Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Power Quality Measurement for LED-based Green Energy Lighting Systems

LED 기반 그린에너지 조명시스템을 위한 전력품질 측정

  • Yu, Hyung-Mo (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea) ;
  • Choi, Jin-Won (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea) ;
  • Choe, Sangho (School of Information, Communications, and Electronic Engineering, The Catholic University of Korea)
  • 유형모 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 최진원 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 최상호 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부)
  • Received : 2012.07.09
  • Published : 2013.02.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

For the successful R&D and deployment of LED-based green energy lighting systems, the real-time power quality measurement of both various non-linear power signals including pulse waveform, spike waveform, etc and the undesired-signals including harmonics, sag, swell, etc is required. In this paper, we propose a low-cost power quality measurement (PQM) method for low- (60Hz-several KHz) to high-frequency (several tens KHz) power signals, which are generated by green-energy lighting systems, and implement a PQM testbed using TI TMS320F28335 MCU. The proposed algorithm is programmed using C in the CCS (Code Composer Studio) 3.3 environment and is verified using test signals generated by an arbitrary signal generator, NF-WF1974. In the implemented testbed, we can measure various non-linear current signals that LED SMPS generates, analyze harmonics by fast Fourier transform, and test sag, swell, and interruption using wavelet transform.

LED 기반 그린에너지 조명 시스템의 성공적인 연구 개발과 원만한 설치 운영을 위해서는 펄스 파, 스파이크 파를 비롯한 비선형신호와 고조파, sag, swell 등을 포함한 불요신호에 대한 실시간 전력품질측정이 요구된다. 본 논문에서는 그린에너지 조명시스템 응용을 타깃으로 기존 저주파수 대 (60Hz~수KHz)는 물론 수십 KHz 이상의 고주파수 대에 발생하는 각종 전원 신호 분석이 가능한 저가형 전력품질측정 (power quality measurement: PQM) 방안을 제안하고, 이를 TI 320F28335 MCU(micro-controller unit) 기반 PQM 테스트 베드로 구현한다. 제안된 알고리즘은 CCS (Code Composer Studio) 3.3 환경에서 C언어로 작성하였으며, 임의 신호 발생기(NF-WF1974)로부터 발생된 모의 신호를 활용하여 구현된 알고리즘을 검증한다. 테스트 베드를 이용하여 LED SMPS로부터 발생되는 각종 비선형 전류 신호 측정, FFT를 이용한 고조파 신호의 분석이 가능할 뿐 아니라 이산 웨이블렛 변환을 이용한 sag, swell, interruption 등의 고품질 전력신호 측정도 가능하다.

Keywords

References

  1. 이승만, "기업 간 전략적제휴가 기업가치에 미치는 영향: 그린에너지 시장을 중심으로", 한양대학교 석사학위논문, 2011.2
  2. 오혁근, "도로경관과 에너지효율을 고려한 LED 가 로등 디자인 개발," 한국디지털디자인학회지, 제9 권, 제3호, 2009.
  3. 유민정, 김유신, 최안섭, "기존 가로등과 LED가로 등의 디자인 경향 및 성능 분석," 한국생활환경학회지, 제18권, 제4호, 383-391쪽, 2011.
  4. 김용윤, "LED조명산업의 성장전략에 관한 연구," 한양대학교 석사학위논문, 2009.02
  5. 허민호, "LED 구동용 1단방식 고역률 컨버터," 대한전기학회 하계학술대회 논문집, 985-986쪽, 2009.07.
  6. 신현용 "SMPS 구동 대형교통 신호용 LED 신호 등의 특성," 한국전자통신학회논문지, 제6권, 제5 호, 643-648쪽, 2011.10
  7. Q. Tang, Z. Teng, S. Guo, and Y. Wang, "Design of power quality monitoring system based on LabVIEW," in Proc. IEEE ICMTMA 2009, pp.292-295, April 2009.
  8. A. Thapar, T. K. Saha, and Z. Y. Don, "Investigation of power quality categorisation and simulating its impact on sensitive electronic equipment," in Proc. IEEE PESGM 2004, pp.528-533, June 2004.
  9. D. Hong, J. Lee, and J. Choi, "Power quality monitoring system using power line communication," in Proc. IEEE ICICS 2005, pp.931-935, 2005.
  10. C. Gherasim, J. V. Keybus, J. Driesen, and R. Belmans, "DSP implementation of power measurements according to the IEEE trial-use standard 1459," IEEE Trans. Instrum. Meas, vol. 53, no.4, pp.1086-1092, Aug. 2004. https://doi.org/10.1109/TIM.2004.831509
  11. IEEE Std. 1159, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, 1995.
  12. IEEE Std. 1459, IEEE Trial-Use Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced or Unbalanced Conditions, 2010.
  13. IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems IEEE Std 519-1992.
  14. 정교범, 관선근, "DSP를 이용한 인공지능형 전력 품질 진단기법 연구," 조명.전기설비학회 논문지, 제23권, 제1호, 116-124쪽, 2009.01
  15. 오규태, 유영길, "전력 품질 및 전력 고조파 측정 장치에 관한 연구," 전자공학회 논문지, 제 49권, 제 10호, 618-624쪽, 2012.10

Cited by

  1. Development of the LED Street Lamp by using Wired and Wireless Remote Control System vol.51, pp.10, 2014, https://doi.org/10.5573/ieie.2014.51.10.235