약계통 환경의 비엔나 정류기에 계통 임피던스 추정 연구 = A Study on Grid-Impedance Estimation by Applying an SOGI-PLL to a Vienna Rectifier in Weak Grid

국문 초록 (Abstract)

제 목 : 약계통 환경의 비엔나 정류기에 SOGI-PLL을 적용한 계통 임피던스 추정 연구 本 硏究는 약계통 환경에서 동작하는 비엔나 정류기에 SOGI-PLL을 적용하여 계통 임피던스를 추정하고, 이를 통해 위상 오차를 보상함으로써 안정적인 계통 연계를 달성하기 爲한 硏究이다. 본 논문에서는 약계통 조건에서 동작하는 3상 비엔나 정류기에 대 해, 하드웨어 LPF와 SOGI-PLL을 적용한 계통 전압 추정 및 디지털 변환 방식에 따른 위상 오차 문제를 분석하고, 이를 기반으로 한 PLL에 따른 계통 임피던스 추정 및 위상 보상에 관해 연구하였다. 약계통에서는 PCC 전압의 왜곡과 측정 지연이 크게 나타나 PLL 동 기 성능이 저하되며, 그 결과 계통 임피던스 추정의 정확도가 떨어지 는 문제가 존재한다. 본 논문에서는 먼저 하드웨어 LPF 및 SOGI-PLL의 연속·이산화 모델을 기반으로 위상 지연 특성을 해석하고, 디지털 변환 방식에 따 른 60 Hz 영역의 크기 오차를 분석하였다. 이후 분석된 오차를 반영 하여 약계통 조건에서 계통 임피던스를 추정하고, 추정된 임피던스를 이용한 새로운 위상 보상 기법을 제안한다. 마지막으로 제안된 기법 의 유효성을 검증하기 위해 3상 비엔나 정류기를 대상으로 PSIM 기 반 시뮬레이션과 HILS 실험을 수행하여, 기존 방식 대비 동기 성능 과 임피던스 추정 정확도가 개선됨을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 배경 1
• 2. 논문의 구성 4
• Ⅱ. 비엔나 정류기에 SOGI–PLL의 적용 5
• 1. 하드웨어 LPF의 적용 5
• 2. SOGI-PLL의 동작 원리 9
• 3. SOGI-PLL의 이산화에 따른 오차 분석 13
• Ⅲ. 비엔나 정류기의 추정된 임피던스를 통한 위상 보상 17
• 1. 계통 임피던스 모델링 및 추정 방법 17
• 2. 추정된 임피던스를 통한 위상 보상 20
• Ⅳ. 모의해석 21
• 1. 모의해석 구성 21
• 2. 모의해석 결과 23
• Ⅴ. 실험 33
• 1. 실험 구성 33
• 2. 실험 결과 34
• Ⅵ. 결론 43