3상 2레벨 계통 연계형 태양광 인버터의 강인 제어와 테스트 주도 개발을 적용한 인버터 운용 SW 개발 :Robust Control of a Grid Connected 3 Phase 2 Level Photo Voltaic Inverter and Development of an Inverter Operating SW Using Test Driven Development Approach

안경필

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자료유형: 학위논문

저자정보: 안경필 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 이영일

발행연도: 2014

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

3상 2레벨 계통연계형 태양광 인버터의 강인제어

안경필 , 이영일 전력전자학회논문지 2014.12 학술저널

3상 2레벨 계통 연계형 태양광 인버터의 강인 제어와 테스트 주도 개발을 적용한 인버터 운용 SW 개발

안경필 학위논문(석사)-- 서울과학기술대학교 제어계측공학과 2014.01 학위논문

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본 논문에서는 LC필터를 사용한 3상 2레벨 태양광 인버터에서의 강인 제어 방법 및 그 시스템의 신뢰성있는 구현방법에 대해 논의 한다.
제안 된 제어 방법은 이너 루프의 ac 전류 제어와 아우터 루프의 dc-link 전압 제어가 중첩된 제어 전략을 사용한다. 이너 루프의 ac 전류 제어는 지령치에 대한 빠른 추종 성능 및 제어기의 안정성이 중요하므로 LMI (Linear Matrix Inequality)에 기반한 최적 설계 방법을 적분기와 함께 사용한다. 이를 통해 지령 치에 대한 빠른 추종 능력을 갖는 동시에 정상상태에서의 오차를 효과적으로 제거할 수 있으며 제어기 설계 시에는 시스템 파라미터에 대한 불확정성 집합을 고려함으로써 파라미터 미스매치에 대해서도 시스템의 안정도를 보장하도록 한다. 아우터 루프의 dc-link 전압 제어기에는 고전적인 PI 제어기를 사용하되 인버터의 동작 조건에따라 변화하는 dc-ac 전류 관계를 선형화함으로써 dc-link 전압 제어기가 dc-link 전압 전 범위에서도 동일한 제어 성능을 발휘하도록 하였다.
한편 3상 태양광 인버터와 같이 대용량의 전력 변환에 사용되는 기기들은 시스템의 사소한 문제가 야기할 수 있는 인명 및 재산에 대한 위험성이 높은 미션-크리티컬한 영역의 제품들이다. 여기에 더하여 분산 전원들의 보급과 더불어 각 국가 마다 계통 연계 규정에서 요구하는 기능들이 늘어남에 따라 이러한 계통 연계형 전력 변환 장치의 시스템 복잡도는 더욱 높아지는 추세이므로 시스템 구현에서 무결성을 유지하는 것은 쉽지않은 일이다. 본 논문에서는 이러한 미션-크리티컬한 임베디드 시스템의 소프트웨어 구현에서 신뢰성을 높이기 위한 하나의 방법으로써 테스트 셋을 적용하는 것을 시작으로 점차적으로 테스트 주도 개발을 적용하였던 개발 사례를 기술하고 이를 통하여 미션-크리티컬한 영역에서 시스템을 구축할 때 적용할 수 있는 신뢰성있는 개발방법에 대해 고찰한다.

#photo voltaic inverter #robust control #linear matrix inequality(LMI) #test driven development(TDD)

요 약
표 목 차
그림목차
I. 서 론 1
1. 연구의 배경 1
2. 논문의 구성 4
II. 계통 연계형 태양광 인버터의 강인 제어 5
1. 계통연계 인버터 모델 5
2. 이너 루프 강인제어기 설계 7
3. 아우터 루프 전압제어기 설계 14
4. 시험 장치 및 시험 방법 18
5. 시험 결과 20
III. 신뢰성 있는 시스템 구현을 위한 테스트 주도 개발 30
1. 테스트가 주도하는 개발의 의미와 비 기술적 특성들 30
2. 테스트 주도 개발을 위한 구조 32
3. 단위 테스트 사용 예제 44
4. 테스트 주도 개발의 효과 및 제약 사항들 45
IV. 결론 및 고찰 48
부록 50
참고문헌 64
Abstract 67

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