KR101690220B1

KR101690220B1 - 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법

Info

Publication number: KR101690220B1
Application number: KR1020140150457A
Authority: KR
Inventors: 이성룡; 고성훈; 김차현; 이종희; 서범근
Original assignee: (주) 세스; 군산대학교산학협력단
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-12-27
Also published as: KR20160051067A

Abstract

본 발명은 무효 구간을 제거하여 컨버터의 역률을 향상시키고, 전류와 전압의 위상을 일치시켜 컨버터 내에서 무효 전력을 생성하지 않도록 억제하고, 컨버터로 입력되는 3상 전력의 전류의 변량을 3상 전력의 전압 변량으로 연동 제어함으로써 3개의 스위칭 소자를 구비하는 비엔나 컨버터의 간단한 구조를 이용하면서도 높은 역률을 확보하는 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법을 제안한다. 이를 위해 본 발명은 컨버터로 입력되는 3상 전류의 변량을 통해 3상 교류의 전압에 대한 변량을 판단하는 단계, 3상 전압이 미리 설정된 기준전압을 추종하도록 3상 전류를 증감하여 3상 전압이 상기 3상 전류의 변량을 따라 증감토록 하는 연동제어 단계 및 3상 전압이 상기 컨버터의 직류 전압보다 낮은 무효 구간에서 3상 전압을 승압하여 무효 구간 역률을 보정하는 무효 구간 역률 보정단계를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법{Power factor collection method for wind power generator using current control}

본 발명은 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨버터 입력 전류를 통해 컨버터 출력 전류를 비례 제어하여 컨버터 입력단의 전압을 충분히 승압하고, 이를 통해 컨버터의 입력단에서 발생하는 무효 구간을 최소화하는 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법에 관한 것이다.

석탄 또는 석유를 기반으로 하는 에너지원은 필연적으로 환경오염을 유발함은 물론, 자원 고갈이 예측된다. 자원의 고갈과 환경 오염에 대한 대안으로서, 풍력발전, 태양열 발전, 및 조력 발전과 같은 친환경 발전방법이 대두되고 있는데, 이들 친환경 발전방법은 주변 환경, 예컨대 바람의 세기, 태양 광의 조사 시간대 및 조수 차의 변화에 따라 전력 생산량에 편차가 있으며, 출력되는 전압과 전류의 곱인 전력 중 무효전력이 최소화하여 계통에 전력을 전달해야 할 필요가 있다.

한편, 무효 전력은 전압과 전류의 위상 차에 의해 발생하거나, 풍력발전 방법에 따라 전력을 생산하는 경우 컨버터에 의한 DC 출력전압이 풍력발전기에서 출력되는 3상 전력보다 더 높은 경우, 3상 전력이 컨버터의 출력단으로 유도되지 않는 경우에 발생한다. 무효 전력은 부하단에서 이용되지 못하는데다, 변전기나 송전기 시설의 용량이 "유효 전력 + 무효 전력"을 합한 만큼을 요구하므로 계통에서 볼 때, 무효 전력은 최소화될 것이 요구되고 있다. 이에 대해, 컨버터의 입력단으로 인가되는 3상 전압이 컨버터의 출력단에서 출력되는 DC 대비 충분히 높게 설정함으로써 무효 전력이 발생하는 구간(무효 구간)을 최소화할 수 있으나 무효 구간이 온전히 사라지는 것은 아니다.

이러한 컨버터로서, 공개특허 10-2013-0020253의 식별번호 [0006] 및 [0007]에는 3상 전력 변환기에서 스위칭 소자군을 통해 3상 교류를 직류로 변환할 때, 스위칭 소자군을 도통하는 전류의 전압이 출력단보다 낮을 경우 전류가 역류하고, 이에 따라, 3상 교류를 직류로 변환하는 변환 효율이 떨어지는 문제점을 언급한 바 있다. 또한, 공개특허 10-2013-0020253의 도 11 및 관련 설명에는 순환전류를 억제함으로써 전력 변환 효율을 향상시키는 비엔나 컨버터(Vienna converter)를 제안한 바 있다. 그러나, 공개특허 10-2013-0020253는 순환 전류를 억제하여 변환 효율을 기존의 비엔나 컨버터 대비 향상시킬 수는 있으나, 무효 구간을 완전히 억제하는 것은 아니며, 이전보다 감소하였을 뿐, 무효 구간에 의한 역률 손실을 해결하지 못하는 측면이 있다.

본 발명의 목적은 컨버터로 인가되는 3상 전류를 제어하여 컨버터로 인가되는 3상 전압을 비례 제어하여 컨버터 입력단의 전압을 충분히 승압함으로써 무효 구간을 감소시키며, 컨버터로 입력되는 3상 전류 각각에 대한 전류 제어를 통해 컨버터의 무효 전력 구간을 감소시키고, 아울러, 무효 구간의 전압을 승압하여 무효 구간을 제거함으로써, 컨버터의 역률을 향상시키는 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법을 제공함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에 따라, 3상 교류를 생성하는 풍력 발전기, 3상 교류를 직류로 변환하는 컨버터 및 컨버터의 직류를 계통 교류로 변환하는 인버터를 구비하는 풍력발전장치의 역률 보정방법에 관한 것으로서, 컨버터로 입력되는 3상 전류의 변량을 통해 3상 교류의 전압에 대한 변량을 판단하는 단계, 3상 전압이 미리 설정된 기준전압을 추종하도록 3상 전류를 증감하여 3상 전압이 3상 전류의 변량을 따라 증감토록 하는 연동제어 단계 및 3상 전압이 컨버터의 직류 전압보다 낮은 무효 구간에서 3상 전압을 승압하여 무효 구간 역률을 보정하는 무효 구간 역률 보정단계에 의해 달성된다.

본 발명의 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법에 따르면, 무효 구간을 제거하여 컨버터의 역률을 향상시키고, 전류와 전압의 위상을 일치시켜 컨버터 내에서 무효 전력을 생성하지 않도록 억제하고, 컨버터로 입력되는 3상 전력의 전류의 변량을 3상 전력의 전압 변량으로 연동 제어함으로써 3개의 스위칭 소자를 구비하는 비엔나 컨버터의 간단한 구조를 이용하면서도 높은 역률을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 풍력 발전장치의 계통 개념도를 도시한다.
도 2는 풍력발전기의 풍속별 출력특성 그래프의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 적용되는 컨버터의 일 예에 따른 회로도를 도시한다.
도 4는 전류에 연동 되도록 전압을 연동제어하는 방법에 대한 개념도를 도시한다.
도 5는 지령 전류를 생성하는 방법에 대한 개념도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류제어장치 및 이를 포함하는 풍력발전장치에 대한 개념도를 도시한다.
도 7은 실시예에 따른 전류제어장치의 일 예에 따른 블록개념도를 도시한다.
도 8은 이전 주기의 스위칭 정보를 가지고 다음 주기의 스위칭 패턴을 결정하는 도 7의 전류제어장치에 대한 동작 파형도를 도시한다.
도 9는 컨버터의 스위칭 소자를 제어하는 제어신호를 생성하는 방법의 일 예에 대한 참조도면을 도시한다.
도 10은 역률 제어신호를 생성하는 방법의 일 예에 대한 개념도를 도시한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 풍력 발전장치의 계통 개념도를 도시한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 풍력 발전장치는, 풍력에 따라 회전하는 블레이드(10)의 회전에 의해 3상 교류전력을 생성하는 발전부(20), 3상 교류전력을 직류로 변환하는 컨버터(30), 및 컨버터(30)에서 변환된 직류를 계통에서 요구하는 계통의 교류로 변환하는 인버터(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 풍력 발전장치는 3상 교류 - 직류 - 계통의 교류로 변환하는 과정을 통해 계통에 전력을 전달하며, 컨버터(30) 및 인버터(40)에서는 3상에 대한 전압과 전류가 생성된다. 풍력 발전장치는 도 2에 도시된 바와 같이 풍속에 비례하여 출력 전력이 증가하다가 풍속이 일정 속도(예컨대 12m/s)를 넘으면 출력 전력이 증가하지 않고 포화상태가 된다.

또한, 발전부(20)의 출력 전력의 전압이 풍속에 따라 수시로 변동되므로 컨버터(30)로 인가되는 전압의 크기는 매 시간마다 상이한 변동 전압일 수 있다. 컨버터(30)로 인가되는 전압이 변동 전압이고, 컨버터(30)가 일정한 DC 전압으로 출력할 때, 컨버터(30)는 무효 구간에 따른 변환 효율 감소에 직면할 수 있다. 만일, 컨버터(30)로 인가되는 3상 교류의 3상 전압이 컨버터(30)의 출력단(OUT) 직류 전압보다 낮은 경우, 컨버터(30)의 출력단(OUT)에서 입력단으로 전류가 역류되는 무효 구간이 형성될 수 있다. 따라서, 컨버터(30)의 입력단에 인가되는 변동 전압은 출력단(OUT)의 전압 대비 어느 정도 높은 전압일 필요가 있다. 본 실시예에서는 풍력발전장치가 연결되는 통상적인 계통전압(예컨대 380 Vrms)을 기준으로 설명하며, 계통전압이 380Vrms일 때, 컨버터(30)의 출력되는 전압은 640V 인것을 기준으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 적용되는 컨버터의 일 예에 따른 회로도를 도시한다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 컨버터(30)는 비엔나 컨버터(Vienna converter)의 일종으로서, 3개의 스위칭 소자(31, 32, 33)를 구비하고, 각 스위칭 소자(31, 32, 33)는 4개의 다이오드 군에 의해 3상 전류를 구성하는 각 위상별 전력을 직류로 변환하도록 구성된다.

3상 전류(i_a)는 노드 A1 - A2 사이에 배치되는 4개의 다이오드에 의해 직류로 정류되어 출력단(OUT1)을 향해 출력되고, 3상 전류(i_b)는 노드 B1 - B2 사이에 배치되는 4개의 다이오드에 의해 직류로 정류되어 출력단(OUT 1)을 향해 출력되며, 3상 전류(i_c)는 노드 C1 - C2 사이에 배치되는 4개의 다이오드에 의해 직류로 정류되어 출력단(OUT 1)을 향해 출력된다. 각 노드 그룹(A1-A2, B1-B2 및, C1-C2)은 하나씩의 스위칭 소자(31, 32, 33)를 구비하며, 각 스위칭 소자(31, 32, 33)는 PWM 제어신호(A_SW, B_SW, C_SW)에 의해 스위칭 제어된다. 각 스위칭 소자(31, 32, 33)를 스위칭 제어하는 PWM 신호(A_SW, B_SW, C_SW)는 PWM 펄스의 듀티 비를 제어하여 출력단(OUT 1)의 출력전압을 증감할 수 있는데, 풍력발전장치의 특성상 블레이드(10)의 회전 속도가 변동이 심해, 각 노드 그룹(A1-A2, B1-B2 및, C1-C2)으로 인가되는 3상 전압의 크기는 변동이 심하고 균일하지 못한 변동 전압에 해당한다. 따라서, 변동 전압을 측정하여 컨버터(30)의 입출력 전압과 무효 구간을 제어하기 보다는 컨버터(30)로 인가되는 전류의 변량을 측정하여 전압(rms 전압)을 판단하는 것이 풍력발전장치에서 비엔나 컨버터 구조의 컨버터(30)를 제어하는 편이 더 유익할 수 있다.

이에, 본 출원인은 도 4에 도시된 제어 방법에 따라 전류에 연동 되도록 전압을 연동제어하는 방안을 제안한다.

도 4를 함께 참조하여 설명하면, 비교기(71)는 컨버터(30)에서 출력되는 출력전압(예컨대 DC 640V)이 일정하게 유지되도록 하는데 있어서, 전류 값 기반의 지령전류(Ia_ref, Ib_ref, Ic_ref)를 생성하고, 생성된 지령 전류를 도 5에 도시된 바와 같이 각 위상별로 할당하고, 각 위상별 지령전류(Ia_ref, Ib_ref, Ic_ref)는 각각의 비교기(71, 72, 73)에서 컨버터(30) 출력단(OUT 1)의 출력전류(Ia_real Ib_real Ic_real)와 비교되어 차 전류를 산출하며, 산출된 차 전류는 후술할 전류제어장치(100-1, 100-2, 100-3)에 의해 각 위상별 PWM 펄스(A상 PWM 신호, B상 PWM 신호, C상 PWM 신호)를 생성하고, 생성된 PWM 펄스로 컨버터(30)의 스위칭 소자(예컨대 도 3의 참조부호 31, 32, 33)을 스위칭 제어할 수 있다.

컨버터(30)의 스위칭 소자(31, 32, 33)를 제어하는 전류제어장치에 대한 설명은 도 6과 도 7을 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류제어장치 및 이를 포함하는 풍력발전장치에 대한 개념도를 도시한다.

도 6을 참조하면, 실시예에 따른 풍력발전장치는 컨버터(30), 인버터(40) 및 전류제어장치(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 컨버터(30)는 발전부(20)에서 출력되는 3상 교류를 정류하여 직류를 생성하고, 전류제어장치(100)의 PWM 제어에 의해 출력전류가 증감되는 스위칭 소자(31, 32, 33)를 구비할 수 있다. 이때, 컨버터(30)는 발전부(20)에서 출력되는 3상 교류를 정류하여 직류를 생성 후, 인버터(40)로 제공하며 인버터(40)는 이를 3상의 교류로 변환하여 계통으로 전달할 수 있다. 컨버터(30)에는 전류제어장치(100)에서 제공되는 PWM 펄스에 응답하여 출력전류를 스위칭함으로써 각 위상별 전류를 증감할 수 있다. 이때, 전류제어장치(100)에서 컨버터(30)로 제공하는 PWM 펄스에 따라 3상 전류 각각에 대한 출력전류가 온-오프되며, 온-오프 제어되는 전류의 평균값은 PWM 펄스의 듀티 비(Duty Ratio)가 높을수록 크고, 듀티 비가 낮을수록 작아질 수 있다.

바람직하게는 전류제어장치(100)는 제어값 획득부(100a), 지령값 산출부(100b) 및 피드백 제어부(100c)를 포함하여 구성될 수 있다.

제어값 획득부(100a)는 3상 전류(Ia, Ib, Ic) 각각에 대한 출력전력, 출력전압, 출력전류 및 풍속에 대한 정보를 제어값으로서 획득한다. 획득한 제어값은 지령값 산출부(100b)로 제공되며, 지령값 산출부(100b)는 풍속에 따른 최대 전력점의 지시 전류 및 지시 전력에 대한 기준데이터를 이용하여 최대출력을 위한 지령 전류를 산출할 수 있다. 산출된 지령 전류는 피드백 제어부(100c)로 제공되고, 피드백 제어부(100c)는 지령 전류에 따라 PWM 펄스를 생성하여 스위칭 제어부(32)로 제공하며, 인버터(40)에서 출력되는 회송 전류값(IF)과 지시 전류를 비교하여 오차를 판단하고, 판단된 오차를 토대로 PLL 제어를 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, 지시 전류는 최대전력일 때의 전류값을 나타내며, 지시 전류 및 지시 전류일 때의 최대전력에 대한 데이터는 지령값 산출부(100b)에 마련되어 이용될 수 있다.

도 7은 실시예에 따른 전류제어장치의 일 예에 따른 블록개념도를 도시한다.

먼저, 실시예에서 언급되는 전류 오차신호(es)는 양(+)의 방향 값이면 "1"이고, 음(-)의 방향 값이면 "0"에 해당하며, 지령 전류와 인버터(40)에서 출력되는 출력전력의 실제전류 사이의 오차로서, 1과 0으로 구성되는 디지털 신호에 해당한다. 즉, 전류 오차신호(es)가 "1"이면 전류 오차가 양(+)의 값을 갖고, 전류 오차신호(es)가 "0"이면 전류 오차가 음(-)의 값임을 나타낸다. 비교기(122)의 출력신호 "S"는 스위칭신호로서, PWM 펄스의 형태로 출력될 수 있다. 전류 오차신호(es)는 각 적분기(104, 108, 113 및 118)에 인가되는데, 이때, 적분기(104, 108)에는 비 반전되는 전류 오차신호(es)가 인가되고, 적분기(113, 118)에는 인버터(111)에 의해 반전된 전류 오차신호(/es)가 인가된다. 이에 따라, 비교기(116)는,

1) 적분기(108) 및 램프 생성기(110)를 통해 획득되는 램프 파형(Ta-Ramp)을 입력받고,

2) 적분기(112) 및 램프 생성기(115)를 통해 획득되는 램프 파형(TB-Ramp)을 입력받아 비교할 수 있다. 도 8에 도시된 램프 파형(Ramp) 파형과 같이, 전류 오차신호(es)가 양(+)의 값을 가질 때에는 램프 파형(Ramp)의 파형이 단조 증가하고, 반대의 경우 단조 감소하는 것을 볼 수 있다. 한편, 적분기(104)와 적분기(118)는 각각 비 반전된 전류 오차신호(es)와 반전된 전류 오차신호(/es)를 적분하여 시간을 계수하고, 계수된 시간들은 비교기(121)에서 비교되어 파형(Ex)을 획득한다.

비교기(122)는 반전 단자로 비교기(116)의 출력 파형(Ramp)을 입력받고, 비 반전 단자로는 비교기(121)의 시간 계수값을 입력받아 비교하여 "0" 또는 "1"의 형태를 갖는 펄스를 생성하며, 생성된 펄스는 PWM 펄스로서 컨버터(20)의 전류 스위칭을 제어하게 된다.

한편, 도 8에서 파형(G1)은 인버터(40)의 출력전압(인덕터에 흐르는 리플전압)을 측정하여 기준전류신호와 비교하는 파형에 대응한다. Ta와 Tb는 es가 1일 때 와 0일 때의 시간을 나타내는 것으로 아날로그 회로에서는 적분, 디지털 회로에서는 카운터로서 램프 파형을 만들어 낸다. Tar은 es가 1일 때, 스위치 s가 턴 오프 될 때까지의 시간을 나타내며, 아래의 수학식 1의 연산을 통해 다음 주기의 Tar1을 결정할 수 있다.

여기서, * 는 목표 값, # 는 계산된 값, ^ 는 측정한 값을 나타낸다.

또한, 전압 에러 신호(es)는 지령전압과 실제전압의 오차정보로 1과 0으로 구성되는 디지털 신호이며 S는 스위칭 신호이다. 여기서,

참조부호 110 : Ta에 비례한 기울기를 갖는 ramp 파형을 생성하는 적분기,

참조부호 115 : Tb에 비례한 기울기를 갖는 ramp 파형을 생성하는 적분기,

참조부호 105 : es가 1이고 s가 1일 때의 시간을 만드는적분기(또는 counter) 및

참조부호 120 : es가 0이고 s가 0일 때의 시간을 만드는 적분기(또는 counter)에 대응한다.

Tbf는 es가 0일 때, 스위치 s가 턴 온 될 때까지의 시간을 나타내며 이는 표 1의 (b)의 연산으로 다음주기의 T#bf1을 결정하게 된다. 이렇게 만들어진 신호를 이용하여 비교기(122)는 출력신호 Ex을 만들어 내고 다음 주기의 Ta1과 Tb1의 비교를 통하여 다음 주기 스위칭 시퀀스를 결정하게 된다.

도 9는 컨버터(30)의 스위칭 소자(31, 32, 33)를 제어하는 제어신호(A_SW, B_SW, C_SW)를 생성하는 방법의 일 예에 대한 참조도면을 도시한다.

도 9를 참조하면, 참조부호 100-1 내지 100-3은 각 위상별로 마련되는 전류제어장치(100)를 나타낸 것으로서, 도 6 내지 도 8을 통해 설명된 전류제어장치에 대응한다.

3상 전류의 각 위상을 A위상, B위상 및 C위상이라고 정의할 때, 제어신호(A_SW)는 A 위상의 전류제어장치(100-1)에서 출력되는 PWM 펄스와 A 위상의 제로 크로싱 신호를 입력으로 하는 익스쿨루시브 OR 게이트(61)의 출력값으로 정의되고, 제어신호(B_SW)는 B 위상의 전류제어장치(100-2)에서 출력되는 PWM 펄스와 B 위상의 제로 크로싱 신호를 입력으로 하는 익스쿨루시브 OR 게이트(62)의 출력값으로 정의되며, 제어신호(C_SW)는 C 위상의 전류제어장치(100-3)에서 출력되는 PWM 펄스와 C 위상의 제로 크로싱 신호를 입력으로 하는 익스쿨루시브 OR 게이트(63)의 출력값으로 정의된다. 여기서, A위상, B위상 및 C위상의 제로 크로싱 신호는 컨버터(30)의 입력단으로 인가되는 전압의 증감에 따라 "1" 또는 "0"이 부여될 수 있다. 각 위상에 대한 제로 크로싱 신호는 컨버터(30)의 입력단으로 인가되는 전압이 증가하고 있는지, 또는 감소하고 있는지를 나타내며, 증가하는 전압인 경우 양(+)의 펄스로 표현되고, 반대의 경우 음(-)의 펄스로 표현될 수 있다. 이는 도 10을 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 10을 참조하면, 참조부호 "PRT-A는 도 7에 도시된 PWM 펄스 형태의 지령전류를 나타내고, 참조부호 "ZERO-A"는 제로 크로싱 신호에 대응하며, 참조부호 "PFC-A"는 익스쿨루시브 OR 게이트(61)의 출력값으로서 역률 제어신호에 대응한다. 익스쿨루시브 OR 게이트의 논리 값에 따라, 지령 전류(PRT-A)와 제로 크로싱 신호(ZERO-A)가 동일 시점에 양(+)의 값을 갖는 경우 역률 제어신호(PFC-A)는 논리 "0"의 상태가 되고, 지령 전류(PRT-A)와 제로 크로싱 신호(ZERO-A)가 동일 시점에서 어느 하나가 양(+)이고 다른 하나가 음(-)일 때, 논리 "1"의 상태가 된다. 이에 따라, 역률 제어신호(PFC-A)의 파형은 제로 크로싱 신호(ZERO-A)를 전후하여 형성되어 컨버터(30)에 마련되는 스위칭 소자(31, 32, 33)로 인가되며, 스위칭 소자(31, 32, 33)이 역률 제어신호(PFC-A)에 응답하여 무효 구간의 전압을 승압하게 된다. 제로 크로싱 신호(PFC-A)가 존재하는 구간에서 스위칭 소자(31, 32, 33)가 강제로 구동되어 컨버터(30)의 직류 출력전압 보다 낮은 3상 교류가 존재하는 무효 구간의 전압을 승압함으로써, 무효 구간의 3상 전압이 컨버터(30)의 출력단으로 흐를 수 있도록 한다. 따라서, 실시예에 따른 제어방법은 무효 구간을 최소화한다기 보다는 무효 구간을 유효 구간으로 전환함으로써 컨버터(30)의 역률을 향상시키는데 그 특징이 있다.

10 : 블레이드 20 : 발전부
30 : 컨버터 40 : 인버터
100 : 전류제어장치

Claims

3상 교류를 생성하는 풍력 발전기, 상기 3상 교류를 직류로 변환하는 컨버터 및 상기 컨버터의 직류를 계통 교류로 변환하는 인버터를 구비하는 풍력발전장치의 역률 보정방법에 있어서,
상기 컨버터로 입력되는 3상 교류의 각각에 대한 출력전력, 출력전압, 출력전류 및 상기 3상 교류 발생시의 풍속정보를 획득하는 단계;
풍속에 따른 최대전력점에 대응하는 각 위상별 지시전류를 판단하는 단계;
상기 인버터에서 출력된 회송전류와 상기 지시전류와의 편차를 판단하여 서로 동기화된 주파수를 가진 지령전류를 생성하는 단계;
상기 지령전류에 따른 PWM 펄스의 스위칭 신호를 생성하는 단계;
상기 스위칭 신호에 의해 상기 컨버터의 출력전류를 증감하며, 상기 컨버터의 출력전류에 연동되어 상기 3상 교류의 전압을 증감하는 단계; 및
상기 3상 교류의 전압이 상기 컨버터의 직류 전압보다 낮은 무효 구간에서 상기 3상 교류의 전압을 승압하여 상기 무효 구간 역률을 보정하는 무효 구간 역률 보정단계;를 포함하며,
상기 풍속에 따른 최대전력점에 대응하는 각 위상별 지시전류는 미리 설정된 기준데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법.
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제1항에 있어서,
상기 지령전류를 생성하는 단계는,
상기 인버터의 인버터 출력전력과 상기 컨버터 출력전력을 통해 각각에 대한 출력전류를 획득하고,
획득된 출력전류와 상기 각 위상별 지령 전류의 추종치와의 편차를 산출하여 PLL(Phase Locked Loop) 제어하는 것을 특징으로 하는 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법.
제1항에 있어서,
상기 컨버터는,
비엔나 컨버터(Vienna converter)인 것을 특징으로 하는 전류제어를 이용한 풍력발전기의 역률 보정방법.