KR101868488B1 - Photovoltaics power generation system equipped with apparatus having a function of detecting the dc leakage current without noise current - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 주변의 전기기기들로부터 잡음 환경(정수장, 하수장 등의 펌프들로부터 발생되는 전기적 잡음 전류)이 조성되어 접지상태가 좋지 않더라도 태양 전지 어레이와 인버터 사이에서 발생하는 직류 누설전류를 검출하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
태양광 발전 산업이 증가함에 따라 태양광 발전 시스템의 안전한 운영과 더불어 효율적으로 관리하는 방법에 관한 연구가 증가하고 있다.As the photovoltaic power generation industry has increased, researches on efficient management of photovoltaic power generation system along with safe operation have been increasing.
태양광 발전 시스템은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것으로서, 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지 모듈과 상기 태양전지 모듈에서 생산된 직류전원을 교류전원으로 바꾸어주는 인버터를 포함하여 구성된다.The photovoltaic power generation system converts light energy into electric energy. The photovoltaic power generation system includes a solar cell module that converts light energy into electric energy, and an inverter that converts the direct current power produced by the solar cell module into an AC power source.
태양광 발전 시스템의 구성을 좀 더 상세히 설명하면, 수광된 태양광에 상응하는 직류 전원을 공급하는 태양전지 모듈과 이를 직렬로 연결한 태양전지 어레이, 상기 태양전지 어레이와 인버터 사이에서 많은 배선의 결선을 용이하게 해주고 각종 보호 기능을 수행하는 태양광 접속반, 태양전지 어레이에서 발전된 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터 및 발전된 전력을 소비하는 부하로 구성된다.The configuration of the photovoltaic power generation system will be described in more detail. The photovoltaic power generation system includes a photovoltaic module that supplies a direct current power corresponding to received photovoltaic light, a solar cell array in which the photovoltaic module is connected in series, , An inverter for converting the DC power generated in the solar cell array into an AC power, and a load for consuming the generated power.
그러나, 태양광 발전 시스템에 사용되는 일반적인 영상 변류기는 인버터에 발생되는 리플 전류를 포함한 직류 전류를 측정함으로써, 실제 직류 누설보다 큰 합성 전류 값을 읽어들여 오차가 발생하는 문제점이 있다.However, a conventional video current transformer used in a photovoltaic (PV) system has a problem in that an error occurs due to reading a composite current value larger than an actual DC leakage by measuring a DC current including a ripple current generated in the inverter.
이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1470349호(2014.12.02.등록), "지락 및 누설전류를 검출하는 장치를 구비한 태양광 발전 시스템"을 개시하고 있다.In this connection, Korean Patent Registration No. 10-1470349 (registered on December 02, 2014), "Photovoltaic power generation system equipped with a device for detecting ground fault and leakage current" is disclosed.
도 1에 도시된 바와 같이, 선행특허는 태양 전지 어레이의 지락 및 누설 전류를 검출하고, 시스템의 이상 여부를 실시간으로 진단할 수 있는 관리 시스템을 가짐으로써, 발전 효율을 증대시키는 기술 구성을 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the prior art includes a technology configuration for increasing the power generation efficiency by having a management system that detects ground fault and leakage current of a solar cell array and diagnoses abnormality of the system in real time have.
그러나, 이러한 태양광 발전 시스템은 설치되는 장소에 따라서 저지선을 따라 주변의 여러 장비들에서 발생되는 잡음 전류에 의해, 측정된 직류 누설 전류가 실제 직류 누설보다 큰 합성 전류 값을 읽어들이는 오차가 발생하는 문제점이 있다.However, such a photovoltaic power generation system has a problem in that the measured DC current leakage due to the noise current generated in various peripheral devices along the low wire according to the installation location causes an error in reading the composite current value larger than the actual DC leakage .
이러한 설치 환경에서의 누설 전류 검출은 감도가 낮고 빈번하게 오차가 발생함에 따라 신속하고 정확한 검출이 어렵기 때문에, 누전 발생 시 빠른 안전성 확보가 어렵고 인명사고가 발생할 우려가 있다.Since leakage current detection in such an installation environment is low in sensitivity and frequent occurrence of an error, it is difficult to detect quickly and accurately, so it is difficult to secure safety quickly in the event of a short circuit, and human accidents may occur.
본 발명의 목적은, 입력전류와 출력전류를 비교하여 누설 전류를 검출하되, 증폭된 유기 전압을 입력신호로 하여 지속적으로 기 설정된 시간마다 검출한 평균값과 기 설정된 시간에 검출한 평균값의 차이를 비교해 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류를 제거하고, 태양광 발전 시스템에서 발생하는 누설전류의 직류 성분을 정확하게 검출하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to compare the difference between an average value detected continuously at a predetermined time and an average value detected at a predetermined time by detecting an leakage current by comparing an input current and an output current, The object of the present invention is to eliminate the noise current flowing from the peripheral devices and accurately detect the direct current component of the leakage current generated in the solar power generation system.
또한, 본 발명의 목적은, 누설전류가 발생하는 경우 태양광 발전 시스템의 작동을 신속하게 중단함으로써, 태양광 발전 시스템의 안정성 확보가 가능하고 이에 따라 인명사고의 위험을 사전에 예방하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a photovoltaic power generation system capable of securing the stability of a photovoltaic power generation system by quickly stopping the operation of the photovoltaic power generation system when a leakage current occurs, have.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나태난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It is also to be understood that the objects and advantages of the present invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations thereof.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템은, 직류 전압을 생성하고 전류를 발생하는 태양전지 어레이; 태양 전지 어레이에서 생성된 직류 전압을 병합하여 인버터로 공급하는 접속반; 접속반에서 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터; 및 태양 전지 어레이, 접속반 및 인버터의 동작상태와 이상 유무를 감시하는 모니터링 장치;를 포함하되, 접속반은, 태양 전지 어레이에서 인버터로 공급되는 입력전류와 상기 인버터를 통과해 출력되는 출력전류를 비교하여 누설전류를 검출하는 누설전류 검출센서; 누설전류 발생에 따라 유도되는 유기 전압을 증폭하는 증폭기; 및 증폭된 유기 전압을 입력신호로 하여 지속적으로 기 설정된 시간마다 검출한 평균값(제1 평균값)과 기 설정된 시간에 검출한 평균값(제2 평균값)의 차이를 비교해 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류를 제거하는 잡음전류 제거부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic generation system including a DC leakage current detection device having a noise current removal function, the photovoltaic generation system comprising: a solar cell array for generating a DC voltage and generating a current; A connection unit for merging the DC voltage generated in the solar cell array and supplying the DC voltage to the inverter; An inverter for converting a DC voltage supplied from the connection module into an AC voltage; And a monitoring device for monitoring an operation state and an abnormality of the solar cell array, the connection panel, and the inverter, wherein the connection panel is configured to detect an input current supplied to the inverter from the solar cell array and an output current outputted through the inverter A leakage current detection sensor for detecting a leakage current by comparing the leakage current; An amplifier for amplifying the induced voltage induced by the leakage current; And comparing the difference between the average value (first average value) detected at predetermined time intervals and the average value (second average value) detected at a predetermined time by using the amplified organic voltage as an input signal to remove the noise current from the peripheral devices And a noise current eliminator.
또한, 접속반은, 복수개 각각이 출력단에 직렬로 연결되어 기 설정된 값을 초과한 직류 전류가 인입되면 단락시키는 퓨즈; 퓨즈와 직렬로 연결되어 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 역전압 방지부; 퓨즈의 출력단 전압을 측정하는 전압 측정부; 역전압 방지부의 출력단 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 전압 측정부에서 측정된 전압 값과 전류 측정부에서 측정된 전류 값을 정보통신망을 통해 접속된 모니터링 장치로 전송하는 제어부;를 포함한다.In addition, the connection half is a fuse that is short-circuited when a plurality of direct currents exceeding a preset value are connected in series to the output terminals, respectively. A reverse voltage prevention unit connected in series with the fuse to allow the current to flow only in one direction; A voltage measuring unit for measuring an output terminal voltage of the fuse; A current measuring unit for measuring an output terminal current of the reverse voltage prevention unit; And a control unit for transmitting the voltage value measured by the voltage measuring unit and the current value measured by the current measuring unit to a monitoring device connected through an information communication network.
또한, 제어부는, 전압 측정부가 측정한 전압 또는 전류 측정부가 측정한 전류가 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 퓨즈를 단락시키는 것을 특징으로 한다.The controller may short-circuit the fuse when the voltage measured by the voltage measuring unit or the current measured by the current measuring unit exceeds a predetermined value.
또한, 접속반은, 증폭기를 통과하여 증폭된 유기 전압을 입력 신호로 하여 상기 태양 전지 어레이와 상기 인버터 사이의 폐회로를 차단하는 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The switching circuit further includes a switch for blocking an open circuit between the solar cell array and the inverter by using an induced voltage amplified through the amplifier as an input signal.
그리고, 잡음전류 제거부는, 제1 평균값과 제2 평균값의 차이가 기 설정된 기준값을 초과하는 경우, 그 초과된 값이 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류인 것으로 판단하여 제거하는 것을 특징으로 한다.When the difference between the first average value and the second average value exceeds a preset reference value, the noise current elimination unit determines that the excess value is the noise current introduced from the peripheral devices and removes the noise current.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 입력전류와 출력전류를 비교하여 누설 전류를 검출하되, 증폭된 유기 전압을 입력신호로 하여 지속적으로 기 설정된 시간마다 검출한 평균값과 기 설정된 시간에 검출한 평균값의 차이를 비교해 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류를 제거하고, 태양광 발전 시스템에서 발생하는 누설전류의 직류 성분을 정확하게 검출하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the leakage current is detected by comparing the input current and the output current, and the leakage current is detected by using the amplified organic voltage as the input signal, and the difference between the average value continuously detected at a predetermined time and the average value detected at a predetermined time The noise current flowing into the photovoltaic power generation system is removed, and the direct current component of the leakage current is accurately detected.
그리고, 본 발명에 따르면, 누설전류가 발생하는 경우 태양광 발전 시스템의 작동을 신속하게 중단함으로써, 태양광 발전 시스템의 안정성 확보가 가능하고 이에 따라 인명사고의 위험을 사전에 예방하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when the leakage current occurs, the operation of the solar power generation system is quickly stopped, thereby securing the stability of the solar power generation system, thereby preventing the risk of human accidents in advance.
도 1은 종래의 지락 및 누설전류를 검출하는 장치를 구비한 태양광 발전 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템의 접속반에 구비된 구성요소들을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템의 누설전류 검출과정을 도시한 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view of a solar power generation system including a conventional apparatus for detecting ground fault and leakage current. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a photovoltaic power generation system, and more particularly,
3 is a view illustrating components included in a connection panel of a solar power generation system having a DC leakage current detection device having a noise current removal function according to the present invention.
4 is a flowchart showing a process of detecting a leakage current in a solar power generation system having a DC leakage current detecting device having a noise current removing function according to the present invention.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted in terms of meaning and concept. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템(S)은 직류 전압을 생성하고 전류를 발생하는 태양전지 어레이(10), 태양 전지 어레이(10)에서 생성된 직류 전압을 병합하여 인버터(30)로 공급하는 접속반(20), 접속반(20)에서 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(30), 및 태양 전지 어레이(10), 접속반(20) 및 인버터(30)의 동작상태와 이상 유무를 감시하는 모니터링 장치(40)를 포함하여 구성된다.2, the solar power generation system S including the DC leakage current detection device having the noise current removing function according to the present invention includes a solar cell array 10 for generating a DC voltage and generating a current, An
구체적으로, 태양 전지 어레이(10)는 소정의 출력전압을 만족하기 위해 복수의 태양전지 모듈이 직렬 연결되고 하나로 합쳐진 회로이다. 또한 각각의 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀들이 직렬로 연결되어 있다.Specifically, the solar cell array 10 is a circuit in which a plurality of solar cell modules are connected in series and combined to satisfy a predetermined output voltage. Each of the solar cell modules has a plurality of solar cells connected in series.
또한, 태양 전지 어레이(10)는 직류 전압을 생성하고 전류를 발생 시키는데, 발생된 전류는 태양 전지 어레이(10), 접속반(20) 및 인버터(30) 사이의 폐회로를 따라 흐른다. 태양 전지 어레이(10)에서 발생된 전류는 인버터(30)로 공급되는 입력 전류 및 인버터(30)를 통과하여 출력되는 출력 전류로 구분할 수 있다.In addition, the solar cell array 10 generates a direct current voltage and generates a current, which flows along a closed circuit between the solar cell array 10, the
한편, 접속반(20)는 복수개 각각이 출력단에 직렬로 연결되어 기 설정된 값을 초과한 직류 전류가 인입되면 단락시키는 퓨즈(21)를 구성하고, 퓨즈(21)와 직렬로 연결되어 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 역전압 방지부(22)를 포함하여 구성된다.A plurality of
또한, 퓨즈(21)의 출력단 전압을 측정하는 전압 측정부(23)와 역전압 방지부(22)의 출력단 전류를 측정하는 전류 측정부(24)를 포함하여 구성될 수 있다.The
또한, 접속반(20)의 전류 측정부(24)는 태양 전지 어레이(10)에서 인버터(30)로 공급되는 입력전류를 측정하고, 입력전류가 인버터(30)를 통과하여 태양 전지 어레이(10)로 흐르는 출력전류를 측정한다.The
그리고, 전압 측정부(23)에서 측정된 전압 값과 전류 측정부(24)에서 측정된 전류 값을 정보통신망을 통해 접속된 모니터링 장치(40)로 전송하는 제어부(25)를 더 포함하여 구성한다.The
또한, 제어부(25)는 전압 측정부(23)가 측정한 전압 또는 전류 측정부(24)가 측정한 전류가 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 퓨즈(21)를 단락시킨다.The
아울러, 접속반(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 태양 전지 어레이(10)에서 인버터(30)로 공급되는 입력전류와 인버터(30)를 통과해 출력되는 출력전류를 비교하여 누설전류를 검출하는 누설전류 검출센서(26)와, 누설전류 발생에 따라 유도되는 유기 전압을 증폭하는 증폭기(27)와, 증폭된 유기 전압을 입력신호로 하여 지속적으로 기 설정된 시간마다 검출한 평균값(이하, '제1 평균값')과 기 설정된 시간에 검출한 평균값(이하, '제2 평균값')의 차이를 비교해 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류를 제거하는 잡음전류 제거부(28)와, 증폭된 유기 전압을 입력 신호로 하여 태양 전지 어레이(10)와 인버터(30) 사이의 폐회로를 차단하는 스위치(29)를 포함하여 구성된다.3, the
구체적으로, 접속반(20)의 누설전류 검출센서(26)는 전류 측정부(24)로부터 인가받은 입력전류 측정값 및 출력전류 측정값을 비교하여 누설전류를 검출한다. 이때, 측정값이 동일하지 않는 경우 누설전류가 발생한 것으로 이해할 수 있다.Specifically, the leakage
또한, 잡음전류 제거부(28)는 제1 평균값과 제2 평균값의 차이가 기 설정된 기준값을 초과하는 경우, 그 초과된 값이 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류인 것으로 판단하여 제거한다.Also, when the difference between the first average value and the second average value exceeds a predetermined reference value, the
이때, 제1 평균값은 긴 시간에 걸쳐 여러 횟수로 평균한 값으로, 그 설치시점부터 폐쇄시점에 이르기 까지 지속적으로 초단위 또는 분단위로 평균값을 측정하여 도출한 값으로 이해하는 것이 바람직하다.In this case, the first average value is a value averaged several times over a long period of time, and it is preferable to understand that the average value is derived by measuring an average value continuously over a period of seconds or minutes from the installation time to the closing time.
또한, 제2 평균값은 짧은 시간에 걸쳐 적은 횟수로 평균한 값으로, 시간단위 또는 일단위로 평균값을 측정하여 도출한 값으로 이해하는 것이 바람직하다.The second average value is a value obtained by averaging a small number of times over a short period of time and is understood to be a value derived by measuring an average value over time or one end.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템(S)의 누설전류 검출을 위한 작동양태에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, an operation mode for detecting leakage current of a solar power generation system S having a DC leakage current detecting device having a noise current removing function according to the present invention will be described below.
먼저, 누설전류 검출센서(26)가 측정회수(k), 접속반 경고제한(p) 및 모니터링 경고제한(q) 각각에 대한 값을 입력받는다(S10).First, the leakage
이어서, 누설전류 검출센서(26)가 입력받은 값과 대응하도록 입력전류 측정값 및 출력전류 측정값을 비교하여 누설전류(i)를 검출한다(S20).Next, the leakage
이때, k는 25회, p는 12mA 및 q는 100mA 이고, Full Range는 800mA, 영점조정은 2.28V로 설정될 수 있으나, 본 발명이 이 수치에 국한되는 것은 아니다.At this time, k is set to 25, p is set to 12 mA and q is set to 100 mA, the full range may be set to 800 mA, and the zero adjustment may be set to 2.28 V, but the present invention is not limited to this numerical value.
또한, 누설전류 검출센서(26)는 입력전류 측정값 및 출력전류 측정값을 비교한 즉, 누설전류(i)의 평균값(n)이 10mA 보다 작은지 여부를 판단한다(S30).The leakage
제S30단계의 판단결과, 누설전류(i)의 평균값(n)이 10mA 보다 작은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 기 설정된 측정회수(k)와 대응하도록 누설전류(i)를 다시 측정하도록 제S20단계로 절차를 이행한다.If the average value n of the leakage current i is less than 10 mA as a result of the determination in step S30, the leakage
반면에, 누설전류(i)의 평균값(n)이 10mA 보다 크거나 같은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 기 설정된 측정회수(k)를 초과해서 누설전류(i)를 측정했는지 여부를 판단한다(S40).On the other hand, when the average value n of the leakage current i is greater than or equal to 10 mA, it is determined whether or not the leakage
제S40단계의 판단결과, 측정회수(k1)가 기 설정된 측정회수(k) 보다 작은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 기 설정된 측정회수(k)와 대응하도록 누설전류(i)를 다시 측정하도록 제S20단계로 절차를 이행한다.As a result of the determination in step S40, if the number of measurements k1 is smaller than the preset number of measurements k, the leakage current i is measured again so that the leakage
반면에, 측정회수(k1)가 기 설정된 측정회수(k) 보다 큰 경우, 누설전류 검출센서(26)가 접속반 경고제한(p) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은지 여부를 판단한다(S50).On the other hand, when the number of measurements k1 is larger than the preset number of measurements k, the leakage
제S50단계의 판단결과, 접속반 경고제한(p) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 큰 경우, 누설전류 검출센서(26)가 표시창에 기 설정된 경보 메시지를 출력한다(S60).If it is determined in operation S50 that the value of the connection half warning limit p is larger than the difference between the leakage current i and the leakage current i average value, the leakage
반면에, 접속반 경고제한(p) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 누설전류(i) 평균값(n) 및 측정횟수(k)를 초기화하고, 제S20단계로 절차를 이행한다(S70).On the other hand, if the leakage
그리고, 누설전류 검출센서(26)가 모니터링 경고제한(q) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은지 여부를 판단한다(S80).Then, the leakage
제S80단계의 판단결과, 모니터링 경고제한(q) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 제S70단계로 절차를 이행한다.If the monitoring warning limit q value is less than or equal to the difference between the leakage current i and the leakage current i as a result of the determination in step S80, the leakage
반면에, 모니터링 경고제한(q) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 큰 경우, 누설전류 검출센서(26)가 설정된 경보 메시지를 제어부(25)와 접속된 모니터링 장치(40)로 전송한다(S90).On the other hand, when the monitoring warning limit q value is larger than the difference between the leakage current i and the leakage current i average value, the leakage
정리하면, 본 발명에 따른 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템(S)은, 입력전류와 출력전류를 비교하여 누설 전류를 검출하되, 증폭된 유기 전압을 입력신호로 하여 지속적으로 기 설정된 시간마다 검출한 평균값과 기 설정된 시간에 검출한 평균값의 차이를 비교해 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류를 제거하고, 태양광 발전 시스템에서 발생하는 누설전류의 직류 성분을 정확하게 검출하고, 누설전류가 발생하는 경우 태양광 발전 시스템의 작동을 신속하게 중단함으로써, 태양광 발전 시스템의 안정성 확보가 가능하고 이에 따라 인명사고의 위험을 사전에 예방할 수 있다.In summary, the solar power generation system S including the DC leakage current detecting device having the noise current removing function according to the present invention detects the leakage current by comparing the input current and the output current, Signal, the noise current flowing from the peripheral devices is removed, and the DC component of the leakage current generated in the photovoltaic power generation system is accurately detected And if the leakage current occurs, the operation of the photovoltaic power generation system is quickly stopped, thereby securing the stability of the photovoltaic power generation system, thereby preventing the risk of human accidents in advance.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
S: 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템
10: 태양 전지 어레이
20: 접속반 21: 퓨즈
22: 역전압 방지부 23: 전압 측정부
24: 전류 측정부 25: 제어부
26: 누설전류 검출센서 27: 증폭기
28: 잡음전류 제거부 29: 스위치
30: 인버터 40: 모니터링 장치S: Photovoltaic power generation system with a DC leakage current detection device with a noise current removal function
10: Solar cell array
20: Connection board 21: Fuse
22: reverse voltage prevention unit 23: voltage measurement unit
24: current measuring unit 25:
26: Leakage current detection sensor 27: Amplifier
28: Noise current eliminator 29: Switch
30: inverter 40: monitoring device
Claims (5)
직류 전압을 생성하고 전류를 발생하는 태양전지 어레이(10);
복수개 각각이 출력단에 직렬로 연결되어 기 설정된 값을 초과한 직류 전류가 인입되면 단락시키는 퓨즈(21); 상기 퓨즈와 직렬로 연결되어 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 역전압 방지부(22); 상기 퓨즈의 출력단 전압을 측정하는 전압 측정부(23); 상기 역전압 방지부의 출력단 전류를 측정하는 전류 측정부(24); 상기 전압 측정부에서 측정된 전압 값과 전류 측정부에서 측정된 전류 값을 정보통신망을 통해 접속된 모니터링 장치(40)로 전송하며, 상기 전압 측정부가 측정한 전압 또는 전류 측정부가 측정한 전류가 기 설정된 값을 초과하는 경우 상기 퓨즈를 단락시키는 제어부(25); 및 증폭기를 통과하여 증폭된 유기 전압을 입력 신호로 하여 상기 태양 전지 어레이와 인버터 사이의 폐회로를 차단하는 스위치(29);를 포함하는 접속반(20);
상기 접속반에서 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터; 및
상기 태양 전지 어레이, 접속반 및 인버터의 동작상태와 이상 유무를 감시하는 모니터링 장치(40);를 포함하되,
상기 접속반은,
상기 태양 전지 어레이에서 인버터로 공급되는 입력전류와 상기 인버터를 통과해 출력되는 출력전류를 비교하여 누설전류를 검출하며,
측정회수(k = 25회), 접속반 경고제한(p = 12mA), 모니터링 경고제한(q =100mA), Full Range(800mA) 및 영점조정(2.28V) 각각에 대한 값을 입력받고(S10), 입력받은 값과 대응하도록 입력전류 측정값 및 출력전류 측정값을 비교하여 누설전류(i)를 검출하며(S20), 입력전류 측정값 및 출력전류 측정값을 비교한 누설전류(i)의 평균값(n)이 10mA 보다 작은지 여부를 판단하고(S30), S30의 판단결과, 누설전류(i)의 평균값(n)이 10mA 보다 작은 경우, 기 설정된 측정회수(k)와 대응하도록 누설전류(i)를 다시 측정하도록 S20으로 절차를 이행하며, 누설전류(i)의 평균값(n)이 10mA 보다 크거나 같은 경우, 기 설정된 측정회수(k)를 초과해서 누설전류(i)를 측정했는지 여부를 판단하고(S40), S40의 판단결과, 측정회수(k1)가 기 설정된 측정회수(k) 보다 작은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 기 설정된 측정회수(k)와 대응하도록 누설전류(i)를 다시 측정하도록 S20으로 절차를 이행하며, 측정회수(k1)가 기 설정된 측정회수(k) 보다 큰 경우, 접속반 경고제한(p) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은지 여부를 판단하고(S50), S50의 판단결과, 접속반 경고제한(p) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 큰 경우, 표시창에 기 설정된 경보 메시지를 출력하며(S60),
접속반 경고제한(p) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 누설전류(i) 평균값(n) 및 측정횟수(k)를 초기화하고 S20으로 절차를 이행하며(S70), 누설전류 검출센서(26)가 모니터링 경고제한(q) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은지 여부를 판단하고(S80), S80의 판단결과, 모니터링 경고제한(q) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 작거나 같은 경우, 누설전류 검출센서(26)가 S70으로 절차를 이행하되, 모니터링 경고제한(q) 값이 누설전류(i) 값과 누설전류(i) 평균값 간의 차이 보다 큰 경우, 누설전류 검출센서(26)가 설정된 경보 메시지를 제어부(25)와 접속된 모니터링 장치(40)로 전송(S90)하는 누설전류 검출센서;
누설전류 발생에 따라 유도되는 유기 전압을 증폭하는 증폭기; 및
증폭된 유기 전압을 입력신호로 하여 지속적으로 기 설정된 시간마다 검출한 평균값(제1 평균값)과 기 설정된 시간에 검출한 평균값(제2 평균값)의 차이를 비교하고, 상기 기 설정된 시간에 걸쳐 여러 횟수로 평균한 값으로 그 설치시점부터 폐쇄시점에 이르기 까지 지속적으로 초단위 또는 분단위로 평균값을 측정하여 도출한 값으로 하는 제1 평균값과 시간단위 또는 일단위로 평균값을 측정하여 도출한 값으로 하는 제2 평균값의 차이가 기 설정된 기준값을 초과하는 경우, 그 초과된 값이 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류인 것으로 판단하여 제거하는 주변기기들로부터 유입되는 잡음 전류를 제거하는 잡음전류 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템.In a leakage current detection system,
A solar cell array 10 for generating a DC voltage and generating a current;
A plurality of fuses (21) connected in series to the output terminals and short-circuited when a direct current exceeding a predetermined value is input; A reverse voltage prevention part (22) connected in series with the fuse to allow current to flow only in one direction; A voltage measuring unit (23) for measuring an output terminal voltage of the fuse; A current measuring unit (24) for measuring an output terminal current of the reverse voltage prevention unit; The voltage measuring unit measures a current value measured by the current measuring unit and transmits the measured current value to a monitoring device (40) connected through an information communication network. The voltage measured by the voltage measuring unit or the current measured by the current measuring unit A controller (25) for short-circuiting the fuse when the set value is exceeded; And a switch (29) for shutting off the closed circuit between the solar cell array and the inverter by using an induced voltage amplified through the amplifier as an input signal.
An inverter for converting a DC voltage supplied from the connection module into an AC voltage; And
And a monitoring device (40) for monitoring the operation state and abnormality of the solar cell array, the connection panel, and the inverter,
In the above-
A leakage current is detected by comparing an input current supplied to the inverter from the solar cell array and an output current outputted through the inverter,
(S10), the values for the measurement number of times (k = 25), the access panel warning limit (p = 12mA), the monitoring warning limit (q = 100mA), the full range (800mA) , The leakage current i is detected by comparing the input current measurement value and the output current measurement value to correspond to the input value (S20), and the average value of the leakage current (i) obtained by comparing the input current measurement value and the output current measurement value If the average value n of the leakage current i is smaller than 10 mA as a result of the determination in S30, it is determined whether the leakage current i is less than 10 mA, (i) exceeding a preset number of measurements (k) if the average value (n) of the leakage current (i) is greater than or equal to 10 mA (S40). If it is determined in step S40 that the number of measurements k1 is smaller than the preset number of measurements k, the leakage current detection sensor 26 is set The procedure is followed to step S20 to again measure the leakage current i so as to correspond to the number of measurements k and if the number of measurements k1 is greater than the preset number of measurements k, (I) value and the leakage current (i) average value at step S50. If it is determined at step S50 that the value of the connection half warning limit (p) is less than or equal to the difference between the leakage current (i) (i) If the difference is larger than the difference between the average values, the alarm message preset in the display window is output (S60)
The leakage current detection sensor 26 detects the leakage current i when the value of the connection half warning limit p is smaller than or equal to the difference between the leakage current i and the leakage current i average value, (S70) and the leakage current detection sensor 26 determines whether the monitoring warning limit q value is smaller than the difference between the leakage current (i) value and the leakage current (i) average value The leakage current detection sensor 26 detects whether or not the monitoring warning limit q is equal to or smaller than the difference between the leakage current i and the leakage current i average value as a result of the determination in S80. (I) value and the leakage current (i) average value, the leakage current detection sensor 26 outputs the alarm message set by the controller 25 To the monitoring device 40 connected to the monitoring device 40 (S90).
An amplifier for amplifying the induced voltage induced by the leakage current; And
(First average value) continuously detected at predetermined time intervals using the amplified induced voltage as an input signal and a difference between a mean value (second mean value) detected at a predetermined time and a predetermined number of times And a second average value obtained by measuring a mean value continuously measured in seconds or minutes from the installation time to the closing time and a mean value obtained by measuring an average value over a time unit or one step, And a noise current eliminator for eliminating a noise current flowing into the peripheral devices from the peripheral devices when the difference between the average values exceeds a preset reference value, And a DC leakage current detecting device having a noise current removing function.
상기 접속반은,
상기 증폭기를 통과하여 증폭된 유기 전압을 입력 신호로 하여 상기 태양 전지 어레이와 상기 인버터 사이의 폐회로를 차단하는 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잡음 전류 제거 기능을 갖는 직류 누설전류 검출 장치를 구비한 태양광 발전 시스템.The method according to claim 1,
In the above-
And a switch for blocking a closed circuit between the solar cell array and the inverter by using an induced voltage amplified through the amplifier as an input signal. One photovoltaic system.
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|---|---|---|---|
| KR1020170122456A KR101868488B1 (en) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | Photovoltaics power generation system equipped with apparatus having a function of detecting the dc leakage current without noise current |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114280501A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 重庆金山医疗技术研究院有限公司 | High-frequency leakage current detection method and device for high-frequency electrotome |
| KR102451644B1 (en) * | 2022-03-31 | 2022-10-06 | 주식회사 비앤아이테크 | Connection Panel of Solar Power Generation System And Circuit Control Method of Connection Panel |
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| KR101470349B1 (en) | 2014-08-20 | 2014-12-15 | 주식회사 코텍에너지 | Photovoltaic power generation system equipped with apparatus having a function of detecting grounding or the leakage current |
| JP2015211637A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Leakage current monitoring device for transformerless solar inverter |
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2017
- 2017-09-22 KR KR1020170122456A patent/KR101868488B1/en active IP Right Grant
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