KR20120001855A - Frequency drift anti-islanding method with low harmonic components - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 계통연계 분산전원 시스템의 단독운전(islanding)을 검출하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 단독운전 현상을 능동적 주파수 변동기법에서 주파수의 변화량과 cf(chopping fraction)의 변화량으로 주파수 변동의 상관관계를 이용한 단독운전 검출방법에 관한 것이다.
The invention grid-distributed relates to a method of detecting a single operation (islanding) of the power supply system, and more particularly, the frequency variation with the variation of the amount of change and cf (chopping fraction) of a frequency in the active frequency variation technique alone driving the developing It relates to a single operation detection method using the correlation of.
최근 화석에너지 고갈과 환경오염 문제로 대체 에너지를 이용한 발전에 전 세계적으로 많은 관심이 집중되고 있다. 대체 에너지를 통한 발전은 대용량 발전에 비해 용량이 작고 수요지 근처에 분산적으로 존재하여 분산전원이라 부른다. 초기의 분산전원은 용량이 작아 기존 전력계통과는 분리된 상태로 운전되었는데, 최근에는 그 용량이 증가하면서 전력계통과 연계된 상태로 가동되고 있다.Recently, due to the fossil energy depletion and environmental pollution, much attention has been focused on power generation using alternative energy. Generation through alternative energy is called distributed power since it has smaller capacity and distributed around the demand area than large capacity. In the early days, distributed power supplies were operated in a state in which they were separated from the existing power system due to their small capacity.
분산전원은 일반적으로 차단기의 구조를 갖는 계통연계 장치를 통해 전력계통과 연계되어 상시에는 함께 연결되고 전력계통에 문제가 발생하면 전력계통과 분리되는 구조를 갖는다.Distributed power supply is generally connected to the power system through a grid-connected device having the structure of a circuit breaker and is always connected together, and has a structure that is separated from the power system when a problem occurs in the power system.
연계하여 운전되는 중 상용 교류전원이 공급되는 측에서 지락이나 단락과 같은 사고가 발생하면 계통연계 장치가 개방되어 상용전원 전력계통과 분산전원 계통이 분리되고 이에 따라 전력계통에서 발생한 과전류가 부하로 흐르지 않아 부하 및 계통연계 분산전원 시스템을 보호할 수 있다. If an accident such as ground fault or short circuit occurs on the side where commercial AC power is supplied during operation in connection, the grid connection device is opened to separate the commercial power system and the distributed power system, and the overcurrent generated in the power system does not flow to the load. This protects the load and grid-connected distributed power system.
이때 전력계통이 분리되면 분산전원만이 부하에 연결되어 전력을 공급하게 되는데 이러한 상태를 단독운전(islanding) 상태라 한다. 즉, 계통 연계형 시스템에서의 단독운전(islanding)이란 상용계통이 정전으로 인해 배전계통과 차단된 경우 태양광발전시스템과 같은 분산전원이 하나의 독립된 배전계통을 구성하여 부하에 발전전력을 지속적으로 공급하고 있는 현상을 말한다. At this time, when the power system is separated, only the distributed power supply is connected to the load to supply power. This state is called an islanding state. In other words, when the commercial system is disconnected from the power distribution system due to a power failure, distributed power generation such as the photovoltaic power generation system forms an independent power distribution system to continuously generate power to the load. It is a phenomenon supplying.
그러나 이러한 단독운전 상태에서는 분산전원이 생산하는 유효전력의 크기와 부하의 크기에 따라 주파수 변동이 발생하여 안정적인 전력공급이 어려운 경우가 있으며, 단독운전 상태가 지속되는 중 전력계통 측의 전원이 회복되면 양측 전압의 위상차에 의해 단락 또는 탈조가 발생하는 사고가 일어날 가능성이 있다. 따라서 분산전원의 계통 연계시에는 이러한 단독운전 상태를 신속하게 감지하는 것이 필요하다.However, in such a stand-alone operation, the frequency fluctuation occurs depending on the size of the active power produced by the distributed power source and the size of the load, so that it is difficult to supply stable power. There is a possibility that an accident may occur due to a phase difference between both voltages, which causes a short circuit or a step out. Therefore, it is necessary to quickly detect such a single operation state when linking distributed power systems.
이러한 단독운전 검출기법은 크게 수동적 기법과 능동적 기법으로 분류할 수 있다. 수동적 기법은 기본적으로 전압과 주파수 등 인버터의 제어에 필요한 시스템 파라미터를 이용하여 검출된 파라미터가 정상범위를 벗어나는 경우 단독운전임을 판단하여 인버터를 정지시키는 방법이다. 그러나 인버터의 출력전력과 부하의 소모 전력이 일치하는 경우에 단독운전 발생시 전압 및 주파수의 변화가 매우 미소하므로 단독운전 검출이 실패할 확률이 높다. These standalone detectors can be largely classified into passive and active techniques. The passive technique is basically a method of stopping the inverter by determining that it is a standalone operation when the detected parameter is out of the normal range by using system parameters necessary for controlling the inverter such as voltage and frequency. However, when the output power of the inverter and the power consumption of the load coincide, the voltage and frequency change is very small when the single operation occurs, so the single operation detection is likely to fail.
이런 단점을 보완한 능동적 기법은 인버터의 출력전류에 임의의 외란을 인가하여 단독운전 발생시 전압의 크기 또는 주파수의 변화를 유도하는 기법이다. 특히 그 중 능동형 주파수 변동기법(Active Frequency Drift Method; AFD 기법)이 많이 알려져서 사용되고 있다. An active technique that compensates for these drawbacks is a technique that induces a change in voltage or frequency when an independent operation occurs by applying arbitrary disturbance to the output current of the inverter. In particular, the Active Frequency Drift Method (AFD) is widely known and used.
AFD 기법은 전류의 주파수를 빠르게 해서, 단독운전이 발생했을시 빠른 주파수 변동에 대해서 전압의 주파수가 빠르게 변화하게 함으로써 변화된 전압의 주파수를 특정값까지 변동시켜서 단독운전을 검출하는 기법이다. The AFD technique detects single operation by changing the frequency of the changed voltage to a specific value by increasing the frequency of the current and causing the frequency of the voltage to change rapidly in response to a rapid frequency change when the single operation occurs.
예를 들면, 한국전력공사 공칭 주파수가 60Hz 인데, 계통 정전이 발생하였을 때, AFD 기법을 통해 태양광 인버터는 주파수를 변동시켜 과주파수 릴레이(Over Frequency Relay; OFR)의 트립(Trip) 설정값인 60.5Hz(한국 기준)을 넘어서는 것으로 단독운전을 검출하는 것이다. 혹은 공칭 주파수 60Hz를 저주파수 릴레이(Under Frequency Relay : UFR)의 트립 (Trip) 설정값인 59.3Hz(한국 기준)을 넘어서는 것으로 단독운전을 검출하는 것이다. For example, the nominal frequency of KEPCO is 60Hz. When a system power failure occurs, the solar inverter uses the AFD method to change the frequency, which is a trip setting value of the over frequency relay (OFR). It exceeds 60.5Hz (Korean standard) to detect single operation. Alternatively, the nominal frequency 60Hz exceeds the trip setting of 59.3Hz (Korean standard) of the Under Frequency Relay (UDR) to detect single operation.
이러한 AFD 기법은 계통과 연계되어 있는 상태에서, 전류의 주파수를 변동시킴으로 인해, 전류의 고조파 성분이 커져서 전력품질이 떨어지는 문제점이 있었다. The AFD technique has a problem in that power quality is deteriorated because the harmonic content of the current is increased due to the variation of the frequency of the current in a state connected to the system.
특히, 기존의 AFD 기법으로 상기 OFR 또는 UFR을 이용하여 단독운전을 검출하기 위해서는 주파수 변동분이 약 5%로 커지게 되는데, 이 수치는 전류 고조파 측정치인 THD(Total Harmonic Distortion; 총 고조파 왜곡) 성분을 5% 정도로 증가시켜 전력품질이 저하되며 이에 따라 전력설비의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.In particular, in order to detect single operation using the OFR or UFR using the conventional AFD technique, the frequency variation is increased to about 5%, which is a value of THD (Total Harmonic Distortion) component which is a current harmonic measurement. The power quality is lowered by increasing to about 5%, thereby shortening the lifespan of the power equipment.
따라서, 주파수 변동기법에 의한 단독운전 검출방법에 있어서, 전력품질이 낮아지는 것을 방지하고, 단독운전 검출 성능을 높이는 단독운전 검출방법이 요구되고 있다.
Therefore, in the single operation detection method by the frequency fluctuation technique, the single operation detection method which prevents a fall of power quality and improves single operation detection performance is calculated | required.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 단독운전 현상을 능동적 주파수 변동기법에서 주파수의 변화량과 cf(chopping fraction)의 변화량으로 주파수 변동의 상관관계를 이용한 단독운전 검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The invention described above written as been made to solve the problems of the prior art, islanding detection method using the correlation between the frequency variation with the variation of the amount of change and cf (chopping fraction) of the frequency to single operation symptoms in active frequency variation technique The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 주파수 변동에 따른 상관관계 지수를 사용해서, 현재 주파수 값이 과주파수 릴레이(Over Frequency Relay) 또는 저주파수 릴레이(Under Frequency Relay)에 도달하지 않더라도, 상관관계 지수(cp) 경계값 이상만 되면 바로 단독운전 검출이 가능한 방식을 채용하여 신속하게 검출가능한 단독운전 검출방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention uses the correlation index according to the frequency variation, even if the current frequency value does not reach the Over Frequency Relay or Under Frequency Relay, or more than the correlation index (cp) boundary value Another object of the present invention is to provide a method for detecting a single operation which can be detected quickly by adopting a method capable of detecting a single operation as soon as possible.
또한, 본 발명은 인버터 출력전류의 주파수를 단방향으로 키우거나 낮추지 않고, 주파수의 증가 및 감소를 연속적으로 반복하여 주입함으로써, THD(Total Harmonic Distortion; 총 고조파 왜곡) 성분을 줄여 전력품질을 향상하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention improves power quality by reducing THD (Total Harmonic Distortion) components by continuously injecting the frequency increase and decrease continuously without repeatedly increasing or decreasing the frequency of the inverter output current in one direction. There is another purpose.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention. .
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 분산전원 계통 연계지점에서의 계통 전압, 인버터 출력전압 및 인버터 출력전류의 데이터를 획득 하고, 상기 데이터를 샘플링하여 인버터 출력전압(V inv )의 제로-크로싱(Zero Crossing)이 맞춰지는 단계; 상기 제로-크로싱 상태에서 주기적으로 주파수가 변동된 인버터의 출력전류(I inv )를 주입하는 단계; 상기 인버터의 출력전류의 주파수의 변화량 및 cf(Chopping fraction)의 변화량을 이용하여 주파수 변동의 상관관계 지수(cp)를 계산하는 단계; 및 상기 상관관계 지수(cp)와 상관관계 지수의 경계값을 비교하여, 단독운전을 검출하는 단계;를 포함하는 단독운전 검출방법을 제공한다. In order to solve the above problems of the prior art, the present invention obtains the data of the grid voltage, the inverter output voltage and the inverter output current at the branch point of the distributed power supply system, and by sampling the data to determine the output of the inverter output voltage ( V inv ) Zero-crossing is fitted; Injecting the output current I inv of the inverter whose frequency is periodically changed in the zero-crossing state; Calculating a correlation index ( cp ) of frequency variation by using a change amount of a frequency of the output current of the inverter and a change amount of a chopping fraction ( cf ); And detecting a single operation by comparing the boundary value of the correlation index with the correlation index ( cp ).
본 발명은 상기 단독운전 검출단계 후에, 단독운전이 검출되었다면, 트립(Trip)신호를 보내 분산전원 계통시스템의 인버터를 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법을 포함한다. According to the present invention, after the single operation detection step, if a single operation is detected, a single operation detection method further comprises sending a trip signal to stop the inverter of the distributed power system.
본 발명은 상기 상관관계 지수(cp)를 계산하는 단계에서, 상기 상관관계 지수(cp )는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법을 포함한다. The invention includes a single operation detecting method, characterized in that, calculated by the following equation is in the step of calculating the correlation index (cp), the correlation index (cp).
이때, Δfreq[k] = freq[k] - freq[k-1] 이고, Δcf[k] = cf[k] - cf[k-1]이다. 여기서 freq는 태양광 인버터의 출력전압의 주파수이고, Cf(Chopping fraction)는 
본 발명에서 상기 인버터의 출력전류의 주입단계는, 상기 인버터 출력전압(V inv )의 한 주기마다, 양방향 능동형 주파수 변동기법(Active Frequency drift Method; AFD)에 의해 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 주기적으로 키우거나 낮추어서 인가하는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법을 포함한다. Injection phase of the output current of the inverter in the present invention, each time one cycle of the inverter output voltage (V inv), two-way active frequency variation technique; cf of (Active Frequency drift Method AFD) output current (I inv) by (Chopping fraction) includes a single operation detection method characterized in that to increase or apply periodically.
본 발명에서 상기 인버터의 출력전류의 변동 주기는, 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 R% 증가시킨 주기와 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 R% 감소시킨 주기가 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법을 포함한다. Variation period, the cf (Chopping fraction) of the inverter output current, cf (Chopping fraction) the R% increase that period and the output current (I inv) of (I inv) R% reduction in the output current of the inverter in the present invention It includes a single operation detection method characterized in that the cycle is made alternately.
본 발명에서 상기 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)의 증감분 R%는, 1% 내지 5%인 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법을 포함한다. In the present invention, the increase and decrease R% of the cf (Chopping fraction) of the inverter output current I inv includes a single operation detection method, characterized in that 1% to 5%.
본 발명에서 상기 상관관계 지수의 경계값은, 상기 상관관계 지수(cp)의 최대치의 80% 이하에서 정해지는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법을 포함한다.
In the present invention, the boundary value of the correlation index includes a single operation detection method, characterized in that determined at 80% or less of the maximum value of the correlation index ( cp ).
본 발명에 의해, 단독운전 현상을 능동적 주파수 변동기법에서 주파수의 변화량과 cf(chopping fraction)의 변화량으로 주파수 변동의 상관관계를 이용한 단독운전 검출방법을 제공하는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect of providing a single driving phenomenon using the correlation between the frequency variation by the change amount of the frequency and the change amount of the cf (chopping fraction) in the active frequency change technique.
또한, 본 발명에 의해, 주파수 변동에 따른 상관관계 지수를 사용해서, 현재 주파수 값이 과주파수 릴레이(Over Frequency Relay) 또는 저주파수 릴레이(Under Frequency Relay)에 도달하지 않더라도, 상관관계 지수(cp) 경계값 이상만 되면 바로 단독운전 검출이 가능하므로, 보다 신속한 단독운전 검출이 가능한 효과가 있다. In addition, according to the present invention, even if the current frequency value does not reach the over frequency relay or under frequency relay by using the correlation index according to the frequency variation, the correlation index cp boundary. If the value is more than the single operation can be detected immediately, there is an effect that can be detected more quickly.
또한, 본 발명에 의해, 인버터 출력전류의 주파수를 단방향으로 키우거나 낮추지 않고, 주기적으로 주파수의 up/down을 수행하여, 2개의 연속 주기에 대해서 (+), (-) 상쇄효과로 인해, 고조파 전류가 줄어들어 THD(Total Harmonic Distortion) 성분이 낮아지게 되므로 전력품질을 향상시키는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the frequency of the inverter output current is periodically increased or decreased without increasing or decreasing the frequency of the inverter in one direction. Thus, due to the positive and negative cancellation effects for two consecutive periods, harmonics Reduced current results in lower THD (Total Harmonic Distortion), improving power quality.
또한, 본 발명에 의해, 상관관계 지수(cp)를 이용하여 단독운전을 검출하므로, cf(chopping fraction)를 작게 설정하여도 단독운전을 검출할 수 있으므로, cf의 크기가 감소함에 따라 출력전류의 THD (Total Harmonic Distortion) 또한 감소하게 되므로 전력품질이 좋아지는 효과가 있다.
In addition, the output current, as according to the present invention, a correlation index (cp) and it is also possible to detect a single operation to set smaller the so detecting a single operation, cf (chopping fraction), the size cf reduced using Total Harmonic Distortion (THD) is also reduced, resulting in better power quality.
도 1은 종래기술에 의한 단방향 AFD 기법의 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 AFD 기법의 예시도.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 AFD 기법의 chopping faction을 정의하기 위한 파형을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단독운전 검출방법에 적용된 시뮬레이션 회로의 예시도.
도 5a 종래기술에 의한 단방향 AFD 기법의 시뮬레이션 결과도.
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 AFD 기법의 시뮬레이션 결과도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 단독운전 검출방법의 순서도. 1 is an illustration of a unidirectional AFD technique according to the prior art.
2 is an illustration of a bidirectional AFD technique in accordance with an embodiment of the present invention.
3A to 3B are exemplary views showing waveforms for defining chopping faction of an AFD technique according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an illustration of a simulation circuit applied to the single operation detection method according to an embodiment of the present invention.
Figure 5a is a simulation result of the unidirectional AFD technique according to the prior art.
5B is a simulation result diagram of a bidirectional AFD technique according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart of a single operation detection method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 종래기술에 의한 단방향 AFD 기법의 예시도이다. 1 is an exemplary diagram of a unidirectional AFD technique according to the prior art.
능동적 주파수 변동기법(Active Frequency Drift: AFD)이란 PV시스템에서 계통으로 공급하는 전류의 주파수를 정확히 계통전압의 주파수에 동기시키는 것이 아니라 출력전류의 주파수를 계통전압의 주파수보다 빠르게 또는 느리게 바꾸어 단독운전 발생시 계통전압의 주파수에 변화가 발생하도록 하여 단독운전을 검출하는 기법을 말한다. Active Frequency Drift (AFD) does not exactly synchronize the frequency of the current supplied to the grid from the PV system to the frequency of the grid voltage, but changes the frequency of the output current faster or slower than the grid voltage. It refers to a technique for detecting single operation by causing a change in the frequency of grid voltage.
이러한 능동적 주파수 변동기법(Active Frequency Drift: AFD)은 출력전류에 왜곡을 인가함으로써 계통연계시 cf의 크기에 따라 출력 전류의 THD (Total Harmonic Distortion)가 증가하게 된다. 국제 규격에 의하면 정격출력시 출력전류의 THD는 5% 이내로 제한되기 때문에 인가할 수 있는 cf의 크기는 제한적이다. 또한 단독운전시 부하의 무효전력이 일정크기로 고정된 cf에 의하여 발생되는 무효전력과 지역부하가 상쇄되는 경우 주파수의 변동은 발생하지 않는다. 따라서 이 기법은 다른 능동적 기법에 비해 NDZ(Non-Detection Zone)가 폭 넓게 존재하는 문제점을 가지고 있다.In this Active Frequency Drift (AFD) method, the distortion is applied to the output current so that the total harmonic distortion (THD) of the output current increases according to the magnitude of cf in the grid connection. According to international standards, the THD of the output current at rated output is limited to within 5%, so the size of cf that can be applied is limited. In addition, the frequency change does not occur when the reactive power generated by cf fixed to a certain size and the local load are canceled during single operation. Therefore, this technique has a problem that non-detection zone (NDZ) is wider than other active techniques.
도 1을 참조하면, 기존의 단독운전 검출 기법은 단방향으로 주파수를 키우는 방법이 주류로 제안되어 사용되고 있었다. Referring to FIG. 1, in the conventional single operation detection technique, a method of increasing the frequency in one direction has been proposed and used as the mainstream.
이와 같은 단방향 AFD 기법은 전류의 주파수를 빠르게 해서, 단독운전이 발생했을시 빠른 주파수 변동에 대해서 전압의 주파수가 빠르게 변화하게 함으로써 변화된 전압의 주파수를 특정값까지 변동시켜서 단독운전을 검출하게 된다. Such a one-way AFD technique speeds up the frequency of the current, and when the single operation occurs, the frequency of the voltage changes rapidly with respect to the rapid frequency change, thereby changing the frequency of the changed voltage to a specific value to detect the single operation.
즉, 단방향 AFD 기법으로 과주파수 릴레이(Over Frequency Relay; OFR) 또는 저주파수 릴레이(Under Frequency Relay; UFR)를 이용하여 단독운전을 검출하기 위해서는 주파수 변동분이 약 5%로 커지게 되는데, 이 수치는 전류 고조파 측정치인 THD(Total Harmonic Distortion) 성분을 5% 정도로 증가시켜 전력품질이 저하되며 이에 따라 전력설비의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
In other words, the frequency fluctuation increases to about 5% in order to detect single operation using the Over Frequency Relay (OFR) or the Under Frequency Relay (UFR) using the one-way AFD technique. The harmonic measurement THD (Total Harmonic Distortion) component is increased to about 5% to reduce the power quality, thereby shortening the lifespan of the power equipment.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 AFD 기법의 예시도이다. 2 is an illustration of a bidirectional AFD technique in accordance with an embodiment of the present invention.
상술한 단방향 주파수 변동기법의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 단독운전 현상을 능동적 주파수 변동기법에서 주파수의 변화량과 cf(chopping fraction)의 변화량으로 주파수 변동의 상관관계를 이용한 단독운전 검출방법을 제안한다. To solve the problems of the above-described one-way frequency variation techniques, the invention proposes a single operation detection method using the correlation between the frequency variation with the variation of the amount of change and cf (chopping fraction) of a frequency in the active frequency fluctuation alone driving the developing techniques do.
도 2를 참조하면, 본 발명에서는 전류의 주파수를 연속적으로 키우거나(Upward) 낮추어(Downward) 주입하게 된다. 즉, 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 주기적으로 키우거나 낮추어서 인가하게 되는데, i) 일정구간에서는 인버터 출력전류(I inv )의 주파수가 인버터 출력전압(V inv )의 주파수보다 커지게되고, ii) 이에 비해 또 다른 일정구간에서는 인버터 출력전류(I inv )의 주파수가 인버터 출력전압(V inv )의 주파수보다 작아지게 된다. Referring to FIG. 2, in the present invention, the frequency of the current is continuously increased or down injected. That is, the cf (Chopping fraction) of the inverter output current ( I inv ) is periodically increased or decreased to apply. I) In a certain period, the frequency of the inverter output current ( I inv ) is greater than the frequency of the inverter output voltage ( V inv ). Ii) In contrast, in another constant section, the frequency of the inverter output current I inv becomes smaller than the frequency of the inverter output voltage V inv .
이와 같이 본 발명에 의하면, 주파수 변동을 기존의 단방향 주파수 변동기법(AFD)과 같이 단방향으로 하지않고, 주기적으로 up/down을 수행하여, 주파수를 키우는(Upward) 것과 낮추는(Downward) 것이 서로 상쇄되어, 계측되는 평균 THD(Total Harmonic Distortion) 성분이 줄어들게 되어 전력 품질이 향상되는 효과가 발생한다.
As described above, according to the present invention, the frequency fluctuation is not unidirectional as in the conventional unidirectional frequency fluctuation technique (AFD), and the periodic up / down is performed to offset and lower the frequency. As a result, the average THD (Total Harmonic Distortion) component is reduced, resulting in an improvement in power quality.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 AFD 기법의 cf(chopping faction)을 정의하기 위한 파형을 나타낸 예시도이다. 3A to 3B are exemplary views illustrating waveforms for defining a chopping faction ( cf ) of the AFD scheme according to an embodiment of the present invention.
본 발명이 제안하는 양방향 주파수 변동기법을 이용한 단독운전 검출 기법은 cf의 변화량과 주파수의 변화량의 상관관계를 이용한 단독운전 검출 기법이라고 할 수 있다. 즉, cf의 변화량과 주파수의 변화량을 이용하여 상관관계 지수(correlation parameter; cp )를 계산하고 이 값을 단독운전 검출 판단 지표로 사용한다. 여기서 cp를 계산하는 식은 하기의 수학식 1과 같다.
The single operation detection technique using the bidirectional frequency variation technique proposed by the present invention may be referred to as a single operation detection technique using a correlation between the variation of cf and the variation of frequency. That is, the correlation index ( cp ) is calculated using the change amount of cf and the change amount of frequency, and this value is used as an index for determining the sole operation. The equation for calculating cp is the same as Equation 1 below.
여기서 cp는 상관관계 지수(correlation parameter), i는 현 시점, N은 상관관계 지수를 계산하는 계통 라인 주기수, k는 N주기 동안 상관관계 지수를 계산하는 시점을 의미하며, Δ freq[k] = freq[k] - freq[k-1] 이고, Δ cf[k] = cf[k] - cf[k-1]이다. Where cp is the correlation parameter, i is the current time point, N is the number of system line periods for calculating the correlation index, k is the time point for calculating the correlation index during N periods, and Δ freq [k] = freq [k] -freq [k-1] and Δ cf [k] = cf [k] -cf [k-1].
freq는 태양광 인버터의 출력전압의 계측된 주파수인데, Δ freq[k]는 현 [k] 시점에서의 계측된 주파수 freq[k]와 [k-1] 시점에서의 계측된 주파수 freq[k-1]의 증분으로 정의될 수 있다. freq is the frequency of the measured output voltage of the PV inverter, freq Δ [k] is a current [k] at the time when the measured frequency of the freq [k] and [k-1] at the time when the measured frequency of the freq [k- 1] can be defined.
cf(Chopping fraction)은 전류의 주파수를 변동시키는 양을 정량적으로 정의한 지수인데, 하기의 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
cf (Chopping fraction) is an index that quantitatively defines the amount of fluctuation of the frequency of the current, it can be defined as
여기서, T util 은 계통전압의 한 주기의 시간을 나타내고, t z 는 출력전류파형의 한 주기 동안에 전류가 0인 시간을 나타낸다. Here, T util represents the time of one cycle of the grid voltage, and t z represents the time when the current is zero during one cycle of the output current waveform.
상기 수학식 1을 참조하면, Δ cf[k] = cf[k] - cf[k-1] 로 정의되어, 현재 [k]시점에서의 cf 값과 직전 주기인 [k-1]시점에서의 cf 값 사이의 증분으로 정의된다. Referring to Equation 1, Δ cf [k] = cf [k] -cf [k-1], which is defined as cf at the current [k] time and at the previous period [k-1]. Defined in increments between cf values.
cp 는 단독운전을 판단하기 위한 지수인데, i) cp값은 단독운전이 발생하기 전에는, 인버터 출력전압의 주파수를 한국전력에서 전압원으로 잡고 있기 때문에 Δf r eq 값이 거의 영이 되어 낮은 수치를 가지게 된다. ii) 그러나, 단독운전이 발생하면, 변동되는 주파수 변동 factor인 Δ cf값으로 인해 전압의 주파수 변동분인 Δf r eq이 변하게 되어, cp 값은 증가하게 된다. cp is an index for judging stand-alone operation. i) cp value has a low value because Δf r eq becomes almost zero since the frequency of inverter output voltage is held as a voltage source in KEPCO before stand-alone operation occurs. . ii) However, when single operation occurs, Δf r eq, which is the frequency variation of voltage, is changed due to the Δ cf value, which is a variable frequency variation, cp The value will increase.
즉, 단독운전 발생전에는 cp값이 낮은 값이 나오고, 단독운전 발생 후에는 cp값이 큰 값이 나오기 때문에, cp값을 단독운전 검출지수로 사용하는 것이 간편하고 용이하다고 할 수 있다. That is, since the value of cp is low before the single operation occurs and the value of cp is high after the single operation, it is easy and easy to use the cp value as the single operation detection index.
종합하면, 본 발명에서는 전압의 한 주기마다 AFD기법의 cf를 +, -로 주기적으로 인가하여, 상기 수학식 1에서 계산되는 cp값을 가지고 단독운전을 판단하게 되는데, 기존의 단방향(+) AFD기법에 비해서, 적은 양의 cf주입을 통해서, 동일이상의 단독 운전 검출 성능을 구현할 수 있다. 그 이유는 기존의 AFD기법이 주파수 릴레이를 이용하여, 동작주파수가 주파수 릴레이 값(OFR:60.5[Hz], UFR:59.3[Hz])으로 도달하여야 정지하였지만, 본 발명은 cp를 통해서 보다 적은 외란 cf를 통해, 단독운전을 검출할 수 있기때문이다. In summary, in the present invention, cf of the AFD technique is periodically applied to each cycle of the voltage as + and-to determine single operation with the cp value calculated in Equation (1). Compared to the technique, a small amount of cf injection can realize the same or more single operation detection performance. The reason is that the conventional AFD technique stops when the operating frequency reaches the frequency relay value (OFR: 60.5 [Hz], UFR: 59.3 [Hz]) using the frequency relay, but the present invention uses less disturbance through cp . This is because cf can detect single operation.
즉 바꾸어 말하자면, 본 발명에서 제안하는 기법은 기존의 단순히 주파수를 변동시켜 OFR/UFR을 이용하여 단독운전을 검출하는 방식보다, cf를 (+)(-)방향으로 주기적으로 변동시켜 전력 주파수를 변동시키는 외란의 크기를 줄일 수 있어 단독운전 검출 성능을 우수하게 가져가면서, 전력품질을 높일 수 있는 장점이 있다.
In other words, the technique proposed in the present invention changes the power frequency by periodically changing cf in the (+) (-) direction, rather than by simply changing the frequency to detect single operation using OFR / UFR. Since the size of disturbance to be reduced can be reduced, the stand-alone detection performance is excellent and power quality can be improved.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단독운전 검출방법에 적용된 시뮬레이션 회로의 예시도이다. 4 is an exemplary diagram of a simulation circuit applied to a single operation detection method according to an embodiment of the present invention.
도 4의 시뮬레이션 회로는 3[kW]로 구성하였으며, 계통 전압은 220[Vrms]/60[Hz]이다. Load에서 R은 16.133[Ω], L=16.85[mH], C=414.2[㎌]으로써, 부하 공진지수(quality factor)는 2.5로 설정하고 단독운전 검출여부를 시험하였다.
The simulation circuit of FIG. 4 is composed of 3 [kW], and the system voltage is 220 [Vrms] / 60 [Hz]. At load, R is 16.133 [Ω], L = 16.85 [mH], C = 414.2 [㎌], and the load quality factor is set to 2.5. It was tested for the detection of single operation.
도 5a는 종래기술에 의한 단방향 AFD 기법의 시뮬레이션 결과도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 AFD 기법의 시뮬레이션 결과도이다. Figure 5a is a simulation result of the conventional unidirectional AFD technique, Figure 5b is a simulation result of the bidirectional AFD technique according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 0.5초에서 단독운전을 발생시켰을 때 능동적 주파수 변동기법에서는 단방향(+) 고정 cf를 5% 줬지만, 단독운전을 검출하지 못했다. Referring to FIG. 5A, when the independent operation is generated at 0.5 seconds, the active frequency variation technique gives 5% of the unidirectional (+) fixed cf , but no single operation is detected.
다만, 본 발명이 적용된 도 5b의 결과도를 참조하면, 0.5초 단독운전이 발생하기 전에는 상용계통 전압의 주파수가 cf의 변화에도 불구하고 변동이 없어 cp가 거의 영으로 나오고, 0.5초 이후 단독운전 발생 후에는 cf의 변동에 따라 인버터 출력 전압의 주파수가 달라지게 되어 cp가 증가하기 시작한다. 이 cp는 증가하기 시작하다가 설정값 0.04에 도달하여, 0.075초 만에 단독운전을 검출하여 인버터가 정지하게 된다. 여기서 상기 설정값 0.04는 상관관계 지수(cp)의 최대치의 80% 에 해당하는 값이라고 할 수 있다. However, referring to the result diagram of FIG. 5B to which the present invention is applied, cp is almost zero because the frequency of the commercial system voltage does not change despite the change of cf before the 0.5 second single operation occurs. After generation, the frequency of inverter output voltage changes according to the change of cf , and cp starts to increase. This cp starts to increase and reaches the set value of 0.04. In 0.075 seconds, stand-alone operation is detected and the inverter stops. Here, the set value 0.04 may be referred to as a value corresponding to 80% of the maximum value of the correlation index ( cp ).
즉, 기존의 단방향 주파수 변동기법(AFD)과 같은 경우는 주파수 릴레이(Frequency Relay)를 사용하여, 동작주파수가 60H에서, 60.5Hz 의 과주파수 릴레이(Over Frequency Relay)나 59.3Hz의 저주파수 릴레이 (Under Frequency Relay)까지 주파수가 움직이도록 해서 단독운전을 검출하므로, 단독운전 검출에 있어서 주파수 변동시간이 더 소모되었으나, 본 발명에 의하면, 주파수 변동에 따른 상관관계 지수를 사용해서, 현재 주파수 값이 OFR(Over Frequency Relay)/UFR(Under Frequency Relay)에 도달하지 않더라도, 상관관계 지수(cp) 경계값 이상만 되면 바로 단독운전 검출이 가능하므로, 단독운전을 빠른 시간 내에 검출이 가능한 장점이 있다고 할 수 있다.
In other words, in the case of the conventional one-way frequency shift technique (AFD), a frequency relay (Frequency Relay) is used, the operating frequency is 60H, 60.5Hz Over Frequency Relay or 59.3Hz Low Frequency Relay (Under) Since a single operation is detected by allowing the frequency to move up to a frequency relay), the frequency variation time is further consumed in the detection of the single operation. However, according to the present invention, using the correlation index according to the frequency variation, the current frequency value is set to OFR ( Even if the over frequency relay (UFR) / Under Frequency Relay (UFR) is not reached, it is possible to detect the independent operation immediately if the correlation index ( cp ) is more than the threshold value. .
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 단독운전 검출방법의 순서도이다. 6 is a flow chart of a single operation detection method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 분산전원 계통 연계지점에서의 계통 전압, 인버터 출력전압 및 인버터 출력전류의 데이터를 획득하고(S601), 상기 데이터를 샘플링하여(S602), 인버터 출력전압(V inv )의 제로-크로싱(Zero Crossing)이 맞춰지는 단계(S603)를 거치게 된다. First, data of a grid voltage, an inverter output voltage, and an inverter output current at a branch point of a distributed power system grid is acquired (S601), and the data is sampled (S602) to zero-crossing of the inverter output voltage ( V inv ). Crossing) is passed to step S603.
상기 데이터를 샘플링하는 단계(S602)는 사용하고자 하는 아날로그 신호를 특정간격마다 주기적으로 추출하여 디지털로 변환하는 단계로, 본 발명에서는 계통 전압, 인버터 출력 전압, 및 인버터 출력 전류 데이터의 아날로그 신호를 특정간격마다 주기적으로 추출하여 디지털 신호인 실효치를 계산하게 된다. Sampling the data (S602) is a step of periodically extracting the analog signal to be used for every specific interval to convert to digital, in the present invention specifies the analog signal of the grid voltage, inverter output voltage, and inverter output current data The interval is extracted periodically to calculate the effective value of the digital signal.
즉, 사용하고자 하는 아날로그 신호를 특정간격마다 주기적으로 추출함으로써 디지털로 전환하는 Data Sampling(S602)의 과정을 거친 정보를 얻게 되고, 상기 정보에서 얻어진 출력 전압의 주파수는 정현파인 교류 출력전압에서, (-)값에서 (+)값으로 변하는 순간부터 다음번 (-)값에서 (+)로 변하는 순간까지의 시간을 측정하는 제로 크로싱을 측정하게 된다.That is, the information obtained through the process of data sampling (S602) for converting to digital by periodically extracting the analog signal to be used at specific intervals is obtained, and the frequency of the output voltage obtained from the information is a sinusoidal AC output voltage, ( The zero crossing, which measures the time from the moment of change from-) to the (+) value to the moment of change from the next (-) value to (+), is measured.
다시 말하면, 상기 동작은 Zero Crossing of Output Voltage(S603) 일 경우에는 다음 동작인 Injection of periodic Up/Down AFD Method(S604)를 실행한다.In other words, in the case of Zero Crossing of Output Voltage (S603), the next operation is Injection of Periodic Up / Down AFD Method (S604).
그리고, 상기 Zero Crossing of Output Voltage(S603)이 되지 않을 경우에는 다음 동작을 실행하지 않고, 데이터 샘플링 단계(S602)를 다시 거치고, 상기 출력전압의 제로 크로싱을 다시 맞추도록 한다.If the zero crossing of output voltage (S603) does not occur, the next operation is not executed, and the data sampling step (S602) is performed again, and the zero crossing of the output voltage is set again.
이후 상기 제로-크로싱 상태에서 주기적으로 주파수가 변동된 인버터 출력전류(I inv )를 주입하는 단계를 거치게 된다.(S604) Subsequently, inverting the inverter output current I inv whose frequency is changed periodically in the zero-crossing state is performed.
상기 인버터 출력전류의 주입단계(S604)는, 상기 인버터 출력전압(V inv )의 한 주기마다, 양방향 능동형 주파수 변동기법(Active Frequency drift Method; AFD)에 의해 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 주기적으로 키우거나 낮추어서 인가하는 것을 특징으로 한다. Each one period of the injection phase of the inverter output current (S604), the inverter output voltage (V inv), two-way active frequency variation technique; cf of (Active Frequency drift Method AFD) output current (I inv) by ( Chopping fraction is characterized in that to increase or decrease periodically.
여기서 상기 인버터의 출력전류의 변동 주기는, 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 R% 증가시킨 주기와 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 R% 감소시킨 주기가 교대로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있는데, 상기 R%의 범위는 1% 내지 5% 사이에서 결정되는 것이 바람직하다. The fluctuation period of the output current of the inverter, the inverter output current, cf period in which the cf (Chopping fraction) R% reduction in (Chopping fraction) the R% increase that period and the output current (I inv) of (I inv) It may be characterized in that the alternately formed, the range of R% is preferably determined between 1% to 5%.
즉, 인버터 출력전류의 주입단계(S604)는 인버터 출력 전류의 주기를 키우거나 낮추기를 반복하여 공급하게 되는데, 연속적으로 전류의 주파수를 키우고 줄이는데 있어서 그 비율을 일정하게 하기 때문에 전체 주기를 통틀어 평균 출력을 계산했을 때는 인버터 출력전류의 주파수 변동치가 0에 가까우므로 고조파 왜율을 최소화하게 된다. That is, the step of injecting the inverter output current (S604) is to increase or decrease the cycle of the inverter output current is supplied repeatedly, the average output throughout the entire cycle because the ratio is constant in continuously increasing and decreasing the frequency of the current In the calculation, the frequency variation of the inverter output current is close to zero, which minimizes harmonic distortion.
이후, 상기 인버터의 출력전류의 주파수의 변화량 및 cf(Chopping fraction)의 변화량을 이용하여 주파수 변동의 상관관계 지수(cp)를 계산하는 단계(S605)를거치게 된다. Subsequently, a step (S605) of calculating a correlation index cp of the frequency variation is performed by using the variation amount of the frequency of the output current of the inverter and the variation amount of the chopping fraction ( cf ).
본 발명에서 상기 상관관계 지수(cp)는 하기의 식에 의해 구할 수 있다. In the present invention, the correlation index ( cp ) can be obtained by the following equation.
이때, Δ freq[k] = freq[k] - freq[k-1] 이고, Δ cf[k] = cf[k] - cf[k-1]이다. 여기서 freq는 태양광 인버터의 출력전압의 주파수이고, Cf(Chopping fraction)는 
이후 상기 상관관계 지수(cp)와 상관관계 지수의 경계값을 비교하여, 단독운전을 검출하는 단계를 거치게 된다.(S606)After that, the boundary value of the correlation index cp and the correlation index are compared, and a single operation is detected.
상관관계 지수와 경계값을 비교하는 단계(S606)는 기계산된 상관관계 지수값이 경계값보다 큰지를 판단하는 단계로, 상관관계 지수값이 경계값 이상이 되면 단독운전이 검출된 것으로 판단하게 된다. Comparing the correlation index and the boundary value (S606) is a step of determining whether the machined correlation index value is larger than the boundary value. When the correlation index value is more than the threshold value, it is determined that the independent operation is detected. do.
상기 상관관계 지수의 경계값은, 상기 상관관계 지수(cp)값의 최대치의 80% 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 경계값의 범위는 0% 내지 80% 사이의 범위에서 결정될 수 있을 것이다. 도 5b를 참조하면, 한국전력의 공급전원을 기준으로 0.04(4.00m)가 상관관계 지수(cp)값의 최대치의 80%라고 할 수 있다. The boundary value of the correlation index is preferably set to 80% or less of the maximum value of the correlation index cp . That is, the range of the threshold may be determined in the range of 0% to 80%. Referring to FIG. 5B, 0.04 (4.00m) is 80% of the maximum value of the correlation index cp based on the KEP power supply.
이는 시스템의 오차 등을 고려한 수치로서 안정적으로 단독운전을 검출하기 위한 것으로, 이는 사용자가 시스템의 안정도와 관련하여 변경 설정할 수 있을 것이다. This is a value in consideration of the error of the system, and is for stably detecting the single operation, which the user can change and set in relation to the stability of the system.
이후 상기 단독운전 검출단계 후에, 단독운전이 검출되었다면, 트립(Trip)신호를 보내 분산전원 계통시스템의 인버터를 정지시키는 단계를 거치게 된다.(S607)After the single operation detection step, if the single operation is detected, a trip signal is sent to stop the inverter of the distributed power system (S607).
즉, 상기 S606단계에서 상관관계 지수값이 경계값 이상이 되면 단독운전이 검출된 것으로 판단되면, 트립(Trip)신호를 전송하여 인버터를 정지시키게 되며, 분산전원 계통시스템을 보호하게 된다. That is, when it is determined in step S606 that the correlation index value is equal to or greater than the threshold value, if it is determined that the single operation is detected, the inverter transmits a trip signal to stop the inverter and protects the distributed power supply system.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
The present invention has been described above in connection with specific embodiments of the present invention, but this is only an example and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and within the equivalent scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below. Various modifications and variations are possible.
110, 210, 310: 인버터 출력전류의 파형
120, 220, 320: 인버터 출력전압의 파형
T util : 계통전압의 한 주기의 시간
t z : 출력 전류파형의 한주기 동안에 전류가 0인 시간110, 210, 310: waveform of inverter output current
120, 220, 320: waveform of inverter output voltage
T util : time of one cycle of grid voltage
t z : The time when the current is zero for one period of the output current waveform.
Claims (7)
상기 제로-크로싱 상태에서 주기적으로 주파수가 변동된 인버터의 출력전류(I inv )를 주입하는 단계;
상기 인버터의 출력전류의 주파수의 변화량 및 cf(Chopping fraction)의 변화량을 이용하여 주파수 변동의 상관관계 지수(cp)를 계산하는 단계; 및
상기 상관관계 지수(cp)와 상관관계 지수의 경계값을 비교하여, 단독운전을 검출하는 단계;
를 포함하는 단독운전 검출방법.
Acquiring data of the grid voltage, the inverter output voltage, and the inverter output current at the distributed power system grid connection point, and sampling the data to match zero crossing of the inverter output voltage V inv ;
Injecting the output current I inv of the inverter whose frequency is periodically changed in the zero-crossing state;
Calculating a correlation index ( cp ) of frequency variation by using a change amount of a frequency of the output current of the inverter and a change amount of a chopping fraction ( cf ); And
Detecting a single operation by comparing the correlation index cp with a boundary value of the correlation index;
Single operation detection method comprising a.
단독운전이 검출되었다면, 트립(Trip)신호를 보내 분산전원 계통시스템의 인버터를 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법.
According to claim 1, After the single operation detection step,
And if the single operation is detected, sending a trip signal to stop the inverter of the distributed power system.
상기 상관관계 지수(cp )는 하기의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법.
( 이때, Δfreq[k] = freq[k] - freq[k-1] 이고, Δcf[k] = cf[k] - cf[k-1]이다. 여기서 freq는 태양광 인버터의 출력전압의 주파수이고, Cf(Chopping fraction)는
The method of claim 1, wherein in calculating the correlation index cp ,
The correlation index (cp) is islanding detection method, characterized in that calculated by the following equation.
(At this time, Δfreq [k] = freq [ k] - freq [k-1] and, Δcf [k] = cf [ k] -. Cf [k-1] is where freq is the frequency of the output voltage of the PV inverter And Cf (Chopping fraction)
상기 인버터 출력전압(V inv )의 한 주기마다, 양방향 능동형 주파수 변동기법(Active Frequency drift Method; AFD)에 의해 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 주기적으로 키우거나 낮추어서 인가하는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법.
The method of claim 1, wherein the injection of the output current of the inverter,
Periodically increasing or decreasing the cf (Chopping fraction) of the inverter output current I inv by applying a bidirectional active frequency drift method (AFD) every cycle of the inverter output voltage ( V inv ). Single operation detection method characterized in that.
인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 R% 증가시킨 주기와 인버터 출력전류(I inv )의 cf(Chopping fraction)를 R% 감소시킨 주기가 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법.
The method of claim 4, wherein the variation period of the output current of the inverter,
Single operation, characterized in that the inverter output current, cf (Chopping fraction) the R% Increased frequency and inverter output current cycle in which the cf (Chopping fraction) R% reduction of (I inv) of (I inv) formed alternately Detection method.
The method of claim 5, wherein the incremental R% of the cf (Chopping fraction) of the inverter output current ( I inv ) is 1% to 5%.
상기 상관관계 지수(cp)의 최대치의 80% 이하에서 정해지는 것을 특징으로 하는 단독운전 검출방법.
The method of claim 1, wherein the boundary value of the correlation index,
And 80% or less of the maximum value of the correlation index ( cp ).
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104198841A (en) * | 2014-08-08 | 2014-12-10 | 武汉理工大学 | Method for detecting island in photovoltaic grid-connected inverter |
| KR101530207B1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-06-19 | 공주대학교 산학협력단 | An improved active frequency drift anti-islanding detecting module for multiple PV micro-inverter systems and detecting method using the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101434172B1 (en) * | 2013-03-07 | 2014-08-27 | 공주대학교 산학협력단 | An anti-islanding method based on symmetry of a line frequency |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100966146B1 (en) * | 2008-03-21 | 2010-06-25 | 명지대학교 산학협력단 | Distributed Generation System Interconnected with Utility Grid and Islanding Detection Method thereof |
-
2010
- 2010-06-30 KR KR1020100062452A patent/KR101109691B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101530207B1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-06-19 | 공주대학교 산학협력단 | An improved active frequency drift anti-islanding detecting module for multiple PV micro-inverter systems and detecting method using the same |
| WO2015174569A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 공주대학교 산학협력단 | Afd islanding detection module for solar photovoltaic inverter system and afd islanding detection method using same |
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