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태양광 발전 시스템용 3-레벨 부스트 컨버터 모델링 및 제어기 설계
Modeling and Controller Design of Three-Level Boost Converter in Photovoltaic Power Conditioning System 원문보기

전력전자학회 2020년도 춘계학술대회, 2020 Aug. 18, 2020년, pp.202 - 204  

이규민 (한국교통대학교) ,  장래혁 (한국교통대학교) ,  김일송 (한국교통대학교)

초록
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본 논문은 PCS(Photovoltaic power system)에서 MPPT 구현을 위한 TLB 컨버터의 모델링 및 제어기 설계를 제안한다. TLB 컨버터는 기존 부스트 컨버터에 비해 인덕터 크기가 감소하고, 효율이 증가하는 장점이 있다. 하지만 듀티비 0.5를 기준으로 2개의 동작 모드가 존재하여 제어기 설계 시 각 모드에 대한 해석이 필요하다. 또한 토폴로지를 모델링을 함에 있어 비선형적인 특징을 갖는 태양전지의 출력을 고려해야하는 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 태양전지 출력 특성의 선형화 방정식을 이용하여 2가지 동작모드가 존재하는 TLB 컨버터를 각 모드별로 CCM 동작에서 분석하여 동일한 전달함수를 도출하였다. 이를 기반으로 MPPT 전압제어기를 설계하였으며, 제시된 모델링과 제어기는 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 입출력이 역방향인 태양광 TLB 컨버터의 모델링 방법에 대해 서술하였다. 모드 조건에 관계없이 단일화된 전달함수를 유도하였으며, 유도된 전달함수를 이용하여 오버슈트 없이 빠른 응답특성을 갖는 MPPT 제어기 설계에 관한 방법을 주파수 설계 방식인 bode 해석을 이용해 제시 하였다.
  • 본 논문에서는 태양전지 출력 특성의 선형화 방정식과 상태 공간 평균화 방법을 이용하여 TLB 컨버터를 모드별로 CCM(Continuous Conduction Mode) 동작에서 분석하고 동일한 상태공간표현식을 유도하여 모드전환이 필요하지 않는 MPPT 전압 제어기 설계 기법을 제시한다.
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