직류계통 배전시스템의 3차 방정식 전류 droop 제어를 적용한 병렬제어 :Parallel control using current droop control of cubic equation for DC-grid distribution systems

박윤욱

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자료유형: 학위논문

저자정보: 박윤욱 (성균관대학교, 성균관대학교 일반대학원)

지도교수: 원충연

발행연도: 2014

저작권: 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수12

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2014

직류계통 배전시스템의 3차 방정식 전류 droop 제어를 적용한 병렬제어

박윤욱 전자전기컴퓨터공 2014.01 학위논문

2013

DC배전용 3상 AC/DC 컨버터의 새로운 Droop 제어를 이용한 병렬운전

박윤욱 , 신수철 , 이희준 외 2명 전력전자학회 학술대회 논문집 2013.11 학술대회자료

DC배전용 직류전류 드룹제어를 이용한 3상 AC/DC PWM컨버터의 병렬제어기법

박윤욱 , 신수철 , 이희준 외 2명 전력전자학회 학술대회 논문집 2013.07 학술대회자료

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최근 전력전자기술의 발전으로 인하여 고효율 전력변환이 가능함에 따라 직류계통 배전시스템에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다. 직류계통 배전시스템은 교류계통 배전시스템에 비해 효율이 높고, 신재생에너지와 연계가 용이하기 때문에 배전시스템이 교류계통에서 직류계통으로 변화하고 있다. 따라서 직류배전을 위해 교류계통 전력을 직류계통 전력으로 변환할 수 있는 고효율, 대용량 전력변환장치의 설계 및 제어가 필수적이다.
본 논문에서는 직류계통 배전시스템을 구성하기위한 전력변환장치의 병렬제어 기법에 대하여 제안한다. 직류계통 배전시스템을 구성하기 위하여 3상 AC/DC PWM컨버터를 설계하였고 이를 바탕으로 컨버터 2대를 병렬로 구성하였다. 병렬로 구성된 직류계통 배전시스템에 3차방정식을 이용한 전류 Droop 제어를 적용함으로써 부하변동 시 DC-Bus의 전압안정을 극대화하였다. 또한 순환전류를 최대한 저감하고 각각의 컨버터가 부하를 적절하게 분담하도록 하였다. 기존에 직류계통에 사용하는 Droop제어방식과 달리 전류오차를 이용하여 두 컨버터간 Droop제어가 수행되도록 하였기 때문에 기존방식에 비해 안정적인 배전전압을 공급할 수 있고 적절하게 부하를 분담할 수 있다. 이를 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

#직류배전 #고효율 전력변환장치 #3상 AC/DC PWM컨버터 #병렬운전 #Droop제어

제1장 서론 1
1.1 연구 배경 및 필요성 1
1.2 논문의 구성 4
제2장 직류계통 배전시스템 5
2.1 마이크로 그리드에 적합한 직류계통 배전시스템 5
2.2 직류계통 배전시스템의 구성 8
2.3 직류계통 배전시스템의 병렬운전 10
제3장 전력변환 장치 11
3.1 AC/DC 전력변환장치 12
3.1.1 3상 AC/DC PWM 컨버터[16] 13
3.1.2 3상 AC/DC PWM 컨버터의 수학적 모델링[18] 17
3.1.3 정상분 전압과 동기 좌표계를 이용한 위상 검출[19] 22
3.1.4 전압제어기[19][20] 26
3.1.5 전류제어기[19][20] 31
3.1.6 SVPWM(Space Vector PWM)[20] 34
3.1.7 3상 AC/DC PWM 컨버터의 제어 39
3.2 직류계통 배전시스템의 접지[21] 40
3.2.1 IEC에서 사용된 코드가 갖는 의미 40
3.2.2 저압 직류계통의 접지 종류 41
제4장 직류계통 배전시스템을 위한 병렬제어 45
4.1 3차방정식을 이용한 전력변환장치의 전류 Droop 제어 기법 47
4.1.1 Droop 제어를 위한 Slave 모듈의 전류제어 49
4.1.2 Droop 제어 방정식 50
4.1.3 AC/DC PWM 컨버터의 q축 전류 설계 51
4.1.4 Droop 계수 A의 설정 53
4.2 3차 방정식을 이용한 전류 Droop제어의 제어블록도 55
제5장 하드웨어 설계 56
5.1 AC/DC 전력변환 장치의 설계 56
5.1.1 DC-Link 커패시터 Capacitance 설계 및 스위치 선정 57
5.1.2 초기 충전 저항 설계 59
5.1.3 LCL Filter 설계 61
제6장 시뮬레이션 결과 70
6.1 시뮬레이션 배경 70
6.2 시뮬레이션 결과 73
제7장 실험 결과 84
7.1 실험 장치의 구성 84
7.2 Control Board의 하드웨어 구성 89
7.2.1 ADC(Analog to Digital Converter) 91
7.2.2 ePWM(Enhanced Pulse Width Modulation) 92
7.3 AC/DC 전력변환 모듈 96
제8장 결 론 105
참고문헌 107
Abstract 111

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