KR20020080614A - An apparatus and method for generating combined sources - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복합발전전원의 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광을 이용하여 전기를 발생시키는 태양광 발전과 바람의 힘에 의해 전기를 발생시키는 풍력 발전을 동시에 같은 직류출력으로 조합시켜 수용가에 전력을 공급하도록 한 복합발전전원의 공급장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device and method for a composite power generation, and more particularly, a combination of solar power generating electricity using solar light and wind power generating electricity by the power of wind at the same time with the same DC output. The present invention relates to a device and a method for supplying a combined power source for supplying power to a consumer.
종래 에너지 사용의 가장 큰 문제점은 온실가스 배출인데, 현재 그 온실가스 배출량이 크게 증가한 상태이다. 이와 같은 시점에서 풍력, 태양광 등의 대체 에너지를 이용한 발전에 대한 관심이 증가하고 있으며 연구 개발이 진행중이다.The biggest problem of the conventional energy use is greenhouse gas emission, and the greenhouse gas emission is greatly increased. At this time, interest in power generation using alternative energy such as wind and solar power is increasing, and research and development are in progress.
풍력 및 태양광 발전은 그 자원이 무한하고 연료비용이 들지 않으며 환경친화적인 청정성을 지니고 있어 그 이용가치가 높을 뿐만 아니라 설치의 용이성으로 인해 선로설치에 따른 비용부담이 크거나 기술적으로 상용계통의 전력을 공급받기 어려운 곳에 위치한 수용가에 전력을 공급하기 위한 분산 전원으로써 도입 실용화되고 있다.Wind and photovoltaic power generation has unlimited resources, no fuel cost, and has eco-friendly cleanliness, which is not only high in value, but also easy to install due to the high cost burden and the technical power of commercial systems. It has been put into practical use as a distributed power source for supplying power to customers located where it is difficult to supply.
그러나, 풍력 또는 태양광 만을 이용한 발전을 하는 경우 풍속이나 일사량에 따른 발전 출력의 편차가 심하여 안정적인 전력공급에 문제가 있으며, 특히 정전시에도 계속 동작되어야 하는 기기를 갖춘 수용가에는 치명적인 영향을 미칠 수가 있다.However, when generating power using only wind or solar power, there is a problem in stable power supply due to the variation in power generation output due to wind speed or solar radiation, and especially, it may have a fatal effect on customers equipped with equipment that should be operated continuously even in case of power failure. .
이와 같은 대체 에너지 전원 출력의 기상 의존성을 극복하고자 풍력발전장치나 태양광 발전장치를 상용계통과 연계하는 방법도 나오고 있으나, 상용계통에 의한 전력공급을 받기 힘든 지역에서는 적용하기 어려운 위치적 제약이 따른다.In order to overcome the weather dependence of the alternative energy power output, there is a method of linking the wind power generator or the solar power generator with the commercial system, but it is difficult to apply it in the region where it is difficult to supply the electric power by the commercial system. .
현재, 낙도나 산간벽지에서는 대부분 디젤발전기를 이용해 전기를 공급하고 있으며 이를 풍력 발전, 태양광 발전 등의 대체 에너지 전원으로 교체하기에는 안정적인 전기공급이 어려운 문제점이 있다.At present, remote islands or mountain walls are mostly supplied with diesel generators, and there is a problem that stable electricity supply is difficult to replace with alternative energy sources such as wind power and solar power.
도 1은 종래의 태양광 발전설비의 구성도로서, 태양전지 어레이(10)에서 태양광을 받아 직류전력이 발생되고, 그 발생된 직류전력은 직류/교류 변환기(21)를 거치면서 교류로 변환된다. 이렇게 변환된 교류전력의 일부는 직접 부하에 공급되고, 일부는 기존 계통과 동기를 맞추어 전력 계통으로 전력을 공급하게 된다. 이러한 전체적인 운영 알고리즘이 제어부(22)내에 내장되어 있어서, 그 제어부(22)가 조정 및 운영을 행한다. 제어기(20) 자체에서의 단락 등 고장 발생이나 외부에서 지락이나 단락 등의 고장에 의해 고장전류가 태양광 발전설비로 들어오는 것을 차단하는 보호부(23)가 상기 제어기(20)에 내장된다.1 is a configuration diagram of a conventional photovoltaic power generation facility, and receives direct sunlight from the solar cell array 10 to generate DC power, and the generated DC power is converted into AC while passing through the DC / AC converter 21. do. Some of the converted AC power is supplied directly to the load, and some are supplied to the power system in synchronization with the existing system. This overall operation algorithm is built in the control unit 22, and the control unit 22 performs adjustment and operation. The controller 20 includes a protection unit 23 that prevents a fault current from entering the solar power plant due to a fault such as a short circuit in the controller 20 itself or a fault such as a ground fault or a short circuit from the outside.
도 2는 종래의 풍력 발전설비의 구성도로서, 발전기(SG)(40)에서 발생된 교류전력을 직접 기존 계통으로 보내는 시스템과 발전기(SG)(40)에서 발생된 교류전력을 직류로 바꾼 후 다시 교류로 변환하여 계통으로 내보내는 두 가지의 형태가 있다. 전자의 경우는 시스템의 구조가 간단한 반면에 바람이 불었다 불지 않았다 하는 경우에 출력변동에 의한 계통에의 주파수 전압 등 악영향을 크게 미칠 수가 있다. 후자의 경우는 시스템의 구성이 복잡해지는 반면에 전자의 경우와 같은 입력의 변동에 약간 유동적으로 대처할 수 있는 장점이 있다. 도 2는 후자에 해당하는 시스템으로서, 바람의 힘에 의해 블레이드(30)를 돌리게 되면 발전기(40)와 블레이드(30)가 연결되어 교류 전력이 발생되며, 이때의 교류 전력을 교류/직류 변환기(51)에서 일정 직류 전력으로 변환하고, 그 일정 직류 전력을 다시 직류/교류 변환기(52)에서 교류로 변환한 후, 일부는 부하에 직접 공급하고 일부는 기존 계통과 동기시킨 후 계통으로 전력을 공급하는 시스템이다. 도 2에서 제어부(53)와 보호부(54)는 도 1의 제어부(22)와 보호부(23)의 기능을 동일하게 수행한다.2 is a configuration diagram of a conventional wind power generation facility, after alternating the AC power generated in the system (SG) 40 and the system directly sending the AC power generated in the generator (SG) 40 to the existing system after There are two forms of converting it back into alternating current and sending it to the system. In the former case, the structure of the system is simple, but if the wind is not blown or blown, the adverse effects such as the frequency voltage to the system due to the output fluctuation can be greatly affected. In the latter case, the configuration of the system is complicated, but it has the advantage of being able to cope with the fluctuation of the input as in the case of the former. 2 is a system corresponding to the latter, when the blade 30 is turned by the force of the wind generator 40 and the blade 30 is connected to the AC power is generated, the AC power at this time AC / DC converter ( 51) is converted into a constant DC power, and the constant DC power is converted back to an AC in the DC / AC converter 52, and some are directly supplied to the load, and some are synchronized with the existing system, and then power is supplied to the system. It is a system. In FIG. 2, the control unit 53 and the protection unit 54 perform the same functions as the control unit 22 and the protection unit 23 of FIG. 1.
종래의 태양광 발전은 낙도 또는 오지의 상용전원이 없는 곳에서 태양광을 이용하여 주간에 전력을 발생하여 야간에 사용하기 위해 전기 에너지를 저장하는 배터리를 구비한 발전 방식이 일반적인 방법이었다.Conventional photovoltaic power generation is a power generation method having a battery that stores electric energy for use at night by generating power during the day using sunlight in the absence of commercial power in remote islands or remote areas.
이러한 방법에 있어서의 종래 기술은 1992년 10월 19일에 일본에서 출원된 일본 특개평 제 6-133462호(명칭: 계통 연계 시스템)가 있으나, 이는 상용전원이 연결되어 있는 곳에서만 가능한 계통연계형 시스템이었다.The prior art in this method is Japanese Patent Application Laid-open No. 6-133462 filed in Japan on October 19, 1992 (name: grid linkage system), but this is only a grid-connected type where a commercial power source is connected. It was a system.
그리고, 국내 특허 출원번호 10-1996-0038913호 역시 계통연계형 태양광 발전에 관한 것으로 장시간 동안 단전이 지속되거나 예기치 않는 정전사고가 발생하여 부하로 공급되는 상용전원이 차단되었을 경우에도 계속 동작되어야 하는 기기 즉, 팬이나 냉장고 등을 부하로 하였을 경우에 태양전지에서 발생되는 전력을 계속하여 그 부하에 공급받게 되어 발전된 태양광의 전력량 보다 낮은 용량으로도 사용이 가능한 전기 기기에 대해서는 계속 동작하도록 하여 태양광의 발전을 최대한으로 이용할 수 있게 하는 계통연계형 태양광 발전장치이다.In addition, Korean Patent Application No. 10-1996-0038913 also relates to grid-connected photovoltaic power generation, which should continue to operate even when the power supply to the load is interrupted due to continuous power failure or unexpected power failure. When a device such as a fan or a refrigerator is used as a load, the power generated by the solar cell is continuously supplied to the load so that the electric device that can be used even with a capacity lower than the amount of generated solar power is operated. It is a grid-connected photovoltaic device that makes maximum use of power generation.
또한, 국내 특허 출원번호 10-1999-0021416호 역시 도로 표시등에 관한 것으로 풍차 및 태양전지를 도로상에 설치함으로서 이에 의해 얻어지는 풍력 에너지 및 태양 에너지로부터 발전된 전기 에너지를 이용하여 표시등을 점등하여 야간의 도로 상황을 명확하고 안정적으로 표시하는 풍력 및 태양 에너지를 이용한 도로 표시등에 관한 것으로, 현재까지 제안되었던 내용의 조사 및 분석에 의하면 주로 태양광이나 풍력의 각자의 시스템으로 전력을 발생시켜 부하에 공급하는 시스템 형태이었다.In addition, domestic patent application No. 10-1999-0021416 also relates to a road light, and by installing the windmill and solar cells on the road by using the electric energy generated from the wind energy and solar energy obtained by the lighting of the road at night It relates to road lights using wind and solar energy that clearly and reliably display the situation. According to the investigation and analysis of the contents proposed so far, a system that generates electricity and supplies power to a load by a system of solar or wind power. It was a form.
본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 안출된 것으로, 상용전력을 이용할 수 없는 도서지역 및 산간지역에 자연 에너지를 이용하여 발전된 전력을 원활하게 공급하도록 한 복합발전전원의 공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and provides a complex power supply device for smoothly supplying electric power generated by using natural energy to island areas and mountain areas where commercial power is not available. There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은 상용전력을 이용할 수 없는 도서지역 및 산간지역에 자연 에너지를 이용하여 발전된 전력을 원활하게 공급하도록 한 복합발전전원의 공급방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for supplying a composite power source to smoothly supply electric power generated by using natural energy to island areas and mountain areas where commercial power is not available.
도 1은 종래의 태양광 발전설비의 구성도,1 is a configuration diagram of a conventional photovoltaic power generation facility,
도 2는 종래의 풍력 발전설비의 구성도,2 is a configuration diagram of a conventional wind power generation facility,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합발전전원의 공급장치의 구성도,3 is a configuration diagram of an apparatus for supplying a combined power source according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복합발전전원의 공급방법을 설명하는 플로우차트이다.4 is a flowchart for explaining a method for supplying a combined power source according to an embodiment of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
10 : 태양전지 어레이20, 50 : 제어기10: solar cell array 20, 50: controller
21, 52 : 직류/교류 변환기22, 53 : 제어부21, 52: DC / AC converter 22, 53: control unit
23, 54 : 보호부30 : 블레이드23, 54: protection unit 30: blade
40 : 발전기51 : 교류/직류 변환기40: generator 51: AC / DC converter
60 : 풍력 발전기62 : 제 1전력 조절기60: wind generator 62: first power regulator
64 : 인버터66 : 자동 절체 스위치부64: inverter 66: automatic transfer switch
70 : 태양전지72 : 제 2전력 조절기70 solar cell 72 second power regulator
80 : 디젤 발전기82 : 제 3전력 조절기80: diesel generator 82: third power regulator
84 : 축전지S1∼S8 : 스위치84: storage battery S1 to S8: switch
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합발전전원의 공급장치는, 자연 에너지를 이용한 발전 전력을 출력하고, 디젤 발전기에서 발전된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 출력하는 전력 조절수단; 상기전력 조절수단에서 출력되는 직류 전력을 저장하는 저장수단; 상기 전력 조절수단에서 출력되는 전력중에서 자연 에너지를 이용한 발전 전력으로 부하에 대한 전력 공급량을 충족시키는 지의 여부에 따라 디젤 발전기에 의한 추가 전력 공급을 제어하는 인버터; 및 상기 자연 에너지를 이용한 발전 전력을 상기 인버터를 거쳐 부하에 공급하는 제 1절체 모드 및 상기 디젤 발전기의 가동에 의한 전력을 부하에 공급하는 제 2절체 모드로의 스위칭이 가능한 자동 절체 스위칭 수단을 구비한다.In order to achieve the above object, the apparatus for supplying a combined power generator according to a preferred embodiment of the present invention outputs power generated by using natural energy, and controls power output by converting AC power generated by a diesel generator into DC power. Way; Storage means for storing the DC power output from the power adjusting means; An inverter for controlling the additional power supply by the diesel generator according to whether the power supply to the load is satisfied by the generated power using natural energy among the power output from the power adjusting means; And an automatic transfer switching means capable of switching to a first transfer mode for supplying generated power using the natural energy to the load via the inverter and to a second transfer mode for supplying power to the load by the operation of the diesel generator. do.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 복합발전전원의 공급방법은, 자연 에너지를 이용한 발전 전력을 저장수단에 저장시키는 제 1과정; 및 상기 저장수단에 저장되는 자연 에너지를 이용한 발전 전력을 부하에 공급하되, 그 부하가 필요로 하는 공급량을 비교하여 그에 따라 추가 발전 또는 잉여 발전량을 상기 저장수단에 충전시키는 제 2과정을 구비한다.In addition, the method for supplying a combined power source according to an embodiment of the present invention, the first process of storing the generated power using natural energy in the storage means; And a second process of supplying generated power using natural energy stored in the storage means to the load, comparing the amount of supply required by the load, and charging the storage means with additional power generation or surplus power generation accordingly.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복합발전전원의 공급장치의 구성도로서, 바람이 부는 경우에 바람의 힘에 의해 풍차가 돌아가는 풍력 발전기(60); 그 풍력 발전기(60)에서 발전된 교류 전력을 그에 상응하는 직류 전력으로 변환하여 전력 저장용 축전지(84)에 저장시킴과 더불어 후단으로 출력하는 제 1전력 조절기(62); 태양의 빛이 생길 경우 그 태양광을 받아 직류 전력을 발생시키는 태양전지(70); 그 태양전지(70)에서 발전된 직류 전력을 상기 축전지(84)에 저장시킴과 더불어 후단으로 출력하는 제 2전력 조절기(72); 상기 제 1 및 제 2전력 조절기(62, 72)에서 공급된 직류 전력을 교류로 변환하여 부하량에 따라 적절하게 조절해 가면서 부하에 전력을 공급하는 인버터(64); 바람의 힘이 부족하고 태양광 빛이 부족하여 자연 에너지를 이용하여 발생된 전력만으로 부하에 공급량이 부족할 경우에는 디젤 발전기(80)를 가동하여 그 디젤 발전기(80)에서 나오는 교류 출력을 일부는 부하로 직접 공급하고 일부는 직류 전력으로 변환하여 상기 축전지(84)에 전력을 공급하는 제 3전력 조절기(82); 및 태양광 및 풍력에서 남은 전력을 상기 인버터(64)를 거쳐 부하에 공급하는 제 1절체 모드 및 상기 디젤 발전기(80)를 가동시에 부하에 전력을 공급하도록 하는 제 2절체 모드를 구분할 수 있는 자동 절체 스위치(Auto Line Transfer Switch; ALTS)부(66)를 구비한다. 도 3에서 미설명 부호 S1∼S8은 스위치이다.3 is a configuration diagram of a power supply device for a combined power generation system according to an embodiment of the present invention, in which a windmill is driven by the force of wind when the wind is blowing; A first power regulator 62 which converts the alternating current power generated by the wind generator 60 into a corresponding direct current power and stores the same in the power storage battery 84 and outputs the rear end; A solar cell 70 that receives the sunlight to generate direct current power when sun light is generated; A second power regulator 72 for storing the DC power generated in the solar cell 70 in the storage battery 84 and outputting it to the rear stage; An inverter (64) for converting DC power supplied from the first and second power regulators (62, 72) into alternating current and supplying power to the load while appropriately adjusting the load according to the load; When the wind power is insufficient and the solar light is insufficient, and the supply amount is insufficient for the load generated by using only natural energy, the diesel generator 80 is operated to partially load the alternating current output from the diesel generator 80. A third power regulator (82) for supplying power to the storage battery (84) by directly supplying the power to the direct current and converting a portion into direct current power; And a first switching mode for supplying the remaining power from solar light and wind power to the load via the inverter 64 and a second switching mode for supplying power to the load when the diesel generator 80 is operated. An automatic line transfer switch (ALTS) unit 66 is provided. In Fig. 3, reference numerals S1 to S8 are switches.
여기서, 상기 인버터(64)는 소정의 운영(제어) 알고리즘을 갖춘 마이크로 프로세서(도시 생략)를 내장하고 있다.Here, the inverter 64 incorporates a microprocessor (not shown) having a predetermined operation (control) algorithm.
상기 인버터(64)는 상기 제 1 및 제 2전력 조절기(62, 72)에서 공급된 직류 전력치 및 상기 축전지(84)에 축전된 전력치를 센싱하고, 그 센싱된 직류 전력치를 기초로 상기 태양광과 풍력 및 축전지(84)에 의한 전력만으로도 부하에 전력공급이 가능한 경우인지 아니면 상기 태양광과 풍력 및 축전지(84)에 의한 전력만으로는 부족하여 디젤 발전기(80)에 의한 전력이 추가로 필요한 경우인지를 판단한다. 상기 인버터(64)는 상기 판단에 따라 상기 자동 절체 스위치부(66)의 제 1 또는 제 2절체 모드를 결정하게 된다.The inverter 64 senses the DC power value supplied from the first and second power regulators 62 and 72 and the power value stored in the storage battery 84, and based on the sensed DC power value, the solar light. Is it possible to supply power to the load with only the power by the wind and storage battery 84 or if the power by the solar and wind and storage battery 84 is not enough and additional power by the diesel generator 80 is necessary. Judge. The inverter 64 determines the first or second transfer mode of the automatic transfer switch unit 66 according to the determination.
즉, 상기 인버터(64)는 상기 자연 에너지(풍력, 태양광)를 이용한 발전 전력을 상기 부하에게 공급하다가 그 자연 에너지를 이용한 발전 전력이 상기 부하에서 필요로 하는 공급량을 충족시키지 못하면 상기 자동 절체 스위치부(64)를 제어하여 제 2절체 모드로 한 후 상기 디젤 발전기(80)에 의한 전력을 추가적으로 상기 부하에게로 공급시킨다.That is, the inverter 64 supplies the generated power using the natural energy (wind power, solar light) to the load, and the automatic transfer switch if the generated power using the natural energy does not meet the supply amount required by the load. After controlling the unit 64 to the second switching mode, electric power by the diesel generator 80 is additionally supplied to the load.
한편, 상기 인버터(64)는 상기 자연 에너지(풍력, 태양광)를 이용한 발전 전력이 부하보다 크면 그 초과분의 전력을 상기 축전지(84)에 저장하고 나머지 전력을 상기 부하에 공급시키며, 상기 자연 에너지를 이용한 발전 전력이 부하보다 작으면 상기 디젤 발전기(80)를 가동시키는 것이 아니라 상기 축전지(84)에 저장된 전력을 상기 부하에 공급시킬 수도 있다. 이때, 상기 축전지(84)는 완전방전을 하게 되면 수명이 급격하게 저하되므로 적당한 최소 전압레벨(VMIN)을 설정하여 그 최소 전압레벨(VMIN)과 최대 전압레벨(VMAX)을 유지할 수 있도록 충방전(전력저장 및 공급)을 적절하게 조절한다. 여기서, 적절한 전압레벨이란 부하에 공급해 줄 전압이 얼마인가에 따라 약간씩 차이난다. 상기 축전지(84)의 최소 전압레벨(VMIN)과 최대 전압레벨(VMAX)은 충방전 심도를 어느 정도로 할 것인가에 따라 결정된다. 상기 최소 전압레벨(VMIN)과 최대 전압레벨(VMAX)이 설정된 축전지(84)는 충전시 저장되는 전력이 상기 최대 전압레벨(VMAX)까지 되면 더 이상 충전하지 않고 바로 통과시킨다.On the other hand, the inverter 64 stores the excess power in the storage battery 84 and supplies the remaining power to the load when the generated power using the natural energy (wind power, sunlight) is greater than the load, the natural energy If the generated power is smaller than the load, the diesel generator 80 may not be operated, but the power stored in the storage battery 84 may be supplied to the load. In this case, since the life of the battery 84 is completely discharged, the life of the battery 84 rapidly decreases, so that the minimum voltage level V MIN and the maximum voltage level V MAX can be maintained by setting an appropriate minimum voltage level V MIN . Adjust charge and discharge (power storage and supply) appropriately. Here, the appropriate voltage level varies slightly depending on how much voltage is supplied to the load. The minimum voltage level (V MIN ) and the maximum voltage level (V MAX ) of the storage battery 84 are determined depending on the degree of charge and discharge depth. The battery 84 in which the minimum voltage level V MIN and the maximum voltage level V MAX are set passes directly without charging any more when the power stored during charging reaches the maximum voltage level V MAX .
또한, 상기 인버터(64)는 상기 자연 에너지(풍력, 태양광)를 이용한 발전 전력이 상기 부하보다 작을 경우 상기 축전지(84)의 전압레벨(VB)을 체크하여 일정 전압레벨(VMIN) 이하이면 상기 축전지(84)에서의 전력을 공급하지 않고 상기 디젤 발전기(80)를 이용한 전력을 추가적으로 공급시킨다. 여기서, 상기 디젤 발전기(80)를 가동시키는 경우 상기 디젤 발전기(80)를 이용한 전력의 일부를 상기 부하에게 공급하면서 나머지는 상기 축전지(84)에 저장시킨다.In addition, the inverter 64 checks the voltage level V B of the storage battery 84 when the generated electric power using the natural energy (wind power, solar light) is smaller than the load, and is equal to or lower than a predetermined voltage level V MIN . In the rear, the electric power using the diesel generator 80 is additionally supplied without supplying power from the storage battery 84. In this case, when the diesel generator 80 is operated, a part of electric power using the diesel generator 80 is supplied to the load, and the rest is stored in the storage battery 84.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 복합발전전원의 공급장치의 동작에 대해 도 4의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다.Next, the operation of the apparatus for supplying the combined power generation power according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 4.
먼저, 초기 조건으로 스위치(S1, S2, S3, S4)는 폐쇄(close)된 상태이고, 스위치(S5, S6, S7, S8)는 개방(open)된 상태이며, 현재의 자동 절체 모드(ALTS모드)는 풍력과 태양광에 의한 전력을 사용하는 제 1절체 모드로 하고, 축전지(84)에 저장되어 있는 직류 전압(VB)은 최대(VMAX)인 상태라고 가정하고 설명한다.First, as an initial condition, the switches S1, S2, S3, and S4 are in a closed state, and the switches S5, S6, S7, and S8 are in an open state, and the current automatic switching mode (ALTS). Mode) is assumed to be a first switching mode using electric power by wind and solar light, and it is assumed that the DC voltage V B stored in the battery 84 is in a state of maximum V MAX .
풍력 발전기(60)를 통해서 발생된 교류 전력을 제 1전력 조절기(62)를 통해서 축전지(84)에 전력 저장이 가능하도록 일정전압 수준을 유지시켜 주면서 제 2전력 조절기(72)에서의 직류 전압과 일치하도록 조절해 준다. 상기 제 2전력 조절기(72)에서도 태양전지(70)에서 발전된 직류 출력은 태양 에너지에 의해 변동될 것이므로 이와 같은 변동 직류 전력을 상기 축전지(84)에 전력 저장이 가능하도록 일정 직류 전력으로 조절한다. 이 역시 상기 제 1전력 조절기(62)와 같은 전압을 유지하도록 적절하게 조절해 줄 필요가 있다(단계 S10, S12).The AC power generated through the wind power generator 60 maintains a constant voltage level to allow power storage in the storage battery 84 through the first power regulator 62 and the DC voltage of the second power regulator 72. Adjust to match. In the second power regulator 72, since the direct current output generated by the solar cell 70 will be changed by solar energy, the variable direct current power is adjusted to a constant direct current power to allow power storage in the storage battery 84. This also needs to be appropriately adjusted to maintain the same voltage as the first power regulator 62 (steps S10 and S12).
상기 태양광 및 풍력으로 발전되는 발전 전력은 상기 제 1 및 제 2전력 조절기(62, 72)를 통해 인버터(64)로 입력된다. 그 인버터(64)에서는 상기 태양광 및 풍력으로 발전된 발전 전력이 부하보다 큰지를 판단한다(단계 S14, S16).The generated electric power generated by the solar light and the wind power is input to the inverter 64 through the first and second power regulators 62 and 72. The inverter 64 determines whether the generated electric power generated by the solar and wind power is larger than the load (steps S14 and S16).
상기 판단결과, 상기 태양광 및 풍력으로 발전된 발전 전력이 부하보다 큰 경우(단계 S16에서 "YES") 상기 인버터(64)는 자동절체 스위치부(66)를 통해 부하에서 필요로 하는 공급량에 해당하는 전력을 상기 부하에게 공급한다.As a result of the determination, when the generated power generated by the solar and wind power is larger than the load (“YES” in step S16), the inverter 64 corresponds to the supply amount required by the load through the automatic transfer switch unit 66. Supply power to the load.
그리고, 상기 인버터(64)는 상기 초과분의 전력을 축전지(84)에 저장시키게 되는데, 상기 축전지(84)의 현재 전압레벨(VB)이 최소 전압레벨(VMIN) 이하이면(단계 S18에서 "YES") 스위치(S5)를 폐쇄(close)하여 상기 축전지(84)를 충전시킨다(단계 S20).In addition, the inverter 64 stores the excess power in the storage battery 84. When the current voltage level V B of the storage battery 84 is equal to or less than the minimum voltage level V MIN (in step S18), YES ") the switch S5 is closed to charge the storage battery 84 (step S20).
소정 시간이 경과한 후 상기 인버터(64)는 상기 축전지(84)의 전압레벨(VB)이 최대 전압레벨(VMAX)과 동일하면(단계 S22에서 "YES") 상기 스위치(S5)를 개방시켜서 상기 축전지(84)로의 전력 저장을 중단한다. 물론, 이 때에도 상기 태양광 및 풍력으로 발전된 전력이 계속해서 부하에게 제공된다.After a predetermined time has elapsed, the inverter 64 opens the switch S5 when the voltage level V B of the battery 84 is equal to the maximum voltage level V MAX (“YES” in step S22). The storage of power to the storage battery 84 is stopped. Of course, even at this time, the power generated by the solar and wind power is continuously provided to the load.
한편, 상기 단계 S16에서 상기 태양광 및 풍력으로 발전된 발전 전력이 부하보다 작은 경우에는 단계 S26으로 진행하여 상기 축전지(84)의 현재 전압레벨(VB)이 최소 전압레벨(VMIN) 이하인지를 판단한다.On the other hand, if the generated power generated by the solar and wind power in step S16 is smaller than the load, the process proceeds to step S26 to determine whether the current voltage level (V B ) of the storage battery 84 is below the minimum voltage level (V MIN ). To judge.
상기 단계 S26에서의 판단 결과, 상기 축전지(84)의 현재 전압레벨(VB)이 최소 전압레벨(VMIN) 이상이면 상기 인버터(64)는 상기 스위치(S5)를 폐쇄하고 상기 스위치(S1, S2, S3, S4)를 개방하여 상기 축전지(84)에 저장된 전력을 상기 부하에게 공급한다(단계 S28).As a result of the determination in step S26, when the current voltage level V B of the storage battery 84 is equal to or greater than the minimum voltage level V MIN , the inverter 64 closes the switch S5, and the switch S1, S2, S3, and S4 are opened to supply the load stored in the storage battery 84 to the load (step S28).
이후, 상기 태양광 및 풍력으로 발전된 전력이 발생되어 상기 부하에게 충분히 공급할 수 있을 정도이면(단계 S30에서 "Yes") 상기 인버터(64)는 상기 스위치(S5)를 개방하고 상기 스위치(S1, S2, S3, S4)를 폐쇄하여 상기 제 1 및 제 2전력 조절기(62, 72)로부터의 전력을 상기 부하에게 제공한다.After that, when the power generated by the solar and wind power is generated and sufficiently supplied to the load (“Yes” in step S30), the inverter 64 opens the switch S5 and the switches S1 and S2. , S3, S4 are closed to provide the load with power from the first and second power regulators 62, 72.
반대로, 상기 단계 S26에서의 판단결과, 상기 축전지(84)의 현재 전압레벨(VB)이 최소 전압레벨(VMIN) 이하이면 디젤 발전기(80)를 가동시킨다(단계 S34). 이 경우 상기 인버터(64)는 스위치(S6, S7, S8)를 폐쇄시킨다(단계 S36). 그리고, 상기 인버터(64)는 상기 자동 절체 스위치부(66)를 제 2절체 모드로 전환시킨다(단계 S38).On the contrary, as a result of the determination in step S26, the diesel generator 80 is started when the current voltage level V B of the storage battery 84 is equal to or less than the minimum voltage level V MIN (step S34). In this case, the inverter 64 closes the switches S6, S7, and S8 (step S36). Then, the inverter 64 switches the automatic transfer switch unit 66 to the second transfer mode (step S38).
그에 따라, 상기 디젤 발전기(80)에서 발전된 교류 전력은 상기 자동 절체 스위치부(66)를 통해 부하에게 공급되고, 남은 전력은 제 3전력 조절기(82)를 통해 상기 축전지(84)에 공급되어 축전지(84)를 충전시킨다(단계 S40).Accordingly, the alternating current power generated by the diesel generator 80 is supplied to the load through the automatic transfer switch unit 66, and the remaining power is supplied to the storage battery 84 through the third power regulator 82 to store the storage battery. 84 is charged (step S40).
상기 충전되는 축전지(84)의 전압레벨(VB)이 최대 전압레벨(VMAX)과 동일해 지면(단계 S42에서 "YES") 상기 인버터(64)는 상기 스위치(S6, S7)를 개방시키고(단계 S44), 상기 태양광 및 풍력에 의한 출력이 발생되어 부하에 공급량이 충분하게 되면(단계 S46에서 "YES") 상기 인버터(64)는 상기 스위치(S1, S2, S3, S4)를폐쇄하고 스위치(S8)를 개방시킨다(단계 S48). 그리고, 상기 인버터(64)는 상기 자동 절체 스위치부(66)의 자동 절체 모드를 제 1절체 모드(즉, 태양광+풍력 모드)로 전환시킨다(단계 S50).When the voltage level V B of the battery 84 to be charged is equal to the maximum voltage level V MAX (“YES” in step S42), the inverter 64 opens the switches S6 and S7. (Step S44) When the output by the solar and wind power is generated and the supply amount to the load is sufficient ("YES" in step S46), the inverter 64 closes the switches S1, S2, S3, S4. And switch S8 is opened (step S48). In addition, the inverter 64 switches the automatic transfer mode of the automatic transfer switch unit 66 to a first transfer mode (ie, solar + wind power mode) (step S50).
그에 따라, 상기 디젤 발전기(80)의 가동이 중단되고 상기 태양광 및 풍력에 의해 발전된 전력이 상기 부하에 공급된다.Accordingly, the diesel generator 80 is stopped and power generated by the solar and wind power is supplied to the load.
물론, 자연 에너지(태양광, 풍력)에 의한 전력 발생량이 부하에 공급할 수 있을 정도로 충분하거나 부족한 경우가 빈번하게 일어는 경우에는 전력 공급원이 계속적으로 변동될 수 있으므로, 이러한 경우에는 적당한 시간이 지나서야 절체하도록 제어 알고리즘을 조정하면 된다.Of course, if the amount of power generated by natural energy (solar, wind) is sufficient or insufficient to supply the load frequently, the power supply may be continuously changed. You can adjust the control algorithm.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 태양 빛에 의해 전력을 발생시킬 수 있는 태양광 발전시스템과 바람의 힘에 의해 전력을 발생시킬 수 있는 풍력 발전시스템의 서로 다른 두 출력을 전력 조절기를 이용하여 하나의 직류 출력으로 조합시켜 필요한 장소에 전력을 공급하거나 남을 경우에는 전력 저장용 축전지에 전력을 저장함으로써 태양 빛이나 바람의 힘이 부족하여 전력의 발생량이 필요한 량보다 적을 경우에는 축전지에 저장되었던 전력을 부하에게 공급해 줄 수 있으며 축전지에 저장되었던 전력마저 다 공급함으로서 더 이상 공급해야 될 전력이 부족할 경우에는 디젤 발전기를 가동시켜 일부는 축전지를 충전시키고 일부는 필요한 부하에게 전력을 공급함으로써, 부하의 많은 부분을 대체 에너지원을 통해 해결할 수 있고, 그로 인해 디젤 발전기의 용량을 줄여서 연료비를 절감하고 환경오염을 개선하게 된다.As described in detail above, according to the present invention, two different outputs of a photovoltaic power generation system capable of generating power by solar light and a wind power generation system capable of generating power by wind power may be used by using a power regulator. Combined with one DC output to supply power to the place where it is needed, or to store the power in the storage battery when it is left, the power stored in the battery when the amount of power generated is less than the required amount due to lack of solar light or wind power. Can supply the load to the load, and if there is not enough power to supply it by supplying all the power stored in the battery, the diesel generator can be operated to charge some of the battery and some to power the required load. Part can be solved through alternative energy sources, This reduces the capacity of the diesel generator, thereby reducing fuel costs and improving environmental pollution.
그리고, 본 발명은 상용전력을 사용할 수 없는 도시지역 및 산간지역에 태양광 및 풍력의 환경친화적인 자연 에너지를 이용하여 발전된 전력을 공급해 줌으로써, 지구 온난화 및 환경문제 해결에 기여하고 낙도나 산간벽지 등에서의 전화사업에도 기여할 수 있다.The present invention contributes to global warming and environmental problems by providing power generated by using environmentally friendly natural energy of solar light and wind power in urban and mountain areas where commercial power is not available, and in remote islands and mountain walls. Can also contribute to the telephony business.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, the technical idea to which such modifications and variations are also applied to the claims Must see
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100716537B1 (en) * | 2005-05-26 | 2007-05-10 | 한국전기연구원 | control module for distributed generation energy source and method thereof |
KR100935224B1 (en) * | 2007-10-31 | 2010-01-06 | 카코뉴에너지 주식회사 | Pulse width modulation control device and method for power generation of grid connected renewable energy |
KR100952929B1 (en) * | 2009-10-29 | 2010-04-16 | 주식회사 케이티이엔지 | Exercising apparatus of diverting multi-electric power |
KR100970311B1 (en) * | 2008-05-20 | 2010-07-16 | 엘에스전선 주식회사 | Repeater Power Supplying Device Using Wind force and Solar heat |
KR101068893B1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-09-30 | 강웅구 | High efficiency generating system |
CN102352697A (en) * | 2011-09-02 | 2012-02-15 | 南通纺织职业技术学院 | Wind/solar hybrid stereoscopic garage system |
KR101273976B1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-12 | 주식회사 케이엘 | Condenser charge/discharge apparatus using by solar cell and generator |
KR101302078B1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-09-05 | 한국항공우주연구원 | The active power management system for hybrid electric power sources and method thereof |
KR20160053213A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-13 | 한국전기연구원 | Bi-lateral Uninterruptible Power Supply for Hybrid System and Method thereof |
KR101704252B1 (en) | 2015-09-03 | 2017-02-07 | 한국전력공사 | Apparatus and method for operating stand-alone microgrid |
KR20190048623A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 금호이앤지 (주) | Solar-based autonomous stand-alone micro grid system and its operation method |
KR102021995B1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-09-18 | (주)에스엔디파워닉스 | Independant-type microgrid system |
KR20220054112A (en) * | 2020-10-23 | 2022-05-02 | 주식회사 에코전력 | Prepaid power management system and block-level power management system using the same |
-
2001
- 2001-04-16 KR KR1020010020268A patent/KR20020080614A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100716537B1 (en) * | 2005-05-26 | 2007-05-10 | 한국전기연구원 | control module for distributed generation energy source and method thereof |
KR100935224B1 (en) * | 2007-10-31 | 2010-01-06 | 카코뉴에너지 주식회사 | Pulse width modulation control device and method for power generation of grid connected renewable energy |
KR100970311B1 (en) * | 2008-05-20 | 2010-07-16 | 엘에스전선 주식회사 | Repeater Power Supplying Device Using Wind force and Solar heat |
KR101068893B1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-09-30 | 강웅구 | High efficiency generating system |
KR100952929B1 (en) * | 2009-10-29 | 2010-04-16 | 주식회사 케이티이엔지 | Exercising apparatus of diverting multi-electric power |
CN102352697A (en) * | 2011-09-02 | 2012-02-15 | 南通纺织职业技术学院 | Wind/solar hybrid stereoscopic garage system |
KR101273976B1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-12 | 주식회사 케이엘 | Condenser charge/discharge apparatus using by solar cell and generator |
KR101302078B1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-09-05 | 한국항공우주연구원 | The active power management system for hybrid electric power sources and method thereof |
KR20160053213A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-13 | 한국전기연구원 | Bi-lateral Uninterruptible Power Supply for Hybrid System and Method thereof |
KR101704252B1 (en) | 2015-09-03 | 2017-02-07 | 한국전력공사 | Apparatus and method for operating stand-alone microgrid |
KR20190048623A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 금호이앤지 (주) | Solar-based autonomous stand-alone micro grid system and its operation method |
KR102021995B1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-09-18 | (주)에스엔디파워닉스 | Independant-type microgrid system |
KR20220054112A (en) * | 2020-10-23 | 2022-05-02 | 주식회사 에코전력 | Prepaid power management system and block-level power management system using the same |
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