한국산학기술학회논문지 (Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society)

  • 제18권9호
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  • Pages.444-453
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  • 2017
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  • 1975-4701(pISSN)
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  • 2288-4688(eISSN)
한국산학기술학회 (The Korea Academia-Industrial cooperation Society)
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PV PHIL-시뮬레이터의 성능 개선을 위한 최적의 운영제어 알고리즘 연구

A study on advanced PV operation algorithm to improve the PV Power-Hardware-In-Loop Simulator

  • 김대진 (한국에너지기술연구원 시스템융복합연구실) ;
  • 김병기 (한국에너지기술연구원 시스템융복합연구실) ;
  • 고희상 (한국에너지기술연구원 시스템융복합연구실) ;
  • 장문석 (한국에너지기술연구원 시스템융복합연구실) ;
  • 유경상 (한국에너지기술연구원 시스템융복합연구실)
  • Kim, Dae-Jin (System Convergence Laboratory, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Kim, Byungki (System Convergence Laboratory, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Ko, Hee-Sang (System Convergence Laboratory, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Jang, Moon-Seok (System Convergence Laboratory, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Ryu, Kyung-Sang (System Convergence Laboratory, Korea Institute of Energy Research)
  • 투고 : 2017.08.16
  • 심사 : 2017.09.15
  • 발행 : 2017.09.30
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초록

기존 RTDS를 이용한 PV PHIL(Power-Hardware-In-Loop) Simulator는 확장성과 유연성의 문제로 인하여 일반 DC Amplifier를 이용한 많은 연구가 진행되었으나, PV Inverter와 연계할 경우에 과도 상태의 출력이 발생하여 안정성과 PV Inverter의 성능 개선이 불가능하였다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 PV PHILS의 출력 성능 향상과 안정적인 운영이 이루어질 수 있는 제어 알고리즘을 제안한다. 즉, 이 제어 알고리즘은 DC Amplifier의 전기적 출력 특성을 극복하기 위해 정전압(CV), 정전류(CC) 상태에 따라 전압, 전류의 목표 값을 제어하고 각 장치별 특성 고려한 Multi-rate 기반의 특성을 갖는다. 먼저, PV Array의 수학적인 모델링과 DC Amplifier 그리고 DC 전력측정용 Isolated 장치와 통합하여 실시간 처리 기반의 장치로 구성하였고, 제안한 알고리즘이 적용된 PV PHILS와 실제 계통에 연계된 PV Inverter를 이용한 성능시험을 통해서, 그 결과가 기존 방법에 대비해 우수성 및 유용성을 입증하였다.

This paper proposes an operational algorithm for a Photovoltaic Power-Hardware-In-Loop Simulator that is designed to improve the control algorithm and reliability of the PV Inverter. There was an instability problem in the PV PHILS with the conventional algorithm when it was connected tothe PV inverter. Initially, a real-time based computing unit with mathematical modeling of the PV array is implemented and a DC amplifier and an isolated device for DC power measurement are integrated. Several experiments were performed based on theabove concept undercertain conditions, which showed that the proposed algorithm is more effective for the PV characteristic test and grid evaluation test than the conventional method.

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참고문헌

  1. D. Q. Hung, Z. Y. Dong, H. Trinh, Determining the size of PHEV charging stations powered by commercial grid-integrated PV systems considering reactive power support, Applied Energy, Volume 183, pp. 160-169, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.08.168
  2. H. Fathabadi, Novel solar powered electric vehicle charging station with the capability of vehicle-to-grid, Solar Energy, Vol. 142, pp. 136-143, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.11.037
  3. B. A. Mather, M. A. Kromer, L. Casey, Advanced photovoltaic inverter functionality verification using 500kw power hardware-in-loop (PHIL) complete system laboratory testing, IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies (ISGT), vol. 1, pp. 1-6, 2013. DOI: https://doi.org/10.1109/ISGT.2013.6497862
  4. O. Konig, C. Hametner, G. Prochart, S. Jakubek, Battery Emulation for Power-HIL Using Local Model Networks and Robust Impedance Control, IEEE Trans. Ind. Electron. 61 (2) pp. 943-955, 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2253070
  5. J. H. Jung, Power hardware-in-the-loop simulation(PHILS) of photovoltaic power generation using real-time simulation techniques and power interfaces, Journal of Power Sources, vol. 285, no. 1, pp. 137-145, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.03.052
  6. D. J. Kim, B. K. Kim, K. S. Ryu, G. S. Lee, M. S. Jang, H.S. Ko, Development of PV-Power-Hardware-In-Loop Simulator with Realtime to Improve the Performance of the Distributed PV Inverter, Journal of the Korean Solar Energy Society, vol. 37, no. 3, pp. 47-59, June 2017. DOI: https://doi.org/10.7836/kses.2017.37.2.047
  7. Faranda, R., Leva, S., Maugeri, V., MPPT Techniques for PV Systems: Energetic and Cost Comparison, 2008 IEEE Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, pp. 1-6, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/PES.2008.4596156
  8. Desoto, W., Klein, S., and Beckman, W., Improvement and Validation of a Model for Photovoltaic Array Performance, Solar Energy, vol. 80, no. 1, pp. 78-88, 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2005.06.010
  9. SOLAREX MSX-60 and MSX-64 solar panel datasheet. https://www.solarelectricsupply.com/media/custom/upload/Solarex-MS X64.pdf