KR102406410B1 - String optima for performing soft start function and soft start method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 스트링 옵티마는, 태양광 발전 시스템을 구성하는 태양광 스트링과, 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양광 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 스트링 옵티마에 있어서, 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 온/오프 제어에 의해, 상기 태양광 스트링으로부터 입력되는 전류의 양을 제어하는 제1 스위치; 상기 태양광 스트링으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 부스터부; 상기 제어부의 온/오프 제어에 의해, 상기 부스터부의 부스팅 전압을 제어하는 제2 스위치; 및 상기 스트링 옵티마의 출력 전류를 감지하는 제1 전류센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전류센서에서 감지된 출력 전류값이 미리 설정된 인버터 동작 전류값이 될 때까지, 상기 제1 스위치부의 온/오프시간을 조절하여 상기 출력 전류값을 미리 설정된 증가폭 단위로 증가시킴으로써, 초기 동작시 출력되는 낮은 출력값을 기준으로 입력단으로 입력되는 전류 값을 점차적으로 증가시킴으로써, 소프트 스타트 기능을 구현할 수 있고, 이로 인해 돌입 전류의 발생을 억제할 수 있는 장점이 있다.The string optima of the present invention is connected between a photovoltaic string constituting a photovoltaic power generation system and an inverter, and boosts or bypasses the voltage applied from the photovoltaic string to output the string optima, a preset control algorithm a control unit controlling an operation of the string optima based on a first switch for controlling the amount of current input from the solar string by on/off control of the controller; a booster unit for boosting or bypassing the voltage transmitted from the solar string and outputting it; a second switch for controlling the boosting voltage of the booster unit by on/off control of the control unit; and a first current sensor sensing an output current of the string optima, wherein the control unit turns on the first switch unit until the output current value sensed by the first current sensor becomes a preset inverter operating current value By adjusting the /off time to increase the output current value in a preset increment unit, by gradually increasing the current value input to the input terminal based on the low output value output during initial operation, a soft start function can be implemented, and this Therefore, there is an advantage in that the generation of inrush current can be suppressed.
Description
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양광 스트링의 출력 전압을 인버터로 안전하게 전송하기 위해 소프트 스타트 기능이 구비된 스트링 옵티마 및 그를 이용한 소프트 스타트 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar power generation system, and more particularly, to a string optima having a soft start function to safely transmit an output voltage of a solar string to an inverter, and a soft start control method using the same.
일반적으로, 태양광 발전 시스템은 신재생 에너지의 확대 보급을 촉진하기 위한 대체에너지 개발의 일원으로, 태양 에너지의 무공해성 및 무한정성에 힘입어 지구 환경 문제와 미래 에너지원의 다각화 대책으로서 선진 각국에서 활발히 연구 개발이 진행되고 있으며, 최근 태양광 발전 시스템의 효율 향상과 최적화 발전장치의 실용화에도 박차를 가하고 있는 실정이다.In general, the photovoltaic power generation system is a member of the development of alternative energy to promote the expansion and dissemination of new and renewable energy. Thanks to the pollution-free and infinity of solar energy, it is a global environmental problem and a measure to diversify future energy sources in advanced countries. Research and development are being actively carried out, and recent efforts are being made to improve the efficiency of photovoltaic power generation systems and put spurs to practical use of optimized power generation devices.
상기 태양광 발전시스템은 태양의 빛 에너지를 태양광 모듈이라는 광-전 변환기를 사용하여 직접 전기 에너지로 변환시켜 이용하는 것으로, 즉 복수의 태양광 발전모듈들을 직병렬 접속하여 전력변환장치에 연결하여 구성하게 된다. The photovoltaic power generation system directly converts the light energy of the sun into electric energy using a photoelectric converter called a photovoltaic module, that is, connects a plurality of photovoltaic modules in series and parallel to a power conversion device. will do
이 때, 하나의 태양광 발전모듈 단독으로는 출력전압이 매우 낮으므로, 전력변환장치에 필요한 입력전압으로 승압하기 위해서는 다수의 태양광 발전모듈들을 스트링 방식으로 직렬 접속하고, 다시 직렬 접속된 다수 개의 어레이를 병렬로 연결하여 최종 전력을 얻을 수 있도록 구성된다.At this time, since the output voltage of one solar power module alone is very low, in order to boost the voltage to the input voltage required for the power conversion device, a plurality of photovoltaic modules are connected in series in a string manner, and then a plurality of It is configured so that the final power can be obtained by connecting the arrays in parallel.
여기에서, 종래의 스트링 방식이 적용된 태양광 발전시스템에서는 특정 패널 측에서 순간정전, 급격한 환경변화, 전기스파크, 낙뢰, 핫스팟 등으로 인해 과전류, 과전압, 과온도가 발생하는 경우, 접속반 및 인버터에까지 영향을 미치게 됨과 아울러, 인버터 측에서 순간정전, 전기스파크, 낙뢰, 시스템 오작동 등으로 인해 과전압, 과전류가 발생하는 경우, 태양광 발전 시스템 전반에 걸쳐 손상을 초래하는 문제점이 발생하게 된다.Here, in the solar power generation system to which the conventional string method is applied, when overcurrent, overvoltage, and overtemperature occur due to instantaneous power failure, sudden environmental change, electric spark, lightning strike, hotspot, etc. on the specific panel side, the connection panel and inverter In addition, when overvoltage or overcurrent occurs due to instantaneous power failure, electric spark, lightning strike, system malfunction, etc. on the inverter side, a problem of causing damage to the entire solar power generation system occurs.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해, 한국등록특허 제10-2301613호에서는, 집광패널과 연계된 입력단의 입력 전류, 전압과 집광패널 온도 및 외부 인버터와 연계된 출력단의 출력 전류와 전압을 검출하는 센싱수단과; 상기 입력단을 통해 입력된 전압에 대한 DC/DC 변환을 수행하는 DC/DC 컨버터와; 소정 제어신호에 따라 상기 DC/DC 컨버터를 선택적으로 구동시키는 게이트 드라이버; 및 소정 프로그램의 구동을 통해 상기 센싱수단으로부터의 입력 전압과 전류 값 및 출력 전압과 전류 값에 기초하여 MPPT 기능을 수행하는 한편, 상기 센싱수단으로부터의 입력 값이 비정상적인 상태인 것으로 판단되면 상기 게이트 드라이버에 보호동작을 위한 스위칭 신호를 전송하여 상기 DC/DC 컨버터가 패널 및 인버터로부터 격리되도록 제어를 하는 MCU를 포함하여 구성되는 보호회로가 내장된 태양광 발전 시스템용 전력최적화기를 개시하고 있다.Therefore, in order to solve this problem, in Korean Patent Registration No. 10-2301613, sensing for detecting the input current, voltage and temperature of the input terminal associated with the light collecting panel, and the output current and voltage of the output terminal associated with the external inverter means and; a DC/DC converter for performing DC/DC conversion on the voltage input through the input terminal; a gate driver selectively driving the DC/DC converter according to a predetermined control signal; and performing the MPPT function based on the input voltage and current values and the output voltage and current values from the sensing means through driving of a predetermined program, and when it is determined that the input value from the sensing means is in an abnormal state, the gate driver Disclosed is a power optimizer for a solar power generation system having a built-in protection circuit including an MCU that controls the DC/DC converter to be isolated from a panel and an inverter by transmitting a switching signal for a protection operation to the .
상기 특허에 의하면, 태양광 발전 시스템에서 순간정전, 전기스파크, 낙뢰, 급격한 환경변화, 시스템 오작동, 과온도 등에 의한 장치의 손상이 방지되는 효과가 있으며, 이를 통해 태양광 발전소의 전력효율 개선에 따른 발전량 증가의 효과를 얻을 수 있다.According to the above patent, there is an effect of preventing damage to the device due to instantaneous power failure, electric spark, lightning, sudden environmental change, system malfunction, over temperature, etc. in the photovoltaic power generation system. The effect of increasing the power generation can be obtained.
하지만, 이러한 종래의 기술에 의하면, 스트링과 인버터 사이에 스트링 옵티마가 연결되는 태양광 발전 시스템에 있어서, 상기 스트링 옵티마에 흐르는 돌입 전류로 인해 전기적인 오류가 발생하는 문제를 해결할 수 없었다. 즉, 상기 스트링 옵티마가 낮은 전압에서부터 시작하여 MPPT로 동작하는 경우, 뒷단에 연결된 인버터의 종류(예컨대, 트랜스 타입 등)에 따라, 순간 돌입 전류가 발생하고, 이로 인해, 상기 스트링 옵티마를 구성하는 소자(예컨대, 다이오드 또는 스위치 등)에 전기적인 오류가 발생할 수 있는데, 종래에는 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법이 없었다.However, according to the prior art, in the solar power generation system in which the string optima is connected between the string and the inverter, the problem that an electrical error occurs due to the inrush current flowing through the string optima cannot be solved. That is, when the string optimizer operates as MPPT starting from a low voltage, an instantaneous inrush current is generated according to the type of inverter connected to the rear stage (eg, transformer type, etc.) An electrical error may occur in (eg, a diode or a switch, etc.), and there is no conventional method to solve this problem.
따라서 상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 초기 동작시 출력되는 낮은 출력값을 기준으로 입력단으로 입력되는 전류 값을 점차적으로 증가시킴으로써, 소프트 스타트 기능을 구현하고, 이로 인해 돌입 전류의 발생을 억제할 수 있는 소프트 스타트 기능이 구비된 스트링 옵티마, 및 그를 이용한 소프트 스타트 제어 방법을 제공하고자 한다. Therefore, in order to solve the above problem, the present invention implements a soft start function by gradually increasing the current value input to the input terminal based on the low output value output during the initial operation, thereby suppressing the generation of inrush current. An object of the present invention is to provide a string optima equipped with a soft start function capable of performing a soft start, and a soft start control method using the same.
또한, 본 발명은, MPPT 동작시, 부스팅 전류값을 모니터링하고, 상기 부스팅 전류값이 미리 설정된 소정값을 초과하는 경우, 부스팅 전류를 제어함과 동시에 입력단으로 인가되는 전류를 차단함으로써, 과도한 부스팅으로 인한 회로 손상을 방지할 수 있는 소프트 스타트 기능이 구비된 스트링 옵티마, 및 그를 이용한 소프트 스타트 제어 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention monitors the boosting current value during MPPT operation and, when the boosting current value exceeds a preset value, controls the boosting current and blocks the current applied to the input terminal at the same time, thereby increasing the boosting An object of the present invention is to provide a string optima having a soft start function capable of preventing circuit damage caused by the same, and a soft start control method using the same.
또한, 본 발명은, 인버터의 종류와 관계없이, 출력 전류 및 부스팅 전류를 자체적으로 모니터링하고 제어함으로써, 다양한 종류의 인버터와 호환 가능하고, 이로 인해, 확장성을 확보할 수 있는 소프트 스타트 기능이 구비된 스트링 옵티마, 및 그를 이용한 소프트 스타트 제어 방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is compatible with various types of inverters by self-monitoring and controlling the output current and boosting current regardless of the type of inverter, and thus has a soft start function that can secure scalability An object of the present invention is to provide a string optima and a soft start control method using the same.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 스트링 옵티마는, 태양광 발전 시스템을 구성하는 태양광 스트링과, 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양광 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 스트링 옵티마에 있어서, 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 온/오프 제어에 의해, 상기 태양광 스트링으로부터 입력되는 전류의 양을 제어하는 제1 스위치; 상기 태양광 스트링으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 부스터부; 상기 제어부의 온/오프 제어에 의해, 상기 부스터부의 부스팅 전압을 제어하는 제2 스위치; 및 상기 스트링 옵티마의 출력 전류를 감지하는 제1 전류센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 전류센서에서 감지된 출력 전류값이 미리 설정된 인버터 동작 전류값이 될 때까지, 상기 제1 스위치부의 온/오프시간을 조절하여 상기 출력 전류값을 미리 설정된 증가폭 단위로 증가시키는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the string optima provided by the present invention is connected between a photovoltaic string constituting a photovoltaic system and an inverter, boosting or bypassing the voltage applied from the photovoltaic string to output A string optima comprising: a controller configured to control an operation of the string optima based on a preset control algorithm; a first switch for controlling the amount of current input from the solar string by on/off control of the controller; a booster unit for boosting or bypassing the voltage transmitted from the solar string and outputting it; a second switch for controlling the boosting voltage of the booster unit by on/off control of the control unit; and a first current sensor sensing an output current of the string optima, wherein the control unit turns on the first switch unit until the output current value sensed by the first current sensor becomes a preset inverter operating current value It is characterized in that the output current value is increased by a preset increment by adjusting the /off time.
한편, 본 발명에서 제공하는 스트링 옵티마의 소프트 스타트 제어 방법은 태양광 발전 시스템을 구성하는 태양광 스트링과, 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양광 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 스트링 옵티마를 이용한 소프트 스타트 제어 방법에 있어서, 상기 스트링 옵티마의 입력단에 연결되어 상기 태양광 스트링으로부터 입력되는 전류의 양을 제어하는 제1 스위치의 온/오프 타임을 초기화하는 초기화단계; 상기 스트링 옵티마의 출력 전압으로부터 실시간 출력 전류값을 감지하는 제1 전류 감지단계; 상기 실시간 출력 전류값과 상기 인버터의 동작 전류값을 비교하는 비교단계; 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값 보다 작으면 상기 제1 스위치의 온/오프 타임을 조절하여 상기 실시간 출력 전류값을 미리 설정된 증가폭 단위로 증가시키는 출력 전류 제어단계; 및 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값과 같아질 때까지, 상기 제1 전류 감지단계, 상기 비교단계, 및 상기 출력 전류 제어단계를 반복하는 반복단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the soft start control method of the string optima provided in the present invention is a string connected between a solar string constituting a solar power generation system and an inverter, boosting or bypassing the voltage applied from the solar string to output the string. A soft start control method using an optima, comprising: an initialization step of initializing an on/off time of a first switch connected to an input terminal of the string optima to control an amount of current input from the solar string; a first current sensing step of detecting a real-time output current value from the output voltage of the string optima; a comparison step of comparing the real-time output current value with an operating current value of the inverter; an output current control step of increasing the real-time output current value by a preset increment by adjusting an on/off time of the first switch when the real-time output current value is smaller than the operating current value of the inverter; and repeating the first current sensing step, the comparing step, and the output current controlling step until the real-time output current value becomes equal to the operating current value of the inverter.
상기와 같은 본 발명은, 태양광 발전 시스템의 스트링 별로 구비된 스트링 옵티마에 있어서, 초기 동작시 출력되는 낮은 출력값을 기준으로 입력단으로 입력되는 전류 값을 점차적으로 증가시킴으로써, 소프트 스타트 기능을 구현할 수 있고, 이로 인해 돌입 전류의 발생을 억제할 수 있는 장점이 있다.The present invention as described above, in the string optima provided for each string of the solar power generation system, by gradually increasing the current value input to the input terminal based on the low output value output during the initial operation, a soft start function can be implemented, , this has the advantage of suppressing the generation of inrush current.
또한, 본 발명은, 태양광 발전 시스템의 스트링 별로 구비된 스트링 옵티마에 이어서, MPPT 동작시, 부스팅 전류값을 모니터링하고, 상기 부스팅 전류값이 미리 설정된 소정값을 초과하는 경우, 부스팅 전류를 제어함과 동시에 입력단으로 인가되는 전류를 차단함으로써, 과도한 부스팅으로 인한 회로 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention monitors the boosting current value during MPPT operation following the string optima provided for each string of the solar power generation system, and controls the boosting current when the boosting current value exceeds a preset predetermined value There is an advantage in that circuit damage due to excessive boosting can be prevented by blocking the current applied to the input terminal at the same time.
또한, 본 발명은, 태양광 발전 시스템의 스트링 별로 구비된 스트링 옵티마에 있어서, 인버터의 종류와 관계없이, 출력 전류 및 부스팅 전류를 자체적으로 모니터링하고 제어함으로써, 다양한 종류의 인버터와 호환 가능하고, 이로 인해, 확장성을 확보할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention is compatible with various types of inverters by self-monitoring and controlling the output current and boosting current, regardless of the type of inverter, in the string optima provided for each string of the solar power generation system, For this reason, there is an advantage of securing scalability.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마가 적용된 태양광 발전 시스템의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소프트 스타트 제어 방법에 대한 처리 흐름도들이다.1 is a diagram illustrating an example of a solar power generation system to which a string optima is applied 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 to 5 are flowcharts of a soft start control method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 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 several 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 specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마가 적용된 태양광 발전 시스템의 예를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트링 옵티마가 적용된 태양광 발전 시스템은 다수의 태양광 모듈들(110)로 구성된 적어도 하나의 태양광 스트링들(100), 다수의 스트링 옵티마들(210)을 포함하는 태양광 접속반(200) 및 인버터(300)를 포함하여 구성된다.1 is a diagram illustrating an example of a solar power generation system to which a string optima is applied according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the solar power generation system to which the string optima is applied according to an embodiment of the present invention includes at least one
태양광 스트링(100)은 태양광을 입사 받아 DC 전력을 생산하고, 태양광 접속반(200)은 태양광 스트링(100) 각각이 생산한 DC 전력을 직병렬로 연결해 필요한 전력을 집합시키고, 인버터(300)는 태양광 접속반(200)으로부터 DC 전력을 전달받아 AC 전력으로 변환하여 출력한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 스트링 옵티마(210)는 태양광 접속반(200)에 내장되며, 적어도 하나의 태양광 스트링(100) 각각의 출력단에 연결되어, 인버터(300)로 전달되기 위해, 대응된 태양광 스트링(100)으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력한다. String Optima 210 according to an embodiment of the present invention is embedded in the
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마(210)는 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)(211, 215), 부스터부(212), 제1 및 제2 전류센서(213, 216), 및 제어부(MCU)(214)를 포함한다. 2 is a schematic block diagram of a string optima according to an embodiment of the present invention. 1 and 2 , the
제1 스위치(SW1)(211)는 제어부(MCU)(214)의 제어에 의해, 태양광 스트링(100)으로부터 입력되는 전류의 양을 제어한다. 즉, 제1 스위치(SW1)(211)는 제어부(MCU)(214)로부터 전달되는 제1 PWM 제어신호의 듀티비에 의해 온/오프시간이 조절되며, 제1 스위치(SW1)(211)의 온 타임에 비례하여 태양광 스트링(100)으로부터 입력되는 전류의 양이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1)(211)의 온 타임이 길수록 태양광 스트링(100)으로부터 스트링 옵티마(210)의 입력단으로 입력되는 전류의 양이 증가하고, 결과적으로 스트링 옵티마(210)의 출력전압이 증가하게 된다.The first switch (SW1) 211 controls the amount of current input from the
부스터부(212)는 태양광 스트링(100)으로 부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력한다. 이를 위해, 부스터부(212)는 제1 스위치(SW1)(211)와 출력단 사이에 직렬 연결된 인덕터, 제1 및 제2 다이오드, 상기 제1 및 제2 다이오드 사이에서 접지방향으로 연결된 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 부스터부(212)의 부스팅 전압은 제2 스위치(SW2)(215)의 온 타임에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치(SW2)(215)의 온 타임에 비례하여 부스팅 전압이 높아질 수 있다.The
제2 스위치(SW2)(215)는 제어부(MCU)(214)의 제어에 의해, 부스터부(212)의 부스팅 전압을 제어한다. 즉, 제2 스위치(SW2)(215)는 제어부(MCU)(214)로부터 전달되는 제2 PWM 제어신호의 듀티비에 의해 온/오프시간이 조절되며, 제2 스위치(SW2)(215)의 온 타임에 비례하여 부스팅 전압이 증가한다. The second switch (SW2) 215 controls the boosting voltage of the
제1 전류센서(213)는 스트링 옵티마(210)의 출력 전류를 감지한다. 이를 위해, 제1 전류센서(213)는 부스터부(212)과 스트링 옵티마(210)의 출력단 사이에 연결되며, 출력 전류를 감지한 후, 그 결과를 제어부(MCU)(214)로 전달한다. The first
제2 전류센서(216)는 제2 스위치(SW2)(215)와 접지 사이에 연결되어, 제2 스위치(SW2)(215)에 흐르는 부스팅 전류값을 감지하고, 그 결과를 제어부(MCU)(214)로 전달한다.The second
제어부(MCU)(214)는 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 스트링 옵티마(210)의 동작을 제어한다. 특히, 제어부(MCU)(214)는 제1 및 제2 전류센서(213, 216)로부터 전달되는 전류값에 의거하여, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)(211, 215)의 온/오프를 조절하되, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)(211, 215) 각각으로 출력되는 제1 및 제2 PWM 제어신호의 듀티비를 조절함으로써, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)(211, 215)의 온/오프를 조절할 수 있다. The controller (MCU) 214 controls the operation of the
예를 들어, 제어부(MCU)(214)는, 전류센서 #1(230)로부터 전달되는 제1 전류값에 의거하여 상기 제1 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하되, 제1 스위치(SW1)(211)의 온-타임에 대응하는 시간을 1%, 2%, …, 5% 등과 같이 증가시킴으로써, 스트링 옵티마(210)의 출력 전압을 점차적으로 증가시킬 수 있다. 특히, 제어부(MCU)(214)는 제1 전류센서(213)로부터 전달된 스트링 옵티마(210)의 출력 전류값이 미리 설정된 인버터 동작 전류값이 될 때까지, 제1 스위치부(SW1)(211)의 온-타임에 대응하는 시간을 상기와 같이 점차적으로 증가시킴으로써, 스트링 옵티마(210)의 출력 전류값이 갑자기 증가되는 순간 돌입 전류의 발생으로 인한 전기적인 오류를 방지할 수 있다.For example, the control unit (MCU) 214, the first switch (SW1) ( 211) 1%, 2%, . , 5%, etc., it is possible to gradually increase the output voltage of the
또한, 제어부(MCU)(214)는, 전류센서 #2(216)로부터 전달되는 제2 전류값에 의거하여 상기 제2 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하되, 제2 스위치(SW2)(215)의 온-타임에 대응하는 시간을 조절함으로써, 부스터부(212)에서 출력되는 부스팅 전압을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전류값(일명, 부스팅 전류값)이 인버터의 동작 전류값에 맞춰진 상기 제1 전류값 보다 낮은 경우, 제어부(MCU)(214)는 제2 스위치부(SW2)(215)의 온 타임이 증가하도록 상기 제2 PWM 제어신호의 듀티비를 조절함으로써 부스팅 전압을 증가시키고, 반대의 경우, 제2 스위치부(SW2)(215)의 온 타임이 감소하도록 상기 제2 PWM 제어신호의 듀티비를 조절함으로써 부스팅 전압을 감소시킬 수 있다.In addition, the control unit (MCU) 214 adjusts the duty ratio of the second PWM control signal based on the second current value transmitted from the current sensor #2 (216), but a second switch (SW2) (215) By adjusting the time corresponding to the on-time of , the boosting voltage output from the
또한, 제어부(MCU)(214)는 상기 제2 전류값(일명, 부스팅 전류값)에 의거하여, 제2 스위치(SW2)(215)에 과전류가 발생하는지 여부를 결정하고, 제2 스위치(SW2)(215)에 과전류가 발생하는 경우, 제2 스위치부(SW2)(215)의 온/오프 시간을 제어하여 부스터부(212)의 부스팅 전압을 미리 설정된 감소폭 단위로 감소시킴으로써, 제2 스위치(SW2)(215)에 흐르는 전류의 양을 감소시킬 수 있다. 한편, 제어부(MCU)(214)는 제1 스위치(SW1)(211)를 오픈시킴으로써, 스트링 옵티마(210)로 인가되는 전압을 차단하도록 하여 제2 스위치(SW2)(215)에 흐르는 과전류를 원천적으로 차단하도록 할 수도 있다. In addition, the control unit (MCU) 214 determines whether overcurrent occurs in the second switch (SW2) 215 based on the second current value (aka, boosting current value), and the second switch SW2 ) (215), by controlling the on/off time of the second switch unit (SW2) 215 to reduce the boosting voltage of the
이와 같이, 본 발명은 제2 스위치(SW2)(215)에 흐르는 전류값을 모니터링하고, 그 결과에 의해, 제2 스위치(SW2)(215)의 온/오프를 제어함으로써, 순간적인 돌입 전류, 또는 MPPT 과정 중에 발생하는 과전류 등에 의해 제2 스위치(SW2)(215)가 전기적인 오류를 일으키지 않도록 할 수 있다.As such, the present invention monitors the value of the current flowing through the second switch (SW2) 215, and as a result, by controlling the on/off of the second switch (SW2) 215, an instantaneous inrush current, Alternatively, the second switch (SW2) 215 may be prevented from causing an electrical error due to an overcurrent generated during the MPPT process.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소프트 스타트 제어 방법에 대한 처리 흐름도들이다. 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소프트 스타트 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.3 to 5 are flowcharts of a soft start control method according to an embodiment of the present invention. A soft start control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .
먼저, 단계 S110에서는, 스트링 옵티마(210)의 동작 초기에 발생하는 돌입 전류 문제를 해결하기 위해, 제어부(MCU)(214)는 소프트 스타트 제어를 수행한다. First, in step S110 , in order to solve the problem of inrush current occurring at the initial stage of operation of the
이를 위해, 단계 S111에서는, 제어부(MCU)(214)가 제1 스위치(211)의 온/오프 타임을 초기화한다. 즉, 단계 S111에서, 제어부(MCU)(214)는 제1 PWM 제어신호에 의거하여, 제1 스위치(211)의 온/오프 타임을 초기화하되, 제1 스위치(211)의 온-타임이 1%, 오프-타임이 99%가 되도록 상기 제1 PWM 제어신호의 듀티비를 결정함으로써, 제1 스위치(211)의 온/오프 타임을 초기화할 수 있다. 이 때, 상기 제1 PWM 제어신호의 초기 듀티비는 태양광 발전 시스템의 동작 성능에 따라 다르게 설정할 수 있다.To this end, in step S111 , the control unit (MCU) 214 initializes the on/off time of the
단계 S112에서는, 제어부(MCU)(214)가 상기 설정된 제1 PWM 제어 신호의 듀티비에 의거하여, 스트링 옵티마(210)의 출력 전류값을 제어한다. 즉, 단계 S112에서, 제어부(MCU)(214)는, 상기 제1 PWM 제어 신호의 듀티비에 의거하여 제1 스위치(211)의 온 타임을 제어함으로써, 스트링 옵티마의 출력 전류값을 제어한다. In step S112 , the controller (MCU) 214 controls the output current value of the
단계 S113에서는, 제1 전류센서(213)가 상기 스트링 옵티마의 출력 전압으로부터 실시간 출력 전류값을 감지한다. 즉, 단계 단계 S113에서는, 제어부(MCU)(214)가 제1 전류센서(213)로부터 상기 실시간 출력 전류값을 전달받을 수 있다.In step S113, the first
단계 S114에서는, 제어부(MCU)(214)가 상기 실시간 출력 전류값이 미리 설정된 설정값과 같은지 여부를 비교한다. 이 때, 상기 미리 설정된 설정값은 인버터(300)의 동작 전류값일 수 있다. In step S114, the control unit (MCU) 214 compares whether the real-time output current value is equal to a preset set value. In this case, the preset setting value may be an operating current value of the
상기 비교 결과, 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값 보다 작은 경우, 단계 S115에서는, 제어부(MCU)(214)가 제1 스위치(SW1)(211)의 온/오프 타임을 조절하여 상기 실시간 출력 전류값을 미리 설정된 증가폭 단위로 증가시킨다. 이를 위해, 제어부(MCU)(214)는 상기 제1 PWM 제어신호의 듀티비를 조절하되, 제1 스위치(SW1)(211)의 온-타임에 대응하는 시간을 1%, 2%, …, 5% 등과 같이 증가시킴으로써, 스트링 옵티마(210)의 출력 전압을 점차적으로 증가시킬 수 있다.As a result of the comparison, if the real-time output current value is smaller than the operating current value of the inverter, in step S115, the controller (MCU) 214 adjusts the on/off times of the first switches SW1 and 211 to Increases the real-time output current value in preset increment units. To this end, the controller (MCU) 214 adjusts the duty ratio of the first PWM control signal, and sets the time corresponding to the on-time of the first switch (SW1) 211 by 1%, 2%, ... , 5%, etc., it is possible to gradually increase the output voltage of the
한편, 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값과 같아질 때까지, 제어부(MCU)(214)는 상기 단계 S112 내지 단계 S115를 반복 수행하고, 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값과 같아지면, 단계 S116에서, 제어부(MCU)(214)는 상기 제1 PWM 제어신호의 듀티비(일명, 출력 제어용 듀티비)를 고정한다. 즉, 단계 S116에서는, 제어부(MCU)(214)가 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값과 같아졌을 때의 값으로 상기 제1 PWM 제어신호의 듀티비를 고정한다.On the other hand, until the real-time output current value becomes equal to the operating current value of the inverter, the controller (MCU) 214 repeatedly performs the steps S112 to S115, and the real-time output current value is the operating current of the inverter. When the value is equal to the value, in step S116, the control unit (MCU) 214 fixes the duty ratio (aka, the duty ratio for output control) of the first PWM control signal. That is, in step S116, the control unit (MCU) 214 fixes the duty ratio of the first PWM control signal to a value when the real-time output current value is equal to the operating current value of the inverter.
이와 같이, 소프트 스타트 제어에 의해, 스트링 옵티마(210)의 출력 전류가 인버터의 동작 전류까지 서서히 상승하여 인버터가 동작하기 시작하면, 단계 S120에서, 제어부(MCU)(214)는 인버터의 MPPT 요청에 응답하여 부스팅을 수행한다. 즉, 단계 S120에서는, 제어부(MCU)(214)가 부스터부(212)의 부스팅 전압을 모니터링하여, 상기 부스팅 전압을 제어하는 부스팅 제어를 수행한다.As such, when the output current of the
이를 위해, 먼저, 단계 S121에서, 제어부(MCU)(214)는 부스팅 전류를 감지한다. 즉, 단계 S121에서는, 제어부(MCU)(214)가 제2 전류센서(216)로부터 제2 스위치(SW2)(215)에 흐르는 부스팅 전류값을 전달받는다. To this end, first, in step S121, the control unit (MCU) 214 detects the boosting current. That is, in step S121 , the control unit (MCU) 214 receives the boosting current value flowing through the
단계 S122에서는, 제어부(MCU)(214)가 실시간 출력 전류값을 감지한다. 즉, 단계 S122에서, 제어부(MCU)(214)는, 제1 전류센서(213)로부터 스트링 옵티마(210)의 실시간 출력 전류값을 전달받는다.In step S122, the control unit (MCU) 214 detects a real-time output current value. That is, in step S122 , the controller (MCU) 214 receives the real-time output current value of the
단계 S123에서는, 제어부(MCU)(214)가 상기 부스팅 전류값과, 상기 실시간 출력 전류를 비교한다. In step S123, the control unit (MCU) 214 compares the boosting current value and the real-time output current.
상기 단계 S123의 비교결과, 상기 부스팅 전류값이 상기 실시간 출력 전류 보다 낮은 경우, 단계 S124에서 제어부(MCU)(214)는 제2 스위치부(SW2)(215)의 온 타임이 증가하도록 상기 제2 PWM 제어신호의 듀티비를 조절함으로써 부스팅 전압을 증가시킨다.As a result of the comparison in step S123, when the boosting current value is lower than the real-time output current, in step S124, the control unit (MCU) 214 controls the second switch unit (SW2) 215 to increase the on-time. By adjusting the duty ratio of the PWM control signal, the boosting voltage is increased.
한편, 상기 단계 S123의 비교결과, 상기 부스팅 전류값이 상기 실시간 출력 전류 보다 높은 경우, 단계 S125에서, 제어부(MCU)(214)는 제2 스위치부(SW2)(215)에 과전류가 발생했는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 과전류 발생시, 단계 S126에서, 제어부(MCU)(214)는 제2 스위치부(SW2)(215)의 온 타임이 감소하도록 상기 제2 PWM 제어신호의 듀티비를 조절함으로써 부스팅 전압을 감소시킨다. On the other hand, as a result of the comparison in step S123, if the boosting current value is higher than the real-time output current, in step S125, the controller (MCU) 214 determines whether an overcurrent has occurred in the second switch unit (SW2) (215) check As a result of the check, when an overcurrent occurs, in step S126, the control unit (MCU) 214 adjusts the duty ratio of the second PWM control signal so that the on-time of the second switch unit SW2 and 215 decreases, thereby increasing the boosting voltage. Reduce.
또한, 상기 과전류 발생시, 제어부(MCU)(214)는 제1 스위치(SW1)(211)를 오픈시킴으로써, 스트링 옵티마(210)로 인가되는 전압을 차단하도록 하여 제2 스위치(SW2)(215)에 흐르는 과전류를 원천적으로 차단하도록 하는 입력 차단 단계(미도시)를 더 수행할 수도 있다.In addition, when the overcurrent occurs, the control unit (MCU) 214 opens the first switch (SW1) 211 to cut off the voltage applied to the
이와 같이, 본 발명은 스트링 옵티마(210)의 출력 전압을 제어하기 위한 제1 스위치(SW1)(211) 및 부스팅 전압을 제어하기 위한 제2 스위치(SW2)(215)를 구비하고, 스트링 옵티마(210)의 출력 전압 및 부스팅 전압에 대응한 전류값을 모니터링하여, 제1 스위치(SW1)(211) 및 제2 스위치(SW2)(215)의 온 타임을 제어함으로써, 순간적인 돌입 전류, 또는 MPPT 과정 중에 발생하는 과전류 등에 의해 태양광 발전 시스템을 구성하는 소자, 또는 장치들(예컨대, 제2 스위치(SW2)(215))이 파손되거나, 전기적인 오류를 일으키지 않도록 할 수 있다.As such, the present invention includes a first switch (SW1) 211 for controlling the output voltage of the
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention is easily changed from the embodiment by a person skilled in the art to which the present invention belongs and recognized as equivalent. including all changes and modifications to the scope of
100: 태양광 스트링 200: 접속반
210: 스트링 옵티마 211: 제1 스위치
212: 부스터부 213: 제1 전류센서
214: 제어부(MCU) 215: 제2 스위치
216: 제2 전류센서 300: 인버터100: solar string 200: connection panel
210: string optima 211: first switch
212: booster 213: first current sensor
214: control unit (MCU) 215: second switch
216: second current sensor 300: inverter
Claims (6)
미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 온/오프 제어에 의해, 상기 태양광 스트링으로부터 입력되는 전류의 양을 제어하되, 돌입 전류의 발생으로 인한 전기적인 오류를 방지하기 위해, 상기 스트링 옵티마의 출력 전류값이 점차적으로 증가되도록, 상기 태양광 스트링으로부터 입력되는 전류의 양을 제어하는 제1 스위치;
상기 태양광 스트링으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 부스터부;
상기 제어부의 온/오프 제어에 의해, 상기 부스터부의 부스팅 전압을 제어하는 제2 스위치;
상기 스트링 옵티마의 출력 전류를 감지하는 제1 전류센서; 및
상기 제2 스위치와 접지 사이에 연결되어, 상기 제2 스위치에 흐르는 부스팅 전류값을 감지하는 제2 전류센서를 포함하고,
상기 제어부는
상기 제1 및 제2 스위치의 온/오프를 제어하되,
상기 제1 전류센서에서 감지된 출력 전류값이 미리 설정된 인버터 동작 전류값이 될 때까지, 상기 출력 전류값이 미리 설정된 증가폭 단위로 증가하도록, 상기 제1 스위치의 온/오프시간을 조절하고,
상기 제2 전류센서에서 감지된 상기 부스팅 전류값에 의거하여 상기 제2 스위치에 과전류의 발생 여부를 결정한 후, 상기 제2 스위치에 과전류가 발생한 경우 상기 제2 스위치에 흐르는 전류의 양을 감소시키도록, 상기 제2 스위치의 온/오프 시간을 조절하여 상기 부스팅 전압을 미리 설정된 감소폭 단위로 감소시키는 것을 특징으로 하는 소프트 스타트 기능이 구비된 스트링 옵티마.In the string optima that is connected between the solar string constituting the solar power generation system and the inverter and outputs by boosting or bypassing the voltage applied from the solar string,
a controller for controlling the operation of the string optima based on a preset control algorithm;
The amount of current input from the solar string is controlled by the on/off control of the controller, but in order to prevent an electrical error due to the generation of inrush current, the output current value of the string optima is gradually increased , a first switch for controlling the amount of current input from the solar string;
a booster unit for boosting or bypassing the voltage transmitted from the solar string and outputting it;
a second switch for controlling the boosting voltage of the booster unit by on/off control of the control unit;
a first current sensor sensing an output current of the string optima; and
A second current sensor connected between the second switch and the ground to sense a boosting current value flowing through the second switch,
the control unit
Controls on/off of the first and second switches,
until the output current value sensed by the first current sensor becomes a preset inverter operating current value, the on/off time of the first switch is adjusted so that the output current value increases in a preset increment unit,
After determining whether overcurrent occurs in the second switch based on the boosting current value sensed by the second current sensor, when overcurrent occurs in the second switch, the amount of current flowing through the second switch is reduced , A string optima with a soft start function, characterized in that by adjusting the on/off time of the second switch to decrease the boosting voltage by a preset reduction unit.
상기 제2 스위치에 과전류가 발생하는 경우,
상기 제1 스위치를 개방하여, 상기 스트링 옵티마로 인가되는 전압을 차단하는 것을 특징으로 하는 소프트 스타트 기능이 구비된 스트링 옵티마.According to claim 1, wherein the control unit
When an overcurrent occurs in the second switch,
A string optima with a soft start function, characterized in that by opening the first switch, the voltage applied to the string optima is cut off.
상기 스트링 옵티마의 입력단에 연결되어 상기 태양광 스트링으로부터 입력되는 전류의 양을 제어하는 제1 스위치의 온/오프 타임을 초기화하는 초기화단계;
상기 스트링 옵티마의 출력 전압으로부터 실시간 출력 전류값을 감지하는 제1 전류 감지단계;
상기 실시간 출력 전류값과 상기 인버터의 동작 전류값을 비교하는 비교단계;
돌입 전류의 발생으로 인한 전기적인 오류를 방지하기 위해, 상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값 보다 작으면 상기 제1 스위치의 온/오프 타임을 조절하여 상기 실시간 출력 전류값을 미리 설정된 증가폭 단위로 증가시키는 출력 전류 제어단계;
상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류값과 같아질 때까지, 상기 제1 전류 감지단계, 상기 비교단계, 및 상기 출력 전류 제어단계를 반복하는 반복단계; 및
상기 실시간 출력 전류값이 상기 인버터의 동작 전류와 같아지고, 상기 인버터가 동작하여 상기 스트링 옵티마의 부스팅이 개시되면, 상기 부스팅 전압을 모니터링하여, 상기 부스팅 전압을 제어하는 부스팅 제어단계를 포함하되,
상기 부스팅 제어단계는
온/오프 타임 조절에 의해 상기 부스팅 전압을 제어하는 제2 스위치에 흐르는 부스팅 전류값을 감지하고, 상기 부스팅 전류값에 의거하여 상기 제2 스위치에 과전류의 발생 여부를 결정한 후, 상기 제2 스위치에 과전류가 발생한 경우 상기 제2 스위치에 흐르는 전류의 양을 감소시키도록, 상기 제2 스위치의 온/오프 시간을 조절하여 상기 부스팅 전압을 미리 설정된 감소폭 단위로 감소시키는 것을 특징으로 하는 소프트 스타트 제어 방법.In the soft start control method using a string optima connected between a solar string constituting a solar power generation system and an inverter, and outputting a voltage applied from the solar string by boosting or bypassing,
an initialization step of initializing an on/off time of a first switch connected to the input terminal of the string optima to control the amount of current input from the solar string;
a first current sensing step of sensing a real-time output current value from the output voltage of the string optima;
a comparison step of comparing the real-time output current value with an operating current value of the inverter;
To prevent electrical errors caused by inrush currents, an output current control step of increasing the real-time output current value by a preset increment by adjusting an on/off time of the first switch when the real-time output current value is smaller than the operating current value of the inverter;
a repeating step of repeating the first current sensing step, the comparing step, and the output current controlling step until the real-time output current value becomes equal to the operating current value of the inverter; and
When the real-time output current value becomes equal to the operating current of the inverter and the inverter operates and boosting of the string optimizer is started, a boosting control step of monitoring the boosting voltage and controlling the boosting voltage;
The boosting control step is
After detecting a boosting current value flowing through a second switch that controls the boosting voltage by on/off time control, and determining whether overcurrent occurs in the second switch based on the boosting current value, the second switch Soft start control method, characterized in that by adjusting the on/off time of the second switch to reduce the amount of current flowing through the second switch when an overcurrent occurs, the boosting voltage is reduced by a preset reduction width unit.
상기 제2 스위치에 과전류가 발생하는 지 여부를 감시하는 과전류 감시 단계를 더 포함하고,
상기 제2 스위치에 과전류 발생시, 상기 제1 스위치를 개방하여, 상기 스트링 옵티마로 인가되는 전압을 차단하는 것을 특징으로 하는 소프트 스타트 제어 방법.5. The method of claim 4,
Further comprising an overcurrent monitoring step of monitoring whether overcurrent occurs in the second switch,
When an overcurrent occurs in the second switch, the first switch is opened to cut off the voltage applied to the string optima.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102536113B1 (en) * | 2022-12-23 | 2023-05-26 | 주식회사 스마트파워 | String optima that is turned on/off by comparing power generation per string, solar power generation system including the same, and method for controlling its output |
| WO2023101162A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 주식회사 스마트파워 | String optimizer having soft-start function, and soft-start control method using same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130130428A (en) * | 2012-05-22 | 2013-12-02 | 주식회사 케이디파워 | Output optimization string-optima and solar power system comprise thereof and solar power generation method using the same |
| KR102281878B1 (en) * | 2021-04-13 | 2021-07-26 | 주식회사 케이디티 | System for generating solar power including voltage boosting device for each string |
| KR102301613B1 (en) | 2021-01-22 | 2021-09-14 | 퍼스트실리콘 주식회사 | Power optimizer with protection circuit for solar power generation system |
| KR102318535B1 (en) * | 2020-12-31 | 2021-10-28 | 주식회사 엘파워 | String-optima with string leakage current detection and trip function of solar power generation system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101641962B1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-07-26 | 숭실대학교산학협력단 | Power control method for least power point tracking control and apparatus thereof |
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-
2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130130428A (en) * | 2012-05-22 | 2013-12-02 | 주식회사 케이디파워 | Output optimization string-optima and solar power system comprise thereof and solar power generation method using the same |
| KR102318535B1 (en) * | 2020-12-31 | 2021-10-28 | 주식회사 엘파워 | String-optima with string leakage current detection and trip function of solar power generation system |
| KR102301613B1 (en) | 2021-01-22 | 2021-09-14 | 퍼스트실리콘 주식회사 | Power optimizer with protection circuit for solar power generation system |
| KR102281878B1 (en) * | 2021-04-13 | 2021-07-26 | 주식회사 케이디티 | System for generating solar power including voltage boosting device for each string |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023101162A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 주식회사 스마트파워 | String optimizer having soft-start function, and soft-start control method using same |
| KR102536113B1 (en) * | 2022-12-23 | 2023-05-26 | 주식회사 스마트파워 | String optima that is turned on/off by comparing power generation per string, solar power generation system including the same, and method for controlling its output |
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