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제품정보 > 파워 아날라이저 전력변환효율, 모터 평가가 가능한 파워 미터

멀티 입력 MPPT 인버터 개발의 효율 평가 (PW8001)

요약

태양광 발전(PV) 시스템의 발전량을 감시하고 최대화하는 것은 이해관계자(수요자)에게 매우 중요합니다. 발생하는 에너지에 편차가 있는 태양광 모듈을 감시하고 발전량이 최대가 되도록 제어하는 것이 바로 MPPT(최대전력점 추적기)라고 불리는 인버터입니다. 이번 애플리케이션 노트에서는 스트링 인버터라고 불리는 멀티 입력 MPPT 인버터 개발에 있어 전력 변환 효율 평가에 최적화된 파워 아날라이저 PW8001과 광링크 인터페이스 기능에 대해 소개합니다.

 

 

멀티 입력 MPPT 인버터란

MPPT 방식이란 기상 조건 등의 변화에 따라 항상 변동하는 태양광 모듈의 최적 동작점을 따라가며 동작하는 기능입니다. 인버터로의 DC 전력 입력이 최대화되도록 제어함으로써 발전 효율이 향상합니다. 멀티 MPPT 인버터란 MPPT 회로를 복수로 가진 인버터를 말하며, 개별 스트링을 최대 효율로 발전할 수 있습니다. 또한, 멀티 MPPT 인버터는 일조 조건이나 설치 방향에 대한 높은 유연성을 가지고 있어 스트링의 확장성이 뛰어납니다.




◆ 계측 과제

멀티 입력 MPPT 인버터의 종합적인 전력 변환 효율을 측정하기 위해서는 복수의 DC 입력과 3상 AC 출력을 동시에 측정해야 합니다. 잉여 전력을 축전지 시스템에 충전하는 복합형 파워 컨디셔너와 연계하는 경우에도 전력 측정 채널이 추가로 측정해야 합니다. 또한, 전력 및 효율 측정에는 아래와 같은 과제도 있습니다:

 

 · 단일 파워 아날라이저의 측정 채널은 모든 DC 입력과 AC 출력을 동시에 측정할 수 없다.

 · 여러 대의 전력계를 사용하여 후처리로 데이터 시각을 동기화하여 통합, 연산하는 것이 번거롭다.

 · 데이터를 통합하고 효율을 연산해도 효율 측정 결과에 편차가 발생한다. 


 

솔루션: 광링크를 통한 16채널의 동기 전력 측정

멀티 MPPT 인버터의 전력 변환 효율은 HIOKI의 파워 아날라이저 PW8001의 광링크 인터페이스 기능으로 측정할 수 있습니다. 광접속 케이블로 2대의 파워 아날라이저를 연결하면 최대 16채널을 가진 1대의 파워 아날라이저로 전력 측정이 가능합니다.


◆구성 예시

DC 입력 측정에 13채널, 3상 AC 출력 측정에 3채널을 사용하여 전력 변환 효율을 측정합니다.

 

                       
 

 · PW8001-04 : 광링크 인터페이스 옵션 ×2

 · U7001 : 2.5 MS/s 입력 유닛(DC 1500V 입력 대응) × 16개

 · CT6872 : 50A 관통형 전류 센서 13개

 · CT6873 : 200A 관통형 전류 센서 3개

 · L6000 : 광접속 케이블 1개



◆광링크 인터페이스 기능으로 동기화하여 안정적인 전력 측정이 가능

광링크 인터페이스 기능은 Primary와 Secondary로 설정한 2대의 파워 아날라이저의 전력 연산 데이터 갱신 타이밍을 동기화할 수 있습니다. 데이터 갱신 타이밍이 어긋나지 않고 안정적인 전력 효율 측정 결과를 얻을 수 있습니다.

 

                                                                           
 

 

◆설정부터 데이터 수집까지 1대로 조작 

Primary기 조작으로 2대의 파워 아날라이저 설정, Primary기로의 데이터 수집 및 데이터 출력이 가능합니다. 2대의 파워 아날라이저를 개별적으로 조작할 필요가 없이 간단한 시스템 구성으로 효율적인 데이터 수집이 가능합니다. 표 1은 광링크 인터페이스 기능의 개요를 나타냅니다.


표 1: 광링크 인터페이스 기능 개요

 기능

 설명

 기기 조작

 · Primary기와 Secondary기의 데이터 갱신 타이밍 동기화

 · Primary기 조작에 의한 Secondary기의 설정 변경

 · Secondary기에서 Primary기로의 측정 데이터 수집 및 수집 데이터 표시

 수집 가능한 데이터 항목

 · 연산 측정 항목 및 플리커 측정 항목을 제외한 기본 측정 항목 및 광대역 고조파 측정 항목(0차~50차까지)

 데이터 연산

 · 수집한 측정 데이터를 이용한 Primary기에서의 연산(효율, 사용자 정의 연산)과 연산 결과 표시

 데이터 출력 및 저장

 · Primary기에서 수집한 데이터 출력 : CAN, LAN, GP-IB, RS-232C, D/A 출력

 · Primary기에서 수집한 데이터 보존 : USB 메모리


그림 1은 광링크 인터페이스 기능을 이용한 8MPPT 입력, 3상 출력 인버터의 효율 측정 예시를 나타냅니다.

 

  

그림 1: 광링크 인터페이스 기능을 활용한 8MPPT 입력, 3상 출력 인버터 효율 측정 예시



정리

전력 변환 효율을 정확하게 측정하기 위해서는 전력 연산 데이터 업데이트 타이밍을 동기화하는 것이 중요합니다. 파워 아날라이저 PW8001의 광링크 인터페이스 기능은 2대의 파워 아날라이저의 동기 전력 측정을 지원합니다. 멀티 입력 MPPT 인버터의 전력 변환 효율뿐만 아니라 4륜 인휠 모터의 동시 측정 등 다중 채널의 전력 변환 효율 측정에 사용할 수 있습니다.

제품에 대한 자세한 내용은 제품 페이지에서 확인하실 수 있습니다.

또한 제품 데모 요청 및 애플리케이션 관련 상담은 HIOKI 담당자에게 문의해 주시기 바랍니다.

PW8001의 최신 펌웨어에 대한 자세한 내용은 여기에서 확인하실 수 있습니다.