일반적으로 3상 계통연계형 PV 시스템용 PCS는 2-레벨 인버터 회로를 채용하고 AC 출력 선전류의 제어를 통하여 PV-array의 DC 출력을 계통측으로 발전시키는 형태로 구성된다. 이러한 전력변환 회로는 스위치 회로의 한 암에서 고장 시 시스템의 정상적인 발전이 어려운 단점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 단점을 개선하기 위해 모듈형 3상 계통연계 태양광 발전 시스템용 PCS 및 제어방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.
신설 선로와 기존 선로와의 계통 연계시 상 배치에 따라 연계 후 정상상태에서 과다한 영상전류의 발생으로 인하여 지락계전기의 동작 같은 계통에 악 영향을 미치는 현상이 일어난다. 이 논문은 새로운 계통연계 시 송전선로의 기설된 철탑을 이용한 역상배치 시행여부에 따른 실 계통을 해석하고 계통의 상시 불평형률을 간의 선로 신설 공사와 관련하여 분석하여, 이상적인 송전선로 상 배열을 제시한다.
본 논문은 계통연계형 인버터의 성능 개선을 위한 슬라이딩 모드 기반의 직접전력제어기법을 제안한다. 제안하는 제어기법은 전류의 축변환 없이 시스템의 유, 무효 전력을 직접 제어함으로써 계통사고 시 빠른 응답특성을 가지고, 불평형 사고 시 계통주파수의 2배에 해당하는 전력 리플이 발생하지 않으므로 계통연계형 인버터 제어에 적합하다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 제어기법의 타당성과 강인성을 확인한다.
화석에너지의 고갈과 환경오염 문제를 해결하기 위한 대안인 신재생 에너지를 이용하는 분산발전 시스템은 핵심 구성 요소인 PWM 인버터의 전력제어가 요구된다. 본 논문에서는 단상 계통연계 인버터 시스템의 전력제어를 위해 계통 임피던스를 고려한 SRF(synchronous-reference-frame) 전력제어 방법을 제안한다. 제안한 SRF 전력제어 방법은 복잡한 계통 임피던스의 추정 없이 계통 임피던스의 공칭값(nominal value)에 기반해 단상 인버터에 전압 기준값(reference)을 제공하여 독립운전 모드와 계통연계 모드에서 모두 운전이 가능함을 나타내었다. 또한, 유효전력과 무효전력의 독립적인 제어가 가능한 장점을 가진다. 계통을 포함하는 시뮬레이션을 통해 제안한 SRF 전력제어 방법의 타당성을 검증한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 SRF 전력제어 방법을 통해 단상 계통연계 인버터 시스템의 전력 흐름을 적절히 제어할 수 있음을 보여주고 있다.
이번호에서는 태양광발전시스템에 적용하고 있는 분산형 전원 배전계통 연계기술기준을 소개하기로 한다. 지금까지 국내 분산형 전원 배전계통 기술기준은 한국전력공사에서 마련한 기준을 중심으로 적용하고 있다. 참고로 이웃 일본의 경우 정부에서 정한 전기설비기술기준 해석에서 정하여 객관적이며 균형 있게 적용하면서 국가적으로 발전적인 부분을 담고 있다는 점을 강조하고 싶다.
본 논문에서는 에너지원의 확보 및 개발 중 용성이 날로 중대하고 있는 최근의 시대적 상황에서, 가장 각광 받고 있는 신재생에너지원인 태양광 발전을 계통연계 되었을 경우에 태양광발전시스템과 배전계통에서의 전압변동에 대해서 Simulink를 사용하여 시뮬레이션으로 구현하여 결과를 알아보고자 합니다.
미래의 전기에너지는 자연이나 신재생에너지에 의존해야 할 것이다. 이미 가정용에서 산업용에 이르기까지 이들 에너지로부터 얻은 전기에너지가 사용되고 있다. 본 논문에서는 선박 에너지 절감을 위하여 주거용 단상전원 계통에 연계될 수 있는 단상전력변환기를 제작하고 계통 상태를 모니터링 하였다.
분산형전원 (Dispersed Storage and Generation System)이란 원자력이나 대용량 화력 등과 같은 집중적이고 대용량이 아닌 소용량의 전력저장시스템이나 발전시스템을 일컫는 말로서 소수력, 태양광, 바이오, 풍력 등의 대체에너지 전원, 소용량의 열병합발전시스템, 전기 등을 이용한 전력 저장시스템이 그 예라 하겠다. 이러한 분산형전원은 그 단어 뜻대로 대규모 전력계통에 비하여 분산되어 있기 때문에 관리가 어렵고 전력계통에 연계될 경우 여러가지 문제를 야기시키게 된다. 이러한 문제중 가장 큰 것은 계통의 전압변동의 요인이 되는 것이고 보호협조 문제 또한 무시할 수 없는 것이다. 더우기 보안상 단독운전이 될 경우를 방지하여야 하고 고조파문제, 계통단락용량 증대문제 등도 염려가 되는 문제이다.
계통 연계형 3상 인버터는 계통과 연계 운전을 위해 전력 계통과 동기화시키는 PLL 알고리즘을 사용하게 된다. 본 논문에서는 정상분 전압을 추출하는 PLL 사용을 전제로 계통 전압의 센싱 옵셋이 발생한 경우 PLL 알고리즘을 안정적으로 동작시키기 위한 PLL 보상 방법을 제안한다.
본 논문에서는 계통연계 인버터에서 비선형부하의 위치에 따라서 발생되는 고조파를 보상하기위한 전류제어 방식을 사용하였다. 비선형부하로 인해 발생되는 고조파는 계통 전압 및 전류의 THD에 많은 영향을 미치기 때문에 이를 보상하는 것이 본 논문의 목적이다. 비선형부하의 위치에 따라서 각각의 경우에 대해 두가지의 고조파 지령값을 선택하는 방식을 사용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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