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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 손진근
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 가천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근 4차 산업 혁명 및 전기자동차 인프라의 증가함에 따라 전력변환장치들의 보급이 증가하였으며 이에 따라 계통으로 유입되는 무효 전력량과 고조파의 양이 증가하였다. 이를 해결하기 위해 계통 임피던스 및 부하의 변화에도 강인하며 전 차수의 고조파와 필요 무효전력을 공급하여 계통의 역률을 개선시키는 능동전력필터를 고려해볼 수 있다. 최근에는 능동전력필터 앞단에 인덕터와 캐패시터를 이용한 수동필터를 직렬로 연결하여 특정 고조파 차수에 강인하고 인버터의 DC Link 캐패시터 용량을 감소시킬 수 있는 하이브리드 능동전력필터에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
그러나 하이브리드 능동전력필터의 수동필터 부의 소자 값을 계통 상황에 맞도록 적절하게 설계하지 않을 경우 제어의 오차로 인한 효율 저하와 무효전력의 과보상이 발생하여 진상 역률을 발생시킬 수 있다.
이에 따라 본 논문에서는 하이브리드 능동전력필터가 고조파 저감과 무효전력을 보상하여 역률 개선의 정확성을 높이기 위하여 수동필터의 인덕터와 캐패시터 용량을 적정하게 산정하는 방법에 대해 연구하였다.
하이브리드 능동전력필터의 능동전력필터 부가 생성하는 전압의 크기에 따라 수동필터 부가 계통에 공급하는 무효전력의 크기가 달라지므로 DC Link 캐패시터 전압을 고려하여 L과 C의 용량을 결정하는 설계 방안을 제시하였다.
이를 모의실험을 통해 진행한 결과 기존의 방식은 1.11[%]의 오차를 가지나 제안하는 방식은 0.08[%]의 오차를 갖는 것을 검증하였으며 실제 하드웨어로 구현하여 제안하는 방식의 성능을 입증하였다.
그러나 하이브리드 능동전력필터의 수동필터 부의 소자 값을 계통 상황에 맞도록 적절하게 설계하지 않을 경우 제어의 오차로 인한 효율 저하와 무효전력의 과보상이 발생하여 진상 역률을 발생시킬 수 있다.
이에 따라 본 논문에서는 하이브리드 능동전력필터가 고조파 저감과 무효전력을 보상하여 역률 개선의 정확성을 높이기 위하여 수동필터의 인덕터와 캐패시터 용량을 적정하게 산정하는 방법에 대해 연구하였다.
하이브리드 능동전력필터의 능동전력필터 부가 생성하는 전압의 크기에 따라 수동필터 부가 계통에 공급하는 무효전력의 크기가 달라지므로 DC Link 캐패시터 전압을 고려하여 L과 C의 용량을 결정하는 설계 방안을 제시하였다.
이를 모의실험을 통해 진행한 결과 기존의 방식은 1.11[%]의 오차를 가지나 제안하는 방식은 0.08[%]의 오차를 갖는 것을 검증하였으며 실제 하드웨어로 구현하여 제안하는 방식의 성능을 입증하였다.
목차
제 1 장. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구의 동향 21.3 연구의 목적 3제 2 장. 고조파와 고조파 필터 42.1 고조파 정의 42.2 고조파의 제한 규정 52.3 SAPF 고조파 저감 원리 62.3.1 정류기가 연계 시 계통에 흐르는 전류의 모습 62.3.2 전력 계통에 포함된 고조파 측정 82.3.3 고조파 저감을 위한 SAPF의 계통 연계 9제 3 장. DC-Link 전압을 고려한 하이브리드 능동전력 필터의파라미터 설계 113.1 직렬 수동필터로 설계된 PPF 분석 113.2 수동필터의 설계 방안을 위한 수식 전개 123.3 수동필터의 설계 방안 153.4 수동필터 설계 시뮬레이션과 검증 153.5 하이브리드 능동전력필터용 파라미터 설계의 고려사항 173.6 능동전력필터 생성 전압에 따른 수동필터와의 무효전력량관계 분석 213.7 DC-Link 캐패시터 전압을 고려한 능동전력필터의생성 전압 도출 263.7.1 3-leg 인버터의 스위치 동작에 따른 극전압 변화 분석 263.7.2 PWM 사용에 따른 극전압 변화 분석 283.7.3 인버터의 특성과 PWM 사용에 따른 능동전력필터의생성 전압 도출 303.8 능동전력필터의 DC-Link 캐패시터 전압을 고려한 수동필터의설계 방안 31제 4 장. DC-Link 캐패시터 전압을 고려한 하이브리드능동전력필터용 파라미터 설계 방안의 효과 검증 354.1 모의실험을 위한 조건 설계 354.2 비선형 부하에 의한 THD 및 역률 분석 364.3 기존의 수동필터 설계 방안을 적용한 모의실험 404.4 제안하는 수동필터 설계 방안을 적용한 모의실험 474.5 실험을 통한 제안하는 수동필터 설계 방안의 적용 54제 5 장. 결 론 58참고 문헌 59ABSTRACT 61
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