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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 朴俊烈, 李東明
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 홍익대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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빠른 산업화와 이에 따른 인구 밀집 현상으로 인하여 대용량의 교통 및 물류의 안정적인 이동 수단을 요구하게 되었으며 이와 함께 환경보호 문제도 충족 할 수 있는 이상적인 이동수단을 필요로 하게 되었다.
위의 문제들을 해결 할 수 있는 가장 이상적이고 안전한 이동수단의 하나인 고속철도의 수요가 증가하게 되었으며 이에 따라 고속철도의 안정적이며 대용량의 급전을 필요로 하게 되었다. 그러나 철도 부하의 특성은 비선형 단상 대용량 집중 부하로서 부하변동이 심하며, 빈번한 출발과 정지를 반복함에 따라 급전계통에 전압강하 및 전압변동, 전압 불평형 등과 같은 문제를 유발한다. 이러한 문제의 해결을 위해 전압제어의 중요성이 증가하게 되었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 현재 대전력 반도체 소자를 이용한 무효전력 보상기의 개발 및 연구가 활발히 진행 중이며, 이러한 전력 시스템을 FACTS(Flexible AC Transmission System)설비라 할 수 있다. FACTS 설비 중에도 핵심기기로 지목 되고 있는 기기가 GTO, IGBT, IGCT 등을 이용한 무효전력 보상기(STATic synchronous COMpensator: STATCOM)이다[1][2].
본 연구에서는 고속철도 시스템에 전압 변동 저감을 위해 STATCOM을 적용하였다. 이를 이용해 철도의 특성 때문에 발생할 수 있는 급전계통의 문제점 중 비선형적인 전압 변화가 철도 급전 계통과 계통에 연결된 다른 기기들에 미치는 영향을 줄이는 기법을 연구하였으며, 그중에서 비선형적인 전력의 움직임에 최소한의 오차로 해석하기 위하여 기존의 제어 시스템 보다 비선형적인 부하의 움직임에 강인한 퍼지제어기(FLC, [3][4])를 각각 적용하여 내부 파라미터 변동이나 외부의 환경 변화 시, 정상상태 편차, 도달시간 등을 최소화 시킬 수 있음을 보여 비선형 부하시 전력 제어에 최적화된 제어 기법을 보이려한다.
위의 문제들을 해결 할 수 있는 가장 이상적이고 안전한 이동수단의 하나인 고속철도의 수요가 증가하게 되었으며 이에 따라 고속철도의 안정적이며 대용량의 급전을 필요로 하게 되었다. 그러나 철도 부하의 특성은 비선형 단상 대용량 집중 부하로서 부하변동이 심하며, 빈번한 출발과 정지를 반복함에 따라 급전계통에 전압강하 및 전압변동, 전압 불평형 등과 같은 문제를 유발한다. 이러한 문제의 해결을 위해 전압제어의 중요성이 증가하게 되었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 현재 대전력 반도체 소자를 이용한 무효전력 보상기의 개발 및 연구가 활발히 진행 중이며, 이러한 전력 시스템을 FACTS(Flexible AC Transmission System)설비라 할 수 있다. FACTS 설비 중에도 핵심기기로 지목 되고 있는 기기가 GTO, IGBT, IGCT 등을 이용한 무효전력 보상기(STATic synchronous COMpensator: STATCOM)이다[1][2].
본 연구에서는 고속철도 시스템에 전압 변동 저감을 위해 STATCOM을 적용하였다. 이를 이용해 철도의 특성 때문에 발생할 수 있는 급전계통의 문제점 중 비선형적인 전압 변화가 철도 급전 계통과 계통에 연결된 다른 기기들에 미치는 영향을 줄이는 기법을 연구하였으며, 그중에서 비선형적인 전력의 움직임에 최소한의 오차로 해석하기 위하여 기존의 제어 시스템 보다 비선형적인 부하의 움직임에 강인한 퍼지제어기(FLC, [3][4])를 각각 적용하여 내부 파라미터 변동이나 외부의 환경 변화 시, 정상상태 편차, 도달시간 등을 최소화 시킬 수 있음을 보여 비선형 부하시 전력 제어에 최적화된 제어 기법을 보이려한다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 목적 3제 2 장 전력 보상 42.1 무효전력 보상 42.1.1 전압 변동 보상 42.1.2 역률 개선 42.2 STATCOM 62.2.1 STATCOM의 동작 원리 82.2.2 STATCOM의 전압 보상 102.2.3 STATCOM 설치에 따른 전압 안정 효과 122.2.4 STATCOM의 응용 132.2.5 STATCOM상에 PI제어기 적용시 문제점 142.3 퍼지 제어기를 통한 전압 안정기 설계 162.3.1 퍼지논리 제어기 개요 162.3.2 퍼지제어기의 기본 구조 182.3.3 퍼지추론 22제 3 장 퍼지 전압 제어 알고리즘 233.1 퍼지화 인터페이스 253.2 퍼지 규칙과 지식 베이스 293.3 비퍼지화 35제 4 장 STATCOM의 MATLAB 구현 모델 364.1 기존 제어기를 이용한 전압제어 모델 384.2 퍼지 제어기를 이용한 전압제어 모델 414.3 결과 비교 46제 5 장 결 론 50참고 문헌 51영문 요약 54
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