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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조영훈
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
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최근 분산전원에 의한 마이크로그리드 등의 발달로 송배전 계통망이 복잡해지고 부하가 다양해짐에 따라 전세계적으로 송배전 계통의 전력품질을 유지하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다. 기존의 송배전 변압기는 탭 절환기를 사용하여 출력전압을 제어해왔으며 탭 절환기는 기계적 장치로 계통전압의 순시 급변에 대해 능동적이고 즉각적인 대처가 어렵다는 단점에 제기되어 왔다. 또한, 변압기는 수동적인 동작특성을 가지고 있어 부하에 따라 무효전력이 순환할 수 있고 계통의 역률을 유지할 수 없다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 탭 절환기 대신 전력변환장치를 접목하여 변압기의 안정성과 전력변환장치의 제어성능을 동시에 확보할 수 있는 새로운 하이브리드 반도체 변압기 시스템이 연구되어 왔다. 하이브리드 반도체 변압기는 탭 변압기의 권선 일부 혹은 추가적인 커플링 변압기를 통해 구성되며 전력변환장치의 제어를 통해 수전단 전압 및 전력품질을 유지한다.
본 논문에서는 멀티레벨 컨버터 토폴로지 기반의 백투백 컨버터를 적용한 하이브리드 반도체 변압기와 기존 배전 변압기의 내부 임피던스와 선로 임피던스, 계통간 크기 및 위상각 차이를 고려한 수전단 정제어 알고리즘과 유·무효 전력 조류 제어 알고리즘을 제안하였다. 시스템 모델링 분석을 통해 전압, 전류, 전력간 수식적 관계를 해석하고 전압강하 및 전력간섭성분을 보상하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 제어 알고리즘은 모의실험, 시작품 실험을 통해 전부하 영역에서 안정적인 제어 성능이 확보됨을 검증되었다.
본 논문에서는 멀티레벨 컨버터 토폴로지 기반의 백투백 컨버터를 적용한 하이브리드 반도체 변압기와 기존 배전 변압기의 내부 임피던스와 선로 임피던스, 계통간 크기 및 위상각 차이를 고려한 수전단 정제어 알고리즘과 유·무효 전력 조류 제어 알고리즘을 제안하였다. 시스템 모델링 분석을 통해 전압, 전류, 전력간 수식적 관계를 해석하고 전압강하 및 전력간섭성분을 보상하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 제어 알고리즘은 모의실험, 시작품 실험을 통해 전부하 영역에서 안정적인 제어 성능이 확보됨을 검증되었다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구배경 및 동향 11. 연구배경 12. 배전계통 전력품질 유지를 위한 전력변환장치 기반 시스템 4제2절 연구목적 및 내용 10제3절 논문의 구성 11제2장 제안하는 백투백 컨버터 기반 1차측 직결형 하이브리드 반도체 변압기 12제1절 하이브리드 반도체 변압기 구조 분석 121. 컨버터 연결방식에 따른 분류 132. 컨버터 토폴로지에 따른 분류 17제2절 제안하는 하이브리드 반도체 변압기 221. 백투백 컨버터 기반 1차측 직결형 하이브리드 반도체 변압기 222. 기본 동작 원리 26제3절 시스템 모델링 및 제어 알고리즘 271. 시스템 모델링 272. 컨버터 기본 제어 알고리즘 30제3장 수전단 전압품질 개선을 위한 수전단 정전압 제어 알고리즘 34제1절 임피던스를 포함하는 하이브리드 반도체 변압기 모델링 34제2절 수전단 정전압 제어 알고리즘 381. 1차측 기생성분을 고려한 션트 컨버터 제어 알고리즘 382. 2차측 선로 및 임피던스 조건을 고려한 시리즈 컨버터 제어 알고리즘 40제4장 계통연계 하이브리드 반도체 변압기 전력 조류 제어 알고리즘 47제1절 계통연계 하이브리드 반도체 변압기 시스템 471. 계통연계 하이브리드 반도체 변압기 모델링 472. 제어 범위 및 유, 무효전력 간섭 현상 분석 52제2절 하이브리드 반도체 변압기 유·무효 전력조류제어 알고리즘 551. 유, 무효전력 간섭 보상 알고리즘 562. 유·무효전력 독립 조류 제어 알고리즘 59제5장 모의실험 및 실험 결과 63제1절 시스템 사양 및 실험조건 63제2절 수전단 정전압 제어 알고리즘 661. 모의실험 662. 실험 및 결과 72제3절 전력 조류 제어 알고리즘 961. 모의실험 962. 실험 및 결과 102제6장 결론 111참고문헌 113국문초록 119
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