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[국내논문] 교류 전기철도 전원의 불평형률 향상을 위한 모델예측기법 연구
A Study on a Model Predictive Control to Improve the Imbalace of AC Electric Railway Power 원문보기

전력전자학회 2020년도 춘계학술대회, 2020 Aug. 18, 2020년, pp.175 - 177  

이정현 (충남대학교 전기공학과) ,  조종민 (충남대학교 전기공학과) ,  신창훈 (충남대학교 전기공학과) ,  차한주 (충남대학교 전기공학과)

초록
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본 논문은 부하의 유동성이 큰 철도 시스템의 특성으로 발생하는 전력 불평형을 개선하기 위해 전력보상장치의 전력품질 및 안정도 향상을 위한 기법을 제안하였다. 철도 부하의 경우 3상의 전력을 공급받아 스코트 변압기를 통해 2개의 단상 선로 M, T상에 공급해주는 형식으로 이때 2개의 단상 측에서 서로 다른 부하가 발생할 경우 3상측에서 불평형이 발생한다. 스위칭 과정에서 발생하는 전력손실 감소를 위해 600Hz의 낮은 스위치 주파수를 이용하며, 전력품질 및 안정도 향상을 위해 12kHz의 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링과 제어간의 오차를 감소시켰으며, 빠른 응답성을 갖는 모델예측제어를 제안하였다. 위와 같은 내용을 실험을 통해 전력보상장치의 전류 불평형률을 4.46%까지 감소시켰으며, 불평형을 60Hz 한주기 내에 해결하는 빠른 응답성을 검증하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 전력보상장치는 5MVA의 대용량에서의 적용을 목표로 하며, 전력품질 및 안정도 향상을 위해 Optimal Switching Sequence - Model Predictive Control (MPC)를 적용하는 연구를 수행하였다[4].
  • 본 논문은 교류 전기철도에서 발생하는 불평형 부하로 인해 3상 계통 전류의 불평형이 발생하는 부분을 개선하기 위해 대용량 전력보상장치의 600Hz 스위칭 주파수를 갖는 모델예측 제어기를 설계하였다. 5kW와 1kW 부하를 인가하여 실험을 통해 3상 전류가 60Hz 한주기 내 평형 상태에 도달함으로 모델 예측제어의 응답성을 검증하였고, 제어기가 정상상태에 도달했을 때, 3상 측 전류 불평형률이 108.
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