Abstract
This paper proposes a three-phase Z-source dynamic voltage restorer (Z-DVR) to mitigate the voltage sag for the critical loads. The proposed system is composed of passive filter and Z-source topology inverter. As an ESS(Energy Storage System) of the proposed system is employed the Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC). To calculate and control the harmonics and compensation voltage, $i_{d}-i_{q}$ theory in dq rotating reference frame and PI controller are used. In case that three-phase voltage sags occurred, a PSIM simulation was done for the performance comparison of the conventional method employed battery stacks and proposed method. As a result, considering the voltage compensation performance, each method was nearly similar. Also, the compensation performance and the %THD(%Total Harmonic Distortion) result under the various source voltage conditions (sag or swell) were presented and discussed to show the performance of the proposed system.
본 연구에서는 전압품질에 민감한 설비를 위한 3상 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-DVR : Z-Source Dynamic Voltage Restorer)를 제시하였다. 제안된 시스템은 수동필터와 Z-소스 토폴로지의 직렬형 능동필터로 구성된다. Z-DVR의 ESS(Energy Storage System)로는 친환경적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cells)를 사용하였다. 고조파 검출은 동기좌표계의 $i_{d}-i_{q}$ 이론에 의하였으며, 부하전압 보상을 위하여 PI제어를 사용하였다. 3상 전원이 모두 전압 sag가 발생하는 경우, PSIM에 의하여 제안된 방법과 배터리 스택을 적용하는 종전의 방법에 대하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 전압 보상성능이 유사함을 알 수 있었다. 또한 전압 sag와 swell이 동시에 또는 독립적으로 발생하는 다양한 전원 조건하에서 제안된 시스템의 전압 보상 성능과 전압에 대한 %THD(%Total Harmonic Distortion)를 검토하였다.