KR101868433B1 - Photovoltaic power generation system with string block device for preventing solar module string accident - Google Patents
Photovoltaic power generation system with string block device for preventing solar module string accident Download PDFInfo
- Publication number
- KR101868433B1 KR101868433B1 KR1020170095925A KR20170095925A KR101868433B1 KR 101868433 B1 KR101868433 B1 KR 101868433B1 KR 1020170095925 A KR1020170095925 A KR 1020170095925A KR 20170095925 A KR20170095925 A KR 20170095925A KR 101868433 B1 KR101868433 B1 KR 101868433B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- string
- solar module
- solar
- module string
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 abstract description 8
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 14
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 101000581533 Homo sapiens Methylcrotonoyl-CoA carboxylase beta chain, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
- 102100027320 Methylcrotonoyl-CoA carboxylase beta chain, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- G01R31/021—
-
- G01R31/025—
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/18—Status alarms
- G08B21/185—Electrical failure alarms
-
- H01L31/0504—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/32—Electrical components comprising DC/AC inverter means associated with the PV module itself, e.g. AC modules
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/30—Electrical components
- H02S40/34—Electrical components comprising specially adapted electrical connection means to be structurally associated with the PV module, e.g. junction boxes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
- H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
- H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
태양광 발전 운전시 사고파급(태양광 모듈 스트링에서 생성되는 고전압의 직류전원을 제어하지 못함으로서 상용전원까지 사고가 확산, 화재 확산, 감전사고 등의 사고파급)을 방지할 수 있는 스트링 블록 디바이스(STRING BLOCK DEVICE)가 구비된 접속반 및 상기 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템이 개시된다.
상기 접속반은 복수의 태양광 모듈들이 직렬로 연결된 태양광 모듈 스트링과 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터 사이에 설치되어 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 출력되는 직류전력를 상기 인버터로 출력하는 태양광 발전 시스템용 접속반에 있어서, 상기 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부를 판단하기 위한 데이터를 수집하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부에 따라 태양광 모듈 스트링의 전력 출력을 제한하는 동작부;를 포함한다.Incorporating accidental spread of solar power generation (String block device which can prevent control of high voltage direct current power generated from solar module string to prevent accident spreading, fire spreading, accidental accident such as accident of electric shock to commercial power source) And a connection block provided with the STRING BLOCK DEVICE.
Wherein the connection module is installed between a solar module string connected in series with a plurality of solar modules and an inverter converting DC power output from the solar module string into AC power, And outputting the solar module string to the inverter, the connection panel comprising: a detector for collecting data for determining whether the solar module string is operating normally; And an operation unit for limiting a power output of the solar module string according to the normal operation of the solar module string by analyzing the data collected from the detector unit.
Description
태양광 모듈 스트링, 접속반 및 인버터로 구성되는 계통연계시스템에 스트링 블록 디바이스(STRING BLOCK DEVICE)를 적용하여 태양광발전 운전시 이상회로를 선택차단함으로써 사고파급을 방지하는 태양광발전시스템에 관한 것이다.A string block device (STRING BLOCK DEVICE) is applied to a grid-connected system composed of a solar module string, a connection panel, and an inverter to prevent an accident from spreading by selectively blocking an abnormal circuit during a solar power generation operation .
일반적으로, 태양광 발전 시스템은 태양 에너지의 무공해성 및 무한정성에 힘입어 지구 환경 문제와 미래 에너지원의 다각화 대책으로서 선진 각국에서 활발히 연구 개발이 진행되고 있다.In general, solar power generation systems are being actively researched and developed in advanced countries as a countermeasure against global environmental problems and diversification of future energy sources, owing to the pollution and infinite qualities of solar energy.
이러한 태양광 발전 시스템은 발전한 전력의 이용방법에 따라, 발전 전력을 축전지에 저장하여 필요한 시간에 전력을 공급하는 독립형 발전시스템과, 발전 전력을 부하에 공급하고 잉여전력을 계통에 공급하는 계통연계형 발전시스템으로 구분된다.Such a photovoltaic power generation system is classified into a stand-alone power generation system that stores generated power in a battery and supplies power at a required time according to the utilization method of the developed power, and a grid-type power generation system that supplies power to the load and supplies surplus power to the system Power generation system.
최근에는 분산전원의 계통 영향 최소화, 사고에 대비한 계통보호 기술, 인버터의 제어기술 향상 등으로 계통연계형 발전시스템의 보급이 확산되고 있다.In recent years, grid-connected power generation systems have been spreading by minimizing the influence of distributed power systems, protecting system against accidents, and improving control technology of inverters.
계통연계형 발전시스템은 복수의 태양광 모듈들이 직렬로 연결된 복수의 태양전지 스트링들을 포함하는 태양전지 어레이부, 상기 태양전지 스트링들로부터 출력되는 직류전력들을 병합하여 출력하는 접속반 및 상기 접속반으로부터 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하 또는 상용계통에 공급하는 인버터를 포함한다.The grid-connected power generation system includes a solar cell array unit including a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar modules are connected in series, a connection unit for outputting the combined DC power output from the solar cell strings, And an inverter that converts the output DC power into AC power and supplies the AC power to a load or a commercial system.
이때, 상기 접속반에는 배전 효율 및 안전 기능의 향상을 위하여 퓨즈, 역류방지 다이오드, 변류기 등이 설치된다.At this time, a fuse, a reverse current prevention diode, a current transformer, and the like are installed in the connection module for improving power distribution efficiency and safety function.
한편, 최근에는 태양광 발전 시스템의 공급이 급증함에 따라, 원격에서 태양광 발전 시스템 전체의 운전상태를 계측하고 모니터링하기 위한 원격 관리시스템의 도입이 활발이 이루어지고 있다.In recent years, as the supply of photovoltaic power generation system has been rapidly increased, a remote management system for monitoring and monitoring the operation state of the whole photovoltaic power generation system has been actively introduced.
그러나, 종래의 태양광 발전 시스템의 모니터링 방식은 태양전지 어레이부의 총발전 전압 및 전류를 모니터링하거나, 태양전지 스트링 각각의 발전 전압 및 전류를 모니터링하는 방식이기 때문에, 태양전지 스트링 내의 태양광 모듈들 각각에 대한 지락 및 누전 등의 세부적인 이상 여부 및 이상 부위를 파악할 수 없었으며, 이에 따라, 태양전지 어레이부의 유지 보수에 많은 시간 및 비용이 소요되는 문제점이 발생되고 있다. 또한, 태양전지어레이부와 인버터를 연결하기 위해 접속반 내에 설치되는 선로 상에 이상이 발생될 경우, 고장 부위를 확인하고 보수를 하는데 상당한 노력과 시간이 소비되고, 이에 따라 발전 효율이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.However, since the conventional monitoring system of the solar power generation system monitors the total generation voltage and current of the solar cell array unit, or monitors the generation voltage and current of each solar cell string, the solar cell modules in the solar cell string It is impossible to grasp the detailed abnormality such as a ground fault and a short circuit with respect to the solar cell array, and thus it takes a lot of time and cost to maintain and repair the solar cell array portion. In addition, when an abnormality occurs on the line installed in the connection panel to connect the solar cell array part and the inverter, considerable effort and time are consumed to check the faulty part and to repair it, .
예로서, 통상의 태양광 모듈은 여러 장애요인들에 의해 발전 상태가 열화되거나 모듈이 손상되어 발전 효율이 악화될 수 있고, 경우에 따라서는 인접 모듈이나 전체 시스템으로 피해가 확산되는 문제점이 있다. 이렇게 손상되거나 발전 영역이 감소된 태양광 모듈에서는 전력 발전 용량이 줄어든다. 스트링 내에 위치한 특정 모듈에서 이러한 모듈 손상이나 외부 요인에 의한 발전량 감소가 발생하게 되면 해당 모듈과 직렬연결을 통해 스트링을 구성하는 인접 모듈에 좋지 않은 영향을 미치며 전체 스트링의 발전량 감소를 유발하게 된다.For example, in a conventional solar module, power generation efficiency may deteriorate due to deterioration of the power generation state or damage of the module due to various obstacles, and in some cases, damage is spread to the adjacent module or the entire system. In such a damaged photovoltaic module with reduced power generation area, power generation capacity is reduced. If a module located within a string is damaged by such a module or external factors, it will adversely affect neighboring modules constituting the string through the serial connection with the module and cause a reduction in the power generation of the entire string.
만일 복수 스트링이 연결된 접속반에서 특정 스트링의 전력이 감소하게 되면 정상적인 스트링의 발전량과의 차이에 의해 접속반 내 역방향 전류 흐름을 방지하고자 구성한 역전류방지다이오드에 부하가 발생하게 되며 이러한 부하는 열로 방사되므로 기기 손상은 물론 화재, 감전사고 등이 발생하여 안전과 발전 효율에 상당한 악영향을 미치게 된다.If the power of a specific string decreases in a connection string connected with a plurality of strings, a load is generated in a reverse current prevention diode configured to prevent a reverse current flow in a connection half due to a difference from a generation amount of a normal string. As a result, not only damage to equipment but also fire and electric shock accidents occur, resulting in a considerable adverse effect on safety and power generation efficiency.
또한 태양광모듈 인입케이블의 단락으로 인한 과전류, 지락전류와, 태양광모듈의 크랙에 의한 지속적인 누설전류와, 태양광모듈 내의 접속불량 및 오결선 인입케이블 단말처리 불량에 의한 직렬아크발생 등의 이유로도 화재가 발생될 수 있다. In addition, due to overcurrent, ground fault current due to short circuit of PV module input cable, continuous leakage current due to crack of PV module, connection failure in PV module, and occurrence of series arc due to faulty processing of wrong cable terminal Fire may also occur.
한편, 태양광 발전 환경이 대면적화, 농장화됨에 따라 하나의 장소에 설치되는 태양광 모듈의 수가 급증하고 있으며, 하나의 관리 센터에서 여러 지역의 태양광 발전 장치의 상태를 모니터링하고 있어 하나의 관리 센터가 관리할 모듈의 수가 수천~수만 개에 이르고 있는 실정이다. 특히, 이러한 모듈 각각에 대한 상태와 상황에 따라 가변될 수 있는 모듈과 스트링의 집합 관계, 각 모듈의 정보와 노후 정보 등을 관리 센터가 모두 통합하여 관리하면서 각 모듈의 이상 상황에 대응하기에는 관리 부하가 너무 크며 네트워크 상황이나 정보 입력의 오류 등에 의한 문제가 발생할 경우 대응이 어려운 실정이다.Meanwhile, as the photovoltaic power generation environment becomes larger and more farmed, the number of photovoltaic modules installed in one place is surging, and a management center monitors the status of photovoltaic devices in various regions, The number of modules managed by the center is in the range of thousands to tens of thousands. In particular, in order to cope with the abnormal situation of each module, the management center integrally manages the set relation of modules and strings that can be changed according to the status and situation of each of these modules, information of each module and old information, It is difficult to cope with a problem caused by a network situation or an error in inputting information.
본 발명은 태양광 모듈 스트링, 접속반 및 인버터로 구성되는 계통연계시스템에 스트링 블록 디바이스(STRING BLOCK DEVICE)를 적용하여 태양광발전 운전시 이상회로를 선택차단함으로써 사고파급을 방지하는 태양광발전시스템의 제공을 목적으로 한다. A STRING BLOCK DEVICE (STRING BLOCK DEVICE) is applied to a grid connection system composed of a solar module string, a connection panel, and an inverter to selectively prevent an abnormal circuit in the solar power generation operation, .
상기와 같은 본 발명의 목적은 복수의 태양광 모듈들이 직렬로 연결된 태양광 모듈 스트링과 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터 사이에 설치되어 상기 태양광 모듈 스트링으로부터 출력되는 직류전력를 상기 인버터로 출력하는 태양광 발전 시스템용 접속반에 있어서, 상기 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부를 판단하기 위한 데이터를 수집하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부에 따라 태양광 모듈 스트링의 전력 출력을 제한하는 동작부;를 포함하는 접속반에 의해 실현될 수 있다. It is an object of the present invention to provide a solar module module, which is installed between a solar module string connected in series with a plurality of solar modules and an inverter which converts DC power outputted from the solar module string into AC power, And outputting DC power to the inverter, the connection panel comprising: a detector for collecting data for determining whether the solar module string is operating normally; And an operation unit for limiting the power output of the solar module string according to whether the solar module string is normally operated by analysis of the data collected from the detection unit.
여기서, 상기 검출부는 상기 태양광 모듈 스트링의 지락구간을 검출하는 지락구간 검출부와, 상기 태양광 모듈 스트링의 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부와, 상기 태양광 모듈 스트링의 고장전류를 검출하는 고장전류 검출부를 포함할 수 있다. The detecting unit includes a ground fault section detecting section for detecting a ground fault section of the solar module string, a leakage current detecting section for detecting a leakage current of the solar module string, a fault current detecting section for detecting a fault current of the solar module string, And a detection unit.
또한, 검출부는 상기 태양광 모듈 스트링과 접속반을 연결하는 선로에 설치되어 온도를 측정하는 온도 검출부를 더 포함할 수 있다. The detection unit may further include a temperature detection unit installed on a line connecting the solar module string and the connection unit to measure temperature.
또한, 검출부는 상기 접속반의 화재를 감지하는 화재검출부를 더 포함할 수 있다. The detection unit may further include a fire detection unit for detecting a fire in the connection unit.
한편, 본 발명에 따른 접속반에 있어서, 상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 접속반의 정상 작동 여부에 따라 접속반의 전력 출력을 제한하는 제어부를 더 포함할 수 있다. The connection module according to the present invention may further include a control unit for limiting the power output of the connection module according to the normal operation of the connection module by analyzing the data collected from the detection module.
또한, 상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링 및 접속반의 상태정보를 제공하는 알람시스템을 포함할 수 있다.The alarm system may further include a solar module string by analyzing the data collected from the detector, and an alarm system for providing status information of the connection module.
다른 한편으로, 본 발명에 따른 접속반에 있어서, 상기 태양광 모듈 스트링은 복수개이고, 상기 검출부는 태양광 모듈 스트링의 수와 대응되게 구비되며, 상기 동작부는 상기 검출부들로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부에 따라 정상 작동이 아닌 태양광 모듈 스트링의 출력을 선택적으로 제한하는 것일 수 있다. On the other hand, in the connection panel according to the present invention, there are a plurality of the solar module strings, and the detection section is provided corresponding to the number of the solar module strings, and the operation section analyzes the data collected from the detection sections To selectively limit the output of the photovoltaic module string to non-normal operation depending on whether the solar module string is operating normally.
태양광 발전 시스템에 본 발명에 따른 스트링 블록 디바이스(STRING BLOCK DEVICE)를 적용하여 태양광 발전 운전시 이상회로를 선택차단함으로써 사고파급(태양광 모듈 스트링에서 생성되는 고전압의 직류전원을 제어하지 못함으로서 상용전원까지 사고가 확산, 화재 확산, 감전사고 등의 사고파급)을 방지할 수 있다. By applying a STRING BLOCK DEVICE according to the present invention to a photovoltaic power generation system, it is possible to prevent an accidental ripple (control of a high voltage DC power generated in a solar module string by selecting and blocking an abnormal circuit during a solar power generation operation It is possible to prevent accidents from spreading to commercial power, spreading of fire, accidental accidents such as electric shock accident).
도 1은 태양광 발전시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 일실시예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전시스템의 접속반을 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a solar power generation system,
FIG. 2 is a schematic view of a solar power generation system according to the present invention,
3 is a diagram illustrating an embodiment of a solar power generation system according to the present invention,
4 shows a connection panel of a solar power generation system according to the present invention.
본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 지락전류 검출방식에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 지락전류 검출방식은 선로의 접지방식에 따라 다르며, 대체로 1) 중성점 직접 접지방식, 저저항 접지방식의 잔류회로 이용 검출방식. 2) 중성점 직접접지방식, 저저항 접지방식, 고저항 접지방식의 중성선 CT(Current Sensor)이용 지락전류 검출방식. 3) 고저항 접지방식, 비접지방식의 영상변류기를 이용한 검출방식. 4) 저저항 접지방식, 저압계통의 중성점 직접접지방식의 3권선 CT이용 검출방식 등으로 분류된다.Prior to the description of the present invention, the ground fault current detection method included in the technical idea of the present invention will be described as follows. The ground fault current detection method differs depending on the grounding method of the line. In general, 1) Neutral point direct grounding method and low resistance grounding method are used. 2) Ground fault current detection method using neutral point direct grounding method, low resistance grounding method, and high resistance grounding type neutral sensor CT (Current Sensor). 3) High-resistance grounding method, detection method using a non-grounding video current transformer. 4) low-resistance grounding system, and 3-wire CT using neutral point direct grounding system of low-voltage system.
각 검출방식별 특징을 살펴보면, 잔류회로 이용 검출방식은 일반적으로 정격전류가 400A이하인 경우에 채용되는 방식이지만, 중성점 직접접지방식의 저압선의 접촉저항 등에 따라 지락전류의 크기가 결정되므로 지락전류가 차단기로에서는 지락 발생시의 대지전압과 중성점 접지저항의 크기 및 지락지점을 동작시킬 수 있는 큰 전류를 얻기가 어려움이 있다. 예로서, 저압 선간전압 440V, 중성점 접지저항을 5Ω이라 하고 접촉저항을 무시한 경우의 지락전류의 크기는 440/√3 ÷ 5 = 50.8[A] ACB의 정격전류가 600A이고 OCGR의 탭을 0.1로 조정하더라도 ACB 차단전류는 60A이상이 되어야 하므로 위 계산식의 전류는 ACB를 차단할 수 없게된다. 중성점 접지선 CT이용 지락전류 검출방식은 3상4선식에서 중성점을 접지하고 그 접지선에 CT를 설치하여 지락전류를 검출하는 방식으로 부하 불평형 전류에 의한 오동작을 방지할 수 있으며, 예상되는 지락전류의 크기에 따라 CT를 선정할 수 있으므로 저압전로의 지락전류 검출방식으로 가장 합리적인 방식이다. 영상변류기 이용 지락검출 방식 고저항 접지식이나 비접지 방식에 사용하는 검출방식으로 선로의 지락전류는 수백mA 정도이다. 3권선 CT 이용 검출방식은 전류를 변류하기 위하여 일반적으로 사용하는 2권선 CT 대신 지락전류를 검출할 수 있는 권선이 따로 제작된 CT를 이용하는 것으로 일반적으로 정격전류가 300A가 넘는 저저항 접지식 계통에 주로 사용하며, 3차권선의 변류비는 항상 100/5A로 되어 있다. 저압계통의 중성점 직접방식에서도 채택이 가능하나 기기의 가격이 고가이므로 선정시 경제성 등에 대한 검토가 필요하다. The characteristics of each detection method are as follows. The residual circuit use detection method is generally adopted when the rated current is 400 A or less. However, since the magnitude of the ground fault current is determined according to the contact resistance of the low voltage direct line type neutral ground, It is difficult to obtain the magnitude of the ground voltage and the neutral point grounding resistance at the time of ground fault and the large current that can operate the ground fault point. For example, if the low-voltage line-to-line voltage is 440V and the neutral-point grounding resistance is 5Ω, and the contact resistance is ignored, the magnitude of the ground fault current is 440 / √3 ÷ 5 = 50.8 [A] Even if it is adjusted, ACB breaking current should be more than 60A, so the current in the above formula can not block ACB. The ground fault current detection method using the neutral grounding wire CT is a method of detecting the ground fault current by detecting the ground fault by grounding the neutral point in the 3-phase 4-wire type and installing the CT on the ground wire, thereby preventing malfunction due to the load unbalance current. , It is the most reasonable method to detect the ground fault current in the low-voltage path. Ground fault detection method using video current transformer The ground fault current of the line is about several hundred mA due to the detection method used for high resistance ground or non-grounded method. The 3-winding CT detection method utilizes a CT that has a separate winding to detect a ground fault current instead of a 2-winding CT that is generally used to change the current. In general, a low-resistance grounded system with a rated current exceeding 300 A It is mainly used, and the ratio of 3rd winding is always 100 / 5A. It is possible to adopt the neutral point direct method of the low pressure system, but the price of the device is expensive, so it is necessary to examine economical efficiency etc. when selecting.
중성선 접지선에 지락 검출용 CT를 사용하도록 권장하는 이유는 CT 비율이 큰 경우에는 지락시 검출되는 지락전류가 ACB 내장 OCGR의 최소 정정값보다 적게되어 지락사고 발생시 ACB가 고장전류를 차단할 수 없게 되므로 중성점 접지선에 적정 비율의 CT를 사용하여 지락전류를 검출하고 있다.It is recommended to use the CT for ground fault detection on the neutral wire grounding line because if the CT ratio is large, the ground fault current detected during the ground fault becomes less than the minimum correction value of the OCB built-in OCGR and the ACB can not block the fault current in case of a ground fault, Ground fault current is detected by using appropriate ratio of CT to the ground wire.
이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
본 발명의 접속반은 도 1과 같은 태양광 발전 시스템(1000)에서 태양광 발전 운전시 사고파급(태양광 모듈 스트링(100)에서 생성되는 고전압의 직류전원을 제어하지 못함으로서 상용전원까지 사고가 확산, 화재 확산, 감전사고 등의 사고파급)을 방지할 수 있는 스트링 블록 디바이스(STRING BLOCK DEVICE, 이하, SBD(200))를 포함한다. The connection panel of the present invention can not control the high voltage DC power generated in the
구체적으로 복수의 태양광 모듈(110,120)들이 직렬로 연결된 태양광 모듈 스트링(100)과 상기 태양광 모듈 스트링(100)으로부터 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터(400) 사이에 설치되어 상기 태양광 모듈 스트링(100)으로부터 출력되는 직류전력를 상기 인버터(400)로 출력하는 태양광 발전 시스템용 접속반(300)에 있어서, 상기 태양광 모듈 스트링(100)의 정상 작동 여부를 판단하기 위한 데이터를 수집하는 검출부(210)와, 상기 검출부(210)로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링(100)의 정상 작동 여부에 따라 태양광 모듈 스트링(100)의 전력 출력을 제한하는 동작부(250)를 포함한다. Specifically, a plurality of
여기서 태양광 모듈 스트링(100)은 복수개일 수 있으며, 검출부(210)는 태양광 모듈 스트링(100)의 수와 대응되게 구비될 수 있다. 상기 동작부(250)는 상기 검출부(210)들로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링(100)의 정상 작동 여부에 따라 정상 작동이 아닌 태양광 모듈 스트링(100)의 출력을 선택적으로 제한할 수 있다. In this case, the number of the
상기 검출부(210) 및 동작부(250)는 SBD(200)를 이루는 구성 요소로서, SBD(200)의 검출부(210)는 태양광 모듈 스트링(100)의 정상 작동 여부를 판단하기 위한 데이터를 수집하기 위해서 태양광 모듈 스트링(100) 및 접속반(300)에 구비될 수 있다. 이러한 검출부(210)는 태양광 모듈 스트링(100)의 지락구간을 검출하는 지락구간 검출부와, 태양광 모듈 스트링(100) 및 접속반(300)의 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부와, 태양광 모듈 스트링(100)의 고장전류를 검출하는 고장전류 검출부와, 태양광 모듈 스트링(100)과 접속반(300)을 연결하는 선로에 설치되어 온도를 측정하는 온도 검출부와, 상기 접속반(300)의 화재를 감지하는 화재검출부를 포함할 수 있다. The
이러한 접속반(300)은 상기 검출부(210)로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 접속반(300)의 정상 작동 여부에 따라 접속반의 전력 출력을 제한하는 제어부(310)를 더 포함한다.The
제어부(310)는 상기 검출부(210)로부터 수집된 데이터를 분석하는 기능을 수행할 수 있다. 도 2 내지 3에서는 제어부(310)가 검출부(210)로부터 수집된 데이터를 분석하는 기능을 수행하지만, 다른 한편으로는 접속반(300)의 제어부(310)에서는 일반적인 접속반(300)의 기능을 수행하도록 하면서, SBD(200)에서 별도로 제어부를 마련하여 검출부(210)로부터 수집된 데이터를 분석하는 기능을 수행할 수도 있다. The
한편, 접속반(300)은 도시되지는 않았지만 상기 검출부(210)로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링(100) 및 접속반(300)의 상태정보를 제공하는 알람시스템을 포함할 수 있다. 이러한 알람시스템은 단계별 위험도를 적용하여 안내할 수 있는데, 예컨대, 안전모드, 경고모드, 위험모드로 구분하여 안내할 수 있다. On the other hand, the
안전모드의 경우는 태양광 발전 시스템(1000)이 정상적으로 가동된 것을 의미하고, 녹색점등으로 표시될 수 있다. 경고모드는 측정데이터 중 이상회로 발생시 이상회로 표시 및 SBD(200)를 통해 해당 회로가 차단된 상태를 의미하고, 적색점등으로 표시될 수 있다. 위험모드는 화재가 발생된 상황일 수 있으며, 이때에는 태양광 발전 시스템(1000)의 작동 중지 및 접속반 DC 메인차단기 개방, SBD(200)와 연결된 전회로 개방을 의미하며, 황색점등으로 표시될 수 있다.In the case of the safety mode, it means that the solar
한편, 본 발명의 태양광 발전 시스템(1000)은 전술한 바와 같은 접속반(300)을 포함한다. Meanwhile, the solar
도 4는 태양광 모듈스트링(100), 접속반(300) 및 인버터(400)로 구성되는 계통연계시스템에 STRING BLOCK DEVICE(이하 "SBD(200)")를 적용하여 태양광발전 운전시 이상회로를 선택차단함으로 사고파급을 방지하는 기능을 갖춘 태양광발전 시스템(1000)으로서 상기 태양광발전시스템(1000)에 있어 접속반(300)은 화재 및 사고발생이 가장 빈번하게 나타나며, 태양전지에서 생성되는 고전압의 직류전원을 제어하지 못함으로서 상용전원까지 사고가 파급됨으로 사고의 파급을 막기위해서는 접속반(300)의 인입 및 인출전원을 개방하여야 화재의 확산, 감전사고를 예방할 수 있다. 태양광발전시 화재의원인으로는 일반적으로 태양전지 인입케이블의 단락으로 인한 과전류, 지락전류, 역전류방지다이오드 과온도에 의한 절연파괴, 태양전지의 크랙에 의한 지속적인 누설전류발생으로 절연파괴, 태양전지 모듈내의 접속불량 및 오결선 인입케이블 단말처리불량에 의한 직렬아크발생 등이 있는데, 이러한 현상들을 감지하기 위한 방법으로서, 본 발명은 도 4에서 보는 바와 같이 지락구간검출센서(211), 누설검출센서(212), 아크검출센서(213), 라인온도 검출센서(214)를 구비하고 있고, 이 센서들에서 검출된 센서값을 처리하여, 설정된 값 이상일 경우, SBD(200)가 작동되도록 하고 있다. 4 is a block diagram of a STRING BLOCK DEVICE (hereinafter referred to as "
이를 더 상세하게 설명하면, 도 4에서 SBD(200)은 이상발생시 입력전원을 차단하는 기능을 하는 것으로서, 이를 제어하는 제어부(310)를 두고, 제어부(310)에 입력되는 센서값들은 태양광 모듈에 설치되어 순간적으로 흐르는 지락전류를 검출하기 위하여 지락구간검출센서(211)에 의한 펄스전류검출부, 누설검출센서(212)는 절연저항을 통하여 흐르는 누설전류를 검출하기 위한 것으로서, 이는 미세전류를 검출하기 위하여 회로기판을 통해 누설전류치를 증폭하여 신호를 얻게 된다. 상기 미세전류값은 제어부(310)에 입력되며, 아크 검출센서(213)은 불꽃 등 아크가 발생할 경우, 아크/온도 검출부를 통해, 제어부(310)로 검출신호가 입력되며, 또한, Power Line의 온도를 검출함으로서, 과전류를 검출하여 제어부에 신호를 전송하며, 또한, 절연저항을 계측하는 방법은 DC전압발생부에서 전압을 발생시켜, 절연저항을 계측부에서 절연저항값을 전송하여 제어부(310)에 신호를 전송한다. 상기 제어부(310)는 이러한 모든 상황을 제어하여, 누설전류, 화재검출 등 이상 신호 발생시 배선용 차단기(MCCB)를 작동하여 전력을 차단하게 된다.4, the
더 구체적으로 SBD(200)의 기능을 살펴보면, 1) 절연저항측정 태양전지모듈의 절연저항 기준범위를 40㏁/㎡으로 정하고 태양전지모듈스트링 전압(0V), 전류(20㎃) 이하시 DC전압발생부 및 절연저항 계측부에서 절연저항을 3회 측정후 최소의 값을 제어부에서 저장하고 SBD(200)의 동작여부를 판단하여 스트링별 고장구간을 선택 동작시킴으로써 절연파괴에 의한 시스템 전체의 사고파급을 예방하며, 2) 누설전류측정 기능은 활선상태에서의 태양전지모듈스트링은 절연저항을 측정할수 없으므로 상기 도 4의 누설검출센서(212)를 이용한 누설전류를 감시하여 누설전류가 적정이상으로 검출되는 스트링만 SBD(200)의 동작부(250)에서 선택 차단하고 펄스전류발신부와 검출부을 가동시킴으로서 지락구간을 검출하고 제어부에서는 관리자에서 지락구간을 지시함으로 빠른 시간내에 고장구간을 점검 교체하여 전력손실을 최대한 줄이고 사고파급을 줄이며, 3) 태양전지스트링 인입회로 직렬아크 및 온도측정 기능은 태양전지스트링의 인입회로 아크검출센서(213) 및 라인온도 검출센서(214)를 시설하여 아크발생유무를 판단하고 인입회로의 온도를 측정하여 SBD(200)에서 이상스트링회로를 선택개방하여 단락에 의한 직렬아크, 개폐아크에 의한 사고를 방지하며, 아크온도계측부는 태양전지스트링 회로별 주파수파형을 감시함으로 아크발생 유무를 판단하고 파형의 변동이 급변시 제어기에 입력값을 송신함으로 SBD(200)에서 사고여부를 감지하여 선택적으로 개방한다. 4) 단계별 위험도 적용방법은 안전상태는 발전시스템 정상가동 중으로서 녹색등이 점등 표시되고, 경고상태는 측정데이터 중 이상회로 발생시 이상회로 표시 및 회로차단 발전시스템은 정상가동되는 상황을 표시하고, SBD(200)에서 이상회로 선택개방 적색등이 점등되어 표시된다. 위험단계는 발전시스템을 정지하고, 접속반 DC 메인차단기 개방하고, SBD 전회로 개방하고, 황색등을 점등하여 표시하는 방식으로 구성된다.More specifically, the function of the
한편, 도 5에 도시된 태양광 발전 시스템(1000')은 본 발명에서 누설전류를 검출하고 누설전류 검출 유무에 따라 인버터로의 직류전력 출력을 제한하는 과정 등을 설명하기 위하여 도시된 것이다. 도 5를 참조하면, 태양광 발전 시스템(1000')은 병렬로 연결된 복수의 태양 전지 어레이(110'), 각각의 태양 전지 어레이(110')에서 생성된 직류 전압을 병합하여 인버터(130')로 공급하는 접속반(120'), 공급받은 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 인버터(130') 및 태양광 발전 시스템(1000')의 전체 동작 상태를 모니터링 하는 모니터링 장치(140')를 포함한다. 도 5에 따르면, 복수의 태양 전지 어레이(110')는 병렬로 연결된다. 이 태양 전지 어레이(110')는 소정의 출력전압을 만족하기 위해 복수의 태양전지 모듈이 직렬 연결되고 하나로 합쳐진 회로이다. 또한 각각의 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀들이 직렬로 연결되어 있다. 태양 전지 어레이(110')는 직류 전압을 생성하고 전류를 발생 시킨다. 발생된 전류는 태양 전지 어레이(110'), 접속반(120') 및 인버터(130') 사이의 폐회로를 따라 흐른다. 태양 전지 어레이(110')에서 발생된 전류는 인버터(130')로 공급되는 입력전류 및 인버터(130')를 통과하여 출력되는 출력전류로 구분할 수 있다. 접속반(120')은 복수의 태양 전지 어레이(110')에서 생성된 직류 전압을 병합하여 인버터(130')로 공급한다. 접속반(120')은 태양 전지 어레이(110')의 각 출력단마다 직렬로 연결된 퓨즈(121'), 각 퓨즈(121')에 직렬로 연결된 역전압 방지부(122'), 역전압 방지부(122')의 출력단에 연결된 누설전류 검출센서(125'), 누설전류 검출센서(125')에 유도된 유기 전압을 증폭하는 증폭기(126'), 누설전류 검출센서(125')의 출력단에 연결된 동작부(250)을 포함한다. 또한, 접속반(120')은 퓨즈(121')와 역전압 방지부(122') 사이의 전압을 측정하는 전압 측정부(123'), 역전압 방지부(122')의 출력단 전류를 측정하는 전류 측정부(124'), 태양 전지 어레이(110')와 인버터(130') 사이의 상태를 외부의 모니터링 장치(140')로 전송하는 제어 장치(127')를 포함한다. 퓨즈(121')는 복수의 태양 전지 어레이(110')의 각 출력단에 직렬로 연결된다. 퓨즈(121')는 규정 값을 초과한 직류 전류가 인입되면 단락될 것이다. 따라서 퓨즈(121')는 과전류가 접속반(120')에 인입되는 것을 방지하여 접속반(120')의 회로를 보호한다. 역전압 방지부(122')는 태양 전지 어레이(110')를 개별적으로 보호하기 위해서 각각의 퓨즈(121')에 직렬로 연결된다. 역전압 방지부(122')는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하고 역 방향으로는 흐르지 못하게 한다. 따라서 역전압 방지부(122')는 비정상적인 전류의 흐름으로부터 태양 전지 어레이(110')를 보호한다. 전압 측정부(123')는 퓨즈(121')와 역전압 방지부(122) 사이의 개별 전압을 측정한다. 전압 측정부(123')에서 측정된 각각의 전압 값은 제어 장치(127')를 통해 모니터링 장치(140')로 전송된다. 관리자는 모니터링 장치(140')로 전송된 각각의 전압 값을 모니터링 하여 각 태양 전지 어레이(110')별 발전량을 감시할 수 있다. 따라서 태양광 발전 시스템(1000')의 이상 여부 및 발전량을 실시간으로 확인할 수 있다. 또한 각각의 퓨즈(121')의 단락 여부와 각각의 역전압 방지부(122')의 이상 여부도 판단 할 수 있다. 전류 측정부(124')는 역전압 방지부(122')의 출력단 전류를 측정한다. 전류 측정부(124')에서 측정된 전류 값은 제어 장치(127')를 통해 모니터링 장치(140')로 전송된다. 누설전류 검출센서(125')는 인버터(130')로 공급되는 입력전류와 인버터(130')를 통과하여 출력되는 출력전류간의 전류차이에 따라 발생하는 자속을 측정하여 지락 및 누설전류를 검출한다. 지락 및 누설전류 검출장치의 동작 양상을 설명하기 위한 간략도를 통해 구체적으로 설명하자면, 태양 전지 어레이(110')는 직류 전압을 생성하고 전류를 발생 시킨다. 발생된 전류는 태양 전지 어레이(110')와 인버터(130') 사이의 폐회로를 따라 흐른다. 발생된 전류는 인버터(130')로 공급되는 입력전류 및 인버터(130')를 통과하여 출력되는 출력전류로 구분할 수 있다. 여기서, 태양 전지 어레이(110')와 인버터(130') 사이의 폐회로에서 지락 및 누설전류가 없다면 입력전류와 출력전류는 동일하고 누설전류 검출센서(125')의 주위에 자속이 발생하지 않는다. 그러나 태양 전지 어레이(110)와 인버터(130)사이의 폐회로에서 지락 및 누설전류가 있다면 입력전류와 출력전류는 다르고 누설전류 검출센서(125')의 주위에 자속이 발생한다. 따라서 누설전류 검출센서(125')는 이 자속의 발생 여부로 태양 전지 어레이(110')와 인버터(130')사이의 폐회로에서 지락 및 누설전류가 발생한 것을 검출한다. 누설전류 검출센서(125')는 누설전류 검출센서(125')의 주위에 발생한 자속을 통해 유기 전압을 유도한다. 증폭기(126')는 유도된 유기 전압을 증폭한다. 증폭된 전압은 제어 장치(127')를 통해 동작부(250)를 단절시켜 폐회로를 차단한다. 또한 제어 장치(127')는 지락 및 누설전류 발생에 따라 동작부(250)를 단절시킨 정보를 모니터링 장치(140')로 전송한다. 따라서 지락 및 누설 전류발생시 태양광 발전 시스템(1000')을 신속하게 정지하여 안전성 확보가 가능하다. 또한, 태양광 발전 시스템(1000')을 지락 및 누설전류로부터 보호할 수 있다. 제어 장치(127')는 전압 측정부(123')에서 측정된 전압 값, 전류 측정부(124')에서 측정된 전류 값, 동작부(250)의 동작 상태 등의 정보를 외부의 모니터링 장치(140')로 전송한다. 도시 되지는 않았지만 접속반(120') 내부에 화재 발생 경보기, 동작 감지센서 등을 추가하여 모니터링 장치(140')에서 감시하는 것도 가능할 것이다. 또한 제어장치(127')는 모니터링 장치(140')의 제어 신호에 따라 동작부(250)의 온오프 동작을 제어한다. 인버터(130')는 접속반(120')을 통해 복수의 태양 전지 어레이(110')로부터 생성된 직류 전압을 공급 받는다. 인버터(130')는 공급받은 직류 전압을 교류 전압으로 변환한다. 인버터(130')에서 변환된 교류 전압은 교류 전압을 사용하는 부하에 공급된다.5 is a view for explaining a process of detecting a leakage current and limiting a direct current power output to the inverter according to whether leakage current is detected or not in the present invention. Referring to FIG. 5, the solar power generation system 1000 'includes a plurality of solar cell arrays 110' connected in parallel, a DC voltage generated in each solar cell array 110 ' , An inverter 130 'for converting the supplied DC voltage into an AC voltage, and a monitoring device 140' for monitoring the overall operation state of the solar power generation system 1000 ' . According to FIG. 5, a plurality of solar cell arrays 110 'are connected in parallel. The solar cell array 110 'is a circuit in which a plurality of solar cell modules are connected in series and combined to satisfy a predetermined output voltage. Each of the solar cell modules has a plurality of solar cells connected in series. The solar cell array 110 'generates a direct current voltage and generates a current. The generated current flows along the closed circuit between the solar cell array 110 ', the connection panel 120' and the inverter 130 '. The current generated in the solar cell array 110 'can be divided into an input current supplied to the inverter 130' and an output current passed through the inverter 130 '. The connection panel 120 'merges the DC voltages generated in the plurality of solar cell arrays 110' and supplies the combined DC voltages to the inverter 130 '. The connection unit 120 'includes a fuse 121' connected in series to each output terminal of the solar cell array 110 ', a reverse voltage prevention unit 122' connected in series to each fuse 121 ' A leakage current detection sensor 125 'connected to the output terminal of the leakage current detection sensor 125', an amplifier 126 'amplifying the induced voltage induced in the leakage current detection sensor 125' And a
모니터링 장치(140')는 외부에서 태양광 발전 시스템(1000')의 동작 상태 및 이상 유무를 모니터링 한다. 모니터링 장치(140')는 접속반(120')에 설치된 제어장치(127')로부터 전송되는 정보와 인버터(130')로부터 전송되는 정보를 종합하여 감시하고 관리자가 원격으로 파악할 수 있게 해준다. 즉, 태양광 발전 시스템(1000')의 전반적인 동작상태를 감시한다. 모니터링 장치(140')는 복수개로 구성된 접속반(120')과 복수개로 구성된 인버터(130')를 광범위하게 관리하는 것도 가능하다. 모니터링 장치(140')는 현재의 발전량, 누적량, 각 접속반(120')의 동작정보, 각 인버터(130')의 동작 정보, 비정상 상황 발생 신호 등과 같은 정보를 관리자에게 제공한다. 관리자는 제공되는 정보로 현재 동작 상태를 파악하고 관리할 수 있다. 따라서 관리자는 비정상 동작에 따른 신속한 복구와 유사 사고 재발을 예방할 수 있다. 모니터링 장치(140')는 무선 단말과 통신망을 통해 연결되어 있다(미도시). 관리자는 무선 단말을 통해 태양광 발전 시스템(1000')의 실시간 상태를 외부에서도 체크할 수 있다. 또한 지락 및 누설전류가 발생하여 태양광 발전 시스템(1000')이 운전을 멈추면, 모니터링 시스템(140')은 관리자의 무선 단말에 이상 발생 메시지를 통보한다. 상기와 같은 구성으로 지락 및 누전 발생시 태양광 발전 시스템(1000') 작동을 신속하게 중단하여 안전성 확보가 가능하고 이에 따라 인명사고의 위험을 사전에 예방할 수 있다. 또한 태양광 발전 시스템(1000')의 이상 여부를 신속하게 판단하여 관리하므로 태양광 발전 시스템(1000')의 관리 효율을 향상할 수 있다.The monitoring device 140 'monitors the operation state and abnormality of the solar power generation system 1000' from the outside. The monitoring device 140 'collectively monitors the information transmitted from the controller 127' installed in the connection panel 120 'and the information transmitted from the inverter 130', and allows the administrator to grasp the information remotely. That is, the overall operation state of the solar power generation system 1000 'is monitored. The monitoring device 140 'can also widely manage a plurality of connection units 120' and a plurality of inverters 130 '. The monitoring device 140 'provides information such as current power generation amount, accumulation amount, operation information of each connection panel 120', operation information of each inverter 130 ', abnormal condition occurrence signal, etc. to the manager. The administrator can identify and manage the current operation status with the provided information. Therefore, the administrator can prevent the quick recovery according to the abnormal operation and the recurrence of similar accidents. The monitoring device 140 'is connected to the wireless terminal through a communication network (not shown). The manager can check the real-time status of the solar power generation system 1000 'from the outside through the wireless terminal. Also, when the solar power generation system 1000 'stops operating due to a ground fault and a leakage current, the monitoring system 140' notifies an administrator's wireless terminal of an error occurrence message. With such a configuration, the operation of the photovoltaic power generation system 1000 'can be quickly interrupted when a ground fault or a short circuit is generated, thereby securing safety, thereby preventing the risk of human accidents in advance. In addition, the management efficiency of the photovoltaic power generation system 1000 'can be improved by quickly judging and managing the abnormality of the photovoltaic power generation system 1000'.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
100: 태양광 모듈 스트링
200: SBD
300: 접속반
400: 인버터100: Solar module string
200: SBD
300: Connection board
400: Inverter
Claims (9)
상기 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부를 판단하기 위한 데이터를 수집하는 검출부;
상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부에 따라 태양광 모듈 스트링의 전력 출력을 제한하는 동작부; 및
상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링 및 접속반의 상태정보를 제공하는 알람시스템; 및
상기 검출부로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 접속반의 정상 작동 여부에 따라 접속반의 전력 출력을 제한하는 제어부;를 포함하되,
상기 태양광 모듈 스트링은 복수 개이고, 상기 검출부는 상기 태양광 모듈 스트링의 수와 대응되게 구비되며,
상기 태양광 모듈 스트링은 지락구간검출센서, 누설검출센서, 아크검출센서, 라인온도 검출센서를 구비하고 상기 센서들에서 검출된 센서값을 처리하여, 설정된 값 이상으로 이상 발생 시 입력전원을 차단하는 기능을 수행하는 상기 검출부와 상기 동작부로 이루어진 SBD(String Block Device)가 동작하도록 하며,
상기 검출부는 상기 태양광 모듈 스트링의 지락구간을 검출하는 지락구간 검출부와, 상기 태양광 모듈 스트링 및 접속반의 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부와, 상기 태양광 모듈 스트링의 고장전류를 검출하는 고장전류 검출부와, 상기 태양광 모듈 스트링과 접속반을 연결하는 선로에 설치되어 온도를 측정하는 온도 검출부와, 상기 접속반의 화재를 감지하는 화재검출부를 더 포함하고,
상기 동작부는 상기 검출부의 출력단에 직렬로 연결되어 상기 검출부들로부터 수집된 데이터의 분석에 의한 태양광 모듈 스트링의 정상 작동 여부에 따라 정상 작동이 아닌 태양광 모듈 스트링의 출력을 선택적으로 제한하며,
상기 제어부는 상기 검출부로부터 수집된 데이터를 분석하는 기능을 수행하여 상기 누설전류, 고장전류 및 화재검출로 이상 신호 발생 시 배선용차단기를 작동하여 전력을 차단하며,
상기 알람시스템은 단계별 위험도를 적용하여 안전모드, 경고모드, 위험모드로 구분하여 안내하는 것으로,
상기 안전모드는 태양광 발전 시스템이 정상적으로 가동되는 것으로 녹색점등으로 표시되며,
상기 경고모드는 측정데이터 중 이상회로 발생 시 이상회로 표시 및 상기 SDB(String Block Device)를 통해 해당 회로가 차단된 상태를 의미하는 것으로 적색점등으로 표시되며,
상기 위험모드는 화재가 발생된 상황일 수 있으며, 이때에는 태양광 발전 시스템의 작동 중지 및 접속반 DC 메인차단기 개방, 상기 SBD와 연결된 전 회로를 개방하는 것으로 황색점등으로 표시되는 것을 특징으로 하는 접속반.
A plurality of photovoltaic modules are connected in series between a solar module string connected in series and an inverter for converting DC power output from the solar module string into AC power and outputting DC power output from the solar module string to the inverter 1. A connection panel for a solar power generation system,
A detector for collecting data for determining whether the solar module string is operating normally;
An operation unit for limiting the power output of the solar module string according to the normal operation of the solar module string by analysis of the data collected from the detection unit; And
An alarm system for providing status information of a solar module string and a connection module by analyzing data collected from the detection unit; And
And a controller for limiting the power output of the connection module according to whether the connection module is normally operated by analyzing the data collected from the detection module,
Wherein the plurality of solar module strings are provided in correspondence with the number of the solar module strings,
The solar module string includes a ground fault section detection sensor, a leakage detection sensor, an arc detection sensor, and a line temperature detection sensor. The sensor module processes the sensor value detected by the sensors, And a SBD (String Block Device) composed of the detection unit and the operation unit performing the function,
Wherein the detecting unit comprises: a ground fault section detecting section for detecting a ground fault section of the photovoltaic module string; a leakage current detecting section for detecting a leakage current of the photovoltaic module string and the connecting section; A temperature detecting unit installed on a line connecting the solar module string and the connection module to measure temperature, and a fire detector for detecting a fire in the connection module,
The operation unit is connected in series to an output terminal of the detection unit to selectively limit the output of the solar module string that is not normal operation according to the normal operation of the solar module string by analyzing the data collected from the detection units,
The control unit analyzes the data collected from the detection unit and operates the circuit breaker to cut off power when an abnormal signal is generated due to the leakage current,
The alarm system is divided into a safety mode, a warning mode, and a danger mode by applying a step-by-step risk diagram.
In the safety mode, the solar power generation system is normally operated,
The warning mode indicates a state where an abnormal circuit is generated in the measurement data and the corresponding circuit is blocked through the SDB (String Block Device) and is displayed as red light.
The dangerous mode may be a state in which a fire has occurred. In this case, the operation of the photovoltaic power generation system is suspended, the connection main circuit DC main breaker is opened, all circuits connected to the SBD are opened, half.
A photovoltaic power generation system comprising a connection panel of claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170095925A KR101868433B1 (en) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Photovoltaic power generation system with string block device for preventing solar module string accident |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170095925A KR101868433B1 (en) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Photovoltaic power generation system with string block device for preventing solar module string accident |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101868433B1 true KR101868433B1 (en) | 2018-07-23 |
Family
ID=63102832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170095925A Active KR101868433B1 (en) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Photovoltaic power generation system with string block device for preventing solar module string accident |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101868433B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101968730B1 (en) * | 2018-11-16 | 2019-04-12 | 주식회사 솔라위즈 | A solar panel having a power cut-off switch module, and a photovoltaic generator including the solar panel |
KR102183596B1 (en) * | 2020-06-23 | 2020-11-26 | (주)한양케이앤이 | Ground-fault detector in commercial AC station with ground potential transformer at PV-station and operating system thereof |
KR20210129402A (en) * | 2020-04-20 | 2021-10-28 | 백우민 | System and method for managing a safety of woking site |
KR20220028428A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-08 | 호남대학교 산학협력단 | Apparatus for ground fault blocking of solar junction box and method therefor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101529476B1 (en) | 2015-01-28 | 2015-06-29 | 주식회사 베스텍 | Insulation resistance monitoring system of solar power module string |
KR101645656B1 (en) * | 2016-04-15 | 2016-08-05 | 곽철원 | Solar power generating system with disaster prevention function |
JP2017005852A (en) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | オムロン株式会社 | Method and device for inspecting photovoltaic power generation system |
-
2017
- 2017-07-28 KR KR1020170095925A patent/KR101868433B1/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101529476B1 (en) | 2015-01-28 | 2015-06-29 | 주식회사 베스텍 | Insulation resistance monitoring system of solar power module string |
JP2017005852A (en) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | オムロン株式会社 | Method and device for inspecting photovoltaic power generation system |
KR101645656B1 (en) * | 2016-04-15 | 2016-08-05 | 곽철원 | Solar power generating system with disaster prevention function |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101968730B1 (en) * | 2018-11-16 | 2019-04-12 | 주식회사 솔라위즈 | A solar panel having a power cut-off switch module, and a photovoltaic generator including the solar panel |
KR20210129402A (en) * | 2020-04-20 | 2021-10-28 | 백우민 | System and method for managing a safety of woking site |
KR102412115B1 (en) | 2020-04-20 | 2022-06-21 | 백우민 | System and method for managing a safety of woking site |
KR102183596B1 (en) * | 2020-06-23 | 2020-11-26 | (주)한양케이앤이 | Ground-fault detector in commercial AC station with ground potential transformer at PV-station and operating system thereof |
KR20220028428A (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-08 | 호남대학교 산학협력단 | Apparatus for ground fault blocking of solar junction box and method therefor |
KR102414239B1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-06-27 | 호남대학교 산학협력단 | Apparatus for ground fault blocking of solar junction box and method therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101913546B1 (en) | Intelligent Solar Power System Utilizing Fire Prevention and Shutdown Function | |
KR101560345B1 (en) | Solar Photovoltaic System | |
KR101470349B1 (en) | Photovoltaic power generation system equipped with apparatus having a function of detecting grounding or the leakage current | |
KR100983236B1 (en) | Photovoltaic power generation system | |
CN106291201B (en) | Lightning monitoring and degradation state monitoring system and method for lightning protection box | |
US8837097B2 (en) | Protection, monitoring or indication apparatus for a direct current electrical generating apparatus or a plurality of strings | |
KR100956162B1 (en) | Combo type a circuit breaker and method thereof | |
KR101153296B1 (en) | For winding up with the direct current power having a royal mausoleum for winding up with a direct current power supply or earth of a direct current power track and leakage electric current | |
KR101708005B1 (en) | Dc overload and combined arc interruption device | |
KR101868433B1 (en) | Photovoltaic power generation system with string block device for preventing solar module string accident | |
KR101336317B1 (en) | A u-city integration electrical safety management system including real time management and operation of the electrical installation of the large cities like u-city | |
KR100906304B1 (en) | Leakage current blocking control device of surge voltage protection circuit | |
US20170317500A1 (en) | System and method of sensing and isolating a ground fault in a dc-to-ac power conversion system | |
KR101761269B1 (en) | Solar power systems using micro-converter | |
KR20120065830A (en) | Smart solar generation system | |
KR101787528B1 (en) | Electrical Fire Prevention System of Photovoltaic Power System | |
US10012684B2 (en) | Ground fault detection circuit | |
KR20180070208A (en) | Abnormality detection system of power line and distribution facility | |
KR101879742B1 (en) | Solar power generating system having arc detector function of pv modules and prevent deterioration | |
KR102012420B1 (en) | DC arc breaking device including monitoring function | |
KR20230051450A (en) | The solar power system with auto power-off function by leakage current | |
CN106802622A (en) | Fire-fighting equipment power supply smart comprehensive monitoring system based on bus structures | |
KR20170101680A (en) | Internet of Things (IoT) based on the combined arc overload blocking device for electric fire prevention | |
KR101631998B1 (en) | Solar power generation system having Controlling Device for Leakage Current and Double Protection for Surge | |
KR20120086558A (en) | Solar power generation system with monitoring and neutral line replacement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20170728 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PA0302 | Request for accelerated examination |
Patent event date: 20180117 Patent event code: PA03022R01D Comment text: Request for Accelerated Examination Patent event date: 20170728 Patent event code: PA03021R01I Comment text: Patent Application |
|
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180126 Patent event code: PE09021S01D |
|
AMND | Amendment | ||
PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20180509 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20180126 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
AMND | Amendment | ||
PX0901 | Re-examination |
Patent event code: PX09011S01I Patent event date: 20180509 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX09012R01I Patent event date: 20180319 Comment text: Amendment to Specification, etc. |
|
PX0701 | Decision of registration after re-examination |
Patent event date: 20180605 Comment text: Decision to Grant Registration Patent event code: PX07013S01D Patent event date: 20180517 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I Patent event date: 20180509 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX07011S01I Patent event date: 20180319 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I |
|
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20180611 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20180611 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210531 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230703 Start annual number: 6 End annual number: 6 |