산업별 어플리케이션

개요

태양광 발전 시스템에서는 태양광 패널에서 출력되는 직류를 파워 컨디셔너나 충방전 컨트롤러에서 교류로 변환합니다. 발전 시스템의 성능을 나타내는 항목에는 실제 발전량과 변환 효율이 있습니다. 현재 판매되고 있는 태양광 패널의 변환 효율은 10%～20%정도이며 직류 패널 출력을 교류로 변환할 때 손실을 최소한으로 하면 발전 시스템 전체의 고효율화로 이어집니다.

최근에는 가정용 태양광 발전 시스템에서도 축전지용 파워 컨디셔너나 1대로 축전지 제어도 하는 하이브리드형 파워 컨디셔너도 발매되어 축전지와 연계되는 발전 시스템이 주류가 되고 있습니다. 파워 컨디셔너의 변환 효율은 95～98%이며 0.1％의 효율 향상을 목표로 하기 위해서는 보다 고정밀 파워 아날라이저에 의한 평가가 필요합니다.

과제 / 요구 사항

파워 컨디셔너의 변환 효율 측정은 IEC 61683이나 EN 50530, JIS C 8961 등의 규격으로 규정되어 있습니다. 또한 유로 효율*1이나 CEC 효율*2에서는 최대 효율 뿐만 아니라 경부하부터 정격부하까지 여러 포인트의 효율을 측정하고 부하율에 따라 가중치를 부여해서 실제 사용 상황에 가까운 효율 측정을 요구하고 있습니다.

파워 컨디셔너의 변환 효율 측정

MPPT 제어*3측정

축전지의 충방전 측정

파워 컨디셔너 출력의 전력 품질 측정

*1 유로 효율（Euro-eta, 부분 부하 효율）：서로 다른 부하율에서의 변환 효율에 각각 가중치를 부여(유럽의 기후 패턴에 기초한 값)하여 이들을 가산해 산출하는 효율, 실제 운전 상태에 가까운 변환 효율을 나타낸다고 합니다.

*2 CEC（California Energy Commission）효율：미국의 캘리포니아 주 에너지 효율 위원회(CEC)가 독자적으로 정하는 에너지 효율 규제이며 캘리포니아 주에서 판매되는 제품은 이 규제에 대한 적합성을 가져야 합니다.

*3 MPPT（Maximum Power Point Tracking, 최대 전력점 추종）제어：파워 컨디셔너에 탑재되어 각각의 일사량으로 태양광 발전 전력이 최대가 되도록 전압과 전류의 조합 조건을 추적하여 제어하는 기능입니다. 주로 대규모 시스템에서 사용되고 있습니다.

솔루션 / 제안

YOKOGAWA WT5000/WT1800E는 태양광 발전 시스템의 전력 변환 효율 측정에서 최적의 측정 솔루션을 제공합니다.

   WT5000은 최대 7입력, WT1800E는 6입력이 가능하여 파워 컨디셔너 입출력 및 전압, 전류, 전력, 주파수, 효율 등을 1대로 측정할 수 있습니다. 

   또한 변환 효율은 최대 효율 뿐만 아니라 유료 효율이나 CEC 효율도 측정  가능합니다. 

   전력이나 효율 등의 변동을 수치와 트렌드로 표시하여 직관적으로 변동량을 알 수 있습니다.

   액세서리인 CT 전류 센서를 사용하면 최대 2000A까지 대전류 측정 가능합니다.

   파워 컨디셔너에서 발생하는 고조파를 IEC규격에 따라 측정 가능합니다.

   MPPT 제어 평가에는 전압, 전류, 전력값과 함께 전압 피크값, 전류 피크값(+측, -측)이나 순간 전력 최대값(+측, -측)이 필요합니다.

   배터리 충방전 평가에서는 적산 기능을 사용하여 충전, 방전 시 순간 전력 적산하여 각각의 전력량을 연산합니다.

WT5000 효율 η1/η2/η3의 트렌드 표시

WT5000을 사용한 7계통 동시 측정

오실로스코프를 사용하지 않고 입력 신호의 파형을 표시할 수 있으며 실제 입력 신호를 확인하면서 필터 등 상세한 설정이 가능합니다.

또한 WT5000의 데이터 스트리밍(/DS 옵션)은 전력 파라미터 측정과 동기하여 전력 연산 기초가 되는 동일 구간의 전압/전류 파형 데이터를 최대 2MS/s로 실시간 PC에 저장할 수 있습니다. 파형상의 노이즈나 각 파라미터에의 영향 등 보다 상세한 분석이 가능합니다.

전류 센서는 관통식 구조로 1차측 배선에 흐르는 전류를 전류 센서의 전자 코어 코일로 검출하기 때문에 다음과 같은 점에 주의해야 합니다.

      AC/DC 전류센서나 전류 클램프를 이용하는 경우 진폭 오차의 보정이나 전압신호와 전류 신호간 위상차를 보정함으로써 보다 고정밀 전력 측정이 가능합니다.

      Null은 결선된 상태에서 외부 전류 센서를 포함하여 옵셋값을 0으로 만드는 기능입니다. 입력할 때마다 개별적으로 Null을 ON/ HOLD/ OFF 할 수 있습니다. 

      Null을 실행하기 전에 제로 레벨 보정(내부 회로의 제로 레벨을 보정하는 기능)을 실행하는 것을 추천드립니다.

대전류 기기 측정 배선 단순화

WT5000의 760903 전류 센서 엘리먼트는 대전류 기기의 측정에 필요한 AC/DC 전류 센서 및 전류 클램ㅍ츠 접속 전용 엘리먼트입니다. 센서용 DC 전원 공급 기능을 가지고 있어 외부 DC 전원 확보 및 배선 작업을 할 필요가 없어 센서 / 프로브와 본체 1대로 대전류 측정이 가능합니다.

WT1800E는 /PD2 (센서용 전원 옵션)와 전용 케이블, 션트 저항 BOX를 사용하면 센서와 본체 1대로 대전류 측정이 가능합니다.

WTViewerE　어플리케이션 소프트웨어

측정 화면 예

통합 측정 소프트웨어 플랫폼  IS8000

DL950 파형 데이터와 WT5000의 전력 데이터 동기표시

전류 센서 선택 가이드

측정하는 직류・교류 전류의 정격 전류와 측정 대역폭을 선택합니다.

WT 5000과 WT1800E 비교