KR102318535B1 - String-optima with string leakage current detection and trip function of solar power generation system - Google Patents

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KR102318535B1
KR102318535B1 KR1020200189457A KR20200189457A KR102318535B1 KR 102318535 B1 KR102318535 B1 KR 102318535B1 KR 1020200189457 A KR1020200189457 A KR 1020200189457A KR 20200189457 A KR20200189457 A KR 20200189457A KR 102318535 B1 KR102318535 B1 KR 102318535B1
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string
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박기주
이경문
박세희
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주식회사 엘파워
박기주
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Abstract

The present invention relates to string optima having a leakage current detection function. A plurality of string optima, which are matched with a plurality of solar cell strings constituting a solar power generation system respectively, include: an optimizing part boosting a voltage supplied from a corresponding solar cell string, or performing preset maximum power point tracking with respect to the corresponding solar cell string; a leakage current sensing part sensing a leakage current flowing between an earth and an output voltage of the solar cell string, and calculating a leakage current value based on a difference between an output voltage of the optimizing part and the voltage supplied from the solar cell string to the optimizing part when a leakage current is sensed; a circuit breaker connected between an output terminal of the solar cell string and an input terminal of the optimizing part to determine whether to cut off the voltage supplied from the solar cell string to the optimizing part; and a control part determining whether to drive the circuit breaker based on the leakage current value calculated by the leakage current sensing part. Therefore, the present invention can bring about an advantage of preventing a deterioration in the efficiency of the string optima. Moreover, since a deterioration in the efficiency of the string optima caused by a leakage current is prevented, the present invention can bring about an advantage of preventing excessive boosting, thus preventing malfunction caused by the same.

Description

태양광 발전시스템의 스트링 누설전류감지와 트립기능을 갖는 스트링옵티마{STRING-OPTIMA WITH STRING LEAKAGE CURRENT DETECTION AND TRIP FUNCTION OF SOLAR POWER GENERATION SYSTEM}STRING-OPTIMA WITH STRING LEAKAGE CURRENT DETECTION AND TRIP FUNCTION OF SOLAR POWER GENERATION SYSTEM

본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양전지 스트링으로부터 공급되는 전압을 스트링별로 부스팅하거나, 스트링별 최대 전력점 추종을 수행하는 스트링 옵티마에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic device, and more particularly, to a string optima that boosts a voltage supplied from a solar cell string for each string or tracks the maximum power point for each string.

일반적으로 태양광 발전은 높은 발전단가에 비해 전력 생산 효율이 낮은 단점이 있다. 즉, 태양광 발전을 일으키는 태양전지(solar cell)의 출력은 매우 낮다. 또한, 태양광 발전 장치의 출력이 주변 환경(예컨대, 일사량, 온도, 구름 등)에 따라 비선형적으로 변화하는 특성을 가진다. In general, solar power generation has a disadvantage of low power production efficiency compared to a high power generation unit cost. That is, the output of a solar cell that generates photovoltaic power is very low. In addition, the output of the photovoltaic device has a characteristic that non-linearly changes according to the surrounding environment (eg, solar radiation, temperature, clouds, etc.).

따라서 종래에는, 태양전지 여러 개를 직렬로 연결하여 태양전지 모듈(PV Module, Photo Voltanic Module)을 구성하고, 상기 태양전지 모듈을 다시 직렬로 연결하여 태양전지 스트링(PV String)을 구성하되, 상기 태양전지 스트링 뒷단에 스트링 옵티마를 연결하여, 상기 태양전지 스트링으로부터 공급되는 전압을 스트링별로 부스팅하거나 스트링별 최대 전력점을 추종함으로써, 태양전지의 낮은 효율 및 불안정한 전력공급을 개선하는 태양광 발전 장치가 개발되고 있다. Therefore, in the prior art, several solar cells are connected in series to form a photovoltaic module (PV Module, Photo Voltanic Module), and the solar cell modules are connected again in series to form a solar cell string (PV String), A solar power generation device that improves low efficiency and unstable power supply of solar cells by connecting a string optimizer to the rear end of a solar cell string to boost the voltage supplied from the solar cell string by string or by tracking the maximum power point for each string. is being developed

한국 공개특허 제 10-2013-0130428 호에는 태양전지 스트링 뒷단에 스트링 옵티마를 연결한 태양광 발전 장치의 예로서, 출력 최적화 스트링 옵티마와 이를 포함하는 태양광 발전 시스템 및 이를 이용한 출력 최적화 태양광 발전 방법이 개시되어 있다. 즉, 상기 특허에는, 복수의 태양전지 모듈이 연결된 태양전지스트링이 복수로 구성되는 태양전지 어레이와 연결되어, 상기 태양전지 스트링 각각에 대한 최대 전력점 추종을 수행하고, 상기 발전전력의 전압을 변압하여 변환전력을 출력하는 스트링옵티마에 있어서, 상기 스트링옵티마는 복수로 구성되어 복수의 상기 태양전지스트링 각각에 연결되어, 상기 태양전지스트링별 최대전력점 추종 및 상기 태양전지스트링 각각으로부터 공급되는 상기 발전전력으로부터 변환전력을 생산하며, 상기 변환전력의 생산을 위해 스위칭을 수행하는 옵티마변환부; 상기 옵티마 변환부의 최대전력점 추종 및 상기 스위칭의 시점을 제어하는 옵티마제어부;를 포함하여 구성되며, 복수의 상기 옵티마 변환부로부터 출력되는 상기 변환 전력의 전압은 동일한 것을 특징으로 하는 출력 최적화 스트링 옵티마가 개시되어 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0130428 discloses an example of a solar power generation device in which a string Optima is connected to the rear end of a solar cell string. This is disclosed. That is, in the patent, a solar cell string to which a plurality of solar cell modules are connected is connected to a solar cell array consisting of a plurality of solar cell strings, and the maximum power point tracking for each of the solar cell strings is performed, and the voltage of the generated power is transformed. In the string optima for outputting converted power, the string optima is composed of a plurality and is connected to each of the plurality of solar cell strings, and the maximum power point for each solar cell string is followed and the power generation supplied from each of the solar cell strings an optima conversion unit for generating converted power from electric power and performing switching to produce the converted power; An output optimization string optima, characterized in that the voltage of the converted power output from a plurality of the optimization converters is the same; has been disclosed.

상기 특허에 의하면, 태양전지 스트링으로부터 공급되는 발전전력을 직류-직류 변환하는 복수의 직류-직류 컨버터의 스위칭을 서로 다른 시점에 이루어지게 하며, 컨버터간의 스위칭 시점이 균등한 시간 간격을 가지도록 함으로써, 변환된 발전전력의 맥동을 최소화하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the above patent, the switching of a plurality of DC-DC converters that convert the generated power supplied from the solar cell string to DC-DC is performed at different times, and the switching times between the converters are made to have an equal time interval, There is an advantage in that the power generation efficiency can be improved by minimizing the pulsation of the converted power generation power.

하지만, 상기와 같은 종래 기술의 경우, 스트링 옵티마에서 발생할 수 있는 누설전류를 고려하지 않음으로써, 누설전류의 발생으로 인한 스트링 옵티마 효율 저하 및 고장을 방지할 수 없는 문제가 있었다. However, in the case of the prior art as described above, since the leakage current that may occur in the string optimizer is not taken into account, there is a problem in that the efficiency of the string optimizer due to the occurrence of the leakage current and the failure cannot be prevented.

한국 공개특허 제 10-2013-0130428 호Korean Patent Publication No. 10-2013-0130428

따라서 상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 태양전지 스트링의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 그 값을 측정하여 단계별 제어를 수행함으로써, 스트링 옵티마의 효율 저하를 방지할 수 있는 스트링 옵티마를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, in order to solve the above problem, the present invention detects the leakage current flowing between the output voltage of a solar cell string and the ground, measures the value and performs step-by-step control, thereby preventing the string optimization from decreasing in efficiency. It aims to provide Optima.

또한, 본 발명은 누설전류로 인한 스트링 옵티마의 효율 저하를 방지함으로써, 부스팅이 과도하게 발생하지 않도록 하고, 이로 인한 고장 발생을 예방할 수 있는 스트링 옵티마를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a string optimizer capable of preventing excessive boosting by preventing a decrease in efficiency of the string optimizer due to leakage current and preventing a failure due to this.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 스트링 옵티마는 태양광 발전 시스템을 구성하는 복수의 태양전지 스트링별로 대응된 복수의 스트링 옵티마에 있어서, 대응된 태양전지 스트링으로부터 공급되는 전압을 부스팅하거나, 해당 태양전지 스트링에 대하여 미리 설정된 최대 전력점 추종을 수행하는 옵티마이징부: 상기 태양전지 스트링의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 누설전류가 발생한 경우 상기 태양전지 스트링으로부터 상기 옵티마이징부로 공급되는 전압과 접지(Earth) 사이에 형성되는 폐루프에 걸리는 전압과, 상기 옵티마이징의 전압을 비교하고, 그 결과에 의거하여 누설전류값을 산출하는 누설전류 감지부; 상기 태양전지 스트링의 출력단과 상기 옵티마이징부의 입력단 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 상기 옵티마이징부로 공급되는 전압의 차단 여부를 결정하는 차단기; 및 상기 누설전류 감지부에서 산출된 누설전류값에 의거하여 상기 차단기의 구동 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the string optima provided in the present invention boosts the voltage supplied from the corresponding solar cell string in the plurality of string optimas corresponding to each of the plurality of solar cell strings constituting the photovoltaic power generation system, Optimizing unit for tracking a preset maximum power point with respect to the solar cell string: Detects a leakage current flowing between the output voltage of the solar cell string and the ground, and when a leakage current occurs, it is supplied from the solar cell string to the optimizer a leakage current sensing unit for comparing the voltage applied to the closed loop formed between the current voltage and the earth and the voltage of the optimization, and calculating a leakage current value based on the result; a circuit breaker connected between an output terminal of the solar cell string and an input terminal of the optimizer to determine whether to cut off a voltage supplied from the solar cell string to the optimizer; and a control unit for determining whether to drive the circuit breaker based on the leakage current value calculated by the leakage current sensing unit.

바람직하게, 상기 제어부는 누설전류 발생 여부를 결정하기 위해 미리 설정된 제1 기준값과, 상기 차단기의 구동 여부를 결정하기 위해 상기 제1 기준값 보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 기준값을 저장하고, 상기 제1 기준값 및 제2 기준값에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하되, 상기 누설전류값이 상기 제1 기준값 미만인 경우 누설전류가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 누설전류값이 상기 제2 기준값 이상인 경우 상기 차단기를 구동시켜, 상기 태양전지 스트링으로부터 상기 옵티마이징부로의 전압 공급을 차단할 수 있다.Preferably, the control unit stores a preset first reference value to determine whether leakage current occurs, and a second reference value preset to a value greater than the first reference value to determine whether the circuit breaker is driven, and The operation of the string optimizer is controlled based on a reference value and a second reference value, but when the leakage current value is less than the first reference value, it is determined that no leakage current has occurred, and when the leakage current value is greater than the second reference value, the By driving a circuit breaker, the voltage supply from the solar cell string to the optimizing unit may be cut off.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 누설전류값이 상기 제1 기준값 이상이고 상기 제2 기준값 미만인 경우 누설전류가 발생 중임을 알리기 위한 알림신호를 발생시킬 수 있다. Preferably, when the leakage current value is equal to or greater than the first reference value and less than the second reference value, the control unit may generate a notification signal to inform that the leakage current is occurring.

바람직하게, 상기 복수의 스트링 옵티마들은 그 출력단이 병렬 연결되어, 각각의 출력 전압이 상기 병렬 연결된 복수의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압들 중 가장 큰 값으로 일괄 변경될 수 있다. Preferably, the output terminals of the plurality of string optimizers are connected in parallel, so that each output voltage may be collectively changed to a largest value among the output voltages of each of the plurality of string optimizers connected in parallel.

바람직하게, 상기 옵티마이징부는 입력 전압(PVin) 입력단과 출력 전압(PVout) 출력단 사이에 설치되는 역류 방지 다이오드; 상기 입력 전압(PVin) 입력단과 상기 역류 방지 다이오드 사이에 설치되어 입력 전압(PVin)을 부스팅시키거나 바이패스시키는 부스터부; 상기 부스터부의 출력 전압(V1)과 상기 일괄 변경된 출력 전압(PVout)을 비교하여 상기 부스터부의 출력 전압이 낮으면 부스팅 출력을 결정하고, 이에 따른 PWM 제어 신호를 출력하는 판단부; 상기 판단부의 PWM 제어 신호에 따라 PWM 펄스를 발생시키는 발진부; 상기 부스터부로 입력되는 입력 전압(PVin)과 상기 역류 방지 다이오드 출력단의 출력 전압(PVout)을 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교 결과에 의거하여, 상기 PWM 펄스를 상기 부스터부로 전달 또는 차단하는 스위치부를 포함할 수 있다. Preferably, the optimizing unit includes: a backflow prevention diode installed between an input voltage (PVin) input terminal and an output voltage (PVout) output terminal; a booster unit installed between the input voltage (PVin) input terminal and the reverse flow prevention diode to boost or bypass the input voltage (PVin); a determining unit that compares the output voltage V1 of the booster with the collectively changed output voltage PVout, determines a boosting output when the output voltage of the booster is low, and outputs a PWM control signal accordingly; an oscillator for generating a PWM pulse according to the PWM control signal of the determination unit; a comparator for comparing the input voltage PVin input to the booster unit with the output voltage PVout of the reverse flow prevention diode output terminal; and a switch unit configured to transmit or block the PWM pulse to the booster unit based on the comparison result of the comparison unit.

바람직하게, 상기 부스터부는 상기 발진부로부터 공급되는 PWM 펄스에 의해, 입력 전압(PVin)을 부스팅시켜 상기 일괄 변경된 출력 전압(PVout)을 출력할 수 있다. Preferably, the booster may output the collectively changed output voltage PVout by boosting the input voltage PVin by the PWM pulse supplied from the oscillator.

바람직하게, 상기 비교부는 상기 부스터부로 입력되는 입력 전압(PVin)이 상기 역류 방지 다이오드 출력단의 출력 전압(PVout)보다 높으면 상기 스위치부를 오프시키고, 상기 부스터부로 입력되는 입력 전압(PVin)이 상기 역류 방지 다이오드의 출력단의 출력 전압(PVout)보다 낮으면 상기 스위치부를 온시킬 수 있다. Preferably, the comparison unit turns off the switch unit when the input voltage PVin input to the booster unit is higher than the output voltage PVout of the backflow prevention diode output terminal, and the input voltage PVin input to the booster unit prevents the reverse flow If it is lower than the output voltage PVout of the output terminal of the diode, the switch unit may be turned on.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 누설전류 감지부에서 산출된 누설 전류값에 의거하여, 상기 스위치부의 온/오프를 제어하되, 상기 스위치부의 온/오프를 결정하기 위한 기준값으로 미리 설정된 제3 기준값을 저장하고, 상기 누설전류값이 상기 제3 기준값 이상인 경우 상기 스위치부를 오프시켜 상기 부스터부의 부스팅 동작을 중단하도록 제어할 수 있다. Preferably, the control unit controls on/off of the switch unit based on the leakage current value calculated by the leakage current sensing unit, but stores a third reference value preset as a reference value for determining on/off of the switch unit. and, when the leakage current value is equal to or greater than the third reference value, the switch unit may be turned off to stop the boosting operation of the booster unit.

본 발명의 스트링 옵티마는 태양전지 스트링의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 그 값을 측정하여 단계별 제어를 수행함으로써, 스트링 옵티마의 효율 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 누설전류로 인한 스트링 옵티마의 효율 저하를 방지함으로써, 부스팅이 과도하게 발생하지 않도록 하고, 이로 인한 고장 발생을 예방할 수 있는 장점이 있다. The string optima of the present invention has an advantage in that it is possible to prevent a decrease in the efficiency of the string optima by detecting the leakage current flowing between the output voltage of the solar cell string and the ground, measuring the value, and performing step-by-step control. In addition, the present invention has the advantage of preventing excessive boosting by preventing a decrease in the efficiency of the string optima due to leakage current, and preventing failure due to this.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마를 포함하는 태양광 발전 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 옵티마이징부에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마의 처리 과정을 예시한 순서도이다.1 is a schematic block diagram of a solar power generation system including a string optima according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of a string optima according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic block diagram of an optimizing unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a processing process of a string optima according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but it will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. On the other hand, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. In addition, even if the detailed description is omitted, descriptions of parts that can be easily understood by those skilled in the art are omitted.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a part includes a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마를 포함하는 태양광 발전 시스템에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 상기 태양광 발전 시스템(1)은 태양전지 어레이(10), 스트링 옵티마부(20) 및 인버터(30)를 포함하여 구성된다.1 is a schematic block diagram of a solar power generation system including a string optima according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the solar power generation system 1 includes a solar cell array 10 , a string optima unit 20 , and an inverter 30 .

태양전지 어레이(10)는 태양광에 의해 발전하여 발전전력을 생산하고, 생산된 발전전력을 스트링 옵티마부(20)에 제공한다. 이를 위해, 태양전지 어레이(10)는 하나 이상의 태양전지 스트링(100)을 포함하여 구성되며, 각 태양전지 스트링(100)은 일정 수준 이상의 발전 전압을 확보하기 위해 복수개의 태양전지 모듈(110)을 직렬로 연결하여 구성될 수 있다. 또한, 각 태양전지 스트링(100)은 각각 스트링 옵티마부(20)의 스트링 옵티마(21)와 개별적으로 연결되어 발전전력을 전달한다.The solar cell array 10 is generated by solar light to produce power generation, and provides the generated power to the string optima unit 20 . To this end, the solar cell array 10 is configured to include one or more solar cell strings 100 , and each solar cell string 100 includes a plurality of solar cell modules 110 in order to secure a power generation voltage of a certain level or higher. It can be configured by connecting in series. In addition, each solar cell string 100 is individually connected to the string optimizer 21 of the string optimizer unit 20 to transmit power generation.

스트링 옵티마부(20)는 태양전지 어레이(10)로부터의 발전전력을 DC-DC 변환하여 인버터(30)에 공급한다. 이를 위해, 스트링 옵티마부(20)는 태양전지 어레이(10)에 포함된 태양전지 스트링(100)과 동일한 수의 스트링 옵티마(21)를 포함하고, 스트링 옵티마(21)는 대응된 태양전지 스트링(100) 각각의 발전전력을 인버터(30)의 입력전압에 맞게 부스팅하여 출력하되, 그 출력전압을 병렬로 연결하여 인버터(30)로 전달할 수 있다. 또한, 스트링 옵티마(21)는 태양전지스트링(100) 각각에 대한 최대전력점 추종(MPPT)을 수행할 수 있다.The string optima unit 20 converts the generated power from the solar cell array 10 to DC-DC and supplies it to the inverter 30 . To this end, the string optimizer unit 20 includes the same number of string optimizers 21 as the solar cell strings 100 included in the solar cell array 10 , and the string optimizer 21 includes the corresponding solar cell strings ( 100) Each generated power is boosted to match the input voltage of the inverter 30 and output, but the output voltage may be connected in parallel to be transmitted to the inverter 30 . In addition, the string optima 21 may perform maximum power point tracking (MPPT) for each of the solar cell strings 100 .

인버터(30)는 스트링 옵티마부(20)로부터 전달되는 전력을 교류발전전력으로 변환하여 전력계통 또는 수용가에 공급한다.The inverter 30 converts the power transmitted from the string optima unit 20 into AC power and supplies it to the power system or consumers.

이 때, 스트링 옵티마(21)의 구성 예가 도 2에 예시되어 있다.In this case, a configuration example of the string optimizer 21 is illustrated in FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마에 대한 개략적인 블록도로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마(200, 21)는 옵티마이징부(210)와, 누설전류 감지부(220)와, 제어부(230)와, 차단기(240)를 포함한다.2 is a schematic block diagram of a string optima according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2 , the string optima 200 and 21 according to an embodiment of the present invention include an optimizer 210 ), a leakage current detection unit 220 , a control unit 230 , and a circuit breaker 240 .

옵티마이징부(210)는 태양전지 어레이(10)의 태양전지 스트링(100)과 일대일 대응되며, 대응된 태양전지 스트링(100)으로부터 공급되는 전압을 부스팅하거나, 해당 태양전지 스트링(100)에 대하여 미리 설정된 최대 전력점 추종(MPPT)을 수행한다. 옵티마이징부(210)의 구성 예는 도 3을 참조하여 후술할 것이다.The optimizing unit 210 corresponds one-to-one with the solar cell string 100 of the solar cell array 10 and boosts the voltage supplied from the corresponding solar cell string 100 , or in advance for the corresponding solar cell string 100 . Performs the set maximum power point tracking (MPPT). A configuration example of the optimizer 210 will be described later with reference to FIG. 3 .

누설전류 감지부(220)는 태양전지 스트링(100)의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 누설전류가 발생한 경우 누설전류값을 산출한다. 이를 위해, 누설전류 감지부(220)는 누설전류 발생시 태양전지 스트링(100)으로부터 옵티마이징부(210)로 공급되는 전압(PVin)과 접지(Earth) 사이에 형성되는 폐루프에 걸리는 전압과, 옵티마이징부(210)의 ‘+’와 ‘-’간의 전압을 비교하고, 그 결과에 의거하여 누설전류값을 산출할 수 있다. 즉, 전압 분배 법칙에 따른 전압차에 의거하여 누설전류값을 산출할 수 있다.The leakage current detection unit 220 detects a leakage current flowing between the output voltage of the solar cell string 100 and the ground, and calculates a leakage current value when the leakage current occurs. To this end, the leakage current detection unit 220 performs a voltage applied to a closed loop formed between the voltage PVin supplied from the solar cell string 100 to the optimizing unit 210 and the earth when leakage current occurs, and optimizing The voltage between '+' and '-' of the negative 210 may be compared, and a leakage current value may be calculated based on the result. That is, the leakage current value can be calculated based on the voltage difference according to the voltage division law.

이 때, 누설전류 감지부(220)에서 상기 누설전류를 감지하고 그 누설전류값을 산출하는 방법은 공지된 다양한 기술을 적용할 수 있다.In this case, a method for detecting the leakage current by the leakage current sensing unit 220 and calculating the leakage current value may be applied to various known techniques.

제어부(230)는 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여, 스트링 옵티마(200, 21)의 동작을 제어하되, 특히, 누설전류 감지부(220)에서 산출된 누설전류값에 의거하여 차단기(240)의 구동 여부를 결정할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 상기 누설 전류값에 의거하여 차단기(240)로 트립(trip) 신호를 전달한다.The control unit 230 controls the operation of the string optima 200 and 21 based on a preset control algorithm, and in particular, the driving of the circuit breaker 240 based on the leakage current value calculated by the leakage current detection unit 220 . can decide whether That is, the controller 230 transmits a trip signal to the circuit breaker 240 based on the leakage current value.

이를 위해, 제어부(230)는 누설전류 발생 여부를 결정하기 위해 미리 설정된 제1 기준값과, 차단기의 구동 여부를 결정하기 위해 미리 설정된 제2 기준값을 저장하고, 상기 제1 및 제2 기준값에 의거하여 누설전류의 발생여부 및 차단기(240)의 구동여부를 결정할 수 있다. 이 때, 상기 제2 기준값은 상기 제1 기준값 보다 큰 값으로 설정하는 것이 바람직하다.To this end, the control unit 230 stores a first reference value preset to determine whether leakage current occurs and a second reference value preset to determine whether the circuit breaker is driven, and based on the first and second reference values, It is possible to determine whether leakage current is generated and whether the circuit breaker 240 is driven. In this case, the second reference value is preferably set to a value greater than the first reference value.

즉, 제어부(230)는 상기 누설전류값이 상기 제1 기준값 미만인 경우 누설전류가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 누설전류값이 상기 제2 기준값 이상인 경우 차단기(240)를 구동시켜, 태양전지 스트링(100)으로부터 옵티마이징부(210)로의 전압 공급을 차단하도록 한다. 또한, 제어부(230)는 상기 누설전류값이 상기 제1 기준값 이상이고 상기 제2 기준값 미만인 경우 누설전류가 발생 중임을 알리기 위한 알림신호를 발생시킬 수 있다. That is, when the leakage current value is less than the first reference value, the control unit 230 determines that the leakage current does not occur, and when the leakage current value is greater than the second reference value, drives the circuit breaker 240 to drive the solar cell string The voltage supply from 100 to the optimizing unit 210 is cut off. In addition, when the leakage current value is greater than or equal to the first reference value and less than the second reference value, the controller 230 may generate a notification signal for notifying that leakage current is occurring.

예를 들어, 상기 제1 기준값을 1mA, 제2 기준값을 10mA로 설정한 경우, 제어부(230)는 상기 누설전류값이 1mA미만일 때 누설전류가 발생하지 않은 것, 즉, 옵티마이징부(210)가 정상동작인 것으로 판단한다. 또한, 상기 누설전류값이 1mA 이상이고 10mA 미만일 때, 제어부(230)는 소량의 누설전류가 발생 중인 것으로 판단하고, 이를 외부에 알리기 위한 신호를 출력한다. 즉, 제어부(230)는 위험요소가 감지되었음을 알리기 위한 신호를 출력하되, 점멸등 이나 알람음 등을 출력하여 이를 외부로 알릴 수 있다. 한편, 상기 누설전류값이 10mA 이상인 경우, 제어부(230)는 차단기(240)를 구동시킨다. For example, when the first reference value is set to 1 mA and the second reference value is set to 10 mA, the control unit 230 indicates that no leakage current occurs when the leakage current value is less than 1 mA, that is, the optimizing unit 210 is It is judged to be normal operation. In addition, when the leakage current value is greater than or equal to 1 mA and less than 10 mA, the controller 230 determines that a small amount of leakage current is occurring, and outputs a signal to inform the outside. That is, the control unit 230 may output a signal for notifying that a dangerous element has been detected, but output a flashing light or an alarm sound to inform the outside. On the other hand, when the leakage current value is 10 mA or more, the control unit 230 drives the circuit breaker 240 .

차단기(240)는 태양전지 스트링(100)의 출력단(PVstring)과 옵티마이징부(210)의 입력단 사이에 연결되어, 태양전지 스트링(100)으로부터 옵티마이징부(210)로 공급되는 전압의 차단 여부를 결정한다. 즉, 차단기(240)는 누설전류 감지부(220)로부터 누설전류값을 전달받은 제어부(230)의 제어를 받아 옵티마이징부(210)로 공급되는 전압의 차단 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 누설전류값이 10mA 이상인 경우 제어부(230)는 차단기(240)를 구동시키고, 그에 응답하여 차단기(240)는 태양전지 스트링(100)으로부터 옵티마이징부(210)로 공급되는 전압을 차단한다. The circuit breaker 240 is connected between the output terminal PVstring of the solar cell string 100 and the input terminal of the optimizer 210 , and determines whether to block the voltage supplied from the solar cell string 100 to the optimizer 210 . do. That is, the circuit breaker 240 may determine whether to cut off the voltage supplied to the optimizer 210 under the control of the controller 230 that receives the leakage current value from the leakage current detection unit 220 . For example, when the leakage current value is 10 mA or more, the control unit 230 drives the circuit breaker 240 , and in response, the circuit breaker 240 receives the voltage supplied from the solar cell string 100 to the optimizer 210 . block

한편, 도 2에 예시된 바와 같은 스트링 옵티마들 각각은 도 1에 예시된 바와 같이 그 출력단이 병렬 연결되어, 각각의 출력 전압이 상기 병렬 연결된 복수의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압들 중 가장 큰 값으로 일괄 변경된다.On the other hand, each of the string optimizers as illustrated in FIG. 2 has an output terminal connected in parallel as illustrated in FIG. 1 , so that each output voltage has the largest value among the output voltages of each of the plurality of string optimizers connected in parallel. is changed in bulk to

이로 인해, 옵티마이징부(210)는 그 값에 기초하여 대응된 스트링 옵티마의 부스팅 전압을 결정할 수 있다. 이를 위한, 옵티마이징부(210)의 구성예가 도 3에 예시되어 있다.For this reason, the optimizer 210 may determine the boosting voltage of the corresponding string optimizer based on the value. For this purpose, a configuration example of the optimizer 210 is illustrated in FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 옵티마이징부에 대한 개략적인 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 옵티마이징부(210)는 역류 방지 다이오드(211)와, 부스터부(212)와, 판단부(213)와, 발진부(214)와, 비교부(215)와, 스위치부(216)를 포함한다. 3 is a schematic block diagram of an optimizing unit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , the optimization unit 210 according to an embodiment of the present invention includes a reverse flow prevention diode 211 , a booster unit 212 , a determination unit 213 , an oscillator 214 , and a comparison unit. 215 and a switch unit 216 .

역류 방지 다이오드(211)는 옵티마이징부(210)의 입력 전압(PVin) 입력단과 출력 전압(PVout) 출력단 사이에 설치되어 출력전압(PVout)이 역류되는 것을 방지한다. 즉, 역류 방지 다이오드(211)는 출력전압(PVout)이 병렬로 연결된 다른 스트링 옵티마의 출력전압 중 가장 큰 값으로 일괄 변경된 경우, 그 값이 역류 방지 다이오드(211) 앞단으로 역류하는 것을 방지한다. The backflow prevention diode 211 is installed between the input voltage PVin input terminal and the output voltage PVout output terminal of the optimizer 210 to prevent the output voltage PVout from being reversed. That is, when the output voltage PVout is collectively changed to the largest value among the output voltages of the other string optimizers connected in parallel, the backflow prevention diode 211 prevents the value from flowing backward to the front end of the backflow prevention diode 211 .

부스터부(212)는 상기 입력 전압(PVin) 입력단과 역류 방지 다이오드(211) 사이에 설치되어 입력 전압(PVin)을 부스팅시키거나 바이패스시킨다. 즉, 부스터부(212)는 스위치부(216)를 통해 발진부(214)에서 생성한 PWM 펄스가 전달되면, 그에 응답하여, 상기 입력전압(PVin)을 부스팅시켜 상기 일괄 변경된 출력전압(PVout)을 출력하고, 그렇지 않은 경우 상기 입력전압(PVin)을 바이패스시킨다. The booster unit 212 is installed between the input voltage PVin input terminal and the reverse flow prevention diode 211 to boost or bypass the input voltage PVin. That is, when the PWM pulse generated by the oscillator 214 is transmitted through the switch unit 216 , the booster unit 212 boosts the input voltage PVin in response to the collectively changed output voltage PVout. output, otherwise the input voltage PVin is bypassed.

판단부(213)는 부스터부(212)의 출력 전압(V1)과 역류 방지 다이오드(211) 뒷단의 전압(즉, 상기 일괄 변경된 출력 전압(PVout))을 비교하고, 부스터부(213)의 출력 전압(V1)이 낮은 경우, 부스터부(213)의 출력 전압(V1)을 부스팅하기 위한 부스팅 출력을 결정한 후, 이에 따른 PWM 제어 신호를 출력한다. The determination unit 213 compares the output voltage V1 of the booster unit 212 with the voltage at the rear end of the reverse flow prevention diode 211 (ie, the collectively changed output voltage PVout), and the output of the booster unit 213 . When the voltage V1 is low, a boosting output for boosting the output voltage V1 of the booster unit 213 is determined, and then a PWM control signal is outputted accordingly.

발진부(214)는 판단부의 PWM 제어 신호에 따라 PWM 펄스를 발생시킨다. 그리고 발진부(214)는 스위치부(216)가 온일 때, 상기 PWM 펄스를 부스터부(212)로 전달한다. The oscillator 214 generates a PWM pulse according to the PWM control signal of the determination unit. And when the switch unit 216 is on, the oscillator 214 transmits the PWM pulse to the booster unit 212 .

비교부(215)는 부스터부(212)로 입력되는 입력 전압(PVin)과 역류 방지 다이오드(211) 출력단의 출력 전압(PVout)을 비교한다. 그리고, 비교부(215)는 그 비교 결과에 의거하여 스위치부(216)의 온/오프를 제어한다. 즉, 비교부(215)는 부스터부(212)로 입력되는 입력 전압(PVin)이 역류 방지 다이오드(211) 출력단의 출력 전압(PVout)보다 높은 경우 스위치부(216)를 오프시키고, 반대의 경우 스위치부(216)를 온시킨다. 이로 인해, 부스터부(212)는, 부스터부(212)로 입력되는 입력 전압(PVin)이 역류 방지 다이오드(211) 출력단의 출력 전압(PVout)보다 높은 경우 입력 전압(PVin)을 바이패스시키고, 그렇지 않은 경우 입력 전압(PVin)을 부스팅시킨다. The comparator 215 compares the input voltage PVin input to the booster 212 with the output voltage PVout of the output terminal of the reverse flow prevention diode 211 . Then, the comparison unit 215 controls the on/off of the switch unit 216 based on the comparison result. That is, the comparator 215 turns off the switch unit 216 when the input voltage PVin input to the booster unit 212 is higher than the output voltage PVout of the output terminal of the reverse flow prevention diode 211, and vice versa. The switch unit 216 is turned on. For this reason, the booster unit 212 bypasses the input voltage PVin when the input voltage PVin input to the booster unit 212 is higher than the output voltage PVout of the reverse flow prevention diode 211 output terminal, If not, boost the input voltage PVin.

스위치부(216)는 비교부(215)의 비교 결과에 의해 온/오프되어, 발진부(214)에서 발생한 PWM 펄스를 부스터부(212)로 전달 또는 차단한다. The switch unit 216 is turned on/off according to the comparison result of the comparison unit 215 , and transmits or blocks the PWM pulse generated by the oscillator 214 to the booster unit 212 .

한편, 도 2의 제어부(230)는 누설전류 감지부(220)에서 산출된 누설 전류값에 의거하여, 스위치부(216)의 온/오프를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 상기 누설 전류값이 소정값 이상이 경우, 이로 인해 부스팅이 과도하게 발생하는 것을 방지하기 위해 스위치부(216)의 온/오프를 제어할 수 있다.Meanwhile, the control unit 230 of FIG. 2 may control the on/off of the switch unit 216 based on the leakage current value calculated by the leakage current sensing unit 220 . That is, when the leakage current value is equal to or greater than a predetermined value, the controller 230 may control the on/off of the switch unit 216 to prevent excessive boosting.

이를 위해, 제어부(230)는 스위치부(216)의 온/오프를 결정하기 위한 기준값으로 미리 설정된 제3 기준값을 저장하고, 상기 누설전류값이 상기 제3 기준값 이상인 경우 스위치부(216)를 오프시켜 부스터부(212)의 부스팅 동작을 중단하도록 제어할 수 있다. 이 때, 상기 제3 기준 값은 과도한 부스팅을 유발하는 정도의 누설전류값으로 설정할 수 있으며, 예를 들어, 도 2의 예에서, 차단기(240)의 동작 여부를 결정하기 위한 제2 기준값인 10mA와 동일한 값으로 설정할 수 있다.To this end, the control unit 230 stores a preset third reference value as a reference value for determining on/off of the switch unit 216 , and turns off the switch unit 216 when the leakage current value is equal to or greater than the third reference value. to stop the boosting operation of the booster unit 212 . In this case, the third reference value may be set to a leakage current value that causes excessive boosting. For example, in the example of FIG. 2 , 10 mA, which is a second reference value for determining whether the circuit breaker 240 operates or not can be set to the same value as

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마의 처리 과정을 예시한 순서도이다. 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마(200, 21)의 처리 과정은 다음과 같다.4 is a flowchart illustrating a processing process of a string optima according to an embodiment of the present invention. 1, 2, and 4, the processing process of the string optima 200, 21 according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 단계 S110에서는, 스트링 옵티마(200, 21)가 동작한다. 즉, 단계 S110에서는, 옵티마이징부(210)가 대응된 태양전지 스트링으로부터 공급되는 전압을 부스팅하거나, 해당 태양전지 스트링에 대하여 미리 설정된 최대 전력점 추종을 수행한다. First, in step S110, the string optimizers 200 and 21 operate. That is, in step S110, the optimizing unit 210 boosts the voltage supplied from the corresponding solar cell string or performs a preset maximum power point tracking for the corresponding solar cell string.

단계 S120 및 단계 S130에서는, 누설전류 감지부(220)가 태양전지 스트링(100)의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 누설전류가 발생한 경우 누설전류값을 산출한다. 이를 위해, 누설전류 감지부(220)는 태양전지 스트링(100)으로부터 옵티마이징부(210)로 공급되는 전압(PVin)과 접지(Earth) 사이에 형성되는 폐루프에 걸리는 전압과, 옵티마이징부(210)의 ‘+’와 ‘-’간의 전압을 비교하고, 그 결과에 의거하여 누설전류값을 산출할 수 있다. 즉, 전압 분배 법칙에 따른 전압차에 의거하여 누설전류값을 산출할 수 있다.In steps S120 and S130, the leakage current detection unit 220 detects a leakage current flowing between the output voltage of the solar cell string 100 and the ground, and calculates a leakage current value when the leakage current occurs. To this end, the leakage current detection unit 220 includes a voltage applied to a closed loop formed between the voltage PVin supplied from the solar cell string 100 to the optimizing unit 210 and the ground, and the optimizing unit 210 . ), the voltage between '+' and '-' is compared, and the leakage current value can be calculated based on the result. That is, the leakage current value can be calculated based on the voltage difference according to the voltage division law.

이 때, 누설전류 감지부(220)에서 상기 누설전류를 감지하고 그 누설전류값을 산출하는 방법은 공지된 다양한 기술을 적용할 수 있다.In this case, a method for detecting the leakage current by the leakage current sensing unit 220 and calculating the leakage current value may be applied to various known techniques.

단계 S140에서는, 제어부(230)가 단계 S130에서 산출된 누설전류값에 의거하여 차단기(240)의 구동 여부를 결정할 수 있다. 이를 위해, 제어부(230)는 누설전류 발생 여부를 결정하기 위해 미리 설정된 제1 기준값과, 차단기의 구동 여부를 결정하기 위해 미리 설정된 제2 기준값을 저장하고, 상기 제1 및 제2 기준값에 의거하여 누설전류의 발생여부 및 차단기(240)의 구동여부를 결정할 수 있다. 즉, 단계 S140에서는, 제어부(230)가 단계 S130에서 산출된 누설전류값과 상기 제1 및 제2 기준값을 비교하고 그 결과에 의거하여 해당 스트링 옵티마(200, 21)의 동작을 제어한다. In step S140 , the controller 230 may determine whether to drive the circuit breaker 240 based on the leakage current value calculated in step S130 . To this end, the control unit 230 stores a first reference value preset to determine whether leakage current occurs and a second reference value preset to determine whether the circuit breaker is driven, and based on the first and second reference values, It is possible to determine whether leakage current is generated and whether the circuit breaker 240 is driven. That is, in step S140 , the controller 230 compares the leakage current value calculated in step S130 with the first and second reference values, and controls the operation of the corresponding string optimizers 200 and 21 based on the results.

예를 들어, 상기 제1 기준값을 1mA, 제2 기준값을 10mA로 설정한 경우, 단계 S140에서는, 상기 누설전류값이 1mA미만인지, 1mA과 10mA 사이값인지, 10mA 이상인지를 확인한다. For example, when the first reference value is set to 1 mA and the second reference value is set to 10 mA, in step S140, it is checked whether the leakage current value is less than 1 mA, between 1 mA and 10 mA, or more than 10 mA.

상기 확인 결과, 상기 누설전류값이 1mA 미만인 경우, 제어부(230)는 누설전류가 발생하지 않은 것, 즉, 옵티마이징부(210)가 정상동작인 것으로 판단하고, 단계 S120 이후를 다시 수행한다. As a result of the check, if the leakage current value is less than 1 mA, the control unit 230 determines that the leakage current has not occurred, that is, that the optimizer 210 is operating normally, and performs steps S120 and later again.

상기 확인 결과, 상기 누설전류값이 1mA 이상이고 10mA 미만인 경우, 제어부(230)는 소량의 누설전류가 발생 중인 것으로 판단하고, 단계 S150을 수행한다. 즉, 제어부(230)는 상기 누설전류의 발생을 외부에 알리기 위한 신호를 출력한다. 이를 위해, 제어부(230)는 위험요소가 감지되었음을 알리기 위해 미리 약속된 신호를 출력하되, 점멸등 이나 알람음 등을 출력할 수 있다.As a result of the check, when the leakage current value is greater than or equal to 1 mA and less than 10 mA, the controller 230 determines that a small amount of leakage current is occurring, and performs step S150. That is, the control unit 230 outputs a signal for informing the outside of the occurrence of the leakage current. To this end, the control unit 230 may output a signal promised in advance to inform that a risk element has been detected, but may output a flashing light or an alarm sound.

상기 확인 결과, 상기 누설전류값이 10mA 이상인 경우, 제어부(230)는 위험상황인 것으로 판단하고, 단계 S160을 수행한다. 즉, 제어부(230)는 차단기(240)를 구동시켜 태양전지 스트링(100)으로부터 옵티마이징부(210)로 공급되는 전압을 차단한다. As a result of the check, if the leakage current value is 10 mA or more, the control unit 230 determines that it is a dangerous situation, and performs step S160. That is, the controller 230 drives the circuit breaker 240 to block the voltage supplied from the solar cell string 100 to the optimizer 210 .

또한, 제어부(230)는 상기 누설전류값이 10mA 이상인 경우, 도 3에 예시된 스위치부(216)를 오프시켜 부스터부(212)의 부스팅 동작을 중단하도록 제어할 수 있다. In addition, when the leakage current value is 10 mA or more, the controller 230 may control to stop the boosting operation of the booster unit 212 by turning off the switch unit 216 illustrated in FIG. 3 .

이와 같이 함으로써, 본 발명은 태양전지 스트링의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 그 값을 측정하여 단계별 제어를 수행함으로써, 스트링 옵티마의 효율 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 본 발명은 누설 전류에 의해 부스팅 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 누설전류로 인한 스트링 옵티마의 효율 저하를 방지함으로써, 부스팅이 과도하게 발생하지 않도록 하고, 이로 인한 고장 발생을 예방할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 누설전류값이 소정값 이상인 경우, 스트링 옵티마를 트립시킴으로써 누설전류로 인한 스트링 옵티마의 고장을 예방할 수 있다.In this way, the present invention has an advantage in that it is possible to prevent a decrease in the efficiency of the string optima by detecting the leakage current flowing between the output voltage of the solar cell string and the ground, measuring the value, and performing step-by-step control. For example, the present invention can prevent the boosting efficiency from falling due to leakage current. In addition, the present invention has the advantage of preventing excessive boosting by preventing a decrease in the efficiency of the string optima due to leakage current, and preventing failure due to this. In addition, according to the present invention, when the leakage current value is equal to or greater than a predetermined value, the string optimizer is tripped to prevent failure of the string optimizer due to the leakage current.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention is easily changed from the embodiments by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains and recognized as equivalent. including all changes and modifications to the scope of

10: 태양전지 어레이 100: 태양전지 스트링
110: 태양전지 모듈 20: 스트링 옵티마부
21, 200: 스트링 옵티마 30: 인버터
210: 옵티마이징부 220: 누설전류 감지부
230: 제어부 240: 차단기10: solar cell array 100: solar cell string
110: solar cell module 20: string optima unit
21, 200: String Optima 30: Inverter
210: optimizing unit 220: leakage current detection unit
230: control unit 240: breaker

Claims (8)

태양광 발전 시스템을 구성하는 복수의 태양전지 스트링별로 대응된 복수의 스트링 옵티마에 있어서,
대응된 태양전지 스트링으로부터 공급되는 전압을 부스팅하거나 바이패스시켜서, 해당 태양전지 스트링에 대하여 미리 설정된 최대 전력점 추종을 수행하는 옵티마이징부:
상기 태양전지 스트링의 출력전압과 접지 사이에 흐르는 누설전류를 감지하고, 누설전류가 발생한 경우 누설전류값을 산출하는 누설전류 감지부;
상기 태양전지 스트링으로부터 상기 옵티마이징부로 공급되는 전압의 차단 여부를 결정하는 차단기; 및
상기 누설전류값에 의거하여 상기 차단기로 트립 신호를 전달하여, 상기 차단기의 구동 여부를 결정하는 제어부를 포함하되,
상기 복수의 스트링 옵티마들은
그 출력단이 병렬 연결되어, 각각의 출력 전압이 상기 병렬 연결된 복수의 스트링 옵티마들 각각의 출력 전압들 중 가장 큰 값으로 일괄 변경되고,
상기 옵티마이징부는
상기 복수의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압 중 최대 출력 전압이 출력단에 걸리는 역류방지 다이오드;
입력 전압(PVin) 입력단과 상기 역류 방지 다이오드 사이에 설치되어 입력 전압(PVin)을 부스팅시키거나 바이패스시키는 부스터부;
상기 부스터부의 출력 전압(V1)과 상기 역류방지 다이오드 출력단의 출력전압(PVout)을 비교하여 상기 부스터부의 출력 전압(V1)이 낮으면 상기 일괄 변경된 출력 전압과 동일한 균등 전압을 출력하도록 부스팅 출력을 결정하고, 이에 따른 PWM 제어 신호를 출력하는 판단부;
상기 판단부의 PWM 제어 신호에 따라 PWM 펄스를 발생시키는 발진부;
상기 부스터부로 입력되는 입력 전압(PVin)과 상기 역류 방지 다이오드 출력단의 출력 전압(PVout)을 비교하는 비교부; 및
상기 비교부의 비교 결과에 의거하여, 상기 PWM 펄스를 상기 부스터부로 전달 또는 차단하는 스위치부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 스위치부의 온/오프를 결정하기 위한 기준값으로 미리 설정된 제3 기준값을 저장하고, 상기 누설전류값이 상기 제3 기준값 이상인 경우 상기 스위치부를 오프시켜 상기 부스터부의 부스팅 동작을 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 스트링 누설전류감지와 트립기능을 갖는 스트링 옵티마.In the plurality of string optima corresponding to each of the plurality of solar cell strings constituting the solar power generation system,
An optimizing unit that boosts or bypasses a voltage supplied from a corresponding solar cell string to follow a preset maximum power point for the corresponding solar cell string:
a leakage current sensing unit sensing a leakage current flowing between the output voltage of the solar cell string and the ground, and calculating a leakage current value when a leakage current occurs;
a circuit breaker for determining whether to cut off the voltage supplied from the solar cell string to the optimizing unit; and
a control unit configured to transmit a trip signal to the circuit breaker based on the leakage current value to determine whether the circuit breaker is driven;
The plurality of string optimizers are
The output terminal is connected in parallel, so that each output voltage is collectively changed to the largest value among the output voltages of each of the plurality of string optimizers connected in parallel;
The optimizing unit
a non-return diode to which a maximum output voltage among the output voltages of each of the plurality of string optimizers is applied to an output terminal;
a booster unit installed between the input voltage PVin input terminal and the reverse flow prevention diode to boost or bypass the input voltage PVin;
By comparing the output voltage (V1) of the booster unit and the output voltage (PVout) of the anti-reverse diode output stage, when the output voltage (V1) of the booster unit is low, the boosting output is determined to output the same uniform voltage as the collectively changed output voltage and a determination unit outputting a PWM control signal accordingly;
an oscillator for generating a PWM pulse according to the PWM control signal of the determination unit;
a comparator for comparing the input voltage PVin input to the booster unit with the output voltage PVout of the reverse flow prevention diode output terminal; and
Based on the comparison result of the comparison unit, comprising a switch unit for transmitting or blocking the PWM pulse to the booster unit,
the control unit
A third reference value preset as a reference value for determining on/off of the switch unit is stored, and when the leakage current value is equal to or greater than the third reference value, the switch unit is turned off to stop the boosting operation of the booster unit, characterized in that String Optima with string leakage current detection and trip function of solar power generation system. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
누설전류 발생 여부를 결정하기 위해 미리 설정된 제1 기준값과, 상기 차단기의 구동 여부를 결정하기 위해 상기 제1 기준값 보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 기준값을 저장하고,
상기 제1 기준값 및 제2 기준값에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하되,
상기 누설전류값이 상기 제1 기준값 미만인 경우 누설전류가 발생하지 않은 것으로 판단하고,
상기 누설전류값이 상기 제2 기준값 이상인 경우 상기 차단기를 구동시켜, 상기 태양전지 스트링으로부터 상기 옵티마이징부로의 전압 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 스트링 누설전류감지와 트립기능을 갖는 스트링 옵티마.According to claim 1, wherein the control unit
storing a first reference value preset to determine whether leakage current occurs, and a second reference value preset to a value greater than the first reference value to determine whether the circuit breaker is driven;
Controlling the operation of the string optimizer based on the first reference value and the second reference value,
When the leakage current value is less than the first reference value, it is determined that the leakage current does not occur,
A string having a string leakage current detection and trip function of a solar power generation system, characterized in that when the leakage current value is equal to or greater than the second reference value, the circuit breaker is driven to cut off the voltage supply from the solar cell string to the optimizing unit Optima. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 누설전류값이 상기 제1 기준값 이상이고 상기 제2 기준값 미만인 경우 누설전류가 발생 중임을 알리기 위한 알림신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 스트링 누설전류감지와 트립기능을 갖는 스트링 옵티마.According to claim 2, wherein the control unit
String optima having string leakage current detection and trip function of a solar power generation system, characterized in that when the leakage current value is equal to or greater than the first reference value and less than the second reference value, a notification signal is generated to inform that a leakage current is occurring . 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 부스터부는
상기 발진부로부터 공급되는 PWM 펄스에 의해, 입력 전압(PVin)을 부스팅시켜 상기 일괄 변경된 출력 전압(PVout)을 출력하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 스트링 누설전류감지와 트립기능을 갖는 스트링 옵티마.According to claim 1, wherein the booster unit
A string optima having a string leakage current detection and trip function of a solar power generation system, characterized in that by boosting an input voltage (PVin) by a PWM pulse supplied from the oscillator and outputting the collectively changed output voltage (PVout). 제1항에 있어서, 상기 비교부는
상기 부스터부로 입력되는 입력 전압(PVin)이 상기 역류 방지 다이오드 출력단의 출력 전압(PVout)보다 높으면 상기 스위치부를 오프시키고,
상기 부스터부로 입력되는 입력 전압(PVin)이 상기 역류 방지 다이오드의 출력단의 출력 전압(PVout)보다 낮으면 상기 스위치부를 온시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 스트링 누설전류감지와 트립기능을 갖는 스트링 옵티마.The method of claim 1, wherein the comparison unit
When the input voltage PVin input to the booster unit is higher than the output voltage PVout of the reverse flow prevention diode output terminal, the switch unit is turned off,
String having a leakage current detection and trip function of the solar power generation system, characterized in that when the input voltage PVin input to the booster unit is lower than the output voltage PVout of the output terminal of the reverse flow prevention diode, the switch unit is turned on Optima. 삭제delete
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