본 논문에서는 Common-Mode Noise가 저감된 계통연계형 단상인버터의 파워소자선정에 따른 스위칭 손실 저감을 제안한다. 풀브리지 회로에서 상용전원 레퍼런스 주파수로 상보적인 스위칭 신호를 주는 PWM_1구간에는 비교적 천천히 스위칭하기 때문에 컨덕션 loss가 적은 IGBT를 사용하며, 보다 빠른 스위칭 주파수로 동작하는 PWM_2구간에서는 Switching loss가 적은 MOSFET을 사용하여 전체적인 스위치에서 발생되는 손실을 저감한다.
This paper describes a new interactive inverter between a photovoltaic(PV) array and single-phase utility that avoid the bulky input (60Hz) transformer on the AC side. The interface employs a pwm boost converter on the DC side followed by a pwm current-forced single-phase rectifier for injecting the power from the PV array into the mains. The current waveform at the AC side remains sinusoidal and exactly in phase at all time. The circuit also has the advantage of requiring fewer switching device than high-frequency link system. This paper describes modeling of PV array and new system topology. Simulation results on the performance of the connection are also presented.
계통 연계형 인버터에는 고조파 전류 저감을 위한 필터를 필요로 한다. 고조파 저감을 위한 필터로는 LCL 필터가 주로 사용되고 있다. 하지만 최근에 연구되고 있는 LLCL 필터의 경우 LCL 필터의 캐패시터 단에 직렬로 L을 추가한 형태로 LC 직렬공진을 통하여 LCL 필터에 비해 PWM 주파수 대역의 고조파를 좀 더 효과적으로 저감 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 기존연구에서는 LLCL 필터의 공진을 억제하기 위한 댐핑 방법 및 효과가 고려되어 있지 않다. 본 논문에서는 PWM 주파수 고조파 저감효과는 댐핑저항이 없는 경우와 동일한 효과를 얻으면서, LLCL 필터의 공진을 효과적으로 억제하는 LLCL 필터를 제안하고, 그 타당성을 시뮬레이션을 통해 입증하였다.
An investigation into power conditioners that interface with photovoltaic array and utilities has been completed. The rating for this investigation is residential system(3-5kVA) that interface with a 220V single phase utility connection. As the result of this investigation, a 3kVA high frequency PWM IGBT inverter feeding a high frequency isolation transformer with a sinusoidal current wave was selected. The output of the transformer rectified with a diode bridge rectifier. four IGBT, used as 60Hz switched, reverse the polarity of the rectified current on every other half cycle of the utility voltage. Even though the high frequency link system used more power semiconductors, a net size, weight, and parts cost saving result compared to the other systems due to elimination of 60Hz transformer.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.22
no.7
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pp.7-15
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2008
A single active capacitor snubber-assisted soft-switching sinewave pulse modulation utility-interactive power conditioner with a three-winding flyback high frequency transformer link and a bidirectional active power switch in its secondary side has been proposed. With the aid of the switched-capacitor quasi-resonant snubber cell, the high frequency switching devices in the primary side of the proposed DC-to-AC sinewave power inverter can be turned-off with ZVS commutation. In addition to this, the proposed power conditioner in the DCM can effectively take the advantages of ZCS turn-on commutation. Its output port is connected directly to the utility AC power source grid. At the end, the prototype of the proposed HF-UPC is built and tested in experiment. Its power conversion conditioning and processing circuit with a high frequency flyback transformer link is verified and the output sinewave current is qualified in accordance with the power quality guidelines of the utility AC interactive power systems.
Kim, Dong-Hee;Kim, Jong-Soo;Choe, Gyu-Yeong;Lee, Byoung-Kuk;Kawk, Cheol-Hoon
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.16
no.1
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pp.20-29
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2011
This paper proposes critical load following back-up system using MCFC stack. This system enables MCFC generation system to supply power to critical load without UPS and to generate rated power under grid fault state. This back-up system includes 'Load Leveler' that is connected with 3-phase inverter and is controlled by additional algorithm that includes critical load following. The proposed system and algorithm are verified by computer simulation based on 5kW system.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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v.47
no.4
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pp.102-108
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2010
The photovoltaic system changes solar energy into DC by solar cell and this DC is inverted into AC which is used in general houses by inverter. Recently, the use of power of the photovoltaic system is increased. Therefore, the study of 3 phase solar system to transmit large power is very important. This paper proposes a method that finds simply faults and diagnoses the switch open faults of 3-phase pulse width modulation (PWM) inverter of grid-connected photovoltaic system. The proposed method in $\alpha\beta$ plane uses the patterns of trajectory image as the characteristic parameters and differenciates a normal state and open states of switches. Then, the result is made into tree. The tree is composed of 21 fault patterns and the parameters to classify faults are a shape, a trajectory area, a distributed angle, and a typical vector angle. The result shows that the proposed method diagnosed fault diagnoses, classified correctly them, and made a pattern tree by fault patterns.
본 논문에서는 계통연계형 단상 인버터의 데드타임 영향을 보상하는 새로운 알고리즘을 제시한다. 데드타임은 전력용 반도체 스위치를 제어하기 위한 PWM 신호 출력시 인버터의 동일 레그에서 두 스위칭 소자가 동시에 턴-온 되는 경우 발생하는 단락을 방지하기 위해 삽입된다. 이러한 데드타임은 인버터 출력전압에 전원주파수의 기본파 및 홀수차 고조파를 야기하며 그로 인해 상전류 역시 왜곡이 발생된다. 본 논문에서는 H-bridge 인버터의 구조를 가지는 계통연계형 단상 인버터에서 데드타임에 의한 인버터 출력전압 및 상전류의 영향을 분석하고 계통측 상전류에 포함된 고조파 성분을 제거하기 위하여 SOGI(Second-order Generalized Integrator)를 활용한 새로운 보상 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안하는 알고리즘의 효용성을 검증한다.
풍력발전 시스템은 계통에 전력을 공급하는 분산형 전원형태가 대부분이어서 어느 분산형 전원보다 계통 연계시 선로에 미치는 영향이 큰 발전설비이다. 특히 가변속 시스템인 경우 풍속이 낮은 영역에서도 운전이 가능하다는 장점이 있지만 저풍속 영역에서 풍속 변동시 터빈 회전자 출력의 리플이 직류단 전압을 변동하게 만든다. 기존의 직류단 전압 일정제어기를 사용하는 경우 인버터 출력전류는 정현파가 아닌 고조파 리플을 포함하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고자 직류단 전압에 저역통과 필터를 사용하여 인버터 출력전류의 리플 개선을 하였다.
Phase Locked Loop(PLL) 시스템은 UPS, 전력용 능동필터, PWM 정류기 등 여러 전력변환 장비에서 사용되어 왔다. 특히 계통에 연계된 능동 전력변환 시스템은 계통과의 동기화를 위해 위상각의 정확한 정보가 필요하며 PLL 시스템을 사용하여 측정한다. 실제 계통의 위상각과 추출된 위상각 사이의 오차는 기준 전류나 전압에 더 큰 고조파를 야기한다. 본 논문은 계통 고장에 강인한 PLL 시스템의 제어기를 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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