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技術 一体型電力変換及び系統連携システム

出願人 エルエス産電株式会社
発明者 リー、ジェ-ゴル
出願日 2018年10月23日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2020-505200
公開日 2020年10月8日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-529819
状態 未査定
技術分野 非常保護回路装置(単入力保護リレー) 交流の給配電
主要キーワード 保護設備 内部構成品 設置期間 線路状態 断熱素材 現場試験 スイッチギア 防水防
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月8日)のものです。
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図面 (11)

課題・解決手段

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムは、直流電力交流電力との間の電力変換を行う電力変換部、前記交流電力の電圧を変換する変圧器、前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部及び前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナとを含む。

概要

背景

ESS(energy storage system)や太陽光発電システムのようなシステムは、バッテリ貯蔵された電力又は太陽光パネルによって発電する電力を変換する電力変換装置電力系統連携するための装置、電力の送電量受電量を計量するための計量設備、及び上述した各種装置及び設備の保護のための保護設備を含んでいてもよい。

従来の場合、前記各種装置と各種設備は、独立した機器単位で製作されて、現場においてそれぞれ個別設置される。その後、機器間電力ケーブル通信ケーブル等を結線する方式により、前記ESSや太陽光発電システムが構成されてもよい。

かかる従来の方式によれば、各機器を設置するための設置面積が増加するようになり、各機器間のケーブル布設のための配線作業ケーブルトレンチ工程等が加えられるため、設置期間が増加し、現場試験期間もかかり過ぎることがある。また、機器それぞれを屋外型に製作することによって、製品のサイズが増大し、製品の特性によって、別途外函をそれぞれ製作するため、コスト上昇ももたらし、機器設置後のメンテナンスにも苦労がある。

概要

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムは、直流電力交流電力との間の電力変換を行う電力変換部、前記交流電力の電圧を変換する変圧器、前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部及び前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナとを含む。

目的

本発明が解決しようとする課題は、新材生エネルギー発電システムやESSにおいて、新材生エネルギー発電装置と電力系統との間、又はバッテリと電力系統との間に備えれる電力変換装置、保護設備、計量設備、及び電力系統を連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一体型電力変換及び系統連携システムにおいて、直流電力交流電力との間の電力変換を行う電力変換部;前記交流電力の電圧を変換する変圧器;前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路の状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部;及び、前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナを含む、一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項2

前記コンテナは、前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が互いに区分して設置される複数のセクションを含む、請求項1に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項3

前記コンテナは、前記複数のセクションを区切る複数の隔壁を含み、前記複数の隔壁それぞれには、前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部との間の線路連結のための連結手段が通る開口部が形成される、請求項2に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項4

前記複数の隔壁それぞれは、難燃性ウレタンフォーム又はサンドイッチパネルに具現される、請求項3に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項5

前記複数のセクションそれぞれは、設置された構成に基づいて、互いに異なる防水防塵の等級を有する、請求項2に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項6

前記複数のセクションそれぞれのコンテナ外函には、前記複数のセクションそれぞれに設けられた構成に基づいて、ドア換気口及び窓のうち少なくとも一つが設けられる、請求項2に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項7

前記電力変換部は、バッテリと連結されて、前記バッテリに貯蔵された直流電力を交流電力に変換するPCS(power conversion system)を含み、前記複数のセクションのうち、前記電力変換部が設置された第1のセクションのコンテナ外函には吸気口及び排気区が設けられる、請求項2に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項8

前記吸気口は、前記PCSに備えられた吸気口に向き合うように、前記第1のセクションのコンテナ外函に設けられ、前記排気口は、前記PCSの上側に位置するように設けられる、請求項7に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項9

前記バッテリは、前記コンテナ内に設置される、請求項7に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項10

前記電力変換部は、太陽光パネルから供給される直流電力を交流電力に変換するPVインバータを含む、請求項1に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項11

複数の一体型電力変換及び系統連携システムを連結し、前記複数の一体型電力変換及び系統連携システムそれぞれから供給される電力を主電気室又は電力系統伝送するか、他の一体型電力変換及び系統連携システムへ伝達するRMUをさらに含む、請求項10に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

請求項12

前記スイッチギア部は、前記電力変換部と前記変圧器との間の低圧線路に対して、前記低圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う低圧スイッチギア部;及び、前記変圧器と前記電力系統との間の高圧線路に対して、前記高圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う高圧スイッチギア部を含む、請求項1に記載の一体型電力変換及び系統連携システム。

技術分野

0001

本発明は、新材生エネルギー発電システムESSに備える電力変換装置保護設備、計量設備、及び電力系統連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムに関する。

背景技術

0002

ESS(energy storage system)や太陽光発電システムのようなシステムは、バッテリ貯蔵された電力又は太陽光パネルによって発電する電力を変換する電力変換装置、電力系統と連携するための装置、電力の送電量受電量を計量するための計量設備、及び上述した各種装置及び設備の保護のための保護設備を含んでいてもよい。

0003

従来の場合、前記各種装置と各種設備は、独立した機器単位で製作されて、現場においてそれぞれ個別設置される。その後、機器間電力ケーブル通信ケーブル等を結線する方式により、前記ESSや太陽光発電システムが構成されてもよい。

0004

かかる従来の方式によれば、各機器を設置するための設置面積が増加するようになり、各機器間のケーブル布設のための配線作業ケーブルトレンチ工程等が加えられるため、設置期間が増加し、現場試験期間もかかり過ぎることがある。また、機器それぞれを屋外型に製作することによって、製品のサイズが増大し、製品の特性によって、別途外函をそれぞれ製作するため、コスト上昇ももたらし、機器設置後のメンテナンスにも苦労がある。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明が解決しようとする課題は、新材生エネルギー発電システムやESSにおいて、新材生エネルギー発電装置と電力系統との間、又はバッテリと電力系統との間に備えれる電力変換装置、保護設備、計量設備、及び電力系統を連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムは、直流電力交流電力との間の電力変換を行う電力変換部、前記交流電力の電圧を変換する変圧器、前記一体型電力変換及び系統連携システム内の線路状態に基づいた遮断動作を行うスイッチギア部、及び前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部が内部に設置されるコンテナとを含む。

0007

実施形態によって、前記コンテナは、前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部とが互いに区分して設置される複数のセクションを含んでいてもよい。

0008

実施形態によって、前記コンテナは、前記複数のセクションを区切る複数の隔壁を含み、前記複数の隔壁それぞれには前記電力変換部、前記変圧器及び前記スイッチギア部との間の線路連結のための連結手段が通る開口部が形成されてもよい。

0009

実施形態によって、前記複数の隔壁それぞれは、難燃性ウレタンフォーム又はサンドイッチパネルを含む断熱素材に具現することができる。

0010

実施形態によって、前記複数のセクションそれぞれは、設置された構成に基づいて、互いに異なる防水防塵の等級を有してもよい。

0011

実施形態によって、前記複数のセクションそれぞれのコンテナ外函には、前記複数のセクションそれぞれに設置された構成に基づいて、ドア換気口及び窓のうち少なくとも一つが設置されてもよい。

0012

実施形態によって、前記電力変換部は、バッテリと連結されて、前記バッテリに貯蔵された直流電力を交流電力に変換するPCS(power conversion system)を含み、前記複数のセクションのうち、前記電力変換部が設置された第1セクションのコンテナ外函には吸気口及び排気口が設けられてもよい。

0013

前記吸気口は、前記PCSに備えられた吸気口に向き合うように、前記第1セクションのコンテナ外函に設けられ、前記排気口は、前記PCSの上側に位置するように設けられてもよい。

0014

実施形態によって、前記バッテリは、前記コンテナ内に設置されてもよい。

0015

実施形態によって、前記電力変換部は、太陽光パネルから供給される直流電力を交流電力に変換するPVインバータを含んでいてもよい。

0016

前記一体型電力変換及び系統連携システムは、複数の一体型電力変換及び系統連携システムを連結し、前記複数の一体型電力変換及び系統連携システムそれぞれから供給される電力を主電気室又は電力系統に伝送するか、他の一体型電力変換及び系統連携システムへ伝達するRMUをさらに含んでいてもよい。

0017

前記スイッチギア部は、前記電力変換部と前記変圧器との間の低圧線路に対して、前記低圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う低圧スイッチギア部、及び前記変圧器と前記電力系統との間の高圧線路に対して、前記高圧線路の状態に基づいた遮断動作を行う高圧スイッチギア部を含んでいてもよい。

発明の効果

0018

本発明の様々な実施形態によれば、電力変換部、低圧スイッチギア部、変圧器、高圧スイッチギア部等の構成を含む電力変換及び系統連携システムが一つのコンテナ内に一体として具現されてもよい。このような一体として具現されたコンテナが現場へ運送及び設置されることで、システムの運搬及び設置が容易になり、占有空間も最小化し得る。

0019

また、各構成間の線路連結がコンテナ内で既に行われた状態であるため、現場において、さらなるケーブル布設作業等が不要であるため、設置時間を効果的に節約し得る。

0020

のみならず、電力変換及び系統連携システムの構成がコンテナ内のセクションに互いに区分して設置されることで、前記構成の種類によってセクション内の環境を最適化することができる。

図面の簡単な説明

0021

本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムを含む全般的なシステムを示す概略的なブロック図。
本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの構成を示すブロック図。
本発明の一実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの外観を示す斜視図。
図3に示した一体型電力変換及び系統連携システムの右側面図と左側面図。
図3に示した一体型電力変換及び系統連携システムの平面図。
図5に示した一体型電力変換及び系統連携システムのA−A断面図。
本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムに含まれた電力変換装置の冷却のために形成される流路を説明するためのB−B断面図。
本発明の他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図。
本発明のさらに他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図。
図9に示した一体型電力変換及び系統連携システムが備えられた太陽光発電システムを説明するための図面。

実施例

0022

以下では、添付の図面を参照して、本明細書に開示した実施形態を詳説するが、図面の符号にかかわらず、同一又は類似の構成要素は、同じ参照番号を付与し、これに対する重複する説明は、省略する。以下の説明に使われる構成要素に対する接尾辞モジュール」及び「部」は、明細書作成の容易性だけを考慮して付与されるか混用されるものであって、それ自体として互いに区別される意味又は役割を有するものではない。また、本明細書に開示した実施形態を説明するにおいて、関連する公知技術に対する具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付の図面は、本明細書に開示した実施形態を容易に理解するためのものだけであり、添付の図面によって本明細書に開示した技術的思想が制限されないし、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物ないし代替物を含むと理解しなければならない。

0023

第1、第2等のように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使われるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。上記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。

0024

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか、「接続されて」いると言及されたときは、その他構成要素に直接に連結されているか又は接続されていてもよいが、中間に他の構成要素が存在し得ると理解しなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接に連結されて」いるか、「直接に接続されて」いると言及されたときは、中間に他の構成要素が存在しないと理解しなければならない。

0025

単数表現は、文脈上明白に別途意味しない限り、複数の表現を含む。

0026

本出願における「含む」又は「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指すものであり、一つ又はその以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたもの等の存在又は付加可能性を予め排除するものではないと理解すべきである。

0027

以下では、本明細書に添付の図面を参照して、本発明の実施形態を詳説する。

0028

図1は、本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムを含む全般的なシステムを示す概略的なブロック図である。

0029

図1を参照すれば、電力変換システム10は、電力変換装置のみならず、系統連携のための装置までも一体として含む、一体型電力変換及び系統連携システム10として構成されてもよい。

0030

このような電力変換及び系統連携システム10は、ESS(energy storage system)、太陽光発電システム、風力発電システム等に含まれていてもよい。

0031

電力変換及び系統連携システム10がESSに含まれる場合、電力変換及び系統連携システム10は、バッテリ20a及び電力系統30の間に備えることができる。電力変換及び系統連携システム10は、電力系統30から供給される交流形電力を直流形電力に変換して、バッテリ20aへ提供することができる。実施形態によって、電力変換及び系統連携システム10は、バッテリ20aに貯蔵された直流形電力を交流形電力に変換して、電力系統30へ送電することで、バッテリ20aに貯蔵された電力の販売を可能にする。

0032

電力変換及び系統連携システム10が太陽光発電システムに含まれる場合、電力変換及び系統連携システム10は、太陽光パネル20bと電力系統30との間に備えることができる。電力変換及び系統連携システム10は、太陽光パネル20bから提供される直流形電力を交流形電力に変換して、電力系統30へ送電することができる。これと同様、電力変換及び系統連携システム10が風力発電システムに含まれる場合、電力変換及び系統連携システム10は、風力タービン20cと電力系統30との間に備えることができる。電力変換及び系統連携システム10は、風力タービン20cから提供される交流形電力を昇圧して、電力系統30へ送電することができる。

0033

図2は、本発明の実施形態による電力変換及び系統連携システムの構成を示すブロック図である。

0034

図2を参照すれば、電力変換及び系統連携システム10は、電力変換部11、低圧スイッチギア部(low voltage switchgear(LVSWGR))13、変圧器15、及び高圧スイッチギア部(medium voltage(MV)SWGR)17を含んでいてもよい。

0035

電力変換部11は、電力変換装置112とPMS(power magagement system)114を含んでいてもよい。電力変換装置112は、電力変換及び系統連携システム10がESSに含まれる場合、PCS(power conversion system)112aに具現されてもよい。一方、電力変換及び系統連携システム10が太陽光発電システムに含まれる場合、電力変換装置112は、PVインバータ112bに具現されてもよい。

0036

PCS112aは、複数のインバータ及びコンバータを含んでいてもよい。例えば、PCS112aは、バッテリ20aに貯蔵された直流電力を交流電力に変換して、電力系統30へ送電することができる。実施形態によって、PCS112aは、電力系統30から供給される交流電力を直流電力に変換して、バッテリ20aに貯蔵することもできる。

0037

PVインバータ112bは、太陽光パネル20bの太陽光発電によって供給される直流電力を交流電力に変換することができる。変換された交流電力は、電力系統30へ提供(販売)されてもよい。

0038

PMS114は、電力変換及び系統連携システム10の全般的な動作を制御することができる。また、PMS114は、電力変換及び系統連携システム10に含まれた各種構成要素の動作状態、異常有無、送電量及び受電量情報等を獲得し、獲得された情報を外部のサーバ40等へ伝送することができる。サーバ40は、PMS114から受信される情報をシステムの管理者又は使用者等に提供することで、電力変換及び系統連携システム10の動作に係る情報に関するモニタリング機能を提供することができる。

0039

LVSWGR13は、電力変換部11と変圧器15との間に備えられて、低圧線路の短絡等の事故や異常の発生時、線路を遮断することができる。このため、LV SWGR13は、ACB(air circuit breaker)132及び保護継電器134を含んでいてもよい。

0040

ACB132は、線路に異常状態が発生する場合、圧縮空気を用いて線路を遮断させることができる。ACB132は、保護継電器134と連携して過電流過電圧不足電圧、短絡、地絡等の要素を迅速に検出して線路を遮断することで、電力変換及び系統連携システム10を保護することができる。

0041

変圧器15は、電力変換装置112によって変換される低圧の交流電力を電力系統30の電圧に相当する高圧の交流電力に変換するか、電力系統30から供給される高圧の交流電力を低圧の交流電力に変換することができる。例えば、変圧器15は、流入変圧器又はモールド変圧器に具現することができるが、これに限定されるものではない。

0042

MVSWGR17は、変圧器15と電力系統30との間に具備することができる。例えば、MV SWGR17は、電力系統30からの受電量や、電力変換装置112からの送電量を計測するMOF(metering outfit)174、変圧器15と電力系統30との間の高圧線路の異常状態が発生するとき、線路を遮断するVCB172及び保護継電器178、線路の定格電流開閉するLBS(load break switch)176を含んでいてもよい。

0043

実施形態によって、LVSWGR13及びMV SWGR17それぞれは、落雷等による過電圧及びサージ電流から構成要素を保護するための避雷器をさらに含んでいてもよい。

0044

従来の場合、電力変換部11、LVSWGR13、変圧器15及びMV SWGR17それぞれは、個別機器単位に製作されるため、現場で設置するとき、設置面積及び設置時間の増加、ケーブル布設のための追加作業等のような不具合が存在した。

0045

以下では、上記のような従来の問題点を解決するために、本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システム10についてより具体的に説明する。

0046

図3は、本発明の一実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの外観を示す斜視図であり、図4は、図3に示した一体型電力変換及び系統連携システムの右側面図と左側面図である。図5は、図3に示した一体型電力変換及び系統連携システムの平面図であり、図6は、図5に示した一体型電力変換及び系統連携システムのA−A断面図である。

0047

以下、図3図8では、電力変換及び系統連携システム10がESS用電力変換及び系統連携システムである場合を例に挙げて説明する。すなわち、電力変換及び系統連携システム10の電力変換装置112は、PCS112aに相当し得る。

0048

本明細書における一体型の意味は、単一ベースフレーム内に図2で上述した電力変換及び系統連携システム10の構成要素が設置されて、外函の構造体単一構造で構成されることを意味し、あらゆる構成要素及び外形構成体が完全に組み立てされた状態で、一括した運送及び設置が可能であり、このとき、構造的変形や内部構成品の異常が発生しない構造を意味し得る。

0049

図3を参照すれば、本発明の実施形態による電力変換及び系統連携システム10は、一つのコンテナ100内に収容される形態に製作されてもよい。すなわち、コンテナ100は、電力変換及び系統連携システム10のベースフレーム及び外形構成体に相当し得る。例えば、コンテナ100は、国際標準化機構(international standardization organization (ISO))により規定された規格を有することで、従来の電力設備用屋外函に比べ耐環境性及び耐久性が高い。

0050

すなわち、本発明の電力変換及び系統連携システム10は、一つのコンテナ100内に電力変換部11、LVSWGR13、変圧器15及びMV SWGR17がいずれも収容及び装着されて、一体として現場へ運送及び設置されることで、システムの運搬及び設置を容易にし、占有空間を最小化することができる。また、各機器間の電力ケーブルの連結は、コンテナ100内ですべて行われた状態であるため、現場において、さらなるケーブル布設作業等が不要である。

0051

電力変換及び系統連携システム10の各構成要素は、コンテナ100内の複数のセクションそれぞれに互いに区分して配置されてもよい。各セクションのコンテナ外函には、セクション内に備えられた構成要素の種類に基づいて、換気口(吸気口と排気口)やドア等が設けられてもよい。実施形態によって、各セクションの防水防塵(Ingress Protection(IP))の等級は、各セクションに備えられた構成要素に基づいて互いに異なってくる。すなわち、構成要素がセクションそれぞれに互いに区分して設置されることで、各構成要素に最適化したセクション内環境を提供することができる。

0052

これに関しても、図4図5を参照すれば、コンテナ100は、電力変換部11を備える第1のセクション101、LVSWGR13を備える第2のセクション103、変圧器15を備える第3のセクション105、及びMV SWGR17を備える第4のセクション107に区分され得る。

0053

例えば、第1のセクション101のコンテナ外函には、電力変換装置112の駆動時、冷却のための吸気口101aと排気口101bとが設けられてもよい。吸気口101aと排気口101bそれぞれは、よろい窓(louver)やギャラリー窓等に具現することができる。実施形態によって、吸気口101aと排気口101bには、内部の電力変換装置112をほこり異物等から保護するためのフィルターメッシュ等が具備されてもよい。これにより、第1のセクション101内部は、所定のIP等級(例えば、IP54等級)を維持することができる。

0054

第1のセクション101のコンテナ外函に設けられた吸気口101aと排気口101bによって、電力変換装置112の自然冷却のための流路が形成されてもよい。これについては、追って図7を参照して説明する。

0055

第3のセクション105のコンテナ外函には、変圧器15のメンテナンスのためのドア105a、105bが設けえられてもよい。ドア105a、105bは、変圧器15の発熱による性能低下を防ぐためにギャラリー窓等の形態に具現することができる。実施形態によって、第3のセクション105は、設置される変圧器15のタイプによって、IP等級を維持するためのフィルターやメッシュ等を備えることができる。例えば、流入変圧器が設置される場合、一般に流入変圧器は、自体として所定IP等級を有するように製造されるため、前記フィルターやメッシュ等が備えられないこともある。一方、モールド変圧器の場合、外部からの影響に弱いため、第3のセクション105内部を所定のIP等級を有する状態で維持するための前記フィルターやメッシュ等を備えることができる。

0056

第2のセクション103と第4のセクション107のコンテナ外函には、LVSWGR13とMV SWGR17のメンテナンスのために、管理者が出入り可能なドア103a、103b、107a、107bが設けられてもよい。実施形態によって、第2のセクション103と第4のセクション107の内部も所定のIP等級を有してもよい。

0057

図5図6を参照すれば、上述したように、第1のセクション101内にはPCS112aとPMS114とが備えられ、第2のセクション103内にはLVSWGR13が備えられてもよい。第3のセクション105内には変圧器15が備えられ、第4のセクション107内にはMV SWGR17が備えられてもよい。

0058

例えば、上述したようなISO規格のコンテナ100を用いる場合、第1のセクション101内に備えられる電力変換装置11の用量は、約3MW内であってもよい。このとき、ESSや太陽光発電システムの用量が3MWを超える場合には、複数の電力変換及び系統連携システム10が互いに連結して構成されてもよい。

0059

コンテナ100の各セクション101、103、105、107は、隔壁102、104、106によって互いに区切られてもよい。隔壁102、104、106それぞれは、セクション101、103、105、107間の断熱を可能にすることで、特定の構成要素が異なる構成要素からの発熱により動作性能や効率が低下するか、異常が発生することを防ぐことができる。例えば、隔壁102、104、106は、難燃性ウレタンフォームやサンドイッチパネル(sandwich panel)等のような断熱素材として具現することができる。

0060

電力変換及び系統連携システム10の構成要素11、13、15、17は、コンテナ100内で互いに連結されてもよい。例えば、各隔壁102、104、106には各種ケーブル母線(bus bar)等で具現される連結手段が通る開口部が形成されてもよい。具体的には、第1隔壁102に形成された開口部を通す連結手段により、PCS112aとLVSWGR13とが互いに連結され、第2隔壁104に形成された開口部を通す連結手段により、LV SWGR13と変圧器15とが互いに連結されてもよい。また、第3隔壁106に形成された開口部を通す連結手段により、変圧器15とMV SWGR17とが連結されてもよい。また、前記開口部を介して第1のセクション101に設置されたPMS114は、その他セクション103、105、107それぞれに設置された構成要素13、15、17と連結されてもよい。

0061

一方、PCS112aは、コンテナ100の前面又は側面を通す連結手段や、前面又は側面に備えられるバッテリ連結端子等を介してバッテリ20aと連結されてもよく、MVSWGR17は、コンテナ100の後面又は側面を通す連結手段や、後面又は側面に備えられる電力系統連結端子等を介して電力系統30と連結されてもよい。

0062

実施形態によって、コンテナ100は、前面と後面にそれぞれドア108、109をさらに含んでいてもよい。ドア108、109を介して電力変換及び系統連携システム10の管理者は、第1のセクション101及び第4のセクション107に備えられた構成要素112a、114、17の管理動作を行うことができる。

0063

図7は、本発明の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムに含まれた電力変換装置の冷却のために形成される流路を説明するためのB−B断面図である。

0064

図7を参照すれば、PCS112aは、吸気口1121及びファン1122を含んでいてもよい。このとき、第1のセクション101のコンテナ外函に設けられる吸気口101aは、PCS112aの吸気口1121の位置に対応して、吸気口1121に向き合うように設けられてもよい。また、排気口101bは、PCS112aの上側に位置してもよい。PCS112aの駆動時、又はPCS112aの内部温度基準温度より高くなる場合、ファン1122が回転することができる。ファン1122が回転することによって、第1のセクション101のコンテナ外函に設けられた吸気口101a、PCS112aの吸気口1121、及び第1のセクション101のコンテナ外函に設けられた排気口101bを連結する流路が形成されてもよい。これにより、吸気口101aを介して空気が第1のセクション101内へ流入してもよい。第1のセクション101内へ流入した空気は、PCS112aの吸気口1121を介してPCS112a内へ流入し、PCS112aの上部及び第1のセクション101のコンテナ外函に設けられた排気口101bを介して外部へ排出されてもよい。

0065

すなわち、図7に示した実施形態の場合、電力変換及び系統連携システム10の外観を形成するコンテナ100は、発熱の高い電力変換装置112を備えた第1のセクション101のコンテナ外函に吸気口101aと排気口101bとを含んでいてもよい。吸気口101aと排気口101bを備えることにより、空気循環によりPCS112aの効果的な冷却が可能である。よって、PCS112aの冷却のため別途冷却装置空気調和設備HVAC)が備えられなくてもよいため、空間節約が可能であり、前記冷却装置や空気調和設備の駆動によるさらなる電力消耗を防ぐことができる。

0066

図8は、本発明の他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図である。

0067

図8を参照すれば、コンテナ100は、電力変換及び系統連携システム10のPCS112aと連結されるバッテリ20aをさらに含んでいてもよい。例えば、バッテリ20aと電力変換部11との間には隔壁201が備えられてもよいが、必ずしもそうではなく、バッテリ20aと電力変換部11とが同じセクション内に備えられてもよい。

0068

図8の形態に具現されるコンテナ100の場合、各種異常状況の発生等によって電力供給中断するか、電力供給を要する施設建物、場所等に運搬されて、非常電力を供給する移動型電力供給システムの役割を行うことができる。電力変換及び系統連携システム10のMVSWGR17は、該施設や建物、場所の電力供給ラインと連結されてもよい。この場合、電力変換及び系統連携システム10は、コンテナ100のバッテリ20a内に貯蔵された電力を前記施設、建物、又は場所の各種装置や機器に供給することができる。

0069

図9は、本発明のさらに他の実施形態による一体型電力変換及び系統連携システムの平面図である。

0070

図9及び図10に示した電力変換及び系統連携システム10は、太陽光発電システム内に具現されてもよい。

0071

太陽光発電システム内に具現される電力変換及び系統連携システム10は、PVインバータ112b、PMS114、LVSWGR13、変圧器15及びMV SWGR17を含んでいてもよい。図9に示したように、太陽光発電システム内に具現される電力変換及び系統連携システム10の場合、コンテナ200内の第1のセクション201にPVインバータ112b、PMS114及びLV SWGR13が共に設置されてもよい。また、第2のセクション203には変圧器15が設置され、第3のセクション205にはMV SWGR17又はRMU(ring main unit)18が設置されてもよい。

0072

太陽光発電システムの用量が高いほど、太陽光発電システムに具現される電力変換及び系統連携システム10の数が増加し得る。この場合、多い数の電力変換及び系統連携システム10それぞれを電力系統30に連結させるためには、複数のケーブル等を備えて、ケーブルそれぞれの布設作業が行わなければならないため、設置費及び設置時間が増加し得る。

0073

このような問題を解決するために、電力変換及び系統連携システム10は、図9に示したように、MVSWGR17に代えてRMU(ring main unit)18を含んでいてもよい。

0074

RMU18は、複数の電力変換及び系統連携システム10との間の連結を可能にして、複数の電力変換及び系統連携システム10に対する一種ネットワークを構成することができる。これについては、以下の図10を参照して説明する。

0075

図10は、図9に示した一体型電力変換及び系統連携システムを備えた太陽光発電システムを説明するための図面である。

0076

図10を参照すれば、一つのコンテナ200内に具現される電力変換及び系統連携システム10は、太陽光パネル20bから発電する電力を電力系統30へ送電することができる。上述したように、太陽光発電システム内に複数の電力変換及び系統連携システム10が含まれる場合、各電力変換及び系統連携システム10は、RMU18を介して互いに連結され、いずれか電力変換及び系統連携システム10が主電気室300と連結されてもよい。これにより、前記いずれか電力変換及び系統連携システム10は、RMU18を利用して複数の電力変換及び系統連携システム10から供給される電力を主電気室300又は電力系統30へ伝送するか、他の電力変換及び系統連携システム10へ伝達することができる。実施形態によって、複数の電力変換及び系統連携システム10と主電気室300、又は複数の電力変換及び系統連携システム10と電力系統30は、一種のループ(loop)を形成するように連結されてもよい。

0077

主電気室300は、電力系統30と複数の電力変換及び系統連携システム10 との間に位置してもよい。主電気室300には各種計量設備やメーン遮断装置等が備えられてもよい。実施形態によって、主電気室300は、複数の電力変換及び系統連携システム10から送信される高圧(例えば、22.9kV)の交流電力を超高圧(例えば、154kV)の交流電力に変換して、電力系統30に送電することもできる。

0078

すなわち、図10に示した実施形態よれば、電力変換及び系統連携システムと電力系統30との間の連結のための連結手段を最小限にすることができるため、前記連結手段の布設等のための設置費用や設置時間を効果的に節約することができる。

0079

本発明は、新材生エネルギー発電システムやESSに備えられる電力変換装置、保護設備、計量設備及び電力系統を連携するための装置のような一連の装置を一体として構成する一体型電力変換及び系統連携システムに利用することができる。

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