주택 혹 산업용, 공공건물용으로 상용화 되어 있는 스트링 어레이 중앙 인버터 방식은 고압의 DC 배선으로 인한 안전문제, 고가의 고압 DC 차단기의 설치 및 과전압보호기 등으로 가격이 상승하게 되고 설치 시에도 패널간 균일 성능을 보장해야하고 스트링 상에 놓여 있는 패널 일부가 불량이거나 그림자가 져서 발전이 미비할 경우 전체 시스템 발전이 정지하거나 발전량이 미비해지는 문제가 생기므로 항상 최적의 상태로 운전할 수 없다. 그래서 이러한 태양광 발전 방식의 문제점을 해결하기 위해 각 모듈마다 마이크로 인버터를 장착하여 각각 패널마다 분산적인 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 를 수행할 수 있고 DC 배선이 없기 때문에 시스템 설치비용을 획기적으로 절감할 수 있으며 안정성 문제도 중앙 인버터 방식보다 획기적으로 향상된다. 패널 또는 인버터 고장 시 전체 시스템의 차단 없이 교체가 가능 하여 시스템의 설비 이용률을 최대로 할 수 있다. 이러한 패널에 쓰이는 마이크로 인버터를 PSIM으로 구현하여 DLL로 통해 디지털 제어로 구현을 하고 시뮬레이션으로 통해 시스템의 효능을 알아보았다.
새로운 에너지원의 도입 필요성이 증가함에 따라 인버터를 통한 직류전원의 계통 연계에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 간섭성분 및 계통 전압을 전향 보상하여 전류 제어기를 구성하는 고전적인 기법은 시스템 파라미터의 불확실성에 대해 원하는 성능을 얻기 어렵다. 본 논문에서는 PI 관측기를 이용한 추가 보상을 통해 파라미터 불확실성에 대한 강인성을 증가시키는 방법을 제안한다.
In this paper, we propose to research the dynamic Matlab/Simulink model of supercapacitor bank(SCB) for a microgrid application. We demonstrated that this model id sufficient to design the control system of entire power storage system, SCB, the chopper and grid connected converter. The proposed dynamic model is simulated with the help of Matlab/$Simulink^{TK}$ in the MTG/PC/SCB hybrid energy system. The study results show that SCB have a good performance to curb power fluctuation in building microgrid application.
본 논문에서는 LCL 필터를 사용한 계통 연계형 3-레벨 인버터의 소신호 등가모델을 유도하는 과정과 이 모델을 이용한 계통 전류 및 중성점 전류 제어기를 설계하는 내용을 소개한다. 소신호 등가모델은 평균화 과정, 변동과 선형화 과정을 통해 유도하였다. 특히, 중성점 전류 제어기 설계를 위한 DC 링크단의 소신호 모델은 새로운 스위칭 함수를 적용시킴으로써 유도하였다. 제안된 방식의 검증을 위하여 시뮬레이션을 실시하였고 또한, 소용량 프로토타입을 제작하여 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 모델링 및 제어기설계의 타당성을 입증하였다.
풍력 발전 시스템은 경제성이 비교적 높은 신재생 에너시 시스템으로 전세계적으로 대규모 단지를 조성하여 전력계통과 연계하여 운용되고 있다. 풍력 발전 단지의 계통에 대한 영향력이 커짐에 따라 독일, 덴마크, 캐나다 등 세계 각국의 계통 연계 기준이 강화되어, 기존과 달리 계통에 협조적인 풍력 발전 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 국가별 계통 연계 기준을 만족할 수 있는 간단한 LVRT 제어 전략을 제시하며, 10kW급 계통 연계 인버터와 계통 사고 모의 장치를 통하여 다양한 계통 사고 상황에 대한 제어 전략의 타당성을 검증하였다.
This paper analyzes stability of current control in respect of four cases of battery energy storage system (BESS) in a stand-alone microgrid. The stand-alone microgrid is composed of BESS, diesel generator and controllable loads, where all of them have a rated power of 50kW. The four cases are considered as following: 1) BESS with a stiff grid 2) BESS with the diesel generator 3) BESS with passive damping + diesel generator 4) BESS with active damping + diesel generator, and their stabilities are analyzed in the frequency domain and discrete time domain. The comparative analysis for four cases are verified through simulation and experiments through demonstration site of the stand-alone microgrid, where the DC link is connected to a 115kW battery bank composed of 48 lead-acid batteries (400AH/12V). Experimental results show a good agreement with the analysis.
Maximum power point tracking(MPPT) is usually used for a solar power system. Many maximum power tracking techniques have been considered in the past. The microprocessors with appropriate MPPT algorithms are favored because of their flexibility and compatibility with different solar arrays. In this paper, four MPPT algorithms are analyzed and studied. Perturbation and Observation(P&O), Incremental Conductance(IncCond), which are used from the past. Improved P&O and Two-mode , which are developed P&O and IncCond algorithms. Also, the author introduces grid-connected fransformerless PV PCS to apply MPPT control. MPPT efficiency is measured by changing irradiance from $0.1kW/m^2\;to\;1kW/m^2$ and simulation was performed for each MPPT algorithm.
본 논문에서는 단상 계통 연계 태양광 인버터의 소신호 모델링을 통한 체계적인 제어기 설계 방법을 제안한다. 계통 연계 태양광 인버터의 내부 전류제어기는 계통 전압과 동상이 되도록 계통 주입 전류를 제어하고, 외부 전압제어기의 태양전지 안정화 제어기를 통해 태양전지의 최대전력점 추적제어를 수행한다. 태양전지의 전 동작 영역에서 안정적인 동작 수행과 계통주입 전류 제어를 위한 태양전지 전압 제어기 및 인버터 전류제어기의 안정도 해석 및 설계 방법을 소신호 모델링을 통해 제시한다. 본 연구에 제안된 방법은 200W급 태양전지를 이용한 축소 시스템을 이용하여 검증한다.
In this paper, a novel multi voltage inverter system is proposed for reductions of harmonics, which can compensate reactive power. At first, we remove capacitor at input side for reactive power compensation. Secondly, by adding DC voltage to the filter capacitor, it can control power factors as lead-phase according to alterations of loads at power reception. Thirdly, if winding and single phase-bridge inverter(auxiliary circuit) is installed to DC power for reduction of harmonic, waveform of output voltages become to 36-steps. Thus, SVC(static var compensator) systems which can reduce harmonics are designed.
본 논문은 계통연계형 인버터를 위한 비례공진제어 기반의 케스케이드전류-전압 제어기 설계에 대해 다루고있다. 인버터가 계통연계모드로 동작할 때 인버터는 계통의 보조 전력원으로서의 역할을 하기 때문에 전류원으로 정의된다. 이때 LCL 필터가 연결된 계통연계형 인버터의 출력 LC 단에 비선형 지역적 부하가 연결될 경우 기존의 단일 전류 제어기만으로는 비선형 부하로 인한 고조파 왜곡에 대처하기 힘들고 독립운전모드와의 모드절환시 매끄러운 과도 특성을 보장하기 힘들다. 따라서 본 논문에서는 비례다중공진제어기를 활용한 내부 출력 전압, 외부 출력 전류 루프로 구성된 케스케이드 전류-전압 제어기를 제안하였고 제안된 방식이 고조파 보상과 모드 절환시의 매끄러운 과도 특성에 효력을 보임을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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