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PV Simulator 구축을 위한 3상 PWM 컨버터 개발
Development of Three Phase PWM Converter for PV Simulator 원문보기

전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집, 2013 July 02, 2013년, pp.70 - 71  

유태식 (공주대학교 전기전자제어공학부) ,  장태근 (공주대학교 전기전자제어공학부) ,  김효성 (공주대학교 전기전자제어공학부)

초록
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PV Simulator는 태양광발전용 Power Conditioning System (PCS)을 개발하거나 제품 출하 시 성능을 시험하기 위하여 필요한 장비이다. 본 논문에서는 3상 PWM 컨버터로 안정된 직류전압원을 확보하고, 3대의 DC-DC 컨버터에 의하여 각각의 PV array에 대한 I-V 특성을 독립적으로 모사할 수 있는 구조의 PV Simulator를 제안한다. 제안된 PV Simulator의 동적 성능을 확보하기 위하여는 DC-DC 컨버터에서 요구하는 순간적인 전류 외란에 대하여 강인하고 안정적인 DC전압을 공급해주는 3상 PWM 컨버터의 성능이 요구된다. 본 논문에서는 부하전류의 외란에 대한 3상 PWM 컨버터의 전압응답 특성을 분석하고, 외란에 강인한 제어기를 설계하고 제어게인을 선정한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 제어기의 성능이 우수함을 검증한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 3상 PWM 컨버터로 안정된 직류전압원을 확보하고, 3대의 DC DC 컨버터에 의하여 각각 3대의 PV array의 I V 특성을 독립적으로 모사할 수 있는 구조의 PV Simulator를 제안한다. 제안된 방식의 PV Simulator는 3대의 독립된 DC DC 컨버터의 동작에 의하여 3 개의 독립된 최대 전력점(Maximum Power Point; MPP)의 형성 가능하여 PCS의 성능시험시 동적 최대전력추종 시험뿐만 아니라, PV array의 그림자효과에 대응하는 Global MPPT 시험이 가능하다.
  • 본 논문에서는 부하전류 외란 조건에서도 PWM 컨버터의 직류측 전압을 안정하게 유지하는 전향보상기를 제안하고 제어게인을 구한다. MATLAB에 의한 시뮬레이션 모델을 구성하여 PWM 컨버터의 전압제어 및 전류제어를 위한 PI 게인을 산출하고 실험결과와 비교하여 제안 된 이론의 타당성을 검증한다.
  • 본 논문에서는 직류측 부하전류를 전향보상하여 직류전압 제어기에 추가하고 전압 및 전류 제어기의 PI게인 값을 산출하여 부하전류 외란에 강인하고 전압레귤레이션 특성이 우수한 제어시스템을 제안하였다. MATLAB Simulink를 통하여 제안된 제어시스템의 제어게인을 도출하였고, 설계된 제어게인을 실장비에 적용하였을 때 제어특성이 우수함을 확인하였다.
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