This paper proposes a new control scheme for the power factor improvement of DC power regenerating systems, which can regenerate the excessive DC power from DC bus line to AC supply in substations for traction systems. From the viewpoint of both power capacity and switching losses, the system is designed on the basis of three-phase square-wave inverters and composed of two inverters, zig-zag connected output transformers, and an AC filter. The output voltages of the regenerating system are not sinusoidal. However, regenerated complex power is analyzed on the basis of fundamental components and thus the reactive power produced by harmonics is not considered. Therefore, it is needed a new control scheme capable of controlling the reactive power nearly to zero even for nonsinusoidal cases. To verify the validity of the proposed control scheme, computer simulations are carried out. And the results show that the power factor is theoretically higher than 0.99.
본 논문에서는 전철시스템의 변전소에서 직류모선에 발생하는 잉여분의 직류전력을 교류전원측으로 회생시킬 수 있는 직류전력 회생시스템의 역률을 개선할 수 있는 새로운 제어기법을 제안하였다. 전력용량과 스위칭 손실을 고려하여 시스템은 3상 구형파 인버터를 기반으로 설계되며 두 개의 인버터, 지그재그 결선된 출력변압기와 교류필터로 구성된다. 회생시스템의 출력전압은 정현파가 아니다. 그러나 기본파 성분을 기반으로 하여 회생되는 복소전력을 해석하므로 고조파에 의해 발생되는 무효전력이 고려되지 않는다. 따라서 비정현파일 때에도 무효전력을 0에 가깝게 제어할 수 있는 새로운 제어기법이 필요하다. 본 논문에서 제안한 제어기법을 검증하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 행하였으며, 그 결과 역률이 이론상 99%이상임을 확인하였다.