• Journal of Power Electronics
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• 제10권3호
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• pp.328-333
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• 2010

A photovoltaic power conditioning system (PV PCS) that contains single-phase dc/ac inverters tends to draw an ac ripple current at twice the output frequency. Such a ripple current perturbs the operating points of solar cells continuously and it may reduce the efficiency of the current based maximum power point tracking technique (CMPPT). In this paper, the ripple current generation in a dc link and boost inductor is analyzed using the ac equivalent circuit of a dc/dc boost converter. A new feed-forward ripple current compensation method to incorporate a current control loop into a dc/dc converter for ripple reduction is proposed. The proposed feed-forward compensation method is verified by simulation and experimental results. These results show a 41.8 % reduction in the peak-to peak ac ripple. In addition, the dc/ac inverter control system uses an automatic voltage regulation (AVR) function to mitigate the ac ripple voltage effect in the dc link. A 3kW PV PCS prototype has been built and its experimental results are given to verify the effectiveness of the proposed method.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.299-301
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• 2009

In this paper, a novel anti-islanding method of DC-AC single phase inverter is proposed. The inverter injects a little harmonic current with the output current of a PCS(Power Conditioning System). When the islanding condition is occurred, the voltage harmonic components appear on the output voltage of the PCS due to the injection of a little harmonic current. So, the PCS detects the voltage harmonic components using the Goertzel algorithm, and then the PCS decides that the islanding condition is occurred. When the PCS recognizes the islanding condition, the PCS are stopped. The proposed a novel anti-islanding method is analyzed, and its validity is proven through simulation.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권4호
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• pp.997-1006
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• 2018

This paper proposes a transformerless photovoltaic (PV) power converter system based on the DC/AC boost inverter, which can solve the leakage current and second-order ripple power issues in single-phase grid-connected PV inverters. In the proposed topology, the leakage current can be decreased remarkably since most of the common-mode currents flow through the output capacitor, by-passing parasitic capacitors, and grounding resistors. In addition, the inherent ripple power component in the single-phase grid inverter can be suppressed without adding any extra components. Therefore, bulky electrolytic capacitors can be replaced by small film capacitors. The effectiveness of the proposed topology has been verified by simulation and experimental results for a 1-kW PV PCS.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권3호
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• pp.487-494
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• 2012

A new low cost high power density photovoltaic power conditioning system (PV PCS) with an energy storage system is proposed in this paper. Its high power density and cost effectiveness can be achieved through the unification of the maximum power point tracker and the battery charger/discharger. Despite the reduced power stage, the proposed system can achieve the same performance in terms of maximum power point tracking and battery charging/discharging as the conventional system. When a utility power failure happens, the proposed system cannot perform maximum power point tracking at the UPS mode. However, the predetermined battery voltage near the maximum power point of the PV array can effectively generate a reasonable PV power even at the UPS mode. Therefore, it features a simpler structure, less mass, lower cost, and fewer devices. Finally, to confirm the operation, validity, and features of the proposed system, a theoretical analysis and experimental results from a single phase AC 220Vrms/1.5kW prototype are presented.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.551-554
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• 2002

This paper describes a new interactive inverter between a photovoltaic(PV) array and single-phase utility that avoid the bulky input (60Hz) transformer on the AC side. The interface employs a pwm boost converter on the DC side followed by a pwm current-forced single-phase rectifier for injecting the power from the PV array into the mains. The current waveform at the AC side remains sinusoidal and exactly in phase at all time. The circuit also has the advantage of requiring fewer switching device than high-frequency link system. This paper describes modeling of PV array and new system topology. Simulation results on the performance of the connection are also presented.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.35-45
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• 2022

본 논문에서는 PV 시스템에서 태양광 발전 시스템의 완전한 동작을 위해 DC-DC 벅-부스트 컨버터와 MPPT (Maximum Power Point Tracking)제어 시스템에 대한 완전한 동작 시스템에 대해 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 양호한 동작을 확인하고자 한다. 이를 위해 이중층 커패시터(EDLC:Electric double-layer capacitors )를 사용한 순간전압강하 보상장치가 개발되어 적용되고 있다. 따라서 태양광 발전의 ESS(Energy Storage System)를 고려한 PCS(Power Conditioning System)를 제안하여 부하평준화를 통한 전력의 안정적인 공급을 확인한다. 본 논문에서는 순간전압강하 보상장치(DVR :Dynamic Voltage Restorer)에 사용되는 전기 이중층 커패시터에 비해 동일 사이즈 대비 에너지 밀도가 높은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)를 적용하는 연구를 하였고, 단상 3[kW] 계통 연계형 태양광 전력변환기를 제안하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권6호
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• pp.709-718
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• 2017

최근 정전시에 엘리베이터에 탑승한 승객들을 안전하게 대피시킬 수 있는 비상전원장치가 법제화됨에 따라서 이 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대용량 커패시터에 필요 전력을 직류로 저장한 상태에서 정전시 교류 380V를 발생시켜 엘리베이터가 일정시간 동안 동작할 수 있는 비상전원장치(PCS : Power Conditioning System) 설계에 대한 내용을 다룬다. PCS에 사용되는 전력변환장치의 제어시스템은 원하는 응답 특성을 얻기 위한 전류제어기로 구성되어져 있다. 전류제어기의 설계 방법에는 일반적으로 빠른 응답 특성을 보여주는 데는 비트 제어기 설계를 사용하고 있지만, 복잡한 계산과정을 요구하기 때문에 고성능의 제어기를 필요로 하게 된다. 본 연구에서는 average 전류 제어기법을 사용한 전류제어기의 설계 방법에 대해서 서술하였다. 먼저 단상 시스템의 전류 제어 기법을 통해 제안된 방법의 적합성을 입증한 후 3상 시스템으로 확장시켜서 시스템에 적용하였다. 모델링을 통한 수학적 해석과 PSIM을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 검증방법을 통해 본 연구에서 제안한 제어방법의 성능과 효과를 입증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제5권3호
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• pp.224-232
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• 2005

A new three phase three-level Pulse Width Modulation (PWM) Switched Voltage Source (SVS) inverter with zero neutral point potential is proposed. It consists of three single-phase inverter modules. Each module is composed of a switched voltage source and inverter switches. The major advantage is that the peak value of the phase output voltage is twice as high as that of a conventional neutral-point-clamped (NPC) PWM inverter. Thus, the proposed inverter is suitable for applications with low voltage sources such as batteries, fuel cells, or solar cells. Furthermore, three-level waveforms of the proposed inverter can be achieved without the switch voltage imbalance problem. Since the average neutral point potential of the proposed inverter is zero, a common ground between the input stage and the output stage is possible. Therefore, it can be applied to a transformer-less Power Conditioning System (PCS). The proposed inverter is verified by a PSpice simulation and experimental results based on a laboratory prototype.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.587-593
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• 2011

본 논문에서는 고 전력밀도 및 저가형으로 구성 가능한 새로운 구조의 계통 연계형 태양광 인버터 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 태양전지의 최대 전력점 추종기능과 배터리의 충 방전 기능을 단일 전력단으로 구성함으로써, 고 전력밀도 및 저가격형 시스템 구성이 가능하다. 또한, 제안 시스템은 배터리를 링크 캐패시터에 직렬 연결함으로써 링크 캐패시터의 전압 스트레스를 배터리 전압만큼 저감할 수 있으므로 가격저감 효과가 크다. 최종적으로 제안 시스템의 우수성과 신뢰성 검증을 위하여 1.5kW급 태양광 인버터 시스템의 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안 시스템의 타당성을 검증한다.

• 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.