KR20140093355A - Photovoltaic system that contains the string voltage booster - Google Patents

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KR20140093355A
KR20140093355A KR1020130004548A KR20130004548A KR20140093355A KR 20140093355 A KR20140093355 A KR 20140093355A KR 1020130004548 A KR1020130004548 A KR 1020130004548A KR 20130004548 A KR20130004548 A KR 20130004548A KR 20140093355 A KR20140093355 A KR 20140093355A
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박영호
류승표
전세봉
김종철
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현대중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a photovoltaic system including a string voltage booster. The photovoltaic system includes a plurality of photovoltaic modules (200) and a grid-connected PCS, wherein the photovoltaic modules include a standard string (300) and a non-standard string (400) having a module serial connection number less than that of the standard string (300). The photovoltaic system is characterized in that a booster (500) is connected between the non-standard string (400) and a connection box (600); the booster (500) automatically calculates and determines a ratio of a voltage of the non-standard string (400) to a voltage of the standard string (300); a voltage of the non-standard string (400) is implemented through power device PWM switching control; automatic start and stop of the booster (500) are determined according to a voltage and output power of the non-standard string (400); and the booster (500) automatically controls tracking of a maximum power point of the non-standard string (400).

Description

스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템{Photovoltaic system that contains the string voltage booster}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a photovoltaic system including a string voltage booster,

본 발명은 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발절시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 태양광 모듈을 직/병렬 조합하여 태양광 어레이를 구성할 때 스트링 모듈 연결 매수가 표준 스트링보다 적은 비표준 스트링이 함께 존재하여도 비표준 스트링에서 최대 발전 출력을 간편하게 얻을 수 있도록 한 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar photovoltaic system including a string voltage booster, and more particularly, to a solar photovoltaic system including a string voltage booster, and more particularly, The present invention relates to a solar power generation system including a string voltage booster for easily obtaining a maximum generation output in a nonstandard string.

최근, 화석연료의 사용에 기인하는, 이산화탄소 등의 방출에 의한 지구의 온난화와 원자력발전소의 사고 및 핵폐기물에 의한 방사능 오염 등의 심각한 문제가 나타나고, 지구의 환경과 에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 환경하에서, 태양광을 사용하는 태양광발전, 지열력을 사용하는 지열발전 및 풍력을 사용하는 풍력발전 등은 무한하고 깨끗한 에너지원으로서 세계적으로 실용화되어 있다.In recent years, serious problems such as global warming caused by the emission of carbon dioxide and the like due to the use of fossil fuels, radioactive contamination caused by nuclear power plant accidents and nuclear waste have appeared, and interest in the earth's environment and energy has increased. Under these circumstances, photovoltaic power generation using solar energy, geothermal power using geothermal power, and wind power using wind power are being put to practical use worldwide as an infinite and clean energy source.

이들 에너지원 중에서, 수W 내지 수천kW의 출력범위에 따라서 태양전지를 사용하는 태양광발전의 다양한 형태가 있다.Among these energy sources, there are various types of photovoltaic power generation using solar cells according to an output range of several W to several thousand kW.

태양전지를 사용하는 대표적인 시스템은 태양전지에 의해 발생된 DC전력을 인버터 등에 의하여 AC전력(DC-AC변환)으로 변환하고 발생된 전력을 수요자의 부하 또는 상용전력계통(이하, "시스템"이라고 간단하게 칭함)에 공급하는 태양광 발전시스템이다.A typical system using a solar cell converts DC power generated by a solar cell into an AC power (DC-AC conversion) by an inverter or the like, converts the generated power into a load of a customer or a commercial power system (Hereinafter referred to as " solar power generation system ").

도 1은 종래의 태양광 발전시스템의 예제 블록도를 도시한 것이다.1 shows an exemplary block diagram of a conventional solar power generation system.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 태양광 발전시스템은 단위로서 직렬접속된 복수개의 태양전지셀로 이루어진 태양광 모듈(11)을 사용하고, 상기 태양광 모듈(11)을 직렬로 연결하면 스트링(String)(10)을 구성하게 된다.As shown in FIG. 1, a conventional solar power generation system uses a solar module 11 including a plurality of solar cells connected in series as a unit. When the solar modules 11 are connected in series, (String) 10 as shown in FIG.

상기 스트링(10)의 출력전압 및 출력전력은 태양광 모듈(11)의 직렬 연결 매수에 비례하여 증가한다.The output voltage and the output power of the string 10 increase in proportion to the number of series connection of the solar module 11. [

최대로 태양광 모듈(11)을 직렬 연결할 수 있는 개수는 태양광 모듈(11)의 최대 시스템 전압(Maximum System Voltage) 및 태양광 PCS의 입력 전압 범위, 그리고 설치 공사에 사용하는 접지 종류에 따라 제약조건이 있다.The maximum number of solar modules 11 that can be connected in series is limited by the maximum system voltage of the solar module 11 and the input voltage range of the solar PCS and the type of ground used in the installation There are conditions.

따라서, 접속함(20)을 이용하여 복수의 스트링(10)을 병렬로 연결하여 전압 크기를 일정하게 한 채로 전류 크기를 증가시켜 태양광 발전시스템 용량을 증가시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to increase the capacity of the photovoltaic power generation system by increasing the current magnitude while maintaining the voltage magnitude constant by connecting the plurality of strings 10 in parallel using the connection box 20.

상기의 접속함(20)에서는 태양전지 스트링(10)을 한 곳에 모아 태양광 PCS로 중계해 주는 역할을 하며, 상기 접속함(20)을 거친 직류 전력은 태양광 PCS에 접속되어 DC/AC 인버터(30)에 의해 직류/교류 전력변환이 이루어지고 계통전원(40)으로 발전 출력을 병입시켜준다.In the connection box 20, the solar battery string 10 is collected and relayed to the solar PCS. The DC power passing through the connection box 20 is connected to the solar PCS, DC / AC power conversion is performed by the power supply 30 and the power generation output is fed into the system power supply 40.

모든 태양광 모듈(11)에 균일한 크기의 일사 조건이 주어지면, 스트링(10)의 전기적 특성은 도 2에 나타낸 것과 같은 P-V 커브(출력전력-출력전압 곡선) 관계를 갖는다.If all the solar modules 11 are given a uniform solar radiation condition, the electrical characteristics of the string 10 have a P-V curve (output power-output voltage curve) relationship as shown in FIG.

기본적으로 스트링의 P-V 커브는 전류가 흐르지 않을 때의 개방전압에서 전압이 감소함에 따라 출력전력값이 증가하고, 특정 전압을 지나면 반대로 출력전력값이 지속적으로 감소하게 되어, 단 하나의 최대출력점이 존재하게 된다.Basically, the PV curve of a string increases the output power value as the voltage decreases at the open-circuit voltage when no current flows, and conversely, when the voltage exceeds a certain voltage, the output power value continuously decreases, and there is only one maximum output point .

도 2에는 두 스트링의 P-V 커브가 표시되어 있으며, 직렬 연결 매수가 다른 스트링은 최대출력점도 서로 다른 크기의 전압에서 존재하게 된다.In FIG. 2, P-V curves of two strings are displayed, and strings having different numbers of series connection exist in voltages having different magnitudes and maximum output points.

태양광 발전용 PCS(Power Conditioning System)는 태양광 어레이의 P-V 커브 상에서 동작점을 이동시키면서 최대출력점을 탐색하는 MPPT(Maximum Power Point Tracking, 최대출력점 추종) 제어를 실시하므로 스트링 간에 모듈 직렬 매수가 다를 경우, 도 2에 나타낸 커브 특성에 의해 직렬 연결 매수가 많은 표준 스트링(101)의 최대출력점(102) 전압에서 동작하게 되면 직렬 연결 매수가 표준 스트링보다 적은 비표준 스트링(103)은 최대출력점(104)에서 동작할 수 없게 되어 출력이 줄어들거나 전혀 출력을 내보내지 못하게 된다.The PCS (Power Conditioning System) for solar power generation performs MPPT (Maximum Power Point Tracking) control for searching the maximum output point while moving the operating point on the PV curve of the solar array, The non-standard string 103 having the number of serial connections smaller than that of the standard string 103 is operated at the maximum output point 102 of the standard string 101 having a larger number of serial connections due to the curve characteristic shown in FIG. 2, It becomes impossible to operate at the point 104 and the output is reduced or no output is outputted at all.

이에 따라, 종래에는 병렬로 연결하는 각 스트링의 모듈 직렬 연결 매수는 같도록 하고 균일한 일사량 조건을 갖도록 각각의 모듈을 설치하여 스트링 전압이 서로 일치하도록 태양광 발전시스템을 구성하였다.Accordingly, conventionally, each module connected to each other in series has the same number of modules connected in series, and each module has a uniform solar radiation condition so that the string voltages are matched to each other.

그러나, 종래에는 태양광 발전시스템을 설치하고자 하는 장소의 조건이 모듈 설치 면적이 협소하거나, 형태가 복잡할 경우에는 태양광 모듈을 햇빛이 잘 드는 남향 방면에 같은 각도로 모두 설치하는 것이 불가능하며, 각 스트링의 모듈 매수가 동일해야 함으로써 가용 면적을 전부 활용하지 못하게 되는 문제점이 있다.However, conventionally, it is impossible to install the solar module at the same angle on the south-facing side where the sunlight is good when the installation area of the module is small or the shape is complicated, The number of modules of each string must be the same, which makes it impossible to utilize all the available area.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 모듈을 설치하고자 하는 장소의 넓이가 협소하거나 주변 형태가 복잡하여 태양광 모듈을 같은 직렬 연결 매수로 동일한 일사 조건에 놓이도록 설치하기 어려운 상황에서도 스트링의 직렬 연결 매수가 동일하게 설치해야 하는 기준 설치 조건에 얽매이지 않고 유동적으로 태양광 어레이를 설치할 수 있도록 하고, 스트링을 구성하는 모듈의 직렬 매수가 다르더라도 모든 스트링이 최대출력점에서 동작하도록 하여 제품성을 극대화할 수 있는 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a solar module in which the module is installed in a narrow space, It is possible to install the solar array in a flexible manner without being bound to the standard installation conditions in which the number of series connection of the strings must be the same even in a case where the installation is difficult, and even if the number of serial modules constituting the string is different, The present invention provides a photovoltaic power generation system including a string voltage booster, which is capable of maximizing productivity.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력변환장치인 승압기는 태양광 어레이를 구성하는 스트링 가운데 직렬 연결 매수가 가장 많은 표준 스트링을 기준으로 직렬 연결 매수가 적은 비표준 스트링에 직접 연결되어 비표준 스트링이 최대출력점에서 동작하도록 자체적인 MPPT 제어를 수행하고, 승압기 출력 전압이 표준 스트링 전압과 동일하도록 능동 제어를 실시하여 접속함에 접속된 모든 스트링의 전압이 일치하도록 하여 접속함에서 모든 태양광 모듈의 집중된 직류 전원을 계통 연계형 인버터가 계통전원 측으로 전력을 변환하도록 한다.In order to achieve the above object, the booster, which is a power conversion device of the present invention, is directly connected to a non-standard string having a small number of serial connections based on a standard string having the largest number of serial connections among the strings constituting the solar array, The MPPT control is performed so as to operate at the output point and active control is performed so that the booster output voltage is equal to the standard string voltage so that the voltages of all the strings connected to the connection box are matched, Allowing the power to be converted to the grid power side by the grid-connected inverter.

상기 승압기는 비표준 스트링의 직류 전압 및 직류 전류를 센싱하여 MPPT 제어를 실시하여 동작점의 기준 전압을 생성하고, 현재의 스트링 직류 전압과 차감하는 감산기를 거쳐 차신호의 편차를 PI(Proportaional and Integral) 제어를 통해 오차가 제로가 되도록 조정하고, 그 제어 결과값이 승압기 정격 입력전류 및 정격 출력전력을 상회하지 않는 값이 되도록 제한을 시켜주어 제어용 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호로 스위칭 소자를 제어하는 것을 특징으로 한다.The booster senses the DC voltage and the DC current of the nonstandard string to perform the MPPT control to generate the reference voltage of the operating point, and the deviation of the difference signal through the subtracter, subtracting the current string DC voltage, from PI (Proportional and Integral) Control is performed so that the error becomes zero and the control result value is limited to a value not exceeding the boost input and the rated output power to generate a control PWM pulse width modulation signal, And the switching element is controlled by a signal.

또한, 승압기는 입력전압이 적정 범위에 있음을 확인하고, 출력전압이 적정 범위에 있을 경우에 기동 조건을 스스로 판단하여 자동 운전개시를 하고, 비표준 스트링의 직류전력이 최대출력점에 동작하도록 제어를 수행하며, 일사 조건 및 인버터 운전 및 정지와 같은 외부 조건에 따라 스트링 전압 및 입력 전류, 그리고 출력전압이 적정 범위를 벗어났을 때 자동으로 운전을 정지하고 지속적으로 자동 기동 조건에 부합한지 아닌지를 체크하는 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템을 제공함에 있다.Also, the booster confirms that the input voltage is within the proper range, starts the automatic operation by judging the starting condition itself when the output voltage is in the proper range, and controls the DC power of the nonstandard string to operate at the maximum output point And automatically stops operation when string voltage, input current, and output voltage are out of the proper range according to external conditions such as solar radiation condition and inverter operation and stop, and it is checked whether or not the automatic operation condition is continuously satisfied The present invention provides a solar power generation system including a string voltage booster.

이와 같이 본 발명에서 설명하는 승압기는 표준 스트링과 비표준 스트링이 함께 구성된 태양광 발전시스템에서 간편한 방법으로 모듈 직렬 연결 매수에 무관하게 다수의 태양전지 모듈을 모두 최적의 발전상태로 동작할 수 있도록 함으로써제품성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the solar power generation system in which the standard string and the nonstandard string are combined, the booster described in the present invention can operate all of the plurality of solar cell modules in the optimum power generation state regardless of the number of module serial connection, It is possible to maximize the sex.

또한, 본 발명은 태양광 어레이를 구성할 때 종래에 비해 직/병렬 시스템 구성을 매우 유연하게 선택할 수 있으므로 동일 설치 공간에 더 많은 태양전지 모듈을 설치할 수 있게 되어 제품의 효율성 및 공간 활용도를 극대화할 수 있는 효과가 있다.Further, since the present invention can select a direct / parallel system configuration more flexibly than the conventional one when constructing a solar array, more solar cell modules can be installed in the same installation space, thereby maximizing the efficiency and space utilization of the product There is an effect that can be.

또한, 본 발명에 따른 승압기는 자체적인 MPPT 제어 기능을 갖고 있으므로 비표준 스트링이 위치한 방면이나 각도 등이 표준 스트링과 일치하지 않더라도 독립적으로 최대전력을 출력할 수 있게 되어 에너지 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the booster according to the present invention has its own MPPT control function, it is possible to independently output the maximum power even if the angle of the non-standard string is not coincident with the standard string, thereby maximizing the energy efficiency have.

도 1은 종래의 태양광 발전시스템의 예제 블록도.
도 2는 표준 스트링과 비표준 스트링의 P-V 커브를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 승압기를 적용한 태양광 발전시스템의 실시 예제 블록도.
도 4는 본 발명에서 제시하는 승압기 전력변환장치의 제어 장치를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에서 제시하는 승압기의 제어 방법을 도시한 블록도.1 is an exemplary block diagram of a conventional solar power generation system.
Figure 2 is a graph showing the PV curve of a standard string and a non-standard string.
3 is a block diagram showing an embodiment of a solar power generation system to which a booster according to the present invention is applied.
Fig. 4 is an exemplary diagram showing a control device of a booster power conversion device proposed by the present invention; Fig.
5 is a block diagram showing a control method of a boosting booster according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 스트링 전압 자동 승압기를 적용한 태양광 발전시스템의 실시 예제 블록도를 도시한 것이다.FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a photovoltaic generation system to which the string voltage automatic booster of the present invention is applied.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 태양광 모듈(200)의 직렬 연결 매수가 가장 많은 표준 스트링(300)이 2개가 제시되어 있다.As shown in FIG. 3, two standard strings 300 having the largest number of serial connection of the solar module 200 are shown.

실제로는 태양광 발전시스템을 구성하는 표준 스트링(300)의 개수는 최소 1개 이상이어야 하며, 2개 이상으로 구성되어도 상관이 없다.Actually, the number of the standard strings 300 constituting the photovoltaic power generation system should be at least one, or two or more.

또한, 표준 스트링(300)보다 직렬 연결 매수가 적은 비표준 스트링(400)이 2개 제시되어 있고 승압기(500)도 2개 제시되어 있다.In addition, two nonstandard strings 400 having fewer serial connections than the standard string 300 are shown, and two booster 500 are shown.

실제로는 비표준 스트링(400)의 개수는 최소 1개 이상이어야 하며, 2개 이상으로 구성되어도 상관이 없다.In practice, the number of non-standard strings 400 should be at least one, and may be two or more.

본 발명에 따른 태양광 발전시스템은 표준 스트링(300)의 출력 전압은 접속함(600)에 직접 연결이 되며, 비표준 스트링(400)의 출력 전압은 각각의 승압기(500)를 거쳐서 승압기(500)의 출력이 접속함(600)에 연결이 된다.The output voltage of the standard string 300 is directly connected to the connection box 600 and the output voltage of the nonstandard string 400 is supplied to the booster 500 through the booster 500, The output of which is connected to the connection box 600.

그리고, 상기 접속함(600)에서 집중된 직류 회로는 일괄로 태양광 PCS에 접속되어 DC/AC 인버터(700) 전력변환장치에 의해 전력이 교류 계통전원(800)으로 병입되게 된다.The direct current circuits concentrated in the connection box 600 are collectively connected to the solar PCS so that electric power is fed into the AC power supply 800 by the DC / AC inverter 700 power conversion device.

도 4는 본 발명에서 제시하는 승압기 전력변환장치의 제어 장치를 나타낸 예시도이다.4 is a diagram showing an example of a control apparatus of a booster power conversion apparatus according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 승압기(500)의 입력부는 비표준 회로의 직류측 양극 전원과 음극 전원을 인가하게 되고, 상기 입력부를 거쳐 장치 내부에 있는 DC 차단기(510)를 거쳐 입력측 EMI 필터(520)와 연결된다.As shown in FIG. 4, the input unit of the booster 500 according to the present invention applies a DC power source and a negative electrode power source of a non-standard circuit, and is connected to the input side through the DC interrupter 510, And is connected to EMI filter 520.

상기 입력측 EMI 필터(520)의 이후에는 승압형 DC/DC 컨버터 전력변환장치(530)가 존재하며, 비표준 회로의 전압을 표준 회로의 전압으로 자동 조정시킨 출력 전압은 출력측 EMI 필터(521)를 거쳐 출력부로 연결된다.The output voltage obtained by automatically adjusting the voltage of the non-standard circuit to the voltage of the standard circuit is supplied to the output-side EMI filter 521 via the output-side EMI filter 521, Output.

상기 승압형 DC/DC 컨버터 전력변환장치(530)의 내부에는 비표준 스트링(400)의 MPPT 제어 및 출력 전압을 표준 스트링 전압으로 자동 조정할 수 있도록 제어하는 제어회로(531)가 포함되어 있다.The MPPT control of the nonstandard string 400 and a control circuit 531 for controlling the MPPT control and the output voltage of the nonstandard string 400 to be automatically adjusted to the standard string voltage are included in the step-up DC / DC converter power inverter 530.

이때, 상기 제어회로(531)는 PWM 제어를 실시하기 위해 입력전압(Vpv), 입력전류(Ipv), 출력전압(Vdc)에 해당하는 정보를 센싱하게 된다.At this time, the control circuit 531 senses information corresponding to the input voltage Vpv, the input current Ipv, and the output voltage Vdc in order to perform the PWM control.

도 5는 본 발명에서 제시하는 승압기의 제어 방법을 나타낸 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram showing a control method of the booster according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 비표준 회로의 입력전압과 입력전류를 센싱하면, 본 발명에 따른 승압기(500)는 두 값을 곱해서 입력전력(Ppv_cur) 현재값을 계산하며, 직전에 연산했던 과거 입력전력(Ppv_prv) 값과 현재 계산된 입력전력을 비교하는 단계와 직전 입력전압(Vpv_prv)과 현재 읽어들인 입력전압(Vpv_cur) 값을 비교하는 단계를 거쳐 승압기(500)는 기준 동작전압(Vpv*)을 생성한다.5, when the input voltage and the input current of the non-standard circuit are sensed, the booster 500 according to the present invention multiplies the two values to calculate the present input power Ppv_cur, The booster 500 compares the input power Ppv_prv with the currently calculated input power and compares the immediately preceding input voltage Vpv_prv with the currently read input voltage Vpv_cur so that the booster 500 compares the reference operation voltage Vpv * .

그리고, 상기 기준 동작전압(Vpv)과 현재 입력전압(Ipv)을 차감하는 차감기를 거친 오차 신호(Vpv_Err)는 전압 제어를 수행하는 PI 제어기(550)를 통과하여 오차 신호가 제로가 되도록 제어를 실시한다.The error signal Vpv_Err having undergone the difference between the reference operation voltage Vpv and the current input voltage Ipv is passed through a PI controller 550 for performing voltage control to control the error signal to be zero do.

상기 PI 제어기(550)의 출력은 승압기(500)의 전력 소자의 스위칭 듀티(Duty)에 대한 크기로 값이 출력되어 PWM을 실시할 수 있는 입력 신호로 전달이 된다.The output of the PI controller 550 is outputted as a magnitude of the switching duty of the power device of the booster 500 to be transmitted as an input signal capable of performing PWM.

이때, 이 값이 승압기(500)의 정격 최대 입력전류를 상회하지 않도록 전류제한기(560)를 거치게 되며, 또한 이 값이 승압기(500)의 정격 최대 출력전력을 상회하지 않도록 전력제한기(570)를 거치게 된다.At this time, this value goes through the current limiter 560 so as not to exceed the rated maximum input current of the booster 500, and the power limiter 570 is controlled so that this value does not exceed the rated maximum output power of the booster 500 ).

이에 제어 결과값이 승압기 정격 입력전류 및 정격 출력전력을 상회하지 않는 값이 되도록 제한을 시켜주어 제어용 PWM 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호로 스위칭 소자를 제어하게 된다.Thus, the control result is limited to a value that does not exceed the rated input current and the rated output power of the booster to generate the control PWM signal, and the switching element is controlled by the generated gate signal.

또한, 상기 승압기(500)는 비표준 스트링(400)이 최대전력점에서 동작하도록 자체적인 MPPT 제어기(540)를 형성하여 최대전력점 추종제어를 승압기(500)가 자체적으로 실시하게 된다.In addition, the booster 500 forms its own MPPT controller 540 so that the non-standard string 400 operates at the maximum power point, so that the booster 500 itself performs the maximum power point follow-up control.

이와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전시스템은 비표준 스트링(400)과 접속함(600) 사이에 승압기(500)가 연결되며, 비표준 스트링(400)을 표준 스프링 전압으로 승압시키는 비율은 승압기(500)가 자체적으로 자동 연산하여 결정하고, 비표준 스트링(400)이 전압을 전력소자 PWM 스위칭 제어를 통해 구현하며, 비표준 스트링(400)의 전압 및 출력전력에 따라 승압기(500)의 자동 기동 및 정지가 결정되고 비표준 스트링(400)의 최대전력점 추종제어를 승압기(500)가 자체적으로 실시하여 최대발전전력을 출력할 수 있게 된다.In this way, the solar power generation system according to the present invention has the booster 500 connected between the non-standard string 400 and the connection box 600, and the ratio of boosting the nonstandard string 400 to the standard spring voltage is controlled by the booster 500 And the nonstandard string 400 implements the voltage through the power device PWM switching control and automatically starts and stops the booster 500 according to the voltage and output power of the nonstandard string 400 The booster 500 itself can determine the maximum power point tracking control of the nonstandard string 400 and output the maximum generated power.

이상에서 본 발명에 따른 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that such changes and modifications are within the scope of the claims.

200 : 태양광 모듈 300 : 표준 스트링
400 : 비표준 스트링 500 : 승압기
510 : DC 차단기 520 : 입력측 EMI 필터
521 : 출력측 EMI 필터 530 : 승압형 DC/DC 컨버터 전력변환장치
531 : 제어회로 540 : MPPT 제어기
550 : PI 제어기 560 : 전류제한기
570 : 전력제한기200: Solar module 300: Standard string
400: Nonstandard string 500: Booster
510: DC breaker 520: Input side EMI filter
521: Output-side EMI filter 530: Step-up DC / DC converter power converter
531: Control circuit 540: MPPT controller
550: PI controller 560: current limiter
570: Power limiter

Claims (6)

태양광 모듈(200)이 직렬로 연결되어 출력 전압이 접속함(600)에 직접 연결된 표준 스트링(300)과;
상기 표준 스트링(300) 보다 태양광 모듈(200)의 직렬 연결 매수가 적은 비표준 스트링(400)과;
상기 비표준 스트링(400)과 접속함(600) 사이에 비표준 스트링(400)이 최대출력점에서 동작하도록 자체적으로 MPPT 제어를 수행하며 출력 전압이 표준 스트링(300) 전압과 동일하게 능동 제어를 실시하여 접속함(600)에 접속된 모든 스트링의 전압이 일치하도록 승압기(500)가 연결된 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템.A standard string 300 to which the solar modules 200 are connected in series and whose output voltage is directly connected to the connection box 600;
A non-standard string (400) having a smaller number of solar modules (200) connected in series than the standard string (300);
The non-standard string 400 performs its own MPPT control so that the non-standard string 400 operates at the maximum output point between the non-standard string 400 and the connection 600 and performs an active control such that the output voltage is equal to the standard string 300 voltage And the booster (500) is connected so that the voltages of all the strings connected to the junction box (600) are matched. 제 1 항에 있어서,
상기 승압기(500)의 입력부는 비표준 회로의 직류측 양극 전원과 음극 전원을 인가하게 되고, 상기 승압기(500) 내부에 있는 DC 차단기(510)를 거쳐 입력측 EMI 필터(520)와 연결되며, 상기 입력측 EMI 필터(520)에 승압형 DC/DC 컨버터 전력변환장치(530)가 형성되고 상기 승압형 DC/DC 컨버터 전력변환장치(530)에서 비표준 회로의 전압을 표준 회로의 전압으로 자동 조정시킨 출력 전압은 출력측 EMI 필터(521)를 거쳐 출력부로 연결되어 비표준 스트링(400)을 표준 스트링(300) 전압으로 승압시키는 비율을 승압기(500)가 자체적으로 자동 연산하여 결정하는 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템.The method according to claim 1,
The input unit of the booster 500 applies a DC power source and a negative electrode power source of a non-standard circuit and is connected to an input EMI filter 520 through a DC breaker 510 inside the booster 500, A step-up type DC / DC converter power converter 530 is formed in the EMI filter 520 and the voltage of the non-standard circuit is automatically adjusted to the voltage of the standard circuit in the step-up DC / DC converter power converter 530 Wherein the step-up transformer (500) automatically computes a ratio of boosting the non-standard string (400) to the standard string (300) voltage by being connected to the output via an output EMI filter (521) Including photovoltaic systems. 제 2 항에 있어서,
상기 승압형 DC/DC 컨버터 전력변환장치(530) 내부에는 비표준 스트링(400)의 MPPT 제어 및 출력 전압을 표준 스트링 전압으로 자동 조정하게 제어하며, PWM 제어를 실시하기 위해 입력전압(Vpv), 입력전류(Ipv), 출력전압(Vdc)에 해당하는 정보를 센싱하게 되는 제어회로(531)가 형성된 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템.3. The method of claim 2,
The MPPT control and the output voltage of the nonstandard string 400 are controlled to be automatically adjusted to the standard string voltage in the step-up type DC / DC converter power inverter 530, and the input voltage Vpv, And a control circuit (531) configured to sense information corresponding to a current (Ipv) and an output voltage (Vdc). 제 1 항에 있어서,
상기 승압기(500)는 기준 동작전압과 현재 입력전압을 차감하는 차감기를 거친 오차 신호(Vpv_Err)는 전압 제어를 수행하는 PI 제어기(550)를 통과하여 오차 신호가 제로가 되도록 제어하며, 상기 PI 제어기(550)에서 출력된 값이 승압기(500)의 정격 최대 입력전류를 상회하지 않도록 전류제한기(560)를 거치고 승압기(500)의 정격 최대 출력전력을 상회하지 않도록 전력제한기(570)를 거쳐 제한을 시켜주어 제어용 PWM 신호를 생성하고 생성된 게이트 신호로 스위칭 소자를 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템.The method according to claim 1,
The booster 500 controls the error signal Vpv_Err, which has undergone the difference between the reference operation voltage and the current input voltage, through the PI controller 550 to control the error signal to be zero, The power limiter 570 is controlled such that the value output from the power limiter 550 does not exceed the rated maximum input current of the booster 500 through the current limiter 560 and does not exceed the rated maximum output power of the booster 500 Wherein the PWM control signal is generated by controlling the switching device, and the switching device is controlled by the generated gate signal. 제 4 항에 있어서,
상기 PI 제어기(550)의 출력은 승압기(500)의 전력 소자의 스위칭 듀티에 대한 크기로 값이 출력되어 PWM 스위칭 제어를 실시할 수 있는 입력 신호로 전달되는 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the output of the PI controller 550 is a value of the magnitude of the switching duty of the power device of the booster 500 and is transmitted as an input signal capable of PWM switching control. Solar power system. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 승압기(500)는 비표준 스트링(400)이 최대전력점에서 동작하도록 자체적인 MPPT 제어기(540)를 형성하여 최대전력점 추종제어를 승압기(500)가 자체적으로 실시하게 되는 것을 특징으로 하는 스트링 전압 승압기를 포함하는 태양광 발전시스템.The method according to claim 1 or 4,
The booster 500 forms its own MPPT controller 540 such that the nonstandard string 400 operates at the maximum power point so that the booster 500 itself performs the maximum power point tracking control. A photovoltaic system comprising a booster.
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