KR101590835B1 - Solar power system for providing a mutual power supply network service using a wire-wireless duplex communication - Google Patents

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KR101590835B1 KR1020150114472A KR20150114472A KR101590835B1 KR 101590835 B1 KR101590835 B1 KR 101590835B1 KR 1020150114472 A KR1020150114472 A KR 1020150114472A KR 20150114472 A KR20150114472 A KR 20150114472A KR 101590835 B1 KR101590835 B1 KR 101590835B1
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Abstract

The present invention relates to a solar power system for providing a mutual supply network service using wire-wireless duplex communications. A mutual power supply system comprises a power conversion terminal converting and providing power among a solar power device, a power system, and a power consumption means. The power conversion terminal includes: a direct current (DC)-direct current (DC) conversion unit and a DC-DC bidirectional conversion unit for converting DC power inputted between the solar power system and the power system into set DC power; and a DC-alternating current (AC) bidirectional conversion unit for converting DC power into AC power in a rear end of the DC-DC conversion unit and the DC-DC bidirectional conversion unit, or converting AC power into the DC power. The DC-DC conversion unit and the DC-DC bidirectional conversion unit are provided to be connected in parallel.

Description

유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템{SOLAR POWER SYSTEM FOR PROVIDING A MUTUAL POWER SUPPLY NETWORK SERVICE USING A WIRE-WIRELESS DUPLEX COMMUNICATION}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a solar power generation system for providing a mutual power supply network service using wire / wireless redundant communication.

본 발명은 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력계통과 전력소비수단의 상호 전력공급을 위한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generation system for providing a mutual power supply network service using wired / wireless communication, and more particularly, to a mutual power supply of a power system and a power consumption means.

일반적으로, 전기 자동차는 전력계통으로부터 전력을 공급받아 내부의 배터리에 전기를 충전하여 운행하고 있고, 전력계통은 외부의 태양광 발전장치로부터 전력을 공급받는다. Generally, an electric vehicle receives electric power from a power system, charges the internal battery and operates, and the electric power system receives electric power from an external photovoltaic power generation device.

여기서, 전기 자동차의 충전의 경우, 전력계통 또는 전력계통을 거치지 않고 태양광 발전장치로부터 직접 전력을 충전할 수 있으나, 전기는 시간이 지나면 방전이 일어나므로 운행을 하지 않는 전기 자동차의 수가 많을 때 운행하지 않는 전기 자동차의 배터리에 있는 전기를 보유하고 있을 필요가 없기 때문에 남아 있는 전력을 처리하는 것이 중요하다. Here, in the case of charging an electric vehicle, electric power can be directly charged from the photovoltaic power generation apparatus without going through the power system or the power system. However, since the electric discharge takes place over time, when the number of electric vehicles not operating is large, It is important to handle the remaining power because there is no need to have electricity in the battery of an electric vehicle that does not.

한국공개특허공보 제2013-0130986호(공개일: 2013.12.03., 명칭: 스마트 그리드의 구현을 위한 전력 연계 시스템)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0130986 (Published on March 23, 2013, entitled Power Grid System for Smart Grid Implementation) 한국공개특허공보 제2013-0138954호(공개일: 2013.12.20., 명칭: 스마트 그리드용 전기자동차의 양방향 전력 공급 장치 및 이를 이용한 양방향 전력 공급방법)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0138954 (published on February 20, 2013, entitled: Bidirectional power supply device for electric vehicle for smart grid and bidirectional power supply method using the same)

본 발명은 전력소비수단의 배터리에 보유한 전력을 역으로 전력계통으로 공급하기 위한 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a photovoltaic power generation system that provides mutual power supply network service using wired / wireless duplicated communication for supplying power stored in a battery of a power consumption means to a power system inversely.

또한, 본 발명은 기존의 태양광 발전장치가 전력계통으로 전력을 공급하는 선로를 이용하여 전력계통과 전력소비수단의 상호 전력공급이 이루어지는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention also relates to a solar power generating system for providing a mutual power supply network service using a wired / wireless dual communication in which a power system and a power consuming means are supplied with mutual power using a line in which an existing photovoltaic power generation apparatus supplies electric power to a power system Power generation system.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템은, 태양광 발전장치, 전력계통, 및 전력소비수단 사이에서 전력을 변환하여 제공하는 전력 변환단을 포함하는 상호 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 전력 변환단은 태양광 발전장치와 전력계통 사이에서 입력된 DC 전력을 설정된 DC 전력으로 변환하는 DC-DC 변환부 및 DC-DC 양방향 변환부; 및 상기 DC-DC 변환부와 DC-DC 양방향 변환부의 후단에서 DC 전력을 AC 전력으로 변환하거나 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 DC-AC 양방향 변환부;를 포함하되, 상기 태양광 발전장치와 전력소비수단이 전력계통으로 공급하는 전력의 충돌을 방지하기 위해 상기 DC-DC 변환부 및 DC-DC 양방향 변환부는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic generation system for providing a mutual power supply network service using wired / wireless communication, including: a photovoltaic power generation system for converting power between a photovoltaic power generation system, Wherein the power conversion stage includes a DC-DC converter and a DC-DC bidirectional converter that convert DC power input between the photovoltaic generator and the power system to a set DC power; And a DC-AC bidirectional converter that converts DC power to AC power or converts AC power to DC power at a subsequent stage of the DC-DC converter and the DC-DC bidirectional converter, The DC-DC converter and the DC-DC bidirectional converter are connected in parallel in order to prevent the power supplied from the consuming means to the power system from colliding with each other.

구체적으로, 상기 태양 발전장치의 전기에너지를 충전하는 에너지 저장부(Energy Storage System)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Specifically, the solar power generation system may further include an energy storage unit for charging electric energy of the solar power generation apparatus.

또한, 상기 전력 변환단은 상기 태양광 발전장치와 에너지 저장부 사이에 위치한 제1 스위치, 제2 스위치, 및 제3 스위치와, 상기 제2 스위치 및 제3 스위치 사이에서 분기되어 전력소비수단과 연결된 선로 상에 위치한 제4 스위치와, 상기 태양광 발전장치와 DC-DC 변환부 사이에 위치한 제5 스위치와, 상기 제1 스위치 및 제2 스위치 사이에서 분기되어 DC-DC 양방향 변환부와 연결된 선로 상에 위치한 제6 스위치 및 상기 DC-AC 양방향 변환부와 전력계통의 분기점 후단과 전력소비수단 사이에 위치한 제7 스위치를 제어하는 스위치 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the power conversion stage may include a first switch, a second switch, and a third switch located between the photovoltaic device and the energy storage unit, and a second switch connected between the second switch and the third switch, A fourth switch located on the line, a fifth switch located between the photovoltaic device and the DC-DC converter, and a fifth switch connected between the first switch and the second switch and connected to the DC-DC bidirectional converter, And a switch control unit for controlling the sixth switch located between the DC-AC bidirectional conversion unit and the rear end of the branching point of the power system and the seventh switch located between the power consumption means.

또한, 상기 태양광 발전장치에서 전력계통으로 전력을 공급하는 경우, 상기 스위치 제어부는 제3 스위치, 제4 스위치, 및 제7 스위치를 OFF시키는 것을 특징으로 한다. When the photovoltaic power generation apparatus supplies power to the power system, the switch control unit turns off the third switch, the fourth switch, and the seventh switch.

또한, 상기 태양광 발전장치에서 전력계통으로 전력을 공급하고, 전력계통에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우, 상기 스위치 제어부는 제3 스위치, 및 제4 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 한다. Further, in the case where power is supplied from the photovoltaic apparatus to the power system and power is supplied from the power system to the power consumption means, the switch control unit turns off the third switch and the fourth switch.

또한, 상기 태양광 발전장치에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우, 상기 스위치 제어부는 제3 스위치, 제5 스위치, 제6 스위치 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 한다. Further, in the case where power is supplied from the photovoltaic device to the power consumption means, the switch control unit turns off the third switch, the fifth switch, the sixth switch and the seventh switch.

또한, 상기 에너지 저장부에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우, 상기 스위치 제어부는 제2 스위치 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 한다. In addition, when power is supplied from the energy storage unit to the power consumption means, the switch control unit turns off the second switch and the seventh switch.

또한, 상기 전력계통에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우, 상기 스위치 제어부는 제1 스위치, 제3 스위치, 제5 스위치, 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 한다. In addition, when power is supplied from the power system to the power consumption means, the switch control unit turns off the first switch, the third switch, the fifth switch, and the seventh switch.

또한, 상기 에너지 저장부에서 전력계통으로 전력을 공급하는 경우, 상기 스위치 제어부는 제1 스위치, 제4 스위치, 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 한다. In addition, when power is supplied from the energy storing unit to the power system, the switch control unit turns off the first switch, the fourth switch, and the seventh switch.

또한, 상기 스위치 제어부와 상기 제1 내지 제7 스위치는 유선 또는 무선 통신으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The switch controller and the first to seventh switches may be connected by wire or wireless communication.

이상에서 설명한 바와 같이,As described above,

본 발명은 태양광 발전장치에서 전력계통으로 전력을 공급할 뿐만 아니라, 전력소비수단에서 전력계통으로 전력을 공급할 수 있어, 전력계통에서 전력을 제공함으로써, 방전되는 전력의 손실을 막을 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect of not only supplying power from the solar power generation apparatus to the power system but also supplying power from the power consumption means to the power system, thereby preventing power loss from being discharged by providing power in the power system .

또한, 본 발명은 태양광 발전 장치가 전력계통으로 전력을 공급하는 선로를 통해 전력소비수단이 전력계통으로 전력을 공급할 수 있어, 별도의 설비 제작에 소용되는 비용을 절감하는 효과가 있다. In addition, the present invention has an effect of reducing the cost, which is used in the manufacture of a separate facility, because the power consumption means can supply power to the power system through a line through which the photovoltaic power generation device supplies power to the power system.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템의 스위치 제어부와 스위치들을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 전력계통에 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 전력소비수단에 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 태양광 발전장치에서 전력소비수단으로 직접 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 에너지 저장부에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 전력계통에서 직접 전력소비수단으로 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 에너지 저장부에서 전력계통으로 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 이용하여 전력소비수단에서 전력계통으로 전력을 공급하는 흐름을 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram illustrating a photovoltaic power generation system for providing mutual power supply network service using wired / wireless dual communication according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a switch control unit and switches of a photovoltaic power generation system for providing mutual power supply network service using wired / wireless duplicated communication according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a power supply to a power system using a photovoltaic power generation system that provides mutual power supply network service using wired / wireless communication of the present invention.
FIG. 4 is a flow chart for supplying power to a power consumption means using a photovoltaic power generation system that provides mutual power supply network service using wired / wireless communication of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of directly supplying power from a solar power generation apparatus to a power consumption means using a solar power generation system that provides a mutual power supply network service using wired / wireless communication of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of power from an energy storage unit to a power consumption unit using a photovoltaic power generation system that provides a mutual power supply network service using wired / wireless communication of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of supplying power from a power system to a power consumption unit directly using a photovoltaic power generation system that provides a mutual power supply network service using wired / wireless communication of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of power from an energy storage unit to a power system using a photovoltaic power generation system that provides a mutual power supply network service using wire / wireless duplicated communication according to the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a flow of power from a power consumption means to a power system using a photovoltaic power generation system that provides a mutual power supply network service using wired / wireless communication of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템을 나타낸 블록도로서, 상호 전력공급 시스템은 태양광 발전장치(110), 전력계통(120), 전력소비수단(130), 에너지 저장부(140), 및 전력 변환단(150)을 포함한다. 1 and 2 are block diagrams illustrating a photovoltaic generation system for providing a mutual power supply network service using wired / wireless duplicated communication according to an embodiment of the present invention. The mutual power supply system includes a photovoltaic power generation apparatus 110, A system 120, a power consumption means 130, an energy storage 140, and a power conversion stage 150.

태양광 발전장치(110)는 태양전지 셀을 구비한 태양광 발전 유닛이 다수행 및 다수열로 정렬되어 태양광을 전력으로 생성한다.The photovoltaic device 110 is a photovoltaic power generation unit having photovoltaic cells that perform multiple operations and are arranged in a plurality of rows to generate photovoltaic power.

전력계통(120)은 전력을 경제적으로 생산하고 안정하게 운용하는 시스템으로 태양광 발전장치(110)에서 생성한 전력을 운영한다. The power system 120 operates the power generated by the photovoltaic power generation apparatus 110 as a system that economically produces and operates the power stably.

여기서, 전력계통(120)은 한국전력이 될 수 있다. Here, the power system 120 may be KEPCO.

전력소비수단(130)은 태양광 발전장치(110) 또는 전력계통(120)에서 전력을 공급 받아 소비하는 수단으로, 본 발명의 실시예에서는 전력계통(120)에서 전력을 공급받을 뿐만 아니라 역으로 전력계통(120)에 전력을 공급한다. The power consumption means 130 is a means for receiving and consuming electric power from the photovoltaic power generation apparatus 110 or the power system 120. In the embodiment of the present invention, not only power is supplied from the power system 120, And supplies electric power to the power system 120.

본 발명의 실시예에서 전력소비수단(130)은 배터리를 포함하고 있는 구성으로, 전기 자동차, 양수발전기, 압축공기 에너지 저장 장치, 플라이휠 에너지 저장 시스템 중 어느 하나 일 수 있다. In the embodiment of the present invention, the power consumption means 130 may be any one of an electric vehicle, a pumped-water generator, a compressed air energy storage device, and a flywheel energy storage system.

여기서, 전력소비수단(130)이 전기자동차인 경우, 전기 자동차는 DC 전력을 공급받거나 공급하므로 전력계통(120)으로부터 AC 전력을 공급 받는 경우, AC 전력을 DC 전력으로 변환해주는 AC-DC 변환부(131)를 더 포함할 수 있다. In this case, when the electric power consumption means 130 is an electric vehicle, the electric vehicle receives or supplies the DC power, and therefore, when the AC power is supplied from the electric power system 120, the AC- (131).

에너지 저장부(Energy Storage System, 140)는 태양광 발전장치(110)에서 생성한 전력을 충전한다. The energy storage unit (140) charges electric power generated by the solar power generator (110).

전력 변환단(150)은 DC-DC 변환부(151), DC-DC 양방향 변환부(152), DC-AC 양방향 변환부(153), 및 스위치 제어부(154)를 포함하고, 태양광 발전장치(110), 전력계통(120), 전력소비수단(130), 및 에너지 저장부(140) 사이에서 상호 전력을 공급할 수 있도록 공급 되는 전력을 각 해당 구성에 맞는 전력으로 변환한다. The power conversion stage 150 includes a DC-DC conversion unit 151, a DC-DC bidirectional conversion unit 152, a DC-AC bidirectional conversion unit 153, and a switch control unit 154, The power supply unit 110, the power system 120, the power consumption unit 130, and the energy storage unit 140 into power corresponding to each configuration.

여기서, DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)는 병렬로 연결됨이 바람직하다. Here, it is preferable that the DC-DC converter 151 and the DC-DC bidirectional converter 152 are connected in parallel.

태양광 발전장치(110)는 DC 전력을 공급하고, 전력계통(120)은 AC 전력을 공급하거나 공급 받으며, 전력 소비수단(130)은 DC 전력을 공급하거나 공급받는다. The photovoltaic device 110 supplies DC power, the power system 120 supplies or receives AC power, and the power consumption means 130 supplies or receives DC power.

여기서, DC-DC 변환부(151)는 태양광 발전장치(110)에서 공급하는 DC 전력을 설정된 DC 전력으로 변환한다. Here, the DC-DC converter 151 converts the DC power supplied from the solar power generator 110 into the set DC power.

DC-DC 양방향 변환부(152)는 태양광 발전장치(110)에서 공급하는 DC 전력을 설정된 DC 전력으로 변환하거나, 전력계통(120)에서 공급하여 DC-AC 양방향 변환부(153)를 통과한 DC 전력을 설정된 DC 전력으로 변환한다. The DC-DC bidirectional converter 152 converts the DC power supplied from the photovoltaic power generator 110 into the set DC power or supplies it from the power system 120 and passes the DC-AC bidirectional converter 153 DC power to the set DC power.

이때, DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)를 병렬로 구비하는 이유는 태양광 발전장치(110)와 전력소비수단(130)에서 동시에 전력계통(120)으로 전력을 공급하는 경우, 태양광 발전장치(110)와 전력소비수단(130)이 공급하는 전압차이로 인해 충돌이 발생할 수 있으므로 개별적으로 구비하여 전력계통(120)에 전력을 공급하기 위해서이다. The reason for including the DC-DC converting unit 151 and the DC-DC bidirectional converting unit 152 in parallel is that power is supplied from the solar power generating apparatus 110 and the power consuming means 130 simultaneously to the power system 120 A collision may occur due to a difference in voltage supplied from the photovoltaic power generation apparatus 110 and the power consumption means 130, so that power is supplied to the power system 120 separately.

예컨대, 전력계통(120)에서 피크 부하(Peak load)가 필요할 경우, 태양광 발전장치(110)로부터 전력을 공급받고, 전력소비수단(130)으로부터 전력을 공급받아 활용하기 위해 충돌이 일어나지 않도록 DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)를 각각 구비한다. For example, when a peak load is required in the power system 120, power is supplied from the photovoltaic power generation apparatus 110, and power is supplied from the power consumption means 130 to the DC DC conversion unit 151 and a DC-DC bidirectional conversion unit 152, respectively.

DC-AC 양방향 변환부(153)는 DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)로부터 전달받은 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 전력계통(120)에 전달하거나, 전력계통(120)에서 공급하는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 DC-DC 양방향 변환부(152)에 전달한다.The DC-AC bidirectional converter 153 converts the DC power received from the DC-DC converter 151 and the DC-DC bidirectional converter 152 into AC power and transfers the DC power to the power system 120, Converts the AC power supplied from the AC power supply unit 120 into DC power and transmits the DC power to the DC-DC bidirectional converter 152.

이때, DC-AC 양방향 변환부(153)는 DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)에서 전달 받은 DC 전력을 AC 전력으로 변환하기 위해 DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)의 합한 용량인 것으로 구비하는 것이 바람직하다. At this time, the DC-AC bidirectional converter 153 converts the DC power received from the DC-DC converter 151 and the DC-DC bidirectional converter 152 into a DC-DC converter 151, And the DC-DC bidirectional conversion unit 152, as shown in FIG.

또한, DC-AC 양방향 변환부(153)는 DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)에서 전달 받은 DC 전력을 개별적으로 제어할 수 있다. Also, the DC-AC bidirectional converter 153 can individually control the DC power received from the DC-DC converter 151 and the DC-DC bidirectional converter 152.

예컨대, 전력소비수단(130)의 배터리의 전압범위가 고정이 되지만 태양광 발전장치(110)의 전압범위는 외부 환경요인에 따라서 변동될 가능성이 높기 때문에, 전력소비수단(130)과 태양광 발전장치(110)의 전압범위의 차이가 발생하게 되므로 전력계통(110)에 전력 공급이 제대로 이루어지지 않거나 효율이 떨어질 수 있기 때문에 이를 방지하고자 개별적으로 제어함이 바람직하다. The voltage range of the battery of the power consumption means 130 is fixed but the voltage range of the photovoltaic power generation apparatus 110 is likely to fluctuate according to external environmental factors. It is preferable to separately control the power system 110 to prevent the power system 110 from being supplied with power or to be inefficient.

스위치 제어부(154)는 제1 내지 제7 스위치(154a~154g)를 모드에 맞게 제어하며, 스위치 제어부(154)는 제1 내지 제7 스위치(154a~154g)를 제어하기 위해 통신이 이루어져야 하는 것이 바람직하다. The switch control unit 154 controls the first to seventh switches 154a to 154g in accordance with the mode and the switch control unit 154 has to perform communication for controlling the first to seventh switches 154a to 154g desirable.

여기서, 스위치 제어부와 제1 내지 제7 스위치(154a~154g)의 통신은 RS-485, can 통신, Zigbee 통신, 및 RF 통신 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. Here, the communication between the switch control unit and the first to seventh switches 154a to 154g may be any one of RS-485, can communication, Zigbee communication, and RF communication.

스위치 제어부(154)는 태양광 발전장치(110), 전력계통(120), 전력소비수단(130) 및 에너지 저장부(140)을 모두 모니터링하는 중앙 관리소(미도시)에 위치되어야 함이 바람직하다. The switch control unit 154 is preferably located in a central office (not shown) that monitors both the photovoltaic power generation apparatus 110, the power system 120, the power consumption means 130 and the energy storage unit 140 .

제1 내지 제7 스위치(154a~154g) 중 제1 내지 제3 스위치(154a, 154b, 154c)는 태양광 발전장치(110)와 에너지 저장부(140) 사이에 직렬로 연결되고, 제4 스위치(154d)는 제2 스위치(154b)와 제3 스위치(154c) 사이에서 분기되어 전력소비수단(130)과 연결된 선로 상에 위치하며, 제5 스위치(154e)는 태양광 발전장치(110)와 DC-DC 변환부(151) 사이에 위치하고, 제6 스위치(154f)는 제1 스위치(154a) 와 제2 스위치(154b) 사이에서 분기되어 DC-DC 양방향 변환부(152)와 연결된 선로 상에 위치한다. The first to third switches 154a, 154b and 154c of the first to seventh switches 154a to 154g are connected in series between the solar cell generator 110 and the energy storage unit 140, The fourth switch 154d is branched from the second switch 154b and the third switch 154c and is located on a line connected to the power consuming means 130. The fifth switch 154e is connected to the photovoltaic generator 110 The sixth switch 154f is located between the first switch 154a and the second switch 154b and is located on the line connected to the DC-DC bidirectional converter 152 Located.

마지막으로, 제7 스위치(154g)는 DC-AC 양방향 변환부(153)와 전력계통(120)의 분기점 후단과 전력소비수단(130) 사이에 위치한다. Finally, the seventh switch 154g is located between the DC-AC bidirectional conversion unit 153 and the posterior end of the power system 120 and the power consumption means 130.

스위치 제어부(154)에 의해 제어되는 모드는 다음과 같다. 하기에서 제어되는 스위치들 중 오프(Off)되는 스위치를 제외한 다른 스위치들은 온(On) 상태 인 것이 바람직하다. The mode controlled by the switch control unit 154 is as follows. It is preferable that the switches other than the switches which are controlled in the following are turned on.

첫째, 태양광 발전장치(110)에서 전력계통(120)으로 전력을 공급하는 경우, 도 3과 같이, 스위치 제어부(154)는 제3 스위치(154c), 제4 스위치(154d), 및 제7 스위치(154g)를 OFF시킨다. 3, the switch control unit 154 is connected to the third switch 154c, the fourth switch 154d, and the seventh switch 154d, when the power is supplied from the photovoltaic power generation apparatus 110 to the power system 120. [ The switch 154g is turned off.

이와 같이, 제3 스위치(154c), 제4 스위치(154d), 및 제7 스위치(154g)를 OFF 시키면, 태양광 발전장치(110)에서 생성된 전력은 전력 변환단(150)인 DC-DC 변환부(151) 및 DC-DC 양방향 변환부(152)를 거치고, DC-AC 변환부(153)를 거쳐 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 전력계통(120)으로 공급된다. When the third switch 154c, the fourth switch 154d and the seventh switch 154g are turned off in this way, the power generated by the photovoltaic apparatus 110 is supplied to the DC-DC DC converting unit 153 and converts the DC power to AC power through the converting unit 151 and the DC-DC bidirectional converting unit 152 and supplies the AC power to the power system 120. [

둘째, 태양광 발전장치(110)에서 전력계통(120)으로 전력을 공급하고, 전력계통에서 전력소비수단(130)으로 전력을 공급하는 경우, 도 4와 같이, 스위치 제어부(154)는 제3 스위치(154c), 제4 스위치(154d)를 OFF 시킨다. 4, when the photovoltaic power generation apparatus 110 supplies power to the power system 120 and supplies power from the power system to the power consumption means 130, the switch control unit 154 controls the third The switch 154c, and the fourth switch 154d are turned off.

여기서, 태양광 발전장치에서 전력계통 및 전력소비수단으로 전력을 공급할 때 DC-DC 변환부와 DC-DC 양방향 변환부로 나누어져서 전달하는 이유는 태양광 발전장치에서 발전이 원활히 일어나는 경우 전력계통의 전력공급과 소비전력수단의 충전을 병행하기 위해서이다. Here, the reason why the photovoltaic device is divided into the DC-DC converter and the DC-DC bidirectional converter when power is supplied to the power system and the power consuming means is that the power of the power system Supply and the charging of the power consumption means.

이때, 태양광 발전장치(110)는 전력변환단(150)을 거쳐 AC 전력을 전력계통(120)에 공급하고, 전력계통(120)은 AC 전력을 전력소비수단(130)에 공급할 수 있으며, 전력소비수단(130)은 AC 전력을 전달 받아 220V로 충전이 이루어지므로 AC-DC 변환부(131)를 더 구비하는 것이 바람직하다. At this time, the photovoltaic power generation apparatus 110 supplies AC power to the power system 120 via the power conversion stage 150, the power system 120 can supply AC power to the power consumption means 130, The power consumption unit 130 may further include an AC-to-DC converter 131 because AC power is received and charged to 220V.

셋째, 태양광 발전장치(110)에서 전력소비수단(130)으로 전력 을 공급하는 경우, 도 5와 같이, 스위치 제어부(154)는 제3 스위치(154c), 제5 스위치(154e), 제6 스위치(154f) 및 제7 스위치(154g)를 OFF 시킨다.5, the switch control unit 154 controls the third switch 154c, the fifth switch 154e, the sixth switch 154e, the sixth switch 154e, The switch 154f and the seventh switch 154g are turned off.

이때, 태양광 발전장치(110)에서 직접 전력소비수단(130)으로 전력을 공급함으로써 태양광 발전장치(110)에서 발전된 DC 전력을 전력소비수단(130)에 충전함으로써 쾌속 충전이 가능하다. At this time, by charging the DC power generated by the photovoltaic power generation apparatus 110 to the power consumption means 130 by supplying power directly from the photovoltaic power generation apparatus 110 to the power consumption means 130, rapid charging is possible.

넷째, 에너지 저장부(140)에서 전력소비수단(130)으로 전력을 공급하는 경우, 도 6과 같이, 스위치 제어부(154)는 제2 스위치(154b) 및 제7 스위치(154g)를 OFF 시킨다. Fourth, when power is supplied from the energy storage unit 140 to the power consumption means 130, the switch control unit 154 turns off the second switch 154b and the seventh switch 154g as shown in FIG.

이때, 에너지 저장부(140)에서 전력소비수단(130)으로 전력으로 공급하는 경우는 태양광 발전장치(110)에서 직접 전력소비수단(130)으로 전력을 공급하는 것과 같이 전력소비수단(130)이 DC 전력을 충전함으로써 쾌속충전이 가능하고, 에너지 저장부(140)는 평소에는 태양광 발전장치(110)로부터 전력을 충전해두었다가 전력소비수단(130)으로 전력을 공급할 수 있다. In this case, when the power is supplied from the energy storage unit 140 to the power consumption means 130, the power consumption means 130 may be provided, such as supplying power directly from the photovoltaic apparatus 110 to the power consumption means 130. [ The energy storage unit 140 can supply electric power to the power consumption unit 130 after charging the power from the solar power generation unit 110. [

전력소비수단(130)은 기 충전되어 있는 에너지 저장부(140)로부터 야간에도 전력을 공급받을 수 있다. The power consumption means 130 can receive power from the pre-charged energy storage unit 140 at night.

또한, 태양광 발전장치(110)는 에너지 저장부(140)와 별개로 전력계통(120)으로 전력을 공급하고 있을 수 있다. In addition, the photovoltaic power generation apparatus 110 may supply power to the power system 120 separately from the energy storage unit 140.

다섯째, 전력계통(120)에서 전력소비수단(130)으로 전력을 공급하는 경우, 도 7과 같이, 스위치 제어부(154)는 제1 스위치(154a), 제3 스위치(154c), 제5 스위치, 및 제7 스위치(154g)를 OFF 시킨다. 7, the switch control unit 154 includes a first switch 154a, a third switch 154c, a fifth switch 154b, and a third switch 154c, when power is supplied from the power system 120 to the power consumption means 130. [ And the seventh switch 154g are turned off.

이때, 전력계통(120)에서 전력 변환단(150)을 거쳐 전력소비수단(130)에 전력을 공급하는 경우, 전력계통(120)의 AC 전력을 DC-AC 양방향 변환부(153)를 거쳐 DC 전력으로 변환하고, DC-DC 양방향 변환부(152)를 거쳐 전력소비수단(150)이 수용할 수 있는 DC 전력으로 변환하여 DC 전력을 공급한다. In this case, when power is supplied from the power system 120 to the power consuming means 130 via the power conversion stage 150, the AC power of the power system 120 is supplied to the DC-AC bidirectional converter 153 via the DC- And converts it into DC power that can be received by the power consumption means 150 via the DC-DC bidirectional conversion unit 152, and supplies the DC power.

여섯째, 상기 에너지 저장부(140)에서 전력계통(120)으로 전력을 공급하는 경우, 도 8과 같이, 상기 스위치 제어부(154)는 제1 스위치(154a), 제4 스위치(154d), 및 제 7 스위치(154g)를 OFF 시킨다.6, when the energy storage unit 140 supplies power to the power system 120, the switch control unit 154 controls the first switch 154a, the fourth switch 154d, 7 switch 154g is turned off.

이때, 에너지 저장부(140)는 태양광 발전장치(110)로부터 충전된 전력을 전력계통(120)으로 공급하기 위해서 DC-DC 양방향 변환부(152)를 거친 후, DC-AC 양방향 변환부(153)를 거쳐 전력계통(120)이 공급 받을 수 있는 AC 전력으로 변환하여 공급한다. At this time, the energy storage unit 140 passes the DC-DC bidirectional conversion unit 152 to supply the electric power charged from the photovoltaic power generation apparatus 110 to the power system 120, and then supplies the DC-AC bidirectional conversion unit 153 to AC power that the power system 120 can receive.

이로써, 전력계통(120)은 주간 뿐 아니라 야간에도 전력을 공급 받을 수 있다. Thus, the power system 120 can receive power not only during the daytime but also during the nighttime.

마지막으로, 전력소비수단(130)에서 전력계통(120)으로 전력을 공급하는 경우, 도 9와 같이, 스위치 제어부(154)는 제1 스위치(154a), 제3 스위치(154c), 및 제7 스위치(154g)를 OFF 시킨다. Finally, when power is supplied from the power consumption means 130 to the power system 120, as shown in FIG. 9, the switch control unit 154 controls the first switch 154a, the third switch 154c, The switch 154g is turned off.

이 경우, 전력소비수단(130)이 전력계통으로 전력을 공급하는 전력공급수단이 될 수 있다. In this case, the power consumption means 130 may be power supply means for supplying power to the power system.

여기서, 전력소비수단(130)이 전력계통으로 전력을 공급할 때, 주간에 태양광 발전장치(110)도 전력계통으로 전력을 공급할 수 있다. Here, when the power consumption means 130 supplies power to the power system, the photovoltaic power generation apparatus 110 can also supply power to the power system during the daytime.

예컨대, 태양광 발전장치(110)는 DC-DC 변환부(151)를 거쳐 DC-AC 양방향 변환부(153)를 통해 전력계통(120)에 전력을 공급하고, 전력소비수단(130)은 DC-DC 양방향 변환부(152)를 거쳐 DC-AC 양방향 변환부(153)를 통해 전력계통에 전력을 공급할 수 있다. For example, the photovoltaic power generation apparatus 110 supplies power to the power system 120 through the DC-AC bidirectional conversion unit 153 via the DC-DC conversion unit 151, DC bidirectional converter 153 to supply power to the power system via the DC-AC bidirectional converter 153. The DC-

상기와 같이 구성된 태양광 발전장치를 이용한 상호 전력 공급 시스템은 스위치 제어부(154)를 통해 다양한 모드로 전환될 수 있으며, 본 발명의 상세한 설명에 기재되지 않은 모드라 할지라도 본 발명의 구성에서 이루어질 수 있는 모든 모드를 포함하는 것이 바람직하다. The mutual power supply system using the photovoltaic apparatus configured as described above can be switched to various modes through the switch control unit 154. Even in a mode not described in the detailed description of the present invention, It is preferable to include all the modes.

따라서, 본 발명은 태양광 발전장치에서 전력계통으로 전력을 공급할 뿐만 아니라, 전력소비수단에서 전력계통으로 전력을 공급 할 수 있어, 전력계통에서 전력을 제공함으로써, 방전되는 전력의 손실을 막을 수 있는 효과가 있다. Therefore, the present invention not only supplies power from the solar power generator to the power system, but also can supply power from the power consuming means to the power system, thereby providing power in the power system, It is effective.

또한, 본 발명은 태양광 발전 장치가 전력계통으로 전력을 공급하는 선로를 통해 전력소비수단이 전력계통으로 전력을 공급할 수 있어, 별도의 설비 제작에 소용되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. Further, the present invention has an effect that the power consuming means can supply electric power to the power system through a line that supplies power to the power system of the photovoltaic power generation apparatus, thereby reducing the cost that is used in the production of a separate facility.

상기와 같은 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The photovoltaic generation system for providing the mutual power supply network service using the above-described wired / wireless communication is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

110 : 태양광 발전장치 120 : 전력계통
130 : 전력소비수단 131 : AC-DC 변환부
140 : 에너지 저장부(ESS) 150 : 전력 변환단
151 : DC-DC 변환부 152 : DC-DC 양방향 변환부
153 : DC-AC 양방향 변환부 154 : 스위치 제어부
154a : 제1 스위치 154b : 제2 스위치
154c : 제3 스위치 154d : 제4 스위치
154e : 제5 스위치 154f : 제6 스위치
154g : 제7 스위치110: Photovoltaic power generator 120: Power system
130: power consumption means 131: AC-DC conversion unit
140: Energy storage unit (ESS) 150: Power conversion stage
151: DC-DC converter 152: DC-DC bidirectional converter
153: DC-AC bidirectional conversion unit 154:
154a: first switch 154b: second switch
154c: third switch 154d: fourth switch
154e: fifth switch 154f: sixth switch
154 g: seventh switch

Claims (11)

태양광 발전장치, 전력계통, 및 전력소비수단 사이에서 전력을 변환하여 제공하는 전력 변환단을 포함하는 전력 공급 시스템에 있어서,
상기 전력 변환단은 태양광 발전장치와 전력계통 사이에서 입력된 DC 전력을 설정된 DC 전력으로 변환하는 DC-DC 변환부 및 DC-DC 양방향 변환부; 및
상기 DC-DC 변환부와 DC-DC 양방향 변환부의 후단에서 DC 전력을 AC 전력으로 변환하거나 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 DC-AC 양방향 변환부;를 포함하고, 상기 태양광발전장치의 전기에너지를 충전하는 에너지 저장부(Energy Storage System)를 더 포함하되,
상기 DC-DC 변환부 및 DC-DC 양방향 변환부는 상기 태양광 발전장치, 에너지 저장부, 및 전력소비수단 중 어느 하나의 전력을 전달 받거나 상기 DC-AC 양방향 변환부의 전력을 전달받아 상기 에너지 저장부 및 전력소비수단 중 어느 하나에 전달하며,
상기 태양광 발전장치와 전력소비수단이 전력계통으로 공급하는 전력의 충돌을 방지하기 위해 상기 DC-DC 변환부 및 DC-DC 양방향 변환부는 병렬로 연결하고,
상기 전력 변환단은 상기 태양광 발전장치와 에너지 저장부 사이에 위치한 제1 스위치, 제2 스위치, 및 제3 스위치와,
상기 제2 스위치 및 제3 스위치 사이에서 분기되어 전력소비수단과 연결된 선로 상에 위치한 제4 스위치와,
상기 태양광 발전장치와 DC-DC 변환부 사이에 위치한 제5 스위치와,
상기 제1 스위치 및 제2 스위치 사이에서 분기되어 DC-DC 양방향 변환부와 연결된 선로 상에 위치한 제6 스위치, 및
상기 DC-AC 양방향 변환부와 전력계통의 분기점 후단과 전력소비수단 사이에 위치한 제7 스위치를 제어하는 스위치 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
1. A power supply system including a power conversion stage for converting power between a photovoltaic power generation device, a power system, and a power consumption means,
Wherein the power conversion stage includes a DC-DC converter and a DC-DC bidirectional converter that convert DC power input between the photovoltaic device and the power system into a set DC power; And
And a DC-AC bidirectional conversion unit for converting DC power to AC power or converting AC power to DC power at a subsequent stage of the DC-DC conversion unit and the DC-DC bidirectional conversion unit, And an energy storage unit (an energy storage system)
The DC-DC conversion unit and the DC-DC bidirectional conversion unit may receive the power of the photovoltaic power generation device, the energy storage unit, and the power consumption unit, or may receive the power of the DC-AC bidirectional conversion unit, And power consumption means,
Wherein the DC-DC converter and the DC-DC bidirectional converter are connected in parallel to prevent the power supplied from the photovoltaic device and the power consumption unit to the power system from colliding with each other,
The power conversion stage includes a first switch, a second switch, and a third switch located between the photovoltaic device and the energy storage unit,
A fourth switch which is branched on the line between the second switch and the third switch and connected to the power consumption means,
A fifth switch located between the photovoltaic device and the DC-DC converter,
A sixth switch which is branched on the line between the first switch and the second switch and connected to the DC-DC bidirectional converter, and
And a switch controller for controlling the seventh switch located between the DC-AC bidirectional converter and the power consumption means and the power consumption means. Solar power system.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 태양광 발전장치에서 전력계통으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제3 스위치, 제4 스위치, 및 제7 스위치를 OFF시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When power is supplied from the photovoltaic device to the power system,
Wherein the switch control unit turns off the third switch, the fourth switch, and the seventh switch.
청구항 1에 있어서,
상기 태양광 발전장치에서 전력계통으로 전력을 공급하고, 전력계통에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제3 스위치, 및 제4 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When supplying power from the photovoltaic power generation apparatus to the power system and supplying power from the power system to the power consumption means,
And the switch control unit turns off the third switch and the fourth switch, and provides the mutual power supply network service using the wire / wireless duplicated communication.
청구항 1에 있어서,
상기 태양광 발전장치에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제3 스위치, 제5 스위치, 제6 스위치 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When power is supplied from the photovoltaic device to the power consuming means,
Wherein the switch control unit turns off the third switch, the fifth switch, the sixth switch, and the seventh switch. The solar power generation system provides the mutual power supply network service using wire / wireless duplicated communication.
청구항 1에 있어서,
상기 에너지 저장부에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제2 스위치 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When power is supplied from the energy storage unit to the power consumption means,
Wherein the switch control unit turns off the second switch and the seventh switch.
청구항 1에 있어서,
상기 전력계통에서 전력소비수단으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제1 스위치, 제3 스위치, 제5 스위치, 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When power is supplied from the power system to the power consumption means,
Wherein the switch control unit turns off the first switch, the third switch, the fifth switch, and the seventh switch. The solar power generation system provides the mutual power supply network service using wire / wireless duplicated communication.
청구항 1에 있어서,
상기 에너지 저장부에서 전력계통으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제1 스위치, 제4 스위치, 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When power is supplied from the energy storage unit to the power system,
Wherein the switch control unit turns off the first switch, the fourth switch, and the seventh switch.
청구항 1에 있어서,
상기 전력소비수단에서 전력계통으로 전력을 공급하는 경우,
상기 스위치 제어부는 제1 스위치, 제3 스위치, 및 제7 스위치를 OFF 시키는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.
The method according to claim 1,
When power is supplied from the power consumption means to the power system,
Wherein the switch control unit turns off the first switch, the third switch, and the seventh switch.
청구항 1에 있어서,
상기 스위치 제어부와 상기 제1 내지 제7 스위치는 유선 또는 무선 통신으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템.The method according to claim 1,
Wherein the switch control unit and the first to seventh switches are connected by wire or wireless communication.
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