[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20080032839A - 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치 - Google Patents

공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080032839A
KR20080032839A KR1020060098870A KR20060098870A KR20080032839A KR 20080032839 A KR20080032839 A KR 20080032839A KR 1020060098870 A KR1020060098870 A KR 1020060098870A KR 20060098870 A KR20060098870 A KR 20060098870A KR 20080032839 A KR20080032839 A KR 20080032839A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
common
voltage
battery
unit
Prior art date
Application number
KR1020060098870A
Other languages
English (en)
Inventor
권봉환
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020060098870A priority Critical patent/KR20080032839A/ko
Publication of KR20080032839A publication Critical patent/KR20080032839A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • 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
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • 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
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • 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
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • 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
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 교류입력과 교류출력의 상태에 따라 단상-단상, 삼상-단상 그리고 삼상-삼상 무정전전원장치의 구현이 가능하도록 직류전력 저장 콘덴서(공통 직류전력 저장부)를 중심으로 정류부, 태양광(PV; photovoltaic) 발전부, 배터리 충방전부 및 인버터부를 포함함으로써 고효율, 고역률 및 저가격을 달성할 수 있는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인(on-line) 무정전전원장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은 온라인(on-line) 무정전전원장치에 있어서, 교류입력 전력을 직류전력으로 변환하는 양방향 정류부; 상기 정류부 후단에 연결되며, 공통 직류전력 저장부를 중심으로 태양광(PV; photovoltaic) 발전전력을 공통 직류전력으로 변환하는 태양광 발전부; 상기 태양광 발전부 후단에 연결되며, 배터리를 충방전하도록 하는 배터리 충방전부; 상기 배터리 충방전부 후단에 연결되며, 직류전력을 교류출력 전력으로 변환하여 부하전력을 공급하는 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치{Multifunctional on-line uninterruptible power supply by common dc power}
도 1은 본 발명에 따른 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에서 태양광(PV; photovoltaic) 발전 및 배터리 충방전의 전류 흐름도로서,
도 2a는 정전시 부하전력이 PV 발전보다 적은 경우,
도 2b는 정전시 부하전력이 PV 발전보다 큰 경우,
도 2c는 정전시 PV 발전이 불가능한 경우,
도 2d는 계통연결시 부하전력이 PV 발전보다 적은 경우,
도 2e는 계통연결시 부하전력이 PV 발전보다 큰 경우,
도 2f는 계통연결시 PV 발전이 불가능한 경우를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치의 다양한 실시예의 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 교류 입력부 20 : 정류부
30 :인버터부 40 : 교류 출력부
100 : 태양광(PV) 발전부 200 : 배터리 충방전부
300 : 공통 직류전력부
본 발명은 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 교류입력과 교류출력의 상태에 따라 단상-단상, 삼상-단상 그리고 삼상-삼상 무정전전원장치의 구현이 가능하도록 직류전력 저장 콘덴서(공통 직류전력 저장부)를 중심으로 정류기, 태양광 발전기, 배터리 충방전기 및 인버터를 포함함으로써 고효율, 고역률 및 저가격을 달성할 수 있는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치에 관한 것이다.
일반적으로 통신시스템, 의료시스템 등 중요 시스템에서는 온라인(on-line) 무정전전원장치(UPS; Uninterruptible Power Supply)가 많이 사용되고 있다. 온라인 무정전전원장치에서는 점차 강화되고 있는 입력전원의 환경 규제에 따라 고역률과 국가적인 차원에서의 고효율이 요구되고 있다.
또한 시장 상황에 따라 시스템의 소형화, 경량화 및 저가격화가 요구되고 있다. 이와 달리 최근 고유가 시대 에너지 수급 불안 해소를 위한 대체에너지 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 특히 환경오염을 방지하기 위한 친환경적 에너지로 PV(photovoltaic: 태양광) 발전 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다.
종래의 태양광 발전 시스템을 무정전전원장치에 이용할 경우, 태양광 발전전 력을 계통으로 연계한 후 이를 다시 직류전력으로 변환하고 인버터를 통하여 교류전력을 부하에 공급해야 한다. 이와 같은 경우, 여러 번의 전력변환에 따른 시스템의 효율감소를 일으키고 시스템의 가격을 증가시킨다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 교류입력과 교류출력의 상태에 따라 단상-단상, 삼상-단상 그리고 삼상-삼상 무정전전원장치의 구현이 가능하도록 직류전력 저장 콘덴서(공통 직류전력 저장부)를 중심으로 정류부, 태양광 발전부, 배터리 충방전부 및 인버터부를 포함함으로써 고효율, 고역률 및 저가격을 달성할 수 있는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 온라인(on-line) 무정전전원장치에 있어서, 교류입력 전력을 직류전력으로 변환하는 양방향 정류부; 상기 정류부 후단에 연결되며, 직류전력 저장부로서 직류전력 저장 콘덴서를 중심으로 태양광(PV; photovoltaic) 발전전력을 공통 직류전력으로 변환하는 태양광 발전부; 상기 태양광 발전부 후단에 연결되며, 배터리를 충방전하도록 하는 배터리 충방전부; 상기 배터리 충방전부 후단에 연결되며, 직류전력을 교류출력 전력으로 변환하여 부하전력을 공급하는 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치가 제공된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 공통 직류전력에 의한 복합 기능형 온라인 무정전전원장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 PV(photovoltaic: 태양광) 발전 및 배터리 충방전의 전류 흐름도로서, 도 2a는 정전시 부하전력이 PV 발전보다 적은 경우, 도 2b는 정전시 부하전력이 PV 발전보다 큰 경우, 도 2c는 정전시 PV 발전이 불가능한 경우, 도 2d는 계통연결시 부하전력이 PV 발전보다 적은 경우, 도 2e는 계통연결시 부하전력이 PV 발전보다 큰 경우, 도 2f는 계통연결시 PV 발전이 불가능한 경우를 나타낸다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치의 다양한 실시예의 구성도이다.
본 발명은 공통 직류전력 저장장치를 매개로 하여 복합기능을 구현할 수 있는 새로운 고효율, 고역률 및 저가격의 온라인 무정전전원장치에 관한 것이다. 본 발명에서의 무정전전원장치는 직류전력 저장부로서 직류전력 콘덴서(C d ; 도 1 참조)를 중심으로 정류부, 태양광 발전부, 배터리 충방전부 및 인버터부를 포함하여 이루어지며, 교류입력과 교류출력의 상태에 따라 단상-단상, 삼상-단상, 그리고 삼상 -삼상 무정전전원장치의 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 온라인 무정전전원장치의 구성도로서, 공통 직류전력 저장부(300)로서 콘덴서(C d )를 중심으로 교류입력 전력을 공통 직류전력으로 변환하는 양방향 정류부(20), 태양광 발전으로부터 생성되는 전력을 공통 직류전력으로 변환하는 태양광 발전부(100), 공통 직류전압을 배터리(B+)에 충전하기 적당한 전압으로 감압하거나 낮은 배터리 전압을 교류출력 전압, 즉 계통전압에 사용할 수 있는 공통 직류전압으로 승압하는 배터리 충방전부(200), 그리고 부하에 교류출력 전력을 제공하기 위해 공통 직류전력을 교류출력 전력으로 변환하는 인버터부(30)를 포함하여 이루어진다. 도 1에서 부재번호 10은 온라인 무정전전원장치에 교류입력 전력을 제공하기 위한 교류 입력부를 지시하고, 부재번호 40은 온라인 무정전전원장치에 연결된 부하에 교류전력을 제공하기 위한 교류 출력부를 지시한다.
정류부(20)는 단상 또는 삼상의 계통전압에 따라 도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이 1개의 레그(leg) 내지 3개의 레그로 구성될 수 있으며 각 레그는 2개의 스위치로 이루어진 하프-브릿지(half-bridge)로 구현되어 교류입력 전력을 공통 직류전력으로 변환한다. 마찬가지로 인버터부(30)도 단상 또는 삼상의 부하에 따라 1개의 레그(도 3a,b) 또는 3개의 레그(도 3c)로 구성될 수 있으며 각 레그는 2개의 스위치로 이루어진 하프-브릿지로 구현되어 공통 직류전력을 교류출력 전력으로 변환한다. 정류부(20) 및 인버터부(30)를 각각 하프-브릿지 정류기 및 하프-브릿지 인버터로 구현함으로써 종래의 풀-브릿지(full-bridge) 정류기 및 풀-브릿지 인버 터보다 스위치 갯수를 줄일 수 있으며 또한 입출력에 절연을 위한 변압기를 사용하지 않고 구현할 수 있다.
태양광 발전부(100)의 DC-DC 컨버터(110)는 부스트 컨버터(boost converter) 혹은 스텝-업 컨버터(step-up converter)로 동작하여, 불규칙한 태양전지(120) 전압을 교류출력 전압으로 변환될 수 있는 직류전압으로 승압한다.
배터리 충방전부(200)의 DC-DC 컨버터(210)는 배터리(B+)를 충전할 경우에는 벅 컨버터(buck converter) 혹은 스텝-다운 컨버터(step-down converter)로 동작하여 공통 직류전압을 배터리(B+)로 충전하기에 적당한 전압으로 낮춘다. 반면, 방전 시에는 부스트 컨버터로 동작하여 낮은 배터리 전압을 계통전압에 사용할 수 있는 공통 직류전압으로 승압하게 된다.
따라서 본 발명의 온라인 무정전전원장치는 입력단과 출력단의 변압기를 제거할 수 있는 장점을 갖는다. 정전시 교류출력 전압으로 변환될 수 있는 공통 직류전압은 태양광 발전부(100) 또는 배터리 충방전부(200)를 통하여 얻거나 태양광 발전부(100)와 배터리 충방전부(200)를 동시에 사용하여 얻을 수 있기 때문에 배터리를 단독으로 쓰는 경우보다 안정적인 전원을 확보할 수 있으며, 태양광 발전부(100)의 잉여전력 발생시 배터리 충방전부(200)를 통하여 배터리의 충전이 가능하므로 정전시 시스템의 동작시간을 연장시킬 수 있다. 또한, 계통과 연결되어 있을 때에는 태양광 발전부(100)로부터 배터리(B+)의 충전 및 부하전력을 공급할 뿐만 아니라 잉여 전력 발생시 계통으로 전달할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 본 발명의 무정전전원장치는 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시스템 의 저가격화를 이룰 수 있고, 입력 및 출력변압기의 제거, 그리고 태양광 발전기를 통해 계통전력, 배터리전력 및 부하전력을 직접 공급함으로써 시스템의 효율 향상을 꾀할 수 있다.
일반적으로 시스템의 고장 혹은 과부하 시에는 싸리스터(thyristor)를 사용하여 입력전압을 출력전압으로 연결해 주는 바이패스(bypass) 회로가 추가적으로 필요하지만, 도면의 간략화를 위해 도 1의 무정전전원장치의 구성도에는 이러한 바이패스 회로를 생략하였다.
본 발명에서 정전 및 계통연결시 무정전전원장치의 태양광 발전부(100) 및 배터리 충방전부(200)의 전류 흐름은 도 2에 도시한 바와 같다.
도 2a는 정전시 부하전력이 태양광 발전보다 적은 경우로, 태양광 발전부(100)의 DC-DC 컨버터(110)는 부스트 컨버터로 동작하여 태양전지(120)로부터 나오는 전압을 공통 직류전압(V d )으로 상승시켜 부하전력을 공급하고 태양광 발전의 잉여전력은 배터리 충방전부(200)의 DC-DC 컨버터(210)가 벅 컨버터로 동작하여 배터리(B+)를 충전시킨다. 하프-브릿지로 구현된 인버터부(30)는 공통 직류전력을 교류출력으로 변환한다.
도 2b는 정전시 부하전력이 태양광 발전보다 큰 경우로, 태양광 발전부(100)의 DC-DC 컨버터(110)는 부스트 컨버터로 동작하여 태양전지(120)의 전압을 직류전압(V d )으로 승압시키는 동시에 배터리 충방전부(200)의 DC-DC 컨버터(210)도 부스트 컨버터로 동작하여 배터리(B+)의 전압을 직류전압(V d )으로 승압하여 인버터부(30)를 통하여 교류 출력부(40)에 전력을 공급한다.
도 2c는 정전시 태양광 발전이 불가능한 경우로, 충방전부(200)의 DC-DC 컨버터(210)는 부스트 컨버터로 동작하여 배터리(B+)의 전압을 공통 직류전압(V d )으로 상승시키며 인버터부(30)의 동작은 도 2a와 동일하다.
도 2d는 계통연결시 부하전력이 태양광 발전보다 적은 경우로, 태양광 발전부(100)의 DC-DC 컨버터(110)는 부스트 컨버터로 동작하여 태양전지(120)의 전압을 공통 직류전압(V d )으로 상승시켜 인버터부(30)를 통하여 부하전력을 공급하며 태양광 발전전력의 잉여전력은 충방전부(200)의 DC-DC 컨버터를 통하여 배터리(B+)를 충전시키거나 정류부(20)를 통하여 계통으로 전력을 공급한다. 여기서 정류부(20)는 도 2a의 인버터부(30)와 마찬가지로 하프-브릿지 인버터로 동작하여 공통 직류전력을 교류입력 전력으로 변환한다.
도 2e는 계통연결시 부하전력이 태양광 발전보다 큰 경우로, 정류부(20)는 하프-브릿지 컨버터로 구성되어 교류입력 전압을 직류전압(V d )으로 변환할 뿐만 아니라 태양광 발전부(100)의 DC-DC 컨버터(110)는 부스트 컨버터로 동작하여 태양전지(120)의 전압을 직류전압(V d )로 상승시킨다. 이때, 공통 직류전력은 배터리 충방전부(200)가 벅 컨버터로 동작하여 배터리(B+)를 충전시키고 하프-브릿지 인버터를 통하여 부하에 교류출력 전력을 공급한다.
도 2f는 계통연결시 태양광 발전이 불가능한 경우로, 교류입력 전력은 하브-브릿지 정류부(20)를 통하여 공통 직류전력으로 변환되어 배터리 충방전부(200)를 통하여 배터리(B+)를 충전하고 인버터부(30)를 통하여 부하에 교류출력 전력을 제공한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 온라인 무정전전원장치의 다양한 실시 예들을 나타낸다.
도 3a는 정류부(20)가 단상 하프-브릿지 컨버터이고 인버터부(30)는 단상 하프-브릿지 인버터로 구성된 경우이다. 태양광 발전부(100)는 하나의 스위치와 하나의 다이오드로 이루어진 발전 레그(110), 인덕터(Lp) 그리고 태양전지(120)로 이루어져 있으며 태양전지(120)로부터 나오는 전압을 공통 직류전압(Vd)으로 상승시켜 부하전력을 공급하고 태양광 발전의 잉여전력은 배터리(B+)를 충전하거나 교류입력 전력을 공급한다. 발전 레그(110)의 스위치는 주어진 스위칭 주파수(switching frequency)에서 펄스폭변조(PWM: pulse-width modulation) 방식을 통해 제어되며, 다이오드는 인덕터(Lp)에 저장된 에너지를 공통 직류전력 저장부(300)인 직류 콘덴서(Cd)에 공급할 때 도통된다. 배터리 충방전부(200)는 2개의 스위치로 이루어진 충방전 레그(210), 인덕터(Lb) 그리고 배터리(B+)로 이루어져 있으며 벅 컨버터로 동작하여 배터리(B+)를 충전시키거나 부스트 컨버터로 동작하여 배터리(B+)를 방전시킨다.
도 3b는 정류부(20)가 삼상 하프-브릿지 컨버터이고, 인버터부(30)는 단상 하프-브릿지 인버터로 구성된 경우이며, 태양광 발전부(100)와 배터리 충방전 부(200)의 동작은 도 3a의 경우와 동일하다.
도 3c는 정류부(20)가 삼상 하프-브릿지 컨버터이고, 인버터부(30)는 삼상 하프-브릿지 인버터로 구성된 경우이며, 태양광 발전부(100)와 배터리 충방전부(200)의 동작은 도 3a의 경우와 동일하다.
본 발명에 적용되는 태양광 발전부는 다수의 태양광 발전기 혹은 대체에너지용 DC 발전을 추가적으로 공통 직류전력 저장부에 병렬로 연결할 수 있음은 물론이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치는, 교류입력과 교류출력의 상태에 따라 단상-단상, 삼상-단상 그리고 삼상-삼상 무정전전원장치의 구현이 가능하도록 직류전력 저장 콘덴서(공통 직류전력 저장부)를 중심으로 정류기, 태양광 발전기, 배터리 충방전기 및 인버터를 포함함으로써 고효율, 고역률 및 저가격을 달성할 수 있는 이점을 제공한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (6)

  1. 온라인(on-line) 무정전전원장치에 있어서,
    교류입력 전력을 직류전력으로 변환하는 양방향 정류부;
    상기 정류부 후단에 연결되며, 태양광(PV; photovoltaic) 발전으로 생성되는 태양광 발전전력을 공통 직류전력으로 변환하는 태양광 발전부;
    상기 태양광 발전부 후단에 연결되며, 상기 공통 직류전압을 배터리에 충전하기 위한 전압으로 낮추거나 상기 배터리의 전압을 교류출력 전압에 사용할 수 있도록 승압하는 배터리 충방전부;
    상기 충방전부 후단에 연결되며, 상기 직류전력을 저장하기 위한 직류전력 저장부;
    상기 직류전력 저장부 후단에 연결되며, 부하에 교류출력 전력을 제공하기 위해 공통 직류전력을 교류출력 전력으로 변환하는 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정류부는 적어도 1개 이상의 레그(leg)로 구성되며, 상기 레그는 2개의 스위치로 이루어진 하프-브릿지(half-bridge)로 구성된 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는 적어도 1개 이상의 레그(leg)로 구성되며, 상기 레그는 2개의 스위치로 이루어진 하프-브릿지(half-bridge)로 구성된 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 발전부는 태양전지 및 DC-DC 컨버터를 포함하고,
    상기 DC-DC 컨버터는 부스트 컨버터(boost converter) 혹은 스텝-업 컨버터(step-up converter)로 동작하여 불규칙한 상기 태양전지의 전압을 계통전압에 사용할 수 있는 직류전압으로 승압하는 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 충방전부는 배터리 및 DC-DC 컨버터를 포함하고,
    상기 DC-DC 컨버터는 상기 배터리를 충전할 경우에는 벅 컨버터(buck converter) 혹은 스텝-다운 컨버터(step-down converter)로 동작하여 상기 공통 직류전압을 상기 배터리로 충전하기에 적당한 전압으로 낮추고, 방전 시에는 부스트 컨버터로 동작하여 상기 배터리의 낮은 전압을 계통전압에 사용할 수 있는 공통 직류전압으로 승압하도록 된 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    정전시 교류출력 전압으로 변환되는 상기 공통 직류전압은 상기 태양광 발전부 또는 배터리 충방전부를 통하여 얻거나 상기 태양광 발전부와 배터리 충방전부를 동시에 사용하여 얻을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치.
KR1020060098870A 2006-10-11 2006-10-11 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치 KR20080032839A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060098870A KR20080032839A (ko) 2006-10-11 2006-10-11 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060098870A KR20080032839A (ko) 2006-10-11 2006-10-11 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080032839A true KR20080032839A (ko) 2008-04-16

Family

ID=39573202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060098870A KR20080032839A (ko) 2006-10-11 2006-10-11 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080032839A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101065032B1 (ko) * 2009-08-04 2011-09-19 선광엘티아이 주식회사 Ac와 dc를 동시에 공급하는 통합형 급전 시스템
WO2014179360A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Ideal Power, Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with generators
WO2014179365A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Ideal Power, Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with bidirectional power converters
KR20150004227A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 엘지이노텍 주식회사 전력변환장치 및 에너지 저장 시스템
US9024579B2 (en) 2009-07-31 2015-05-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power line communication apparatus and vehicle

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9024579B2 (en) 2009-07-31 2015-05-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power line communication apparatus and vehicle
EP2459409B1 (en) * 2009-07-31 2019-10-09 Panasonic Corporation Power line communication apparatus and vehicle
KR101065032B1 (ko) * 2009-08-04 2011-09-19 선광엘티아이 주식회사 Ac와 dc를 동시에 공급하는 통합형 급전 시스템
WO2014179360A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Ideal Power, Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with generators
WO2014179365A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Ideal Power, Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with bidirectional power converters
US9077185B2 (en) 2013-04-29 2015-07-07 Ideal Power Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with bidirectional power converters
US9270142B2 (en) 2013-04-29 2016-02-23 Ideal Power Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with bidirectional power converters
US9293946B2 (en) 2013-04-29 2016-03-22 Ideal Power Inc. Systems and methods for uninterruptible power supplies with bidirectional power converters
KR20150004227A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 엘지이노텍 주식회사 전력변환장치 및 에너지 저장 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. A review of power decoupling techniques for microinverters with three different decoupling capacitor locations in PV systems
Chen et al. Double-input PWM DC/DC converter for high-/low-voltage sources
Chen et al. A boost converter with capacitor multiplier and coupled inductor for AC module applications
Chen et al. A cascaded high step-up DC–DC converter with single switch for microsource applications
Tseng et al. High step-up converter with three-winding coupled inductor for fuel cell energy source applications
Lu et al. Photovoltaic-battery-powered DC bus system for common portable electronic devices
Xue et al. Topologies of single-phase inverters for small distributed power generators: an overview
TWI221695B (en) Uninterruptible power system
US9590434B2 (en) Compact and modular electrical power supply unit, with multi-converters, notably for fast recharging terminals for electric vehicles
EP2815913A1 (en) Recharging system for electric vehicles
Branco et al. Proposal of three-phase high-frequency transformer isolation UPS topologies for distributed generation applications
TWI387176B (zh) 智慧型混合式電源轉換控制系統
Ryu et al. Test bed implementation of 380V DC distribution system using isolated bidirectional power converters
KR100844401B1 (ko) 태양광 발전장치가 구비된 무정전 전원투입장치
Kondrath An overview of bidirectional DC-DC converter topologies and control strategies for interfacing energy storage systems in microgrids
Shreelakshmi et al. High gain, high efficiency bi-directional DC-DC converter for battery charging applications in stand-alone Photo-Voltaic systems
KR20080032839A (ko) 공통 직류전력에 의한 복합기능형 온라인 무정전전원장치
CN1322653C (zh) 具有多功能模式的再生能源变流装置
CN112350607B (zh) 具双向功率转换的三相电源装置
Singh et al. Comprehensive review of PV/EV/grid integration power electronic converter topologies for DC charging applications
KR101764651B1 (ko) 태양광 발전 장치 연계형 전력공급장치 및 이의 제어 방법
JP5931345B2 (ja) 無停電電源システム
JP6722295B2 (ja) 電力変換システム、電力供給システムおよび電力変換装置
Talebi et al. A novel single-switch high step-up dc-dc converter based on quadratic boost for renewable energy applications
Lai et al. An efficient active ripple filter for use in single-phase DC-AC conversion system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application