KR101187311B1 - Sleep circuit of micro grid inverter for minimizing power loss - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sleep device for minimizing a power loss in a system connected inverter is provided to easily supply extra power to a system by supporting a wind power generator and a photovoltaic power generator. CONSTITUTION: A brake circuit part(10) receives a voltage of a wind power generator and a voltage of a solar panel of a photovoltaic power generator and transmits the voltages to an inverter(30). A booster circuit part raises a voltage by charging a condenser according to the control of a controller. The inverter PWM-controls a power semiconductor switching device according to the control of the controller. A filter(40) outputs sinusoidal wave power with high quality by removing noises from the output of the inverter. A system power source(60) supplies power for the system. [Reference numerals] (AA) Dummy loader; (BB) Controller

Description

계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 장치{SLEEP CIRCUIT OF MICRO GRID INVERTER FOR MINIMIZING POWER LOSS}Slip device for minimizing power loss in grid-connected inverters {SLEEP CIRCUIT OF MICRO GRID INVERTER FOR MINIMIZING POWER LOSS}

본 발명은 계통 연계형 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계통 연계형 인버터에서 발전전력이 없을 경우에는 인버터 전원을 차단하여 인버터에서 소모되는 전력을 최소화하기 위한 계통 연계형 인버터의 슬립 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a grid-linked inverter, and more particularly, to a sleep device of the grid-linked inverter for minimizing the power consumed by the inverter by cutting off the inverter power when there is no generation power in the grid-linked inverter. .

최근 들어, 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈, 원자력 발전의 안정성 등이 세계적인 이슈로 등장하면서 태양열, 수력, 풍력과 같은 신재생 에너지가 미래 성장산업으로 떠오르고 있고, 이에 따라 전력전자 응용기술과 함께 활발한 연구와 투자가 이루어지고 있다. 통상 신재생 에너지에서 생산된 전력은 단독운전보다는 전력계통에 연계하여 운전하는 것이 보다 효율적이고, 수용가의 입장에서도 안정적이기 때문에 신재생 에너지의 계통 연계 기술은 필수적이라 할 수 있다. 신재생 에너지에서 생산된 전력을 계통에 효율적으로 연계하기 위해서는 계통전원과 동기제어, 고조파 함유의 최소화, 역률제어와 같은 계통연계 기술과, 고효율 토폴로지, 안정된 전압/주파수 제어, 단독운전방지, 고신뢰성 및 저가화 같은 인버터 기술이 필요하다.In recent years, environmental pollution, depletion of fossil energy, and stability of nuclear power generation have emerged as global issues, and new and renewable energy such as solar, hydro, and wind power have emerged as future growth industries. And investment is being made. In general, power generated from renewable energy is more efficient to operate in conjunction with a power system than a single operation, and is stable from a customer's point of view, so grid linkage technology of renewable energy is essential. In order to efficiently link the power generated from renewable energy to the grid, grid linkage technologies such as grid power supply, synchronous control, minimization of harmonics, and power factor control, high efficiency topology, stable voltage / frequency control, single operation prevention, and high reliability And inverter technology such as lower cost.

종래의 계통 연계형 인버터와 관련된 기술로는 공개번호 10-2011-0054052호로 공개된 "계통 연계형 인버터 장치와, 공개번호 10-2011-0079749호로 공개된 "계통 연계 인버터"가 있다. 상기 계통 연계 인버터는 직류 전원의 출력을 펄스폭 변조하는 인버터와, 인버터의 입력측에 배치되고, 중성점을 형성하도록 직렬로 접속된 2개의 콘덴서로 이루어지는 제1 콘덴서쌍과, 인버터의 출력측에 배치되고, 중성점을 형성하도록 직렬로 접속된 2개의 콘덴서로 이루어지는 제2 콘덴서쌍과, 제1 콘덴서쌍의 중성점과 제2 콘덴서쌍의 중성점을 접속함으로써 형성된 누설 전류의 바이패스로와, 제1 콘덴서쌍과 제2 콘덴서쌍 사이에 설치되어 인버터에서 발생된 공통 모드 전류를 억제하는 적어도 1개의 공통 모드 초크 코일과, 인버터로부터 출력되는 펄스폭 변조된 전압을 정현파 형상으로 변환하는 출력 필터를 구비한다.
Techniques related to a conventional grid-connected inverter include a "grid-connected inverter device disclosed in Publication No. 10-2011-0054052, and a" grid-connected inverter "published in Publication No. 10-2011-0079749. The inverter is arranged on the output side of the inverter, the first capacitor pair consisting of an inverter for pulse width modulating the output of the DC power supply, two capacitors disposed on the input side of the inverter and connected in series to form a neutral point, and formed on the output side of the inverter. The second capacitor pair consisting of two capacitors connected in series to each other, a bypass path for leakage current formed by connecting the neutral point of the first capacitor pair and the neutral point of the second capacitor pair, and the first capacitor pair and the second capacitor pair Sine at least one common mode choke coil disposed between and suppressing the common mode current generated by the inverter, and a pulse width modulated voltage output from the inverter. An output filter which converts into a wave shape is provided.

종래의 계통 연계형 인버터에서는 인버터를 그리드 전원에 연결된 상태로 두면 인버터는 시스템 동작, 통신, IGBT 구동(DRIVE), 센서 등에 전원의 공급이 필요하게 되어 발전하지 않는 시간에도 인버터는 그리드 전원에 의하여 계속 동작하게 된다. 이러한 시간이 누적되면 풍력발전 혹은 태양광 솔라발전 등으로 발전하여 전력을 송출한 값에서 시스템의 자기 전력소모을 감하여 결국은 발전전력을 적게 한 것과 같다. 즉, 종래에는 풍력 발전이나 태양광 발전을 하면 전력을 송출할 수 있도록 평상시에도 계통에 인버터의 전원을 연결해 놓고 있다. 따라서 대용량 발전기의 경우는 인버터의 전력 사용량이 수십왓트 정도이므로 전력소모의 영향이 적지만, 발전 용량이 5KW 미만인 계통 인버터의 경우에는 인버터에 의한 손실을 고려해야 한다. 예컨대, 통상 발전효율은 대개 20~25% 주변인데, 1kW 발전기 경우 1kW * 24HR = 24kW 이고 24 * 0.25(효율)= 6kW 송출되는데, 인버터의 무부하 전력소모는 80W이면 80 * 24HR = 1.92kW이면 6kW - 1.92kW = 약 4kW만 전력을 송출한 것과 같다.In the conventional grid-connected inverter, if the inverter is left connected to the grid power supply, the inverter needs to supply power to system operation, communication, IGBT drive, sensor, etc., and the inverter continues by the grid power even when it is not generating power. It will work. When this time accumulates, it is as if the power generated by wind power generation or solar power generation is reduced to reduce the self-power consumption of the system and eventually reduce the generated power. That is, conventionally, the power source of the inverter is connected to the system at all times so that electric power can be transmitted when wind power generation or solar power generation is performed. Therefore, in the case of a large-capacity generator, the power consumption of the inverter is about tens of watts, so the influence of power consumption is small. However, in the case of a system inverter having a generation capacity of less than 5KW, the loss caused by the inverter should be considered. For example, the power generation efficiency is usually around 20-25%. For 1kW generator, 1kW * 24HR = 24kW and 24 * 0.25 (efficiency) = 6kW is sent. When the inverter's no-load power consumption is 80W, 80 * 24HR = 1.92kW, 6kW -1.92kW = equivalent to only 4kW

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 태양광 발전의 일사시간 이후, 혹은 풍력발전기의 발전전압이 낮아 발전전기를 송출할 수 없을 때는 인버터를 슬립(sleep)시켜 인버터 자체의 전력 소모를 방지할 수 있는 계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 장치를 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to sleep the inverter after the solar radiation of solar power generation, or when the power generation voltage of the wind power generator is not able to send the generated electricity. It is to provide a sleep device to minimize power loss in a grid-connected inverter that can prevent the power consumption of the inverter itself.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 풍력 발전기의 발전전압이나 태양광 발전기의 솔라판넬 전압을 입력받아 인버터로 전달하고, 과풍으로 인해 풍력 발전기의 발전전압이 과전압으로 상승하면 컨트롤러의 PWM 제어에 따라 더미로더로 풍력발전기의 과전압을 연결하여 풍력 발전기의 브레이드가 부드럽게 감속하도록 브레이크 동작을 처리하는 브레이크 회로부와, 풍력 발전기나 태양광 발전기의 발전전압이 저전압이면 컨트롤러의 제어에 따라 콘덴서를 충전시켜 전압을 상승시키는 부스터 회로부와, 컨트롤러의 제어에 따라 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)를 PWM 제어하여 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터와, 인버터 출력에서 노이즈를 제거하여 양호한 정현파 전력이 되게 하는 필터와, 발전전력을 계통으로 전달하기 위한 파워 체인지부와, 시스템에서 필요로 하는 전원을 공급하는 시스템 전원부와, 전체 동작을 제어하는 DSP 컨트롤러로 구성된 계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the device of the present invention receives the power generation voltage of the wind generator or the solar panel voltage of the solar generator and transfers it to the inverter, the PWM of the controller when the power generation voltage of the wind generator rises to overvoltage due to overheating The brake circuit unit connects the overvoltage of the wind generator to the dummy loader according to the control and processes the brake operation so that the braid of the wind generator can be smoothly decelerated. If the generated voltage of the wind generator or the solar generator is low, the capacitor is charged under the control of the controller. Booster circuit to increase the voltage, inverter to convert DC power to AC power by PWM control of IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) under the control of controller, and filter to remove noise from inverter output to make good sine wave power. To transfer the generated power to the grid In the power unit and the chain, the sleep device to minimize the power loss in the power supply system for supplying power needed by the system, grid-connected inverters consisting of a DSP controller which controls whole operations,

상기 파워 체인지부는 서로 병렬로 연결되는 제3 콘덴서 및 제4 콘덴서와, 두 콘덴서 사이에 연결되는 제1 릴레이와, 제4 콘덴서에 연결되는 제2 저항과, 제2 릴레이와, 제2 릴레이를 통해 제2 저항에 연결되는 제1 저항과, 인버터의 슬립(Sleep) 상태를 표시하는 LED(SLEEP LED)로 구성되고, 상기 컨트롤러는 발전전압 상태를 검사하여 발전전압이 슬립전압보다 낮으면 일정시간 대기 후 제1 릴레이와 제2 릴레이를 오프시키고, 슬립 LED를 점등시키며, 슬립상태에서 입력전압이 웨이크업 전압보다 높으면 제2 릴레이를 온시켜 충전 콘덴서를 충전시키고 충전전압이 소정 전압 이상이 되면 제1 릴레이를 온시켜 인버터를 동작시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 상기 컨트롤러는 제2 릴레이 온 후, 충전 콘덴서의 충전전압이 90% 이상 충전된 경우에 제1 릴레이를 온시키고, 현재 상태를 통신으로 모니터링할 수 있게 한다.
The power change unit is connected to each other in parallel with the third capacitor and the fourth capacitor, the first relay connected between the two capacitors, the second resistor connected to the fourth capacitor, the second relay, and through the second relay The first resistor is connected to a second resistor, and the LED (SLEEP LED) indicating the sleep state of the inverter (SLEEP LED), the controller checks the power generation voltage state and waits for a predetermined time when the power generation voltage is lower than the sleep voltage After that, the first relay and the second relay is turned off, the sleep LED is turned on, and when the input voltage is higher than the wakeup voltage in the sleep state, the second relay is turned on to charge the charging capacitor, and when the charging voltage is higher than the predetermined voltage, the first relay It characterized in that the control to operate the inverter by turning on the relay. After the second relay is turned on, the controller turns on the first relay when the charging voltage of the charging capacitor is 90% or more, and monitors the current state by communication.

본 발명에 따른 계통 연계형 인버터는 풍력 발전기와 태양광 발전기를 모두 지원할 수 있어 상대적으로 날씨의 영향을 적게 받으면서 태양광 발전기나 풍력발전기의 여분의 발전전력을 계통으로 공급할 수 있고, 태양광 발전기의 일사시간 이후 혹은 풍력발전기의 발전전압이 낮아 발전전기를 송출할 수 없을 때는 인버터를 슬립(sleep)시켜 인버터 자체의 전력 소모를 방지함으로써 전력손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 인버터는 풍력 발전용 인버터, 태양광 발전 인버터, 연료 발전용 인버터 등에 적용될 수 있다.
The grid-connected inverter according to the present invention can support both a wind generator and a solar generator, and can supply extra generation power of a solar generator or a wind generator to the grid while being relatively less affected by weather. After insolation time or when the power generation voltage of the wind power generator is too low to transmit the generated electricity, the inverter sleeps to prevent power consumption by minimizing power loss. In addition, the inverter of the present invention can be applied to wind power inverters, solar power inverters, fuel power inverters and the like.

도 1은 본 발명에 따른 계통연계형 인버터의 전체 회로를 도시한 회로도,
도 2는 본 발명에 따라 계통연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 회로를 도시한 회로도,
도 3은 본 발명에 따라 계통연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 제어절차를 도시한 순서도이다.1 is a circuit diagram showing an entire circuit of a grid-connected inverter according to the present invention,
2 is a circuit diagram illustrating a sleep circuit for minimizing power loss in a grid-connected inverter according to the present invention;
3 is a flowchart illustrating a slip control procedure for minimizing power loss in a grid-connected inverter according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 계통연계형 인버터의 전체 회로를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an entire circuit of a grid-connected inverter according to the present invention.

본 발명에 따른 계통 연계형 인버터는 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력 발전기의 발전전압이나 태양광 발전기의 솔라판넬 전압을 입력받아 인버터로 전달하고, 과풍으로 인해 풍력 발전기의 발전전압이 과전압으로 상승하면 컨트롤러의 PWM 제어에 따라 더미로더로 풍력발전기의 과전압을 연결하여 풍력 발전기의 브레이드(blade)가 부드럽게 감속하도록 브레이크 동작을 처리하는 브레이크 회로부(10)와, 풍력 발전기나 태양광 발전기의 발전전압이 저전압이면 컨트롤러의 제어에 따라 콘덴서를 충전시켜 전압을 상승시키는 부스터 회로부(20)와, 컨트롤러의 제어에 따라 전력반도체 스위칭소자(IGBT;Insulated gate bipolar transistor)를 PWM 제어하여 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(30)와, 인버터 출력에서 노이즈를 제거하여 양호한 정현파 전원을 출력하는 필터(40)와, 발전전력을 계통으로 전달하기 위한 파워 체인지부(50)와, 시스템에서 필요로 하는 전원을 공급하는 시스템 전원부(60)와, 전체 동작을 제어하는 DSP 컨트롤러(70)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the grid-connected inverter according to the present invention receives a generation voltage of a wind generator or a solar panel voltage of a solar generator and transfers the result to the inverter, and the generation voltage of the wind generator rises to overvoltage due to overheating. When the overvoltage of the wind power generator is connected to the dummy loader according to the PWM control of the controller, the brake circuit unit 10 which processes the brake operation to smoothly decelerate the blade of the wind power generator and the power generation voltage of the wind power generator or the solar power generator When the voltage is low, the booster circuit unit 20 charges the capacitor under the control of the controller and increases the voltage. The DC power is converted into the AC power by PWM control of the power semiconductor switching element (IGBT) under the control of the controller. To remove the noise from the inverter 30 and output the good sine wave. It consists of a filter 40, a power change unit 50 for delivering the generated power to the system, a system power supply unit 60 for supplying power required by the system, and a DSP controller 70 for controlling the overall operation. do.

도 1을 참조하면, 브레이크 회로부(10)는 T1단자와 T2단자 사이에 연결되는 더미로더와, 풍력 발전기의 발전전압을 T3단자로 입력받아 일방향으로 전달하는 제1 다이오드(D1)와, 태양광 발전기의 발전전압을 T4단자로 입력받아 일방향으로 전달하는 제2 다이오드(D2)와, 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)와 T5 뉴트럴 단자(N) 사이에 연결되는 콘덴서(C1)와, 컨트롤러의 G1/E1 PWM 제어신호에 따라 더미로더를 뉴트럴 단자(N)로 연결 혹은 차단하는 제1 IGBT(Q1)와, T1-T2 단자 사이에 병렬로 연결되는 제3 다이오드(D3)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the brake circuit unit 10 includes a dummy loader connected between a T1 terminal and a T2 terminal, a first diode D1 receiving the generated voltage of the wind generator as the T3 terminal, and transmitting the generated voltage in one direction, and solar light. A second diode D2 that receives the generator voltage from the generator and is transmitted in one direction, and a capacitor C1 connected between the first diode D1 and the second diode D2 and the T5 neutral terminal N; And a first IGBT (Q1) for connecting or disconnecting the dummy loader to the neutral terminal (N) according to the G1 / E1 PWM control signal of the controller, and a third diode (D3) connected in parallel between the T1-T2 terminals. It is composed.

부스터 회로부(20)는 발전전압을 입력받는 제1 리액터(L1)와, 제1 리액터(L1)의 출력단을 컨트롤러(70)의 G2/E2 제어신호에 따라 뉴트럴(N) 측으로 연결 혹은 차단하는 제2 IGBT(Q2)와, 제4 다이오드(D4)와, 발전전압에 의해 충전되어 승압시키는 충전 콘덴서(C2)로 구성된다.The booster circuit unit 20 connects or disconnects the first reactor L1 receiving the generated voltage and the output terminal of the first reactor L1 to the neutral N side according to the G2 / E2 control signal of the controller 70. 2 IGBT Q2, a fourth diode D4, and a charging capacitor C2 that is charged by the power generation voltage and boosted.

인버터 회로부(30)는 풀 브릿지 방식으로 연결되어 컨트롤러(70)의 G3/E3 제어신호 내지 G6/E6 제어신호에 따라 온/오프되는 제3 내지 제6 IGBT(Q3~Q6)와, 제3 내지 제6 IGBT(Q3~Q6)의 출력단에 연결되는 제2 리액터(L2)로 구성된다.The inverter circuit unit 30 is connected in a full bridge manner and is turned on / off according to the G3 / E3 control signals or the G6 / E6 control signals of the controller 70, and the third to sixth IGBTs Q3 to Q6. It consists of a second reactor (L2) connected to the output terminal of the sixth IGBT (Q3 ~ Q6).

필터회로부(40)는 필터(FILTER)로 이루어지고, 파워 체인지 회로부(50)는 도2와 같이 서로 병렬로 연결되는 제3 콘덴서(C3) 및 제4 콘덴서(C4)와, 두 콘덴서(C3,C4) 사이에 연결되는 제1 릴레이(RY1), 제4 콘덴서(C4)에 연결되는 제2 저항(R2)과, 제2 릴레이(RY2)와, 수동 스위치(SW1)와, 제2 릴레이(RY2)를 통해 제2 저항(R2)에 연결되는 제1 저항(R1)과, 인버터의 슬립(Sleep) 상태를 표시하는 LED(SLEEP LED)로 구성된다.The filter circuit unit 40 is composed of a filter, and the power change circuit unit 50 includes a third condenser C3 and a fourth condenser C4 connected in parallel with each other as shown in FIG. 2, and two condensers C3, The first relay RY1 connected between the C4 and the second resistor R2 connected to the fourth capacitor C4, the second relay RY2, the manual switch SW1, and the second relay RY2. The first resistor R1 is connected to the second resistor R2 through the first and second LEDs SLEEP LEDs indicating a sleep state of the inverter.

시스템 전원부(60)는 필터 출력단에 일차 권선이 연결되고 2차 권선에 정류 다이오드와 평활 콘덴서들이 연결되는 트랜스포머로 이루어져 DSP 컨트롤러(70) 등에서 요구하는 시스템 전원을 공급한다.The system power supply unit 60 is formed of a transformer having a primary winding connected to the filter output terminal and a rectifying diode and a smoothing capacitor connected to the secondary winding to supply system power required by the DSP controller 70 and the like.

그리고 전체 인버터 회로에는 풍력 발전기의 발전전압을 DSP 컨트롤러(70)로 전달하는 V1신호선, 솔라판넬 전압을 DSP 컨트롤러(70)로 전달하는 V2신호선, 충전 콘덴서(C2)의 충전전압을 컨트롤러(70)로 전달하는 V3신호선, 필터(40)의 제1 선로 전압을 컨트롤러(70)로 전달하는 V4신호선, 필터(40)의 제2 선로전압을 컨트롤러(70)로 전달하는 V5신호선, 브레이크 회로부(10)와 부스터 회로부(20) 사이에서 전류를 감지하여 컨트롤러(70)로 전달하기 위한 CT1 신호선, 필터(40)의 출력단에서 전류를 감지하여 컨트롤러(70)로 전달하기 위한 CT2 신호선, 뉴트럴(N) 선로를 컨트롤러(70)로 연결하기 위한 N신호선, 컨트롤러(70)가 제1 IGPT(Q1)를 제어하기 위한 G1/E1신호선, 컨트롤러(70)가 제2 IGPT(Q2)를 제어하기 위한 G2/E2신호선, 컨트롤러(70)가 제3 내지 제6 IGPT(Q3~Q6)를 제어하기 위한 G3/E3 내지 G6/E6 신호선, 컨트롤러(70)가 제1 릴레이(RY1)를 제어하기 위한 RY1 신호선, 컨트롤러(70)가 제2 릴레이(RY2)를 제어하기 위한 RY2 신호선이 있다.In addition, the entire inverter circuit includes a V1 signal line for transmitting the power generation voltage of the wind generator to the DSP controller 70, a V2 signal line for transmitting the solar panel voltage to the DSP controller 70, and a charging voltage of the charging capacitor C2. Signal line V3 for transmitting to the controller 70, signal line V3 for transferring the first line voltage of the filter 40 to the controller 70, signal line V5 for transferring the second line voltage of the filter 40 to the controller 70, and the brake circuit unit 10. ) CT1 signal line for sensing the current between the booster circuit unit 20 and transmitting it to the controller 70, CT2 signal line for detecting the current at the output terminal of the filter 40 and transmitting it to the controller 70, neutral (N). N signal line for connecting the line to the controller 70, G1 / E1 signal line for the controller 70 to control the first IGPT Q1, and G2 / for controller 70 to control the second IGPT Q2. E2 signal line, G3 / E for the controller 70 to control the third to sixth IGPTs Q3 to Q6 There are 3 to G6 / E6 signal lines, an RY1 signal line for the controller 70 to control the first relay RY1, and an RY2 signal line for the controller 70 to control the second relay RY2.

컨트롤러(70)는 V1 내지 V5 전압과 CT1, CT2 전류를 입력받아 소정의 제어 알고리즘에 따라 제1 내지 제6 IGBT(Q1~Q6)와 제1 릴레이(RY1), 제2 릴레이(RY2)를 제어하고, 통신포트(RS,TS)를 통해 다른 디바이스와 통신한다.The controller 70 receives the V1 to V5 voltages and the CT1 and CT2 currents to control the first to sixth IGBTs Q1 to Q6, the first relay RY1, and the second relay RY2 according to a predetermined control algorithm. And communicates with other devices through the communication ports (RS, TS).

도 2는 본 발명에 따라 계통연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 회로를 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a sleep circuit for minimizing power loss in a grid-connected inverter according to the present invention.

도 2를 참조하면, 계통 연계 발전 상태에서는 제1 릴레이(RY1)와 제2 릴레이(RY2)가 모두 온되어 슬립 LED는 소등되어 있고, 필터(40)의 출력은 P16 경로를 따라 계통으로 전달된다.Referring to FIG. 2, in the system-linked power generation state, both the first relay RY1 and the second relay RY2 are turned on so that the sleep LED is turned off, and the output of the filter 40 is transmitted to the system along the P16 path. .

컨트롤러(70)의 제어에 따라 제1 릴레이(RY1)와 제2 릴레이(RY2)가 오프되면, 제2 릴레이(RY2)의 접점은 P15 경로로 연결되어 SLEEP LED가 점등되고, 그리드로부터 인버터로 전달되는 전력은 차단된다.When the first relay RY1 and the second relay RY2 are turned off under the control of the controller 70, the contacts of the second relay RY2 are connected to the P15 path so that the SLEEP LED is turned on and transferred from the grid to the inverter. Power being cut off.

이와 같은 슬립 상태에서 컨트롤러(70)의 제어에 따라 제2 릴레이(RY2)가 온되면 P14 경로를 따라 인버터에 전원이 공급되어 인버터가 동작하게 되고, 충전 컨덴서(C2)의 충전전압이 약 90% 정도에 도달하면 컨트롤러(70)의 제어에 따라 제1 릴레이(RY1)도 온되어 발전전력을 계통측으로 전달한다.When the second relay RY2 is turned on under the control of the controller 70 in this sleep state, power is supplied to the inverter along the P14 path to operate the inverter, and the charging voltage of the charging capacitor C2 is about 90%. When the degree is reached, the first relay RY1 is also turned on under the control of the controller 70 to transmit the generated power to the grid side.

만일, 수동 스위치(SW1)를 누르게 되면, P17 경로를 통해 그리드 전원이 인버터로 전달되어 인버터를 테스트할 수 있다.If the manual switch SW1 is pressed, grid power is transferred to the inverter through the P17 path to test the inverter.

도 3은 본 발명에 따라 계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 제어절차를 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a slip control procedure for minimizing power loss in a grid-connected inverter according to the present invention.

도 3을 참조하면, 인버터 계통 연계 발전 상태를 모니터링하여 풍력 발전전압 혹은 솔라 발전전압이 슬립전압(발전 최소전압) 이하로 일정시간이 유지되면, 제1 릴레이(RY1)와 제2 릴레이(RY2)를 OFF한다(S101~S107). 제2 릴레이(RY2)가 오프되면, 제2 릴레이(RY2)의 접점에 의하여 제1 저항(R1)을 거쳐 슬립 LED에 전압이 인가되어 LED가 점등되고, 이에 따라 사용자는 인버터 슬립 상태를 알 수 있다(S108).Referring to FIG. 3, when the wind power generation voltage or the solar power generation voltage is maintained below the slip voltage (minimum power generation voltage) by monitoring the inverter grid-linked power generation state, the first relay RY1 and the second relay RY2 are maintained. To OFF (S101 to S107). When the second relay RY2 is turned off, a voltage is applied to the sleep LED through the first resistor R1 by the contact of the second relay RY2 so that the LED is turned on, so that the user can know the inverter sleep state. There is (S108).

만약, 인버터를 점검할 필요성이 있으면 수동 스위치(SW1)를 동작시켜 제2 저항(R2)으로 인버터에 전원을 공급하여 인버터를 동작시켜 상태점검을 할 수 있고, 일정시간 후에는 자동으로 정지된다.If it is necessary to check the inverter, the manual switch SW1 may be operated to supply power to the inverter with the second resistor R2 to operate the inverter, and the state may be checked.

시스템 슬립 상태에서 입력 발전전압이 웨이크업 전압 이상이 되면, 발전전압으로 인버터 파워에 전원을 공급하여 인버터를 슬립상태에서 운전 상태로 되고, 제2 릴레이(RY2)를 작동시켜 인버터의 전력반도체 스위칭소자(IGBT) Q3, Q4, Q5, Q6의 내부 다이오드를 통하여 충전 콘덴서(C2)를 초기 충전하고, V3 단자의 전압을 읽어 V3 전압이 충전 콘덴서(C2)에 90% 이상 충전이 완료되면 제1 릴레이(RY1)를 ON하여 전력을 송출한다(S109~S116). 이러한 동작은 별도의 CPU CONTROLLER에서 제어할 수 있고, 현재 상태를 통신으로 모니터링할 수 있게 한다.
When the input generation voltage is above the wake-up voltage in the system sleep state, power is supplied to the inverter power with the generation voltage to operate the inverter in the sleep state, and the second relay RY2 is operated to operate the power semiconductor switching element of the inverter. (IGBT) Initially charges the charging capacitor (C2) through the internal diodes of Q3, Q4, Q5, and Q6, reads the voltage at the V3 terminal, and when the V3 voltage is at least 90% charged to the charging capacitor (C2), the first relay. (RY1) is turned ON to transmit electric power (S109 to S116). This operation can be controlled by a separate CPU controller, and the current status can be monitored by communication.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

10: 브레이크 회로부 20: 부스터 회로부
30: 인버터 회로부 40: 필터 회로부
50: 파워 체인지 회로부 60: 시스템 전원부
70: 컨트롤러 T1,T2: 더미로더 연결단자
T3: 풍력 발전전압 입력단자 T4: 솔라판넬 전압 입력단자
T5: 뉴트럴 단자 T6,T7: 그리드 연결단자10: brake circuit portion 20: booster circuit portion
30: inverter circuit portion 40: filter circuit portion
50: power change circuit 60: system power supply
70: Controller T1, T2: Dummy loader connection terminal
T3: Wind turbine input terminal T4: Solar panel voltage input terminal
T5: Neutral terminal T6, T7: Grid connection terminal

Claims (3)

풍력 발전기의 발전전압이나 태양광 발전기의 솔라판넬 전압을 입력받아 인버터로 전달하고, 과풍으로 인해 풍력 발전기의 발전전압이 과전압으로 상승하면 컨트롤러의 PWM 제어에 따라 더미로더로 풍력발전기의 과전압을 연결하여 풍력 발전기의 브레이드가 부드럽게 감속하도록 브레이크 동작을 처리하는 브레이크 회로부(10)와, 풍력 발전기나 태양광 발전기의 발전전압이 저전압이면 컨트롤러의 제어에 따라 콘덴서를 충전시켜 전압을 상승시키는 부스터 회로부(20)와, 컨트롤러의 제어에 따라 IGBT를 PWM 제어하여 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(30)와, 인버터 출력 전원에서 노이즈를 제거하여 전력 품질을 개선시키는 필터(40)와, 발전전력을 계통으로 전달하기 위한 파워 체인지부(50)와, 시스템에서 필요로 하는 전원을 공급하는 시스템 전원부(60)와, 전체 동작을 제어하는 DSP 컨트롤러(70)로 구성된 계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 장치에 있어서,
상기 파워 체인지부는
서로 병렬로 연결되는 제3 콘덴서(C3) 및 제4 콘덴서(C4)와, 두 콘덴서(C3,C4) 사이에 연결되는 제1 릴레이(RY1), 제4 콘덴서(C4)에 연결되는 제2 저항(R2)과, 제2 릴레이(RY2)와, 수동 스위치(SW1)와, 제2 릴레이(RY2)를 통해 제2 저항(R2)에 연결되는 제1 저항(R1)과, 인버터의 슬립(Sleep) 상태를 표시하는 LED(SLEEP LED)로 구성되고,
상기 컨트롤러는
발전전압 상태를 검사하여 발전전압이 슬립전압보다 낮으면 일정시간 대기 후 제1 릴레이와 제2 릴레이를 오프시키고, 슬립 LED를 점등시키며, 슬립상태에서 입력전압이 웨이크업 전압보다 높으면 제2 릴레이를 온시켜 상기 부스터 회로부(20)에 내장된 충전 콘덴서(C2)를 충전시키고 충전전압이 소정 전압 이상이 되면 제1 릴레이를 온시켜 인버터를 동작시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 장치.
It receives the power generation voltage of the wind generator or the solar panel voltage of the solar generator and transfers it to the inverter.When the power generation voltage of the wind generator rises to overvoltage due to the overwind, the overvoltage of the wind generator is connected to the dummy loader according to the PWM control of the controller. The brake circuit unit 10 processes the brake operation so that the braid of the wind generator smoothly decelerates, and the booster circuit unit 20 increases the voltage by charging the capacitor under the control of the controller when the power generator voltage of the wind generator or the solar generator is low. And an inverter 30 for converting DC power into AC power by PWM control of the IGBT under control of the controller, a filter 40 for removing noise from the inverter output power to improve power quality, and generating power. Power change unit 50 for transmitting and the system for supplying power required by the system In the slip apparatus for minimizing power losses in the moped 60, grid-connected inverters consisting of DSP controller 70 for controlling the entire operation,
The power change unit
A third resistor C3 and a fourth capacitor C4 connected in parallel with each other, and a first resistor RY1 connected between the two capacitors C3 and C4, and a second resistor connected to the fourth capacitor C4. R2, the second relay RY2, the manual switch SW1, the first resistor R1 connected to the second resistor R2 via the second relay RY2, and the sleep of the inverter. ) LEDs to indicate status (SLEEP LED),
The controller
If the generated voltage is lower than the sleep voltage, the first relay and the second relay are turned off after waiting for a predetermined time, and the sleep LED is turned on. If the input voltage is higher than the wake-up voltage in the sleep state, the second relay is turned off. In the booster circuit unit 20 charges the charging capacitor (C2) built-in and when the charging voltage is above a predetermined voltage, the first relay is turned on to control the inverter to operate the power, characterized in that for controlling the power Slip device to minimize losses.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는
제2 릴레이 온 후 상기 충전 콘덴서(C2)의 충전전압이 90% 이상 충전된 경우에 제1 릴레이를 온시키는 것을 특징으로 하는 계통 연계형 인버터에서 전력손실을 최소화하기 위한 슬립 장치.
The method of claim 1, wherein the controller
The sleep device for minimizing the power loss in the grid-connected inverter, characterized in that the first relay is turned on when the charge voltage of the charging capacitor (C2) is charged more than 90% after the second relay on.
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