KR20100034607A - Hybrid power-supplying apparatus - Google Patents

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KR20100034607A
KR20100034607A KR1020080093834A KR20080093834A KR20100034607A KR 20100034607 A KR20100034607 A KR 20100034607A KR 1020080093834 A KR1020080093834 A KR 1020080093834A KR 20080093834 A KR20080093834 A KR 20080093834A KR 20100034607 A KR20100034607 A KR 20100034607A
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smoothing
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이승혁
백승원
박성민
오재윤
김대현
박태영
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A hybrid power supply apparatus is provided to improve power supply efficiency by simultaneously or individually supplying power from a common power and renewable power. CONSTITUTION: A first conversion unit(100) changes a commercial AC power source(600) to a first DC power source. A second conversion unit(400) changes a second DC power source(700) supplied from a power supply unit to a first DC power source. A smoothing unit(200) smoothes a first DC power source transformed by a first conversion unit or a first DC power source transformed with a second conversion unit. The second conversion unit is connected between the first conversion unit and smoothing unit in parallel. A blockade unit(500) secludes connection between the first conversion unit and the second conversion unit and connection between the second conversion unit and the smoothing unit.

Description

하이브리드 전력 공급 장치{Hybrid Power-Supplying Apparatus}Hybrid Power-Supplying Apparatus

본 발명은 하이브리드 전력 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중복된 변환 장치의 사용을 최소화하고, 상용 전원과 신재생 발전 전원으로부터 동시에 또는 각각 전원을 공급하고, 신재생 발전 전원으로부터의 공급 전력 중 잉여분을 상용 전원으로 공급하는 하이브리드 전력 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power supply, and more particularly, to minimize the use of redundant converters, to supply power from a commercial power source and a renewable power source simultaneously or separately, The present invention relates to a hybrid power supply for supplying surplus to commercial power.

에너지원으로 풍력, 태양광, 연료전지 등을 이용하는 경우에 있어서, 각각의 독립적이고, 전용의 전력변환장치 및 이를 제어하는 장치를 제조 또는 사용한다.In the case of using wind, solar, fuel cells, etc. as an energy source, each independent and dedicated power converter and a device for controlling the same are manufactured or used.

풍력을 이용하는 경우, 교류-직류 변환장치(AC-DC Converter, 컨버터)와 직류-교류 변환장치(DC-AC Converter, Inverter, 인버터)를 직렬로 연결하여 부하 또는 전력 계통을 연계하는 전력변환장치와 풍속과 터빈의 속도에 의하여 발생하는 최대전력을 추종하도록 하는 최대출력점 추종제어를 사용한다.In case of using wind power, AC-DC Converter (AC-DC Converter) and DC-AC Converter (DC-AC Converter, Inverter, Inverter) are connected in series and power converter that connects load or power system. Maximum output point following control is used to follow the maximum power generated by wind speed and turbine speed.

한편, 연료전지 또는 태양광을 이용하는 경우, 직류-직류 승압장치(DC-DC Booster)와 직류-교류 변환장치(Inverter)를 이용하여 부하 또는 전력 계통을 연계하는 전력변환장치와 운전조건이나 태양광 일사 조건에 따라 얻을 수 있는 최대전력을 출력하기 위한 제어 알고리즘 및 이를 탑재한 제어장치를 사용한다.On the other hand, in the case of using a fuel cell or solar light, a DC-DC booster and a DC-DC converter (Inverter) using a power converter that connects the load or power system and operating conditions or solar light The control algorithm and the control device equipped with the same are used to output the maximum power that can be obtained according to the solar condition.

따라서, 전력변환의 측면에서는 컨버터와 인버터를 직렬로 연결하여 입력전원과 부하 또는 전력계통을 연계하는 공통점이 있고, 제어장치의 측면에서는 에너지원의 입력을 받는 부분과 입력 전원의 여러 데이터로부터 연산하여 최대전력을 출력할 수 있도록 최대 출력점을 구하고, 이를 출력 기준 신호로 하여 전압 또는 전류 명령으로 변환한 후에 인버터의 반도체 스위치를 스위칭하는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호를 출력하는 공통점이 있다.Therefore, in terms of power conversion, the converter and the inverter are connected in series to connect the input power and the load or the power system, and in terms of the control device, it is calculated from the data receiving part of the energy source and various data of the input power. Find the maximum output point to output the maximum power, and convert it into a voltage or current command using the output reference signal, and then output a pulse width modulation (PWM) signal that switches the semiconductor switch of the inverter. have.

한편, 공기 조화기 등의 압축기(compressor)에 이용되는 모터를 구동함에 있어서, 상용 교류 전원을 직류로 변환하고(converting), 변환된 직류 전원으로부터 모터 구동에 필요한 교류 전원을 다시 변환하여(inverting) 상기 모터에 전원을 공급한다.On the other hand, in driving a motor used in a compressor such as an air conditioner, converting commercial AC power to direct current (AC), and converting the AC power required for driving the motor from the converted DC power again (inverting). Supply power to the motor.

여기에 태양광 등의 신재생 발전설비로부터 발전된 전원을 부가할 수 있는데, 이렇게 부가하여 사용하는 경우, 상용 전원과 신재생 발전 전원으로부터 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환함에 있어서 각각 변환 장치를 사용함으로써 제조 원가가 상승하고, 부피가 커지며, 전력 품질에 악영향을 주는 문제점이 있다.In this case, a power source generated from a renewable energy generation facility such as solar light may be added. In this case, a converter is used to convert DC power input from commercial power source and renewable power source into AC power. As a result, manufacturing costs increase, volume increases, and there is a problem that adversely affect the power quality.

본 발명은 중복된 변환 장치의 사용을 최소화하고, 상용 전원과 신재생 발전 전원으로부터 동시에 또는 각각 전원을 공급할 수 있도록 한 하이브리드 전력 공급 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid power supply device capable of minimizing the use of redundant converters and supplying power simultaneously or separately from commercial power and renewable power.

또한, 상기 하이브리드 전력 공급 장치를 기반으로 부하 전력 및 상기 신재생 발전 전원으로부터 공급된 공급 전력을 비교하여, 잉여 전력을 상용 전원으로 공급할 수 있도록 한 하이브리드 전력 공급 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid power supply device capable of supplying surplus power to commercial power by comparing load power and supply power supplied from the renewable power generation based on the hybrid power supply device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 상용 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛과, 상기 상용 교류 전원과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하여 공급하는 제2 변환유닛과, 상기 제1 변환유닛을 통해 변환된 제1 직류 전원 또는 상기 제2 변환유닛을 통해 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛을 포함하여 구성된다.The hybrid power supply apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises a first conversion unit for converting a commercial AC power source into a first DC power source, and a second DC power source supplied from a power supply unit independent of the commercial AC power source; And a smoothing unit for smoothing the first DC power converted through the first conversion unit or the first DC power converted through the second conversion unit. do.

본 발명에 따라 중복된 변환 장치의 사용을 최소화함으로써 제조 원가를 줄이고, 부피를 감소시키며, 전력 품질을 향상시키는 효과가 있다.Minimizing the use of redundant converters in accordance with the present invention has the effect of reducing manufacturing costs, reducing volume, and improving power quality.

또한, 본 발명에 따라 신재생 발전 설비로부터의 공급 전력 중 잉여 전력을 상용 전원으로 공급할 수 있도록 함으로써 상용 전원으로부터의 전력 소비를 줄이 고, 오염을 감소시키는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to supply the surplus power of the power supplied from the renewable power generation facilities to the commercial power source has the effect of reducing the power consumption from the commercial power source, and reduces pollution.

본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 상용 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛과, 상기 상용 교류 전원과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하여 공급하는 제2 변환유닛과, 상기 제1 변환유닛을 통해 변환된 제1 직류 전원 또는 상기 제2 변환유닛을 통해 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛을 포함하여 구성된다.The hybrid power supply apparatus according to the present invention converts a first conversion unit for converting commercial AC power into a first DC power, and a second DC power supplied from a power supply unit independent of the commercial AC power to a first DC power And a second converting unit for supplying and a smoothing unit for smoothing the first DC power converted through the first conversion unit or the first DC power converted through the second conversion unit.

본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 상용 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛과, 상기 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛과, 상기 평활된 제1 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터에 공급하는 직류/교류 변환유닛을 구비한 하이브리드 전원 공급 장치에 있어서, 상기 상용 교류 전원과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하여 상기 평활유닛에 공급하는 제2 변환유닛을 포함하여 구성된다.The hybrid power supply apparatus according to the present invention includes a first conversion unit for converting commercial AC power into a first DC power source, a smoothing unit for smoothing the converted first DC power source, and the smoothed first DC power source AC power source. A hybrid power supply having a DC / AC conversion unit for converting the power supply to a motor, the second power supply being supplied from a power supply unit independent of the commercial AC power supply to a first DC power supply to the smoothing unit. It is comprised including the 2nd conversion unit which supplies.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a hybrid power supply apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전력 공급 장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 상용 교류 전원(600)을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛(100)과, 상기 상용 교류 전원(600)과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원(700)을 제1 직류 전원으로 변환하여 공급하는 제2 변환유닛(400)과, 상 기 제1 변환유닛(100)을 통해 변환된 제1 직류 전원 또는 상기 제2 변환유닛(400)을 통해 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛(200)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제2 변환유닛(400)은, 상기 제1 변환유닛(100)과 상기 평활유닛(200)에 사이에 병렬 연결된다. 여기서, 상기 독립된 전원공급유닛은 신재생 에너지 발전 설비를 통해 발전된 전력을 공급한다.1 is a block diagram schematically illustrating a hybrid power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the hybrid power supply apparatus according to the present invention uses a commercial AC power source 600 as a first DC power source. A second conversion unit 400 for converting the first DC power supply unit 100 and the second DC power supply 700 supplied from a power supply unit independent of the commercial AC power supply 600 into a first DC power supply. ), And a smoothing unit 200 for smoothing the first DC power converted through the first conversion unit 100 or the first DC power converted through the second conversion unit 400. . Here, the second conversion unit 400 is connected in parallel between the first conversion unit 100 and the smoothing unit 200. Here, the independent power supply unit supplies the generated power through the renewable energy generation facility.

제1 변환유닛(100)은 교류 전원을 변환하여 상기 평활유닛(200)에 직류 전원을 공급하는 교류/직류 변환장치(AC-DC Converter, Converter)이다.The first conversion unit 100 is an AC / DC converter (AC-DC converter, converter) for converting AC power to supply DC power to the smoothing unit 200.

제2 변환유닛(400)은 직류 전원을 입력받아 직류 전원을 공급하는 직류/직류 변환장치(DC-DC Converter)로서, 신재생 에너지 발전 설비로부터 출력된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환한다.The second conversion unit 400 is a DC-DC converter that receives DC power and supplies DC power, and converts the second DC power output from the renewable energy generation facility into the first DC power. do.

평활유닛(200)은 제1 직류 전원으로 변환한 후, 리플(ripple)을 제거하는 소자로서, 평활유닛(200)으로는 도 1과 같이 간단하게 커패시터를 이용할 수 있다. 즉, 상기 평활유닛(200)은 제1 변환유닛(100)을 통해 상용 교류 전원으로부터 변환된 제1 직류 전원 또는 제2 변환유닛(400)을 통해 제2 직류 전원으로부터 변환된 제1 직류 전원을 평활화하여 직류/교류 변환유닛(Inverter)으로 출력한다.The smoothing unit 200 is a device for removing ripple after converting to a first DC power source, and the smoothing unit 200 may simply use a capacitor as illustrated in FIG. 1. That is, the smoothing unit 200 converts the first DC power converted from the commercial AC power through the first conversion unit 100 or the first DC power converted from the second DC power through the second conversion unit 400. Smooth it and output it to DC / AC converter.

즉, 본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 전원공급유닛으로부터 입력된 전원(700)을 변환하여 상용 교류 전원(600)에 연결하지 아니하고, 상용 교류 전원(600)을 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛의 출력단, 즉 평활유닛(200)의 입력단에 직접 연결함으로써, 전원공급유닛으로부터 입력된 전원을 상용 교류 전원(600)과 같은 형태로 변환하는 데 필요한 회로 및 소자를 간소화할 수 있다. 따 라서, 상기 평활유닛(200)에 상기 제1 변환유닛(100)과 상기 제2 변환유닛(400)이 병렬로 연결된다. 예를 들어, 공기 조화 시스템에 연결하는 경우에 상기 신재생 에너지 발전설비로부터 발전된 전력은 시스템의 평활유닛, 즉 DC Link(Bus)에 연결되고, 전류 제어함으로써 실외기 내 압축기 모터를 구동하게 된다.That is, the hybrid power supply device according to the present invention converts the power 700 input from the power supply unit and does not connect to the commercial AC power source 600, but converts the commercial AC power source 600 to DC power. By directly connecting to the output terminal of the unit, that is, the input terminal of the smoothing unit 200, it is possible to simplify the circuits and elements required to convert the power input from the power supply unit into the same form as the commercial AC power source 600. Therefore, the first conversion unit 100 and the second conversion unit 400 are connected to the smoothing unit 200 in parallel. For example, when connected to an air conditioning system, the power generated from the renewable energy generation facility is connected to the smoothing unit of the system, that is, DC Link (Bus), and drives the compressor motor in the outdoor unit by controlling the current.

한편, 상기 신재생 에너지 발전 설비의 에너지원으로는 풍력, 태양광, 연료전지 등 신재생 에너지 중 하나가 사용된다. 이 경우, 에너지원의 종류에 따라 전원의 종류가 달라진다. 즉, 상기 전원공급유닛의 제2 전원(700)의 전단에 변환유닛을 더 구비하여, 신재생 에너지 중 하나로부터 직류 또는 교류 전원이 입력되면, 이를 변환하여 직류 전원을 출력한다. 상기 변환유닛(미도시)은 상기 입력 전원이 직류 전원이면 승압 회로로 동작하고, 상기 입력 전원이 교류 전원이면 풀브리지(Full-Bridge) 회로로 동작한다.On the other hand, as an energy source of the renewable energy generation facility, one of renewable energy, such as wind, solar, fuel cell is used. In this case, the type of power source varies depending on the type of energy source. That is, a conversion unit is further provided in front of the second power supply 700 of the power supply unit, and when DC or AC power is input from one of the renewable energy, the DC power is converted and output. The conversion unit (not shown) operates as a booster circuit when the input power source is a DC power source, and operates as a full-bridge circuit when the input power source is an AC power source.

예를 들어, 상기 에너지원이 태양광 또는 연료전지이면 에너지원으로부터의 출력 전원이 직류 전원이 된다. 이 경우, 상기 변환유닛은 직류-직류 변환장치(DC-DC Converter), 즉 승압(Boost) 회로로 동작하게 되고, 낮은 전압의 태양광 전압을 계통 연계에 필요한 전압으로 승압한다. 한편, 상기 에너지원이 풍력이면 에너지원으로부터의 출력 전원이 교류 전원이 된다. 이 경우, 상기 변환유닛은 교류-직류 변환장치(AC-DC Converter), 즉 풀 브리지(Full Bridge) 회로로 동작하게 되고, 풍력발전기의 출력 전압인 가변전압 가변주파수(Variable Voltage Variable Frequency, VVVF) 교류 전압을 계통 연계를 위해 계통전압의 피크 값보다 큰 직류 전압으로 변환시킨다.For example, if the energy source is solar or fuel cell, the output power from the energy source is a direct current power source. In this case, the conversion unit operates as a DC-DC converter, that is, a boost circuit, and boosts a low voltage solar voltage to a voltage required for grid linkage. On the other hand, if the energy source is wind power, the output power from the energy source is an AC power source. In this case, the conversion unit operates as an AC-DC converter, that is, a full bridge circuit, and a variable voltage variable frequency (VVVF) which is an output voltage of the wind power generator. The AC voltage is converted to a DC voltage larger than the peak value of the grid voltage for grid linkage.

또한, 상기 하이브리드 전력 공급 장치는 상기 제2 변환유닛(400)과 상기 제1 변환유닛(100)과의 연결, 및 상기 제2 변환유닛(400)과 상기 평활유닛(200)과의 연결을 차단하는 차단유닛(500)을 더 포함한다. 여기서, 상기 차단유닛(500)은 circuit breaker로서, 신재생 에너지 발전 설비를 유지보수하는 등 신재생 에너지 발전 설비로부터의 전원과 상용 교류 전원에 의한 장치를 절연하고자 하는 경우에 이용된다. 상기 차단유닛(500)으로는 릴레이 등 기계적 또는 전기적 스위칭 소자를 이용할 수 있다.In addition, the hybrid power supply device cuts off the connection between the second conversion unit 400 and the first conversion unit 100 and the connection between the second conversion unit 400 and the smoothing unit 200. It further comprises a blocking unit (500). Here, the blocking unit 500 is a circuit breaker, and is used to insulate a device from a renewable energy power generation facility and a commercial AC power supply such as maintaining a renewable energy generation facility. As the blocking unit 500, a mechanical or electrical switching device such as a relay may be used.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 전력 공급 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.2 is a schematic view showing a hybrid power supply apparatus according to another embodiment of the present invention.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 상용 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛(100)과, 상기 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛(200)과, 상기 평활된 제1 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터에 공급하는 직류-교류 변환유닛(300)을 구비한 하이브리드 전원 공급 장치에 있어서, 상기 상용 교류 전원과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하여 상기 평활유닛에 공급하는 제2 변환유닛(400)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 독립된 전원공급유닛은 신재생 에너지 발전 설비를 통해 발전된 전력을 공급한다.As shown in the drawing, the hybrid power supply apparatus according to another embodiment of the present invention includes a first conversion unit 100 for converting commercial AC power to a first DC power, and smoothing the converted first DC power. A hybrid power supply comprising a unit 200 and a DC-AC conversion unit 300 for converting the smoothed first DC power into AC power and supplying the motor to the motor, wherein the power supply unit is independent of the commercial AC power. And a second conversion unit 400 which converts the second DC power supplied from the first DC power to the smoothing unit. Here, the independent power supply unit supplies the generated power through the renewable energy generation facility.

본 발명에 따른 하이브리드 전력 공급 장치는 전원공급유닛으로부터 입력된 전원(700)을 변환하여 상용 교류 전원(600)에 연결하지 아니하고, 상용 교류 전원(600)을 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛의 출력단, 즉 평활유닛(200)의 입 력단에 직접 연결함으로써, 전원공급유닛으로부터 입력된 전원을 상용 교류 전원(600)과 같은 형태로 변환하는 데 필요한 회로 및 소자를 간소화할 수 있다. 따라서, 상기 평활유닛(200)에 상기 제1 변환유닛(100)과 상기 제2 변환유닛(400)이 병렬로 연결된다. 예를 들어, 공기 조화 시스템에 연결하는 경우에 상기 신재생 에너지 발전설비로부터 발전된 전력은 시스템의 평활유닛, 즉 DC Link(Bus)에 연결되고, 전류 제어함으로써 실외기 내 압축기 모터를 구동하게 된다.The hybrid power supply apparatus according to the present invention converts the power 700 input from the power supply unit and does not connect to the commercial AC power source 600, but converts the commercial AC power source 600 into a DC power source. By directly connecting to the output terminal, that is, the input terminal of the smoothing unit 200, it is possible to simplify the circuits and elements required to convert the power input from the power supply unit into the same form as the commercial AC power source 600. Therefore, the first conversion unit 100 and the second conversion unit 400 are connected to the smoothing unit 200 in parallel. For example, when connected to an air conditioning system, the power generated from the renewable energy generation facility is connected to the smoothing unit of the system, that is, DC Link (Bus), and drives the compressor motor in the outdoor unit by controlling the current.

한편, 상기 신재생 에너지 발전 설비의 에너지원으로는 풍력, 태양광, 연료전지 등 신재생 에너지 중 하나가 사용된다. 이 경우, 에너지원의 종류에 따라 전원의 종류가 달라진다. 즉, 상기 전원공급유닛의 제2 전원(700)의 전단에 변환유닛을 더 구비하여, 신재생 에너지 중 하나로부터 직류 또는 교류 전원이 입력되면, 이를 변환하여 직류 전원을 출력한다. 상기 변환유닛(미도시)은 상기 입력 전원이 직류 전원이면 승압 회로로 동작하고, 상기 입력 전원이 교류 전원이면 풀브리지(Full-Bridge) 회로로 동작한다.On the other hand, as an energy source of the renewable energy generation facility, one of renewable energy such as wind power, solar light, and fuel cell is used. In this case, the type of power source varies depending on the type of energy source. That is, a conversion unit is further provided in front of the second power supply 700 of the power supply unit, and when DC or AC power is input from one of the renewable energy, the DC power is converted and output. The conversion unit (not shown) operates as a booster circuit when the input power source is a DC power source, and operates as a full-bridge circuit when the input power source is an AC power source.

예를 들어, 상기 에너지원이 태양광 또는 연료전지이면 에너지원으로부터의 출력 전원이 직류 전원이 된다. 이 경우, 상기 변환유닛은 직류-직류 변환장치(DC-DC Converter), 즉 승압(Boost) 회로로 동작하게 되고, 낮은 전압의 태양광 전압을 계통 연계에 필요한 전압으로 승압한다. 한편, 상기 에너지원이 풍력이면 에너지원으로부터의 출력 전원이 교류 전원이 된다. 이 경우, 상기 변환유닛은 교류-직류 변환장치(AC-DC Converter), 즉 풀 브리지(Full Bridge) 회로로 동작하게 되고, 풍력발전기의 출력 전압인 가변전압 가변주파수(Variable Voltage Variable Frequency, VVVF) 교류 전압을 계통 연계를 위해 계통전압의 피크 값보다 큰 직류 전압으로 변환시킨다.For example, if the energy source is solar or fuel cell, the output power from the energy source is a direct current power source. In this case, the conversion unit operates as a DC-DC converter, that is, a boost circuit, and boosts a low voltage solar voltage to a voltage required for grid linkage. On the other hand, if the energy source is wind power, the output power from the energy source is an AC power source. In this case, the conversion unit operates as an AC-DC converter, that is, a full bridge circuit, and a variable voltage variable frequency (VVVF) which is an output voltage of the wind power generator. The AC voltage is converted to a DC voltage larger than the peak value of the grid voltage for grid linkage.

또한, 하이브리드 전원 공급 장치는 상기 제2 변환유닛과 상기 제1 변환유닛과의 연결, 및 상기 제2 변환유닛과 상기 평활유닛과의 연결을 차단하는 차단유닛(500)을 더 포함한다. 여기서, 상기 차단유닛(500)은 circuit breaker로서, 신재생 에너지 발전 설비를 유지보수하는 등 신재생 에너지 발전 설비로부터의 전원과 상용 교류 전원에 의한 장치를 절연하고자 하는 경우에 이용된다. 상기 차단유닛(500)으로는 릴레이 등 기계적 또는 전기적 스위칭 소자를 이용할 수 있다.In addition, the hybrid power supply apparatus further includes a blocking unit 500 for disconnecting the connection between the second conversion unit and the first conversion unit and the connection between the second conversion unit and the smoothing unit. Here, the blocking unit 500 is a circuit breaker, and is used to insulate a device from a renewable energy power generation facility and a commercial AC power supply such as maintaining a renewable energy generation facility. As the blocking unit 500, a mechanical or electrical switching device such as a relay may be used.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 전원 공급 장치는 상기 전원공급유닛(700)으로부터 공급된 제2 직류 전원 전력이 상기 모터 구동 전력보다 큰 경우, 그 잉여 전력을 상기 상용 교류 전원으로 공급하는 제어 유닛(900)을 더 포함한다. 여기서, 상기 제어 유닛(900)은, 상기 부하 전력을 검출하는 검출 유닛(미도시)과, 상기 검출된 부하 전력과 상기 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원 전력을 비교하는 비교 유닛(미도시)을 포함한다.In addition, the hybrid power supply apparatus according to the present invention, when the second DC power source power supplied from the power supply unit 700 is greater than the motor drive power, the control unit 900 for supplying the surplus power to the commercial AC power source More). Here, the control unit 900 is a detection unit (not shown) for detecting the load power, and a comparison unit (not shown) for comparing the detected load power with a second DC power supply supplied from the power supply unit. ).

신재생 에너지 발전설비로부터 발전된 전력(공급전력)을 부하(부하전력)가 모두 소비하지 못하는 경우에 잉여 전력을 제1 변환유닛(AC-DC Converter)을 통해 상용 교류 전원으로 송전한다. 이때, 상용 교류 전원과 신재생 에너지 발전설비로부터 발전된 전원이 서로 연결되어 있지 아니하므로, 상기 제어유닛(900)은 상기 평활유닛(200)의 전압을 부하 변동에 따라 일정하게 유지하기 위하여 상기 제2 변환유닛(400)에 전류 제어를 수행하여야 한다.When the load (load power) does not consume all the electric power (supply power) generated from the renewable energy generation facility, the surplus power is transmitted to the commercial AC power through the first AC-DC converter. In this case, since the power generated from the commercial AC power and the renewable energy generation facility are not connected to each other, the control unit 900 maintains the voltage of the smoothing unit 200 constant in accordance with the load variation. Current control should be performed to the conversion unit 400.

예를 들어, 공기 조화 시스템에 연결하는 경우에 상기 신재생 에너지 발전설비로부터 발전된 전력은 시스템의 평활유닛(200)에 연결되고, 검출 유닛을 통해 검출된 실내기 및 실외기의 부하를 검출하고, 비교 유닛을 통해 상기 검출된 부하 전력과 상기 신재생 에너지 발전설비로부터 발전된 공급 전력을 비교한 다음, 상기 제어유닛(900)은 상기 평활유닛(200)의 전압을 부하 변동에 따라 일정하게 유지하기 위하여 상기 제2 변환유닛(400)에 전류 제어를 수행하고, 잉여 전력이 발생하면 상용 교류 전원으로 송전한다. 이 경우, 상기 제1 변환유닛은 단순한 다이오드의 형태가 아니라, 브리지 다이오드의 형태로서 순방향 및 역방향으로 전압, 전류가 이동할 수 있다. For example, when connected to an air conditioning system, the power generated from the renewable energy generation facility is connected to the smoothing unit 200 of the system, detects the load of the indoor unit and the outdoor unit detected through the detection unit, and compares the comparison unit. After comparing the detected load power and the supply power generated from the renewable energy generation facility through the control unit 900, the control unit 900 to maintain the voltage of the smoothing unit 200 constant in accordance with the load variation 2 The current control is performed to the conversion unit 400, and when excess power is generated, it is transmitted to a commercial AC power source. In this case, the first conversion unit is not in the form of a simple diode, but in the form of a bridge diode, voltage and current may move in the forward and reverse directions.

본 발명에 따라 전력 소자, 즉 변환 유닛(Converter)의 사용을 최소화함으로써 저가로 구현이 가능하고, 고속 스위칭 소자의 사용을 줄임으로써 전력 품질이 향상된다. 또한, 제1 변환유닛과 제2 변환유닛의 출력단이 공통의 평활유닛, 즉 DC Link(Bus)에 연결하여 상용 전원에 고장 발생 시 파급효과를 줄이고, 공기 조화 시스템 등에 응용하는 경우에 설비 용량을 증가시킬 수 있다.According to the present invention can be implemented at low cost by minimizing the use of a power device, that is, a converter (Converter), power quality is improved by reducing the use of a high-speed switching device. In addition, the output terminal of the first and second conversion unit is connected to a common smoothing unit, that is, DC Link (Bus) to reduce the ripple effect in the event of a failure in the commercial power supply, and to apply the facility capacity when applied to an air conditioning system, etc. Can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전력 공급 장치를 개략적으로 도시한 구성도;1 is a schematic view showing a hybrid power supply apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 전력 공급 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.2 is a schematic view showing a hybrid power supply apparatus according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 제1 변환 유닛 200: 평활 유닛100: first conversion unit 200: smoothing unit

300: 직류/교류 변환 유닛 400: 제2 변환 유닛300: DC / AC conversion unit 400: second conversion unit

500: 차단 유닛 600: 상용 교류 전원500: blocking unit 600: commercial AC power

700: 제2 직류 전원 800: 모터700: second DC power supply 800: motor

900: 제어 유닛900: control unit

Claims (9)

상용 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛;A first conversion unit converting the commercial AC power into the first DC power; 상기 상용 교류 전원과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하여 공급하는 제2 변환유닛; 및A second conversion unit converting and supplying a second DC power supplied from a power supply unit independent of the commercial AC power to a first DC power; And 상기 제1 변환유닛을 통해 변환된 제1 직류 전원 또는 상기 제2 변환유닛을 통해 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛;을 포함하는 하이브리드 전원 공급 장치.And a smoothing unit for smoothing the first DC power converted through the first conversion unit or the first DC power converted through the second conversion unit. 제1 항에 있어서, 상기 제2 변환유닛은,The method of claim 1, wherein the second conversion unit, 상기 제1 변환유닛과 상기 평활유닛에 사이에 병렬 연결되는 하이브리드 전원 공급 장치.And a hybrid power supply connected in parallel between the first conversion unit and the smoothing unit. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 변환유닛과 상기 제1 변환유닛과의 연결, 및 상기 제2 변환유닛과 상기 평활유닛과의 연결을 차단하는 차단유닛;을 더 포함하는 하이브리드 전원 공급 장치.And a blocking unit for disconnecting the connection between the second conversion unit and the first conversion unit and the connection between the second conversion unit and the smoothing unit. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원공급유닛은,According to any one of claims 1 to 3, wherein the power supply unit, 신재생 에너지 발전 설비를 통해 발전된 전력을 공급하는 하이브리드 전원 공급 장치.Hybrid power supply that supplies generated power through renewable energy generation facilities. 상용 교류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하는 제1 변환유닛과, 상기 변환된 제1 직류 전원을 평활화하는 평활유닛과, 상기 평활된 제1 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터에 공급하는 직류/교류 변환유닛을 구비한 하이브리드 전원 공급 장치에 있어서,A first conversion unit for converting commercial AC power to a first DC power source, a smoothing unit for smoothing the converted first DC power source, and a direct current / converter for converting the smoothed first DC power source to an AC power source and supplying the motor. In a hybrid power supply having an alternating current conversion unit, 상기 상용 교류 전원과 독립된 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원을 제1 직류 전원으로 변환하여 상기 평활유닛에 공급하는 제2 변환유닛;을 포함하는 하이브리드 전원 공급 장치.And a second conversion unit converting the second DC power supplied from the power supply unit independent of the commercial AC power into a first DC power and supplying the smoothing unit. 제5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제2 변환유닛과 상기 제1 변환유닛과의 연결, 및 상기 제2 변환유닛과 상기 평활유닛과의 연결을 차단하는 차단유닛;을 더 포함하는 하이브리드 전원 공급 장치.And a blocking unit for disconnecting the connection between the second conversion unit and the first conversion unit and the connection between the second conversion unit and the smoothing unit. 제5 항 또는 제6 항에 있어서, 상기 전원공급유닛은,The method of claim 5 or 6, wherein the power supply unit, 신재생 에너지 발전 설비를 통해 발전된 전력을 공급하는 하이브리드 전원 공급 장치.Hybrid power supply that supplies generated power through renewable energy generation facilities. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원 전력이 상기 모터 구동 전력보다 큰 경우, 그 잉여 전력을 상기 상용 교류 전원으로 공급하는 제어 유닛;을 더 포함하는 하이브리드 전원 공급 장치.And a control unit which supplies the surplus power to the commercial AC power when the second DC power supplied from the power supply unit is greater than the motor driving power. 제8 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,The method of claim 8, wherein the control unit, 상기 부하 전력을 검출하는 검출 유닛; 및A detection unit for detecting the load power; And 상기 검출된 부하 전력과 상기 전원공급유닛으로부터 공급된 제2 직류 전원 전력을 비교하는 비교 유닛;을 포함하는 하이브리드 전원 공급 유닛.And a comparing unit for comparing the detected load power with second DC power supplied from the power supply unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101122286B1 (en) * 2010-08-25 2012-03-21 주식회사 계명 Grid Connected Type Power Generation System combining Transmission with Reception using One Line and Method thereof, and Method for operating Load Unit
WO2014065454A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 주식회사 코아리버 Electric device connected with external adaptor and motor system
KR20160090121A (en) * 2015-01-21 2016-07-29 삼성에스디아이 주식회사 Hybrid Power Conversion System and Method for Determining Maximum Efficiency Using the Same

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