본 연구에서는 정상상태에서 고조파 전류와 순시전압강하의 보상특성이 우수한 3상 능동형 순시 전압강하 보상기를 제안하고 있다. 제안된 시스템의 보상 알고리즘으로는 구현하기 쉽고 간단한 직접 필터법가 사용되었으며 하이브리드 직렬형 능동전력필터에 적용하였다. 제안된 알고리즘은 전원전압이 순간적으로 왜형과 sag가 발생되더라도 비선형 부하에 인가되는 전압은 일정한 정현파로 제어 가능하며 동시에 전원전류의 고조파와 기본파 무효전류도 보상 가능하다. 정상상태와 과도 상태에서 전력전자전용 시뮬레이터인 PSIM에 의해 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.
In this paper, the control algorithm and control method for a combined system of shunt passive filter and series active filter in 3-phase 4-wire system are discussed. Moreover, the three-phase four-wire system is widely employed in distributing electric energy to several office building and manufacturing plants. In such systems, the third harmonic and its 3th harmonics are termed as triple and zero sequence components that do not cancel each other in the system neutral. Consequently, the triple harmonics add together creating a primary source of excessive neutral current. Regarding this concern, this paper presents a new control algorithm for a series hybrid active system, whereas the control approach it adopts may directly influence its compensation characteristics. Hence, the advantage of this control algorithm is direct extraction of compensation voltage reference and the required rating of the series active filter is much smaller than that of a conventional shunt active filter. Some experiments were executed and experimental results from a prototype active power filter confirm the suitability of the proposed approach.
본 논문에서는 고조파전류 보상기능을 갖는 전압 보상기에 관한 연구를 수행하고 그 보상 특성을 해석하였다. 제안된 보상시스템은 하이브리드형 능동전력필터에서와 같이 LC로 구성되어 전력선에 병렬로 연결되는 수동필터와 직렬 변압기를 사용하여 전력선에 직렬로 연결되는 PWM 컨버터를 동시에 사용하는 회로구조를 갖는다. 제안된 보상시스템을 통해 다이오드 정류기와 같은 비선형 부하로 인해 발생되는 고조파 전류의 보상 및 전원 이상 현상으로 발생되는 전원측 이상 전압의 보상을 모두 수행한다. 단상 등가회로를 통해 보상시스템의 동작 원리를 설명하고 d-q 동기좌표계 축 상에서 보상시스템의 모든 제어를 수행하는 제어 알고리즘의 개발을 수행하였으며 실험을 통해 제안된 보상시스템의 보상특성을 확인하였다.
본 연구에서는 순시전압 sag 및 고조파 전류 보상을 위한 공간벡터 검출법을 기반으로 한 3상 하이브리드 직렬형 능동전력필터 시스템을 제안하고 있다. 순시전안 sag 및 고조파 전류를 검출하기 위한 공간벡터 검출법은 종전의 이론에 비해 곱셈 연산 과정을 감소할 수 있고 좌표 변환이 필요치 않기 때문에 간략화한 보상 알고리즘 구현이 가능하다. 본 연구의 타당성은 전력전자전용 시뮬레이터 PSIM에 의해 정상상태와 과도상태에서 입증하였다. 그 결과 3상 교류 전원 모두에 순간적인 전압 sag가 발생되거나, 임의의 상에 왜형 및 sag가 있는 경우, 전압 보상 및 고조파 전류 보상이 모두 가능함을 입증하였다.
본 연구에서는 과도상태와 정상상태에서 고조파 보상특성이 우수한 순시전력이론을 단상에 적합하게 수정한 후 순시전압강하 보상 기능을 갖는 단상하이브리드형 직렬 능동전력필터의 제어에 적용하였다. 제안된 알고리즘은 전원전압이 순간적으로 왜형 및 강하되더라도 비선형 부하에 인가되는 전압은 항상 일정치를 갖는 정현파로 제어 가능하며 동시에 전원전류의 고조파와 기본파 무효전류도 보상 가능하다. 정상상태와 과도상태에서 전력전자전용 시뮬레이터인 PSIM에 의해 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.
본 연구에서는 전압품질에 민감한 설비를 위한 3상 하이브리드 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-HDVR : Hybrid Z-Source Dynamic Voltage Restorer)을 제시하였다. 제안된 시스템은 수동필터와 Z-소스 토폴로지의 직렬형 능동필터로 구성된다. Z-HDVR의 ESS(Energy Storage System)로는 친환경적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cells)를 사용하였다. 고조파 검출 알고리즘은 동기좌표계의 $i_d-i_q$ 이론에 의하였으며, 부하전압 보상을 위하여 PI제어를 사용하였다. 전압swell 및 sag등 다양한 전원 조건하에서 제안된 시스템의 보상 성능을 검토하였다.
본 연구에서는 정상상태에서 고조파 전류와 순시전압 강하에 대한 보상성능이 우수한 3상 전압 Sag 및 고조파 전류 보상 시스템을 제안하고 있다. 제안된 시스템의 보상 알고리즘으로는 구현하기 쉽고 간단한 직접 필터링 알고리즘이 사용되고 있으며 하이브리드 직렬형 능동전력필터에 적용하였다. 제안된 알고리즘은 전원전압이 순간적으로 왜형과 sag가 발생되더라도 비선형 부하에 인가되는 전압은 일정한 정현파로 제어 가능하며 동시에 전원전류의 고조파와 기본파 무효전류도 보상 가능하다. 정상상태와 과도상태에서 전력전자전용 시뮬레이터인 PSIM에 의해 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.
With significant development of power electronics technology the proliferation of nonlinear loads such as such as static power converters has deteriorated power quality in power transmission distribution systems. Notably voltage harmonics resulting from current harmonies produced by the nonlinear loads have become a serious problem in many systems Moreover momentary interruptions and voltage sags are responsible for many of the power quality problems found in typical industrial plants. Int his paper proposed 3 phase hybrid series active power filter is not only for harmonic compensation but also for harmonic isolation between supply and load and for voltage regulation and imbalance compensation Through computer simulations we have verified the effectiveness of the proposed system.
In this paper, 3-phase hybrid series active power filter for compensate current harmonics, voltage drop and unbalanced voltage in the network presented. The proposed system is implemented with a space vector modulation voltage source inverter and a high pass filter connected in parallel to the power system. Here the load is six-pulses thyristor rectifier. The phase angle detected in order to generation reference voltage at load terminal is synchronized with the positive sequence component of the unbalanced source by using symmetrical component transformation. The proposed system has an function harmonic isolation between source and load, voltage regulation, and unbalance compensation. Therefore, what the power system is improved quality, the source current is maintained as a nearly sinusoidal waveform and the load voltage is regulated with a rated voltage regardless of the source variation condition. To verify the validity of the proposed compensating system, the computer simulation and experiment are carried out.
This paper presents the 3-phase hybrid series active power filter with dynamic voltage restorer(DVR) which serve as an energy buffer and current harmonics blocking resistor connected to sensitive loads, such as, to compensate voltage dips and current harmonics in power distribution system. The DVR is to inject a dynamically controlled voltage generated by a forced commutated converter in series to the bus voltage by means of a booster transformer. The momentary amplitudes of the three injected phase voltages are controlled such as to eliminate any detrimental effects of a bus fault to the load voltage. The proposed system is able to simultaneously compensate current harmonics, voltage fluctuating and voltage unbalance in power distribution systems. The reference phase angle detected by synchronized with the positive sequence component of the unbalanced source by using symmetrical component transformation. The effectiveness of proposed system is verified by the computer simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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