PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)의 약자속 제어 시 인버터를 6-스텝 모드까지 운전함으로써 전동기의 출력 토크 능력을 최대로 활용할 수 있다. 그러나 6-스텝 동작을 위해 일반적으로 사용되는 정적 과변조 기법의 경우 구현이 복잡하며, 과도 상태에서의 동작이 고려되지 않기 때문에 토크 응답 특성이 저하된다. 이에 비해 구현이 간단한 동적 과변조 기법을 사용하는 경우 전압변조지수 증가에 따라 인버터의 전압 이득이 1보다 비선형적으로 크게 작아지기 때문에 6-스텝 모드에서의 운전이 힘들다. 이에 본 논문에서는 구현이 용이한 동적 과변조 기법에 대해 과변조 성능이 향상되도록 하는 방법을 제안하며, 제안된 방법에 의해 인버터가 6-스텝 모드까지 운전될 수 있으므로 구동 전동기의 출력 토크 능력을 최대한으로 활용할 수 있으며, 향상된 토크 응답 특성을 얻을 수 있다.
기존 계통 안정도 평가와 제어의 방법은 전체 계통의 데이터를 취득한 후 평가하고 제어하는 방식으로 이루어져왔다. 하지만 이 방식은 계산 효율 측면과 통신상의 문제로 인해 신뢰성 측면에서 문제가 있다 더욱이 긴급한 상황에서 전압 불안정을 판단하기에는 많은 문제점이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 PMU(Phase Measurement Unit)와 같은 측정 장치에서 제공하는 지역정보를 이용한 VIP(테브난 임피던스와 부하 임피던스의 비교 분석하여 제어하는 방법)가 제시되었다. 본 논문에서는 VIP 알고리즘을 이용한 전압 불안정 현상 모의를 실시간 Digital Simulator (Hypersim)를 이용하여 계통을 분석하였다. Hypersim에서는 실제 계통과 유사한 모의를 통해 동적 모의가 가능케 하고 있다. 이것은 동안 실효치 데이터를 기반으로 하는 시간 모의에서 벗어나 실제 계통과 같이 순시치 데이터를 가지고 실제 상황처럼 모의 분석할 수 있는 것이다.
PV Simulator는 태양광발전용 Power Conditioning System (PCS)을 개발하거나 제품 출하 시 성능을 시험하기 위하여 필요한 장비이다. 본 논문에서는 3상 PWM 컨버터로 안정된 직류전압원을 확보하고, 3대의 DC-DC 컨버터에 의하여 각각의 PV array에 대한 I-V 특성을 독립적으로 모사할 수 있는 구조의 PV Simulator를 제안한다. 제안된 PV Simulator의 동적 성능을 확보하기 위하여는 DC-DC 컨버터에서 요구하는 순간적인 전류 외란에 대하여 강인하고 안정적인 DC전압을 공급해주는 3상 PWM 컨버터의 성능이 요구된다. 본 논문에서는 부하전류의 외란에 대한 3상 PWM 컨버터의 전압응답 특성을 분석하고, 외란에 강인한 제어기를 설계하고 제어게인을 선정한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 제어기의 성능이 우수함을 검증한다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.3
no.2
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pp.107-117
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1998
In this paper, a deadbeat controller design technique is developed for the recently introduced PFC(Power Factor Correction) circuit named as a QBSRR(Quantum Boost Series Resonant Rectifier) to achieve the fast dynamic responses of the output voltage in the presense of any load variations. And, in order to monitor the load information without employing the current sensor, the load estimation method is also derived. By using the information of the load estimation method, the proposed controller gain is automatically adjusted to have the system always keep the very fast dynamic responses. To verify these superior performances, the simulation and the experiment are carried out.
FACTS(Flexible AC Transmission System) 기기들은 전력계통의 경제적이고 안정적인 운용과 제어에 더 많은 유연성을 제공할 수 있다. 그러나 이러한 FACTS 기기들은 기존의 전력 계통 설비들과는 달리 그 특성이 매우 비선형적이고 복잡하기 때문에 기존 전력 계통의 동적 시뮬레이션 알고리즘에 적용시키는 것이 매우 어렵다. 이러한 어려움을 해결하기 위하여 전압원 인버터(Voltage Sourced Inverter) 형태의 FACTS 기기를 병렬 형태로 주입되는 전류로 등가화 하여 기존의 시뮬레이션 알고리즘에 적용하는 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 이 전류 주입형 기법을 이용하여 다수의 FACTS 기기들이 설치된 계통의 동적 안정도 해석 방법을 제안한다. 제안된 방법은 서로 다른 형태의 FACTS 기기들이 설치된 경우에도 적용될 수 있으며 이를 이용하여 서로 다른 FACTS 모델들 간의 조합에 의한 계통의 안정도 변화를 사례연구를 통하여 보일 것이다.
본 논문은 중용량급 전원회로의 구성을 간략화 할 수 있는 절연형 AC-DC 컨버터의 구조와 그 제어 방법을 제안한다. 제안하는 회로의 구조는 병렬 전력 처리를 기반으로 한다. 병렬 모듈의 기능을 각각 AC 입력 전류의 위상을 제어하는 역률개선(PFC) 기능과, 콘덴서에 저장된 에너지를 이용하여 DC 전압을 생성하는 DC-DC 컨버터의 기능으로 분리한다. 병렬 모듈의 최종 출력단을 서로 직렬 연결하여, PFC 모듈이 생성한 전압과 DC-DC 컨버터 모듈이 생성한 전압을 서로 더해서 출력하는 구조이다. 이러한 구조를 통해서 기존의 병렬형 AC-DC 컨버터에 대비하여 반도체 소자의 내압을 감소시킬 수 있고, 최종 DC 전압의 동작응답특성 향상이 가능하다. 회로의 동작모드 분석이 실시되었고, 제어기 구현 방법이 제시되었다. 제안된 구조는 PDP 전원회로에의 응용을 위해서 400W(출력전압-200V, 출력전류-2A)급 실험용 회로를 구현하여 동작검증을 실시하였다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.9
no.3
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pp.275-284
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2004
This paper discusses how to control the compensation voltages in dynamic voltage restorers (DVR). On analyzing the power circuit of a DVR system, control limitations and control targets are presented for the voltage compensation in DVRs. Based on the preceded power stage analysis, a novel controller for the compensation voltages of DVRs is proposed by a feed forward control scheme. This paper discusses also the time delay problems in the control system of DVRs. Digitally controlled DVR systems normally have control delay at amount of one sampling time of the control system and a half of the switching period of the DVR inverter. The control delay in digital controllers increases the dimension of the system transfer function one degree higher, which makes the control system more complicate and more unstable. This paper proposes a guide line to design the control gain, appropriate output filter parameters and inverter switching frequency for DVRs with digital controllers. Proposed theory is verified by an experimental DVR system with a full digital controller.
계통에 외란이 발생하면 전압 붕괴 현상으로 이어져 제어될 수 없는 부하손실이나 캐스케이딩 현상의 형태로 발전 될 수 있다. 심각한 경우에 광역정전으로 확대되는 문제점이 생기는데, 이를 방지하기 위한 방안으로 최소한의 부하차단을 통하여 계통을 안정화시켜야 하며 불필요한 부하차단을 방지하기 위한 부하차단 다단계화가 수행 되어야 한다. 본 논문에서는 모선 전압의 민감도에 따른 적정한 부하차단 개소를 선택하였으며 부하차단 의사결정 방안으로 전압 변동률을 고려하여 다단계 부하차단 방안을 검토하였다. 전압변동율의 계산을 위하여 Least square 기법이 적용되었으며 2008년도 하계 최대부하 계통에 대한 동적 해석을 수행하였고, 계통 해석 결과를 바탕으로 이전에 제안 된 방안들에 비하여 향상되고 발전된 효율적인 저전압 부하차단 방안에 대하여 논의하였다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.8
no.5
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pp.435-441
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2003
Dynamic Voltage Restorers (DVR)s are known as the best effective and economic means to compensate for voltage sags and swells. This paper proposes a novel method to generate reference voltages synchronized with the grid whether the line voltages are distorted by a fault or not. The proposed reference wave generator (RWG) looks for the original wave forms from the corrupted line voltages and synthesizes the expected positive sequence reference waves for DVRs. There is no transient problem on the generated reference waves when the line voltages are distorted by the fault.
일반적으로 전력 품질을 저하시키는 여러 문제들 중에서 가장 빈도가 높고 민감한 부하를 가지고 있는 수용가에 많은 영향을 주고 있는 것이 순간적인 전압상승(voltage swell)과 전압 강하(voltage sag)인데, 순간 전압 강하는 짧은 시간 동안 공급 전압의 크기가 줄어드는 것으로 대부분 인접한 배전 선로에서의 사고가 그 원인으로 작용한다. 이러한 순간 전압 강하는 제조공정의 제어를 위한 자동화 기기 등의 오동작이나 작업정지 등의 문제를 유발하여 경제적으로 큰 손실을 일으키게 되는데 이러한 순간 전압 강하의 문제를 해결하기 위한 대표적인 전력 전자 기기로는 일반적으로 동적 전압 보상기(Dynamic Voltage Restore: DVR)가 있다. 본 논문에서는 새로운 3상 Quasi Z-소스 DVR을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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