• 제목/요약/키워드: MPPT(Maximum Power Point Tracking) Algorithm

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태양광발전의 운용효율 향상을 위한 DC/DC 전압 레귤레이터의 구현 및 특성분석 (Implementation and Characteristic Analysis of DC/DC Voltage Regulator for Operation Efficiency Improvement in PV system)

  • 김찬혁;최성식;강민관;정영문;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.201-208
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    • 2017
  • 최근, 전 세계적으로 신 재생에너지에 대한 관심이 증가됨에 따라 친환경적이고 무한한 태양에너지를 이용하는 태양광 발전의 설치가 매년 급증하고 있다. 그러나, 태양광발전시스템은 일반적으로 태양광 전지에서 발생한 에너지로부터 전력변환장치(DC/AC)를 거쳐 계통연계 지점까지 약 25[%]의 전력손실을 발생시키고 있다. 이 전력손실 가운데, 일부 태양광 모듈에 음영이나 환경변화(일사량, 온도, 습도 등)로 인해 스트링의 출력 전압이 인버터의 동작전압보다 낮아지면 해당 스트링이 동작하지 않아 전체의 발전효율이 감소하거나, 최악의 경우 인버터가 탈락되어 계통의 출력 전력이 저하되는 등의 손실이 큰 부분을 차지하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점을 개선하기 위하여, 각각의 스트링별로 DC/DC 전압 레귤레이터를 도입하여 환경변화에 따른 전압 저하로 발생하는 스트링의 탈락을 방지하는 제어방식을 제시하였고, 기존 인버터의 MPPT(P&O) 제어와 정전압 제어기능을 전압 레귤레이터에서 수행하는 방식을 채택하였다. 또한, 제안한 알고리즘을 바탕으로 2kW급의 전압 레귤레이터를 구현하여 기존의 운용방식과 비교, 분석한 결과, 환경변화에 따른 다양한 시나리오에서 제안한 운용방식의 운용효율이 크게 향상됨을 확인하였다.

가변속 풍력 발전용 영구자석형 동기발전기의 적응 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Adaptive Sliding Mode Controller Design of Permanent Magnet Synchronous Generator for Variable-Speed Wind Turbine System)

  • 김성수;최한호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.315-319
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    • 2016
  • This paper proposes a simple adaptive sliding mode control algorithm for controlling a permanent magnet synchronous generator (PMSG) of a MW-class direct-driven wind turbine system. The proposed adaptive sliding mode controller does not require accurate knowledge of the PMSG parameter or turbine torque values. The proposed controller can accurately track the reference angular speed computed by the maximum power point tracking(MPPT) algorithm. Finally, this paper gives Matlab/Simulink simulation results to verify the practicality and effectiveness of the proposed adaptive sliding mode controller.

고주파링크방식을 이용한 PV용 PCS의 고찰 (High-Frequency DC Link Inverter for Grid-Connected Photovoltaic System)

  • 정영석;유권종;정명웅;최재호;최주엽
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1313-1315
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    • 2002
  • This paper proposes an inverter for the grid-connected photovoltaic system based on the transformer-less inverter. This system consists of a high frequency inverter bridge, high frequency transformer, diode bridge rectifiers, a DC filter, a low frequency inverter bridge, and an AD filter. The high frequency inverter bridge switching at 20kHz is used to generate bipolar PWM pulse, which is subsequently rectified by diode bridge rectifiers to result in a full-wave rectified sine wave. Finally, it is unfolded by a low frequency inverter bridge to result in a 60Hz sine wave power output. In this paper, the control algorithm for synchronous current feedback control method and a maximum power point tracking (MPPT) method using DSP are described. And, the simulation and experimental results are shown to verify the validity of the proposed system.

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풍력 터어빈 모의시험을 위한 가변 토오크 입력형 전동기-발전기 제어시스템 제작 및 실험 (Variable Input Torque Motor-Generator Control System for Wind Turbine Emulation)

  • 정병창;송승호;노도환;김동용;김영민;임종연
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.346-348
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    • 2001
  • In this paper a wind power simulator is designed and implemented. This simulator realize the torque of wind blade by DC motor. And squirrel-cage induction machine is used as generator and controlled to achieve the maximum power point tracking(MPPT) algorithm.

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하이브리드 커패시터를 적용한 소형 태양광 전원장치 (The Small Photovoltaic power supply using Hybrid Supercapacitor)

  • 김태엽
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.826-831
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    • 2019
  • 소형 독립형 태양광 전원장치는 조명장치, CCTV 등에 많이 활용되고 있다. 이러한 장치가 경쟁력을 가지기 위해서는 배터리와 같은 전력저장장치 수명이 매우 중요하다. 하이브리드 커패시터는 고밀도와 장수명의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 하이브리드 커패시터를 이용한 독립형 태양광 전원장치를 제안한다. 전력변환장치의 구성하기 위해 하이브리드 커패시터의 충방전 특성 및 내부저항을 측정하였다. 일사량 변화에도 안정적인 최대 출력점 추종제어 알고리즘을 제시하였다. 제시한 시스템의 타당성을 검증하기 위해 18W의 하이브리드 커패시터와 10W태양광 전지를 이용하여 시제품을 제작하고 실험하였다.

750kW gearless 풍력발전기 인버터 시험 (Test results of an inverter system for 750kW gearless wind turbine)

  • 손윤규;서재학;권세진;장성덕;오종석;황진수;강신일;박가우;권오정;정진화;한경섭;전중환
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.59-63
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    • 2005
  • The 800-kW PM (permanent magnet) synchronous generator is developed as a wind power generator. The matching converter is designed to control the torque and power depending on the wind speed regime. The generator starts to generate the power at the speed of 9 rpm and the rated output is generated at the speed of 25 rpm. The rated output power of an inverter is 750 kW when the PM synchronous generator is delivering 800 kW to the inverter. The inverter is specially designed to perform the maximum power point tracking (MPPT) at the low wind speed regime that is typical wind environment in Korea. The inverter test was done with a 2 MW M-G system at KERI (Korea Electric Research Institute). The M-G set has a 2 MW motor driver and a 38:1 gear to match the speed between the motor and the PM generator. The torque simulating the wind is applied to the PM generator by a DC motor. The test results show the inverter efficiency of $94.3\%$ at the rated power generating condition. The measured values show that the MPPT algorithm is working well. Overall reliability will be verified through the long-term site test.

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태양광용 부스트 컨버터의 2중 루프 제어 및 단일 루프 제어의 특성 비교 (Comparative Study between Two and Single-loop Control of Boost Converter for PVPCS)

  • 김동환;임지훈;송승호;최주엽;안진웅;이상철;이동하
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.153-159
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    • 2012
  • In photovoltaic system, the characteristic of photovoltaic module such as open circuit voltage and short circuit current will be changed because of cell temperature and solar radiation. Therefore, a boost converter of the PV system connects between the output of photovoltaic system and DC link capacitor of grid connected inverter as controlling duty ratio for maximum power point tracking(MPPT). This paper shows the dynamic characteristic of the boost converter by comparing single-loop control algorithm and two-loop control algorithm using both analog and digital control. The proposed both compensation method has been verified with computer simulation and simulation results obtained demonstrate the validity of the proposed control schemes.

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PVPCS DC/DC 컨버터 모델링 및 2중 루프 제어와 단일 루프 제어의 특성 비교 (Comparative Study between Two-loop and Single-loop Control of DC/DC Converter for PVPCS)

  • 김동환;정승환;송승호;최주엽;최익;안진웅;이상철;이동하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제32권spc3호
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    • pp.245-254
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    • 2012
  • In photovoltaic system, the characteristics of photovoltaic module such as open circuit voltage and short circuit current will be changed because of cell temperature and solar radiation. Therefore, the boost converter of a PV system connects between the output of photovoltaic system and DC link capacitor of grid connected inverter as controlling duty ratio for maximum power point tracking(MPPT). This paper shows the dynamic characteristics of the boost converter by comparing single-loop and two-loop control algorithm using both analog and digital control. Both proposed compensation methods have been verified with computer simulation to demonstrate the validity of the proposed control schemes.