차동전력조절 구조 기반 태양광 발전 시스템의 전력 생산 효율화 및 안정성 개선을 위한 새로운 MPPT 제어 방식 = A New MPPT Control Method for Efficient Power Production and Stability Improvement in Photovoltaic Generation System Based on Differential Power Processing

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 차동전력조절(Differential Power Processing ; DPP) 구조 기반 태양광 발전 시스템에서 전력 생산 효율 향상을 위한 새로운 MPPT 제어 방식을 제안한다. 태양광 발전시스템에서 PV 패널의 생산 전력을 최대화하기 위해 최대전력점(Maximum Power Point ; MPP)을 찾고 전력을 생산할 수 있도록 제어를 수행해야 되며 이를 최대전력점추종(Maximum Power Point Tracking ; MPPT)라고 한다.
이미 태양광 발전시스템에 PV 패널의 전력 생산을 최대화하기 위해 다양한 MPPT 제어 기법들이 연구되었고 그중 가장 대표적으로 간단한 알고리즘으로 구현이 가능하고 많이 사용되고 있는 제어 기법은 바로 P&O 제어 기법이다. P&O 제어 기법은 구현하기 쉽다는 장점이 있지만 급격한 온도 변화에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 또한, 전압 변동 크기인 값에 따라 최대전력점 지점에 도달하는 시간이 달라지는 단점이 있다. 이러한 단점으로 인하여 생산 전력 효율이 낮아질 수 있다. 따라서 기존의 P&O 문제점을 보완하여 생산 전력 효율을 증대시키는 연구가 필요하다.
이에 따라 본 논문에서는 P&O 제어 기법의 단점을 보완하고 전력 생산 효율을 증대시키기 위해 새로운 MPPT 제어 기법을 제안한다. 제안하는 MPPT 제어 기법은 P&O 기법과 다양한 조건에서 모의실험을 통해 비교하여 우수성을 검증하였다.
따라서 제안하는 MPPT 제어 기법을 차동전력조절 구조 기반 태양광 발전 시스템에서 사용시 전력 생산에서의 효율을 최대화에 기여할 수 있다고 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장. 서 론 1
• 1.1 연구 필요성 1
• 1.2 연구 동향 3
• 제 2 장. 태양광 발전 시스템의 구조와 최대전력점추종(MPPT) 제어 기법 분석 5
• 2.1 태양광 발전 시스템의 구조 5
• 2.2 태양광 발전 시스템의 최대전력점추종(MPPT) 9
• 2.3 최대전력점추종(MPPT) 제어 기법 11
• 제 3 장. 제안하는 MPPT 제어 기법을 적용한 태양광 발전 시스템 17
• 3.1 P&O 제어 기법의 문제점 17
• 3.2 제안하는 MPPT 제어 기법 18
• 제 4 장. 태양광 발전 시스템에 제안하는 MPPT 제어 기법 적용 및 검증 23
• 4.1 플라이백 컨버터 적용 및 검증 23
• 4.2 DPP 구조 적용 및 검증 34
• 제 5 장. 결 론 47
• 참고 문헌 49
• ABSTRACT 53