KR20240008642A - Apparatus and method for detecting arc - Google Patents
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Abstract
본 실시예는 아크 검출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전 시스템에 아크 검출 장치를 별도로 설치하지 않고, 태양광 발전 시스템의 전력변환장치에서 아크를 검출할 수 있는 기술에 관한 것이다.This embodiment relates to an arc detection device and method, and more specifically, to a technology that can detect an arc in a power conversion device of a solar power generation system without separately installing an arc detection device in the solar power generation system. .
Description
본 실시예는 아크 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.This embodiment relates to an arc detection device and method.
최근에 에너지 시스템은 탄소 중립을 달성하기 위해 태양광(PV, Photovoltaics), 풍력과 같은 신재생 에너지에 점점 더 의존하고 있다.Recently, energy systems have increasingly relied on renewable energy such as photovoltaics (PV) and wind power to achieve carbon neutrality.
신재생 에너지를 사용해서 전력을 생산하는 신재생 에너지 발전 시스템들이 증가하면서, 이들 시스템들의 신뢰성 및 안전성 향상이 필수로 요구되고 있다.As the number of renewable energy power generation systems that produce electricity using renewable energy increases, it is essential to improve the reliability and safety of these systems.
신재생 에너지 발전 시스템들 중에서 태양광 발전 시스템은 본질적으로 DC(Direct Current) 소스이므로, 태양광 발전 시스템의 선로(Electric Power Line)에서 아크가 발생할 수 있고, 아크로 인해서 태양광 발전 시스템에 화재가 발생할 수 있다. 여기서, 태양광 발전 시스템의 선로에서 발생하는 아크는 DC 직렬 아크일 수 있다.Among renewable energy power generation systems, the solar power generation system is essentially a DC (Direct Current) source, so arcs may occur in the electric power line of the solar power generation system, and arcs may cause fire in the solar power generation system. You can. Here, the arc occurring in the line of the solar power generation system may be a DC series arc.
기존에는 아크를 검출하는 장치인 아크 검출 장치(AFDD: Arc Fault Detection Device)를 태양광 발전 시스템에 설치해서 태양광 발전 시스템의 아크를 검출하였다.Previously, an arc detection device (AFDD: Arc Fault Detection Device), a device that detects arcs, was installed in solar power generation systems to detect arcs in solar power generation systems.
여기서, 태양광 발전 시스템의 시스템 복잡성이 증가하면, 아크 검출 장치의 설치 개수도 증가하기 때문에 전체 시스템의 비용 효율성이 떨어지게 된다.Here, as the system complexity of the solar power generation system increases, the number of installed arc detection devices also increases, which reduces the cost-effectiveness of the overall system.
한편, 기존의 태양광 발전 시스템에는 태양광(PV) 패널들의 발전효율을 향상시킬 수 있는 전력변환장치인 DC 옵티마이저(DC Optimizer)가 태양광 패널 단위로 설치되어 있다. 그리고 기존의 태양광 발전 시스템에는 또 다른 전력변환장치인 계통 연계형 인버터도 설치되어 있다. 여기서, 계통 연계형 인버터는 DC 옵티마이저에서 컨버팅한 직류 전력을 교류 전력으로 변환해서 전력계통으로 공급할 수 있다.Meanwhile, in existing solar power generation systems, a DC optimizer, a power conversion device that can improve the power generation efficiency of photovoltaic (PV) panels, is installed on a solar panel basis. In addition, another power conversion device, a grid-connected inverter, is installed in the existing solar power generation system. Here, the grid-connected inverter can convert the DC power converted by the DC optimizer into AC power and supply it to the power system.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 태양광 발전 시스템에 아크 검출 장치를 별도로 설치하지 않고, 전력변환장치에서 아크를 검출할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.Against this background, the purpose of this embodiment is, in one aspect, to provide a technology that can detect an arc in a power conversion device without separately installing an arc detection device in the solar power generation system.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 실시예는, 태양광 발전 시스템의 전력변환장치에서 아크를 검출하는 방법에 있어서, 상기 태양광 발전 시스템의 선로를 통해서 입력되는 제1전력의 전압인 제1전압의 강하를 감지하는 단계; 상기 제1전압의 강하 원인을 판별하기 위해, 상기 제1전력에 대한 전력변환을 통해서 출력하는 제2전력의 전압인 제2전압을 서서히 감소시키는 단계; 상기 제1전압의 변화를 확인하는 단계; 및 상기 확인하는 단계에서 상기 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 상기 선로에 아크가 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 아크 검출 방법을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, in one aspect, the present embodiment is a method of detecting an arc in a power conversion device of a solar power generation system, in which the voltage of the first power input through the line of the solar power generation system is provided. detecting a drop in the first voltage; In order to determine the cause of the drop in the first voltage, gradually reducing the second voltage, which is the voltage of the second power output through power conversion for the first power; confirming a change in the first voltage; and determining that an arc has occurred in the line when the first voltage drops to a preset reference value in the checking step.
상기 감지하는 단계에서 상기 전력변환장치는 기설정된 시구간에 대한 상기 제1전압의 평균값과 순시값을 산출하고, 상기 순시값과 상기 평균값을 이용해서 상기 제1전압의 강하를 감지할 수 있다.In the detecting step, the power conversion device may calculate an average value and an instantaneous value of the first voltage for a preset time period, and detect a drop in the first voltage using the instantaneous value and the average value.
상기 전력변환장치는 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고, 상기 순시값이 제2임계값보다 작으면, 상기 입력 전압이 강하한 것으로 감지할 수 있다.The power conversion device may detect that the input voltage has dropped when the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than the first threshold and the instantaneous value is less than the second threshold.
상기 아크 검출 방법은 상기 판단하는 단계 이후에 상기 제1전력에 대한 전력변환을 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.The arc detection method may further include stopping power conversion for the first power after the determining step.
상기 제1전력 및 상기 제2전력은 직류 전력이고, 상기 전력변환장치는 DC(Direct Current)-DC 전력변환을 하는 DC 옵티마이저일 수 있다.The first power and the second power may be direct current power, and the power conversion device may be a DC optimizer that performs DC (Direct Current)-DC power conversion.
상기 제1전력은 직류 전력이고, 상기 제2전력은 교류 전력이며, 상기 전력변환장치는 DC-AC(Alternating Current) 전력변환을 하는 계통 연계형 인버터일 수 있다.The first power is direct current power, the second power is alternating current power, and the power conversion device may be a grid-connected inverter that performs DC-AC (Alternating Current) power conversion.
상기 아크 검출 방법은 상기 확인하는 단계에서 상기 제1전압이 상승하면, 아크가 미발생한 것으로 판단해서 상기 제2전압을 서서히 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The arc detection method may further include a step of gradually increasing the second voltage by determining that an arc has not occurred when the first voltage increases in the checking step.
다른 측면에서, 본 실시예는, 태양광 발전 시스템의 전력변환장치에서 아크를 검출하는 방법에 있어서, 상기 태양광 발전 시스템의 선로를 통해서 흐르는 선로전류의 평균값과 순시값을 확인하는 단계; 상기 평균값과 상기 수신값을 이용해서 상기 선로전류의 감소를 감지하는 단계; 상기 선로전류의 감소 원인을 판별하기 위해, 상기 선로를 통해서 입력되는 제1전력에 대한 전력변환을 통해서 출력하는 제2전력의 전압인 제2전압을 서서히 감소시키는 단계; 상기 제1전력의 전압인 제1전압의 변화를 확인하는 단계; 및 상기 확인하는 단계에서 상기 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 상기 선로전류의 감소 원인이 상기 선로에 발생한 아크인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 아크 검출 방법을 제공한다.In another aspect, this embodiment provides a method for detecting an arc in a power conversion device of a solar power generation system, comprising: checking the average value and instantaneous value of the line current flowing through the line of the solar power generation system; detecting a decrease in the line current using the average value and the received value; In order to determine the cause of the decrease in the line current, gradually reducing the second voltage, which is the voltage of the second power output through power conversion for the first power input through the line; Checking a change in a first voltage, which is the voltage of the first power; and if the first voltage drops to a preset reference value in the checking step, determining that the cause of the decrease in the line current is an arc occurring in the line.
상기 감지하는 단계에서 상기 전력변환장치는 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고, 상기 순시값이 제2임계값보다 작으면, 상기 선로전류가 감소하는 것으로 감지할 수 있다.In the detecting step, the power conversion device may detect that the line current decreases if the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than the first threshold and the instantaneous value is less than the second threshold. there is.
상기 아크 검출 방법은 상기 확인하는 단계에서 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압이 상승하면, 아크가 미발생한 것으로 판단해서 상기 제2전압을 서서히 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The arc detection method may further include a step of gradually increasing the second voltage by determining that an arc has not occurred if the first voltage rises while the second voltage decreases in the checking step.
또 다른 측면에서, 본 실시예는, 태양광 패널(PV, Photovoltaics)과 연결된 선로를 통해서 입력되는 제1전력을 제2전력으로 전력변환하는 전력변환부; 및 상기 제1전력의 전압인 제1전압을 모니터링해서 상기 제1전압의 강하를 감지하면, 상기 전력변환부를 제어해서 상기 전력변환부에서 출력하는 상기 제2전력의 전압인 제2전압을 서서히 감소시키고, 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압의 변화를 확인해서 상기 선로에 아크가 발생했는 지를 검출하는 아크 검출부를 포함하는 아크 검출 장치를 제공한다.In another aspect, this embodiment includes a power conversion unit that converts first power input through a line connected to a solar panel (PV, Photovoltaics) into second power; And when the first voltage, which is the voltage of the first power, is monitored and a drop in the first voltage is detected, the power conversion unit is controlled to gradually reduce the second voltage, which is the voltage of the second power output from the power conversion unit. and an arc detection unit that detects whether an arc has occurred in the line by checking a change in the first voltage when the second voltage decreases.
상기 아크 검출부는 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 상기 선로에 아크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압이 상승하면, 상기 선로에 아크가 미발생한 것으로 판단할 수 있다.The arc detector determines that an arc has occurred in the line if the first voltage drops to a preset reference value when the second voltage decreases, and if the first voltage increases when the second voltage decreases, It can be determined that no arc has occurred in the line.
상기 상기 아크 검출부는 상기 전력변환부에서 상기 제2전압을 정상값에서 최소값으로 감소시킨 후에 일정 시간동안 상기 최소값으로 유지하도록 제어할 수 있다.The arc detection unit may control the power conversion unit to reduce the second voltage from a normal value to a minimum value and then maintain the second voltage at the minimum value for a certain period of time.
상기 아크 검출부는 기설정된 시구간에 대한 상기 제1전압의 평균값과 순시값을 산출하고, 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값과 기저장한 제1임계값을 비교하고, 상기 순시값과 기저장한 제2임계값을 비교해서 상기 제1전압의 강하를 감지할 수 있다.The arc detector calculates an average value and an instantaneous value of the first voltage for a preset time period, compares a value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value with a previously stored first threshold value, and compares the instantaneous value with the previously stored first threshold value. A drop in the first voltage can be detected by comparing a second threshold value.
상기 아크 검출부는 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값이 상기 제1임계값보다 크고 상기 순시값이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 제1전압이 강하한 것으로 감지할 수 있다.The arc detector may detect that the first voltage has dropped when a value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than the first threshold and the instantaneous value is less than the second threshold.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 태양광 패널에서 발전한 직류 전력을 변환하는 전력변환장치가 태양광 발전 시스템의 선로에서 발생하는 아크를 검출할 수 있기 때문에 별도의 아크 검출 장치를 태양광 발전 시스템에 설치하지 않아도 되고, 이로 인해서 태양광 발전 시스템의 비용 효율성이 향상될 수 있다.As described above, according to this embodiment, the power conversion device that converts the direct current power generated from the solar panel can detect the arc occurring in the line of the solar power generation system, so a separate arc detection device is installed in the solar power generation system. It does not need to be installed in the system, which can improve the cost-effectiveness of the solar power system.
도 1은 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 제1선로에 발생한 아크에 대한 등가 회로를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 다른 전력변환장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전력변환장치가 제1전압과 제2전압을 이용해서 아크를 검출하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 전력변환장치가 선로전류와 제2전압을 이용해서 아크를 검출하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 아크가 미발생했을 때에 제1직류 전압과 DC-DC 전력변환의 듀티비를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 아크가 미발생했을 때에 제2직류 전압을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 아크가 발생했을 때에 제1직류 전압과 DC-DC 전력변환의 듀티비를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에 아크가 발생했을 때에 제2직류 전압을 예시적으로 나타낸 도면이다.1 is a configuration diagram of a solar power generation system according to an embodiment.
Figures 2 and 3 are diagrams illustrating an equivalent circuit for an arc occurring in a first line in one embodiment.
Figure 4 is a diagram briefly showing the configuration of another power conversion device according to an embodiment.
Figure 5 is a flowchart showing a process in which a power conversion device detects an arc using a first voltage and a second voltage according to an embodiment.
Figure 6 is a flowchart showing a process in which a power conversion device detects an arc using a line current and a second voltage according to an embodiment.
Figure 7 is a diagram illustrating the duty ratio of the first direct current voltage and DC-DC power conversion when no arc occurs in the solar power generation system according to one embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a second direct current voltage when no arc occurs in a solar power generation system according to an embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating the duty ratio of the first direct current voltage and DC-DC power conversion when an arc occurs in a solar power generation system according to an embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a second direct current voltage when an arc occurs in a solar power generation system according to an embodiment.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through illustrative drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Additionally, when describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there is another component between each component. It will be understood that elements may be “connected,” “combined,” or “connected.”
도 1은 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a solar power generation system according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 태양광 발전 시스템(100)은 태양광 패널(PV, Photovoltaics, 110), 제1선로(120), DC 옵티마이저(130), 제2선로(140) 및 계통 연계형 인버터(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 태양광 발전 시스템(100)은 태양광 패널(110)을 다수 개 포함할 수 있다. 그리고 제1선로(120), DC 옵티마이저(130), 제2선로(140)도 태양광 패널(110)의 개수만큼 포함할 수 있다. 태양광 패널(110)별로 각각 배치된 DC 옵티마이저(130)의 동작 방식은 동일할 수 있다.Referring to FIG. 1, the solar
태양광 패널(110)은 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시켜서 직류(DC, Direct Current) 전력을 생산할 수 있다.The
일반적으로 태양광 패널(110)에 도달하는 일사량이 감소하면 태양광 패널(110)에서 생산하는 전력량도 감소할 수 있다.In general, when the amount of solar radiation reaching the
그리고 태양광 패널(110)의 표면 온도가 상승하면 태양광 패널(110)의 발전 효율이 감소할 수 있다.Additionally, if the surface temperature of the
예를 들어, 태양광 패널(110)의 표면 온도가 25℃일 때에 태양광 패널(110)의 발전 효율이 가장 높을 수 있고, 표면 온도가 25℃에서 1℃ 올라갈 때마다 0.1%씩 효율이 감소할 수 있다. 그리고 태양광 패널(110)의 표면 온도가 60℃가 되면, 표면 온도가 25℃일 때에 비해서 평균 17.5%만큼 효율이 감소할 수 있다.For example, the power generation efficiency of the
풍부한 일사량과 고온 환경으로 인해 태양광 패널(110)의 표면 온도가 상승해서 태양광 패널(110)의 발전 효율이 감소하면, 태양광 패널(110)에서 생산하는 전력량이 감소할 수 있다.If the surface temperature of the
위와 같이 태양광 패널(110)에서 생산하는 전력량은 일사량, 표면 온도와 같은 외부 인자에 의해서 변동될 수 있다.As described above, the amount of power produced by the
제1선로(120)는 태양광 패널(110)과 DC 옵티마이저(130)를 전기적으로 연결한다. 다시 말해서, 제1선로(120)는 태양광 패널(110)에서 생산한 직류 전력인 제1직류 전력을 DC 옵티마이저(130)로 전달한다.The
여기서, 제1선로(120)에는 도 2 또는 도 3과 같이 인덕턴스 성분(Ll)과 저항 성분(Rl)이 존재할 수 있다.Here, the
제1선로(120)는 하나 이상의 전력 케이블과 다수의 커넥터를 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 커넥터는 태양광 패널(110)과 전력 케이블을 전기적으로 연결하는 용도, 전력 케이블과 DC 옵티마이저(130)를 전기적으로 연결하는 용도로 사용될 수 있다. 제1선로(120)가 두 개 이상의 전력 케이블을 포함하는 경우, 다수의 커넥터는 두 개 이상의 전력 케이블을 전기적으로 연결하는 용도로도 사용될 수 있다.The
한편, 제1선로(120)에서는 커넥터의 접촉 불량, 전력 케이블의 손상, 납땜 조인트의 균열(Crack) 발생과 같은 원인으로 인해서 아크가 발생할 수 있다. 이러한 아크는 도 2 또는 도 3과 같이 저항 성분인 아크 저항(Rarc)으로 모델링될 수 있다. 여기서, 제1선로(120)에서 발생하는 아크는 DC 직렬 아크일 수 있다.Meanwhile, an arc may occur in the
제1선로(120)에 아크가 발생하면 아크 저항(Rarc)이 증가한다. 아크 저항(Rarc)이 증가하면 아래 수식과 같이 제1선로(120)를 통해서 DC 옵티마이저(130)로 입력되는 제1직류 전력의 전압인 제1직류전압(도 2의 VIN)이 강하될 수 있다.When an arc occurs in the
여기서, VIN은 제1직류전압, Vpv는 태양광 패널(110)의 양단에 걸리는 전압, Ipv는 제1선로(120)에 흐르는 전류인 제1선로전류, Rl은 제1선로(120)의 저항 성분, Ll은 제1선로(120)의 인덕턴스 성분이다.Here, V IN is the first direct current voltage, V pv is the voltage applied to both ends of the
제1선로(120)의 아크 발생에 따라 아크 저항(Rarc)이 증가하면, 아래 수식과 같이 제1선로전류(도 3의 Ipv)도 감소할 수 있다.If the arc resistance (R arc ) increases due to the occurrence of an arc in the
여기서, Zg는 아크 간격을 의미한다.Here, Z g means the arc spacing.
위와 같이 제1선로(120)에서 아크가 발생하면, 제1직류전압(VIN)과 제1선로전류(Ipv)가 감소할 수 있다.If an arc occurs in the
이외에도, 태양광 패널(110)에 도달하는 일사량이 감소하거나 태양광 패널(110)의 표면 온도가 상승해도 제1직류전압(VIN)과 제1선로전류(Ipv)가 감소할 수 있다.In addition, even if the amount of solar radiation reaching the
DC 옵티마이저(130)는 일종의 전력변환기로서 태양광 패널(110)의 발전 효율을 최대화하기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 수행할 수 있다.The
DC 옵티마이저(130)의 입력은 제1선로(120)와 연결되고, DC 옵티마이저(130)의 출력은 제2선로(140)와 연결될 수 있다.The input of the
이를 통해서 DC 옵티마이저(130)는 태양광 패널(110)에서 생산한 제1직류 전력을 제1선로(120)를 통해 입력받을 수 있다. 그리고 DC 옵티마이저(130)는 제1직류 전력을 DC-DC 전력변환해서 제2직류 전력을 출력할 수 있다. 다시 말해서, DC 옵티마이저(130)는 제1직류 전력의 전압인 제1직류전압(VIN)을 강압 또는 승압해서 제2직류전압(도 8 또는 도 10의 Vout)을 가지는 제2직류 전력을 출력할 수 있다.Through this, the
여기서, 태양광 발전 시스템(100)은 DC 옵티마이저(130)를 다수 개 포함할 수 있다. 그리고 다수의 DC 옵티마이저(130)는 직렬로 연결될 수 있다. 다수의 DC 옵티마이저(130)에서 각각 출력한 제2직류전압(Vout,1, Vout,2,ㆍㆍㆍVout,n)의 합계에 해당하는 링크 전압(Vlink)은 제2선로(140)를 통해서 계통 연계형 인버터(150)로 입력될 수 있다.Here, the solar
일 실시예에서 DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)과 제2직류전압(Vout)을 이용하거나, 제1선로전류(Ipv)와 제2직류전압(Vout)을 이용해서 제1선로(120)에 발생하는 아크를 검출할 수 있다.In one embodiment, the
우선, DC 옵티마이저(130)가 제1직류전압(VIN)과 제2직류전압(Vout)을 이용해서 제1선로(120)에 발생하는 아크를 검출하는 구성에 대해 자세히 설명하도록 한다.First, we will describe in detail the configuration in which the
DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)을 모니터링해서, 제1직류전압(VIN)이 태양광 패널(110)의 정상 상태 동작일 때의 전압 크기를 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다.The
이 상태에서 DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)의 강하 여부를 반복적으로 감지할 수 있다. 여기서, DC 옵티마이저(130)는 기설정된 시구간에 대한 제1직류전압(VIN)의 평균값과 순시값을 산출할 수 있다. 그리고 DC 옵티마이저(130)는 순시값과 평균값을 이용해서 제1직류전압(VIN)의 강하 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, DC 옵티마이저(130)는 도 7 또는 도 9와 같이 t0에서 t1까지의 시구간에 대한 제1직류전압(VIN)의 평균값과 순시값을 산출하고, t0에서 t1까지의 시구간에 대한 평균값과 순시값을 이용해서 제1직류전압(VIN)의 강하 여부를 감지할 수 있다.In this state, the
구체적으로, DC 옵티마이저(130)는 아래 수학식 3과 같이 평균값(VIN,a)에서 순시값(VIN(t))을 차감한 값이 제1임계값(Vth1)보다 크고, 수학식 4와 같이 순시값(VIN(t))이 제2임계값(Vth2)보다 작으면, 제1직류전압(VIN)이 강하한 것으로 감지할 수 있다. 수학식 3의 제1임계값과 수학식 4의 제2임계값은 전압 임계값일 수 있다.Specifically, the
평균값(VIN,a)에서 순시값(VIN(t))을 차감한 값이 제1임계값(Vth1)보다 작거나, 순시값(VIN(t))이 제2임계값(Vth2)보다 크면, DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)이 강하하지 않은 것으로 감지하고 제1직류전압(VIN)을 다시 모니터링할 수 있다.The value obtained by subtracting the instantaneous value (V IN (t)) from the average value (V IN,a ) is less than the first threshold (V th1 ), or the instantaneous value (V IN (t)) is the second threshold (V If it is greater than th2 ), the
한편, DC 옵티마이저(130)가 제1직류전압(VIN)의 강하를 감지, 즉 평균값(VIN,a)에서 순시값(VIN(t))을 차감한 값이 제1임계값(Vth1)보다 크면서, 순시값(VIN(t))이 제2임계값(Vth2)보다 작으면, DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)이 강하된 원인이 제1선로(120)의 아크 발생인 지를 판별하기 위해, 제1직류전압(VIN)의 DC-DC 전력변환을 통해서 출력하는 제2직류전압(도 8 또는 도 10의 Vout)을 서서히 감소시킬 수 있다. 다시 말해서, DC 옵티마이저(130)는 제2직류전압(Vout)이 정상값에서 최소값이 되도록 제2직류전압(Vout)을 선형적으로 감소시킬 수 있다.Meanwhile, the
여기서, DC 옵티마이저(130)가 제2직류전압(Vout)이 정상값에서 최소값이 되도록 제2직류전압(Vout)을 선형적으로 감소시킨다는 것은 DC-DC 전력변환에 대한 듀티 사이클(Duty Cycle), 동작 주파수 중 어느 하나를 정상값에서 최소값이 되도록 선형적으로 감소시키는 것을 의미할 수 있다.Here, the fact that the
예를 들어, DC 옵티마이저(130)는 도 7 또는 도 9와 같이 정상값의 듀티 사이클을 t1에서 t2까지의 시구간 동안 선형적으로 감소시킴으로써, 도 8 또는 도 10의 t1 ~ t2 시구간 동안에 제2직류전압(Vout)이 서서히 감소될 수 있다.For example, the
한편, DC 옵티마이저(130)는 듀티 사이클을 최소값까지 감소시킨 후에 최소값의 듀티 사이클을 일정 시간(예를 들어, 도 7 또는 도 9의 t2 ~ t3 시구간)동안 유지할 수 있다.Meanwhile, the
제2직류전압(Vout)을 서서히 감소시킬 때에 DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)의 변화를 확인해서 제1직류전압(VIN)의 상승 여부를 판단할 수 있다. 여기서, DC 옵티마이저(130)는 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점(예를 들어, 도 7 또는 도 9의 t2 시점)의 제1직류전압(VIN) 크기와 듀티 사이클의 감소를 시작하는 시점(예를 들어, 도 7 또는 도 9의 t1 시점)의 제1직류전압(VIN) 크기를 비교해서 제1직류전압(VIN)의 상승 여부를 판단할 수 있다.When gradually decreasing the second direct current voltage (V out ), the
또한, DC 옵티마이저(130)는 제2직류전압(Vout)이 감소할 때(도 7 또는 도9의 t1 ~ t2 시구간)에 제1직류전압(VIN)이 상승 또는 강하했는지를 확인해서 제1직류전압(VIN)의 상승 여부를 판단할 수도 있다.In addition, the
제2직류전압(Vout)이 감소할 때에 도 7과 같이 제1직류전압(VIN)이 상승하거나, 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점(도 7의 t2 시점)의 제1직류전압(VIN)이 듀티 사이클의 감소를 시작하는 시점(도 7의 t1 시점)의 제1직류전압(VIN)에 비해서 크면, DC 옵티마이저(130)는 제1선로(120)에 아크가 미발생한 것으로 판단해서 도 8과 같이 제2직류전압(Vout)을 서서히 증가시킬 수 있다. When the second direct current voltage (V out ) decreases, the first direct current voltage (V IN ) rises as shown in FIG. 7, or the first direct current voltage (V IN) at the point when the duty cycle reaches the minimum value (at time t 2 in FIG. 7) If V IN ) is greater than the first direct current voltage (V IN ) at the time when the duty cycle begins to decrease (time t 1 in FIG. 7), the
이러한 경우, DC 옵티마이저(130)가 감지한 제1직류전압(VIN)의 강하는 태양광 패널(110)에 도달하는 일사량의 감소, 태양광 패널(110)의 표면 온도 상승 등과 같은 외부 요인이 원인일 수 있다.In this case, the drop in the first direct current voltage (V IN ) detected by the
제1직류전압(VIN)의 강하 원인이 외부 요인이면, 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점(도 7의 t2 시점)의 제1직류전압(VIN)은 경부하 시간대의 전압 크기까지 상승할 수 있다. 태양광 발전 시스템(100)에서 생산한 전력에 대한 수요가 적은 시간대인 경부하 시간대의 전압 크기는 태양광 패널(110)이 정상 상태 동작일 때의 제1직류전압의 크기보다 클 수 있다.If the cause of the drop in the first direct current voltage (V IN ) is an external factor, the first direct current voltage (V IN ) at the point when the duty cycle reaches the minimum value (at time t 2 in FIG. 7) rises to the voltage level during the light load time. can do. The voltage level during the light load time, which is a time when there is little demand for the power produced by the solar
일 실시예에서 DC 옵티마이저(130)가 제2직류전압(Vout)을 서서히 증가시킨다는 것은 최소값으로 유지중인 듀티 사이클을 선형적으로 증가시키기 시작(예를 들어, 도 7의 t3 시점)해서 듀티 사이클을 정상값으로 되돌리는 것을 의미할 수 있다. DC 옵티마이저(130)가 듀티 사이클을 정상값으로 되돌리면, 제1직류전압(VIN)의 크기가 경부하 시간대의 전압 크기보다 작아질 수 있다.In one embodiment, the
DC 옵티마이저(130)는 태양광 발전 시스템(100)이 오프(OFF)될 때까지 위와 같은 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.The
한편, 제2직류전압(Vout)이 감소할 때(도 9의 t1 ~ t2 시구간)에 제1직류전압(VIN)이 기설정된 기준값까지 강하되면, DC 옵티마이저(130)는 제1선로(120)에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 기준값은 0V(Volt)일 수 있고, 제1직류전압(VIN)이 기준값에 도달하는 시점은 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점(도 7의 t2 시점)과 일치할 수 있다. 그리고 제1직류전압(VIN)이 기준값까지 강하될 때에 아크 전압(Varc)은 상승할 수 있다. 아크 전압(Varc)은 제1선로(120)에서 아크가 발생한 부분에 걸리는 전압을 의미할 수 있다.Meanwhile, when the second direct current voltage (V out ) decreases (time period t 1 to t 2 in FIG. 9), if the first direct current voltage (V IN ) drops to a preset reference value, the
제1선로(120)에 아크가 발생한 경우, DC 옵티마이저(130)는 도 9와 같이 듀티 사이클을 제한해서 DC-DC 전력변환을 중지할 수 있다. DC 옵티마이저(130)는 동작 주파수를 제한해서 DC-DC 전력변환을 중지할 수도 있다.When an arc occurs in the
그리고 DC 옵티마이저(130)는 아크 발생에 대한 경보음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다.Additionally, the
지금부터는 DC 옵티마이저(130)가 제1선로전류(Ipv)와 제2직류전압(Vout)을 이용해서 제1선로(120)에 발생하는 아크를 검출하는 구성에 대해 자세히 설명하도록 한다.From now on, we will describe in detail the configuration in which the
DC 옵티마이저(130)는 제1선로(120)에 흐르는 전류인 제1선로전류(도 3의 Ipv)를 모니터링해서, 제1선로전류(Ipv)가 태양광 패널(110)의 정상 상태 동작일 때의 전류값을 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 제1선로(120)에는 제1선로전류(Ipv)를 센싱하는 전류센서(310)가 설치될 수 있다. 그리고 DC 옵티마이저(130)는 전류센서(310)로부터 제1선로전류(Ipv)의 전류값을 전달받아서 제1선로전류(Ipv)를 모니터링할 수 있다.The
제1선로전류(Ipv)가 태양광 패널(110)의 정상 상태 동작일 때의 전류값을 유지하고 있는 상태에서, DC 옵티마이저(130)는 제1선로전류(Ipv)의 감소 여부를 반복적으로 감지할 수 있다. 여기서 DC 옵티마이저(130)는 기설정된 시구간에 대한 제1선로전류(Ipv)의 평균값과 순시값을 산출할 수 있다. 그리고 DC 옵티마이저(130)는 순시값과 평균값을 이용해서 제1선로전류(Ipv)의 감소 여부를 감지할 수 있다.In a state where the first line current (I pv ) maintains the current value during steady-state operation of the
구체적으로, DC 옵티마이저(130)는 아래 수학식 5와 같이 평균값(Ipv,a)에서 순시값(Ipv(t))을 차감한 값이 제1임계값(Ith1)보다 크고, 수학식 6과 같이 순시값(Ipv(t))이 제2임계값(Ith2)보다 작으면, 제1선로전류(Ipv)가 감소한 것으로 감지할 수 있다. 수학식 5의 제1임계값과 수학식 6의 제2임계값은 전류 임계값일 수 있다.Specifically, the
평균값(Ipv,a)에서 순시값(Ipv(t))을 차감한 값이 제1임계값(Ith1)보다 작거나, 순시값(Ipv(t))이 제2임계값(Ith2)보다 크면, DC 옵티마이저(130)는 제1선로전류(Ipv)가 감소하지 않은 것으로 감지하고 제1선로전류(Ipv)를 다시 모니터링할 수 있다.The value obtained by subtracting the instantaneous value (I pv (t)) from the average value (I pv,a ) is less than the first threshold (I th1 ), or the instantaneous value (I pv (t)) is less than the second threshold (I If it is greater than th2 ), the
한편, DC 옵티마이저(130)가 제1선로전류(Ipv)의 감소를 감지, 즉 평균값(Ipv,a)에서 순시값(Ipv(t))을 차감한 값이 제1임계값(Ith1)보다 크면서 순시값(Ipv(t))이 제2임계값(Ith2)보다 작으면, DC 옵티마이저(130)는 제1선로전류(Ipv)가 감소된 원인이 제1선로(120)의 아크 발생인 지를 판별하기 위해, 제2직류전압(도 8 또는 도 10의 Vout)을 서서히 감소시킬 수 있다. 다시 말해서, DC 옵티마이저(130)는 제2직류전압(Vout)이 정상값에서 최소값이 되도록 제2직류전압(Vout)을 선형적으로 감소시킬 수 있다.Meanwhile, the
제2직류전압(Vout)을 서서히 감소시킬 때에 DC 옵티마이저(130)는 제1직류전압(VIN)의 변화를 확인해서 제1직류전압(VIN)의 상승 여부를 판단할 수 있다. 여기서, DC 옵티마이저(130)는 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점의 제1직류전압(VIN) 크기와 듀티 사이클의 감소를 시작하는 시점의 제1직류전압(VIN) 크기를 비교해서 제1직류전압(VIN)의 상승 여부를 판단할 수 있다.When gradually decreasing the second direct current voltage (V out ), the
또한, DC 옵티마이저(130)는 제2직류전압(Vout)이 감소할 때에 제1직류전압(VIN)이 상승 또는 강하했는지를 확인해서 제1직류전압(VIN)의 상승 여부를 판단할 수도 있다.In addition, the
제2직류전압(Vout)이 감소할 때에 제1직류전압(VIN)이 상승하거나, 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점의 제1직류전압(VIN)이 듀티 사이클의 감소를 시작하는 시점의 제1직류전압(VIN)에 비해서 크면, DC 옵티마이저(130)는 제1선로(120)에 아크가 미발생한 것으로 판단해서 도 8과 같이 제2직류전압(Vout)을 서서히 증가시킬 수 있다.When the second direct current voltage (V out ) decreases, the first direct current voltage (V IN ) rises, or when the duty cycle reaches the minimum value, the first direct current voltage (V IN ) begins to decrease the duty cycle. If it is greater than the first direct current voltage (V IN ), the
이러한 경우, DC 옵티마이저(130)가 감지한 제1선로전류(Ipv)의 감소는 태양광 패널(110)에 도달하는 일사량의 감소, 태양광 패널(110)의 표면 온도 상승 등과 같은 외부 요인이 원인일 수 있다.In this case, the decrease in the first line current (I pv ) detected by the
제1직류전압(VIN)의 강하 원인이 외부 요인이면, 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점의 제1직류전압(VIN)은 경부하 시간대의 전압 크기까지 상승할 수 있다. 태양광 발전 시스템(100)에서 생산한 전력에 대한 수요가 적은 시간대인 경부하 시간대의 전압 크기는 태양광 패널(110)이 정상 상태 동작일 때의 제1직류전압(VIN)의 크기보다 클 수 있다.If the cause of the drop in the first direct current voltage (V IN ) is an external factor, the first direct current voltage (V IN ) at the point when the duty cycle reaches the minimum value may rise to the voltage level during the light load time. The voltage level during light load time, which is a time when there is little demand for power produced by the solar
일 실시예에서 DC 옵티마이저(130)가 제2직류전압(Vout)을 서서히 증가시킨다는 것은 최소값으로 유지중인 듀티 사이클을 선형적으로 증가시키기 시작해서 듀티 사이클을 정상값으로 되돌리는 것을 의미할 수 있다. DC 옵티마이저(130)가 듀티 사이클을 정상값으로 되돌리면, 제1직류전압(VIN)의 크기가 경부하 시간대의 전압 크기보다 작아질 수 있다.In one embodiment, the
DC 옵티마이저(130)는 태양광 발전 시스템(100)이 오프(OFF)될 때까지 위와 같은 동작을 반복적으로 수행할 수 있다.The
한편, 제2직류전압(Vout)이 감소할 때(도 9의 t1 ~ t2 시구간)에 제1직류전압(VIN)이 기설정된 기준값까지 강하되면, DC 옵티마이저(130)는 제1선로(120)에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.Meanwhile, when the second direct current voltage (V out ) decreases (time period t 1 to t 2 in FIG. 9), if the first direct current voltage (V IN ) drops to a preset reference value, the
여기서, 기준값은 0V(Volt)일 수 있고, 제1직류전압(VIN)이 기준값에 도달하는 시점은 듀티 사이클이 최소값에 도달하는 시점과 일치할 수 있다. 그리고 제1직류전압(VIN)이 기준값까지 강하될 때에 아크 전압(Varc)은 상승할 수 있다.Here, the reference value may be 0V (Volt), and the time when the first direct current voltage (V IN ) reaches the reference value may coincide with the time when the duty cycle reaches the minimum value. And when the first direct current voltage (V IN ) drops to the reference value, the arc voltage (V arc ) may rise.
제1선로(120)에 아크가 발생한 경우, DC 옵티마이저(130)는 듀티 사이클 또는 동작 주파수를 제한해서 DC-DC 전력변환을 중지할 수 있다. 그리고 DC 옵티마이저(130)는 아크 발생에 대한 경보음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다.If an arc occurs in the
계통 연계형 인버터(150)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 전력변환장치로서, 제2선로(140)를 통해서 입력되는 링크 전압(Vlink)을 입력받을 수 있다. 여기서, 링크 전압(Vlink)은 다수의 DC 옵티마이저(130) 각각에서 출력한 제2직류전압(Vout,1, Vout,2,ㆍㆍㆍVout,n)의 합계에 해당하는 전압일 수 있다.The grid-connected
다시 말해서, 다수의 DC 옵티마이저(130) 각각에서 출력한 제2직류 전력의 합계에 해당하는 직류 전력인 인버터 입력 전력이 제2선로(140)를 통해서 계통 연계형 인버터(150)로 입력될 수 있다.In other words, the inverter input power, which is DC power corresponding to the sum of the second DC power output from each of the plurality of
그리고 계통 연계형 인버터(150)는 DC-AC(Alternating Current) 전력변환을 통해서 인버터 입력 전력을 교류 전력으로 변환한 후에 교류 전력을 전력계통(10)에 공급할 수 있다. 여기서, 계통 연계형 인버터(150)의 입력은 제2선로(140)와 연결되고, 계통 연계형 인버터(150)의 출력은 전력계통(10)과 연결될 수 있다.In addition, the grid-connected
일 실시예에서 계통 연계형 인버터(150)는 인버터 입력 전력의 전압인 링크전압(도 1의 Vlink)과 교류 전력의 전압인 교류전압(도 1의 Vac)을 이용하거나, 제2선로전류(도 1의 Idc)와 교류전압(Vac)을 이용해서 제2선로(140)에 발생하는 아크를 검출할 수 있다.In one embodiment, the grid-connected
계통 연계형 인버터(150)가 링크전압(Vlink)과 교류전압(Vac)을 이용해서 제2선로(140)에 발생하는 아크를 검출하는 구성은 DC 옵티마이저(130)가 제1직류전압(VIN)과 제2직류전압(Vout)을 이용해서 제1선로(120)에 발생하는 아크를 검출하는 구성과 대응될 수 있다. The configuration in which the grid-connected
그리고 계통 연계형 인버터(150)가 제2선로전류(Idc)와 교류전압(Vac)을 이용해서 제2선로(140)에 발생하는 아크를 검출하는 구성은 DC 옵티마이저(130)가 제1선로전류(Ipv)와 제2직류전압(Vout)을 이용해서 제1선로(120)에 발생하는 아크를 검출하는 구성과 대응될 수 있다. And the configuration in which the grid-connected
여기서, 제1직류전압(VIN)은 링크전압(Vlink)과 대응되고, 제2직류전압(Vout)은 교류전압(Vac)과 대응될 수 있다. 그리고 제1선로전류(Ipv)는 제2선로전류(Idc)와 대응될 수 있다.Here, the first direct current voltage (V IN ) may correspond to the link voltage (V link ), and the second direct current voltage (V out ) may correspond to the alternating current voltage (V ac ). And the first line current (I pv ) may correspond to the second line current (I dc ).
위와 같이, 계통 연계형 인버터(150)가 제2선로(140)에 발생하는 아크를 검출하는 구성이 DC 옵티마이저(130)가 제1선로(120)에 발생하는 아크를 검출하는 구성과 대응되므로, 계통 연계형 인버터(150)가 제2선로(140)에 발생하는 아크를 검출하는 구성에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.As above, the configuration in which the grid-connected
이상에서 설명한 바와 같이 일 실시예에서는 DC 옵티마이저(130) 및 계통 연계형 인버터(150) 중 하나 이상을 포함하는 전력변환장치가 태양광 발전 시스템(100)의 선로에서 발생하는 아크를 검출할 수 있기 때문에 별도의 아크 검출 장치를 태양광 발전 시스템(100)에 설치하지 않아도 되고, 이로 인해서 태양광 발전 시스템(100)의 비용 효율성이 향상될 수 있다.As described above, in one embodiment, a power conversion device including one or more of the
지금부터는 DC 옵티마이저(130) 및 계통 연계형 인버터(150) 중 하나 이상을 포함하는 전력변환장치에 대해 자세히 설명하도록 한다.From now on, the power conversion device including one or more of the
도 4는 일 실시예에 따른 전력변환장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram briefly showing the configuration of a power conversion device according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 전력변환장치(400)는 전력변환부(410) 및 아크 검출부(420)를 포함할 수 있다. 여기서, 전력변환장치(400)는 DC 옵티마이저(130)이거나 계통 연계형 인버터(150)일 수 있다.Referring to FIG. 4, the
전력변환부(410)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로를 통해서 입력되는 제1전력을 입력받아서 제2전력으로 변환할 수 있다.The
여기서, 전력변환장치(400)가 DC 옵티마이저(130)인 경우, 전력변환부(410)는 DC-DC 컨버터일 수 있고, 태양광 발전 시스템(100)의 선로는 제1선로(120)일 수 있다. 그리고 제1전력은 제1직류 전력이고, 제2전력은 제2직류 전력일 수 있다.Here, when the
전력변환장치(400)가 계통 연계형 인버터(150)인 경우, 전력변환부(410)는 DC-AC 인버터일 수 있고, 태양광 발전 시스템(100)의 선로는 제2선로(140)일 수 있다. 그리고 제1전력은 직류 전력인 인버터 입력 전력이고, 제2전력은 교류 전력일 수 있다.If the
아크 검출부(420)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 발생하는 아크를 검출하기 위해서 아래와 같은 구성을 실시할 수 있다. The
우선, 아크 검출부(420)는 제1전력의 전압인 제1전압을 모니터링해서 제1전압의 강하 여부를 감지할 수 있다. 여기서, 전력변환장치(400)가 DC 옵티마이저(130)인 경우, 제1전압은 제1직류전압(VIN)일 수 있다. 전력변환장치(400)가 계통 연계형 인버터(150)인 경우, 제1전압은 링크전압(Vlink)일 수 있다.First, the
한편, 제1전압의 강하 여부를 감지하기 위해서, 아크 검출부(420)는 기설정된 시구간에 대한 제1전압의 평균값과 순시값을 산출할 수 있다. 그리고 아크 검출부(420)는 평균값에서 순시값을 차감한 값과 기저장한 제1임계값을 비교하고, 순시값과 기저장한 제2임계값을 비교해서 제1전압의 강하 여부를 감지할 수 있다.Meanwhile, in order to detect whether the first voltage drops, the
여기서, 평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 작거나, 순시값이 제2임계값보다 크면, 아크 검출부(420)는 제1전압이 강하하지 않은 것으로 감지할 수 있다.Here, if the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is less than the first threshold or the instantaneous value is greater than the second threshold, the
평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고 순시값이 제2임계값보다 작으면, 아크 검출부(420)는 제1전압이 강하한 것으로 감지할 수 있다. 여기서, 제1임계값과 제2임계값은 전압 임계값일 수 있다.If the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than the first threshold and the instantaneous value is less than the second threshold, the
한편, 아크 검출부(420)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 흐르는 전류인 선로전류를 모니터링해서 선로전류의 감소 여부를 감지할 수도 있다.Meanwhile, the
구체적으로, 아크 검출부(420)는 기설정된 시구간에 대한 선로전류의 평균값과 순시값을 산출할 수 있다. 그리고 아크 검출부(420)는 순시값과 평균값을 이용해서 선로전류의 감소 여부를 감지할 수 있다. Specifically, the
여기서, 평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 작거나, 순시값이 제2임계값보다 크면, 아크 검출부(420)는 선로전류가 감소하지 않은 것으로 감지할 수 있다.Here, if the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is less than the first threshold or the instantaneous value is greater than the second threshold, the
평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고 순시값이 제2임계값보다 작으면, 아크 검출부(420)는 선로전류가 감소한 것으로 감지할 수 있다. 여기서, 제1임계값과 제2임계값은 전류 임계값일 수 있다.If the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than the first threshold and the instantaneous value is less than the second threshold, the
일 실시예에서 전력변환장치(400)가 DC 옵티마이저(130)인 경우, 선로전류는 제1선로(120)에 흐르는 제1선로전류(Ipv)일 수 있다. 전력변환장치(400)가 계통 연계형 인버터(150)인 경우, 선로전류는 제2선로(140)에 흐르는 제2선로전류(Idc)일 수 있다.In one embodiment, when the
아크 검출부(420)가 제1전압의 강하를 감지하거나 선로전류의 감소를 감지한 경우, 아크 검출부(420)는 전력변환부(410)를 제어해서, 전력변환부(410)에서 출력하는 제2전압을 서서히 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 아크 검출부(420)는 전력변환부(410)에서 제2전압을 정상값에서 최소값으로 감소시키도록 제어할 수 있다. 그리고 아크 검출부(420)는 전력변환부(410)에서 제2전압을 일정 시간동안 최소값으로 유지하도록 제어할 수 있다.When the
여기서, 아크 검출부(420)는 전력변환부(410)의 전력변환에 대한 듀티 사이클, 동작 주파수 중 어느 하나를 정상값에서 최소값으로 감소시켜서 전력변환부(410)에서 출력하는 제2전압을 서서히 감소시킬 수 있다.Here, the
일 실시예에서, 전력변환장치(400)가 DC 옵티마이저(130)인 경우, 제2전압은 제2직류전압(Vout)일 수 있다. 전력변환장치(400)가 계통 연계형 인버터(150)인 경우, 제2전압은 교류전압(Vac)일 수 있다.In one embodiment, when the
한편, 제2전압이 감소할 때에 아크 검출부(420)는 제1전압의 변화를 확인해서 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 발생했는 지를 검출할 수 있다.Meanwhile, when the second voltage decreases, the
구체적으로, 아크 검출부(420)는 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 발생한 것으로 판단하고, 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 상승하면, 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 미발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 태양광 발전 시스템(100)의 선로는 제1선로(120) 또는 제2선로(140)이고, 제1선로(120) 또는 제2선로(140)에 발생하는 아크는 DC 직렬 아크일 수 있다.Specifically, the
태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 발생한 것으로 판단한 아크 검출부(420)는 전력변환부(410)에서 전력변환을 중지하도록 제어할 수 있다. 그리고 아크 검출부(420)는 아크 발생에 대한 경보음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다.The
이하에서는 전력변환장치(400)가 제1전압과 제2전압을 이용해서 아크를 검출하는 과정, 그리고 선로전류와 제2전압을 이용해서 아크를 검출하는 과정에 대해서 각각 설명하도록 한다.Below, the process in which the
도 5는 일 실시예에 따른 전력변환장치가 제1전압과 제2전압을 이용해서 아크를 검출하는 과정을 나타낸 순서도이다.Figure 5 is a flowchart showing a process in which a power conversion device detects an arc using a first voltage and a second voltage according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 전력변환장치(400)는 제1전압을 모니터링해서, 제1전압이 태양광 패널(110)의 정상 상태 동작일 때의 전압을 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다(S510).Referring to FIG. 5, the
이 상태에서 전력변환장치(400)는 제1전압의 강하 여부를 반복적으로 감지할 수 있다(S520). 상기 단계 S520에서 전력변환장치(400)는 기설정된 시구간에 대한 제1전압의 평균값과 순시값을 산출할 수 있다. 그리고 전력변환장치(400)는 평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고, 순시값이 제2임계값보다 작으면, 제1전압이 강하한 것으로 감지할 수 있다. 제1임계값과 제2임계값은 전압 임계값일 수 있다.In this state, the
평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 작거나, 순시값이 제2임계값보다 크면, 전력변환장치(400)는 제1전압이 강하하지 않은 것으로 감지하고 상기 단계 S510으로 복귀해서 제1전압을 모니터링할 수 있다.If the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is less than the first threshold or the instantaneous value is greater than the second threshold, the
상기 단계 S520에서 전력변환장치(400)가 제1전압의 강하를 감지하면, 전력변환장치(400)는 제1전압이 강하된 원인이 아크 발생 때문인 지를 확인하기 위해, 제2전압을 서서히 감소시킬 수 있다(S530).When the
상기 단계 S530에서 전력변환장치(400)는 제2전압이 정상값에서 최소값이 되도록 제2전압을 선형적으로 감소시킬 수 있다.In step S530, the
상기 단계 S530에서 전력변환장치(400)는 제2전압을 최소값까지 감소시킨 후에 최소값의 제2전압을 일정 시간동안 유지할 수 있다.In step S530, the
한편, 상기 단계 S530에서 제2전압을 서서히 감소시킬 때에 전력변환장치(400)는 제1전압의 변화를 확인해서 제1전압의 상승 여부를 판단할 수 있다(S540). 여기서, 전력변환장치(400)는 제2전압이 최소값에 도달하는 시점의 제1전압과 제2전압이 감소를 시작하는 시점의 제1전압의 크기를 비교해서 제1전압의 상승 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, when the second voltage is gradually reduced in step S530, the
또한, 전력변환장치(400)는 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 상승 또는 강하했는지를 확인해서 제1전압의 상승 여부를 판단할 수도 있다.Additionally, the
상기 단계 S540에서 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 상승하거나, 제2전압이 감소를 시작하는 시점의 제1전압에 비해서 제2전압이 최소값에 도달하는 시점의 제1전압이 크면, 전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 미발생한 것으로 판단하고, 제2전압을 서서히 증가시킬 수 있다(S550). If the first voltage rises when the second voltage decreases in step S540, or the first voltage at the time the second voltage reaches the minimum value is greater than the first voltage at the time the second voltage begins to decrease, the power The
이러한 경우, 상기 단계 S520에서 전력변환장치(400)가 감지한 제1전압의 강하는 태양광 패널(110)에 도달하는 일사량의 감소, 태양광 패널(110)의 표면 온도 상승 등과 같은 외부 요인가 원인일 수 있다.In this case, the drop in the first voltage detected by the
상기 단계 S550에서 제2전압이 최소값에 도달하는 시점의 제1전압은 태양광 발전 시스템(100)에서 생산한 전력에 대한 수요가 적은 경부하 시간대의 전압 크기까지 상승할 수 있다. 경부하 시간대의 전압 크기는 상기 단계 S510에서 태양광 패널(110)이 정상 상태 동작일 때의 제1전압의 크기보다 클 수 있다.In step S550, the first voltage at the point when the second voltage reaches the minimum value may rise to the voltage level during light load times when there is little demand for power produced by the solar
상기 단계 S550에서 전력변환장치(400)는 최소값으로 유지중인 제2전압을 선형적으로 증가시키기 시작해서 제2전압을 정상값으로 되돌릴 수 있다. 전력변환장치(400)가 제2전압을 정상값으로 되돌리면, 제1전압의 크기가 경부하 시간대의 전압 크기보다 작아질 수 있다.In step S550, the
전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)이 오프(OFF)될 때까지 상기 단계 S510 내지 S550을 반복적으로 수행할 수 있다(S560).The
한편, 상기 단계 S540에서 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다(S570). 상기 단계 S570에서 기준값은 0V(Volt)일 수 있고, 제1전압이 기준값에 도달하는 시점은 제2전압이 최소값에 도달하는 시점과 일치할 수 있다. 그리고 제1전압이 기준값까지 강하될 때에 아크 전압은 상승할 수 있다. 여기서, 아크 전압은 태양광 발전 시스템(100)의 선로에서 아크가 발생한 부분에 걸리는 전압을 의미할 수 있다.Meanwhile, if the first voltage drops to a preset reference value when the second voltage decreases in step S540, the
상기 단계 S570 이후에 전력변환장치(400)는 듀티 사이클 또는 동작 주파수를 제한해서 제1전력에 대한 전력변환을 중지할 수 있다. 그리고 전력변환장치(400)는 아크 발생에 대한 경보음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다.After step S570, the
도 6은 일 실시예에 따른 전력변환장치가 제1선로전류와 제2전압을 이용해서 아크를 검출하는 과정을 나타낸 순서도이다.Figure 6 is a flowchart showing a process in which a power conversion device detects an arc using a first line current and a second voltage according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 전력변환장치(400)는 선로전류를 모니터링해서, 선로전류가 태양광 패널(110)의 정상 상태 동작일 때의 전류값을 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다(S610). 여기서, 전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)에 선로에서 선로전류를 센싱하는 전류센서로부터 선로전류의 전류값을 전달받아서 선로전류를 모니터링할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
선로전류가 태양광 패널(110)의 정상 상태 동작일 때의 전류값을 유지하고 있는 상태에서, 전력변환장치(400)는 선로전류의 감소 여부를 반복적으로 감지할 수 있다(S620). 상기 단계 S620에서 전력변환장치(400)는 기설정된 시구간에 대한 선로전류의 평균값과 순시값을 산출할 수 있다. 그리고 전력변환장치(400)는 평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고, 순시값이 제2임계값보다 작으면, 선로전류가 감소한 것으로 감지할 수 있다. 제1임계값과 제2임계값은 전류 임계값일 수 있다.While the line current maintains the current value during normal operation of the
평균값에서 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 작거나, 순시값이 제2임계값보다 크면, 전력변환장치(400)는 선로전류가 감소하지 않은 것으로 감지하고 상기 단계 S610으로 복귀해서 선로전류를 모니터링할 수 있다.If the value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is less than the first threshold or the instantaneous value is greater than the second threshold, the
상기 단계 S620에서 전력변환장치(400)가 선로전류의 감소를 감지하면, 전력변환장치(400)는 선로전류가 감소된 원인이 아크 발생 때문인 지를 확인하기 위해, 제2전압을 서서히 감소시킬 수 있다(S630).When the
상기 단계 S630에서 전력변환장치(400)는 제2전압이 정상값에서 최소값이 되도록 제2전압을 선형적으로 감소시킬 수 있다.In step S630, the
상기 단계 S630에서 전력변환장치(400)는 제2전압을 최소값까지 감소시킨 후에 최소값의 제2전압을 일정 시간동안 유지할 수 있다.In step S630, the
한편, 상기 단계 S630에서 제2전압을 서서히 감소시킬 때에 전력변환장치(400)는 제1전압의 변화를 확인해서 제1전압의 상승 여부를 판단할 수 있다(S640). 여기서, 전력변환장치(400)는 제2전압이 최소값에 도달하는 시점의 제1전압과 제2전압이 감소를 시작하는 시점의 제1전압의 크기를 비교해서 제1전압의 상승 여부를 판단할 수 있다.Meanwhile, when the second voltage is gradually reduced in step S630, the
또한, 전력변환장치(400)는 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 상승 또는 강하했는지를 확인해서 제1전압의 상승 여부를 판단할 수도 있다.Additionally, the
상기 단계 S640에서 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 상승하거나, 제2전압이 감소를 시작하는 시점의 제1전압에 비해서 제2전압이 최소값에 도달하는 시점의 제1전압이 크면, 전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 미발생한 것으로 판단하고, 제2전압을 서서히 증가시킬 수 있다(S650). If the first voltage rises when the second voltage decreases in step S640, or the first voltage at the time the second voltage reaches the minimum value is greater than the first voltage at the time the second voltage begins to decrease, the power The
이러한 경우, 상기 단계 S620에서 전력변환장치(400)가 감지한 제1전압의 강하는 태양광 패널(110)에 도달하는 일사량의 감소, 태양광 패널(110)의 표면 온도 상승 등과 같은 외부 요인가 원인일 수 있다.In this case, the drop in the first voltage detected by the
상기 단계 S650에서 제2전압이 최소값에 도달하는 시점의 제1전압은 태양광 발전 시스템(100)에서 생산한 전력에 대한 수요가 적은 경부하 시간대의 전압 크기까지 상승할 수 있다. 경부하 시간대의 전압 크기는 상기 단계 S610에서 태양광 패널(110)이 정상 상태 동작일 때의 제1전압의 크기보다 클 수 있다.At the point when the second voltage reaches the minimum value in step S650, the first voltage may increase to the voltage level during light load times when there is little demand for power produced by the solar
상기 단계 S650에서 전력변환장치(400)는 최소값으로 유지중인 제2전압을 선형적으로 증가시키기 시작해서 제2전압을 정상값으로 되돌릴 수 있다. 전력변환장치(400)가 제2전압을 정상값으로 되돌리면, 제1전압의 크기가 경부하 시간대의 전압 크기보다 작아질 수 있다.In step S650, the
전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)이 오프(OFF)될 때까지 상기 단계 S610 내지 S650을 반복적으로 수행할 수 있다(S660).The
한편, 상기 단계 S640에서 제2전압이 감소할 때에 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 전력변환장치(400)는 태양광 발전 시스템(100)의 선로에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다(S670). 상기 단계 S670에서 기준값은 0V(Volt)일 수 있고, 제1전압이 기준값에 도달하는 시점은 제2전압이 최소값에 도달하는 시점과 일치할 수 있다. 그리고 제1전압이 기준값까지 강하될 때에 아크 전압은 상승할 수 있다. 여기서, 아크 전압은 태양광 발전 시스템(100)의 선로에서 아크가 발생한 부분에 걸리는 전압을 의미할 수 있다.Meanwhile, if the first voltage drops to a preset reference value when the second voltage decreases in step S640, the
상기 단계 S670 이후에 전력변환장치(400)는 듀티 사이클 또는 동작 주파수를 제한해서 제1전력에 대한 전력변환을 중지할 수 있다. 그리고 전력변환장치(400)는 아크 발생에 대한 경보음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다.After step S670, the
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as “include,” “comprise,” or “have,” as used above, mean that the corresponding component may be included, unless specifically stated to the contrary, and do not exclude other components. It should be interpreted that it may further include other components. All terms, including technical or scientific terms, unless otherwise defined, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined in the present invention.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
Claims (15)
상기 태양광 발전 시스템의 선로를 통해서 입력되는 제1전력의 전압인 제1전압의 강하를 감지하는 단계;
상기 제1전압의 강하 원인을 판별하기 위해, 상기 제1전력에 대한 전력변환을 통해서 출력하는 제2전력의 전압인 제2전압을 서서히 감소시키는 단계;
상기 제1전압의 변화를 확인하는 단계; 및
상기 확인하는 단계에서 상기 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 상기 선로에 아크가 발생한 것으로 판단하는 단계
를 포함하는 아크 검출 방법.In a method for detecting an arc in a power conversion device of a solar power generation system,
detecting a drop in a first voltage, which is the voltage of first power input through a line of the solar power generation system;
In order to determine the cause of the drop in the first voltage, gradually reducing the second voltage, which is the voltage of the second power output through power conversion for the first power;
confirming a change in the first voltage; and
If the first voltage drops to a preset reference value in the checking step, determining that an arc has occurred in the line
An arc detection method comprising:
상기 전력변환장치는 기설정된 시구간에 대한 상기 제1전압의 평균값과 순시값을 산출하고, 상기 순시값과 상기 평균값을 이용해서 상기 제1전압의 강하를 감지하는 아크 검출 방법.The method of claim 1, wherein in the detecting step
An arc detection method in which the power conversion device calculates an average value and an instantaneous value of the first voltage for a preset time period, and detects a drop in the first voltage using the instantaneous value and the average value.
상기 전력변환장치는 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고, 상기 순시값이 제2임계값보다 작으면, 상기 입력 전압이 강하한 것으로 감지하는 아크 검출 방법.According to claim 2,
The power conversion device detects that the input voltage has dropped when a value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than a first threshold value and the instantaneous value is less than a second threshold value.
상기 제1전력에 대한 전력변환을 중지하는 단계
를 더 포함하는 아크 검출 방법.The method of claim 1, wherein after the determining step,
Stopping power conversion for the first power
An arc detection method further comprising:
상기 제1전력 및 상기 제2전력은 직류 전력이고, 상기 전력변환장치는 DC(Direct Current)-DC 전력변환을 하는 DC 옵티마이저인 아크 검출 방법.According to claim 1,
The first power and the second power are direct current power, and the power conversion device is a DC optimizer that performs DC (Direct Current)-DC power conversion.
상기 제1전력은 직류 전력이고, 상기 제2전력은 교류 전력이며, 상기 전력변환장치는 DC-AC(Alternating Current) 전력변환을 하는 계통 연계형 인버터인 아크 검출 방법.According to claim 1,
The first power is direct current power, the second power is alternating current power, and the power conversion device is a grid-connected inverter that performs DC-AC (Alternating Current) power conversion.
상기 확인하는 단계에서 상기 제1전압이 상승하면, 아크가 미발생한 것으로 판단해서 상기 제2전압을 서서히 증가시키는 단계
를 더 포함하는 아크 검출 방법.According to claim 1,
If the first voltage rises in the checking step, determining that an arc has not occurred and gradually increasing the second voltage
An arc detection method further comprising:
상기 태양광 발전 시스템의 선로를 통해서 흐르는 선로전류의 평균값과 순시값을 확인하는 단계;
상기 평균값과 상기 수신값을 이용해서 상기 선로전류의 감소를 감지하는 단계;
상기 선로전류의 감소 원인을 판별하기 위해, 상기 선로를 통해서 입력되는 제1전력에 대한 전력변환을 통해서 출력하는 제2전력의 전압인 제2전압을 서서히 감소시키는 단계;
상기 제1전력의 전압인 제1전압의 변화를 확인하는 단계; 및
상기 확인하는 단계에서 상기 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 상기 선로전류의 감소 원인이 상기 선로에 발생한 아크인 것으로 판단하는 단계
를 포함하는 아크 검출 방법.In a method for detecting an arc in a power conversion device of a solar power generation system,
Checking the average value and instantaneous value of the line current flowing through the line of the solar power generation system;
detecting a decrease in the line current using the average value and the received value;
In order to determine the cause of the decrease in the line current, gradually reducing the second voltage, which is the voltage of the second power output through power conversion for the first power input through the line;
Checking a change in a first voltage, which is the voltage of the first power; and
If the first voltage drops to a preset reference value in the checking step, determining that the cause of the decrease in the line current is an arc occurring in the line.
An arc detection method comprising:
상기 전력변환장치는 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값이 제1임계값보다 크고, 상기 순시값이 제2임계값보다 작으면, 상기 선로전류가 감소하는 것으로 감지하는 아크 검출 방법.The method of claim 8, wherein in the detecting step
The power conversion device detects that the line current decreases when a value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than a first threshold value and the instantaneous value is less than a second threshold value.
상기 확인하는 단계에서 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압이 상승하면, 아크가 미발생한 것으로 판단해서 상기 제2전압을 서서히 증가시키는 단계
를 더 포함하는 아크 검출 방법.According to claim 8,
If the first voltage rises while the second voltage decreases in the checking step, determining that an arc has not occurred and gradually increasing the second voltage
An arc detection method further comprising:
상기 제1전력의 전압인 제1전압을 모니터링해서 상기 제1전압의 강하를 감지하면, 상기 전력변환부를 제어해서 상기 전력변환부에서 출력하는 상기 제2전력의 전압인 제2전압을 서서히 감소시키고, 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압의 변화를 확인해서 상기 선로에 아크가 발생했는 지를 검출하는 아크 검출부
를 포함하는 아크 검출 장치.A power conversion unit that converts first power input through a line connected to a solar panel (PV, Photovoltaics) into second power; and
When the first voltage, which is the voltage of the first power, is monitored and a drop in the first voltage is detected, the power conversion unit is controlled to gradually reduce the second voltage, which is the voltage of the second power output from the power conversion unit. , an arc detection unit that detects whether an arc has occurred in the line by checking the change in the first voltage when the second voltage decreases.
An arc detection device comprising:
상기 아크 검출부는 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압이 기설정된 기준값까지 강하되면, 상기 선로에 아크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 제2전압이 감소할 때에 상기 제1전압이 상승하면, 상기 선로에 아크가 미발생한 것으로 판단하는 아크 검출 장치.According to claim 11,
The arc detector determines that an arc has occurred in the line if the first voltage drops to a preset reference value when the second voltage decreases, and if the first voltage increases when the second voltage decreases, An arc detection device that determines that an arc has not occurred in the line.
상기 아크 검출부는 상기 전력변환부에서 상기 제2전압을 정상값에서 최소값으로 감소시킨 후에 일정 시간동안 상기 최소값으로 유지하도록 제어하는 아크 검출 장치.According to claim 11,
The arc detection unit controls the power conversion unit to reduce the second voltage from a normal value to a minimum value and then maintain the second voltage at the minimum value for a certain period of time.
상기 아크 검출부는 기설정된 시구간에 대한 상기 제1전압의 평균값과 순시값을 산출하고, 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값과 기저장한 제1임계값을 비교하고, 상기 순시값과 기저장한 제2임계값을 비교해서 상기 제1전압의 강하를 감지하는 아크 검출 장치.According to claim 11,
The arc detector calculates an average value and an instantaneous value of the first voltage for a preset time period, compares a value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value with a previously stored first threshold value, and compares the instantaneous value with the previously stored first threshold value. An arc detection device that detects a drop in the first voltage by comparing it to a second threshold.
상기 아크 검출부는 상기 평균값에서 상기 순시값을 차감한 값이 상기 제1임계값보다 크고 상기 순시값이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 제1전압이 강하한 것으로 감지하는 아크 검출 장치.According to claim 14,
The arc detection unit detects that the first voltage has dropped when a value obtained by subtracting the instantaneous value from the average value is greater than the first threshold value and the instantaneous value is less than the second threshold value.
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