• Journal of Power Electronics
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• 제19권5호
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• pp.1259-1269
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• 2019

PV system performance is dependent on different irradiations and temperature values in addition to the capability of the employed PV inverter / maximum power point tracker (MPPT) circuit or algorithm. Therefore, it would be appropriate to use a PV simulator capable of producing identical repeatable conditions regardless of the weather to evaluate the performance of inverter / MPPT circuits and algorithms. In accordance with this purpose, a photovoltaic (PV) array simulator is presented in this paper. The simulator is designed to generate current-voltage (I-V) and power-voltage (P-V) curves of a PV panel. Series connected cascaded modules constitute the basic part of the simulator. This feature also allows for the modeling of PV arrays since the number of modules can be increased and high voltage values can be reached with the simulator. In addition, the curves obtained at the simulator output become similar to the actual curves of sample PV panels with an increase in the number of modules. In order to show the validity of the proposed simulator, it was simulated for various situations such as panels under full irradiance and partial shading conditions. After completing simulations, experiments were realized to support the simulation study. Both simulation and experimental results show that the proposed simulator will be very useful for researchers to carry out PV studies under laboratory conditions.

• 전력전자학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.431-437
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• 2012

PV simulators are essential equipment for testing power conditioning systems (PCS) which are one of an important part in PV generator systems, for testing before shipment. High dynamic PV simulator is required since MPPT(Maximum Power Point Tracking) test procedure has been established by EN50530 regulation recently. Most high quality PV simulator prevailed in the market is linear type which however has low efficiency. This paper proposes design guide lines for the power stage and LCL type filter cooperating with a switching mode PV simulator that shows high efficiency and very low power consumption. Proposed theory is verified by experiment.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권2호
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• pp.179-187
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• 2011

This paper proposes a MATLAB Simulink simulator for photovoltaic (PV) systems. The main contribution of this work is the utilization of a two-diode model to represent a PV cell. This model is known to have better accuracy at low irradiance levels which allows for a more accurate prediction of PV system performance. To reduce computational time, the input parameters are reduced to four and the values of $R_p$ and $R_s$ are estimated by an efficient iteration method. Furthermore, all of the inputs to the simulator are information available on a standard PV module datasheet. The simulator supports large array simulations that can be interfaced with MPPT algorithms and power electronic converters. The accuracy of the simulator is verified by applying the model to five PV modules of different types (multi-crystalline, mono-crystalline, and thin-film) from various manufacturers. It is envisaged that the proposed work can be very useful for PV professionals who require a simple, fast and accurate PV simulator to design their systems.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.42-43
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• 2011

PV Simulator는 제한된 작업공간에서 태양광발전계통의 주요 설비인 Power Conditioning System (PCS)의 성능을 평가하거나, 제품 출하 전 PCS의 고장유무를 검사하는데 필수적인 장비이다. 최근에 IEC에서 EN50530규정에 따라 PCS의 MPPT평가도 중요하게 되어 동특성이 우수한 PV Simulator가 요구되고 있다. 현재 출시되고 있는 PV Simulator는 대부분 리니어 방식으로서 안정된 출력을 갖지만 효율이 나쁘다는 단점이 있다. 본 논문에서는 효율을 높이기 위한 스위칭 방식 PV Simulator의 전력회로와 출력용 LCL필터를 설계하고 그 특성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.68-69
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• 2013

태양광 효율 기준 규정인 IEC의 EN50530에서는 태양광발전용 PCS(Power Conditioning System)의 성능평가를 위하여 PV Simulator를 사용하도록 규정하고 있다. PV Simulator는 전압원과 전류원의 복합적인 특성을 갖는 PV array의 전원특성을 구현하여야 한다. 즉, $I_{SC}$ 동작점 부근에서는 전류원의 형태로 동작하고, $V_{OC}$의 동작점 부근에서는 전압원의 형태로 동작하여야 한다. 또한 MPP 운전점에서는 전류원도 아니고 전압원도 아닌 중간적인 동작 특성을 갖는다. 본 논문에서는 PV Simulator의 출력방식을 전압원형과 전류원형으로 구현하는 제어시스템의 동작 특성을 실험을 통하여 비교 연구한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.70-71
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• 2013

PV Simulator는 태양광발전용 Power Conditioning System (PCS)을 개발하거나 제품 출하 시 성능을 시험하기 위하여 필요한 장비이다. 본 논문에서는 3상 PWM 컨버터로 안정된 직류전압원을 확보하고, 3대의 DC-DC 컨버터에 의하여 각각의 PV array에 대한 I-V 특성을 독립적으로 모사할 수 있는 구조의 PV Simulator를 제안한다. 제안된 PV Simulator의 동적 성능을 확보하기 위하여는 DC-DC 컨버터에서 요구하는 순간적인 전류 외란에 대하여 강인하고 안정적인 DC전압을 공급해주는 3상 PWM 컨버터의 성능이 요구된다. 본 논문에서는 부하전류의 외란에 대한 3상 PWM 컨버터의 전압응답 특성을 분석하고, 외란에 강인한 제어기를 설계하고 제어게인을 선정한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 제어기의 성능이 우수함을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1968-1969
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• 2007

In recent years, the research and development for the photovoltaic(PV) energy system are making rapidly progress around the world and specially this country, too due the deregulation law for the renewable energy system seems to be born sooner or later. If we can study PV generation system regardless of weather condition, we will study much more efficiently. This paper introduces the algorithm of PV power generation system simulator and the results of simulation by using PSCAD/EMTDC. In next paper, authors will prove the algorithm of PV simulator proposed in this paper by making real simulator and getting the result of experiment.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.263-264
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• 2015

태양광 발전용 PCS(Power Conditioning System)의 성능을 평가를 위해 사용되는 PV Simulator는 전압제어방식 또는 전류제어방식으로 제어할 수 있다. 각각의 제어방식을 개별적으로 개방전압 운전점에서 단락전류 운전점까지 부하를 가변 하였을 때 서로 상반된 구간에서 불안정한 구간이 발생한 것을 실험을 통해 발견하였다. 이렇게 불안정한 제어 구간에서는 PV Simulator의 출력 전압과 전류가 심하게 바운싱되기 때문에 전 운전 범위에서 PCS의 성능평가를 하는데 제한이 있을 뿐만 아니라, 하드웨어에도 손상을 줄 수 있다. 본 논문은 전압제어방식과 전류제어방식이 각각 안정한 제어 구간에서 불안정한 제어 구간으로 이동되기 전에 히스테리시스 가변 구조로 제어함으로써 두 제어방식의 장점을 극대화 시킨 PV Simulator 제어기를 제안한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권3호
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• pp.47-59
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• 2017

As the global warming threats to humanity, renewable energy is considered the key solution to overcome the climate change. In this circumstance, distributed PV systems are being expanded significantly its market share in the renewable energy industry. The performance of inverter is the most important component at PV system and numerous researches are focusing on it. In order to improve the inverter, PV simulator is an essential device to experiment under various load and conditions. This paper proposes the PV Power-Hardware-In-Loop simulator (PHILS) with real-time processing converted electrical and mathematical models to improve computation speed. Single-diode PV model is used in MATLAB/SIMULINK for the PV PHILS to boosting computation speed and dynamic model accuracy. In addition, control algorithms for sub-components such as DC amplifier, measurement device and several interface functions are implemented in the model. The proposed PV PHILS is validated by means of experiments with commercial PV module parameters.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.444-453
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• 2017

기존 RTDS를 이용한 PV PHIL(Power-Hardware-In-Loop) Simulator는 확장성과 유연성의 문제로 인하여 일반 DC Amplifier를 이용한 많은 연구가 진행되었으나, PV Inverter와 연계할 경우에 과도 상태의 출력이 발생하여 안정성과 PV Inverter의 성능 개선이 불가능하였다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 PV PHILS의 출력 성능 향상과 안정적인 운영이 이루어질 수 있는 제어 알고리즘을 제안한다. 즉, 이 제어 알고리즘은 DC Amplifier의 전기적 출력 특성을 극복하기 위해 정전압(CV), 정전류(CC) 상태에 따라 전압, 전류의 목표 값을 제어하고 각 장치별 특성 고려한 Multi-rate 기반의 특성을 갖는다. 먼저, PV Array의 수학적인 모델링과 DC Amplifier 그리고 DC 전력측정용 Isolated 장치와 통합하여 실시간 처리 기반의 장치로 구성하였고, 제안한 알고리즘이 적용된 PV PHILS와 실제 계통에 연계된 PV Inverter를 이용한 성능시험을 통해서, 그 결과가 기존 방법에 대비해 우수성 및 유용성을 입증하였다.