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신재생 에너지원과 전력 계통과의 상호 연결을 위한 고압 대용량 전력변환 시스템을 구현하는 여러 가지 방법들 중 각광받고 있는 멀티 레벨인버터 중 2레벨 인버터에 비해 스위칭 동작에서 발생하는 고조파 성분을 줄일 수 있는 3상 3레벨 -type 인버터를 적용하여 ...

신재생 에너지원과 전력 계통과의 상호 연결을 위한 고압 대용량 전력변환 시스템을 구현하는 여러 가지 방법들 중 각광받고 있는 멀티 레벨인버터 중 2레벨 인버터에 비해 스위칭 동작에서 발생하는 고조파 성분을 줄일 수 있는 3상 3레벨 -type 인버터를 적용하여 에너지 저장 시스템을 제안하였다.
에너지 저장 시스템을 제어하기 위한 방법으로 충전모드, 방전모드에서 출력을 계통의 위상 및 주파수를 동일하게 제어하기 위해 계통 주파수와 위상을 따라 제어하는 PLL(Phase Lock Loop)기법을 사용하여 계통의 전압 위상과 인버터의 전류 위상을 동기화 시켰다.
3상 3레벨 인버터는 2레벨 인버터에 비해 스위칭 동작에서 발생하는 고조파 특성을 줄일 수 있고, 출력 전압의 제어 응답 특성이 우수하다. 하지만 3레벨 인버터는 구조적으로 DC_Link단에 2개의 커패시터가 직렬로 연결 되어 있는 구조를 갖는다. 이러한 구조적인 문제로 에너지 충·방전시 중성점 전류 흐름에 따라 DC_Link단에 2개의 연결된 커패시터의 중성점
전압 불평형 문제가 발생하고, 중성점 전압 변동 문제를 갖는다.
본 논문에서 3레벨 인버터가 구조적으로 갖고 있는 중성점 전압 불평형 문제를 출력 전류 왜곡 없이 능동적으로 해소하기 위하여, 중성점 전압 제어 기능을 갖는 양방향 DC-DC 컨버터를 적용하고 중성점 불평형 제어알고리즘을 제안하여 중성점 불평형 제어를 통한 중성점 전압 제어를 실현하였다. 중성점 전압 제어를 실현함으로써 3레벨 인버터의 출력 고조파
왜율(THD:Total Harmonic Distortion) 절감하였고 안정적인 에너지 충·방전을 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this thesis, we propose for an energy storage system that uses a T-type 3-level inverter, which, compared to the 2-level inverter, reduces the harmonic content in the switch operation. T-type 3-level inverter is part of a multi-level inverter that is being prized among many methods of implementin...

In this thesis, we propose for an energy storage system that uses a T-type 3-level inverter, which, compared to the 2-level inverter, reduces the harmonic content in the switch operation. T-type 3-level inverter is part of a multi-level inverter that is being prized among many methods of implementing a high-voltage large capacity power conversion system that interconnects renewable energy sources and systems.
In order to control the energy storage system, the PLL(Phase Lock Loop) method was used to synchronize the system frequency and phase in charge mode and discharge mode.
Although the 3-level inverter can reduce the harmonic characteristics generated in the switching operation compared to the 2-level inverter and has a superior control response characteristic of the output voltage,
its structure has two capacitors connected in series to the DC_Link stage. This structural problem causes the problem of neutral voltage unbalance of two capacitors in the DC_Link stage during energy charging and discharging.
In this thesis, a bidirectional DC-DC converter with a neutral voltage control function was applied to actively solve the structural problem of neutral voltage unbalance that the three level inverter, without output distortion. Neutral point voltage control was realized by proposing a neutral point imbalance control lgorithm. By realizing neutral point voltage control, the total harmonic distortion (THD) of the 3-level inverter output was reduced and stable energy charge / discharge was achieved.

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