KR20210005502A - PV module serial/parallel conversion system for MPPT operating voltage optimization based on machine learning - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a photovoltaic module serial/parallel conversion system for optimizing MPPT operating voltage based on machine learning and, more specifically, to a photovoltaic module serial/parallel conversion system for optimizing MPPT operating voltage based on machine learning, wherein even if power equal to or lower than a maximum power point (MPP) is input to inverters connected to multiple photovoltaic panels or multiple photovoltaic panel groups, the respective outputs from the multiple photovoltaic panels or multiple photovoltaic panel groups are collected, so that the inverters are normally operated even when the photovoltaic panels generate low power, such as during cloudy weather or at sunrise or sunset, and thus daily power production time can be increased. To this end, the present invention comprises: the multiple photovoltaic panels exposed to solar rays to generate power; multiple inverters connected to the multiple photovoltaic panels, respectively, to convert direct current power, output from corresponding photovoltaic panels, to alternating current power; multiple output sensing units connected to the multiple photovoltaic panels, respectively, to sense output power values of corresponding photovoltaic panels; a switching unit connected between the multiple photovoltaic panels and the multiple inverters to transfer the output of each photovoltaic panel to any one photovoltaic panel according to an output power value of each photovoltaic panel; and a control unit receiving sensing data of the output sensing unit to perform switching connection control of the switching unit.

Description

머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템{PV module serial/parallel conversion system for MPPT operating voltage optimization based on machine learning}PV module serial/parallel conversion system for MPPT operating voltage optimization based on machine learning}

본 발명은 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 복수의 태양광패널 또는 복수의 태양광패널군에 각각 연결되는 인버터에서 최대 출력점(MPP) 이하의 입력 전력이 이루어지는 경우에도 복수의 태양광패널 또는 복수의 태양광패널군의 출력이 취합되도록 함에 따라 흐린 날씨 또는 일출, 일몰시와 같은 태양광패널의 낮은 전력 생산시에도 인버터가 정상적으로 가동되어 일별 전력생산시간을 증대시킬 수 있는 수 있도록 하는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic module serial-to-parallel conversion system for optimizing an MPPT operating voltage based on machine learning, and more particularly, a maximum output point (MPP) in an inverter connected to a plurality of solar panels or a plurality of solar panel groups, respectively. ) Even when the following input power is generated, the inverter operates normally even when the solar panel produces low power, such as in cloudy weather, sunrise or sunset, as the outputs of a plurality of solar panels or a plurality of solar panel groups are collected. It relates to a solar module serial-to-parallel conversion system for optimizing the operating voltage of MPPT based on machine learning that can increase the daily power production time.

태양광 발전 시스템에서 인버터는 태양광 패널에서 생산된 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하는 기능을 한다. 인버터는 직류 입력 전력이 정상적인 동작에 필요한 일정 수준(Win-start) 이상이 되어야 작동을 시작하며 (기동), 최대 입력 전력(Win-max) 이상에서는 기기의 보호를 위해 정지한다. 최소 전력 이하의 입력(Win-min)에서는 운전을 정지한다. 여기서 (Win-min) 과 (Win-start) 의 값은 인버터에 따라 같을 수도 있고 다를 수도 있다. In a solar power generation system, an inverter converts direct current (DC) power produced from a solar panel into alternating current (AC) power. The inverter starts operating when the DC input power exceeds a certain level (Win-start) required for normal operation (start), and stops for protection of the device above the maximum input power (Win-max). Operation is stopped at input (Win-min) below the minimum power. Here, the values of (Win-min) and (Win-start) may be the same or different depending on the inverter.

인버터의 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비로 표시되는데, 전 운전 범위에 걸쳐 항상 일정한 값이 아니며, 도 1 에서와 같이 출력에 따라 변화한다. 인버터의 효율은 구조와 제어 방식에 따라 다르지만, 일반적으로 30% ~ 80% 범위에서 가장 높다고 알려져 있다.The efficiency of the inverter is expressed as a ratio of the input power to the output power, which is not always a constant value over the entire operating range, and changes according to the output as shown in FIG. 1. The efficiency of the inverter varies depending on the structure and control method, but it is generally known to be the highest in the range of 30% to 80%.

태양광 발전 시스템의 인버터는 태양광 패널 및 어레이와의 조합 형태에 따라 MIC(Module-Integrated Converter), 스트링(string), 멀티스트링(multi-string), 센트럴(central), 멀티 센트럴(multi-central) 인버터로 구분할 수 있다.The inverter of the solar power generation system is MIC (Module-Integrated Converter), string, multi-string, central, multi-central, depending on the combination type of solar panel and array. ) Can be classified as an inverter.

MIC는 각 패널 별 인버터를 부착하는 형태로 별도의 DC 라인 배선이 필요치 않아 설치가 용이하며, 그림자나 설치 조건의 차이 등으로 인해 패널간 일조 조건이 상이할 때에도 최대 에너지 수확(Harvest)이 가능하다는 장점이 있으나, 대용량 구현 시 비용 부담이 크고 효율이 다소 낮다는 단점이 있다. 가정용을 포함한 BIPV(Building integrated Photovoltaics) 등 소형 시스템에서 패널 배치의 유연성 및 확장성 등의 장점을 기반으로 보급되기 시작하였다.MIC is a form of attaching an inverter for each panel, so it is easy to install because it does not require separate DC line wiring, and maximum energy harvest is possible even when the sunlight conditions between panels are different due to shadows or differences in installation conditions. Although there are advantages, there is a disadvantage in that the cost burden is high and the efficiency is somewhat low when implementing a large capacity. In small systems such as BIPV (Building Integrated Photovoltaics), including homes, it has begun to spread based on the advantages of panel layout flexibility and expandability.

스트링 방식은 패널 직렬군당 DC/AC 인버터를 사용하는 방식으로 스트링 별 MPPT(maximum power point tracking; 최대 출력점 추적) 제어가 가능하며, 부분적인 그늘에 대해 비교적 효과적으로 에너지 수확을 할 수 있으나, 대용량 발전소에 적용할 때는 인버터의 개수가 너무 많아 유지보수 비용이 증가하며, 인버터의 중앙 제어가 되지 않아 단독운전 방지와 같은 계통 보호 측면에서는 다소 부적합하므로, 중간 정도 용량의 태양광 발전시스템에 적합하다.The string method uses DC/AC inverters per panel series group, and it is possible to control MPPT (maximum power point tracking) for each string, and it can relatively effectively harvest energy for partial shade, but large capacity power plants When applied to, the number of inverters is too large, increasing maintenance costs, and since the inverter is not centrally controlled, it is somewhat unsuitable in terms of system protection such as preventing single operation, so it is suitable for a medium-capacity solar power generation system.

멀티스트링 방식은 패널 직렬군당 인버터 또는 DC/DC 컨버터를 사용하는 방식으로 스트링 방식과 센트럴 방식의 장점을 모아놓은 형태이나 2중의 전력변환기를 사용하므로 시스템의 효율이 다소 낮다는 단점이 있다.The multi-string method uses an inverter or DC/DC converter per panel series group, which combines the advantages of the string method and the central method, but has a disadvantage that the efficiency of the system is somewhat low because it uses a double power converter.

센트럴 방식은 모든 패널의 직, 병렬 조합으로 에너지 수확이 다소 낮다는 단점이 있으나 변환기의 효율이 우수하고, 출력 용량 대비 단가가 저렴하다는 장점이 있어 대용량 산업용 인버터 방식으로 주로 사용되고 있다. 이와 같은 센트럴 방식은 단일 인버터를 사용하므로 계통보호에 유리하며, 유지보수 비용이 적다는 장점은 있으나, 인버터 고장 시 전체 시스템이 작동하지 못하는 단점을 가지고 있다. 최근 이와 같은 단점을 보완하기 위한 방법으로 대용량 센트럴 인버터를 병렬 연결해 하나의 대용량 인버터 시스템을 구현하는 방식인 멀티 센트럴 방식이 많이 개발되고 있다.The central method has the disadvantage that the energy harvest is somewhat low due to the combination of all panels in series and parallel, but it is mainly used as a large-capacity industrial inverter method because it has the advantage of excellent converter efficiency and low cost compared to output capacity. Since such a central method uses a single inverter, it is advantageous for grid protection and has the advantage of low maintenance cost, but has a disadvantage that the entire system cannot operate when an inverter fails. Recently, a multi-central method, which is a method of implementing a single large-capacity inverter system by connecting a large-capacity central inverter in parallel, has been developed as a method to compensate for such disadvantages.

멀티 센트럴 방식 인버터는 센트럴 방식의 인버터를 병렬 연결한 구조로, 발전 시스템 구성 시 1개의 인버터가 아닌 여러 대의 인버터로 구성된다. 일출, 일몰 및 흐린 날씨 등 태양광 에너지가 낮은 조건에서는 태양광 패널들에서 생산된 전력을 모아 특정 인버터만 구동시키고, 태양광 에너지가 많을 때에는 여러 개의 인버터를 모두 가동시킴으로써 인버터가 최적 조건에서 동작하도록 하여 태양광 발전 설비의 효율을 향상시킬 수 있다. The multi-central inverter is a structure in which central inverters are connected in parallel, and is composed of multiple inverters instead of one inverter when configuring a power generation system. In conditions of low solar energy such as sunrise, sunset, and cloudy weather, only a specific inverter is driven by collecting the power produced by the solar panels, and when there is a lot of solar energy, the inverter operates in optimal conditions by operating all multiple inverters. Thus, the efficiency of the solar power plant can be improved.

또한 인버터들의 가동 시간이 동일하게 유지되도록 순차로 운전하여 인버터의 사용 수명을 연장하고, 하나의 인버터 고장이나 유지, 보수 시 다른 인버터를 높은 에너지 레벨로 운전 할 수 있어 에너지 손실을 줄일 수 있다는 장점이 있어 대규모 태양광 발전 시스템에 보급되기 시작하고 있다.In addition, it has the advantage of extending the service life of the inverter by sequentially operating the inverters to maintain the same operating time, and reducing energy loss by operating the other inverter at a high energy level in case of failure or maintenance of one inverter. It is starting to spread to large-scale solar power generation systems.

그러나, 멀티 센트럴 방식은 여러 개의 인버터와 태양광 패널들을 제어해야 하므로 시스템 구축 비용이 높아지고, 인버터 간 또는 인버터와 중앙 제어장치 간의 통신을 포함한 복잡한 제어 기능이 요구되므로 소형 태양광 발전 시스템에는 부적합하다는 단점이 있다.However, the multi-central method has a high system construction cost because it has to control several inverters and solar panels, and it is unsuitable for a small solar power generation system because it requires complex control functions including communication between inverters or between inverters and a central controller. There is this.

일반적으로 계통 연계형 대용량 태양광 시스템의 태양광 모듈은 태양광 패널, DCLink단, DC/AC 인버터, LC필터, 변압기로 구성된다. 대용량 태양광 발전 시스템의 태양광 어레이에서 생산되는 전압은 계통 전원 전압보다 크므로 안정된 계통전압을 확보하기 위한 DC/DC 부스트 컨버터가 불필요하며, 태양광 모듈로부터 최대 전력을 얻도록 MPPT(maximum power point tracking) 제어된다. DC/AC 인버터는 발생된 최대 전력을 계통 전압의 위상에 맞춰 계통에 공급한다. 종래 기술에 따른 컨버터의 제어장치에 대한 설명은 한국 특허 출원번호 10-2012-0012700에 개시되어 있다.In general, the solar module of a grid-connected large-capacity solar system consists of a solar panel, DCLink stage, DC/AC inverter, LC filter, and transformer. Since the voltage produced by the solar array of a large-capacity solar power generation system is greater than the grid power voltage, a DC/DC boost converter to secure a stable grid voltage is unnecessary, and MPPT (maximum power point) to obtain the maximum power from the solar module. tracking) is controlled. The DC/AC inverter supplies the maximum power generated to the grid according to the phase of the grid voltage. A description of the control device of the converter according to the prior art is disclosed in Korean Patent Application No. 10-2012-0012700.

이와 같은 다양한 인버터들은 흐린 날씨나 일출시 및 일몰시와 같이 태양광 모듈의 패널로부터 발생되는 전력이 MPPT 제어에 의해 정상적 또는 효율적으로 동작하기 위한 최소 입력 전력에 미치지 못하는 경우 전력 생산이 중단되고 있는 실정이다. In such various inverters, when the power generated from the panel of the solar module does not reach the minimum input power for normal or efficient operation by MPPT control, such as during cloudy weather, sunrise, and sunset, power production is stopped. to be.

따라서 낮은 입력 전력에도 인버터의 동작이 이루어져 전력 생산이 이루어질 수 있는 태양광 모듈 시스템의 개발이 요구된다. Therefore, it is required to develop a solar module system capable of generating power by operating the inverter even at low input power.

한국 특허 출원번호 10-2012-0012700Korean patent application number 10-2012-0012700

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 복수의 태양광패널 또는 복수의 태양광패널군에 각각 연결되는 인버터에서 최대 출력점(MPP) 이하의 입력 전력이 이루어지는 경우에도 복수의 태양광패널 또는 복수의 태양광패널군의 출력이 서로 취합되도록 스위칭부를 제어함으로써 흐린 날씨 또는 일출, 일몰시와 같은 태양광패널의 낮은 전력 생산시에도 인버터가 정상적으로 가동되어 일별 전력생산시간을 증대시킬 수 있는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been devised to solve the above problems, and a plurality of solar panels even when an input power equal to or less than the maximum output point (MPP) is achieved in an inverter connected to a plurality of solar panels or a plurality of solar panel groups, respectively. Or, by controlling the switching unit so that the outputs of a plurality of solar panel groups are collected together, the inverter operates normally even when the solar panel produces low power such as cloudy weather, sunrise, or sunset, thereby increasing the daily power production time. Its purpose is to provide a solar module serial-to-parallel conversion system for optimizing the running-based MPPT operating voltage.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 태양광에 노출되어 전력을 생산하는 복수의 태양광패널과; 상기 복수의 태양광패널에 각각 연결되어 해당 태양광패널로부터 출력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 복수의 인버터와; 상기 복수의 태양광패널과 각각 연결되어 해당 태양광패널의 출력 전력값을 감지하는 복수의 출력감지부와; 상기 복수의 태양광패널과 복수의 인버터 사이에 연결되어 각 태양광패널의 출력 전력값에 따라 각 태양광패널의 출력을 어느 하나의 태양광패널로 전달되도록 하는 스위칭부와; 상기 출력감지부의 센싱데이터를 전달받아 상기 스위칭부의 스위칭 연결 제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.The present invention includes a plurality of solar panels exposed to sunlight to generate electric power; A plurality of inverters each connected to the plurality of solar panels and converting DC power output from the solar panel into AC power; A plurality of output sensing units respectively connected to the plurality of solar panels to sense an output power value of the solar panel; A switching unit connected between the plurality of solar panels and the plurality of inverters to transmit the output of each solar panel to any one solar panel according to an output power value of each solar panel; And a control unit for receiving sensing data from the output sensing unit and controlling the switching connection of the switching unit.

여기서 상기 복수의 태양광패널은 복수의 태양광패널이 직렬 연결되는 태양광패널군이 복수개 형성되며, 상기 각 태양광패널군의 단부측에 인버터가 각각 연결된다. Here, the plurality of solar panels includes a plurality of solar panel groups to which a plurality of solar panels are connected in series, and an inverter is connected to an end side of each solar panel group.

또한 상기 제어부는 상기 각 태양광패널군로부터 출력되는 전압 및 전류를 모니터링하여 이들과 연결되는 각 인버터가 최대 출력점(maximum power point)에서 동작하도록 제어한다. In addition, the control unit monitors the voltage and current output from each solar panel group and controls each inverter connected thereto to operate at a maximum power point.

아울러 상기 태양광패널군이 2개소인 경우, 상기 제어부는 각 태양광패널군의 출력 전력값을 출력감지부로부터 전달받아 기설정된 출력 전력값보다 낮은 경우 어느 하나의 태양광패널군 출력을 다른 하나의 태양광패널군에 전달되도록 스위칭부를 제어한다. In addition, when there are two solar panel groups, the control unit receives the output power value of each photovoltaic panel group from the output sensing unit, and when it is lower than a preset output power value, the control unit outputs one of the photovoltaic panel groups to the other. The switching unit is controlled to be transmitted to the solar panel group of

또한 상기 태양광패널군이 3개소인 경우, 상기 제어부는 각 태양광패널군의 출력 전력값을 출력감지부로부터 전달받아 기설정된 출력 전력값보다 낮은 경우 어느 2개소의 태양광패널군 출력을 나머지 1개소의 태양광패널군에 전달되도록 스위칭부를 제어한다. In addition, when the number of solar panel groups is three, the control unit receives the output power value of each solar panel group from the output sensing unit and, when it is lower than a preset output power value, outputs the remaining solar panel group outputs at any two locations. The switching part is controlled so that it is transmitted to one solar panel group.

아울러 실시간으로 센싱되는 상기 제1태양광패널 및 제2태양광패널의 출력 전압 및 전류데이터를 전달받아 이들의 변화 추이 분포데이터 및 변화 추이 패턴데이터를 생성하고, 생성된 일정 시간 동안의 변화 추이 분포데이터 및 변화 추이 패턴데이터를 통해 스위칭부의 제어가 수행되는 머신러닝 기반의 패턴분석부를 포함한다. In addition, by receiving the output voltage and current data of the first and second solar panels sensed in real time, they generate change trend distribution data and change trend pattern data, and the generated change trend distribution over a certain period of time. It includes a machine learning-based pattern analysis unit in which control of the switching unit is performed through data and change trend pattern data.

본 발명에 따르면 흐린 날씨 또는 일출, 일몰시와 같은 태양광 패널의 낮은 전력 생산시에도 인버터가 정상적으로 가동될 수 있도록 함에 따라 인버터의 운전 시간을 단순히 확대시킴은 물론 인버터의 최고효율 구간 내 운전 시간을 극대화하여 발전 효율을 향상시키는 효과가 있다. According to the present invention, the inverter can be operated normally even when the solar panel produces low power, such as during cloudy weather, sunrise, or sunset, thereby simply extending the operating time of the inverter and reducing the operating time within the maximum efficiency section of the inverter. It has the effect of improving power generation efficiency by maximizing it.

도 1은 일반적인 태양광 인버터의 효율 변화를 설명한 그래프이다.
도 2는 일반적인 태양광 패널의 출력 전압, 출력 전류 특성 및 최대 출력점의 변화를 설명한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 인버터 입력 전력이 최대 출력점 이하일 경우 스위칭부의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 인버터 입력 전력이 최대 출력점 이하일 경우 스위칭부의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 3개소의 태양광패널군에서 인버터 입력 전력이 최대 출력점 이하일 경우 스위칭부의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 3개소의 태양광패널군에서 제어부의 스위칭부 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 N개소의 태양광패널군에서 병렬모드, 2개소 직렬모드, 3개소 직렬모드로 스위칭부 제어가 이루어진 모습을 나타내는 도면이다. 1 is a graph illustrating a change in efficiency of a typical solar inverter.
2 is a graph illustrating changes in output voltage, output current characteristics, and maximum output point of a typical solar panel.
3 is a diagram showing a schematic configuration of a photovoltaic module serial-to-parallel conversion system according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an operation process of a switching unit when the inverter input power is less than or equal to the maximum output point according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a schematic configuration of a photovoltaic module serial-to-parallel conversion system according to another embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an operation process of a switching unit when the inverter input power is less than or equal to the maximum output point according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation process of a switching unit when the inverter input power is less than or equal to the maximum output point in three solar panel groups according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a process of controlling a switching unit of a controller in three solar panel groups according to another embodiment of the present invention.
9 and 11 are diagrams illustrating a state in which the switching unit is controlled in a parallel mode, a two-place serial mode, and a three-place serial mode in N solar panel groups according to another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the implementation of the present invention, the following will illustrate a preferred embodiment of the present invention and look at it with reference.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and expressions in the singular may include a plurality of expressions unless clearly different meanings in context. In addition, in the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being excluded.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 일반적인 태양광 패널의 출력 전압, 출력 전류 특성 및 최대 출력점의 변화를 설명한 그래프이다. 2 is a graph illustrating changes in output voltage, output current characteristics, and maximum output point of a typical solar panel.

태양광 에너지의 밀도는 시간과 기상 조건에 따라 변화하며, 이에 따라 태양광 패널의 출력도 변화한다. 태양광 발전용 인버터는 최대한의 전력을 얻기 위해 MPPT(maximum power point tracking; 최대 출력점 추적) 기능을 보유하고 있으며, 태양광 에너지 밀도의 변동에 따라 태양광 패널의 전압-전류 출력 조건을 최대 출력을 낼 수 있는 값으로 조정한다.The density of solar energy changes with time and weather conditions, and the output of the solar panel changes accordingly. Inverter for photovoltaic power generation has MPPT (maximum power point tracking) function to obtain maximum power and outputs the voltage-current output condition of the solar panel according to the fluctuation of the solar energy density. Adjust it to a value that can yield.

이 때, 도 1 에서와 같이, 인버터가 가급적 WFS-min 부터 WFS-max 사이의 효율이 높은 구간에서 운전되도록 하면 전체 효율을 향상시킬 수 있다.At this time, as shown in FIG. 1, if the inverter is operated in a section with high efficiency between WFS-min and WFS-max, the overall efficiency can be improved.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 인버터 입력 전력이 최대 출력점 이하일 경우 스위칭부의 동작 과정을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a photovoltaic module serial-to-parallel conversion system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an operation of a switching unit when the inverter input power is less than the maximum output point according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the process.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템(100)은 본 발명은 태양광에 노출되어 전력을 생산하는 복수의 태양광패널(10a)과, 상기 복수의 태양광패널(10a)에 각각 연결되어 해당 태양광패널(10a)로부터 출력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 복수의 인버터(30)와, 상기 복수의 태양광패널(10a)과 각각 연결되어 해당 태양광패널(10a)의 출력 전력값을 감지하는 복수의 출력감지부(20)와, 상기 복수의 태양광패널(10a)과 복수의 인버터(30) 사이에 연결되어 각 태양광패널(10a)의 출력 전력값에 따라 각 태양광패널(10a)의 출력을 어느 하나의 태양광패널(10a)로 전달되도록 하는 스위칭부(40)와, 상기 출력감지부(20)의 센싱데이터를 전달받아 상기 스위칭부(40)의 스위칭 연결 제어를 수행하는 제어부(50)로 이루어진다. Referring to the drawings, a photovoltaic module serial-to-parallel conversion system 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of photovoltaic panels 10a that generate power by being exposed to sunlight, and the plurality of photovoltaic modules. A plurality of inverters 30 each connected to the panel 10a to convert DC power output from the corresponding solar panel 10a into AC power, and each connected to the plurality of solar panels 10a to The output of each solar panel 10a is connected between the plurality of output sensing units 20 for sensing the output power value of the panel 10a and the plurality of solar panels 10a and the plurality of inverters 30 A switching unit 40 for transmitting the output of each solar panel 10a to any one solar panel 10a according to the power value, and the switching unit receiving sensing data from the output sensing unit 20 It consists of a control unit 50 that performs the switching connection control of 40.

여기서 상기 태양광패널(10a)은 태양광을 통해 직류 전력을 생성하는 패널로서 이러한 태양광패널(10a)은 생산된 직류 전력을 공급할 인버터(30)가 후단측에 연결된다. Here, the solar panel 10a is a panel that generates DC power through sunlight, and the solar panel 10a is connected to the rear end of the inverter 30 to supply the produced DC power.

아울러 인버터(30)와 태양광패널(10a) 사이에는 인버터(30)에 공급되는 전력값 즉, 태양광패널(10a)의 출력 전력값을 감지하는 출력감지부(20)가 각 태양광패널(10a)별로 설치된다. In addition, between the inverter 30 and the solar panel 10a, an output sensing unit 20 for sensing the power value supplied to the inverter 30, that is, the output power value of the solar panel 10a, is provided with each solar panel ( 10a) It is installed separately.

이는 본 발명에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템(100)이 인버터(30)의 최대 출력점(maximum power point) 이상일 때 동작되도록 하는 최대 출력점 추적(MMPT;Maximum Power Point Tracking) 제어로 이루어짐에 따라 인버터(30)에 공급되는 태양광패널(10a)의 출력 전력값이 최대 출력점 보다 낮은 경우 인버터(30)의 구동이 중단되게 된다. This is because the PV module serial-to-parallel conversion system 100 according to the present invention is configured with a maximum power point tracking (MMPT) control that operates when the maximum power point of the inverter 30 is higher. Accordingly, when the output power value of the solar panel 10a supplied to the inverter 30 is lower than the maximum output point, the driving of the inverter 30 is stopped.

이에 따라 흐린 날씨 또는 일몰 직전, 일출 직후와 같은 태양광의 강도가 약한 시간대에는 최대 출력점 보다 낮기 때문에 인버터(30)의 구동이 중단되고 태양광패널(10a)을 통한 전력 생산이 중단되게 될 것이다. Accordingly, since the intensity of sunlight is lower than the maximum output point in cloudy weather or a time when the intensity of sunlight is weak, such as just before sunset or immediately after sunrise, the driving of the inverter 30 will be stopped and the power generation through the solar panel 10a will be stopped.

따라서 본 발명은 이와 같은 인버터(30)의 최대 출력점 이하에서 전체 인버터(30)는 구동되지 않더라도 일부 인버터(30)라도 구동됨에 따라 생산 전력량 및 효율을 높이도록 하기 위해 일부 태양광패널(10a)의 출력 전력을 다른 태양광패널(10a)의 출력 전력에 전달하여 양 출력 전력이 합산될 수 있도록 하는 스위칭부(40)가 마련된다. Therefore, in order to increase the amount of power produced and efficiency as the entire inverter 30 is not driven even if the entire inverter 30 is not driven below the maximum output point of the inverter 30, some solar panels 10a A switching unit 40 is provided to transfer the output power of the solar panel 10a to the output power of another solar panel 10a so that both output powers can be summed.

이러한 스위칭부(40)는 각 태양열패널(10a)과 이와 대응되어 연결되는 인버터(30)로 연결시키거나 다른 태양열패널(10a)의 후단부와 연결시켜 다른 태양열패널(10a)과 대응되어 연결되는 인버터(30)에 출력 전력이 전달되도록 연결시키게 된다. The switching unit 40 is connected to each solar panel 10a and the inverter 30 corresponding thereto, or connected to the rear end of another solar panel 10a to correspond to and connect to the other solar panel 10a. It is connected so that the output power is transmitted to the inverter 30.

도 3은 인버터(30)의 최대 출력점 이상으로 각 태양광패널(10a)의 출력 전력값이 형성되어 각각 태양열패널(10a)과 인버터(30)가 서로 연결된 상태를 나타내며, 도 4는 각 태양광패널(10a)의 출력 전력값이 최대 출력점 이하로 형성되어 하부측 태양광패널(10a)의 출력 전력이 상부측 태양광패널(10a)의 후단측으로 전달되도록 하여 상부측 태양광패널(10a)과 연결된 인버터(30)에 2개소의 태양광패널(10a) 생산 전력이 모두 전달되도록 구성되는 것이다. 3 shows a state in which the output power value of each solar panel 10a is formed above the maximum output point of the inverter 30 so that the solar panel 10a and the inverter 30 are connected to each other, and FIG. 4 is The output power value of the photovoltaic panel 10a is formed below the maximum output point, so that the output power of the lower photovoltaic panel 10a is transmitted to the rear end of the upper photovoltaic panel 10a. ) It is configured to deliver all the power produced by the two solar panels 10a to the connected inverter 30.

물론 2개소의 태양광패널(10a)의 생산 전력이 모두 전달된 경우에도 이를 전달받은 해당 인버터(30)의 최대 출력점 이하 수준일 경우 인버터(30)는 구동을 중단할 것이다. Of course, even if the power produced by the two solar panels 10a is all delivered, the inverter 30 will stop driving when the level is less than the maximum output point of the corresponding inverter 30 that has received it.

이와 같은 상기 인버터(30)은 상기 태양광패널(10a)로부터 전달받은 직류 형태의 전력을 교류 형태의 전력으로 변환하여 외부로 전송한다. The inverter 30 converts the direct current type power received from the solar panel 10a into alternating current type power and transmits it to the outside.

한편 상기 제어부(50)는 전술한 바와 같이 출력감지부(20)로부터 태양광패널(10a)의 출력 전력값을 전달받아 기설정된 설정값보다 낮은 경우 스위칭부(40)를 제어하여 각 태양광패널(10a)의 생산 전력을 취합하여 어느 하나의 인버터(30)로 공급하도록 제어한다. Meanwhile, as described above, the control unit 50 receives the output power value of the solar panel 10a from the output sensing unit 20 and, when it is lower than a preset value, controls the switching unit 40 to control each solar panel. It controls to collect the power produced in (10a) and supply it to any one of the inverters 30.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 인버터 입력 전력이 최대 출력점 이하일 경우 스위칭부의 동작 과정을 나타내는 도면이다. 5 is a view showing a schematic configuration of a photovoltaic module serial-to-parallel conversion system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an operation of a switching unit when the inverter input power is less than the maximum output point according to another embodiment of the present invention. It is a diagram showing the process.

도면을 참조하면 본 실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템(100)은 복수의 태양광패널(10a)이 직렬 연결되는 태양광패널군(10)이 2개소 형성되며, 상기 각 태양광패널군(10)의 단부측에 인버터(30)가 각각 연결되고, 전술한 실시예에서와 같이 각 인버터(30) 전단에 출력감지부(20)가 설치되고, 태양광패널군(10)과 인버터(30) 사이에 스위칭부(40)가 형성된다. Referring to the drawings, in the photovoltaic module serial-to-parallel conversion system 100 according to the present embodiment, two photovoltaic panel groups 10 to which a plurality of photovoltaic panels 10a are connected in series are formed, and each of the photovoltaic panels The inverter 30 is connected to the end side of the group 10, respectively, the output sensing unit 20 is installed at the front end of each inverter 30 as in the above-described embodiment, the solar panel group 10 and the inverter A switching unit 40 is formed between the 30.

이에 따라 하나의 태양광패널군(10) 전체의 출력 전력값을 출력감지부(20)가 감지하여 이와 연결된 인버터(30)의 최대 출력점을 기준으로 제어부(50)가 스위칭부(40)의 제어를 수행하게 된다. Accordingly, the output detection unit 20 senses the output power value of the entire solar panel group 10, and the controller 50 controls the switching unit 40 based on the maximum output point of the inverter 30 connected thereto. Control.

이에 따라 도 5에서와 같이 각 태양광패널군(10)의 출력 전력값이 기설정된 설정값 이상인 경우 각 태양광패널군(10)과 각 인버터(30)가 정상 연결 및 정상 구동되고, 도 6에서와 같이 각 태양광패널군(10)의 출력 전력값이 기설정된 설정값 이하인 경우 스위칭부(40) 제어를 통해 어느 하나의 태양광패널군(10)의 출력을 다른 하나의 태양광패널군(10)으로 전달하도록 하여 하나의 인버터(30)만을 정상 구동하도록 한다. Accordingly, as shown in FIG. 5, when the output power value of each solar panel group 10 is greater than or equal to a preset set value, each solar panel group 10 and each inverter 30 are normally connected and normally driven, and FIG. 6 As shown in, when the output power value of each solar panel group 10 is less than or equal to a preset set value, the output of one solar panel group 10 is transmitted to the other solar panel group through the control of the switching unit 40. By transferring to (10), only one inverter 30 is normally driven.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 3개소의 태양광패널군에서 인버터 입력 전력이 최대 출력점 이하일 경우 스위칭부의 동작 과정을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 3개소의 태양광패널군에서 제어부의 스위칭부 제어 과정을 나타내는 순서도이다. 7 is a diagram illustrating an operation process of a switching unit when the inverter input power is less than the maximum output point in three solar panel groups according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing an operation process of a switching unit according to another embodiment of the present invention. It is a flow chart showing the process of controlling the switching unit of the controller in three solar panel groups.

도면을 참조하면 본 실시예에 따른 태양광 모듈 직병렬 변환시스템(100)은 3개소의 태양광패널군(10)으로 형성되어 각 태양광패널군(10)의 출력 전력값이 기설정된 설정값 이상인 경우 각 태양광패널군(10)과 각 인버터(30)가 정상 연결 및 정상 구동되고, 도 7에서와 같이 각 태양광패널군(10)의 출력 전력값이 기설정된 설정값 이하인 경우 스위칭부(40) 제어를 통해 어느 2개소의 태양광패널군(10)의 출력을 다른 하나의 태양광패널군(10)으로 전달하도록 하여 하나의 인버터(30)만을 정상 구동하도록 한다. Referring to the drawings, the photovoltaic module serial-to-parallel conversion system 100 according to the present embodiment is formed of three photovoltaic panel groups 10 so that the output power value of each photovoltaic panel group 10 is a preset set value. In case of abnormality, each solar panel group 10 and each inverter 30 are normally connected and normally driven, and as shown in FIG. 7, when the output power value of each solar panel group 10 is less than a preset set value, the switching unit (40) Through control, the output of the solar panel group 10 at any two locations is transmitted to the other solar panel group 10 so that only one inverter 30 is normally driven.

이때 설정에 따라 각 태양광패널군(10)의 출력 전력값이 기설정된 설정값 이하인 경우 3개소의 태양광패널군(10)의 출력 전력값이 도 7과 같이 모두 합산되도록 스위칭부(40) 제어가 이루어질 수 있고, 도 8과 같이 출력감지부(20)의 출력 전력값에 따라 1개소 -> 2개소 -> 3개소의 태양광패널군(10)이 인버터(30)에 연결될 수 있다. At this time, when the output power value of each solar panel group 10 is less than or equal to a preset setting value according to the setting, the switching unit 40 so that the output power values of the three solar panel groups 10 are all summed up as shown in FIG. 7. Control may be performed, and as shown in FIG. 8, according to the output power value of the output sensing unit 20, the solar panel group 10 of one place -> two places -> three places may be connected to the inverter 30.

즉, 각 태양광패널군(10)이 각각 대응되는 인버터(30)와 연결되고(S10), 감지되는 출력감지부(20)의 출력 전력값이 설정치 이상인지 여부를 판단하여(S20), 설정치 이상인 것으로 판단되면 계속하여 설정 시간에 따라 출력 전력값이 설정치 이상인지 여부를 판단하게 되고(S21), 만일 설정치 이하인 것으로 판단되면(S22), 3개소의 태양광패널군(10) 중 2개소의 태양광패널군(10)이 우선 직렬 연결되어 출력 전력이 합산되어 어느 하나의 인버터(30)로 전달되도록 스위칭부(40)의 스위칭 제어가 제어부(50)에 의해 수행된다(S30).That is, each photovoltaic panel group 10 is connected to the corresponding inverter 30 (S10), and it is determined whether the output power value of the detected output sensing unit 20 is higher than the set value (S20), and the set value If it is determined that it is abnormal, it is determined whether the output power value is more than the set value according to the set time (S21), and if it is determined that it is less than the set value (S22), two of the three solar panel groups 10 Switching control of the switching unit 40 is performed by the control unit 50 so that the solar panel group 10 is first connected in series so that the output power is summed and transmitted to any one inverter 30 (S30).

그런 다음 다시 출력감지부(20)의 출력 전력값이 설정치 이상인지 여부를 판단하여(S40) 설정치 이상인 것으로 판단되면 현재 스위칭 제어를 그대로 유지한 상태로 계속하여 설정 시간에 따라 출력 전력값이 설정치 이상인지 여부를 판단하게 되고(S41), 만일 설정치 이하인 것으로 판단되면(S42), 3개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되어 출력 전력이 합산되어 어느 하나의 인버터(30)로 전달되도록 스위칭부(40)의 스위칭 제어가 제어부(50)에 의해 수행된다(S50).Then, it is determined whether the output power value of the output detection unit 20 is higher than the set value (S40), and if it is determined that the value is higher than the set value, the current switching control is maintained as it is and the output power value is higher than the set value according to the set time. If it is determined whether or not it is (S41), and if it is determined that it is less than the set value (S42), the three solar panel groups 10 are connected in series, the output power is summed, and the switch is transferred to any one inverter 30 The switching control of the unit 40 is performed by the control unit 50 (S50).

아울러 3개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되도록 스위칭 제어가 이루어지면 다시 출력감지부(20)를 통한 출력 전력값이 설정치 이상인지 여부를 판단하여(S60) 설정치 이상인 것으로 판단되면 현재 스위칭 제어를 그대로 유지한 상태로 계속하여 설정 시간에 따라 출력 전력값이 설정치 이상인지 여부를 판단하게 되고(S61), 만일 설정치 이하인 것으로 판단되면(S62), 3개소의 태양광패널군(10)이 모두 병렬 연결 즉, 각 태양광패널군(10)이 각 인버터(30)와 대응되어 연결되도록 제어부(50)에 의해 스위칭부(40)의 스위칭 제어가 수행된다(S10). In addition, when the switching control is performed so that the three solar panel groups 10 are connected in series, it is determined whether the output power value through the output sensing unit 20 is higher than or equal to the set value (S60). With the control maintained as it is, it is determined whether the output power value is higher than the set value according to the set time (S61), and if it is determined that it is less than the set value (S62), the three solar panel groups 10 The switching control of the switching unit 40 is performed by the control unit 50 so that all of them are connected in parallel, that is, each solar panel group 10 is connected in correspondence with each inverter 30 (S10).

이와 같이 전술한 실시예에서의 2개소의 태양광패널군(10)이 설치되는 경우보다 3개소의 태양광패널군(10)이 설치될 경우 보다 작은 전력 생산치에서도 하나의 인버터(30)를 구동할 수 있게 되어 전력 생산효율을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다. As described above, in the case where the three solar panel groups 10 are installed than the case where the two solar panel groups 10 are installed in the above-described embodiment, one inverter 30 is used even at a lower power output value. Since it can be driven, there is an advantage that the power generation efficiency can be further improved.

도 9 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 N개소의 태양광패널군에서 병렬모드, 2개소 직렬모드, 3개소 직렬모드로 스위칭부 제어가 이루어진 모습을 나타내는 도면이다. 9 and 11 are diagrams illustrating a state in which the switching unit is controlled in a parallel mode, a two-place serial mode, and a three-place serial mode in N solar panel groups according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 N개소의 태양광패널군(10)이 형성되는 경우 도 9에서와 같이 각각 태양광패널군(10)과 인버터(30)가 일대일 대응되어 연결될 수 있고, 도 10에서와 같이 2개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되어 하나의 인버터(30)와 연결될 수 있으며, 도 11에서와 같이 3개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되어 하나의 인버터(30)에 연결될 수 있다. In this embodiment, when N solar panel groups 10 are formed, the solar panel group 10 and the inverter 30 may be connected to each other in a one-to-one correspondence as shown in FIG. 9, and 2 as shown in FIG. The solar panel group 10 at the locations may be connected in series to be connected to one inverter 30, and as shown in FIG. 11, the photovoltaic panel group 10 at three locations may be connected in series to one inverter 30. Can be connected.

이를 위해 N개소의 태양광패널군(10)이 있는 경우, 제어부(50)는 우선 각 출력감지부(20)의 출력 전력값이 설정치 이상인지 이하인지, 즉, 인버터(30)의 최대 출력점 이상인지 이하인지 여부를 판단하여 각 출력감지부(20)의 출력 전력값이 설정치 이상인 것으로 판단되면 도 9에서와 같이 모든 태양광패널군(10)이 병렬모드로 인버터(30)와 일대일 대응 연결되도록 한다. To this end, when there are N solar panel groups 10, the control unit 50 first determines whether the output power value of each output sensing unit 20 is greater than or equal to the set value, that is, the maximum output point of the inverter 30. When it is determined whether the output power value of each output sensing unit 20 is greater than or equal to the set value, all solar panel groups 10 are connected in parallel mode with the inverter 30 in a one-to-one correspondence as shown in FIG. Make it possible.

만일 각 출력감지부(20)의 출력 전력값이 설정치 이하인 경우, 제어부(50)는 우선 N개소의 태양광패널군(10)을 각각 2개소씩 순차적으로 묶은 후 2개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되어 하나의 인버터(30)로 생산된 전력이 공급되도록 스위칭부(40) 제어를 수행한다. If the output power value of each output sensing unit 20 is less than or equal to the set value, the control unit 50 first bundles the N solar panel groups 10 in two places in sequence, and then the two solar panel groups ( 10) is connected in series to control the switching unit 40 so that power produced by one inverter 30 is supplied.

그런 다음 출력감지부(20)의 출력 전력값을 다시 판단하여 설정치 이하인지 이상인지 여부를 확인하고, 만일 설정치 이상인 경우 도 10에서와 같이 2개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되는 2개소 직렬 모드로 인버터(30) 구동을 수행한다. Then, the output power value of the output detection unit 20 is judged again to determine whether it is less than or equal to the set value, and if it is above the set value, two solar panel groups 10 are connected in series as shown in FIG. The inverter 30 is driven in a serial mode.

만일 출력감지부(20)의 출력 전력값이 설정치 이하인 것으로 판단되면 도 11에서와 같이 3개소의 태양광패널군(10)을 직렬 연결하여 하나의 인버터(30)에 생산된 전력이 공급되도록 스위칭부(40) 제어를 수행하고 전력을 공급받는 인버터(30)의 전단에 설치되는 출력감지부(20)의 출력 전력값을 다시 확인한다. If it is determined that the output power value of the output detection unit 20 is less than the set value, as shown in FIG. 11, the three solar panel groups 10 are connected in series to supply the generated power to one inverter 30. The unit 40 performs control and checks the output power value of the output sensing unit 20 installed in the front end of the inverter 30 receiving power again.

여기서 만일 출력 전력값이 설정치 이상으로 판단되면 도 11과 같이 3개소의 태양광패널군(10)이 직렬 연결되는 3개소 직렬 모드로 인버터(30)를 구동하면 되고, 설정치 이하로 판단되면 필요에 따라 4개소의 태양광패널군(10)을 직렬 연결하여 출력감지부(20)를 통한 출력 전력값 판단을 수행할 수 있다. Here, if the output power value is determined to be higher than the set value, the inverter 30 may be driven in a three-place serial mode in which the three solar panel groups 10 are connected in series as shown in FIG. 11. Accordingly, 4 solar panel groups 10 may be connected in series to determine the output power value through the output sensing unit 20.

물론 3개소 직렬 모드로도 하나의 인버터(30)를 구동하기 어려운 경우 스위칭부(40)를 전체 병렬모드로 변환하고 모든 인버터(30)의 구동을 중단시키도록 제어할 수도 있다. Of course, when it is difficult to drive one inverter 30 even in the three-point serial mode, the switching unit 40 may be converted into a full parallel mode and controlled to stop driving all the inverters 30.

한편 본 발명에 따른 제어부(50)는 실시간으로 센싱되는 상기 태양광패널(10a) 또는 태양광패널군(10)의 출력 전력데이터(전압 또는 전류데이터 포함)를 전달받아 이들의 변화 추이 분포데이터 및 변화 추이 패턴데이터를 생성하고, 생성된 일정 시간 동안의 변화 추이 분포데이터 및 변화 추이 패턴데이터를 통해 스위칭부(40)의 제어가 수행되도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the controller 50 according to the present invention receives output power data (including voltage or current data) of the solar panel 10a or solar panel group 10 sensed in real time, and The change trend pattern data may be generated, and the control of the switching unit 40 may be performed through the generated change trend distribution data and the change trend pattern data for a predetermined period of time.

이를 위해 상기 제어부(50)는 출력감지부(20)로부터 실시간 전달받은 출력 전력데이터 및 스위칭부(40) 제어 정보를 별도의 머신러닝 분석서버로 전송하고 머신러닝 분석서버에서는 이러한 출력 전력데이터의 변화 추이 분포데이터와 변화 추이 패턴데이터를 학습하여 현재 출력 전력데이터의 추이가 일몰 전 추이데이터인지 일출 전 추이데이터인지 흐리거나 비가 오는 날의 추이데이터인지 등을 학습을 통해 판단 정확도를 높이도록 할 수 있다. To this end, the control unit 50 transmits the output power data received in real time from the output detection unit 20 and the control information of the switching unit 40 to a separate machine learning analysis server, and the machine learning analysis server changes the output power data. By learning the trend distribution data and change trend pattern data, it is possible to improve the accuracy of judgment by learning whether the current trend of the output power data is the trend data before sunset, the trend data before sunrise, the trend data on cloudy or rainy days, etc. .

이러한 머신러닝 분석서버에서 학습을 통한 추이데이터 판단 알고리즘은 다시 본 발명에 따른 제어부(50)로 전달되어 제어부(50)의 스위칭부(40) 제어에 적용될 수 있다. The algorithm for determining trend data through learning in the machine learning analysis server can be transferred to the control unit 50 according to the present invention and applied to the control of the switching unit 40 of the control unit 50.

상기 머신러닝 분석서버에서는 상기 출력 전력데이터를 변화 추이 분포데이터 및 변화 추이 패턴데이터를 머신러닝하게 되는데, 이러한 머신러닝을 통해, 출력 전력데이터의 변화 추이 분포데이터를 통해, 패턴데이터를 추정할 때는 MTTP　 전압의 상승이나 하강 때, 유사한 환경 변수에 대해서는 유사한 출력 전력 데이터의 패턴이 형성될 것이기 때문에, 이러한 점에 착안하여 구체적인 머신러닝 알고리즘을 선정할 수 있다.In the machine learning analysis server, the output power data is machine-learned on the change trend distribution data and the change trend pattern data.Through this machine learning, through this machine learning, through the change trend distribution data of the output power data, MTTP when estimating the pattern data When the voltage rises or falls, a pattern of similar output power data will be formed for similar environmental variables, so a specific machine learning algorithm can be selected in consideration of this point.

일실시예로는 이러한 패턴 데이터의 추정의 추정을 위해 심층 신경망 방식 중 CNN( Convolutional Neural Network) 방식을 사용하여, 상기 출력 전력데이터의 변화 추이 데이터를 복수개의 레이어로 학습화하는 것이 바람직하며, 특히 인버터의 동작 패턴에 착안하여, SVM(Supported Vector Machine)을 사용하여 데이터 패턴을 추정하는 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferable to train the change trend data of the output power data into a plurality of layers by using a convolutional neural network (CNN) method among deep neural network methods for estimating such pattern data estimation. It is desirable to estimate the data pattern using a supported vector machine (SVM), paying attention to the operation pattern of the inverter.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art can recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 태양광패널군 10a : 태양광패널
20 : 출력감지부 30 : 인버터
40 : 스위칭부 50 : 제어부
100 : 태양광 모듈 직병렬 변환시스템10: solar panel group 10a: solar panel
20: output detection unit 30: inverter
40: switching unit 50: control unit
100: PV module serial-to-parallel conversion system

Claims (5)

태양광에 노출되어 전력을 생산하는 복수의 태양광패널(10a)과;
상기 복수의 태양광패널(10a)에 각각 연결되어 해당 태양광패널(10a)로부터 출력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 복수의 인버터(30)와;
상기 복수의 태양광패널(10a)과 각각 연결되어 해당 태양광패널(10a)의 출력 전력값을 감지하는 복수의 출력감지부(20)와;
상기 복수의 태양광패널(10a)과 복수의 인버터(30) 사이에 연결되어 각 태양광패널(10a)의 출력 전력값에 따라 각 태양광패널(10a)의 출력을 어느 하나의 태양광패널(10a)로 전달되도록 하는 스위칭부(40)와;
상기 출력감지부(20)의 센싱데이터를 전달받아 상기 스위칭부(40)의 스위칭 연결 제어를 수행하는 제어부(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템.
A plurality of solar panels 10a exposed to sunlight to generate electric power;
A plurality of inverters 30 each connected to the plurality of solar panels 10a to convert DC power output from the corresponding solar panel 10a into AC power;
A plurality of output sensing units 20 connected to the plurality of solar panels 10a, respectively, for sensing an output power value of the corresponding solar panel 10a;
It is connected between the plurality of solar panels 10a and the plurality of inverters 30, and outputs the output of each solar panel 10a according to the output power value of each solar panel 10a. A switching unit 40 to be transmitted to 10a);
A controller 50 for controlling the switching connection of the switching unit 40 by receiving the sensing data of the output detection unit 20; a machine learning-based MPPT operating voltage optimization method comprising: Optical module serial-to-parallel conversion system.
 제1항에 있어서,
상기 복수의 태양광패널(10a)은
복수의 태양광패널(10a)이 직렬 연결되는 태양광패널군(10)이 복수개 형성되며, 상기 각 태양광패널군(10)의 단부측에 인버터(30)가 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템.
The method of claim 1,
The plurality of solar panels 10a
A machine characterized in that a plurality of photovoltaic panel groups 10 to which a plurality of photovoltaic panels 10a are connected in series are formed, and an inverter 30 is connected to an end side of each photovoltaic panel group 10, respectively. Solar module serial-to-parallel conversion system for running-based MPPT operating voltage optimization.
 제2항에 있어서,
상기 제어부(50)는
상기 각 태양광패널군(10)로부터 출력되는 전압 및 전류를 모니터링하여 이들과 연결되는 각 인버터(30)가 최대 출력점(maximum power point)에서 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템.
The method of claim 2,
The control unit 50
Machine learning-based MPPT, characterized in that by monitoring the voltage and current output from each solar panel group 10 and controlling each inverter 30 connected thereto to operate at a maximum power point Solar module serial-to-parallel conversion system for optimizing operating voltage.
 제2항에 있어서,
상기 태양광패널군(10)이 2개소인 경우, 상기 제어부(50)는
각 태양광패널군(10)의 출력 전력값을 출력감지부(20)로부터 전달받아 기설정된 출력 전력값보다 낮은 경우 어느 하나의 태양광패널군(10) 출력을 다른 하나의 태양광패널군(10)에 전달되도록 스위칭부(40)를 제어하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템.
The method of claim 2,
When the solar panel group 10 is two places, the control unit 50
When the output power value of each solar panel group 10 is transmitted from the output sensing unit 20 and is lower than a preset output power value, the output of one solar panel group 10 is output to the other solar panel group ( 10) A photovoltaic module serial-to-parallel conversion system for optimizing the operating voltage of MPPT based on machine learning, characterized in that controlling the switching unit 40 to be transmitted to 10).
 제2항에 있어서,
상기 태양광패널군(10)이 3개소인 경우, 상기 제어부(50)는
각 태양광패널군(10)의 출력 전력값을 출력감지부(20)로부터 전달받아 기설정된 출력 전력값보다 낮은 경우 어느 2개소의 태양광패널군(10) 출력을 나머지 1개소의 태양광패널군(10)에 전달되도록 스위칭부(40)를 제어하는 것을 특징으로 하는 머신러닝 기반의 MPPT 동작전압 최적화를 위한 태양광 모듈 직병렬 변환시스템.
The method of claim 2,
When the solar panel group 10 is three places, the control unit 50
When the output power value of each solar panel group 10 is received from the output sensing unit 20 and is lower than a preset output power value, the output of any two solar panel groups 10 is output to the remaining one solar panel. A photovoltaic module serial-to-parallel conversion system for optimizing an MPPT operating voltage based on machine learning, characterized in that controlling the switching unit 40 to be transmitted to the group 10.
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