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3상 인버터의 계통 연계를 위한 동기화 방법론에 대한 연구
A Study on the Synchronization Methodology for Grid-connection of Three Phase Inverter 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.14 no.5, 2019년, pp.951 - 958  

임병석 (남서울대학교 전자공학과) ,  이준성 (남서울대학교 전자공학과) ,  웬황난 (남서울대학교 전자공학과) ,  잔반탄 (남서울대학교 전자공학과) ,  고윤석 (남서울대학교 전자공학과)

초록
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분산 전원의 계통 연계를 위해서는 연계 전에 분산 전원 출력전압을 계통전압과 동기화시켜야 하는데, 전압의 크기, 위상 그리고 주파수를 일치시키는 문제이기 때문에 쉽지 않다. 본 연구에서는 3상 인버터의 계통 연계를 위한 벡터제어 기반의 동기화 알고리즘을 개발하였다. 하나의 3상 전압형 인버터를 설계, 제작하여 개발된 알고리즘의 유효성을 검증하였다. 3상 인버터의 주제어장치는 DSP 기반으로 개발되었고, 계통의 전기적인 레벨은 실험실에서 실험이 가능한 전기적 레벨로 하였다. 그리고 실험을 통하여 3상 인버터의 출력전압이 계통전압을 추종하여 동기화를 이루는 것을 보임으로서 제시된 알고리즘이 계통 연계를 위한 동기화 알고리즘으로 활용될 수 있음을 확인될 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

For the power grid-connection of distributed generation, the output voltage of the distributed generation must be synchronized with the grid voltage before the grid-connection. In this paper, a vector control based synchronization algorithm was developed for grid linkage of three-phase inverters. A ...

주제어

#분산 전원   #계통 연계   #계통 동기화   #3상 인버터   #벡터 제어  

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 3상 인버터의 계통 연계를 위한 벡터 제어 기반의 계통 동기화 알고리즘 개발을 그 목적으로 한다. 먼저 계통 연계를 위한 LCL 필터가 설계된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3상 인버터의 계통 연계 시스템은 어떻게 구성되는가? 3상 인버터의 계통 연계 시스템의 구성은 그림 1에 보인바와 같이, 배터리, 3상 인버터, 필터, 차단기(CB) 그리고 3상 그리드로 구성된다. 3상 인버터는 높은 스위칭 주파를 가지는 PWM 제어신호를 발생시켜 스위칭 소자를 제어함으로서 DC 전원으로부터 원하는 출력 전류, 전압 및 주파수를 가지는 3상 교류 출력을 얻는 장치이다[7-10].
새로운 에너지원이 개발되어야 할 이유는 무엇인가? 현재 사용되는 에너지는 대부분 석탄이나 석유 같은 화석 에너지로서 생물체의 유기물로 구성되는데. 탄소를 포함하고 있어, 연소과정에서 이산화탄소를 발생시킴으로서 지구 온난화의 원인이 되기도 한다. 또한 자원의 한정성과 비용증가 문제와 엄청난 오염 물질을 배출하여 환경 자체를 위협한다. 이러한 문제를 극복하기 위해서는 무엇보다도 이들을 대체할 새로운 에너지원이 개발돼야 한다.
3상 인버터를 계통과 연계하기 위한 설비는 무엇인가? 특히, 차단기(CB)는 3상 인버터를 계통과 연계하기 위한 설비로서 계통 연계 시에 무효 횡류나 동기화 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 3상 인버터의 출력전압과 계통전압과의 동기화 조건이 만족된 후 투입되도록 한다.
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참고문헌 (19)

  1. M. Prodanovic and T. C. Green, "Control and Filter Design of Three-phase Inverters for High Power Quality Grid Connection," IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 18, no. 1, Jan. 2003, pp. 373-380. 

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  2. Y. Ko, "A Study on the Effective Downscaling Methodology for Design of a Micro Smart Grid Simulator", J. of Electrical Engineering and Technology, vol. 13, no. 4, July 2018, pp. 1425-1437. 

  3. J. Svensson, "Synchronisation Methods for Grid-connected Voltage Source Converters," IEE Proc. -Gener. Transm. Distrib., vol. 148, no. 3, May 2001, pp. 229-235. 

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  4. N. Kroutikov, C.A. Hernandez-Aramburo, and T.C. Green "State-space Model of Grid-connected Inverters under Current Control Mode," IET Electric Power Applications, vol. 1, no. 3, May 2007, pp. 329-338. 

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  5. M. M. Baba, G. Mothilal, and T. K. Kumar, "Grid Voltage Synchronization for Distributed Generation Systems under Grid Fault Conditions Using Fuzzy Logic Controller," Int. J. of Professional Engineering Studies, vol. 7, no. 2, Sept. 2016, pp. 50-59. 

  6. M. R. Amin and S. A. Zulkifli, "Fast Self-Synchronization between Low-Voltage Microgrid and Inverter using Virtual Synchronous Converter," J. of Electrical Systems, vol. 13, no. 4, 2017, pp. 646-660. 

  7. Y. Ko, "A Study on the Voltage Control of a Single Phase Full-bridge Inverter using SPWM Driving Method", J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 12, no. 1, Oct, 2017, pp. 851-858. 

  8. Y. Y. Chai, "Development of 500W Inverter with Pure Sine Wave Output", J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 13, no. 1, Feb, 2018, pp. 61-68. 

  9. Y. Ko, H. Kim, Y. Lee, H. Jung, and H. Yoo, "A Study on the SPWM based Power Conversion Technology of the Three-Phase Photovoltaic Inverter Using DSP", J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 12, no. 6, Dec, 2017, pp. 1099-1106. 

  10. S. Son, I. Choy, and Y. Park, "Four-switch Three-phase Inverter Control Method Applied by Simplified Space Vector PWM", J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 11, no. 3, Mar, 2016, pp. 283-292. 

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  12. K. H. Ahmed, S. J. Finney, and B. W. Wiliams, "Passive Filter Design for Three-phase Inverter Interfacing in Distributed Generation," J. of Electrical Power Quality and Utilisation, vol. 8, no. 2, May 2007, pp. 49-58. 

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  14. J. Jang and K. Kim, "Design of LCL Filter through Inductor Optimization Method in Grid-Connected Inverter," The Korean Institute of Illuminating and electrical Installation Engineers, vol. 28. no. 11, 2014, pp. 58-67. 

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  16. S. Jung and S. Choi, "Optimized LCL filter Design Method of Utility Interactive Inverter," The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, vol. 18, no. 1, 2013, pp. 103-109. 

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  17. D. G. Holmes and T. A. Lipo, Pulse Width Modulation for Power Converters: Principles and Practice. Hoboken: John Wiley & Sons. 2003. 

  18. D. W. Hart, Power Electronics. New York: McGraw-Hill, 2010. 

  19. Andrzej M. Trzynadlowski, Introduction to Modern Power Electronics. Hoboken: John Wiley & Sons, 2010. 

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