KR20100127034A - Photovoltaic generation system and method of control the same - Google Patents

Photovoltaic generation system and method of control the same Download PDF

Info

Publication number
KR20100127034A
KR20100127034A KR1020090045530A KR20090045530A KR20100127034A KR 20100127034 A KR20100127034 A KR 20100127034A KR 1020090045530 A KR1020090045530 A KR 1020090045530A KR 20090045530 A KR20090045530 A KR 20090045530A KR 20100127034 A KR20100127034 A KR 20100127034A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
converter
output
cell panel
solar
Prior art date
Application number
KR1020090045530A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101065247B1 (en
Inventor
박정욱
김승탁
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020090045530A priority Critical patent/KR101065247B1/en
Publication of KR20100127034A publication Critical patent/KR20100127034A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101065247B1 publication Critical patent/KR101065247B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A solar cell generating system and a control method thereof are provided to improve the output efficiency of a solar cell by eliminating noise between a solar cell panel and a DC-DC converter. CONSTITUTION: A solar cell panel(110) converts light energy into electrical energy. A DC-DC converter(120) boosts the output voltage of the solar cell panel. A comparison unit(130) outputs the difference between the output voltage and the set reference voltage of the solar cell panel. A controller(150) controls the DC-DC converter with the output signal from the comparison unit. A filter(140) eliminates noise between the solar cell panel and the DC-DC converter.

Description

태양광 발전 시스템 및 그 제어방법 {PHOTOVOLTAIC GENERATION SYSTEM AND METHOD OF CONTROL THE SAME}PV system and its control method {PHOTOVOLTAIC GENERATION SYSTEM AND METHOD OF CONTROL THE SAME}

본 발명의 일측면은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는,태양전지 패널과 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거할 수 있는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다. One aspect of the present invention relates to a photovoltaic power generation system, and more particularly, to a photovoltaic power generation system capable of removing noise components generated between a solar panel and a DC-DC converter.

태양광 발전 시스템은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지를 사용하여 발전을 하는 시스템으로 친환경 발전 방식으로 그 사용에 대한 관심이 높아지고 있다. 종래기술에 따른 태양광 발전 시스템은, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 패널 및 상기 태양전지 패널에서 출력되는 직류 전기를 승압하는 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. The photovoltaic power generation system is a system that generates power by using solar cells that convert light energy into electrical energy, and the interest in the use of the photovoltaic power generation system is increasing. The photovoltaic power generation system according to the related art may include a solar cell panel for converting solar energy into electrical energy and a DC-DC converter for boosting direct current electricity output from the solar cell panel.

태양광 발전 방식은 기존의 화석연료를 사용하는 발전과 다른 전력원을 사용하기 때문에 태양광 발전 특성에 따른 특정 주파수 성분이 발생하는 문제 뿐만 아니라 발전 방식에 따른 독특한 제어방식에 의한 특정 주파수 성분이 발생하게 되는 이러한 주파수 성분에 의해 의해 상기 태양전지 패널과 DC-DC 컨버터 사이에서 노 이즈 성분이 발생될 수 있다. 이러한 노이즈 성분은 태양광 발전 시스템의 출력 전력의 품질을 저하시키는 문제점이 있다. The photovoltaic power generation method uses a different power source than the existing power generation using fossil fuels, so that not only the specific frequency component occurs according to the characteristics of the photovoltaic power generation but also the specific frequency component caused by the unique control method according to the power generation method. Due to such frequency components, noise components may be generated between the solar cell panel and the DC-DC converter. This noise component has a problem of degrading the quality of the output power of the photovoltaic system.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 태양전지 패널과 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거할 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation system that can remove the noise component generated between the solar panel and the DC-DC converter.

본 발명의 일측면은, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 패널과, 상기 태양전지 패널의 출력 전압을 입력받아 승압하는 DC-DC 컨버터와, 상기 태양전지 패널에 연결되며, 상기 태양전지 패널의 출력 전압과 기설정된 태양전지 패널 기준전압의 차이를 출력하는 비교부와, 상기 비교부의 출력신호에 의해 상기 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어부, 및 상기 비교부와 상기 DC-DC 컨버터 사이에 연결되어 상기 태양전지 패널과 상기 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거하는 필터를 포함하는 태양광 발전 시스템을 제공할 수 있다. .One aspect of the present invention is a solar cell panel for converting light energy into electrical energy, a DC-DC converter for receiving and boosting an output voltage of the solar cell panel, connected to the solar cell panel, and the solar cell panel A comparator for outputting a difference between the output voltage and a predetermined solar cell reference voltage, a controller for controlling the DC-DC converter based on an output signal of the comparator, and a connection between the comparator and the DC-DC converter Thus, it is possible to provide a photovoltaic power generation system including a filter for removing noise components generated between the solar panel and the DC-DC converter. .

상기 DC-DC 컨버터는, 부스트 컨버터일 수 있다. The DC-DC converter may be a boost converter.

상기 필터는, 기설정된 주파수 대역을 차단시키는 노치필터일 수 있다. The filter may be a notch filter for blocking a predetermined frequency band.

상기 필터는, 상기 비교부와 상기 제어부 사이에 배치될 수 있다. The filter may be disposed between the comparison unit and the control unit.

상기 필터는, 상기 제어부와 상기 DC-DC 컨버터 사이에 배치될 수도 있다. The filter may be disposed between the controller and the DC-DC converter.

본 발명의 다른 일측면은, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 패널 및 상기 태양전지 패널에서 출력되는 전압을 승압시키는 DC-DC 컨버터를 포함하는 태양광 발전 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 태양전지 패널에서 출력되는 최대 전력으로부터 태양전지 패널 기준 전압을 추출하는 단계와, 상기 태양전지 패널 기준전압과 상기 태양전지 패널의 실제 출력 전압의 차이인 비교신호를 출력하는 단계와, 상기 출력된 비교신호에서 기설정된 주파수 대역의 신호를 차단시키는 단계, 및 상기 출력된 비교신호에 의해 DC-DC 컨버터를 조절하는 단계를 포함하는 태양광 발전 시스템 제어방법을 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a solar cell panel for converting light energy into electrical energy, and a control method for a photovoltaic power generation system including a DC-DC converter for boosting a voltage output from the solar cell panel. Extracting a solar panel reference voltage from the maximum power output from the panel, outputting a comparison signal that is a difference between the solar panel reference voltage and the actual output voltage of the solar panel, and outputting the compared signal In the present invention, a method of controlling a photovoltaic power generation system may be provided, including: blocking a signal of a predetermined frequency band, and adjusting a DC-DC converter based on the output comparison signal.

본 발명에 따르면, 태양전지 패널과 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거할 수 있어 태양전지의 출력 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 더불어 태양광 발전 시스템의 출력 전력의 품질을 높일 수 있고 태양전지의 수명을 늘릴 수 있다. According to the present invention, it is possible to remove the noise component generated between the solar panel and the DC-DC converter to improve the output efficiency of the solar cell, and also to increase the quality of the output power of the photovoltaic system. It can extend the life of solar cell.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템(100)은, 태양전지 패널(110), DC-DC 컨버터(120), 비교부(130), 노치필터(140), 제어부(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the solar power generation system 100 according to the present embodiment includes a solar cell panel 110, a DC-DC converter 120, a comparator 130, a notch filter 140, and a controller 150. ) May be included.

상기 태양전지 패널(110)은, 광발전 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있다. 본 실시형태에서 상기 태양전지 패널(110)은 태양광을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있는 태양전지 모듈의 조합으로 형성될 수 있다. 상기 태양광 발전 시스템에서 원하는 용량의 출력을 얻기 위해서 다수의 태양전지 모듈을 직렬 및/또는 병렬 연결하여 사용할 수 있다. The solar cell panel 110 may convert light energy into electrical energy using a photovoltaic effect. In the present embodiment, the solar cell panel 110 may be formed by a combination of solar cell modules capable of converting and outputting sunlight into direct current power. In order to obtain an output of a desired capacity in the photovoltaic system, a plurality of solar cell modules may be connected in series and / or in parallel.

상기 DC-DC 컨버터(120)는, 상기 태양전지 패널(110)에서 출력되는 전압을 승압하여 출력할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터가 사용될 수 있다. The DC-DC converter 120 may boost and output the voltage output from the solar cell panel 110. In the present embodiment, a boost converter may be used as the DC-DC converter.

본 실시형태에서는 상기 DC-DC 컨버터(120)에 DC-AC 컨버터(160)가 연결될 수 있다. 상기 DC-AC 컨버터(160)는 상기 승압된 직류 전압을 교류 전압으로 바꾸어 로드(170)에 제공할 수 있다. In the present embodiment, the DC-AC converter 160 may be connected to the DC-DC converter 120. The DC-AC converter 160 may provide the load 170 by converting the boosted DC voltage into an AC voltage.

상기 비교부(130)는, 상기 태양전지 패널(110)에 연결되며, 상기 태양전지 패널의 출력 전압과 기설정된 태양전지 패널 기준전압(Vpv *) 의 차이를 출력할 수 있다. 상기 태양전지 패널의 출력 전압은, 여러가지 주변 환경에 따라 수시로 변경될 수 있다.The comparison unit 130 may be connected to the solar cell panel 110 and output a difference between an output voltage of the solar cell panel and a preset solar cell reference voltage V pv * . The output voltage of the solar cell panel may be changed at any time according to various surrounding environments.

상기 기설정된 태양전지 패널의 기준 전압(Vpv *)을 구하기 위해서 상기 태양전지 패널(110)의 출력 전압 및 출력 전류를 기초로 태양전지 패널의 출력 전력을 계산하여 최대 전력점을 추출하고, 그 최대 전력점에서의 출력전압 및 출력 전류를 찾아낼 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력점에서의 출력전압이 상기 기설정된 태양전지 패널 기준전압(Vpv *)이 될 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력점을 추출하는 방법으로는 인크리멘털 컨덕턴스(Incremental Conductance) 방식이 사용될 수 있다. In order to obtain the reference voltage V pv * of the preset solar cell panel, the maximum power point is extracted by calculating the output power of the solar cell panel based on the output voltage and the output current of the solar cell panel 110. The output voltage and output current at the maximum power point can be found. In this case, the output voltage at the maximum power point may be the preset solar panel reference voltage V pv * . In this case, an incremental conductance method may be used as a method of extracting the maximum power point.

상기 제어부(150)는, 상기 비교부(130)의 출력신호에 의해 상기 DC-DC 컨버터를 제어할 수 있다. 상기 제어부(150)에서는 상기 비교부(130)에서 출력되는 신호에 따라 상기 DC-DC 컨버터(120)로 입력되는 제어 신호의 듀티비를 조절할 수 있다. The controller 150 may control the DC-DC converter based on the output signal of the comparator 130. The controller 150 may adjust the duty ratio of the control signal input to the DC-DC converter 120 according to the signal output from the comparator 130.

상기 노치필터(140)는, 상기 비교부(130)의 출력신호에서 상기 태양전지 패널과 상기 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거할 수 있다.The notch filter 140 may remove a noise component generated between the solar cell panel and the DC-DC converter from the output signal of the comparator 130.

본 실시형태에서는 상기 비교부(130)와 제어부(150) 사이에 상기 노치필 터(140)가 형성되었으나, 상기 노치필터의 위치는 상기 비교부(130)에서 출력되는 신호에서 노이즈 성분을 제거할 수 있는 한 다양하게 변화될 수 있다. 즉, 노치필터(140)는 상기 제어부(150)와 DC-DC 컨버터(120) 사이에 위치할 수도 있다. In the present embodiment, the notch filter 140 is formed between the comparator 130 and the controller 150, but the position of the notch filter may remove noise components from the signal output from the comparator 130. As long as there are variations. That is, the notch filter 140 may be located between the controller 150 and the DC-DC converter 120.

도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템의 구성 회로도이다.2 is a configuration circuit diagram of a photovoltaic power generation system according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템(200)은, 태양전지 패널(210), DC-DC 컨버터(220), 비교부(230), 노치필터(240), 제어부(250)를 포함할 수 있다. 2, the solar power generation system 200 according to the present embodiment includes a solar cell panel 210, a DC-DC converter 220, a comparator 230, a notch filter 240, and a controller 250. ) May be included.

상기 태양전지 패널(210)은, 광발전 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있다. 본 실시형태에서 상기 태양전지 패널(110)은 태양광을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있는 태양전지 모듈의 조합으로 형성될 수 있다. 원하는 용량의 출력을 얻기 위해서 다수의 태양전지 모듈을 직렬 및/또는 병렬 연결하여 사용할 수 있다.The solar cell panel 210 may convert light energy into electrical energy using a photovoltaic effect. In the present embodiment, the solar cell panel 110 may be formed by a combination of solar cell modules capable of converting and outputting sunlight into direct current power. Multiple solar cell modules can be used in series and / or in parallel to achieve the desired capacity output.

본 실시형태에서 상기 태양전지 패널(210)은, 전류원(IS), 다이오드(D1), 및 저항(RS)으로 표현될 수 있다. 상기 태양전지 패널(210)을 전압원을 포함하는 등가회로로 표현하는 경우에는 상기 태양전지 패널(210)과 DC-DC 컨버터(220) 사이에 발생되는 노이즈 성분을 제대로 표현하기가 어려운 문제점이 있다. 본 실시형태에서는 상기 태양전지 패널(210)의 등가회로를 전류원(Is)을 포함하는 형태로 표현하 고 이에 기초하여 상기 태양광 발전 시스템을 제어함으로서, 상기 태양전지 패널(210)과 DC-DC 컨버터(220) 사이에 발생되는 특정 주파수 성분에 대해 명확히 표현할 수 있다. 즉, 상기 태양전지는 포토 다이오드의 일종으로 빛을 받으면 일정량의 전류를 발생시키므로 상기 전류원으로 모델링하는 것이 물리적인 구조를 더 잘 반영한 모델일 수 있다. In the present embodiment, the solar cell panel 210 may be represented by a current source I S , a diode D 1 , and a resistor R S. When the solar cell panel 210 is represented by an equivalent circuit including a voltage source, it is difficult to properly express a noise component generated between the solar cell panel 210 and the DC-DC converter 220. In this embodiment, an equivalent circuit of the solar panel 210, the current source to express in the form containing the (I s) based on which the control by the PV system, the solar panels 210 and the DC- The specific frequency component generated between the DC converters 220 can be clearly expressed. That is, the solar cell is a kind of photodiode and generates a certain amount of current when it receives light, so modeling as the current source may be a model that better reflects the physical structure.

상기 DC-DC 컨버터(220)는, 상기 태양전지 패널(210)에서 출력되는 전압을 승압하여 출력할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터가 사용될 수 있다. 상기 DC-DC 컨버터(220)는 리액터(L), 반도체 스위치(T), 다이오드(D2)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 DC-DC 컨버터(220)의 내부에는 캐패시터 성분(C2)이 발생될 수 있다. The DC-DC converter 220 may boost and output the voltage output from the solar cell panel 210. In the present embodiment, a boost converter may be used as the DC-DC converter. The DC-DC converter 220 may include a reactor L, a semiconductor switch T, and a diode D2. In addition, a capacitor component C 2 may be generated inside the DC-DC converter 220.

상기 태양전지 패널(210)이 전류원이므로 상기 태양전지 패널의 출력을 전압을 변화시키는 DC-DC 컨버터(220)의 입력으로 사용하기 위해서 상기 태양전지 패널(210)과 DC-DC 컨버터(220) 사이에 캐패시터(C1)가 형성될 수 있다. 상기 태양전지 패널(210)과 DC-DC 컨버터(220)를 연결하면 상기 캐패시터(C1)와 DC-DC 컨버터의 리액터(L) 사이의 공진 노이즈가 발생될 수 있으므로 상기 노이즈 성분을 제거할 필요가 있다. Since the solar cell panel 210 is a current source, the solar cell panel 210 is connected between the solar cell panel 210 and the DC-DC converter 220 to use the output of the solar cell panel as an input of a DC-DC converter 220 for changing a voltage. Capacitor C 1 may be formed in the substrate. When the solar cell panel 210 and the DC-DC converter 220 are connected, resonance noise may be generated between the capacitor C1 and the reactor L of the DC-DC converter. Therefore, the noise component needs to be removed. have.

상기 비교부(230)는, 상기 태양전지 패널(210)에 연결되며, 상기 태양전지 패널의 출력 전압과 기설정된 태양전지 패널 기준전압의 차이를 출력할 수 있다. The comparison unit 230 may be connected to the solar cell panel 210 and may output a difference between an output voltage of the solar cell panel and a preset solar cell reference voltage.

상기 기설정된 태양전지 패널의 기준 전압(Vpv *)을 구하기 위해서 상기 태양전지 패널(210)의 출력 전압 및 출력 전류를 기초로 태양전지 패널의 출력 전력을 계산하여 최대 전력점을 추출하고, 그 최대 전력점에서의 출력전압 및 출력 전류를 찾아낼 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력점에서의 출력전압이 상기 기설정된 태양전지 패널 기준전압(Vpv *)이 될 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력점을 추출하는 방법으로는 인크리멘털 컨덕턴스(Incremental Conductance) 방식이 이용될 수 있다. In order to obtain the reference voltage V pv * of the predetermined solar cell panel, the maximum power point is extracted by calculating the output power of the solar cell panel based on the output voltage and the output current of the solar cell panel 210. The output voltage and output current at the maximum power point can be found. In this case, the output voltage at the maximum power point may be the preset solar panel reference voltage V pv * . In this case, an incremental conductance method may be used as a method of extracting the maximum power point.

상기 제어부(250)는, 상기 비교부(230)의 출력신호에 의해 상기 DC-DC 컨버터를 제어할 수 있다. 상기 제어부(250)에서는 상기 비교부(230)에서 출력되는 신호에 따라 상기 DC-DC 컨버터(220)로 입력되는 제어 신호의 듀티비를 조절할 수 있다. The controller 250 may control the DC-DC converter based on the output signal of the comparator 230. The controller 250 may adjust the duty ratio of the control signal input to the DC-DC converter 220 according to the signal output from the comparator 230.

상기 노치필터(240)는, 상기 비교부(230)의 출력신호에서 상기 태양전지 패널과 상기 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거할 수 있다.The notch filter 240 may remove a noise component generated between the solar cell panel and the DC-DC converter from the output signal of the comparator 230.

본 실시형태에서는 상기 태양전지 패널(210)과 DC-DC 컨버터(220) 사이의 캐패시터 성분때문에 공진 노이즈 성분이 발생될 수 있다. 이러한 노이즈 성분은 특정 주파수 성분에 포함되어 있으므로 상기 특정 주파수 성분을 차단하면 상기 노이 즈 성분이 상기 DC-DC 컨버터에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 본 실시형태에는 특정 주파수 대역의 신호를 차단시키는 노치필터를 사용함으로서 상기 태양전지 패널(210)과 DC-DC 컨버터(220) 사이에서 발생된 노이즈 성분이 다시 상기 DC-DC 컨버터로 유입되는 것을 차단할 수 있다. In this embodiment, a resonance component may be generated due to the capacitor component between the solar cell panel 210 and the DC-DC converter 220. Since the noise component is included in a specific frequency component, blocking the specific frequency component may reduce the influence of the noise component on the DC-DC converter. In the present exemplary embodiment, the noise component generated between the solar cell panel 210 and the DC-DC converter 220 may be prevented from flowing back into the DC-DC converter by using a notch filter that blocks a signal of a specific frequency band. Can be.

도 3은, 본 발명의 다른 측면에 따른 태양광 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 블럭도이다.3 is a block diagram showing a control method of a photovoltaic power generation system according to another aspect of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템의 제어방법은, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 패널 및 상기 태양전지 패널에서 출력되는 전압을 승압시키는 DC-DC 컨버터를 포함하는 태양광 발전 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 태양전지 패널에서 출력되는 최대 전력으로부터 태양전지 패널 기준 전압을 추출하는 제1 단계(310)와, 상기 태양전지 패널 기준전압과 상기 태양전지 패널의 실제 출력 전압의 차이인 비교신호를 출력하는 제2 단계(330)와, 상기 출력된 비교신호에 의해 DC-DC 컨버터를 조절하는 제3 단계(350), 및 상기 출력된 비교신호에서 기설정된 주파수 대역의 신호를 차단시키는 제4 단계(340)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서 상기 DC-DC 컨버터는 시스템 함수(G(s))로 표현될 수 있다. 본 실시형태에서 상기 시스템 함수는 출력단 전압이 일정할 때 듀티비에 따른 입력단의 전압을 나타낼 수 있다. 본 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템에서 상기 DC-DC 컨버터의 출력단 전압은 인버터 컨트롤에 의해 일정하게 유지된다고 가정하고 태양전지 패널의 출력을 조절하기 위해 상기 태양전지 패널의 양단에 걸리는 전압을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 3, the control method of the solar power generation system according to the present embodiment includes a solar cell panel for converting light energy into electrical energy and a DC-DC converter for boosting a voltage output from the solar cell panel. In the control method of the photovoltaic power generation system, the first step 310 of extracting the solar panel reference voltage from the maximum power output from the solar panel, and the solar panel reference voltage and the actual output of the solar panel A second step 330 of outputting a comparison signal that is a difference in voltage, a third step 350 of adjusting a DC-DC converter based on the output comparison signal, and a frequency band preset in the output comparison signal A fourth step 340 of blocking the signal may be included. In the present embodiment, the DC-DC converter may be represented by a system function G (s). In the present embodiment, the system function may represent the voltage of the input terminal according to the duty ratio when the output terminal voltage is constant. In the photovoltaic power generation system according to the present embodiment, assuming that the output terminal voltage of the DC-DC converter is kept constant by the inverter control, the voltage across the solar panel can be controlled to adjust the output of the solar panel. Can be.

상기 제1 단계(310)에서는, 상기 태양전지 패널의 기준 전압(Vpv *)을 구하기 위해서 상기 태양전지 패널의 출력 전압 및 출력 전류를 기초로 태양전지 패널의 출력 전력을 계산하여 최대 전력점을 추출하고, 그 최대 전력점에서의 출력전압 및 출력 전류를 찾아낼 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력점에서의 출력전압이 상기 기설정된 태양전지 패널 기준전압(Vpv *)이 될 수 있다. 이 때, 상기 최대 전력점을 추출하는 방법으로는 인크리멘털 컨덕턴스(Incremental Conductance) 방식이 이용될 수 있다. In the first step 310, the maximum power point is calculated by calculating the output power of the solar cell panel based on the output voltage and the output current of the solar cell panel to obtain the reference voltage (V pv * ) of the solar cell panel. Can be extracted and the output voltage and output current at its maximum power point can be found. In this case, the output voltage at the maximum power point may be the preset solar panel reference voltage V pv * . In this case, an incremental conductance method may be used as a method of extracting the maximum power point.

상기 제2 단계(330)는, 상기 태양전지 패널 기준전압(Vpv *)과 상기 태양전지 패널의 실제 출력 전압의 차이인 비교신호를 출력할 수 있다. 여기서, 상기 태양전지 패널의 실제 출력 전압은, 여러가지 주변 환경에 따라 수시로 변경될 수 있다. 이처럼 실제 출력 전압이 일정하지 않으므로 출력전압이 변함에 따라 출력전압을 피드백 받아 제어함으로서 시스템에서 출력되는 전압을 일정하게 유지할 수 있다.In the second step 330, a comparison signal that is a difference between the solar cell reference voltage V pv * and the actual output voltage of the solar cell panel may be output. Here, the actual output voltage of the solar cell panel can be changed at any time according to various surrounding environments. Since the actual output voltage is not constant as described above, the output voltage is fed back and controlled as the output voltage changes, thereby keeping the output voltage from the system constant.

상기 제3 단계(350)에서는, 상기 제2 단계(330)를 거쳐 출력되는 비교신호에 의해 DC-DC 컨버터를 제어할 수 있다. 본 단계에서는 상기 비교신호에 따라 상기 DC-DC 컨버터로 입력되는 신호의 듀티비를 조절할 수 있다. 본 실시형태에서는 본 단계에서 지연 보상 제어기(lag compensator control)를 사용할 수 있다.In the third step 350, the DC-DC converter may be controlled by the comparison signal output through the second step 330. In this step, the duty ratio of the signal input to the DC-DC converter may be adjusted according to the comparison signal. In this embodiment, a lag compensator control can be used in this step.

상기 제4 단계(340)는, 노치 필터의 특성을 이용하여 상기 태양전지 패널과 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분이 포함된 특정 주파수 대역을 차단시킬 수 있다. 본 실시형태에서는 노치 필터의 특성을 전달함수 H(S)로 나타낼 수 있다. 이러한 전달함수 특성을 갖는 노치필터를 사용하면, 차단주파수(ωn)를 기준으로 일정 대역의 주파수 성분이 차단될 수 있다. In the fourth step 340, the specific frequency band including the noise component generated between the solar cell panel and the DC-DC converter may be blocked by using the characteristics of the notch filter. In the present embodiment, the characteristics of the notch filter can be represented by the transfer function H (S). When a notch filter having such a transfer function characteristic is used, a frequency component of a predetermined band may be blocked based on the cutoff frequency ω n .

도 4a 내지 도 4d 는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 태양광 발전 시스템을 종래 기술에 따른 태양광 발전 시스템과 비교하기 위한 비교예이다. 4A to 4D are comparative examples for comparing the solar power generation system according to the embodiment of the present invention with the solar power generation system according to the prior art.

도 4a는, 상기 노치필터를 사용하지 않았을 때의 태양전지에서의 출력 전압을 나타내는 그래프이며, 도 4b는 노치필터를 사용하지 않았을 때의 태양전지에서의 출력 전력 및 상기 태양광 발전 시스템의 출력 전력을 나타내는 그래프이다.4A is a graph showing the output voltage of the solar cell when the notch filter is not used, and FIG. 4B is the output power of the solar cell and the output power of the photovoltaic system when the notch filter is not used. A graph representing.

도 4c는, 상기 노치필터를 사용한 경우의 태양전지에서의 출력 전압을 나타내는 그래프이며, 도 4d는 노치필터를 사용한 경우의 태양전지에서의 출력 전력 및 상기 태양광 발전 시스템의 출력 전력을 나타내는 그래프이다.4C is a graph showing the output voltage of the solar cell when the notch filter is used, and FIG. 4D is a graph showing the output power of the solar cell and the output power of the photovoltaic system when the notch filter is used. .

본 실시예에서는 상기 도 3에 기재된 시스템에서 노치필터의 전달함수에서 K = 1, β = 1, ω/Q = 20 으로 하였으며, 차단 주파수(ωn) 는

Figure 112009031266876-PAT00001
으로 하 였고, L = 0.026H, C1 = 1100 ㎌ 으로 하였으며, 태양전지 패널의 용량은 3 kW 로 하였다. In this embodiment, K = 1, β = 1, ω / Q = 20 in the transfer function of the notch filter in the system described in FIG. 3, and the cutoff frequency (ω n ) is
Figure 112009031266876-PAT00001
L = 0.026H, C 1 = 1100 kW, and the capacity of the solar panel was 3 kW.

상기 도 4a 내지 도 4d 를 참조하면, 노치필터를 사용하지 않은 경우에 태양전지에서의 출력전압(①)에 비해 노치필터를 사용한 경우의 태양전지에서의 출력전압(①')이 노이즈가 제거된 것을 볼 수 있다. Referring to FIGS. 4A to 4D, when the notch filter is not used, the output voltage ① 'of the solar cell when the notch filter is used is compared to the output voltage ① of the solar cell. You can see that.

또한, 노치필터를 사용한 경우의 태양전지에서의 출력전력(②')은 노치필터를 사용하지 않은 경우의 태양전지에서의 출력 전력(②)에 비해 노이즈도 제거되고 약 0.017 kW 증가된 것을 볼 수 있다. 노치필터를 사용한 경우의 태양광 발전 시스템의 출력 전력(③')은 노치필터를 사용하지 않은 경우의 태양광 발전 시스템의 출력 전력(③)에 비해 약 0.025 kW 향상되었으며 보다 안정화된 출력을 내는것을 볼 수 있다. In addition, it can be seen that the output power of the solar cell when the notch filter is used is increased by about 0.017 kW and the noise is also removed compared to the output power of the solar cell when the notch filter is not used. have. The output power of the photovoltaic system when the notch filter is used (③ ') is about 0.025 kW improved compared to the output power of the photovoltaic system without the notch filter (③), and it is more stable. can see.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다. 즉, 본 명세서에 기재된 태양전지 패널의 형태, 컨버터의 회로 구성, 노치필터의 배치 등은 다양하게 변형이 가능할 것이다. It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do. That is, the shape of the solar cell panel, the circuit configuration of the converter, the arrangement of the notch filter, and the like described in the present specification may be variously modified.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention.

도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다. 2 is a configuration diagram of a solar power generation system according to another embodiment of the present invention.

도 3은, 본 발명의 다른 측면에 따른 태양광 발전 시스템 제어방법을 설명하기 위한 블럭도이다. 3 is a block diagram illustrating a method for controlling a photovoltaic power generation system according to another aspect of the present invention.

도 4a 내지 도 4d 는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 태양광 발전 시스템과 종래기술에 따른 태양광 발전 시스템의 효과를 비교하기 위한 비교 그래프이다. 4A to 4D are comparison graphs for comparing the effects of the photovoltaic system according to the embodiment of the present invention and the photovoltaic system according to the prior art.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

110 : 태양전지 패널 120 : DC-DC 컨버터110 solar panel 120 DC-DC converter

130 : 비교부 140 : 노치필터130: comparison unit 140: notch filter

150 : 제어부 160 : DC-AC 컨버터150: control unit 160: DC-AC converter

170 : 로드(load)170: load

Claims (6)

빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 패널;A solar cell panel converting light energy into electrical energy; 상기 태양전지 패널의 출력 전압을 입력받아 승압하는 DC-DC 컨버터;A DC-DC converter for boosting the output voltage of the solar cell panel; 상기 태양전지 패널에 연결되며, 상기 태양전지 패널의 출력 전압과 기설정된 태양전지 패널 기준전압의 차이를 출력하는 비교부;A comparison unit connected to the solar cell panel and outputting a difference between an output voltage of the solar cell panel and a predetermined solar cell reference voltage; 상기 비교부의 출력신호에 의해 상기 DC-DC 컨버터를 제어하는 제어부; 및 A control unit controlling the DC-DC converter by an output signal of the comparison unit; And 상기 비교부와 상기 DC-DC 컨버터 사이에 연결되어 상기 태양전지 패널과 상기 DC-DC 컨버터 사이에서 발생되는 노이즈 성분을 제거하는 필터A filter connected between the comparison unit and the DC-DC converter to remove noise components generated between the solar panel and the DC-DC converter. 를 포함하는 태양광 발전 시스템.Solar power system comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 DC-DC 컨버터는, The DC-DC converter, 부스트 컨버터인 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.A solar power system, characterized in that the boost converter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는,The filter, 기설정된 주파수 대역을 차단시키는 노치필터Notch filter to cut off the preset frequency band 인 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.Photovoltaic power generation system characterized in that the. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는,The filter, 상기 비교부와 상기 제어부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.The photovoltaic power generation system, characterized in that disposed between the comparison unit and the control unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는,The filter, 상기 제어부와 상기 DC-DC 컨버터 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.The solar power generation system, characterized in that disposed between the control unit and the DC-DC converter. 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 패널 및 상기 태양전지 패널에서 출력되는 전압을 승압시키는 DC-DC 컨버터를 포함하는 태양광 발전 시스템의 제어방법에 있어서,In a control method of a photovoltaic power generation system comprising a solar cell panel for converting light energy into electrical energy and a DC-DC converter for boosting the voltage output from the solar cell panel, 상기 태양전지 패널에서 출력되는 최대 전력으로부터 태양전지 패널 기준 전압을 추출하는 단계;Extracting a solar cell reference voltage from the maximum power output from the solar cell panel; 상기 태양전지 패널 기준전압과 상기 태양전지 패널의 실제 출력 전압의 차이인 비교신호를 출력하는 단계;Outputting a comparison signal that is a difference between the solar cell reference voltage and an actual output voltage of the solar cell panel; 상기 출력된 비교신호에서 기설정된 주파수 대역의 신호를 차단시키는 단계; 및Cutting off a signal having a predetermined frequency band from the output comparison signal; And 상기 출력된 비교신호에 의해 상기 DC-DC 컨버터를 조절하는 단계Adjusting the DC-DC converter based on the output comparison signal 를 포함하는 태양광 발전 시스템 제어방법.PV system control method comprising a.
KR1020090045530A 2009-05-25 2009-05-25 Photovoltaic generation system and method of control the same KR101065247B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090045530A KR101065247B1 (en) 2009-05-25 2009-05-25 Photovoltaic generation system and method of control the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090045530A KR101065247B1 (en) 2009-05-25 2009-05-25 Photovoltaic generation system and method of control the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100127034A true KR20100127034A (en) 2010-12-03
KR101065247B1 KR101065247B1 (en) 2011-09-19

Family

ID=43504419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090045530A KR101065247B1 (en) 2009-05-25 2009-05-25 Photovoltaic generation system and method of control the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101065247B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101417962B1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 금비전자(주) Method of reduce current THD of fuel cell-PCS using notch filter and fuel cell-PCS
KR20200113734A (en) 2019-03-25 2020-10-07 한국전력공사 Single-Phase Photovoltaic Power Conditioning System and it's Notch filter Design Method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980031053A (en) * 1996-10-31 1998-07-25 박병재 Power Supply of Solar Cell Car
KR19980060992U (en) * 1997-03-20 1998-11-05 이종수 Control device of street light
KR200286046Y1 (en) 2002-05-16 2002-08-22 주식회사 에스티엑스 solar light streetlamp control device
KR20060091672A (en) * 2005-02-16 2006-08-21 문채주 Photovoltaic generation by parallel driving of modified buck-boost converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101417962B1 (en) * 2013-01-09 2014-07-10 금비전자(주) Method of reduce current THD of fuel cell-PCS using notch filter and fuel cell-PCS
KR20200113734A (en) 2019-03-25 2020-10-07 한국전력공사 Single-Phase Photovoltaic Power Conditioning System and it's Notch filter Design Method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101065247B1 (en) 2011-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11411126B2 (en) DC power conversion circuit
US8053929B2 (en) Solar power array with maximized panel power extraction
JP4856069B2 (en) Three-phase solar converter circuit and method
JP5969526B2 (en) System for high efficiency solar power
US9077202B1 (en) Power converter with series energy storage
JP5880778B2 (en) Solar power system
US9048692B2 (en) Controlled converter architecture with prioritized electricity supply
CN103529899B (en) MPPT controller, power tracking device, photovoltaic generation and accumulator system
WO2010120315A1 (en) Methods and apparatus for adaptive operation of solar power systems
WO2007105858A1 (en) Photovoltaic power conditioning system and method
Paul et al. A novel single phase grid connected transformer-less solar micro-inverter topology with power decoupling capability
KR101065247B1 (en) Photovoltaic generation system and method of control the same
Mohammad et al. Detailed analysis of dc-dc converters fed with solar-pv system with mppt
KR101920469B1 (en) Grid connected single-stage inverter based on cuk converter
Meshram et al. The steady state analysis of Z-source inverter based solar power generation system
de Melo Bento et al. Dual input single switch DC-DC converter for renewable energy applications
JP2019144953A (en) Solar cell control system
Zengin et al. Evaluation of two-stage soft-switched flyback micro-inverter for photovoltaic applications
KR20200105286A (en) Maximum Power Point TRACKING SWITCHOVER SYSTEM OF SOLAR ENERGY GENERATION SYSTEM
Elkhateb et al. A comparative study on D converter based on control schemes of maximum extracted power
KR20140093355A (en) Photovoltaic system that contains the string voltage booster
KR101226104B1 (en) Power system of dc grid-connected photovoltaic pcs
WO2013098844A2 (en) Grid tie inverter
Malad et al. Simulation of a buck-boost single phase voltage source inverter for distribution generation systems
JP2012199519A (en) Solar cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140613

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150820

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160906

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee