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멀티 MPPT 인버터 전력변환효율의 고안정 측정방법 (M7103)

  멀티 MPPT 인버터 전력변환효율의 고안정 측정방법 (M7103) [594.37 KB]

요약

자세한 내용은 첨부된 PDF파일을 참조하세요.

 

태양광 발전(PV) 시스템의 발전량을 최대화하는 것은 수요가를 포함한 이해관계자들에게 매우 중요합니다. 태양광 모듈에서 발생하는 에너지는 편차가 있기 때문에 그 발전량을 감시하고 항상 최대화하기 위해 제어가 요구됩니다. 이것을 실현하기 위해서 사용되는 것이 MPPT(최대 전력점 추종) 제어를 스트링마다 탑재한 인버터입니다.

이 어플리케이션 노트에서는 특히 스트링 인버터라고 하는 멀티 MPPT 인버터의 전력변환효율을 측정할 때 M7103의 동기소스 공유기능이 어떻게 유용한지를 소개합니다.

 

과제

PV 인버터의 용량이 커짐에 따라 DC 입력의 스트링 수가 증가하고 있습니다. 모든 스트링의 전력을 측정하여 변환 효율을 산출하기 위해 여러 대의 전력계가 사용되는 경우가 있습니다. 그러나 각 전력계 간의 연산 구간을 맞추는 것이 어렵고, 다점 전력에서 효율을 안정된 상태로 측정할 수 없습니다. 그 결과, 고효율 인버터에서는 효율이 100%를 초과할 수 있습니다. 효율을 정확하고 안정되게 측정하는 것은 PV 인버터의 품질과 신뢰성의 향상에 반드시 필요합니다.

 

 

전제되는 지식

전력계의 데이터 갱신 타이밍에 대해서

 

전력계는 동기소스를 DC 이외에 설정했을 때, 대상으로 하는 동기소스의 제로 크로스 검출 후의 데이터 갱신 타이밍으로 측정값을 갱신합니다. 데이터 갱신 간격 내에 제로 크로스를 검출할 수 없는 경우는 측정값이 갱신되지 않습니다.


 


전력계는 동기소스를 DC로 설정했을 때, 데이터 갱신 간격내의 파형으로부터 연산되어 데이터 갱신 타이밍에 항상 측정값이 갱신됩니다.

 

 

동기소스는 전력계 설정에서 선택할 수 있습니다.


효율값이 안정되지 않는 원인
여러 전력계가 사용될 경우, 각 전력계별 데이터 갱신 타이밍으로 전력을 측정하고 효율을 산출하기 때문에 안정적인 효율값을 얻을 수 없습니다. 따라서 각 전력계의 데이터 갱신 타이밍을 맞추는 것이 중요합니다. 단, 데이터 갱신 타이밍을 맞추는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 있습니다. 그 이유는 아래에서 설명하겠습니다.


전력계에서 AC 동기소스를 가지는 경우 AC 전력은 아래 그림의 제로 크로스 타이밍에서 잘라낸 파형으로부터 연산되어 측정값이 갱신됩니다. DC 동기소스를 가진 경우 DC 전력은 데이터 갱신 간격 내의 파형에서 연산되어 데이터 갱신 타이밍마다 측정값이 갱신됩니다.



위 그림의 파형처럼 순간적으로 파형이 변동한 경우 DC 전력과 AC 전력에서 연산되는 구간이 다르기 때문에 타이밍에 따라 효율이 100%를 초과하는 경우가 발생합니다. 이와 같이 데이터 갱신 타이밍을 맞추는 것만으로는 효율을 정확하고 안정적으로 측정할 수 없습니다.

동기소스 공유기능
이 과제를 해결하기 위해 동기소스 공유기능이 개발되었습니다. 동기소스 공유기능을 사용하여 각 전력계 간에 연산 구간을 동기화한 경우 DC 전력과 AC 전력의 연산 구간이 일치합니다. 그 결과 정확하고 안정적으로 효율을 측정할 수 있습니다.


동기소스 공유기능을 사용함으로써 순간적으로 파형이 변동한 경우에도 DC의 연산 구간을 AC의 연산 구간과 동기화하여 전력 연산을 할 수 있으므로 효율 100%를 초과하지 않습니다.


◤ 동기소스 공유기능　어플리케이션 예
M7103은 동기소스 공유기능을 사용하여 2대 이상의 전력계가 필요한 전력 측정 현장에서 우수한 안정성을 얻을 수 있습니다. 멀티 MPPT 인버터같은 다점 전력 측정이 요구되는 어플리케이션에 최적의 솔루션을 제공합니다.

 

 

 

 

제품 구성

데이터 로거 본체, 전원 모듈, 전력 모듈을 조합해 측정합니다.