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전력 이론을 이용한 계통연계 PWM 인버터 시스템의 성능 개선
Performance Improvement of a Grid-connected PWM Inverter using a Power Theory 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.13 no.4, 2008년, pp.319 - 327  

정해광 (아주대 전자공학과) ,  이교범 (아주대 전자공학부) ,  강신일 ((주) 플라스포 기술연구소) ,  이현영 ((주) 플라스포 기술연구소) ,  권오정 ((주) 플라스포 기술연구소) ,  송승호 (광운대 전기공학과)

초록
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3상의 PWM 인버터는 풍력발전설비에서 계통연계나 전력제어의 목적으로 그 수요가 급증하고 있다. 이러한 인버터는 스위칭에 의한 고조파를 저감하기 위하여 L-필터나 LCL-필터를 통하여 계통과 연결된다. LCL-필터는 L-필터에 비하여 낮은 스위칭 주파수의 고조파도 효율적으로 저감할 수 있으며 비교적 적은 인덕턴스로 만족할 만한 수준의 계통 전류를 생성한다. 하지만 LC의 추가로 인해 생기는 추가 극점이 시스템의 공진을 초래하여 안정성 문제에 영향을 미친다. 본 논문에서는 전력이론을 이용하여 설계된 LCL필터 시스템의 성능향상과 공진에 의한 안정성 문제의 개선기법을 제안한다. 시뮬레이션과 실험결과를 바탕으로 개선기법의 타당성을 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The demand of a three phase PWM inverter for the purpose of power control or grid-connecting is increasing. This inverter is connected to a grid through an L-filter or LCL-filter to reduce the harmonics caused by switching. An LCL-filter can reduce the harmonic of a low switching frequency and gener...

주제어

#Three phase PWM-inverter   #Harmonics   #LCL-filter   #Resonance   #Power theory  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 전력이론을 이용한 보상기법을 제안한다. 제안된 보상 기법은 추가적인 센서 없이 구현이 가능하며 그 알고리즘도 간단하고 적용이 용이하다.
  • 본 논문에서는 풍력발전설비의 계통연계 인버터 시스템에 LCL필터의 적용 시에 발생하는 공진문제를 해결하고 필터의 성능개선을 위한 알고리즘을 제안하였다. LCL필터를 조건에 맞도록 설계하였고, 전력이론을 기반으로 한 보상기를 이용하여 공진에 의한 전류 및 전압 파형의 왜곡을 보상하였다.
  • 제안된 보상 기법은 추가적인 센서 없이 구현이 가능하며 그 알고리즘도 간단하고 적용이 용이하다. 본 논문은 LCL필터의 설계와 공진에 의한 안정성의 문제를 먼저 제시한 후 공진문제 개선을 위한 전력이론을 이용한 보상기법을 제안한다. 그림 1은 제안하는 공진보상 알고리즘 적용을 위한 풍력발전설비 전력변환부와 전체적인 제어구조를 나타낸다.
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참고문헌 (10)

  1. M. P. Kazmierkowski, R. Krishnan, and F. Blaabjerg, Control in Power Electronics, New York Academic, 2002 

  2. M. Liserre, F. Blaabjerg, and S. Hansen, "Design and control of an LCL-filter-based three-phase active rectifier", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 41, No. 5, pp. 1284-1285, 2005, Sept./Oct 

  3. 노재석, 최재호, "전압형 PWM 컨버터의 교류입력측 LCL필터 설계", 전력전자학회 논문지, 제7권 제5호, pp. 490-498, 2002. 10 

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  4. M. Liserre, A. Dell'Aquila, F. Blaabjerg, "Stability improvements of an LCL-filter based three-phase active rectifier", in Proceedings of PESC'02, pp. 1195-1201, 2002, June 

  5. V. Blasko and V. Kaura, "A novel control to actively damp resonance in input lc filter of a three-phase voltage source converter", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 33, No. 2, pp. 542-550, 1997, Mar./Apr 

    상세보기 crossref

  6. P. K. Dahono, "A control method for DC-DC converter that has an LCL output filter based on new virtual capacitor and resister concept", in Proceedings of PESC'04, pp. 36-42, 2004, June 

  7. M. Liserre, A. Dell'Aquila, and F. Blaabjerg, "Genetic algorithm based design of the active damping for a LCL-filter three-phase active rectifier", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 19, No. 1, pp. 76-86, 2004, Jan 

    상세보기 crossref

  8. 이교범, "PQR 순시전력이론을 이용한 Matrix Converter 구동장치의 비선형 특성 보상", 대한전기학회 논문지, 53B권 12호, pp. 751-758, 2004. 12 

  9. K. B. Lee and F. Blaabjerg, "A Simple Sensorless Scheme for Induction Motor Drives Fed by a Matrix Converter Using Constant Air-Gap Flux and PQR Transformation", International Journal of Control, Automation, and Systems, Vol. 5, No. 6, pp. 652-662, 2007, Dec 

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  10. M. Malinowski, M. P. Kazmierkowski, S. Hansen, and F. Blaabjerg, "Virtual-flux-based direct power control of three-phase PWM rectifiers", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, No. 4, pp. 1019-1027, 2001, July/Aug. 

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