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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수15
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태양광 시스템의 개발과정에서 시스템에 대한 검증이 필요하지만 시스템이 구동되는 주변의 온도나 매 순간의 일사량에 따라서 실제 태양광 패널의 출력이 실시간으로 변하기 때문에 개발과정에서 실제 패널을 사용하는 것이 어렵다. 그래서 시스템의 검증과정 중에서 소프트웨어를 통한 시뮬레이션 단계와 시뮬레이터를 이용한 하드웨어과정이 필요하며, 따라서 태양광 패널의 출력특성을 잘 모사할 수 있는 전기적 등가회로에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 논문은 태양광 패널의 특성을 잘 표현하는 전기적 등가모델을 제안하며, 제안모델은 PSIM을 통해서 소프트웨어적으로 사용이 가능하며, 시스템의 엔진으로서 하드웨어 실험에도 적용이 될 수 있다. 이를 위해서 본 논문은 기존의 등가모델을 구하는 모델링 방법들을 조사하였고 각 방법의 장단점을 조사하여 이를 보완하는 방향으로 제안방법을 제시하였다. 그 결과 제안방법은 데이터시트만을 이용해서 등가회로 모델링을 하며, 이때 가변환경에서의 모델의 정확도를 향상시키기 위해서 동적 데이터시트를 도입하였다. 제안모델의 타당성의 검증은 EN50530의 유럽규격을 따라서 진행하였고 그 결과를 기존의 방법과 비교하였다. 소프트웨어구현은 PSIM을 통해서 통합회로를 구성하여 사용자의 사용성과 편리성을 증대시켰으며, 하드웨어구현은 DC서플라이와 벅-컨버터를 이용하는 회로로 출력특성이 실제 패널과 동일하게 모사되는 것을 시뮬레이션으로 검증하였다. 최종적으로 본 논문은 소프트웨어 및 하드웨어 모두에서 사용이 가능한 새로운 태양광 등가회로 모델을 제안한다.
본 논문은 태양광 패널의 특성을 잘 표현하는 전기적 등가모델을 제안하며, 제안모델은 PSIM을 통해서 소프트웨어적으로 사용이 가능하며, 시스템의 엔진으로서 하드웨어 실험에도 적용이 될 수 있다. 이를 위해서 본 논문은 기존의 등가모델을 구하는 모델링 방법들을 조사하였고 각 방법의 장단점을 조사하여 이를 보완하는 방향으로 제안방법을 제시하였다. 그 결과 제안방법은 데이터시트만을 이용해서 등가회로 모델링을 하며, 이때 가변환경에서의 모델의 정확도를 향상시키기 위해서 동적 데이터시트를 도입하였다. 제안모델의 타당성의 검증은 EN50530의 유럽규격을 따라서 진행하였고 그 결과를 기존의 방법과 비교하였다. 소프트웨어구현은 PSIM을 통해서 통합회로를 구성하여 사용자의 사용성과 편리성을 증대시켰으며, 하드웨어구현은 DC서플라이와 벅-컨버터를 이용하는 회로로 출력특성이 실제 패널과 동일하게 모사되는 것을 시뮬레이션으로 검증하였다. 최종적으로 본 논문은 소프트웨어 및 하드웨어 모두에서 사용이 가능한 새로운 태양광 등가회로 모델을 제안한다.
목차
1. 서 론 11.1. 연구배경 및 필요성 11.2. 태양광 패널의 특성과 등가모델 21.3. 연구목표 및 내용 42. 기존의 데이터시트 기반의 모델링 방법 62.1. 데이터시트 기반의 모델링 62.1.1. 데이터시트 기반 모델링의 장점과 주요이슈 62.1.2. 데이터시트의 정보부족 문제62.2. 기존의 모델링 방법 분석 92.2.1. 파라미터 제거법 92.2.2. 파라미터 고정법 102.2.3. 기울기 조건 추가법 113. 제안하는 데이터시트 기반의 방법 143.1. 제안방법의 수식전개 153.1.1. 목표함수 설정 153.1.2. Iph 및 Io 수식유도 173.2. Powell 최적화 방법 183.3. 탐색범위 및 초기값 설정 224. 제안방법의 검증 및 응용 244.1. 제안방법의 검증 244.1.1. MATLAB과 PSIM을 이용한 모델링244.1.2. EN50530 규격 274.1.3. 결과비교 334.2. 제안방법의 소프트웨어 응용 354.2.1. 제안모델의 가변환경 모델링354.2.2. PSIM의 태양광 모델 364.2.3. C block을 이용한 제안모델의 구현444.2.4. PSIM 모델과의 비교검증 464.3. 제안방법의 하드웨어 응용 514.3.1. 벅-컨버터 전력단 설계 524.3.2. 벅-컨버터의 소신호 모델링534.3.3. 제어기 설계전략 554.3.4. 전류 제어기의 설계 604.3.5. 제어기 시뮬레이션 검증 624.3.6. PV 특성모사 성능평가 655. 결 론 69
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