• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제39권2호
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• pp.81-92
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• 2019

When Photovoltaic inverter is connected to grid and used as PVPCS (Photovoltaic Power Conditioning System), 120 Hz AC ripple occurs at the dc-link capacitor voltage. This AC ripple reduces the efficiency of PVPCS and shortens the lifetime of the capacitor. In this paper, we design a notch filter to remove AC ripple. As a result, the AC voltage ripple was removed from the dc link and the THD of the PVPCS output current with the notch filter was lowered. This notch filter is determined by the damping coefficient, the bandwidth coefficient, and the switching frequency. Among these, the switching frequency determines the switching loss and the size of the LC filter, and the PVPCS with the high switching frequency has a greater efficiency loss due to the switching loss than the efficiency improvement by the notch filter. Therefore, it is important to set the optimum switching frequency in the PVPCS with the notch filter applied. In this paper, THD and switching loss of PVPCS output current with notch filter are calculated through simulation, and cost function to calculate optimum switching frequency through data is proposed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3587-3593
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• 2009

최근 태양광 시스템에서는 기존의 태양광 시스템을 계통과 전원으로 상호 접속하는 것에 대한 연구에 관심이 모아지고 있다. 단상, 삼상 시스템에 관계없이 태양광 시스템에서 태양광 인버터는 계통연계 동작에 중요한 역할을 하기 때문에 전체 시스템에서 핵심요소로 고려된다. 태양광 인버터를 제어하기 위해서는 부하 전류 조절이 핵심요소 중 하나이다. 일반적으로 태양광 인버터에서 이용되는 PI 제어기는 정상상태 오차와 왜란에 취약하다는 단점을 가지고 있기 때문에 실제 시스템에 완벽하게 적용하기에는 무리가 있다. 특히, 이는 고주파영역에서의 PI와 PR 제어기의 성능을 비교해보면 알 수 있다. 이 논문에서 제시된 PR 제어기는 무한 이득을 교류 기본파 성분에 넣을 수 있기 때문에 PR 제어기는 회전좌표계의 PI 제어기에서 사용되는 디커플링 기법과 복잡한 변환 없이 제로 정상상태오차에 도달할 수 있다. 그렇기 때문에 이 논문에서는 PI 제어기를 대체하는 이론적 분석을 통해 PR 제어기를 설계하였다. 논문에 제시되어 있는 이론을 바탕으로 한 PR 제어기를 고정 소수점 연산방식의 32비트 마이크로컨트롤러 DSP320F2812를 기반으로 한 3kW 프로토타입 태양광 인버터에 적용, 평가하였다. 또한 태양광 인버터의 제어 성능을 시뮬레이션과 실험결과를 통하여 보여주고 검증하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.64-69
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• 2008

As the grid-connected photovoltaic power conditioning systems (PVPCS) are installed in many residential areas, these have raised potential problems of network protection on electrical power system. One of the numerous problems is an Islanding phenomenon. There has been an argument that it may be a non-issue in practice because the probability of islanding is extremely low. However, there are three counter-arguments: First, the low probability of islanding is based on the assumption of 100% power matching between the PVPCS and the islanded local loads. In fact, an islanding can be easily formed even without 100% power matching (the power mismatch could be up to 30% if only traditional protections are used, e.g. under/over voltage/frequency). The 30% power-mismatch condition will drastically increase the islanding probability. Second, even with a larger power mismatch, the time for voltage or frequency to deviate sufficiently to cause a trip, plus the time required to execute a trip (particularly if conventional switchgear is required to operate), can easily be greater than the typical re-close time on the distribution circuit. Third, the low-probability argument is based on the study of PVPCS. Especially, if the output power of PVPCS equals to power consumption of local loads, it is very difficult for the PVPCS to sustain the voltage and frequency in an islanding. Unintentional islanding of PVPCS may result in power-quality issues, interference to grid-protection devices, equipment damage, and even personnel safety hazards. Therefore the verification of anti-islanding performance is strongly needed. In this paper, improved RPV method is proposed through considering power quality and anti-islanding capacity of grid-connected single-phase PVPCS in IEEE Std 1547 ("Standard for Interconnecting Distributed Resources to Electric Power Systems"). And the simulation results are verified.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.39-48
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• 2020

2017년 8월에 발생한 고창 전력시험센터를 시작으로, 현재까지 총 29건의 전기저장장치 화재가 발생하여 많은 재산피해가 보고되고 있다. 이에 대한 원인은 아직 정확하게 규명되지 않았으나, ESS(energy storage system)와 전력변환장치뿐만 아니라, 계통측 불평형 문제도 하나의 원인으로 고려되어야 할 것으로 보인다. 특히, 연계용변압기측의 순환전류가 자화전류에 영향을 미쳐, 의도치 않게 변압기의 철심이 포화되고 서지전압이 발생하여 ESS에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 부하불평형에 의한 불평형전류 발생시, ESS 연계용변압기로 순환전류의 유입과 변압기 포화로 인한 서지전압 발생 현상을 해석하기 위하여, PSCAD/EMTDC를 이용한 배전용변전소, 연계용변압기 및 수용가부하로 구성된 배전계통의 모델링을 수행한다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 중성점 접지 저항기(neutral grounding resistor, NGR)를 통해 순환전류의 크기를 일정 값 이내로 저감시키는 방안을 제시하였다. 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 연계용변압기의 결선방식 및 철심구조에 따라 일정 값(10[A]) 이상의 순환전류가 발생하여, ESS에 전기적인 위해 요인이 될 수 있음을 알 수 있었고, 변압기 포화로 인해 2차측에 최대 3[pu]의 서지전압이 발생될 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.2968-2974
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• 2010

태양광 인버터는 계통과 태양광 시스템 사이의 공통 접속점에 고조파, 플리커, 고주파 노이즈가 없는 고품질 전력을 공급하는 핵심적인 역할을 한다. 일반적으로 비례-적분 (PI: Proportional Integral) 제어기는 정상상태 오차와 낮은 외란 제거 능력으로 인하여 교류 계통에서 만족할만한 성과를 얻지 못하나, 현장에서 이득 설정이 용이하므로 일반적으로 전압형 인버터 (VSI)에서 이용된다고 알려져 있다. 이 논문에서는 산업계에서 일반적으로 사용되는 비례-적분 제어기와 교류 계통의 상용주파수에서의 무한대의 이득 값을 가지며, 정상상태 에러 발생을 제거하며, 정지 좌표계에서 구현할 수 있는 비례-이득 (PR: Proportional Resonant) 제어기의 동작 원리, 설계 기법 등을 비교 분석하였다. PI와 PR 제어기의 분석 결과를 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다. 두 제어기는 32-비트 고정소수점 연산을 하는 TMS320F2812 DSP 프로세서를 이용하여 구현하였고, 3kW 실험용 프로토타입 태양광 인버터를 제작하여 그 성능을 확인하였다.