Abstract
The AC-common bus microgrid system can overcome several weaknesses of the DC microgrid system by interconnecting the DC/AC inverters used for renewable energy with an AC network. Nevertheless, the unbalanced loads inherent in the electric power systems of island and small communities can deteriorate the performance of the AC microgrid system. This is because of the limited voltage regulation capability and mixed power flow in the voltage source inverter. In order to overcome the unbalanced load condition, this paper proposes a voltage and current control algorithm for the 4-leg inverter based on the single phase d-q control method, as well as the modeling of the voltage controller using Matlab/Simulink S/W. From the S/W simulation and experiment of the 250KW proto-type inverter, it is confirmed that the proposed algorithm is a useful tool for the design and operation of the AC microgrid system.
AC 방식 마이크로그리드는 다양한 DC/AC 인버터를 AC 네트워크에 연결하여, DC 방식 마이크로그리드의 약점을 극복 하고 있다. 그러나 소규모 마이크로그리드에서 일반적으로 발생하는 심각한 부하 불평형 현상에 의하여, AC 마이크로그리드 시스템의 성능을 약화시킬 수 있다. 이것은 마이크로그리드 내의 불평형 부하로 인하여 상별 에너지 흐름과 전압조정기능이 제한되기 때문이다. 이러한 불평형 전압문제를 해결하기 위하여, 3상 4-Leg 방식의 인버터가 제안되고 있지만, 이를 안정적으로 운용할 수 있는 제어알고리즘이 미비한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 부하 불평형에 의해서 발생하는 인버터의 전압 불평형 문제를 해결하고 안정적으로 제어하기 위하여 d-q제어를 기반으로 3상4선식 인버터의 각상 개별제어 알고리즘을 제안하였다. 또한, 이 알고리즘을 바탕으로 Matlab/Simulink를 이용하여 4-Leg 방식의 전압제어기 모델링을 수행하였다. 이 모델링과 250KW급 시험장치를 바탕으로 인버터의 출력전압 제어특성을 분석한 결과, 정상상태에서는 기존의 방식과 비슷한 특성을 보이지만, 과도상태에서는 제안한 각상 개별제어 방식이 기존의 방식보다 안정적으로 동작하여 제안한 방식의 유용성을 확인할 수 있었다.
