전압(New Cell Voltage; NV)과 이전 셀 전압(Old Cell Voltage; OV)을 비교하는 제 1 현재 및 이전 전압 비교기(11)로 전달하게 되고, 현재의 셀 전력(NP)이 이전의 셀 전력(OP)보다 적으면(S3에서 No) 그 상태에서의 현재 셀 전압(NV)과 이전 셀 전압(OV)을 비교하는 제 2 현재 및 이전 전압 비교기(12)로 전달하게 된다.As a result, if the current cell power is greater than the previous cell power (NP>OP; Yes in S3), the current cell voltage (New Cell Voltage; NV) in that state is compared with the previous cell voltage (Old Cell Voltage; OV). It is transmitted to the first current and previous voltage comparator 11, and if the current cell power (NP) is less than the previous cell power (OP) (No in S3), the current cell voltage (NV) in that state and the previous cell power (OP) are transmitted to the first current and previous voltage comparator 11. This is passed to the second current and previous voltage comparator 12, which compares the cell voltage (OV).

그러므로 상기 제 1 및 제 2 현재 및 이전 전압 비교기(11)(12)에서는 각각의 상태에서 현재 셀 전압(NV)과 이전 셀 전압(OV)을 비교(S4)(S5)하여 그 결과에 따라 전압 가산부(13)와 전압 감산부(14)에 각각의 비교 결과치를 출력해 주게 된다.Therefore, the first and second current and previous voltage comparators 11 and 12 compare the current cell voltage (NV) and the previous cell voltage (OV) in each state (S4) (S5) and determine the voltage according to the result. Each comparison result is output to the addition unit 13 and the voltage subtraction unit 14.

따라서, 상기 전압 가산부(13)에서는 상기 제 1 및 제 2 현재 및 이전 전압 비교기(11)(12)의 출력값에 따라 현재 입력된 값보다 1샘플링 전에 측정되어 저장된 전압값(Vd)에 전압 변화량(△V)을 가산(S6)하여 주게 되는데,Therefore, the voltage adder 13 adds a voltage change amount to the voltage value (Vd) measured and stored 1 sampling before the currently input value according to the output values of the first and second current and previous voltage comparators 11 and 12. (△V) is added (S6),

예를 들어 NP가 OP 보다 크고(S3에서 Yes) NV가 OV보다 크면(S4에서 Yes) 현재 입력된 값보다 1샘플링 전에 측정되어 저장된 전압값(Vd)에 전압 변화량(△V)을 가산하여 그 결과값을 기준전압 발생부(15)로 출력시켜 주고,For example, if NP is greater than OP (Yes in S3) and NV is greater than OV (Yes in S4), the voltage change (△V) is added to the voltage value (Vd) measured and stored 1 sampling before the currently input value. The resulting value is output to the reference voltage generator 15,

또 NP가 OP 보다 작고(S3에서 No) NV가 OV보다 작으면(S5에서 NO) 현재 입력된 값보다 1샘플링 전에 측정되어 저장된 전압값(Vd)에 전압 변화량(△V)을 가산하여 그 결과값을 기준전압 발생부(15)로 출력시켜 주게 된다.Also, if NP is smaller than OP (No in S3) and NV is smaller than OV (NO in S5), the voltage change (△V) is added to the voltage value (Vd) measured and stored 1 sampling before the currently input value, and the result is The value is output to the reference voltage generator 15.

또한, 상기 전압 감산부(14)에서는 상기 제 1 및 제 2 현재 및 이전 전압 비교기(11)(12)의 출력값에 따라 현재 입력된 값보다 1샘플링 전에 측정되어 저장된 전압값(Vd)에서 전압 변화량(△V) 만큼을 감산(S7)하여 주게 되는데, 예를 들어 NP가 OP 보다 크고(S3에서 Yes) NV가 OV보다 작으면(S4에서 No) 현재 입력된 값보다 1샘플링 전에 측정되어 저장된 전압값(Vd)에서 전압 변화량(△V) 만큼을 감산하여 그 결과값을 기준전압 발생부(15)로 출력시켜 주고, 또 NP가 OP 보다 작고(S3에서 No) NV가 OV보다 크면(S5에서 Yes) 현재 입력된 값보다 1샘플링 전에 측정되어 저장된 전압값(Vd)에서 전압 변화량(△V) 만큼을 감산하여 그 결과값을 기준전압 발생부(15)로 출력시켜 주게 된다.In addition, the voltage subtractor 14 calculates the amount of voltage change in the voltage value (Vd) measured and stored 1 sampling before the currently input value according to the output values of the first and second current and previous voltage comparators 11 and 12. (△V) is subtracted (S7). For example, if NP is greater than OP (Yes in S3) and NV is less than OV (No in S4), the voltage measured and stored 1 sampling before the currently input value. The amount of voltage change (△V) is subtracted from the value (Vd) and the resulting value is output to the reference voltage generator 15. Also, if NP is smaller than OP (No in S3) and NV is greater than OV (in S5) Yes) The amount of voltage change (△V) is subtracted from the voltage value (Vd) measured and stored 1 sampling before the currently input value, and the result is output to the reference voltage generator 15.

따라서, 상기 기준전압 발생부(15)에서는 상기 전압 가산기(13) 및 전압 감산기(14)에서 출력되는 전압을 근거로 하여 새로운 기준전압을 발생(S8)시키게 되므로 이를 입력받은 감산기(16)에서는 상기 기준전압에 전압 검출기(15)에서 출력되는 현재의 태양전지 셀(1)의 출력전압을 감산하여 오차를 산출(S9)한 후 그 결과값을 PI 제어기(17)로 전달하게 된다.Therefore, the reference voltage generator 15 generates a new reference voltage (S8) based on the voltages output from the voltage adder 13 and the voltage subtractor 14, so the subtractor 16 that receives this generates the The error is calculated by subtracting the current output voltage of the solar cell (1) output from the voltage detector (15) from the reference voltage (S9), and the result is transmitted to the PI controller (17).

그러므로 상기 PI 제어기(17)에서는 이와 같은 오차값에 부응하는 제어신호를 펄스 폭 변조(PWM) 신호 발생기(3)로 출력(S10)시켜 주게 되므로 상기 PWM 신호 발생기(3)에서 출력되는 제어신호의 펄스 폭이 이에 상응하여 실시간으로 변화되어 DC/DC 컨버터(18)에 출력(S11)되므로 상기 태양전지 셀(1)에서 출력되는 전압을 입력받아각 부하에 공급시켜 주는 상기 DC/DC 컨버터(18)에서 출력되는 직류전압이 매순간 변화되는 태양전지 셀(1)의 전압 및 전류의 변화에 부응하여 최대출력 점을 추종하여 실시간으로 공급(S12)시켜 줄 수 있는 것이다.Therefore, the PI controller 17 outputs a control signal corresponding to this error value to the pulse width modulation (PWM) signal generator 3 (S10), so that the control signal output from the PWM signal generator 3 is Since the pulse width changes in real time and is output (S11) to the DC/DC converter 18, the DC/DC converter 18 receives the voltage output from the solar cell 1 and supplies it to each load. The direct current voltage output from ) can be supplied in real time (S12) by tracking the maximum output point in response to changes in the voltage and current of the solar cell 1 that change at every moment.

한편, 도 3은 태양전지 셀의 전력-전압 특성곡선을 도시한 것으로, MPPT 제어가 시작되는 <29> 점을 0(P0,V0)라 하고,점 1은 (P1,V1), 점 2는 (P2,V2), 점 3은 (P3,V3)라 할 때, 점 0에서는 최대전력을 추종하기 위해 V는 증가(+), PMeanwhile, Figure 3 shows the power-voltage characteristic curve of a solar cell. The point where MPPT control starts is 0(P0,V0), point 1 is (P1,V1), and point 2 is (P2,V2), point 3 is (P3,V3), and at point 0, V increases (+) to track the maximum power, P

역시 증가(+)하게 되고, 과정 (0→1) 다시 과정 2(1→2)를 보게 되면 V는 증가(+)하는데 P가 감소(-)하게 되어 최대값을 추종하기 위해서는 △V(전압변화량)가 감소(-)가 되어야 한다.It also increases (+), and if you look at process (0 → 1) and process 2 (1 → 2) again, V increases (+) but P decreases (-), so in order to follow the maximum value, △V (voltage (amount of change) should decrease (-).

또, 과정 2에서 3(2→3)이 되면 V는 감소(-)하고, P는 증가(+)하지만 다시 최대값 추종을 위해 △V는 (-)가 되어야 하고, 과정 3을 지나게 되면(최대점을 지나서 반대쪽) V는 감소(-), P역시 감소(-)하므로 △V는 (+)가 되어야 한다.(과정4) (여기서 제어요소는 전압V와 전력P = 전류I)Also, when step 2 reaches 3 (2 → 3), V decreases (-) and P increases (+), but in order to track the maximum value again, △V must become (-), and after step 3 ( After passing the maximum point, on the other side, V decreases (-) and P also decreases (-), so △V must be (+). (Process 4) (Here, the control elements are voltage V and power P = current I).

직류지락검출시스템(120)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 전원공급부(53)로부터 전원을 입력받아 동작하는 클럭발생부(50)에 의해 기준 클럭(clock)이 발생되고, 상기 발생된 기준클럭이 검출신호 발생부(52)에 입력됨 에 따라 검출신호 발생부(110)에서 저주파의 AC 검출신호를 발생하여 직류전원 공급 선로의 P선(+), N선(-), G 선에 각각 실어 송출될 수 있도록 한 후, 상기 송출된 검출신호를 소정 개소의 각 부하마다 혹은 각 회선별로 장치된 검출센서(51)에서 감지하여 지락검출부(54)로 전송함에 따라 전류검출부와 마이콤과 표시부 및 메모리 등(미도시)을 구비한 상기 지락검출부(54)에서 지락사고의 발생여부를 판단하여 운영자에게 알릴 수 있도록 구 성되어 있다.As shown in FIG. 5, the DC ground fault detection system 120 generates a reference clock by a clock generator 50 that receives power from the power supply 53 and operates, and the generated reference As the clock is input to the detection signal generator 52, the detection signal generator 110 generates a low-frequency AC detection signal to the P line (+), N line (-), and G line of the DC power supply line. After allowing each load to be transmitted, the transmitted detection signal is detected by the detection sensor 51 installed for each load or each line at a predetermined location and transmitted to the ground fault detection unit 54, so that the current detection unit, microcomputer, and display unit The ground fault detection unit 54, which is equipped with a memory, etc. (not shown), is configured to determine whether a ground fault has occurred and notify the operator.

상기 래칭 릴레이(RL1)는 이중코일(Dual Coil) 및 적어도 하나 이상의 3로 스위칭의 기계적 접점을 가지는 것이 접점을 병렬연결하여 접점용량을 증가시키는데에 바람직하며, The latching relay (RL1) preferably has a dual coil and at least one 3-way switching mechanical contact to increase contact capacity by connecting the contacts in parallel,

3로 스위칭의 기계적 접점은 이중코일의 어느 하나를 여자시키는 셋(SET)신호와 리셋(REST)의 릴레이신호에 의해 확실하게 개폐시킬 수 있다. The mechanical contact point of the three-way switching can be reliably opened and closed by the SET signal and reset (REST) relay signal that excites one of the dual coils.

또한, 상시 구동전원 없이 개폐상태를 유지할 수 있는 이중코일의 래칭 릴레이(RL1)를 사용함으로써, 정전이 되거나 전원장치가 고장이 나도 래칭 릴레이가 스스로 개폐되는 일이 없어져 화재 등의 안전사고가 예방된다.In addition, by using a double-coil latching relay (RL1) that can maintain the open and closed state without a constant driving power source, the latching relay does not open and close on its own even in the event of a power outage or power supply failure, preventing safety accidents such as fire. .

래칭 릴레이(RL1)는(도 7참도) 이중코일(Dual Coil) 및 적어도 하나 이상의 3로 스위칭의 기계적 접점을 가지는 것이 접점을 병렬연결하여 접점용량을 증가시키는데에 바람직하며, 3로 스위칭의 기계적 접점은 이중코일의 어느 하나를The latching relay (RL1) (see FIG. 7) preferably has a dual coil and at least one 3-way switching mechanical contact point to increase contact capacity by connecting the contact points in parallel, and has a 3-way switching mechanical contact point. The contact point is one of the double coils.

여자시키는 셋(SET)신호와 리셋(REST)의 릴레이신호에 의해 확실하게 개폐시킬 수 있다. 또한, 상시 구동전원 없이 개폐상태를 유지할 수 있는 이중코일의 래칭 릴레이(RL1)를 사용함으로써, 정전이 되거나 전원장치가 고장이 나도 래칭 릴레이가 스스로 개폐되는 일이 없어져 화재 등의 안전사고 예방된다.It can be opened and closed reliably by the exciting SET signal and reset (REST) relay signal. In addition, by using a double-coil latching relay (RL1) that can maintain the open and closed state without a constant driving power source, the latching relay does not open and close on its own even if there is a power outage or the power supply fails, thereby preventing safety accidents such as fire.

또한, 포토커플러(OP1)는 게이트 드라이브 신호를 외부 구동전원 공급없이 직류전원(H/V INPUT & H/V OUTPUT)으로 동작시킬 수 있는 광전지출력 기능이 있는 포토커플러(OP1)인 것이 바람직하다. 일반적인 포토커플러와 달리, 광전지출력 포토커플러(OP1)는 절연된 출력측에서 반도체 스위칭 소자(Q1)를 턴온 시킬 수 있는 전압과In addition, it is preferable that the photocoupler (OP1) has a photocell output function that can operate the gate drive signal with direct current power (H/V INPUT & H/V OUTPUT) without supplying external driving power. Unlike general photocouplers, the photovoltaic output photocoupler (OP1) uses a voltage that can turn on the semiconductor switching element (Q1) on the isolated output side.

전류가 자체 생성되어, 반도체 스위칭 소자(Q1)를 외부 구동전원이 없이 구동시키게 된다. 따라서, 정전이 되거나 전원장치가 고장이 나도 반도체 스위칭 소자(Q1)를 제어할 수 있게 되고, 이에 따라, 반도체 스위칭 소자(Q1)의 병렬 다중입력 보호회로가 부가된 직류전원 단로기(100)를 신뢰성 높게 작동시킬 수 있다.The current is self-generated and drives the semiconductor switching element (Q1) without an external driving power source. Therefore, it is possible to control the semiconductor switching element (Q1) even if there is a power outage or the power supply device is broken, and accordingly, the DC power disconnector (100) to which the parallel multi-input protection circuit of the semiconductor switching element (Q1) is added is reliable. It can be operated high.

상기 직류전원 단로기(100)의 각 구성부의 동작 타임 챠트를 나타낸 것으로, 제어장치의 소자 제어신호(B/P1)에 의해 동작하는 반도체 스위칭 소자(Q1)의 동작시간 타임챠트, 도 (7b)는 반도체 스위칭 소자(Q1)가 소정시간 동작하는 동안 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점의 동작시간 타임챠트, 도 7(c)는 반도체 스위칭 소자(Q1)가 동작하고, 이때, 래칭 릴레이(RL1)가 동작할 때, 래칭 릴레이(RL1)의 기계적 접점부에 인가되는 직류전압을 도식적으로 나타낸 것이다.Showing the operation time chart of each component of the DC power disconnector 100, Figure 7b is a time chart of the operation time of the semiconductor switching element (Q1) operated by the element control signal (B/P1) of the control device. Figure 7 (c) is a time chart of the operation time of the mechanical contact point of the latching relay (RL1) while the semiconductor switching element (Q1) operates for a predetermined time. The semiconductor switching element (Q1) operates, and at this time, the latching relay (RL1) It schematically shows the direct current voltage applied to the mechanical contact part of the latching relay (RL1) when operating.

상기 래칭 릴레이 등에 관한 기술을 공개번호 10-2017-0113836호 상세하게 설명되어 있다.The technology related to the latching relay, etc. is described in detail in Publication No. 10-2017-0113836.

제어는, 도시된 바와 같이, 직렬 연결된 전력송출부(11)들을 적어도 2개 이상으로 소집단화한 전력송출부(11) 소집단들(SG1)~(SGn)과, 상기 전력송출부(11) 소집단들 (SG1)~(SGn)의 전압과 전류를 측정하여 전력을 계측하는 전력측정수단(13) 및 전력계측값 (P1)~(Pn)과, 상기 각 전력송출부(전력생산부 포함) 소집단들(SG1)~(SGn)의 근접 장소에 설치된 일사량 측정센서(14) 및 계측된 정보량(L1)~(Ln)과, 정해진 시간 간격으로 상기 각 전력송출부 소집단(SG1)~(SGn) 끼리의 전력 계측값(P1~Pn)을 비교하여 불평형 상태인 경우 비정상으로 판단하고,As shown, control is performed by small groups (SG1) to (SGn) of the power transmission units 11 that are subgrouped into at least two power transmission units 11 connected in series, and small groups of the power transmission units 11. Power measuring means 13 for measuring power by measuring the voltage and current of (SG1) to (SGn) and power measurement values (P1) to (Pn), and each power transmission unit (including power production unit) subgroups. The solar radiation measurement sensor 14 installed in the vicinity of (SG1) to (SGn) and the measured information amount (L1) to (Ln), and the power transmission unit subgroups (SG1) to (SGn) at fixed time intervals. Compare the power measurement values (P1 to Pn) and judge it as abnormal if it is unbalanced.

또한, 전력송출부(11) 소집단(SG1)의 전력계측값(P1)과 해당 장소에서 계측된 정보값(L1)에 전력송출부(11) 소집단(SG1)의 면적을 보정한 전력량(Pc)과 비교하여 전력송출부 소집단(SG1)~(SGn)들의 동작상태 및 열화를 판단하고 처리하는 제어부(20)와,In addition, the power amount (Pc) calculated by correcting the area of the power transmission unit 11 small group (SG1) to the power measurement value (P1) of the power transmission unit 11 small group (SG1) and the information value (L1) measured at the corresponding location. A control unit 20 that determines and processes the operating status and deterioration of the power transmission unit subgroups (SG1) to (SGn) in comparison with the

상기 제어부(20)에서 각 전력송출부(11) 소집단(SG1)~(SGn)들의 동작상태 및 열화상태의 경보메시지 및 데이터를 무선통신 모듈(30)을 통하여 원격지 통신(40)으로 송신하는 통신수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Communication in which the control unit 20 transmits warning messages and data on the operation status and deterioration status of the small groups (SG1) to (SGn) of each power transmitter 11 to remote communication 40 through the wireless communication module 30. It is characterized by including means.

전력송출부 소집단(SG1)은, 소정의 전압을 얻기 위해 직렬로 연결한 복수개의 입력부(11) 및 회로(12)과,The power transmission unit subgroup (SG1) includes a plurality of input units 11 and a circuit 12 connected in series to obtain a predetermined voltage,

상기 회로(12)으로부터 전압을 측정하고, 전류를 측정하기 위해 상기 회로(12)의 어느 한 선에 연결된 표준저항(미도시)과, 상기 표준저항으로부터 전류에 비례하는 전압 측정선을 구비하는 전력송출부 소집단(SG1)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Power that measures the voltage from the circuit 12, a standard resistor (not shown) connected to one line of the circuit 12 to measure the current, and a voltage measurement line proportional to the current from the standard resistor. It is characterized by including a transmission department subgroup (SG1).

전력송출부(11)들은 전력송출부(11)로부터 입력되는 전압, 전류, 누설전류등이 서로 다른값으로 회로에 입력될 수 있다The voltage, current, leakage current, etc. input from the power transmission unit 11 may be input to the circuit at different values.

전력송출부 소집단(SG1)의 전력측정수단(13)은, 상기 전력송출부 소집단(SG1)의 회로(12)에서 인출되는 전압 및 전류 측정선으로부터 전압을 주기적으로 계측하여 A/D변환하고,The power measuring means 13 of the power transmission unit small group (SG1) periodically measures the voltage from the voltage and current measurement lines drawn from the circuit 12 of the power transmission unit small group (SG1) and performs A/D conversion,

고유 식별번호를 부여하고, 디지탈로 변환된 전류 및 전압값과 고유 식별번호를 정해진 주기에 따라 제어부(20)에 송출하여 연산장치에서 입력된 프로그램의 계산식에 의해 전력값으로 환산하여 저장하는 전력측정수단(13)으로 이루어진다.Power measurement that assigns a unique identification number, transmits the digitally converted current and voltage values, and unique identification number to the control unit 20 at a set period, converts them into power values according to the calculation formula of the program input from the computing device, and stores them. It consists of means (13).

또, 제어부(마이크로프로세서)는, 상기의 전력측정수단(13)으로부터 A/D변환된 전류 및 전압에 해당하는 디지탈값과 고유식별번호, 일사량측정기로부터 일사량을 수신하는 인터페이스(미도시)와,In addition, the control unit (microprocessor) includes an interface (not shown) that receives digital values and unique identification numbers corresponding to the A/D converted current and voltage from the power measuring means 13, and solar radiation from the solar radiation meter,

상기 인터페이스로부터 수신된 고유식별번호의 디지털 전압/전류 측정값 및 일사량 측정값을 기억장치에 저장하고, 각 전력송출부 특성 및 크기에 따른 상수를 적용하여 전력량을 보정 계산하여 연산처리한다.The digital voltage/current measurement value and solar radiation measurement value of the unique identification number received from the interface are stored in a memory device, and the power amount is corrected and calculated by applying constants according to the characteristics and size of each power transmission unit.

전력송출부 회로의 전력송출부(11)환경, 설치개수 및 연산 프로그램 등을 입력하는 키입력부와, 키 입력값 및 연산처리결과 등을 표시하는 LCD 모니터와, 프로그램 및 데이터를 저장하는 기억장치를 구비하는 제어부(20)로 구성된다.The power transmitter 11 of the power transmitter circuit includes a key input unit for inputting the environment, installation number, and operation program, an LCD monitor that displays key input values and operation processing results, and a storage device for storing programs and data. It consists of a control unit 20 provided.

통신수단은, 상기 제어부(20)의 연산처리결과가 비정상으로 판단되는 경우에는 WAP을 이용하여 관리자나 사용자의 이동 통신단말기(40)에 전송하는 무선 모듈(30)과,The communication means includes a wireless module 30 that transmits the result to the manager or user's mobile communication terminal 40 using WAP when the operation processing result of the control unit 20 is judged to be abnormal;

상기 무선모듈(30)과 기존 이동통신 통신망을 통하여 원격지의 관리자나 사용자의 이동통신 단말기(40)로 전력송출부 회로의 고유번호와 비정상 상태에 대응하여 정해진 경보문자 및 기억장치에 저장된 측정데이터를 원격지의 관리자나 사용자에게 전송하는 것으로 어느 전력송출부 회로등 이상상태인가를 원격지에서 알 수 있게 해준다.Through the wireless module 30 and the existing mobile communication network, the unique number of the power transmitter circuit, the alarm text set in response to the abnormal state, and the measurement data stored in the storage device are sent to the mobile communication terminal 40 of a remote manager or user. By transmitting it to a remote administrator or user, it is possible to know from a remote location which power transmitter circuit is in an abnormal state.

이러한, 원격감시 시스템의 능동적인 작동을 간략하게 설명하면, 원격감시를To briefly explain the active operation of this remote monitoring system, remote monitoring is

원하는 관리자나 사용자가 이동통신 단말기에 설치되어 있는 응용프로그램을 구동하여 제어부(20)에 접속하고, 제어부(20)로 상태확인 요청을 전송하면, 제어부(20)는 관리자나 사용자로부터의 상태확인 요청에 의하여 추출된 현재 또는 과거의 결과를 관리자나 사용자의 이동통신 단말기로 전송해준다.When a desired administrator or user runs an application installed on a mobile communication terminal, connects to the control unit 20, and transmits a status check request to the control unit 20, the control unit 20 receives the status check request from the administrator or user. The current or past results extracted by are transmitted to the administrator or user's mobile communication terminal.

본 실시예에서는 제어부(20) 및 관리자나 사용자의 이동통신 단말기에 설치되어, 양 장비 사이의 무선 데이터통신을 가능하게 하는 WAP(무선 응용 프로토콜)을 이용함으로써, 별도의 장비없이, 원격감시를 수행할 수 있다.In this embodiment, remote monitoring is performed without separate equipment by using WAP (Wireless Application Protocol), which is installed on the control unit 20 and the mobile communication terminal of the manager or user and enables wireless data communication between the two devices. can do.

WAP는 하나의 통신에뮬레이터의 역할을 하는 것으로, 미리 정해진 프로토콜에 따라, 상대방으로부터 수신 복조된 신호를 의미 있는 정보로 변환하는 역할을 하여, 이동통신 단말기로 원격지에 있는 전력송출부 소집단의 이상상태를 감시할 수 있게 해준다. WAP acts as a communication emulator, converting signals received and demodulated from the other party into meaningful information according to a predetermined protocol, and detecting abnormal conditions of a small group of power transmitters located remotely using a mobile communication terminal. It allows monitoring.

Claims (3)

복수의 태양광(100)으로부터 인력되는 복수의 회로(a) 상기 복수의 회로(a)에 각각 결선되는 ,휴즈(200), MPPT제어부(120), 직류지락검출시스템(120),
래치 릴레이(121), 제어부(140)와 통신부를 구비된 접속함에 있어서,

상기 복수의 태양광(100)으로부터 출력되는 복수의 회로(a), 상기 복수의 회로(a)의 각각의 출력부(a')에 상기 복수의 회로(a)에 흐르는 전력을 온오프하는 복수의 릴레이(121)의 입력부(121a)가 각각 연결되고

상기 복수의 릴레이(121)의 출력부(121b)는 복수의 회로(a)를 하나로 취합
하는 취합회로선(aa)을 통해
인버터를 지나 부하(f)로 출력되되 상기 취합회로선(aa)에 누설전류측정기(g)에 의해 누설이 측정되게 하고, 상기 복수의 릴레이(121)의 입력부(121a)방향에 해당하는 복수의 회로(a)에 각각 복수의 우회회로(a100) 입력부(a101)을 각각 연결하고,

상기 복수의 우회회로(a100)의 출력단(a102)에 상기 복수의 우회회로(a100)을 하나로 취합하는 취합회로(a200)을 연결하되 상기 취합회로(a200)는 절연저항측정부(h)를 경유하여 인버터를 지나 부하로 출력되도록 하고,

상기 복수의 우회회로(a100)에 상기 복수의 우회회로(a100)를 온 오프하는 우회스위치(a300)를 각각 연결시킨 다음 검출부(i)를 통해 복수의 회로(a)에 흐르는 전력을 측정하여 측정된 측정값이 미리 설정된 전압범위 이내일 때 일몰 시간으로 판단하고

제어부(140)의 제어신호에 따라 복수의 릴레이(121)과 복수의 우회스위치(a300)를 온 상태에서 절연저항측정부(h)를 통해 측정하여 측정값이 미리 설정된 전압(절연저항 값) 범위내를 벗어날 때, 복수의 회로중 어느 회로(a)에 문제가 있는 것으로 판단하여

상기 제어부(140)의 제어신호에 따라 상기 복수의 회로(a)에 결선된 복수의 릴레이(121)와 상기 복수의 우회회로(a100)에 각각 결선된 복수의 우회스위치(a300)를 각각 오프시킨 상태를 유지한 상태에서,

제어부(140)를 통해 복수의 우회스위치(a300)를 순차적으로 하나하나 설정시간 동안 온/오프'하는 과정에 상기 취합회로(a200)를 절연상태를 측정하는 절연저항측정부(h)를 통해 측정하여 측정값이 미리 설정된 전압(절연저항 값) 범위내를 벗어날 때, 전압 범위를 벗어난 회로(a)에 문제가 있는 것으로 판단하고 복수의 회로(a)중 문제가 있는 회로에 결선된 릴레이(121b)의 오프 상태를 유지시킨 상태에서 나머지 복수의 릴레이(121)를 온 시키도록 구성을 포함하고, 센트럴 구조에 스트링 구조를 결합하여 멀티 MPPT 토폴로지, DC 지락 검출 및 차단 제어, Rapid shutdown 기술을 적용한 구성을 특징으로 하는 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 발전장치.
A plurality of circuits (a) attracted from a plurality of solar lights (100), a fuse (200), an MPPT control unit (120), and a DC ground fault detection system (120) each connected to the plurality of circuits (a).
In the connection box provided with the latch relay 121, the control unit 140, and the communication unit,

A plurality of circuits (a) output from the plurality of solar lights 100, and a plurality of circuits (a) for turning on and off the power flowing through the plurality of circuits (a) to each output unit (a') of the plurality of circuits (a). The input unit 121a of the relay 121 is connected to

The output unit 121b of the plurality of relays 121 combines the plurality of circuits (a) into one.
Through the aggregation circuit line (aa) that
It is output to the load (f) through the inverter, and leakage is measured by a leakage current meter (g) on the collecting circuit line (aa), and a plurality of relays corresponding to the direction of the input unit 121a of the plurality of relays 121 are connected. Connecting the input unit (a101) of a plurality of bypass circuits (a100) to the circuit (a), respectively,

An aggregation circuit (a200) that collects the plurality of bypass circuits (a100) into one is connected to the output terminal (a102) of the plurality of bypass circuits (a100), and the aggregation circuit (a200) passes through the insulation resistance measuring unit (h). so that it passes through the inverter and outputs to the load.

Measurement is made by connecting a bypass switch (a300) that turns on and off the plurality of bypass circuits (a100) to each of the plurality of bypass circuits (a100) and then measuring the power flowing through the plurality of circuits (a) through the detection unit (i). When the measured value is within the preset voltage range, it is judged to be sunset time.

According to the control signal from the control unit 140, the plurality of relays 121 and the plurality of bypass switches (a300) are turned on and the measured value is measured through the insulation resistance measurement unit (h) in a preset voltage (insulation resistance value) range. When leaving the area, it is determined that there is a problem with one of the plurality of circuits (a).

According to the control signal from the control unit 140, the plurality of relays 121 connected to the plurality of circuits (a) and the plurality of bypass switches (a300) respectively connected to the plurality of bypass circuits (a100) are turned off. While maintaining the state,

In the process of sequentially turning on/off each of the plurality of bypass switches (a300) for a set time through the control unit 140, the collection circuit (a200) is measured through the insulation resistance measuring unit (h) that measures the insulation state. When the measured value is outside the preset voltage (insulation resistance value) range, it is determined that there is a problem in the circuit (a) that is outside the voltage range, and the relay (121b) connected to the problematic circuit among the plurality of circuits (a) ) includes a configuration to turn on the remaining plurality of relays (121) while maintaining the off state, and a configuration that combines a central structure with a string structure to apply multi-MPPT topology, DC ground fault detection and blocking control, and rapid shutdown technology. An integrated solar smart multi-generation device featuring DC ground fault detection and rapid shutdown.
제1항에 있어서,
복수의 릴래이는 래치 릴레이(RL1)로서 이중코일(Dual Coil) 및 적어도 하나 이상의 3로 스위칭의 기계적 접점을 가지는 것이 접점을 병렬연결하여 접점용량을 증가시키는데에 바람직하며, 3로 스위칭의 기계적 접점은 이중코일의 어느 하나를 여자시키는 셋(SET)신호와 리셋(REST)의 릴레이신호에 의해 확실하게 개폐시킬 수 있는 구성을 특징으로 하는 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 접속함.According to paragraph 1,
The plurality of relays is a latch relay (RL1), and it is desirable to have a dual coil and at least one 3-way switching mechanical contact point to increase contact capacity by connecting the contact points in parallel, and a 3-way switching mechanical contact point. is an integrated solar smart multi-connection box with DC ground fault detection and rapid shutdown, featuring a configuration that can be reliably opened and closed by a SET signal that excites one of the dual coils and a reset (REST) relay signal. 제 1항에 있어서,
직류지락검출시스템(120)은 전원공급부(112)로부터 전원을 입력받아 동작하는 클럭발생부(111)에 의해 기준 클럭(clock)이 발생되고, 상기 발생된 기준 클럭이 검출신호 발생부(110)에 입력됨에 따라 검출신호 발생부(110)에서 저주파의 AC 검출신호를 발생하여 직류전원 공급 선로의 P선(+), N선(-), G 선에 각각 실어 송출될 수 있도록 한 후, 상기 송출된 검출신호를 소정 개소의 각 부하마다 혹은 각 회선별로 장치된 검출센서(120)에서 감지하여 지락검출부(130)로 전송하는 구성을 특징으로 하는 DC 지락 검출 및 Rapid shutdown 일체형 태양광 스마트 멀티 접속함.
According to clause 1,
The DC ground fault detection system 120 generates a reference clock by a clock generator 111 that receives power from the power supply unit 112 and operates, and the generated reference clock is transmitted to the detection signal generator 110. As input, the detection signal generator 110 generates a low-frequency AC detection signal so that it can be transmitted on the P line (+), N line (-), and G line of the DC power supply line, respectively. DC ground fault detection and rapid shutdown integrated solar smart multi-connection, characterized in that the transmitted detection signal is detected by the detection sensor 120 installed for each load or each line at a predetermined location and transmitted to the ground fault detection unit 130. box.