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태양광발전시스템의 급속한 개발과 더불어 전 세계적으로 태양광발전시스템용 전력변환장치의 성능평가에 대한 필요성이 제조자, 사용자, 시험․인증기관, 전력회사 등에서 크게 제기되고 있다. 과거에는 10kW 이하의 소용량 태양광 전력변환장치가 주로 개발되었으며, 안전성 및 EMC가 주요 평가 대상이었다. 태양광 전력변환장치의 성능평가를 위해 실증시험방법이 사용되었으며 이는 실제 현장에 설치된 태양전지 어레이를 사용하여 성능평가를 수행하게 된다. 그러나 실증시험은 날씨 및 설치 환경에 따라 시험조건이 다르기 때문에 시험결과의 비교 자체가 불가능하다. 또한 시험비용이 비싸고, 시험인력이 많이 필요하게 되며 시험의 정확도가 떨어진다고 볼 수 있다. 태양광 전력변환장치 성능평가를 정확하게 수행하기 위해서는 정확성과 신뢰성을 갖춘 성능평가장비를 사용하여 시험의 반복성 및 ...

태양광발전시스템의 급속한 개발과 더불어 전 세계적으로 태양광발전시스템용 전력변환장치의 성능평가에 대한 필요성이 제조자, 사용자, 시험․인증기관, 전력회사 등에서 크게 제기되고 있다. 과거에는 10kW 이하의 소용량 태양광 전력변환장치가 주로 개발되었으며, 안전성 및 EMC가 주요 평가 대상이었다. 태양광 전력변환장치의 성능평가를 위해 실증시험방법이 사용되었으며 이는 실제 현장에 설치된 태양전지 어레이를 사용하여 성능평가를 수행하게 된다. 그러나 실증시험은 날씨 및 설치 환경에 따라 시험조건이 다르기 때문에 시험결과의 비교 자체가 불가능하다. 또한 시험비용이 비싸고, 시험인력이 많이 필요하게 되며 시험의 정확도가 떨어진다고 볼 수 있다. 태양광 전력변환장치 성능평가를 정확하게 수행하기 위해서는 정확성과 신뢰성을 갖춘 성능평가장비를 사용하여 시험의 반복성 및 재현성 확보가 필요하게 된다. 이러한 이유로 일부 일본 및 유럽에서는 10kW 급 태양광 전력변환장치에 대한 최대전력추종(MPPT)시험 등의 정확한 성능평가를 위해 태양광어레이 시뮬레이터를 포함한 성능평가장비들이 개발되었다. 최근 들어 신재생에너지에 대한 관심이 커지면서 특히 상업용, 건물용 및 발전용 등의 중․대용량 태양광 전력변환장치의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 중․대용량 전력변환장치는 주로 계통연계형 시스템으로 사용되기 때문에 과거와는 달리 안전성 및 EMC보다는 성능평가시험이 가장 중요하다고 볼 수 있다. 이것은 기존의 전력회사들이 분산형 전원의 수가 증가하면서 전력계통망 보호 및 안정적 운영을 위해 매우 엄격한 성능평가시험을 요구하기 때문이다. 계통연계형 태양광발전시스템용 전력변환장치의 성능평가를 위해서는 비선형성을 갖는 태양광어레이의 I-V 특성곡선을 실제조건과 동일하게 모의 할 수 있는 태양광어레이 시뮬레이터와 계통의 전압 및 주파수의 변동, 고조파, 플리커와 같은 전력품질 및 각종 사고조건 등을 모의할 수 있는 전력계통 시뮬레이터가 반드시 필요하게 된다. 본 논문에서는 계통연계형 중대용량 태양광발전시스템 전력변환장치의 성능평가방법 및 성능평가시스템에 대해서 기술하였다 먼저 태양전지 및 태양광 전력변환장치의 특성 및 분류, 분산형전원의 계통연계기술을 검토하였다. 또한 태양광어레이 시뮬레이터 및 전력계통 시뮬레이터와 같은 AC 및 DC 전원공급장치를 구현하는 기술로서 리니어 방식과 Switch-mode 방식을 비교분석하였다. 빠른 응답속도 구현이 가능하고 리플을 발생하지 않으면서 태양광 전력변환장치의 최대전력추종시험, 효율시험, 다이나믹 특성모의 시험, 부분음영조건 시험 등을 수행하기 위해서 실제 태양전지의 특성을 정확하게 모의할 수 있는 Linear 방식이 적합함을 제안하였다. 기후변화에 따른 태양전지의 특성 및 태양광 전력변환장치의 운전조건을 검토한 후 다이오드 모델의 태양전지 등가회로를 바탕으로 100kW 태양광어레이 시뮬레이터를 개발하였다. 실제 100kW 및 50kW 태양광 전력변환장치를 사용하여 개발된 리니어 방식을 적용한 100kW 태양광어레이 시뮬레이터에 대해 태양전지 내부 파라미터 및 외부 파라미터 등을 설정하여 다양한 다이나믹 성능평가를 실시함으로서 우수한 성능을 검증하였다.