[논문]태양광발전 시스템의 단독운전법 비교

은석준; 최종우; 김흥근

[국내논문] 태양광발전 시스템의 단독운전법 비교
Comparision for Islanding Method of Grid-connected PV System 원문보기

은석준 (경북대학교) , 최종우 (경북대학교) , 김흥근 (경북대학교)

Islanding of PV systems can cause a variety of problems and must be prevented. However, if the real and active powers of RLC load and PV system are closely matched, islanding detection by passive methods becomes difficult. Active methods enables islanding detection by forcing the frequency of the voltage in the island to drift up/down. This paper shows the simulation and comparision by Matlab for the active methods.

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가설 설정

본 논문에서의 시뮬레이션은 가상 2상위상 검출기의 필터를 이용한 방법을 사용한 PLL 제어 방식의 주파수 및 위상검출방법⑹을 선택하였고, RLC부하의 조건은 단독 운전시 검출하기 어려운 범위를 선정하기 위하여 저항부하는 200[V]와 230[V], 부하의 공진주파수는 59. 7[Hz]와 60.3[Hz]가 되도록 하였고 0.5초에서 단독 운전이 발생되었다는 가정 하에 표 1의 조건으로 시뮬레이션을 하였다.

제안 방법

단독 운전 검출기법으로는 라인에 변화가 있을 때만 검출하는 수동 검출법과 인버터 출력 전류에 변동을 주어 이를 이용하여 단독 운전을 검줄하는 능동검줄 법이 있다. 본 논문에서는 단독 운전이 발생하는 상황과 능동검출법에 방법을 시뮬레이션을 통하여 비교, 분석하였다.
계통 연계 형 태양광 발전 시스템에서의 단독 운전 검출 방법들을 각각의 부하 조건에 따라 시뮬레이션하여 비교하였다. 주파수 바이어스 방식과 주파수 점프 방식은 부하의 공진주파수가 계통의 주파수인 60[Hz] 보다 높은 경우에는 검출이 가능하지만 낮은 주파수를 갖는 부하인 경우에는 검출이 어려움을 확인할 수 있었다.

대상 데이터

본 논문에서의 시뮬레이션은 가상 2상위상 검출기의 필터를 이용한 방법을 사용한 PLL 제어 방식의 주파수 및 위상검출방법⑹을 선택하였고, RLC부하의 조건은 단독 운전시 검출하기 어려운 범위를 선정하기 위하여 저항부하는 200[V]와 230[V], 부하의 공진주파수는 59. 7[Hz]와 60.

성능/효과

계통 연계 형 태양광 발전 시스템에서의 단독 운전 검출 방법들을 각각의 부하 조건에 따라 시뮬레이션하여 비교하였다. 주파수 바이어스 방식과 주파수 점프 방식은 부하의 공진주파수가 계통의 주파수인 60[Hz] 보다 높은 경우에는 검출이 가능하지만 낮은 주파수를 갖는 부하인 경우에는 검출이 어려움을 확인할 수 있었다. SFS방식은 부하의 공진주파수가 높거나 낮은 경우 즉, AQ*O 인 경우에만 검출이 가능함을 확인할 수 있었다.
주파수 바이어스 방식과 주파수 점프 방식은 부하의 공진주파수가 계통의 주파수인 60[Hz] 보다 높은 경우에는 검출이 가능하지만 낮은 주파수를 갖는 부하인 경우에는 검출이 어려움을 확인할 수 있었다. SFS방식은 부하의 공진주파수가 높거나 낮은 경우 즉, AQ*O 인 경우에만 검출이 가능함을 확인할 수 있었다.
따라서, 계통연계 형 태양광 발전 시스템에서의 단독 운전방지를 위한 능동검출법 중에서 SFS방식이 비교적 효과적임을 확인할 수 있었다.

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