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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 원충연
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2013
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일반적으로 비선형적인 태양전지의 전류-전압 출력특성 때문에 태양광 AC 모듈형 발전 시스템에서 최대전력점을 추종해야 한다. 이러한 이유 때문에 현재까지 다수의 최대전력점 추종 기법(MPPT : Maximum Power Point Tracking)들이 연구되어 왔다. 최대전력점 추종 기법은 알고리즘의 복잡성, 요구되는 센서의 수, 일사량 및 온도 변화에 따른 최대전력점 추종 특성, 비용, 효용성, 하드웨어 구현에 있어서의 적합성 등에 따라서 여러 방향으로 연구되고 있다.
일반적으로 많이 사용하는 최대전력점 추종 기법에는 P&O나 Hill Climbing 기법, IncCond 기법, 단락전류기법, 개방전압기법, RCC 기법 등이 있으며, 이러한 기법들에서 회로를 간단히 하거나, 최대전력점 추종 속도 및 정확성 들을 개선하기 위해 변형·개선된 기법들도 많이 제안되었다. 앞서 언급한 기법들은 모두 태양광 시스템 입력 단에 2개의 센서(전압 센서, 전류 센서)를 사용하여 최대전력점 추종을 하는 방식이다. 일반적인 3kW급 이상의 태양광 발전용 인버터에서는 전체 시스템 대비 면적 및 가격적 부분에 큰 영향을 주지 않았다. 하지만 300W급 미만의 2개의 센서를 사용하는 방식의 태양광 AC 모듈형 전력변환장치에서는 입력 단 센서와 이 센서를 구동시키기 위한 주변회로의 크기 및 가격적 부분이 전체시스템 대비 많은 부분을 차지하게 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 입력 단 전압, 전류 센서를 없앨 경우 전압, 전류 센서 및 그 주변회로가 제거되므로, 인버터 제작 시 소형화 및 저가격화가 가능하다. 이러한 측면을 고려하여 입력 단 센서리스 인버터에 대한 연구가 필요하다.
이에 본 논문에서는 기존의 최대전력점 추종 제어 및 전류 평형 제어 기법에 대한 연구 및 분석을 바탕으로 문제점을 도출하고, 입력 단 센서리스 최대전력점 추종 기법에 요구되는 몇 가지 필요조건을 결정하였다. 이 필요조건들을 바탕으로 입력 단 센서 없이 상 전류 센서만 사용하여 상 전류의 평형을 제어하고, 최대전력점을 추종할 수 있는 최대전력점 추종 기법을 제안하고, 그 동작원리를 설명하였다. 또한 제안된 기법의 성능을 확인하기 위해서, 몇 가지 경우를 나누어 추종 특성을 분석하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.
일반적으로 많이 사용하는 최대전력점 추종 기법에는 P&O나 Hill Climbing 기법, IncCond 기법, 단락전류기법, 개방전압기법, RCC 기법 등이 있으며, 이러한 기법들에서 회로를 간단히 하거나, 최대전력점 추종 속도 및 정확성 들을 개선하기 위해 변형·개선된 기법들도 많이 제안되었다. 앞서 언급한 기법들은 모두 태양광 시스템 입력 단에 2개의 센서(전압 센서, 전류 센서)를 사용하여 최대전력점 추종을 하는 방식이다. 일반적인 3kW급 이상의 태양광 발전용 인버터에서는 전체 시스템 대비 면적 및 가격적 부분에 큰 영향을 주지 않았다. 하지만 300W급 미만의 2개의 센서를 사용하는 방식의 태양광 AC 모듈형 전력변환장치에서는 입력 단 센서와 이 센서를 구동시키기 위한 주변회로의 크기 및 가격적 부분이 전체시스템 대비 많은 부분을 차지하게 된다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 입력 단 전압, 전류 센서를 없앨 경우 전압, 전류 센서 및 그 주변회로가 제거되므로, 인버터 제작 시 소형화 및 저가격화가 가능하다. 이러한 측면을 고려하여 입력 단 센서리스 인버터에 대한 연구가 필요하다.
이에 본 논문에서는 기존의 최대전력점 추종 제어 및 전류 평형 제어 기법에 대한 연구 및 분석을 바탕으로 문제점을 도출하고, 입력 단 센서리스 최대전력점 추종 기법에 요구되는 몇 가지 필요조건을 결정하였다. 이 필요조건들을 바탕으로 입력 단 센서 없이 상 전류 센서만 사용하여 상 전류의 평형을 제어하고, 최대전력점을 추종할 수 있는 최대전력점 추종 기법을 제안하고, 그 동작원리를 설명하였다. 또한 제안된 기법의 성능을 확인하기 위해서, 몇 가지 경우를 나누어 추종 특성을 분석하였으며, 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.
목차
제1장 서 론 11-1. 연구배경 및 필요성 11-2. 논문의 구성 3제2장 태양광 전지 및 전력 변환 시스템 52-1. 태양광 전지의 특성 52-2. 태양광 발전 시스템의 분류 102-3. PV ? MIC 연구 동향 12제3장 인터리브드 운전을 위한 플라이백 인버터 시스템 153-1. 인터리브드 플라이백 시스템 153-2. 동작 모드 해석 20제4장 제안된 센서리스 전류 평형 제어 및 최대전력점 추종 기법 294-1. 기존의 전류 평형 제어 방법 294-2. 기존의 전류 평형 제어 및 최대전력점 추종 방법 454-3. 제안된 전류 평형 제어 및 최대전력점 추종 방법 494-4. 시스템 설계 57제5장 시뮬레이션 결과 73제6장 실험 결과 786-1. 실험 장치 구성 786-2. 실험 결과 및 고찰 82제7장 결 론 87참고문헌 88ABSTRACT 90부록 92
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