대용량 풍력발전기 모듈구조 전력변환장치의 제어기 성능평가를 위한 HILS 개발

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 대용량 풍력발전기의 모듈구조 전력변환장치에 대한 제어알고리즘 성능평가를 위한 실시간 처리기반의 Hardware­In­Loop(HIL) 시뮬레이터와 안정적으로 운용할 수 있는 시스템 제어 알고리즘을 제시한다. 기존에는 풍력발전기동적제어기(피치, 토크)나 전력변환장치 개별 장치에 대한 제어기 검증용이나, 제안하는 실시간 처리 기반의 풍력발전기 시뮬레이터를 통해서 풍력발전기와 모듈구조 전력변환장치를 통합 연동하여 전체 제어시스템에 대한 정상운전과 비상운전을 포함하여 제어시스템의 알고리즘과 하드웨어 요소에 대한 시험 성능평가가 가능하다. 한편, 제안하는 시뮬레이터는 세부적으로 하드웨어와 동기화되어 운영 될 수 있도록 PLECS, Visual Studio, MATLAB/SIMULINK 활용하여 동적모델과 제어시스템을 포함한 실시간 처리 기반의 풍력발전기와 모듈구조의 전력변환장치모델 그리고 전체 시뮬레이터의 운용을 위한 ‘HILS 운영 GUI’로 구성된다. 풍력발전기 및 전력변환장치 모델을 기반으로 외부적/내부적인 요소를 변수로 다양한 시나리오에 대한 시험을 수행하여, 본 논문에서 제시한 HILS의 우수성과 효용성을 입증한다.