KR20240008165A - String optima, solar power generation system, and method for fine-tuning amount of power generation in string module units - Google Patents

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KR20240008165A
KR20240008165A KR1020220085199A KR20220085199A KR20240008165A KR 20240008165 A KR20240008165 A KR 20240008165A KR 1020220085199 A KR1020220085199 A KR 1020220085199A KR 20220085199 A KR20220085199 A KR 20220085199A KR 20240008165 A KR20240008165 A KR 20240008165A
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Abstract

본 발명은 스트링 모듈 단위의 발전량을 미세 조정하는 스트링 옵티마, 및 태양광 발전시스템과 그 방법에 관한 것으로서, 태양광 발전시스템을 구성하는 다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 스트링 옵티마에 있어서, 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하는 제어부; 상기 태양전지 스트링으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 부스터부; 및 상기 제어부의 온/오프 제어에 의해 상기 부스터부의 부스팅 전압을 제어하는 스위치부를 포함하되, 상기 제어부는 전일에 미리 예측된 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량과, 상기 태양광 발전시스템의 실제발전량의 비교 분석결과에 의해 생성된 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여, 상기 스위치부의 온/오프시간을 조절하여 상기 부스팅 전압을 조정함으로써, 태양광 발전시스템의 스트링 모듈단위로 출력되는 발전량을 미세 조정함으로써, 해당 태양광 발전시스템에 대하여 사전에 예측한 예측발전량과 실제발전량과의 오차를 미리 설정된 허용오차율 이내로 조절할 수 있도록 하는 장점이 있다. The present invention relates to a string optima that finely adjusts the power generation amount of each string module, and to a solar power generation system and method, which are connected between the output terminal of each of the plurality of solar cell strings constituting the solar power generation system and the inverter. A string optimizer that boosts or bypasses the voltage applied from a solar cell string and outputs the output, comprising: a control unit that controls the operation of the string optimizer based on a preset control algorithm; A booster unit that boosts or bypasses the voltage transmitted from the solar cell string and outputs it; And a switch unit that controls the boosting voltage of the booster unit by on/off control of the control unit, wherein the control unit determines the predicted power generation amount of the solar power generation system predicted in advance on the previous day and the actual power generation amount of the solar power generation system. In response to a request signal for fine adjustment of the power generation generated by the comparative analysis results, the boosting voltage is adjusted by adjusting the on/off time of the switch unit, thereby finely adjusting the power generation output per string module unit of the solar power generation system, There is an advantage in that the error between the predicted power generation amount predicted in advance for the solar power generation system and the actual power generation amount can be adjusted within a preset tolerance rate.

Description

스트링 모듈 단위의 발전량을 미세 조정하는 스트링 옵티마, 및 태양광 발전시스템과 그 방법{STRING OPTIMA, SOLAR POWER GENERATION SYSTEM, AND METHOD FOR FINE-TUNING AMOUNT OF POWER GENERATION IN STRING MODULE UNITS}String Optima, which finely adjusts the power generation of each string module, and a solar power generation system and method {STRING OPTIMA, SOLAR POWER GENERATION SYSTEM, AND METHOD FOR FINE-TUNING AMOUNT OF POWER GENERATION IN STRING MODULE UNITS}

본 발명은 태양광 발전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스트링 모듈 단위의 발전량을 미세 조정하는 스트링 옵티마 및 그 방법과 이를 적용한 태양광 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar power generation system, and more specifically, to a string optima and method for finely adjusting the power generation amount of a string module unit, and to a solar power generation system to which the same is applied.

태양광 발전, 및 풍력 발전과 같은 재생에너지 발전은, 인간이 제어할 수 없는, 자연으로부터 에너지를 얻게 되므로, 예상치 못한 발전량의 변동이 발생할 수 있으며, 이를 출력 변동성이라 칭한다.Since renewable energy generation such as solar power generation and wind power generation obtains energy from nature that cannot be controlled by humans, unexpected fluctuations in power generation may occur, which is called output volatility.

이러한 출력 변동성은, 재생에너지 발전 비율이 높지 않던 과거에는 전력계통에 큰 영향을 주지 않았지만, 화석 에너지의 감소와 무공해와 같은 환경적인 요구로 인해 재생에너지 비중이 커지면서, 전력계통에 미치는 영향이 점차 커지고 있다. 즉, 재생에너지 발전 비율이 높은 상황에서, 일사량, 풍속 등, 제어 불가능한 자연적 요인에 의해 예상치 못한 발전량의 변동이 발생할 경우, 전력공급의 불확실성으로 인한 정전사태와 같은 부작용을 초래할 수 있다.This output volatility did not have a significant impact on the power system in the past when the proportion of renewable energy generation was not high, but as the proportion of renewable energy increases due to environmental demands such as reduction of fossil energy and zero pollution, its impact on the power system gradually increases. there is. In other words, in a situation where the rate of renewable energy generation is high, if unexpected fluctuations in power generation occur due to uncontrollable natural factors such as solar radiation and wind speed, side effects such as power outages due to uncertainty in power supply may result.

이러한 부작용을 최소화하고, 전력수급 균형 및 전기품질을 유지하기 위해서는, 재생에너지 설비에서 생산되는 발전량을 예측하는 것이 필수적이다. In order to minimize these side effects and maintain power supply and demand balance and electricity quality, it is essential to predict the amount of power produced by renewable energy facilities.

따라서 종래에는 재생에너지 발전설비의 발전량을 예측하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으며, 한국등록특허 제10-2230548호에서는, FRBFNN 모델을 이용한 태양광 발전설비의 발전예측 및 효율진단 시스템이 개시되어 있다. Therefore, various technologies have been developed to predict the power generation of renewable energy power generation facilities. In Korea Patent No. 10-2230548, a power generation prediction and efficiency diagnosis system for solar power generation facilities using the FRBFNN model is disclosed.

상기 특허에 의하면, FRBFNN을 이용하여, 일사량과 태양광 모듈의 온도를 입력으로 받아 AC 전력을 출력하는 예측모델을 생성하고, 이를 이용함으로써, 태양광 발전설비의 발전량을 예측하고, 그 효율저하를 판단할 수 있다.According to the above patent, FRBFNN is used to generate a prediction model that receives solar radiation and the temperature of the solar module as input and outputs AC power, and by using this, the power generation amount of solar power generation facilities is predicted and the decrease in efficiency is prevented. You can judge.

한편, 이러한 발전량 예측의 정확도가 높아질수록 전력계통을 안정적이고 원활하게 운영할 수 있는 효과가 있다.Meanwhile, as the accuracy of power generation prediction increases, the power system can be operated stably and smoothly.

이로 인해, 전력거래소에서는 20MW 이상 집합전력자원을 모집한 운영자 등이 재생에너지 발전량을 하루 전에 미리 예측하여 제출하고, 당일날 일정 오차율(예컨대, 8%) 이내로 이를 이행할 경우 정산금(인센티브)을 지급하는 재생에너지 발전량 예측제도를 도입하고 있다.As a result, at the Korea Power Exchange, operators who have recruited collective power resources of 20 MW or more predict and submit renewable energy power generation in advance one day in advance, and pay a settlement fee (incentive) if the forecast is performed within a certain error rate (e.g., 8%) on the same day. A renewable energy power generation prediction system is being introduced.

따라서 재생에너지 발전소에서는 사전에 예측한 예측발전량을 정확하게 예측함과 동시에, 실제발전량을 예측발전량의 오차율 이내로 조절하는 것이 필요하다.Therefore, in renewable energy power plants, it is necessary to accurately predict the predicted power generation in advance and at the same time adjust the actual power generation to within the error rate of the predicted power generation.

한국등록특허 제10-2230548호Korean Patent No. 10-2230548

따라서 본 발명은 태양광 발전시스템의 스트링 모듈단위로 출력되는 발전량을 미세 조정함으로써, 해당 태양광 발전시스템에 대하여 사전에 예측한 예측발전량과 실제발전량과의 오차를 미리 설정된 허용오차율 이내로 조절할 수 있도록 하는 스트링 옵티마, 및 태양광 발전시스템과 그 방법을 제공하고자 한다.Therefore, the present invention finely adjusts the amount of power output by string module of the solar power generation system, allowing the error between the predicted power generation amount predicted in advance for the solar power generation system and the actual power generation amount to be adjusted within a preset tolerance rate. We aim to provide string optima and solar power generation systems and methods.

또한, 본 발명은 미리 설정된 주기마다 그 시점까지의 예측오차율을 산출하고, 상기 예측오차율에 의거하여 해당 예측오차율 산출 시점 이후에 대한 스트링 옵티마의 부스팅 비율을 조정함으로써 스트링 모듈 단위의 발전량을 미세 조정할 수 있도록 하는 스트링 옵티마, 및 태양광 발전시스템과 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention calculates the prediction error rate up to that point at each preset period, and adjusts the boosting rate of the string optima for after the time of calculating the prediction error rate based on the prediction error rate, thereby making it possible to fine-tune the power generation of the string module unit. We would like to provide a string optima and solar power generation system and method that enable this.

또한, 본 발명은 상기 예측오차율을 산출하는 시점마다, 해당 시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 잔여발전량을 예측하고, 상기 예측오차율 산출 시점까지 발전된 실제발전량과 상기 예측된 잔여발전량의 합이 전일에 예측한 예측발전량보다 적은 경우, 임의의 태양전지 스트링에서 출력되는 유효전압 이하의 전압을 발전량에 포함시킴으로써, 태양광 발전시스템의 실제발전량을 미세 상승 시킬 수 있도록 하는 스트링 옵티마, 및 태양광 발전시스템과 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention predicts the remaining power generation amount for the remaining time from that point to the end of daily solar power generation at each time point at which the prediction error rate is calculated, and the actual power generation amount generated up to the time of calculating the prediction error rate and the predicted remaining power generation amount. String Optima, which allows the actual power generation amount of the solar power generation system to be slightly increased by including the voltage below the effective voltage output from any solar cell string in the power generation amount if the sum is less than the predicted power generation amount predicted the previous day, and We would like to provide a solar power generation system and method.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 스트링 옵티마는, 태양광 발전시스템을 구성하는 다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 스트링 옵티마에 있어서, 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하는 제어부; 상기 태양전지 스트링으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 부스터부; 및 상기 제어부의 온/오프 제어에 의해 상기 부스터부의 부스팅 전압을 제어하는 스위치부를 포함하되, 상기 제어부는 전일에 미리 예측된 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량과, 상기 태양광 발전시스템의 실제발전량의 비교 분석결과에 의해 생성된 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여, 상기 스위치부의 온/오프시간을 조절하여 상기 부스팅 전압을 조정하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the string optima provided by the present invention is connected between the output terminal of each of the plurality of solar cell strings constituting the solar power generation system and the inverter, and boosts or biases the voltage applied from the solar cell string. A string optimizer that passes and outputs, comprising: a control unit that controls the operation of the string optimizer based on a preset control algorithm; A booster unit that boosts or bypasses the voltage transmitted from the solar cell string and outputs it; And a switch unit that controls the boosting voltage of the booster unit by on/off control of the control unit, wherein the control unit determines the predicted power generation amount of the solar power generation system predicted in advance on the previous day and the actual power generation amount of the solar power generation system. The boosting voltage is adjusted by adjusting the on/off time of the switch unit in response to a request signal for fine adjustment of power generation generated by the comparative analysis result.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 태양광 발전시스템은 다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 다수의 스트링 옵티마를 구비하는 태양광 발전시스템에 있어서, 기상예보 데이터를 반영하여 전일에 미리 예측된, 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량을 저장하는 예측발전량 저장부; 상기 태양광 발전시스템의 시간대별 발전량을 계측하고, 상기 시간대별 발전량을 누적하여 실제발전량을 산출하는 실제발전량 측정부; 상기 실제발전량을 저장하는 실제발전량 저장부; 미리 설정된 주기로 반복되는 예측오차율 산출시점 마다 상기 예측발전량과 상기 실제발전량을 비교분석하여 예측오차율을 산출하는 예측오차율 산출부; 및 상기 예측오차율에 의거하여, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 전압을 조정하여 상기 예측발전량과 상기 실제발전량 사이의 오차를 보정하는 발전량 미세 조정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, in order to achieve the above object, the solar power generation system provided by the present invention is connected between the output terminal of each of a plurality of solar cell strings and an inverter, and outputs the voltage applied from the solar cell string by boosting or bypassing it. A solar power generation system including a plurality of string optima, comprising: a predicted power generation storage unit that stores the predicted power generation amount of the solar power generation system predicted in advance the previous day by reflecting weather forecast data; an actual power generation measurement unit that measures the power generation amount by time of the solar power generation system and calculates the actual power generation by accumulating the power generation by time zone; an actual power generation storage unit that stores the actual power generation amount; A prediction error rate calculation unit that calculates a prediction error rate by comparing and analyzing the predicted power generation and the actual power generation at each prediction error rate calculation time that is repeated at a preset cycle; and a power generation fine adjustment unit that corrects the error between the predicted power generation amount and the actual power generation amount by adjusting the boosting voltage of the string optima based on the prediction error rate.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세조정 방법은 다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 다수의 스트링 옵티마를 구비하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법에 있어서, 기상예보 데이터를 반영하여 전일에 미리 예측된, 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량을 저장하는 예측발전량 저장단계; 상기 태양광 발전시스템의 시간대별 발전량을 계측하고, 상기 시간대별 발전량을 누적하여 실제발전량을 산출하는 실제발전량 측정단계; 상기 실제발전량을 저장하는 실제발전량 저장단계; 미리 설정된 주기로 반복되는 예측오차율 산출시점 마다 상기 예측발전량과 상기 실제발전량을 비교분석하여 예측오차율을 산출하는 예측오차율 산출단계; 및 상기 예측오차율에 의거하여, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 전압을 조정하여 상기 예측발전량과 상기 실제발전량 사이의 오차를 보정하는 발전량 미세 조정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, in order to achieve the above object, the method of fine-tuning the power generation amount of the solar power generation system provided by the present invention is connected between the output terminal of each of the plurality of solar cell strings and the inverter to boost or boost the voltage applied from the solar cell string. In the method of fine-tuning the power generation of a solar power generation system having a plurality of string optima that are bypassed and output, the predicted power generation amount is stored to store the predicted power generation amount of the solar power generation system predicted in advance the previous day by reflecting weather forecast data. step; An actual power generation measurement step of measuring the power generation amount of the solar power generation system for each time period and calculating the actual power generation amount by accumulating the power generation amount for each time period; An actual power generation storage step of storing the actual power generation amount; A prediction error rate calculation step of calculating a prediction error rate by comparing and analyzing the predicted power generation amount and the actual power generation time at each prediction error rate calculation time repeated at a preset period; And a power generation fine adjustment step of correcting the error between the predicted power generation amount and the actual power generation amount by adjusting the boosting voltage of the string optima based on the prediction error rate.

상기한 본 발명의 스트링 옵티마, 및 태양광 발전시스템과 그 방법은, 태양광 발전시스템의 스트링 모듈단위로 출력되는 발전량을 미세 조정함으로써, 해당 태양광 발전시스템에 대하여 사전에 예측한 예측발전량과 실제발전량과의 오차를 미리 설정된 허용오차율 이내로 조절할 수 있도록 하는 장점이 있다. The string optima, solar power generation system, and method of the present invention described above finely adjust the amount of power output in each string module unit of the solar power generation system, thereby matching the predicted power generation amount predicted in advance for the solar power generation system and the actual power generation amount. It has the advantage of allowing the error with the power generation amount to be adjusted within a preset tolerance rate.

또한, 본 발명은 미리 설정된 주기마다 그 시점까지의 예측오차율을 산출하고, 상기 예측오차율에 의거하여 해당 예측오차율 산출 시점 이후에 대한 스트링 옵티마의 부스팅 비율을 조정함으로써 스트링 모듈 단위의 발전량을 미세 조정할 수 있도록 하는 장점이 있다.In addition, the present invention calculates the prediction error rate up to that point at each preset period, and adjusts the boosting rate of the string optima for after the time of calculating the prediction error rate based on the prediction error rate, thereby making it possible to fine-tune the power generation of the string module unit. There is an advantage in allowing it to happen.

또한, 본 발명은 상기 예측오차율을 산출하는 시점마다, 해당 시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 잔여발전량을 예측하고, 상기 예측오차율 산출 시점까지 발전된 실제발전량과 상기 예측된 잔여발전량의 합이 전일에 예측한 예측발전량보다 적은 경우, 임의의 태양전지 스트링에서 출력되는 유효전압 이하의 전압을 발전량에 포함시킴으로써, 태양광 발전시스템의 실제발전량을 미세 상승 시킬 수 있도록 하는 장점이 있다. In addition, the present invention predicts the remaining power generation amount for the remaining time from that point to the end of daily solar power generation at each time point at which the prediction error rate is calculated, and the actual power generation amount generated up to the time of calculating the prediction error rate and the predicted remaining power generation amount. If the sum of is less than the predicted power generation predicted the previous day, there is an advantage in that the actual power generation of the solar power generation system can be slightly increased by including the voltage below the effective voltage output from any solar cell string in the power generation.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 태양광 발전 시스템의 스트링 모듈 단위로 발전량을 미세 조정하는 방법에 대한 처리 흐름도들이다.
1 is a schematic block diagram of a solar power generation system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic block diagram of a string optima according to an embodiment of the present invention.
Figures 3 to 6 are processing flowcharts for a method of finely adjusting the amount of power generation in units of string modules of a solar power generation system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings, and will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Meanwhile, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification. In addition, descriptions of parts that can be easily understood by those skilled in the art are omitted even if detailed descriptions are omitted.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when it is said that a part includes a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전시스템에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전시스템은 다수의 태양전지 모듈(110)들로 구성된 적어도 하나의 태양전지 스트링(100)들, 태양광 접속반(200), 및 인버터(300)를 포함하여 구성된다.1 is a schematic block diagram of a solar power generation system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a solar power generation system according to an embodiment of the present invention includes at least one solar cell string 100 composed of a plurality of solar cell modules 110, a solar power connection panel 200, and It is configured to include an inverter 300.

태양전지 스트링(100)은 태양광을 입사 받아 DC 전력을 생산하고, 태양광 접속반(200)은 태양전지 스트링(100) 각각이 생산한 DC 전력을 직병렬로 연결해 필요한 전력을 집합시키고, 인버터(300)는 태양광 접속반(200)으로부터 DC 전력을 전달받아 AC 전력으로 변환하여 전력 계통으로 출력한다.The solar cell string 100 receives sunlight and produces DC power, and the solar cell connection panel 200 connects the DC power produced by each solar cell string 100 in series and parallel to collect the necessary power, and the inverter (300) receives DC power from the solar power connection panel (200), converts it into AC power, and outputs it to the power system.

이를 위해, 접속반(200)은 적어도 하나의 스트링 옵티마(210), 예측모델 생성부(220), 기상정보 수신부(230), 발전량 예측부(240), 예측발전량 저장부(250), 실제발전량 측정부(260), 실제발전량 저장부(270), 예측오차율 산출부(280), 및 발전량 미세조정부(290)를 포함한다.For this purpose, the connection panel 200 includes at least one string optimizer 210, a prediction model generator 220, a weather information receiver 230, a power generation prediction unit 240, a predicted power generation storage unit 250, and an actual power generation amount. It includes a measurement unit 260, an actual power generation storage unit 270, a prediction error rate calculation unit 280, and a power generation fine adjustment unit 290.

스트링 옵티마(210)는 태양전지 스트링(100)들 각각의 출력단에 연결되어, 대응된 태양전지 스트링의 출력전압을 인버터(300)로 공급하되, 이웃하는 다른 스트링 옵티마의 출력전압과 맞춰 최적의 균등전압을 출력한다. 이 때, 스트링 옵티마(210)가 균등전압을 출력하기 위한 균등전압 부스팅 방법은, 공지의 기술(예컨대, 한국등록특허 제 10-2242814 호 등)을 참고할 수 있다.The string optimizer 210 is connected to the output terminal of each solar cell string 100, and supplies the output voltage of the corresponding solar cell string to the inverter 300, providing optimal equalization in line with the output voltage of other neighboring string optima. Outputs voltage. At this time, the equalization voltage boosting method for the string optimizer 210 to output the equalization voltage may refer to known technologies (e.g., Korean Patent No. 10-2242814, etc.).

또한, 스트링 옵티마(210)들은 다수의 태양전지 스트링(100)들 각각의 출력단에 일대일로 연결되어 대응된 태양전지 스트링(100)에서 인버터(300)의 개시전압 이하의 낮은 저전압이 생산될 경우, 상기 낮은 저전압을 부스팅하여 출력한다. 예를 들어, 스트링 옵티마(210)들 각각은 일몰, 일출, 구름, 해무, 운무 등과 같은 다양한 환경조건 변화로 인하여, 태양전지 스트링(100)에서 인버터(300)의 개시전압 이하의 낮은 저전압이 출력될 수 있는데, 이 경우, 스트링 옵티마(210)가 이를 부스팅하여 상기 낮은 저전압을 발전 전력으로 변환하도록 함으로써, 태양광 발전 시스템의 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 스트링 옵티마(210)에 대한 개략적인 블록도가 도 2에 예시되어 있다. In addition, the string optima 210 is connected one to one to the output terminal of each of the plurality of solar cell strings 100, so that when a low voltage lower than the starting voltage of the inverter 300 is produced in the corresponding solar cell string 100, The low voltage is boosted and output. For example, each of the string optima 210 outputs a low voltage lower than the starting voltage of the inverter 300 from the solar cell string 100 due to changes in various environmental conditions such as sunset, sunrise, clouds, sea fog, fog, etc. In this case, the string optimizer 210 converts the low voltage into generated power by boosting it, thereby improving the generation efficiency of the solar power generation system. A schematic block diagram of this string optima 210 is illustrated in FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마에 대한 개략적인 블록도로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스트링 옵티마(210)는 부스터부(211), 스위치부(212), 및 제어부(213)를 포함한다.Figure 2 is a schematic block diagram of a string optimizer according to an embodiment of the present invention. Referring to Figures 1 and 2, the string optimizer 210 according to an embodiment of the present invention includes a booster unit 211, It includes a switch unit 212 and a control unit 213.

부스터부(211)는 태양전지 스트링(100)으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력한다. 즉, 부스터부(211)는 대응된 태양전지 스트링(100)의 발전전력을 전달받고, 후술될 스위치부(212)의 제어를 받아 상기 발전전력에 대응한 전압을 부스팅하거나 바이패스하여 출력한다.The booster unit 211 boosts or bypasses the voltage transmitted from the solar cell string 100 and outputs it. That is, the booster unit 211 receives the generated power of the corresponding solar cell string 100 and outputs the voltage corresponding to the generated power by boosting or bypassing it under the control of the switch unit 212, which will be described later.

이를 위해, 부스터부(211)는 스트링 옵티마(210)의 입력단과 출력단 사이에 직렬 연결된 인덕터와, 제1 및 제2 다이오드와, 상기 제1 및 제2 다이오드 사이에서 접지방향으로 연결된 커패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 부스터부(211)의 부스팅 전압은 후술될 스위치부(212)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 스위치부(212)에 포함된 스위치(SW)의 온 타임에 비례하여 부스팅 전압이 높아질 수 있다.For this purpose, the booster unit 211 includes an inductor connected in series between the input and output terminals of the string optimizer 210, first and second diodes, and a capacitor connected in the ground direction between the first and second diodes. It can be configured. Additionally, the boosting voltage of the booster unit 211 may be determined by the switch unit 212, which will be described later. For example, the boosting voltage may increase in proportion to the on time of the switch SW included in the switch unit 212.

스위치부(212)는 후술될 제어부(213)의 온/오프 제어에 의해 부스터부(211)의 부스팅 전압을 제어한다. 즉, 스위치부(212)는 상기 제어부(213)의 제어에 의해 온/오프되는 스위치(SW)를 구비하고, 부스터부(211)의 부스팅 전압은 스위치(SW)의 온 타임에 비례하여 증가하도록 결정될 수 있다.The switch unit 212 controls the boosting voltage of the booster unit 211 by on/off control of the control unit 213, which will be described later. That is, the switch unit 212 has a switch (SW) that is turned on/off under the control of the control unit 213, and the boosting voltage of the booster unit 211 increases in proportion to the on time of the switch (SW). can be decided.

제어부(213)는 미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 스트링 옵티마(210)의 동작을 제어하되, 스위치부(212)로 제어신호를 전달하여, 상기 스위치(SW)의 온/오프를 제어할 수 있다. The control unit 213 controls the operation of the string optimizer 210 based on a preset control algorithm and transmits a control signal to the switch unit 212 to control on/off of the switch SW.

이를 위해, 제어부(213)는 후술될 발전량 미세조정부(290)에서 생성된 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여 상기 스위치(SW)의 온/오프를 조절함으로써, 상기 부스팅 전압을 미세 조정할 수 있다.To this end, the control unit 213 may finely adjust the boosting voltage by turning the switch SW on/off in response to a power generation fine adjustment request signal generated by the power generation fine adjustment unit 290, which will be described later.

이 때, 상기 발전량 미세조정 요청신호는, 전일에 미리 예측된 태양광 발전시스템의 예측발전량과, 상기 태양광 발전시스템의 실제발전량의 비교 분석결과에 의해 생성된 신호로서, 상기 태양광 발전시스템의 실제발전량과, 전일에 예측된 예측발전량의 오차가 미리 설정된 허용 오차율을 초과하는 경우, 이를 보정하기 위해, 발전량 미세조정부(290)에서 생성한 신호이다.At this time, the power generation fine adjustment request signal is a signal generated by a comparative analysis result of the predicted power generation amount of the solar power generation system predicted in advance the previous day and the actual power generation amount of the solar power generation system. This is a signal generated by the power generation fine-tuning unit 290 to correct when the error between the actual power generation and the predicted power generation predicted the previous day exceeds a preset tolerance rate.

제어부(213)는 상기 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여, 스트링 옵티마(210)의 부스팅 비율을 조절함으로써, 즉, 상기 스위치(SW)의 온 타임을 조절함으로써, 대응된 태양전지 스트링(100)의 발전전력을 상승 또는 하강시킬 수 있고, 이로 인해, 태양전지 스트링(100) 단위의 발전량을 미세 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(213)는, 상기 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여, 상기 스위치(SW)의 온 타임을 증가시킴으로써 태양광 발전시스템의 실제발전량을 소폭 상승시키거나, 또는 상기 스위치(SW)의 온 타임을 단축시킴으로써 태양광 발전시스템의 실제발전량을 소폭 하강시키도록 스트링 옵티마(210)의 부스팅 비율을 조절할 수 있다. In response to the power generation fine adjustment request signal, the control unit 213 adjusts the boosting ratio of the string optimizer 210, that is, by adjusting the on time of the switch (SW), to control the corresponding solar cell string 100. The generated power can be increased or decreased, and as a result, the amount of power generated per solar cell string 100 can be finely adjusted. For example, in response to the power generation fine adjustment request signal, the control unit 213 slightly increases the actual power generation of the solar power generation system by increasing the on time of the switch (SW), or By shortening the on time, the boosting ratio of the string optimizer 210 can be adjusted to slightly reduce the actual power generation of the solar power generation system.

한편, 발전량 미세조정부(290)는 상기 실제발전량과, 전일에 예측된 예측발전량의 오차가 미리 설정된 허용 오차율을 초과하되, 상기 실제발전량이 상기 예측발전량보다 적은 경우, 스트링 옵티마의 출력전압을 증가시키기 위한 발전량 미세조정 요청신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 상기 두가지 조건을 동시에 만족하는 경우, 발전량 미세조정부(290)는 인버터(300)를 구동시키기에 충분하지 않은 낮은 레벨의 전압을 출력하는 임의의 태양전지 스트링(100)의 출력 전압을 이용하여 발전량을 증가시키도록 하기 위한 발전량 미세조정 요청신호를 발생시킬 수 있다.Meanwhile, the power generation fine-tuning unit 290 increases the output voltage of the string optimizer when the error between the actual power generation and the predicted power generation predicted on the previous day exceeds a preset tolerance rate, but the actual power generation is less than the predicted power generation. A request signal for fine adjustment of power generation can be generated. That is, when the above two conditions are simultaneously satisfied, the power generation fine adjustment unit 290 uses the output voltage of any solar cell string 100 that outputs a low level voltage that is not sufficient to drive the inverter 300. A request signal for fine adjustment of power generation can be generated to increase power generation.

그러면, 제어부(213)는, 상기 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여 스트링 옵티마(210)의 입력전압을 인버터(300)의 개시전압과 비교하고, 상기 비교결과, 스트링 옵티마(210)의 입력전압이 인버터(300)의 개시전압 미만인 경우, 스트링 옵티마(210)의 출력전압을 인버터(300)의 개시전압까지 부스팅하도록 상기 스위치(SW)의 온/오프시간을 조절한다. 이는, 상기 부스팅된 스트링 옵티마(210)의 출력전압이 인버터(300)를 강제 웨이크업(wake up)하도록 하기 위함이다.Then, the control unit 213 compares the input voltage of the string optimizer 210 with the starting voltage of the inverter 300 in response to the power generation fine adjustment request signal, and as a result of the comparison, the input voltage of the string optimizer 210 is If it is lower than the starting voltage of the inverter 300, the on/off time of the switch SW is adjusted to boost the output voltage of the string optimizer 210 up to the starting voltage of the inverter 300. This is so that the output voltage of the boosted string optima 210 forces the inverter 300 to wake up.

또한, 상기와 같은 부스팅에 의해 인버터(300)가 강제 웨이크업(wake up)되고, 그에 반응하여 스트링 옵티마(210) 출력단의 전압이 하강하면, 즉, 인버터(300)의 웨이크 업(wake up)으로 인해, 태양전지 스트링(100)으로부터 인버터(300) 측으로 전류가 흐르게 되고, 이로 인해, 스트링 옵티마(210) 출력단의 전압이 낮아지게 되면, 제어부(213)는, 스트링 옵티마(210)의 출력전압을 인버터(300)의 MPPT 개시전압까지 부스팅하도록 상기 스위치(SW)의 온/오프시간을 조절한다. In addition, when the inverter 300 is forced to wake up due to the boosting described above, and the voltage at the output terminal of the string optimizer 210 decreases in response, that is, the inverter 300 wakes up. Due to this, current flows from the solar cell string 100 to the inverter 300, and as a result, when the voltage at the output terminal of the string optimizer 210 is lowered, the control unit 213 adjusts the output voltage of the string optimizer 210. The on/off time of the switch (SW) is adjusted to boost to the MPPT starting voltage of the inverter (300).

이와 같이, 스트링 옵티마(210)는 상기 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여 대응된 태양전지 스트링(100)의 낮은 출력전압을, 태양광 발전시스템의 발전전력으로 변환시킴으로써, 태양광 발전시스템의 출력을 증가하는 방향으로 미세 조정할 수 있다. 즉, 본 발명의 스트링 옵티마(210)는 상기 낮은 저전압을 발전전력으로 변환시킴으로써, 태양광 발전시스템의 발전전력을 미세하게 증가시킬 수 있고, 이로 인해, 환경적인 요인에 의한 태양광 발전시스템의 발전량 저하를 보정할 수 있는 것이다.In this way, the string optimizer 210 converts the low output voltage of the corresponding solar cell string 100 into the generated power of the solar power generation system in response to the power generation fine adjustment request signal, thereby increasing the output of the solar power generation system. It can be fine-tuned in an increasing direction. In other words, the String Optima 210 of the present invention can slightly increase the generated power of the solar power generation system by converting the low voltage into generated power, thereby reducing the power generation amount of the solar power generation system due to environmental factors. Deterioration can be corrected.

예측모델 생성부(220)는 대응된 태양광 발전시스템이 설치된 지역에 대한 소정의 과거기간(예컨대, 과거 3개월 등) 동안의 기상관측 데이터, 및 상기 기상관측 데이터에 대응한 기간(즉, 상기 소정의 과거기간과 동일한 기간) 동안 태양광 발전시스템의 발전실적 데이터(즉, 발전량 등)를 학습하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 발전량 예측모델을 생성한다. 예를 들어, 예측모델 생성부(220)는 2020년 3월1일 부터 5월 31일까지의 기간 동안의 기상관측 데이터, 및 동 기간의 태양광 발전시스템의 발전실적 데이터를 학습하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 발전량 예측모델을 생성할 수 있다. The prediction model generator 220 generates weather observation data for a predetermined past period (e.g., the past three months, etc.) for the area where the corresponding solar power generation system is installed, and a period corresponding to the weather observation data (i.e., the above-mentioned A power generation prediction model for the solar power generation system is created by learning the power generation performance data (i.e., power generation, etc.) of the solar power generation system for a period identical to a predetermined past period. For example, the prediction model generator 220 learns weather observation data from March 1, 2020 to May 31, 2020, and power generation performance data of the solar power generation system during the same period to generate the solar power generation system. A power generation prediction model for the power generation system can be created.

이 때, 예측모델 생성부(220)는 시간대별 발전량 예측모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측모델 생성부(220)는 해당 태양광 발전시스템이 가동 중인 시간 동안 09:00 ~ 09:59, 10:00 ~ 10:59 와 같이, 각 시간대별로 발전량 예측 모델을 생성할 수 있다.At this time, the prediction model generator 220 may generate a power generation prediction model for each time period. For example, the prediction model generator 220 can generate a power generation prediction model for each time zone, such as 09:00 to 09:59 and 10:00 to 10:59, while the solar power generation system is in operation. there is.

기상정보 수신부(230)는 상기 태양광 발전시스템이 설치된 지역에 대한 기상정보를 제공하는 기상청 서버(미도시)로부터 기상정보를 수신한다. 이를 위해, 기상정보 수신부(230)는 통신망과의 인터페이스를 제공한다. 특히, 기상청 서버(미도시)와의 통신 인터페이스를 제공할 수 있다.The weather information receiver 230 receives weather information from a Korea Meteorological Administration server (not shown) that provides weather information for the area where the solar power generation system is installed. For this purpose, the weather information receiver 230 provides an interface with a communication network. In particular, a communication interface with the Korea Meteorological Administration server (not shown) may be provided.

발전량 예측부(240)는 상기 태양광 발전시스템에 대한 익일 발전량을 예측한다. 이를 위해, 발전량 예측부(240)는 기상정보 수신부(230)를 통해 수신된 기상정보(즉, 상기 태양광 발전시스템이 설치된 지역에 대한 익일 기상예보 데이터)를 상기 발전량 예측모델에 반영하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 익일 발전량을 예측한다. The power generation prediction unit 240 predicts the next day's power generation amount for the solar power generation system. To this end, the power generation prediction unit 240 reflects the weather information received through the weather information receiver 230 (i.e., next-day weather forecast data for the area where the solar power generation system is installed) into the power generation prediction model to Predict the next day's power generation for the photovoltaic power generation system.

예측발전량 저장부(250)는 기상예보 데이터를 반영하여 전일에 미리 예측된, 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량을 저장한다. 이 때, 예측발전량 저장부(250)는 발전량 예측부(240)에서 예측된 정보를 수신하여 저장하거나, 외부에 구비된 별도의 장치에서 전일에 미리 예측된 예측발전량을 저장할 수 있다. 후자의 경우, 예측발전량 저장부(250)는 상기 예측발전량을 생성하는 별도의 장치와 데이터 교환을 위한 통신 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.The predicted power generation storage unit 250 stores the predicted power generation amount of the solar power generation system, which was predicted in advance on the previous day by reflecting weather forecast data. At this time, the predicted power generation storage unit 250 may receive and store the predicted information from the power generation prediction unit 240, or may store the predicted power generation amount predicted in advance on the previous day in a separate external device. In the latter case, the predicted power generation storage unit 250 may further include a communication interface unit for data exchange with a separate device that generates the predicted power generation amount.

실제발전량 측정부(260)는 상기 태양광 발전시스템의 시간대별 발전량을 계측하고, 상기 시간대별 발전량을 누적하여 실제발전량을 산출한다. 이를 위해, 실제발전량 측정부(260)는 미리 설정된 시간대별로, 다수의 스트링 옵티마(210)들 각각의 출력단에서 출력전압을 검출할 수 있다.The actual power generation measurement unit 260 measures the power generation amount for each time period of the solar power generation system, and calculates the actual power generation amount by accumulating the power generation amount for each time period. To this end, the actual power generation measurement unit 260 may detect the output voltage at each output terminal of the plurality of string optima 210 for each preset time period.

실제발전량 저장부(270)는 실제발전량 측정부(260)에서 산출된 실제발전량을 저장한다. 특히, 실제발전량 저장부(270)는 상기 누적 산출된 실제발전량과 각각의 시간대별 발전량을 함께 저장하되, 상기 시간대별 발전량은 대응된 시간정보를 함께 포함할 수 있다.The actual power generation storage unit 270 stores the actual power generation calculated by the actual power generation measurement unit 260. In particular, the actual power generation storage unit 270 stores the cumulatively calculated actual power generation amount and the power generation amount for each time slot, and the power generation amount for each time slot may also include corresponding time information.

예측오차율 산출부(280)는 미리 설정된 주기로 반복되는 예측오차율 산출시점 마다 상기 예측발전량과 상기 실제발전량을 비교분석하여 예측오차율을 산출한다. 이를 위해, 예측오차율 산출부(280)는 먼저, 상기 예측발전량에서 상기 예측오차율 산출시점까지 누적된 실제발전량을 제하여 실제 잔여발전량을 산출하고, 상기 예측오차율 산출시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 발전량인 예측 잔여발전량을 예측하고, 상기 예측 잔여발전량과 상기 실제 잔여발전량의 차이값에 의거하여 상기 예측오차율을 산출할 수 있다. The prediction error rate calculation unit 280 calculates the prediction error rate by comparing and analyzing the predicted power generation amount and the actual power generation amount at each prediction error rate calculation time that is repeated at a preset period. To this end, the prediction error rate calculation unit 280 first calculates the actual remaining power generation by subtracting the actual power generation accumulated up to the prediction error rate calculation time from the predicted power generation, and then from the prediction error rate calculation time to the end of daily solar power generation. The predicted remaining power generation amount, which is the power generation amount for the remaining remaining time, can be predicted, and the prediction error rate can be calculated based on the difference between the predicted remaining power generation amount and the actual remaining power generation amount.

예를 들어, 태양광 발전시스템의 동작 개시 시점이 9시이고, 예측오차율 산출을 위해 미리 설정된 주기가 1시간인 경우, 상기 예측오차율 산출시점은 10시부터 태양광 발전시스템의 동작 종료 시점까지 1시간 간격이 되고, 예측오차율 산출부(280)는 상기 예측 오차율 산출시점 마다 상기 예측오차율을 산출할 수 있다.For example, if the starting point of operation of the solar power generation system is 9 o'clock and the preset period for calculating the prediction error rate is 1 hour, the prediction error rate calculation time is 1 from 10 o'clock to the end of operation of the solar power generation system. There is a time interval, and the prediction error rate calculation unit 280 can calculate the prediction error rate at each prediction error rate calculation time.

또한, 예측오차율 산출부(280)는 하기의 수학식 1에 의거하여 상기 예측오차율을 산출할 수 있다.Additionally, the prediction error rate calculation unit 280 may calculate the prediction error rate based on Equation 1 below.

이 때, 설비용량이란 해당 태양광 발전시스템의 발전용량을 말한다.At this time, facility capacity refers to the power generation capacity of the relevant solar power generation system.

발전량 미세조정부(290)는 상기 예측오차율에 의거하여, 스트링 옵티마(210)의 부스팅 전압을 조정하고, 이로 인해, 상기 예측발전량과 상기 실제발전량 사이의 오차를 보정할 수 있다. 즉, 상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 경우, 발전량 미세 조정부(290)는 미리 설정된 부스팅제어신호의 듀티비 조절에 의해, 스트링 옵티마(210)의 부스팅 비율을 조정하여 상기 실제 잔여발전량을 증/감시킬 수 있다.The power generation fine adjustment unit 290 adjusts the boosting voltage of the string optimizer 210 based on the prediction error rate, thereby correcting the error between the predicted power generation amount and the actual power generation amount. That is, when the prediction error rate exceeds the preset allowable error rate, the power generation fine adjustment unit 290 adjusts the boosting rate of the string optimizer 210 by adjusting the duty ratio of the preset boosting control signal to adjust the actual remaining power generation amount. It can be increased/decreased.

이 때, 상기 허용오차율은 전력거래소에서 지정한 특정 값으로서, 태양광 발전시스템의 오차율에 따라 인센티브를 지급하기 위한 기준값으로 저장된 값일 수 있다. 즉, 재생에너지 발전량 예측제도에 의하면, 전력거래소는 오차율이 측정값 이내인 발전소에 대하여 인센티브를 지급할 수 있는데, 상기 허용오차율은 이를 위해 지정한 오차율일 수 있다. 예를 들어, 상기 허용오차율이 6%인 경우, 전력거래소는 예측오차율이 6%이내인 태양광 발전소와, 상기 예측오차율이 6%를 초과하는 태양광 발전소에 대하여 정산단가를 차등 적용하되, 상기 예측오차율이 6%이하인 태양광 발전소에 대하여 4원/kWh의 정산단가를 적용하고, 상기 예측오차율이 6%초과 8%이하인 태양광 발전소에 대하여 3원/kWh의 정산단가를 적용하는 등의 방식으로 예측오차율이 낮은 태양광 발전소에 대하여 인센티브를 제공할 수 있는 것이다.At this time, the tolerance rate is a specific value designated by the Korea Power Exchange and may be a value stored as a reference value for paying incentives according to the error rate of the solar power generation system. In other words, according to the renewable energy power generation prediction system, the Korea Power Exchange can pay incentives to power plants whose error rate is within the measured value, and the allowable error rate may be the error rate designated for this purpose. For example, when the tolerance rate is 6%, the Korea Power Exchange applies the settlement unit price differentially to solar power plants with a forecast error rate of less than 6% and solar power plants with a forecast error rate of more than 6%. A settlement price of 4 won/kWh is applied to solar power plants with a forecast error rate of 6% or less, and a settlement price of 3 won/kWh is applied to solar power plants with a forecast error rate of more than 6% but less than 8%. This allows incentives to be provided to solar power plants with low prediction error rates.

따라서 태양광 발전시스템은 상기 예측오차율을 낮추기 위해, 실제발전량을 전일에 예측된 예측발전량의 예측오차율 이내로 생성하여야 하는데, 이를 위해, 발전량 미세 조정부(290)가 상기 태양광 발전시스템에 포함된 스트링 모듈 단위로 부스팅 전압을 조절함으로써, 발전량을 미세 조정하는 것이다.Therefore, in order to lower the prediction error rate, the solar power generation system must generate the actual power generation within the prediction error rate of the predicted power generation predicted the previous day. For this, the power generation fine adjustment unit 290 is a string module included in the solar power generation system. By adjusting the boosting voltage in units, the amount of power generation is fine-tuned.

특히, 발전량 미세 조정부(290)는 상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하되, 상기 예측 잔여발전량이 상기 실제 잔여발전량보다 적은 경우, 태양전지 스트링에서 발전되었다가 버려지는 인버터 개시전압 미만의 전압을 활용하여 태양광 발전시스템의 발전전력을 상승하도록 미세 조정할 수 있다.In particular, when the prediction error rate exceeds the preset allowable error rate but the predicted remaining power generation amount is less than the actual remaining power generation amount, the power generation fine adjustment unit 290 generates power from the solar cell string and then discards the voltage below the inverter start voltage. It can be used to fine-tune the solar power generation system to increase its power generation.

이를 위해, 발전량 미세 조정부(290)는 스트링 옵티마(210)들 각각의 입력전압을 모니터링하여 그 입력전압이 대응된 인버터의 개시전압 미만인 적어도 하나의 스트링 옵티마를 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압을 대응된 인버터(300)의 개시전압까지 부스팅하도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어한다. 이는, 대응된 인버터(300)를 강제 웨이크업(wake up)하도록 하기 위함이다.To this end, the power generation fine adjustment unit 290 monitors the input voltage of each of the string optima 210, detects at least one string optima whose input voltage is less than the start voltage of the corresponding inverter, and detects the at least one string optima whose input voltage is less than the start voltage of the corresponding inverter. Each of the string optima is controlled to boost the output voltage of each optimizer up to the starting voltage of the corresponding inverter 300. This is to force wake up the corresponding inverter 300.

그리고 상기 인버터(300)의 강제 웨이크업(wake up)에 반응하여 대응된 스트링 옵티마의 출력전압이 하강하면, 즉, 인버터(300)의 웨이크 업(wake up)으로 인해, 태양전지 스트링(100)으로부터 인버터(300)측으로 전류가 흐르게 되고, 이로 인해, 스트링 옵티마(210) 출력단의 전압이 낮아지게 되면, 발전량 미세 조정부(290)는 상기 스트링 옵티마의 출력전압을 대응된 인버터의 MPPT 개시전압까지 부스팅하여 상기 실제발전량을 증가시키도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어할 수 있다. And when the output voltage of the corresponding string optima falls in response to the forced wake-up of the inverter 300, that is, due to the wake-up of the inverter 300, the solar cell string 100 When current flows from to the inverter 300 and the voltage at the output terminal of the string optimizer 210 is lowered, the power generation fine adjustment unit 290 boosts the output voltage of the string optimizer up to the MPPT start voltage of the corresponding inverter. Thus, each of the string optima can be controlled to increase the actual power generation.

이를 위해, 발전량 미세 조정부(290)는 스트링 옵티마(210)들 각각의 입/출력단 전압을 모니터링할 수 있다. To this end, the power generation fine adjustment unit 290 may monitor the input/output terminal voltage of each of the string optimizers 210.

스트링 옵티마(210)의 부스팅 전압을 조절하기 위한, 제어부(213)와 발전량 미세 조정부(290) 간의 연동 작용에 대하여는, 도 1 및 도 2를 참조한 스트링 옵티마(210)의 설명에서 언급한 바와 같으므로 중복 설명을 생략한다.The interlocking action between the control unit 213 and the power generation fine adjustment unit 290 to adjust the boosting voltage of the string optima 210 is as mentioned in the description of the string optima 210 with reference to FIGS. 1 and 2. Redundant explanations are omitted.

한편, 태양광 발전시스템의 발전량을 미세조정하기 위한 상기 장치들 각각(예측모델 생성부(220), 기상정보 수신부(230), 발전량 예측부(240), 예측발전량 저장부(250), 실제발전량 측정부(260), 실제발전량 저장부(270), 예측오차율 산출부(280), 및 발전량 미세조정부(290))은 도 1에 예시된 바와 같이, 접속반(200) 내부에 구현되거나, 태양광 발전시스템의 특정 위치에 별도로 구현될 수 있다.Meanwhile, each of the above devices for fine-tuning the power generation of the solar power generation system (prediction model generator 220, weather information receiver 230, power generation prediction unit 240, predicted power generation storage unit 250, actual power generation) The measurement unit 260, the actual power generation storage unit 270, the prediction error rate calculation unit 280, and the power generation fine adjustment unit 290) are implemented inside the connection panel 200, as illustrated in FIG. It can be implemented separately at a specific location in the photovoltaic power generation system.

인버터(300)는 스트링 옵티마(210)의 출력전압에 대하여 MPPT를 수행하고, 그 결과를 AC 전력으로 변환하여 계통에 연계한다.The inverter 300 performs MPPT on the output voltage of the string optimizer 210, converts the result into AC power, and connects it to the grid.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 태양광 발전 시스템의 스트링 모듈 단위로 발전량을 미세 조정하는 방법에 대한 처리 흐름도들로서, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 발전량 미세조정 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이고, 도 4는 도 3에 예시된 예측오차율 산출 과정에 대한 개략적인 처리 흐름도이고, 도 5는 도 3에 예시된 발전량 미세조정 과정의 일 실시 예에 대한 개략적인 처리 흐름도이고, 도 6은 도 3에 예시된 발전량 미세조정 과정의 다른 실시 예에 대한 개략적인 처리 흐름도이다.3 to 6 are processing flowcharts of a method for finely adjusting the power generation amount in units of string modules of a solar power generation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a solar power generation system according to an embodiment of the present invention. It is a schematic processing flowchart of the method for fine-tuning the power generation, and FIG. 4 is a schematic processing flowchart of the prediction error rate calculation process illustrated in FIG. 3, and FIG. 5 is an embodiment of the power generation fine-tuning process illustrated in FIG. 3. FIG. 6 is a schematic processing flowchart for another embodiment of the power generation fine-tuning process illustrated in FIG. 3.

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따라 태양광 발전 시스템의 스트링 모듈 단위로 발전량을 미세 조정하는 방법은 다음과 같다. With reference to FIGS. 1 to 6 , a method of finely adjusting the power generation amount in units of string modules of a solar power generation system according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 단계 S110에서는, 예측모델 생성부(220)가 상기 태양광 발전시스템이 설치된 지역에 대한 소정의 과거기간 동안의 기상관측 데이터, 및 상기 과거기간 동안 상기 태양광 발전시스템의 발전실적 데이터를 학습하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 시간대별 발전량 예측모델을 생성한다. 이를 위해, 예측모델 생성부(220)는 기상정보 수신부(230)로부터 상기 과거기간 동안의 기상관측 데이터를 수집하거나, 기상정보 수신부(230)로부터 실시간으로 수집된 기상관측 데이터들을 일정기간 동안 저장하여 활용할 수 있다. First, in step S110, the prediction model generator 220 learns weather observation data for a predetermined past period for the area where the solar power generation system is installed, and power generation performance data of the solar power generation system during the past period. Thus, a power generation prediction model for each time period for the solar power generation system is generated. To this end, the prediction model generator 220 collects weather observation data for the past period from the weather information receiver 230, or stores weather observation data collected in real time from the weather information receiver 230 for a certain period of time. You can utilize it.

단계 S120에서는, 발전량 예측부(240)가 기상정보 수신부(230)로부터 수집된 익일 기상예보 데이터를 상기 발전량 예측모델에 반영하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 익일 발전량을 예측한다. In step S120, the power generation prediction unit 240 reflects the next day's weather forecast data collected from the weather information receiver 230 into the power generation prediction model to predict the next day's power generation for the solar power generation system.

단계 S210에서는, 예측발전량 저장부(250)가 단계 S120에서 예측된 익일 발전량(이하, 예측발전량이라 칭함)을 저장한다. In step S210, the predicted power generation storage unit 250 stores the next day's power generation predicted in step S120 (hereinafter referred to as predicted power generation).

도 3의 예에서, 단계 S120과, 단계 S210 사이에 표시된 선(A)은 날짜를 구분하기 위해 표시된 날짜 구분선으로서, 단계 S120에서 생성된 익일 예측발전량은, 단계 S210에서 전일에 예측된 예측발전량으로 인식하여 저장된다. 만약, 상기 날짜 구분선(A)이 단계 S210과, 단계 S220에 표시된 다면, 단계 S210은 단계 S120에서 생성된 익일 예측발전량을 익일 예측발전량으로 인식하여 저장할 것이다. In the example of FIG. 3, the line (A) displayed between step S120 and step S210 is a date dividing line displayed to separate the days, and the next day's predicted power generation generated in step S120 is the predicted power generation predicted the previous day in step S210. It is recognized and saved. If the date dividing line (A) is displayed in steps S210 and S220, step S210 will recognize and store the next day's predicted power generation generated in step S120 as the next day's predicted power generation.

한편, 단계 S120 및 단계 S210에서는, 상기 예측발전량에 대응한 날짜 정보를 함께 관리할 수 있다.Meanwhile, in steps S120 and S210, date information corresponding to the predicted power generation amount can be managed together.

단계 S220에서는, 실제발전량 측정부(260)가 태양광 발전시스템의 시간대별 발전량을 계측하고, 상기 시간대별 발전량을 누적하여 실제발전량을 산출한다. In step S220, the actual power generation measurement unit 260 measures the power generation amount for each time period of the solar power generation system, and calculates the actual power generation amount by accumulating the power generation amount for each time period.

단계 S230에서는, 실제발전량 저장부(270)가 상기 실제발전량을 저장한다. In step S230, the actual power generation storage unit 270 stores the actual power generation amount.

단계 S240에서는, 예측오차율 산출부(280)가 미리 설정된 주기로 반복되는 예측오차율 산출시점 마다 상기 예측발전량과 상기 실제발전량을 비교분석하여 예측오차율을 산출한다. 이를 위해, 예측오차율 산출부(280)는, 단계 S241에서, 실제 잔여발전량을 산출하되, 상기 예측발전량에서 상기 예측오차율 산출시점까지 누적된 실제발전량을 제하여 실제 잔여발전량을 산출하고, 단계 S242에서, 예측 잔여발전량을 예측하되, 상기 예측오차율 산출시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 발전량인 예측 잔여발전량을 예측한다. 그리고, 단계 S243에서는, 예측오차율 산출부(280)가 상기 예측 잔여발전량과 상기 실제 잔여발전량의 차이값에 의거하여 상기 예측오차율을 산출한다. In step S240, the prediction error rate calculation unit 280 calculates the prediction error rate by comparing and analyzing the predicted power generation amount and the actual power generation amount at each prediction error rate calculation time that is repeated at a preset period. To this end, the prediction error rate calculation unit 280 calculates the actual remaining power generation amount in step S241, and calculates the actual remaining power generation amount by subtracting the actual power generation amount accumulated up to the time of calculating the prediction error rate from the predicted power generation amount, and calculates the actual remaining power generation amount in step S242. , the predicted remaining power generation amount is predicted, and the predicted remaining power generation amount, which is the power generation amount for the remaining time from the time of calculating the prediction error rate to the end point of daily solar power generation, is predicted. And, in step S243, the prediction error rate calculation unit 280 calculates the prediction error rate based on the difference between the predicted remaining power generation amount and the actual remaining power generation amount.

단계 S250에서는, 발전량 미세조정부(290)가 상기 예측오차율에 의거하여, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 전압을 조정하여 상기 예측발전량과 상기 실제발전량 사이의 오차를 보정한다. 이를 위해, 발전량 미세조정부(290)는, 단계 S251에서, 상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 지 여부를 결정하고, 상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 경우, 단계 S252에서 부스팅 비율을 조정한다. 즉, 단계 S252에서, 발전량 미세조정부(290)는 미리 설정된 부스팅제어신호의 듀티비 조절에 의해, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 비율을 조정하여 상기 실제 잔여발전량을 증/감시키되, 상기 실제 잔여발전량이 상기 예측 잔여발전량보다 큰 경우, 그 값을 감소시키고, 그렇지 않은 경우, 상기 실제 잔여발전량을 증가시킨다.In step S250, the power generation fine adjustment unit 290 adjusts the boosting voltage of the string optima based on the prediction error rate to correct the error between the predicted power generation amount and the actual power generation amount. To this end, the power generation fine-tuning unit 290 determines whether the prediction error rate exceeds a preset tolerance rate in step S251, and if the prediction error rate exceeds the preset tolerance rate, the boosting rate in step S252. Adjust. That is, in step S252, the power generation fine adjustment unit 290 adjusts the boosting ratio of the string optima by adjusting the duty ratio of a preset boosting control signal to increase/decrease the actual remaining power generation amount. If it is greater than the predicted remaining power generation amount, the value is reduced, and if not, the actual remaining power generation amount is increased.

한편, 도 6은 단계 S250의 다른 실시 예로서, 도 6을 참조하면, 발전량 미세조정부(290)는, 단계 S310에서, 상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 지 여부를 결정하고, 상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 경우, 단계 S320 내지 단계 S360을 수행한다. 즉, 발전량 미세조정부(290)는, 단계 S320에서, 태양광 발전시스템의 실제발전량과 예측발전량을 비교하고, 상기 예측발전량이 상기 실제발전량을 초과하는 경우, 단계 S330에서 발전량 미세조정 대상을 검출한다. 이를 위해, 발전량 미세조정부(290)는 상기 스트링 옵티마들 각각의 입력전압을 모니터링하여 그 입력전압이 대응된 인버터의 개시전압 미만인 적어도 하나의 스트링 옵티마를, 발전량 미세조정 대상으로 검출한다. 이는, 태양전지 스트링에서 발전되었다가 버려지는 인버터 개시전압 미만의 전압을 활용하여 태양광 발전시스템의 발전전력을 상승하도록 미세 조정할 수 있도록 하기 위함이다.Meanwhile, Figure 6 shows another embodiment of step S250. Referring to Figure 6, the power generation fine-tuning unit 290 determines whether the prediction error rate exceeds a preset allowable error rate in step S310, and the prediction If the error rate exceeds the preset allowable error rate, steps S320 to S360 are performed. That is, the power generation fine-tuning unit 290 compares the actual power generation amount and the predicted power generation amount of the solar power generation system in step S320, and when the predicted power generation amount exceeds the actual power generation amount, detects the power generation fine adjustment target in step S330. . To this end, the power generation fine-tuning unit 290 monitors the input voltage of each of the string optima and detects at least one string optimizer whose input voltage is less than the start voltage of the corresponding inverter as the target for fine power generation amount adjustment. This is to enable fine adjustment to increase the generated power of the solar power generation system by utilizing the voltage below the inverter starting voltage that is generated from the solar cell string and then discarded.

또한, 발전량 미세조정부(290)는 단계 S330에서 검출된 스트링 옵티마에 대응한 태양전지 스트링의 발전량을 미세조정하기 위해, 단계 S340, 및 단계 S350을 수행하는데, 단계 S340에서는, 상기 검출된 적어도 하나의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압을 대응된 인버터의 개시전압까지 부스팅(일명, 제1 부스팅)하도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어하여 대응된 인버터를 강제 웨이크업(wake up)하고, 단계 S350에서는, 상기 인버터의 강제 웨이크업(wake up)에 반응하여 대응된 스트링 옵티마의 출력전압이 하강하면, 즉, 인버터(300)의 웨이크업(wake up)으로 인해, 태양전지 스트링(100)으로부터 인버터(300) 측으로 전류가 흐르게 되고, 이로 인해, 스트링 옵티마(210) 출력단의 전압이 낮아지게 되면, 발전량 미세 조정부(290)는 상기 스트링 옵티마의 출력전압을 대응된 인버터의 MPPT 개시전압까지 부스팅(일명, 제2 부스팅)하여 상기 실제발전량을 증가시키도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어한다. In addition, the power generation fine-tuning unit 290 performs steps S340 and S350 to fine-tune the power generation of the solar cell string corresponding to the string optima detected in step S330. In step S340, the at least one detected Each of the string optima is controlled to boost the output voltage of each of the string optima to the start voltage of the corresponding inverter (so-called first boosting) to force wake up the corresponding inverter, and in step S350, When the output voltage of the corresponding string optima falls in response to the forced wake-up of the inverter, that is, due to the wake-up of the inverter 300, the inverter 300 is disconnected from the solar cell string 100. When current flows to the side, and as a result, the voltage at the output terminal of the string optimizer 210 is lowered, the power generation fine adjustment unit 290 boosts the output voltage of the string optimizer up to the MPPT start voltage of the corresponding inverter (aka, the second Boosting) controls each of the string optima to increase the actual power generation.

한편, 단계 S320의 비교 결과, 상기 예측발전량이 상기 실제발전량을 초과하지 않는 경우, 발전량 미세조정부(290)는, 단계 S360에서 부스팅 비율을 조정함으로써, 발전량을 미세조정한다. 특히, 단계 S360에서는, 부스팅 전압을 하강시키기 위한 정도로 부스팅 비율을 조정할 수 있다.Meanwhile, as a result of the comparison in step S320, if the predicted power generation amount does not exceed the actual power generation amount, the power generation fine adjustment unit 290 finely adjusts the power generation amount by adjusting the boosting ratio in step S360. In particular, in step S360, the boosting ratio can be adjusted to a level to lower the boosting voltage.

도 1 내지 도 6을 참조한 태양광 발전 시스템의 스트링 모듈 단위로 발전량을 미세 조정하는 방법의 설명시, 각 단계의 설명에 있어서, 도 1 및 도 2를 참조한 스트링 옵티마, 또는 태양광 발전 시스템 설명시 개시된 내용에 대하여는 중복 설명을 생략하였다.When explaining the method of fine-tuning the power generation amount in units of string modules of the solar power generation system referring to FIGS. 1 to 6, when explaining each step, string optima referring to FIGS. 1 and 2, or the solar power generation system. Redundant description of the disclosed content has been omitted.

이와 같이, 본 발명은 태양광 발전시스템의 스트링 모듈단위로 출력되는 발전량을 미세 조정함으로써, 해당 태양광 발전시스템에 대하여 사전에 예측한 예측발전량과 실제발전량과의 오차를 미리 설정된 허용오차율 이내로 조절하되, 미리 설정된 주기마다 그 시점까지의 예측오차율을 산출하고, 상기 예측오차율에 의거하여 해당 예측오차율 산출 시점 이후에 대한 스트링 옵티마의 부스팅 비율을 조정함으로써 스트링 모듈 단위의 발전량을 미세 조정할 수 있는 특징이 있다. In this way, the present invention fine-tunes the amount of power output by string module units of the solar power generation system, thereby adjusting the error between the predicted power generation amount predicted in advance for the solar power generation system and the actual power generation amount within a preset tolerance rate. , It has the feature of fine-tuning the power generation of the string module unit by calculating the prediction error rate up to that point at each preset cycle and adjusting the boosting rate of the string optima for the period after the prediction error rate calculation time based on the prediction error rate. .

특히, 본 발명은 상기 예측오차율을 산출하는 시점마다, 해당 시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 잔여발전량을 예측하고, 상기 예측오차율 산출 시점까지 발전된 실제발전량과 상기 예측된 잔여발전량의 합이 전일에 예측한 예측발전량보다 적은 경우, 임의의 태양전지 스트링에서 출력되는 유효전압 이하의 전압을 발전량에 포함시킴으로써, 태양광 발전시스템의 실제발전량을 미세 상승 시킬 수 있는 장점이 있다. In particular, the present invention predicts the remaining power generation amount for the remaining time from that point to the end of daily solar power generation at each time point at which the prediction error rate is calculated, and calculates the actual power generation amount generated up to the time of calculating the prediction error rate and the predicted remaining power generation amount. If the sum of is less than the predicted power generation predicted the previous day, there is an advantage in that the actual power generation of the solar power generation system can be slightly increased by including the voltage below the effective voltage output from any solar cell string in the power generation.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the rights of the present invention is not limited thereto, and the present invention can be easily modified from the embodiments by those skilled in the art in the technical field to which the present invention belongs and is recognized as equivalent. Includes all changes and modifications to the extent permitted.

100: 태양전지 스트링 110: 태양전지 모듈
200: 접속반 210: 스트링 옵티마
220: 예측모델 생성부 230: 기상정보 수신부
240: 발전량 예측부 250: 예측발전량 저장부
260: 실제발전량 측정부 270: 실제발전량 저장부
280: 예측오차율 산출부 290: 발전량 미세조정부
100: solar cell string 110: solar cell module
200: Connection board 210: String Optima
220: prediction model generation unit 230: weather information reception unit
240: power generation prediction unit 250: predicted power generation storage unit
260: Actual power generation measurement unit 270: Actual power generation storage unit
280: Prediction error rate calculation unit 290: Power generation fine adjustment unit

Claims (12)

태양광 발전시스템을 구성하는 다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 스트링 옵티마에 있어서,
미리 설정된 제어 알고리즘에 의거하여 상기 스트링 옵티마의 동작을 제어하는 제어부;
상기 태양전지 스트링으로부터 전달되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 부스터부; 및
상기 제어부의 온/오프 제어에 의해 상기 부스터부의 부스팅 전압을 제어하는 스위치부를 포함하되,
상기 제어부는
전일에 미리 예측된 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량과, 상기 태양광 발전시스템의 실제발전량의 비교 분석결과에 의해 생성된 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여, 상기 스위치부의 온/오프시간을 조절하여 상기 부스팅 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 스트링 옵티마.
In the string optima, which is connected between the output terminal of each of the plurality of solar cell strings constituting the solar power generation system and an inverter, and outputs the voltage applied from the solar cell string by boosting or bypassing,
a control unit that controls the operation of the string optimizer based on a preset control algorithm;
A booster unit that boosts or bypasses the voltage transmitted from the solar cell string and outputs it; and
It includes a switch unit that controls the boosting voltage of the booster unit by on/off control of the control unit,
The control unit
In response to a request signal for fine adjustment of power generation generated by a comparative analysis result of the predicted power generation amount of the solar power generation system predicted in advance the previous day and the actual power generation amount of the solar power generation system, the on/off time of the switch unit is adjusted. String optimizer, characterized in that adjusting the boosting voltage.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 스트링 옵티마의 출력전압을 증가시키기 위한 상기 발전량 미세조정 요청신호에 응답하여,
상기 스트링 옵티마의 입력전압을 상기 인버터의 개시전압과 비교하고,
상기 스트링 옵티마의 입력전압이 상기 인버터의 개시전압 미만인 경우 상기 스트링 옵티마의 출력전압을 상기 인버터의 개시전압까지 부스팅하여 상기 인버터를 강제 웨이크업(wake up)하도록 상기 스위치부의 온/오프시간을 조절하고,
상기 인버터의 강제 웨이크업(wake up)에 반응하여 상기 스트링 옵티마의 출력전압이 하강하면 상기 스트링 옵티마의 출력전압을 상기 인버터의 MPPT 개시전압까지 부스팅하도록 상기 스위치부의 온/오프시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 스트링 옵티마.
The method of claim 1, wherein the control unit
In response to the power generation fine adjustment request signal to increase the output voltage of the string optimizer,
Compare the input voltage of the string optimizer with the starting voltage of the inverter,
When the input voltage of the string optimizer is less than the starting voltage of the inverter, the output voltage of the string optimizer is boosted up to the starting voltage of the inverter to force wake up the inverter, adjusting the on/off time of the switch unit ,
When the output voltage of the string optima falls in response to a forced wake-up of the inverter, the on/off time of the switch unit is adjusted to boost the output voltage of the string optima up to the MPPT start voltage of the inverter. String optimization with .
다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 다수의 스트링 옵티마를 구비하는 태양광 발전시스템에 있어서,
기상예보 데이터를 반영하여 전일에 미리 예측된, 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량을 저장하는 예측발전량 저장부;
상기 태양광 발전시스템의 시간대별 발전량을 계측하고, 상기 시간대별 발전량을 누적하여 실제발전량을 산출하는 실제발전량 측정부;
상기 실제발전량을 저장하는 실제발전량 저장부;
미리 설정된 주기로 반복되는 예측오차율 산출시점 마다 상기 예측발전량과 상기 실제발전량을 비교분석하여 예측오차율을 산출하는 예측오차율 산출부; 및
상기 예측오차율에 의거하여, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 전압을 조정하여 상기 예측발전량과 상기 실제발전량 사이의 오차를 보정하는 발전량 미세 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
In the solar power generation system, which is connected between the output terminal of each of the plurality of solar cell strings and an inverter, and includes a plurality of string optima that boost or bypass the voltage applied from the solar cell string and output the output,
a predicted power generation storage unit that stores the predicted power generation amount of the solar power generation system, which was predicted in advance the previous day by reflecting weather forecast data;
an actual power generation measurement unit that measures the power generation amount by time of the solar power generation system and calculates the actual power generation by accumulating the power generation by time zone;
an actual power generation storage unit that stores the actual power generation amount;
A prediction error rate calculation unit that calculates a prediction error rate by comparing and analyzing the predicted power generation and the actual power generation at each prediction error rate calculation time that is repeated at a preset cycle; and
A solar power generation system comprising a power generation fine adjustment unit that adjusts the boosting voltage of the string optima based on the prediction error rate to correct the error between the predicted power generation amount and the actual power generation amount.
제3항에 있어서,
상기 태양광 발전시스템이 설치된 지역에 대한 소정의 과거기간 동안의 기상관측 데이터, 및 상기 과거기간 동안 상기 태양광 발전시스템의 발전실적 데이터를 학습하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 시간대별 발전량 예측모델을 생성하는 예측모델 생성부; 및
익일 기상예보 데이터를 상기 발전량 예측모델에 반영하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 익일 발전량을 예측하는 발전량 예측부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
According to paragraph 3,
By learning weather observation data for a predetermined past period for the area where the solar power generation system is installed and power generation performance data of the solar power generation system during the past period, a power generation prediction model for each time period for the solar power generation system is created. A prediction model generation unit that generates; and
A solar power generation system further comprising a power generation prediction unit that predicts the next day's power generation for the solar power generation system by reflecting the next day's weather forecast data into the power generation prediction model.
제3항에 있어서, 상기 예측오차율 산출부는
상기 예측발전량에서 상기 예측오차율 산출시점까지 누적된 실제발전량을 제하여 실제 잔여발전량을 산출하고,
상기 예측오차율 산출시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 발전량인 예측 잔여발전량을 예측하고,
상기 예측 잔여발전량과 상기 실제 잔여발전량의 차이값에 의거하여 상기 예측오차율을 산출하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
The method of claim 3, wherein the prediction error rate calculation unit
Calculate the actual remaining power generation by subtracting the actual power generation accumulated up to the time of calculating the prediction error rate from the predicted power generation,
Predict the predicted remaining power generation amount, which is the amount of power generation for the remaining time from the time of calculating the prediction error rate to the end time of daily solar power generation,
A solar power generation system, characterized in that the prediction error rate is calculated based on the difference between the predicted remaining power generation amount and the actual remaining power generation amount.
제5항에 있어서, 상기 발전량 미세 조정부는
상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 경우,
미리 설정된 부스팅제어신호의 듀티비 조절에 의해, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 비율을 조정하여 상기 실제 잔여발전량을 증/감시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
The method of claim 5, wherein the power generation fine adjustment unit
If the prediction error rate exceeds the preset tolerance rate,
A solar power generation system characterized in that the actual remaining power generation amount is increased/decreased by adjusting the boosting ratio of the string optima by adjusting the duty ratio of a preset boosting control signal.
제5항에 있어서, 상기 발전량 미세 조정부는
상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하되, 상기 예측 잔여발전량이 상기 실제 잔여발전량보다 적은 경우,
상기 스트링 옵티마들 각각의 입력전압을 모니터링하여 그 입력전압이 대응된 인버터의 개시전압 미만인 적어도 하나의 스트링 옵티마를 검출하고,
상기 검출된 적어도 하나의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압을 대응된 인버터의 개시전압까지 부스팅하여 대응된 인버터를 강제 웨이크업(wake up)하도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어하고,
상기 인버터의 강제 웨이크업(wake up)에 반응하여 대응된 스트링 옵티마의 출력전압이 하강하면 상기 스트링 옵티마의 출력전압을 대응된 인버터의 MPPT 개시전압까지 부스팅하여 상기 실제발전량을 증가시키도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템.
The method of claim 5, wherein the power generation fine adjustment unit
If the prediction error rate exceeds a preset allowable error rate, but the predicted remaining power generation amount is less than the actual remaining power generation amount,
Monitoring the input voltage of each of the string optima to detect at least one string optima whose input voltage is less than the starting voltage of the corresponding inverter,
Boosting the output voltage of each of the detected at least one string optima to the start voltage of the corresponding inverter and controlling each of the string optima to force wake up the corresponding inverter,
When the output voltage of the corresponding String Optima falls in response to the forced wake-up of the inverter, the String Optima boosts the output voltage of the String Optima to the MPPT start voltage of the corresponding inverter to increase the actual power generation. A solar power generation system characterized by controlling each of them.
다수의 태양전지 스트링들 각각의 출력단과 인버터 사이에 연결되어, 상기 태양전지 스트링으로부터 인가되는 전압을 부스팅 또는 바이패스하여 출력하는 다수의 스트링 옵티마를 구비하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법에 있어서,
기상예보 데이터를 반영하여 전일에 미리 예측된, 상기 태양광 발전시스템의 예측발전량을 저장하는 예측발전량 저장단계;
상기 태양광 발전시스템의 시간대별 발전량을 계측하고, 상기 시간대별 발전량을 누적하여 실제발전량을 산출하는 실제발전량 측정단계;
상기 실제발전량을 저장하는 실제발전량 저장단계;
미리 설정된 주기로 반복되는 예측오차율 산출시점 마다 상기 예측발전량과 상기 실제발전량을 비교분석하여 예측오차율을 산출하는 예측오차율 산출단계; 및
상기 예측오차율에 의거하여, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 전압을 조정하여 상기 예측발전량과 상기 실제발전량 사이의 오차를 보정하는 발전량 미세 조정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법.
A method for fine-tuning the power generation of a solar power generation system including a plurality of string optima connected between the output terminals of each of the plurality of solar cell strings and an inverter, and outputting the voltage applied from the solar cell strings by boosting or bypassing the output terminal. ,
A predicted power generation storage step of storing the predicted power generation amount of the solar power generation system, which was predicted in advance the previous day by reflecting weather forecast data;
An actual power generation measurement step of measuring the power generation amount of the solar power generation system for each time period and calculating the actual power generation amount by accumulating the power generation amount for each time period;
An actual power generation storage step of storing the actual power generation amount;
A prediction error rate calculation step of calculating a prediction error rate by comparing and analyzing the predicted power generation amount and the actual power generation time at each prediction error rate calculation time repeated at a preset period; and
A method for fine-tuning the power generation amount of a solar power generation system, comprising a power generation fine-tuning step of correcting the error between the predicted power generation amount and the actual power generation amount by adjusting the boosting voltage of the string optima based on the prediction error rate.
제8항에 있어서,
상기 태양광 발전시스템이 설치된 지역에 대한 소정의 과거기간 동안의 기상관측 데이터, 및 상기 과거기간 동안 상기 태양광 발전시스템의 발전실적 데이터를 학습하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 시간대별 발전량 예측모델을 생성하는 예측모델 생성단계; 및
익일 기상예보 데이터를 상기 발전량 예측모델에 반영하여 상기 태양광 발전시스템에 대한 익일 발전량을 예측하는 발전량 예측단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법.
According to clause 8,
By learning weather observation data for a predetermined past period for the area where the solar power generation system is installed and power generation performance data of the solar power generation system during the past period, a power generation prediction model for each time period for the solar power generation system is created. A prediction model generation step; and
A power generation prediction step of predicting the next day's power generation for the solar power generation system by reflecting the next day's weather forecast data to the power generation prediction model.
제8항에 있어서, 상기 예측오차율 산출단계는
상기 예측발전량에서 상기 예측오차율 산출시점까지 누적된 실제발전량을 제하여 실제 잔여발전량을 산출하는 제1 단계;
상기 예측오차율 산출시점으로부터 일일 태양광발전 종료시점까지 남은 잔여시간동안의 발전량인 예측 잔여발전량을 예측하는 제2 단계; 및
상기 예측 잔여발전량과 상기 실제 잔여발전량의 차이값에 의거하여 상기 예측오차율을 산출하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법.
The method of claim 8, wherein the prediction error rate calculation step is
A first step of calculating the actual remaining power generation by subtracting the actual power generation accumulated up to the time of calculating the prediction error rate from the predicted power generation;
A second step of predicting the predicted remaining power generation amount, which is the amount of power generation for the remaining time from the time of calculating the prediction error rate to the end point of daily solar power generation; and
A method for fine-tuning the power generation amount of a solar power generation system, comprising a third step of calculating the prediction error rate based on the difference between the predicted remaining power generation amount and the actual remaining power generation amount.
제10항에 있어서, 상기 발전량 미세 조정단계는
상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하는 경우,
미리 설정된 부스팅제어신호의 듀티비 조절에 의해, 상기 스트링 옵티마의 부스팅 비율을 조정하여 상기 실제 잔여발전량을 증/감시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법.
The method of claim 10, wherein the power generation fine adjustment step is
If the prediction error rate exceeds the preset tolerance rate,
A method for fine-tuning the power generation amount of a solar power generation system, characterized in that the actual remaining power generation amount is increased/decreased by adjusting the boosting ratio of the string optima by adjusting the duty ratio of a preset boosting control signal.
제10항에 있어서, 상기 발전량 미세 조정단계는
상기 예측오차율이 미리 설정된 허용오차율을 초과하되, 상기 예측 잔여발전량이 상기 실제 잔여발전량보다 적은 경우,
상기 스트링 옵티마들 각각의 입력전압을 모니터링하여 그 입력전압이 대응된 인버터의 개시전압 미만인 적어도 하나의 스트링 옵티마를 검출하는 발전량 미세조정 대상 검출단계;
상기 검출된 적어도 하나의 스트링 옵티마들 각각의 출력전압을 대응된 인버터의 개시전압까지 부스팅하도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어하여 대응된 인버터를 강제 웨이크업(wake up)하는 제1 부스팅단계; 및
상기 인버터의 강제 웨이크업(wake up)에 반응하여 대응된 스트링 옵티마의 출력전압이 하강하면 상기 스트링 옵티마의 출력전압을 대응된 인버터의 MPPT 개시전압까지 부스팅하여 상기 실제발전량을 증가시키도록 상기 스트링 옵티마들 각각을 제어하는 제2 부스팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전시스템의 발전량 미세 조정 방법.
The method of claim 10, wherein the power generation fine adjustment step is
If the prediction error rate exceeds a preset allowable error rate, but the predicted remaining power generation amount is less than the actual remaining power generation amount,
A power generation fine adjustment target detection step of monitoring the input voltage of each of the string optima and detecting at least one string optima whose input voltage is less than the starting voltage of the corresponding inverter;
A first boosting step of controlling each of the string optima to boost the output voltage of each of the detected at least one string optima to the starting voltage of the corresponding inverter to force wake up the corresponding inverter; and
When the output voltage of the corresponding String Optima falls in response to the forced wake-up of the inverter, the String Optima boosts the output voltage of the String Optima to the MPPT start voltage of the corresponding inverter to increase the actual power generation. A method for fine-tuning the power generation amount of a solar power generation system, comprising a second boosting step for controlling each of the following.
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