This paper presents research on low-voltage microgrids to maintain a continuous power supply to critical loads on grid-connected islands in Korea. The low-voltage microgrids of this paper focused on that changes public office buildings into uninterrupted microgrids by autonomous operation. For this, a microgrid controller (MGC) and a power conditioning system (PCS) that allow a seamless transfer between grid-connected and grid-isolated operation are proposed. The proposed PCS operates with a silicon controlled rectifier (SCR) switch and employs a simple structure. It supplies power continuously without operators through a coordinated operation between MGC and PCS. In addition, proposed MG has a schedule operation for minimizing electricity charges and provides ancillary services that enable the utilization of resources according to the operation purpose of utility distribution networks. To demonstrate the uninterrupted low-voltage microgrid proposed in this study, a microgrid was implemented and tested in a public office building in Anjwa Island, Jeollanam-do in Korea. A seamless, autonomous operation history, despite system disturbances, was obtained through a long-term demonstration of operation. The results showed that the proposed microgrid technology can be used to achieve energy resilience in grid-connected island areas.
전력전자 풀파워 컨버터 기반의 직접 구동 영구자석 동기 풍력발전 그리드 연계 시스템의 토폴로지를 기반으로 풍력터빈 모델과 그리드 측 인버터 모델을 연구하고, 기계측 정류기 제어 기반의 전류 및 속도 이중 폐쇄 루프 전략과 전류 및 전압 이중 폐쇄 루프를 기반으로 한 그리드 측 인버터 제어 전략을 설계하여 2레벨 연속 이중 폐쇄 루프 완전 제어 전략을 구현했다. MATLAB/Simulink를 이용하여 시스템 시뮬레이션 모델을 구축하였고, 풍속이 단계별로 변할 때의 장치의 동작을 시뮬레이션하였으며, 그리드 전압의 동일한 위상과 양호한 정현파 특성을 갖는 그리드 연결 전류를 출력하였다. 연결된 시스템이 안정적이고 효율적으로 실행되었다. 시뮬레이션 결과 모델의 타당성과 합리성, 제어 전략의 정확성과 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 Z-소스 인버터를 사용하여 단상 계통 연계형 태양광 시스템을 제어하는 기법을 제시하였다. 인버터 스위칭소자의 전압 스트레스를 고려하여 광전지 출력전압에 대한 계통 연계형 Z-소스 인버터의 동작영역을 분석하였다. 스위칭 손실을 감소시키면서 shoot-through 시간을 효율적으로 제어하는 스위칭 패턴을 사용하였다. 시뮬레이션 및 32-비트 DSP를 사용한 실험을 통하여 계통연계형 Z-소스 인버터의 제어 시스템의 성능을 평가하였다.
This paper presents losses comparison and analysis results for different types of fault modes of grid-connected photovoltaic system generated for long-term operation. The approach of losses comparison and analysis by faults is to identify relationship between measured and estimated values of five loss factors which are quantified from irradiance to system output power. This paper presents the symptom results for faults such as snow, shading, sensor defect, blackout, soiling and so on from three years or more monitored data. These results will indicate that it is useful to develop fault detection and diagnosis tool to enhance capacity factor and save operation and maintenance cost of grid-connected photovoltaic system in the field.
This study proposes a novel control and design method for a grid-connected inverter with an LCL filter without damping. The current resonance phenomenon must be considered when designing the grid-connected inverter system with an LCL filter. Passive or active damping is used in the inverter system to reduce the resonant current. However, passive damping reduces the efficiency of the system, and active damping methods are complex. If the resonant frequency is in a specific region, then the system will be unstable. This study examines the process of stabilizing the entire region without resonant damping. The validity of the proposed method is verified through simulation and experimentation.
Energy recovery battery testing systems (ERBTS) have been widely used in battery manufactures. All the ERBTS are connected in parallel which forms a special and complicated micro-grid system, which has the shortcomings of low energy recovery efficiency, complex grid-connected control algorithms issues for islanded detection, and complicated power circuit topology issues. To solve those shortcomings, a DC micro-grid system is proposed, the released testing energy has the priority to be reutilized between various testing system within the local grid, Compared to conventional scheme, the proposed system has the merits of a simplified power circuit topology, no needs for synchronous control, and much higher testing efficiency. The testing energy can be cycle-used inside the local micro-grid. The additional energy can be recovered to AC-grid. Numerous experimental comparison results between conventional and proposed scheme are provided to demonstrate the validity and effectiveness of the proposed technique.
Design and implementation of a low cost grid-connected 5kVA solar photovoltaic (PV) system is proposed in this paper. Since the inverter is a major component of the PV system, the B4 inverter used in this paper reduces the total cost of the PV system. In order to eliminate the massive transformer, the PV system is connected to the grid through IGBT switches. In addition to injection of active power into the grid, the B4 inverter can compensate reactive power and reduce harmonics of the nonlinear loads. A TMS320F28335 DSP processor is used for effective control of the B4 inverter. Various features of this processor enable the implementation of the necessary control algorithms. As a first step, the PV system is simulated and evaluated in Matlab/Simulink. In the second step, hardware circuits are designed and implemented based on the simulation results. The operation of the PV system has been evaluated under balanced, unbalanced, linear and nonlinear loads which proves its accuracy and efficiency.
The rising penetration of renewable energy resulted in the development of grid-connected large-scale power plants. Therefore, grid stabilization, which depends on the system-type or grid of each country, plays an important role and has been strengthened by different grid codes. With this background, VDE-AR-N 4105 for photovoltaic (PV) systems connected to the low-voltage grid and the German Association of Energy and Water Industries (BDEW) introduced the medium-voltage grid code for connecting power plants to the grid and they are the most stringent certifications. In this paper, an optimal control strategy scheme for three-phase grid-connected PV system is enhanced with VDE-AR-N 4105 and BDEW grid code, where both active/reactive powers are controlled. Simulation and experimental results of 100kW PV inverter are shown to verify the effectiveness of the proposed implemental control strategy.
Development and use of renewable energy due to environmental problems and depletion of energy affect grid-connected power system around the world. Therefore this paper analyzes the characteristic of gird connected photovoltaic power generation system which it is available to connect the utility. Renewable energy photovoltaic power system has been linked to the system to analyze the impact of photovoltaic system. MATLAB / Simulink program is modeled and analyzed on power quality of a photovoltaic power plant. It is measured that power data for the Grid connected photovoltaic power plant with instantaneous measuring, 3sec measuring, 10min measuring for 7 days. Harmonic field measurement have shown that the harmonic contents of a waveform varies with time. A cumulative probability approach is the most commonly used method to solve time varying harmonics. so, it is used 50[%] cumulative probability approach. This paper provides an in depth analysis on power quality field measurement of the Grid connected photovoltaic power plant.
Nowadays, the LCL-filter type becomes an attractive grid interfacing for grid-connected Voltage Source Inverter (VSI). LCL-filter can render the current harmonics attenuation around the switching frequency by using smaller inductance than L-filter. This paper presents a study about the LCL-filter design for single-phase grid-connected inverter in Photovoltaic (PV) system. According to the expected current ripple, the inductances of the filter can be determined. Based on the absorbed reactive power on capacitor, the capacitance can be calculated. Due to the theoretical analysis, a LCL-filter based single phase grid connected inverter control system are simulated. The studied simulation results are given to validate the theoretical analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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