• Title/Summary/Keyword: Grid-connected Inverters

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Performance Improvement of Grid-Connected Inverters Using a Sliding-Mode Based Direct Power Control (슬라이딩 모드 기반의 직접전력제어를 이용한 계통연계 인버터의 성능개선)

  • Lee, Sang Hyouk;Jung, Hea Gwang;Lee, Kyo Beum
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.302-303
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    • 2010
  • 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.

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A Seamless Mode Transfer Method of Droop Control based Grid-connected Parallel Inverters (Droop 제어 기반 계통연계 병렬인버터의 끊김없는 모드전환기법)

  • Park, Sungyoul;Kang, Soohan;Jeong, Hoyung;Choi, Sewan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.07a
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    • pp.26-28
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    • 2019
  • 중요부하를 가지고 있는 계통연계 병렬인버터는 계통과의 연결이 끊길 경우 중요부하에 안정적인 전압공급을 위하여 끊김 없는 모드전환 동작이 요구된다. 기존 병렬인버터는 계통연계 시 전류제어모드 운전을 하고, 독립운전 시에는 전압제어모드 운전을 한다. 그래서 단독운전 발생 시 불안정한 전압을 부하에 공급하게 되고, 모드전환 시 제어기절체로 인해 인버터출력전압에 심각한 과도상태를 발생시켜 중요부하에 큰 손상을 입힐 수 있다. 본 논문에서는 Droop 제어 기반 계통연계 병렬인버터의 끊김 없는 모드전환 기법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 1kW 시작품을 제작하여 타당성을 검증하였다.

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Improvement of current THD of three-phase grid-connected inverters using repetitive controller (반복제어기를 적용한 3상 계통연계형 인버터의 전류 THD 개선)

  • Lee, Hyungseok;Song, Joongho
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.11a
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    • pp.153-154
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    • 2018
  • 본 논문은 인버터의 출력단과 계통사이에 비선형부하가 연결되어 있는 상황에서 계통 전류의 THD를 개선하기 위해 반복제어기를 적용한다. 반복제어기는 주기적인 오차를 모델링하고 미리 보상하여 정상상태시 오차를 줄이는 목적으로 설계된 제어기이기에 계통전류 THD 개선에 효과적이다. 본 논문은 인버터의 공급전력이 부하의 소비전력보다 큰 경우 또는 부하의 소비전력보다 작은 경우에도 계통의 전류 THD는 개선되도록 하는 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션의 결과를 통해 계통 전류의 THD 개선을 확인한다.

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The controller design of parallel grid connected inverters for seamless mode transfer (병렬형 계통연계 인버터의 seamless 모드 절환을 위한 제어기 설계)

  • Song, Injong;Choi, Junsoo;Choi, Jaeho
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.11a
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    • pp.151-152
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    • 2018
  • 본 논문에서는 병렬연결 인버터의 seamless mode transfer를 위한 제어기 설계를 수행하였다. 인버터의 경우 계통연계 모드에서는 전류원으로 동작하기 때문에 간접전류를 기반으로 제어를 실행하였고, 단독 운전에서는 인버터가 전압원으로 간주되기에 전압 제어가 필요하다. 또한 여러 대의 분산 발전원에 대해 동일 부하 분담을 위해 드룹제어를 이용하였다. 이러한 제어기들은 PR제어를 기반으로 하여 특정 주파수에 높은 이득을 가지게 하여 제어효율을 향상시켰다. 모드 변환 과정에 있어 전압의 변동을 최대한 줄이기 위한 제어 계획을 수립하였고, 이를 Psim 시뮬레이션으로 증명하였다.

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A Study for Mutual Interference of LCL Filter under Parallel Operation of Grid-Connected Inverters (계통연계형 인버터 병렬운전 시 LCL 필터 상호간섭 특성 연구)

  • Lee, Gang;Jo, Jongmin;Cha, Hanju
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2020.08a
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    • pp.461-462
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    • 2020
  • 본 논문은 LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터의 병렬운전 조건에서 LCL 필터와 계통 임피던스 간의 상호간섭에 따른 공진특성을 분석하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다. 인버터 병렬운전은 2대 조건을 고려하였으며, LCL 필터를 포함한 시스템 파라미터는 동일 조건으로 설정하였다. PCC 지점에 인버터 병렬운전 조건 시, 계통 임피던스 존재로 인해 각 인버터의 LCL 필터 간 상호간섭 영향이 발생하며 필터 공진주파수의 이동은 인버터 병렬연결 수와 계통 임피던스 크기와의 연관성을 분석하였다. PSIM을 통해 시뮬레이션하고, MATLAB/SIMULINK 2018a를 통해 검증한다. 실시간 디지털 시뮬레이터와 DSP 28377 제어보드 연동을 통해 2대 인버터 병렬운전 조건에서의 상호간섭 특성을 실험하였으며, 분석결과와 동일한 실험결과를 도출함으로써 해석의 타당성을 검증하였다.

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A Study on the Performance Analysis of the PV-AF System under various Irradiation Conditions (다양한 일사량 조건에서의 PV-AF 시스템의 특성에 관한 연구)

  • Seo, Hyo-Ryong;Kim, Kyung-Hun;Park, Min-Won;Yu, In-Keun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.212-213
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    • 2007
  • Grid-connected PV(Photovoltaic) power generation system has experienced increasing attention in recent years. But the growing number of non-linear equipments, such as, inverters, has been demanding the compensation for the disturbances caused by them. These non-linear loads may cause poor power factor and high degree of harmonics. Installation of an AF(active filter) can be one of the solutions to mitigate the line distortion, but it requires additional costs. On the other hand, many PV systems have been interconnected to the distribution system. So, the PV system combined with the function of the active filter system can be useful for the application in the power distribution system. In this paper, PV-AF system using DSP (Digital Signal Processing) controller confirmed that it is possible to combine the AF theory to the three phase PV system connected to the utility under various irradiation conditions.

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Compensation of Voltage Variation Using Active Power-Dependent Reactive Power Control with Multiple VRE Systems Connected in a Distribution Line (배전 선로에 연계된 다수대의 변동성 재생에너지 발전 시스템의 출력 유효전력 변동에 따른 무효전력 제어를 이용한 전압 변동 보상)

  • Lee, Sang-Hoon;Kim, Soo-Bin;Song, Seung-Ho
    • Journal of Wind Energy
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    • v.9 no.4
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    • pp.47-56
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    • 2018
  • This paper introduces an active power dependent standard characteristic curve, Q(P) to compensate for voltage variations due to the output of distributed generation. This paper presents an efficient control method of grid-connected inverters by comparing and analyzing voltage variation magnitude and line loss according to the compensation method. Voltage variations are caused not only by active power, but also by the change of reactive power flowing in the line. In particular, the system is in a relatively remote place in a coastal area compared with existing power plants, so it is relatively weak and may not be suitable for voltage control. So, since it is very important to keep the voltage below the normal voltage limit within the specified inverter capacity and to minimize line loss due to the reactive power. we describe the active power dependent standard characteristic curve, Q(P) method and verify the magnitude of voltage variation by simulation. Finally, the characteristics of each control method and line loss are compared and analyzed.

Dead Time Compensation of Grid-connected Inverter Using Resonant Controller (공진 제어기를 이용한 계통 연계형 인버터의 데드타임 보상)

  • Han, Sang-Hyup;Park, Jong-Hyoung;Kim, Heung-Geun;Cha, Honn-Yong;Chun, Tea-Won;Nho, Eui-Cheol
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.16 no.6
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    • pp.569-576
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    • 2011
  • This paper proposes a new dead time compensation method for a PWM inverter. Recently, PWM inverters are extensively used for industry applications, such as ac motor drives, distributed grid-connected systems and a static synchronous compensator (STATCOM). Nonlinear characteristics of the switch and the inverter dead time cause a current distortion and deterioration of power quality. The dominant harmonics in the output current are the $5^{th}$ and $7^{th}$ harmonics in the stationary frame, and the $6^{th}$ harmonics in the synchronous rotating frame. In this paper, a resonant controller which compensates the $6^{th}$ harmonics in the synchronous rotating frame is proposed. This method does not require any off-line experimental measurements, additional hardware and complicated mathematical computations. Furthermore, the proposed method is easy to implement and does not cause any stability problem.

A Case Study on the Islanding Detection Protection of PV System and ESS System (태양광 발전과 ESS 시스템의 연계운전시 단독운전 방지 사례 연구)

  • Lim, Jong Rok;Hwang, Hye-Mi;Shin, Woo Gyun;Ju, Young-Chul;Jung, Young Seok;Kang, Gi-Hwan;Ko, Suk-Whan
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.39 no.1
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    • pp.59-66
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    • 2019
  • BIPV or BAPV installation applied to building is increasing through public utility mandates enterprise. Solar PV energy generates only during the day, but if it is operated in convergence with ESS, which stores electrical energy, it can restrain the fossil energy used in buildings throughout the day. A solution is to converge with PV system and ESS. However, PV systems and ESS connected to the power grid in parallel can cause problems of electrical stability. A study was conducted on the case of failure to detect islanding operation under the parallel operation of PV generation and ESS that are connected in parallel to power grid. Experiments conducted various non-islanding detections under the operating conditions. In the experiment results, when one PCS - PV inverter or ESS inverter - was operating under the islanding condition, it stopped working within 0.5 seconds of the Korean grid standard. However, when both of PV inverter and ESS inverter were operating at the same time under the islanding situation, the anti-islanding algorithm did not operate normally and both inverters continuously supplied power to the connected RLC loads. islanding detection Algorithm developed by each inverter manufacturer has caused this phenomenon. Therefore, this paper presented a new test standard for islanding detection.

A High Efficiency Two-stage Inverter for Photovoltaic Grid-connected Generation Systems

  • Liu, Jiang;Cheng, Shanmei;Shen, Anwen
    • Journal of Power Electronics
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    • v.17 no.1
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    • pp.200-211
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    • 2017
  • Conventional boost-full-bridge and boost-hybrid-bridge two-stage inverters are widely applied in order to adapt to the wide dc input voltage range of photovoltaic arrays. However, the efficiency of the conventional topology is not fully optimized because additional switching losses are generated in the voltage conversion so that the input voltage rises and then falls. Moreover, the electrolytic capacitors in a dc-link lead to a larger volume combined with increases in both weight and cost. This paper proposes a higher efficiency inverter with time-sharing synchronous modulation. The energy transmission paths, wheeling branches and switching losses for the high-frequency switches are optimized so that the overall efficiency is greatly improved. In this paper, a contrastive analysis of the component losses for the conventional and proposed inverter topologies is carried out in MATLAB. Finally, the high-efficiency under different switching frequencies and different input voltages is verified by a 3 kW prototype.