KR101761033B1 - 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치 - Google Patents

계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101761033B1
KR101761033B1 KR1020150190749A KR20150190749A KR101761033B1 KR 101761033 B1 KR101761033 B1 KR 101761033B1 KR 1020150190749 A KR1020150190749 A KR 1020150190749A KR 20150190749 A KR20150190749 A KR 20150190749A KR 101761033 B1 KR101761033 B1 KR 101761033B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
offset
digital signal
unit
inverter
compensation
Prior art date
Application number
KR1020150190749A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170079788A (ko
Inventor
김태형
이종학
박기원
Original Assignee
주식회사 포스코아이씨티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코아이씨티 filed Critical 주식회사 포스코아이씨티
Priority to KR1020150190749A priority Critical patent/KR101761033B1/ko
Publication of KR20170079788A publication Critical patent/KR20170079788A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101761033B1 publication Critical patent/KR101761033B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M2001/0012—
    • H02M2001/0025—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/14—Energy storage units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

계통 연계 인버터의 옵셋을 보상할 수 있는, 본 발명에 따른 계통 연계 전력 관리 장치는 하나 이상의 배터리로 구성된 배터리 랙을 포함하는 배터리부와 연결되어, 상기 배터리부를 방전시켜 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 계통으로 제공하고, 상기 계통으로부터 제공되는 교류의 계통 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 배터리부를 충전시키는 전력 변환부 및 충방전 지령치에 따라 상기 전력 변환부가 상기 배터리부를 충전 또는 방전시키도록 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 계통으로부터 공급되는 계통 전압 또는 상기 인버터에서 상기 계통으로 출력되는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 디지털 신호의 옵셋(Offset)을 검출하는 옵셋 검출부, 및 상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고, 상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출한다.

Description

계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치{APPARATUS FOR COMPENSATING OFFSET OF GRID-CONNECTED INVERTER, AND GRID-CONNECTED POWER CONDITIONING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
계통 연계 인버터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 계통 연계 인버터의 옵셋을 보상하는 기술에 관한 것이다.
2차 전지를 이용하는 배터리 에너지 저장 시스템(Battery Energy Storage System; BESS)은 계통의 전압 및 주파수 안정화를 위해 사용될 뿐만 아니라, 풍력이나 태양광과 같이 발전량이 일정하지 않은 신재생 에너지 발전 시스템과 연계하여 잉여 에너지를 저장하고, 피크 부하 또는 계통 사고 발생시 배터리에 저장된 에너지를 방전하여 부하에 에너지를 공급하며, 계통 복구시 과도상태를 감쇄시키는 역할을 수행한다.
일반적인 배터리 에너지 저장 시스템은 전력 관리 장치 및 배터리 관리 장치를 포함한다.
전력 관리 장치(Power Conditioning System; PCS)는 배터리 관리 장치에 포함된 복수개의 배터리 랙을 포함하는 배터리부를 이용하여 계통에 전력을 공급하고 계통으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리부를 충전한다.
이를 위해 전력 관리 장치는 배터리 관리 장치로부터 제공되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통으로 공급하고, 계통으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 배터리 관리 장치로 공급하는 인버터를 포함한다.
이러한 계통 연계형 인버터는 계통 전압을 센싱한 결과에 기초하여 인버터의 출력전압을 조절하고, 이러한 동작을 통해서 원하는 출력 전류를 발생시킨다. 이와 같은 인버터를 조절할 수 있도록 인버터 제어기는 계통 전압, 출력 전류 및 직류전압을 입력받고, 이 신호들을 이용하여 출력하고자 하는 목표전압 신호를 인버터에 전달한다.
종래에는 이와 같은 계통 연계형 인버터 및 이를 제어하는 인버터 제어기에 아래와 같은 문제가 있었다.
도 1은 인버터를 PWM 제어하기 위한 ADC의 변환 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 ADC에 의해 이상적으로 변환된 아날로그 신호와 디지털 신호의 관계를 나타내는 그래프이다.
인버터 제어기는 내부의 계통 전압이나 출력 전류를 센싱하고, 이러한 전압/전류 신호를 센싱보드를 통해 DSP(Digital Signal Processor)에 입력 가능한 범위의 신호로 바꾸고, 이 신호를 DSP 내의 ADC(Analog to Digital Converter)로 입력한다.
그 결과, 인버터 제어기는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 아날로그 신호의 계통 전압이나 출력 전류를 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 디지털 신호로 변환한 결과를 획득한다.
이상적인 경우에는 도 2에 도시된 대응 형태로 계통 전압이나 출력 전류의 아날로그 신호에 해당하는 디지털 신호가 출력되어야 하지만, 변환 과정에서 주변 회로에 의한 노이즈, 입력측 임피던스에 의한 왜곡, 양자화 오차, 주변 온도 등의 영향으로 인해서 변환된 디지털 신호에는 옵셋오차가 발생하게 된다.
특히, 계통 연계 인버터를 제어하기 위해 계통 전압이나 출력 전류를 센싱하고 디지털 신호로 변환하는 과정에서 발생하는 직류 성분의 옵셋이 일정한 주기를 갖는 정현파에 중첩되고, 그로 인해 인버터의 실효값(Root Mean Square; RMS)에도 오차가 발생하게 된다.
또한, 일정한 주파수를 갖는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 동기 좌표계를 사용하여 인버터를 제어하는 경우 옵셋은 동기좌표계 상에서 기본파 주파수를 갖는 성분으로 나타나고, 이는 제어 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 원하지 않는 고조파 전류와 직류 전류를 발생시킨다.
따라서, 옵셋이 포함된 신호에 기초하여 인버터에 대한 목표전압 신호를 생성할 경우에는 인버터 출력에도 왜곡이 발생할 수 밖에 없었으며, 옵셋을 제거하지 않는 경우에는 출력 전류의 고조파 크기 상승, 직류성분 전류 발생에 의한 필터 리액터, 계통 연계 리액터, 또는 변압기의 온도가 상승하는 등의 문제가 발생하고 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0062325호(발명의 명칭: 인버터의 전류 리플 보상 장치 및 그 방법, 2014.05.23. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 인버터 제어를 위한 계통 전압 및 출력 전류를 센싱하는 과정에서 발생하는 옵셋을 제거하여 인버터 제어 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 계통 연계 전력 관리 장치는 하나 이상의 배터리로 구성된 배터리 랙을 구성하는 배터리부와 연결되어, 상기 배터리부를 방전시켜 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 계통으로 제공하고, 상기 계통으로부터 제공되는 교류의 계통 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 배터리부를 충전시키는 전력 변환부; 및 충방전 지령치에 따라 상기 전력 변환부가 상기 배터리부를 충전 또는 방전시키도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 계통으로부터 공급되는 계통 전압 또는 상기 인버터에서 상기 계통으로 출력되는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 디지털 신호의 옵셋(Offset)을 검출하는 옵셋 검출부; 및 상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고, 상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치는 인버터와 연계된 계통의 계통 전압 또는 상기 인버터의 출력 전류를 센싱하는 센싱부; 상기 센싱부를 통해 센싱된 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부; 상기 디지털 신호의 옵셋을 검출하는 옵셋 검출부; 및 상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고, 상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 방법은 인버터와 연계된 계통의 계통 전압 또는 상기 인버터의 출력 전류를 센싱하는 단계; 상기 센싱된 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 단계; 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 디지털 신호의 옵셋을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 단계를 포함한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 옵셋에 의해 발생하는 교류측의 직류 성분을 제거함으로써 전력 관리 장치의 인버터와 연계된 리액터에 발생하는 손실을 감소시키고 출력 전류의 왜곡을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 센싱된 신호의 입력측에서 옵셋을 제거하기 때문에 출력측에서 보상할 수 있도록 제어기를 설계함에 따른 시스템 복잡성을 피하고 알고리즘 수행을 위한 수행 처리 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 옵셋의 실질적인 변경 여부 및 옵셋을 적용한 보상의 가부를 판단하여 소정의 조건을 만족하는 경우에만 보상을 진행함으로써, 불필요한 옵셋 보상이나 불안정한 상태에서의 옵셋 보상을 방지하여 시스템의 알고리즘 수행 처리 시간을 줄이고 시스템을 안정적으로 유지할 수 있다.
도 1은 인버터를 PWM 제어하기 위한 ADC의 변환 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 ADC에 의해 이상적으로 변환된 아날로그 신호와 디지털 신호의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 방법의 구체적인 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 방법의 구현 과정에서 옵셋 변경 여부 및 옵셋 적용 가부를 판단하는 구체적인 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 계통 전압을 센싱한 값에 1%의 옵셋이 발생한 경우의 인버터의 출력 전류를 나타내는 그래프이다.
도 8은 출력 전류를 센싱한 값에 1%의 옵셋이 발생한 경우의 인버터의 출력 전류를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라 계통 연계 인버터의 옵셋을 보상한 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치(100a)는 센싱부(110), 신호 변환부(120), 옵셋 검출부(130), 옵셋 버퍼(140) 및 보상부(150)를 포함한다.
센싱부(110)는 인버터와 연계된 계통의 계통 전압 또는 상기 인버터의 출력 전류를 센싱하고, 센싱된 계통 전압 또는 출력 전류를 신호 변환부(120)로 전달한다.
신호 변환부(120)는 센싱부(110)를 통해 센싱된 아날로그 신호의 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환한다. 신호 변환부(120)는 ADC(Analog to Digital Converter)와 같은 소자로 구성될 수 있다.
도 3에서 도시하지는 않았으나, 센싱부(110)와 신호 변환부(120) 사이에는 센싱보드(미도시)가 추가로 포함될 수 있고, 센싱보드는 센싱부(110)를 통해 센싱된 아날로그 신호를 신호 변환부(120)에 입력 가능한 범위의 신호로 바꿔서 신호 변환부(120)로 전달할 수 있다. 이 때, 센싱보드가 바꿔서 전달하는 신호의 범위는 신호 변환부(120)의 특성이나 성능에 따라 다른 값을 갖는다.
옵셋 검출부(130)는 신호 변환부(120)를 통해 변환된 디지털 신호의 옵셋(Offset)을 검출한다. 특히, 본 발명의 실시예에서 옵셋 검출부(130)는 소정의 샘플링 개수로 디지털 신호를 적분함으로써 옵셋을 검출한다.
구체적으로, 계통 전압 또는 출력 전류는 기본파 주파수(60Hz)의 배수 성분과 스위칭 주파수의 배수 성분을 갖는 정현파로 출력되고 옵셋은 직류 성분으로 계통 전압 또는 출력 전류에 중첩되는 점을 감안하여, 본 발명의 실시예에서 옵셋 검출부(130)는 디지털 신호를 적분하여 정현파로 형성된 계통 전압 또는 출력 전류 성분은 제거함으로써 직류 성분의 옵셋만을 검출한다.
이 때, 기본파 주파수는 계통에서 출력되는 전력 성분의 상용 주파수를 의미하고, 스위칭 주파수는 계통으로 출력하기 위한 목표 전력이나 계통으로부터 출력되는 목표 전력을 추종할 수 있도록 인버터의 온/오프 타이밍을 스위칭하는 주파수를 의미한다. 따라서, 스위칭 주파수는 인버터의 성능이나 제어 정확도 등을 반영하여 설정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 적분에 의해 정현파로 형성된 계통 전압 또는 출력 전류 성분이 제거될 수 있도록 소정의 샘플링 개수를 결정하여 적분하여야 한다.
구체적으로 옵셋 검출부(130)는 아래의 수학식 1에 따라서 샘플링 개수(Nsamp)를 결정한다.
Figure 112015129239231-pat00001
(단, α는 Nsamp가 양의 정수가 되도록 하는 양의 정수, Te는 기본파 주파수에 따른 기본파 주기의 1주기, Tsamp는 샘플링 주기를 의미)
샘플링 주기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함에 있어서 어느 정도의 주기로 디지털 신호를 표본화했는지를 나타내는 값이다.
주파수와 주기는 서로 반비례함을 고려하여 본 발명의 실시예에서는 특정 주파수 성분이 한 번 반복되는 주기를 해당 주파수에 따른 주기라고 표현하기로 한다. 즉, 기본파 주파수에 따른 기본파 주기는 기본파 주파수 성분이 한 번 반복되는 주기를 의미한다.
수학식 1에 기재된 바와 같이, 샘플링 주기(Tsamp)의 배수(Nsamp)가 기본파 주파수에 따른 기본파 주기의 1주기(Te)와 일치하는 경우(α=1)에 Nsamp개의 디지털 신호를 적분하면 계통 전압 또는 출력 전류에 포함된 기본파 주파수 및 기본파 주파수의 정수배를 갖는 주파수 성분들은 모두 제거될 수 있다.
또한, 샘플링 주기(Tsamp)의 배수(Nsamp)가 기본파 주파수에 따른 기본파 주기의 1주기(Te)와 일치하지 않는 경우에는 샘플링 주기(Tsamp)의 배수(Nsamp)를 기본파 주파수에 따른 기본파 주기(Te)의 배수(α)와 동일하게 Nsamp를 결정하고, Nsamp개의 디지털 신호를 적분하면 계통 전압 또는 출력 전류에 포함된 기본파 주파수 및 기본파 주파수의 정수배를 갖는 주파수 성분들은 모두 제거될 수 있다.
더불어, 전술한 바와 같이 계통 전압 또는 출력 전류는 기본파 주파수의 배수를 갖는 성분과 스위칭 주파수의 배수를 갖는 성분을 포함하는데, 샘플링 주기(Tsamp)와 스위칭 주파수에 따른 스위칭 주기(Tsw)는 "Tsamp = 2*Tsw" 또는 "Tsamp = Tsw"와 같은 관계를 갖기 때문에, 전술한 샘플링 개수(Nsamp)로 적분할 경우 스위칭 주파수의 배수를 갖는 성분도 함께 제거될 수 있다. 따라서, 스위칭 주파수 성분은 별도로 고려할 필요가 없음을 알 수 있다.
그리고, 옵셋 검출부(130)는 아래의 수학식 2에 따라서 디지털 신호의 옵셋을 검출한다.
Figure 112015129239231-pat00002
즉, 상기의 수학식 1을 통해서 정현파 형태의 계통 전압 또는 출력 전류를 제거할 수 있는 샘플링 개수가 결정되었기 때문에, 수학식 2를 통해 디지털 신호를 적분할 경우 직류 성분의 옵셋만을 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서 옵셋 검출부(130)는 적분을 통해 정현파 형태의 계통 전압 또는 출력 전류가 제거될 수 있도록 수학식 1에 따라 샘플링 개수를 결정하고, 해당 샘플링 개수로 디지털 신호를 직분함으로써 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 직류 성분으로 발생하는 옵셋을 검출할 수 있다.
옵셋 버퍼(140)는 옵셋 검출부(130)를 통해 검출되는 옵셋을 저장한다.
보상부(150)는 옵셋 버퍼(140)에 저장된 옵셋을 반영하여 디지털 신호를 보상한다. 구체적으로 보상부(150)는 옵셋 버퍼(140)에 저장된 옵셋이 "+"값이면 해당 옵셋만큼 디지털 신호를 감소시키고, 옵셋 버퍼(140)에 저장된 옵셋이 "-"값이면 해당 옵셋만큼 디지털 신호를 증가시키는 방식으로 보상할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 기타 다양한 방식으로 옵셋을 반영하여 디지털 신호를 보상할 수 있을 것이다.
또한, 옵셋 검출부(130)가 결정한 샘플링 개수가 증가할수록 적분을 통해 검출된 옵셋의 크기가 증가하게 되어 발생된 옵셋의 실질적인 크기와 무관하게 디지털 신호가 보상될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서 보상부(150)는 옵셋을 반영함에 있어서 옵셋 크기에 대한 정규화(Normalization)를 추가로 수행하고, 정규화된 옵셋으로 디지털 신호를 보상할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치는 옵셋 변경 판단부(160) 및 옵셋 적용 판단부(170)를 더 포함할 수 있다.
옵셋 변경 판단부(160)는 옵셋 검출부(130)를 통해 검출된 옵셋의 크기가 보상이 필요한 정도로 변경되었는지를 판단한다. 즉, 옵셋이 실질적으로 보상이 필요하지 않은 정도로만 변경된 경우에는 불필요한 보상 과정을 생략하기 위해서 옵셋 변경 판단부(160)는 옵셋의 크기가 변경되었는지 판단한다.
구체적으로 옵셋 변경 판단부(160)는 옵셋 검출부(130)를 통해 검출된 옵셋의 크기가 신호 변환부(120)의 분해능을 초과하는 경우에 옵셋이 변경된 것으로 판단하고, 옵셋의 변경 여부를 나타내는 변경 플래그를 1로 설정하여 옵셋 버퍼(140)에 저장한다.
분해능이란 어떤 변수의 값을 주변 값들과 구분할 수 있는 능력의 척도를 의미하는 것으로, 신호 변환부(120)의 분해능 이하로 옵셋이 검출되는 경우에는 해당 옵셋을 반영하더라도 출력에는 영향이 없게 되므로 옵셋 변경 판단부(160)는 옵셋의 크기가 신호 변환부(120)의 분해능을 초과하는 경우에 옵셋이 변경된 것으로 판단한다.
옵셋 적용 판단부(170)는 검출된 옵셋을 적용한 보상이 가능한지 판단한다. 즉, 인버터가 과도상태(Transient-state)인 상태에서 옵셋을 보상할 경우 시스템을 오히려 불안정하게 할 수 있기 때문에 옵셋 적용 판단부(170)는 현재 인버터의 상태가 옵셋을 적용한 보상이 가능한 상태인지 판단한다.
구체적으로 옵셋 적용 판단부(170)는 인버터에 대한 상위 제어부(미도시)의 지령이 변경되지 않거나 상위 제어부의 지령이 변경된 후 소정의 시간이 경과하여 인버터가 정상상태(steady-state)로 동작하는 경우에 보상이 가능한 것으로 판단하고, 보상의 가부를 나타내는 안정화 플래그를 1로 설정하여 옵셋 버퍼(140)에 저장한다.
이 때, 도시하지는 않았으나 상위 제어부는 계통의 전력을 균일하게 유지할 수 있도록 배터리의 충방전 동작을 제어하기 위한 전력 지령값을 산출하여 전력 관리 장치로 전달하는 PMS(Power Management System)와 같은 구성이 될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 옵셋 변경 판단부(160)가 옵셋의 실질적인 변경 여부를 판단하여 옵셋이 변경된 경우에만 이를 나타내는 값에 해당하는 변경 플래그를 1로 설정하여 옵셋 버퍼(140)에 저장하고, 옵셋 적용 판단부(170)가 옵셋의 적용 가부를 판단하여 옵셋 적용이 가능한 경우에나 이를 나타내는 값에 해당하는 안정화 플래그를 1로 설정하여 옵셋 버퍼(140)에 저장한다.
따라서, 보상부(150)는 옵셋 버퍼(140)를 확인하여 변경 플래그와 안정화 플래그가 1인 경우에만 디지털 신호를 보상함으로써, 불필요한 옵셋 보상이나 불안정한 상태에서의 옵셋 보상을 방지하여 시스템의 알고리즘 수행 처리 시간을 줄이고 시스템을 안정적으로 유지할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 상술한 바와 같은 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치의 구성을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 계통 연계 전력 관리 장치(20)는 전력 관리 장치(Power Conditioning System; PCS) 제어기(100) 및 전력 변환부(200)를 포함한다.
PCS 제어기(100)는 상술한 바와 같이 전력 변환부(200)와 연계된 계통(10)의 계통 전압(vs)을 센싱하고 이를 기준으로 인버터(250)의 출력 전압(vc)을 조절하며, 이러한 동작을 통해서 인버터(250)를 통해 원하는 출력 전류(io)가 발생하도록 제어한다. 보다 구체적으로 PCS 제어기(100)는 충방전 지령치에 따라 전력 변환부(200)가 배터리 관리 장치(Battery Conditioning System; BCS)(30)의 배터리(38)를 충전 또는 방전시키도록 제어한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 PCS 제어기(100)는 상술한 바와 같이 디지털 신호로 변환된 계통 전압(vs) 또는 출력 전류(io)의 옵셋을 검출하고, 옵셋을 반영하여 보상을 수행하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치(100a), 및 보상된 디지털 신호에 기초하여 인버터를 통해 출력하고자 하는 목표 신호를 전력 변환부(200)로 제공하는 제어 장치(100b)를 포함한다. 이러한 PCS 제어기(100)에 포함된 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치(100a)의 구성은 도 3에서 구체적으로 기재하였으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전력 변환부(200)는 계통(10)과 배터리 관리 장치(30)를 연계하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로 전력 변환부(200)는 PCS 제어기(100)의 제어에 기초하여 하나 이상의 배터리(38)로 구성된 배터리 랙(34)과 연결되어 배터리 랙(34)을 방전시켜 배터리 랙(34)으로부터 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 계통(10)으로 제공하고, 계통(10)으로부터 제공되는 교류의 계통 전압을 직류 전압으로 변환하여 배터리 랙(34)을 충전시킨다.
이러한 전력 변환부(200)는 스위치 기어(210), 변압기(220), 차단기(230), 필터(240), 인버터(250) 및 평활 커패시터(270)를 포함한다.
스위치 기어(210)는 사고 발생시 사고 전류가 계통(150)으로 유입되거나, 전력 조절 시스템(130) 내로 유입되는 것을 차단한다.
변압기(220)는 계통(10)으로부터 공급되는 교류의 계통 전압을 미리 정해진 값으로 감압하여 인버터(250)로 공급하거나, 인버터(250)로부터 출력되는 교류 전압을 미리 정해진 값으로 승압하여 계통(10)으로 출력한다.
차단기(230)는 변압기(220)에 연결되어 교류 전압을 공급받으며, 사고 발생시 사고 전류가 계통(10)으로 유입되는 것을 차단하는 역할을 수행한다.
필터(240)는 인버터(250)로부터 출력되는 교류 전압의 고조파를 감소시키는 역할을 수행한다.
도 4에서는 이러한 필터(240)가 LCL타입으로 구성되는 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 다른 소자를 포함하여 다양한 형태로 필터(240)를 구성하는 것도 가능하다.
인버터(250)는 필터(240)로부터 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하거나, 배터리 관리 장치(30)로부터 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하는 역할을 수행한다.
평활 커패시터(270)는 배터리 관리 장치(30)로부터 인버터(250)로 입력되는 직류 전압 또는 인버터(250)로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 역할을 수행한다. 이러한 평활 커패시터(270)의 전압이 미리 충전되어 있어야 배터리 관리 장치(30)를 전력 변환부(200)에 연결할 때 돌입 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
만약, 배터리 관리 장치(30)를 전력 변환부(200)에 연결할 때 평활 커패시터(270)가 충전되어 있지 않으면 돌입 전류가 발생하게 되어 소자가 파괴되거나 화재가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에 따른 전력 변환부(200)는 초기 충전 모듈(미도시)을 더 포함함으로써, 평활 커패시터(270)의 충전시 돌입 전류의 발생을 방지할 수 있다.
전력 변환 장치(20)에 연결된 배터리 관리 장치(30)는 신재생 에너지원 또는 계통(10)으로부터 공급되는 전력을 저장하고, 피크 부하 또는 계통 사고 발생 시 저장되어 있는 전력을 계통(10)으로 공급한다.
본 발명의 실시예에서 배터리 관리 장치(30)는 배터리 랙 그룹(32), 배터리 랙(34) 및 배터리 모듈(36) 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 배터리 모듈(36)은 복수개의 배터리(38)들로 구성된 유닛을 의미하고, 배터리 랙(34)은 복수개의 배터리 모듈(36)들로 구성된 유닛을 의미하며, 배터리 랙 그룹(32)은 복수개의 배터리 랙(34)들로 구성된 유닛을 의미한다.
예컨대, 배터리 모듈(36)은 복수개의 배터리들(38)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구성될 수 있고, 배터리 랙(34)은 복수개의 배터리 모듈(36)을 직렬로 연결하여 구성될 수 있으며, 배터리 랙 그룹(32)은 복수개의 배터리 랙(34)들을 병렬로 연결하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 배터리 관리 장치(30)를 구성하는 최소 단위인 배터리들(38)은 2차 전지일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치(100a)를 포함하는 PCS 제어기(100)를 전력 변환부(200)에 적용함으로써, 배터리 에너지 저장 시스템의 동작시 주변 회로에서 발생하는 노이즈, CT(Current Transformer) 포화, 양자화 에러 등으로 인한 오차를 줄이고 전력 변환부(200)의 인버터(250)에 대한 계통 전압 및 출력 전류를 정확하게 센싱할 수 있다. 따라서, 보다 정확한 목표 신호로 인버터(250)를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 방법의 구체적인 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 방법의 구현 과정에서 옵셋 변경 여부 및 옵셋 적용 가부를 판단하는 구체적인 과정을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 센싱부(110)는 인버터와 연계된 계통의 계통 전압 또는 인버터의 출력 전류를 센싱하고(S100), 신호 변환부(120)는 센싱된 아날로그 신호의 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환한다(S200).
이어서 옵셋 검출부(130)는 신호 변환부(120)를 통해 변환된 디지털 신호의 옵셋을 검출하기 위해서 샘플링 개수를 결정하고(S300), 결정된 샘플링 개수로 디지털 신호의 계통 전압과 출력 전류를 적분하여 옵셋을 검출한다(S400).
구체적으로, 계통 전압 또는 출력 전류는 기본파 주파수(60Hz)의 배수 성분과 스위칭 주파수의 배수 성분을 갖는 정현파로 출력되고 옵셋은 직류 성분으로 계통 전압 또는 출력 전류에 중첩되는 점을 감안하여, 본 발명의 실시예에서 옵셋 검출부(130)는 디지털 신호를 적분하여 정현파로 형성된 계통 전압 또는 출력 전류 성분은 제거함으로써 직류 성분의 옵셋만을 검출한다.
이와 같이, 본 발명에서는 적분에 의해 정현파로 형성된 계통 전압 또는 출력 전류 성분이 제거될 수 있도록 소정의 샘플링 개수를 결정하여 적분하여야 한다.
소정의 샘플링 개수를 결정하고, 해당 샘플링 개수로 디지털 신호를 적분하기 위한 구체적인 수학식은 상술한 수학식 1 및 수학식 2를 통해 설명한 바 있으므로, 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 보상부(150)는 전술한 단계(S400)를 통해 검출된 옵셋을 반영하여 디지털 신호의 계통 전압 또는 출력 전류를 보상한다(S500).
도 5에서는 옵셋을 검출하고 검출된 옵셋을 바로 반영하여 디지털 신호를 보상하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에서 전술한 단계(S400) 이후에, 옵셋 변경 판단부(160)는 검출된 옵셋의 크기가 미리 설정된 소정의 크기를 초과하는지에 기초하여 옵셋 변경 여부를 판단하고(S420), 옵셋이 변경된 것으로 판단되면 옵셋의 변경 여부를 나타내는 변경 플래그를 1로 설정하고 옵셋을 업데이트한다(S440).
즉, 옵셋이 실질적으로 보상이 필요하지 않은 정도로만 변경된 경우에는 불필요한 보상 과정을 생략하기 위해서 옵셋 변경 판단부(160)는 옵셋의 크기가 미리 설정된 소정의 크기를 초과하는 경우에만 옵셋이 변경된 것으로 판단한다.
이 때, 소정의 크기는 전술한 단계(S200)에서 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부(120)의 분해능에 기초하여 설정될 수 있을 것이다.
분해능이란 어떤 변수의 값을 주변 값들과 구분할 수 있는 능력의 척도를 의미하는 것으로, 신호 변환부(120)의 분해능 이하로 옵셋이 검출되는 경우에는 해당 옵셋을 반영하더라도 출력에는 영향이 없게 되므로 옵셋의 크기가 신호 변환부(120)의 분해능을 초과하는 경우에만 옵셋이 변경된 것으로 판단할 수 있다.
이어서, 옵셋 적용 판단부(170)는 인버터가 과도상태인 상태에서 옵셋을 보상할 경우 시스템을 오히려 불안정하게 할 수 있음을 감안하여, 인버터가 정상상태로 동작하는지 판단하고(S460), 인버터가 정상상태로 동작하는 경우에 보상이 가능한 것으로 판단하고 보상의 가부를 나타내는 안정화 플래그를 1로 설정한다(S480).
즉, 인버터에 대한 상위 제어부의 지령이 변경되지 않거나 상위 제어부의 지령이 변경된 후 소정의 시간이 경과하여 인버터가 정상상태로 동작하는 경우에는 옵셋을 보상하더라도 시스템이 불안정해지지 않으므로 옵셋 적용 판단부(170)는 인버터가 정상상태로 동작하는 경우에 보상이 가능한 것으로 판단한다.
그리고 전술한 단계(S500)에서 보상부(150)는 옵셋 버퍼(140)를 확인하여 변경 플래그 및 안정화 플래그를 확인하고, 변경 플래그 및 안정화 플래그가 1인 경우 디지털 신호를 보상함으로써, 불필요한 옵셋 보상이나 불안정한 상태에서의 옵셋 보상을 방지하여 시스템의 알고리즘 수행 처리 시간을 줄이고 시스템을 안정적으로 유지할 수 있다.
도 6에서는 옵셋이 실질적으로 변경되었는지를 판단하는 단계가 먼저 수행되고 옵셋 보상이 가능한지를 판단하는 단계가 나중에 수행되는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 옵셋 보상이 가능한지를 판단하는 단계가 먼저 수행되고 옵셋이 실질적으로 변경되었는지를 판단하는 단계가 나중에 수행되는 것도 가능하고, 각 단계가 동시에 수행될 수도 있을 것이다.
도 7은 계통 전압을 센싱한 값에 1%의 옵셋이 발생한 경우의 인버터의 출력 전류를 나타내는 그래프이다.
도 8은 출력 전류를 센싱한 값에 1%의 옵셋이 발생한 경우의 인버터의 출력 전류를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라 계통 연계 인버터의 옵셋을 보상한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 계통 전압을 센싱한 값에 1%의 옵셋이 발생한 경우 해당 옵셋에 기초하여 인버터를 제어하게 되고, 그로 인해서 인버터의 출력 전류에 7% 가량의 옵셋이 발생함을 확인할 수 있다. 즉, 센싱된 값에 옵셋이 발생함에 따라 A상 전류에는 약 +7%의 옵셋이 발생하고, C상 전류에는 약 -7%의 옵셋이 발생한 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 출력 전류를 센싱한 값에 1%의 옵셋이 발생한 경우 해당 옵셋에 기초하여 인버터를 제어하게 되고, 그로 인해서 인버터의 출력 전류에 1% 가량의 옵셋이 발생함을 확인할 수 있다.
반면, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 계통 연계 인버터의 옵셋을 보상한 경우 각 상의 출력 전류에는 불평형이 존재하지 않음을 확인할 수 있다.
더불어 이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20: 전력 관리 장치 100: PCS 제어기
100a: 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 100b: 제어 장치
110: 센싱부 120: 신호 변환부
130: 옵셋 검출부 140: 옵셋 버퍼
150: 보상부 160: 옵셋 변경 판단부
170: 옵셋 적용 판단부 200: 전력 변환부
210: 스위치 기어 220: 변압기
230: 차단기 240: 필터
250: 인버터 270: 평활 커패시터

Claims (16)

  1. 하나 이상의 배터리로 구성된 배터리 랙을 포함하는 배터리부와 연결되어, 상기 배터리부를 방전시켜 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 계통으로 제공하고, 상기 계통으로부터 제공되는 교류의 계통 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 배터리부를 충전시키는 전력 변환부; 및
    충방전 지령치에 따라 상기 전력 변환부가 상기 배터리부를 충전 또는 방전시키도록 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 계통으로부터 공급되는 계통 전압 또는 인버터에서 상기 계통으로 출력되는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 디지털 신호의 옵셋(Offset)을 검출하는 옵셋 검출부; 및
    상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고,
    상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출하고,
    상기 옵셋 검출부는 상기 디지털 신호에 대한 샘플링 주기의 배수가 상기 계통 전압 또는 출력 전류에 포함된 기본파 주파수에 따른 기본파 주기의 배수와 일치하도록 상기 소정의 샘플링 개수를 결정하고, 상기 결정된 샘플링 개수를 이용하여 상기 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 전력 관리 장치.
  2. 삭제
  3. 하나 이상의 배터리로 구성된 배터리 랙을 포함하는 배터리부와 연결되어, 상기 배터리부를 방전시켜 공급되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 계통으로 제공하고, 상기 계통으로부터 제공되는 교류의 계통 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 배터리부를 충전시키는 전력 변환부; 및
    충방전 지령치에 따라 상기 전력 변환부가 상기 배터리부를 충전 또는 방전시키도록 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 계통으로부터 공급되는 계통 전압 또는 인버터에서 상기 계통으로 출력되는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 디지털 신호의 옵셋(Offset)을 검출하는 옵셋 검출부; 및
    상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고,
    상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출하고,
    상기 옵셋 검출부는 상기 계통 전압 또는 출력 전류의 기본파 주파수의 1주기 성분과 상기 디지털 신호의 샘플링 주기에 기초하여 상기 소정의 샘플링 개수를 결정하고, 상기 결정된 샘플링 개수를 이용하여 상기 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 전력 관리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 검출된 옵셋의 크기가 상기 신호 변환부의 분해능을 초과하는지에 기초하여 상기 옵셋의 변경 여부를 판단하는 옵셋 변경 판단부를 더 포함하고,
    상기 옵셋 변경 판단부는 상기 옵셋의 크기가 상기 분해능을 초과하는 경우 상기 옵셋이 변경된 것으로 판단하고, 상기 보상부는 상기 옵셋 변경 판단부를 통해 상기 옵셋이 변경된 것으로 판단되면 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 전력 관리 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 디지털 신호에 대한 보상이 가능한지 판단하는 옵셋 적용 판단부를 더 포함하고,
    상기 옵셋 적용 판단부는 상기 인버터에 대한 상위 제어부의 지령이 변경되지 않거나, 상기 상위 제어부의 지령이 변경된 후 소정의 시간이 경과하여 상기 인버터가 정상상태(steady-state)로 동작하는 경우에 상기 보상이 가능한 것으로 판단하고, 상기 보상부는 상기 옵셋 적용 판단부를 통해 상기 디지털 신호에 대한 보상이 가능한 것으로 판단되면 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 전력 관리 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 옵셋의 변경 여부를 나타내는 변경 플래그가 저장되는 옵셋 버퍼를 더 포함하고, 상기 옵셋의 크기가 상기 신호 변환부의 분해능을 초과하는 경우 상기 변경 플래그는 1로 설정되고,
    상기 보상부는 상기 옵셋 버퍼를 확인하여 상기 변경 플래그가 1인 경우 상기 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 전력 관리 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 보상의 가부를 나타내는 안정화 플래그가 저장되는 옵셋 버퍼를 더 포함하고, 상기 인버터가 정상상태로 동작하는 경우에 상기 안정화 플래그는 1로 설정되고,
    상기 보상부는 상기 옵셋 버퍼를 확인하여 상기 안정화 플래그가 1인 경우 상기 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 전력 관리 장치.
  9. 인버터와 연계된 계통의 계통 전압 또는 상기 인버터의 출력 전류를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱부를 통해 센싱된 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 디지털 신호의 옵셋을 검출하는 옵셋 검출부; 및
    상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고,
    상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출하고,
    상기 옵셋 검출부는 상기 디지털 신호에 대한 샘플링 주기의 배수가 상기 계통 전압 또는 출력 전류에 포함된 기본파 주파수에 따른 기본파 주기의 배수와 일치하도록 상기 소정의 샘플링 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치.
  10. 삭제
  11. 인버터와 연계된 계통의 계통 전압 또는 상기 인버터의 출력 전류를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱부를 통해 센싱된 계통 전압 또는 출력 전류를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 디지털 신호의 옵셋을 검출하는 옵셋 검출부; 및
    상기 검출된 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 보상부를 포함하고,
    상기 옵셋 검출부는 소정의 샘플링 개수로 상기 디지털 신호를 적분하여 상기 옵셋을 검출하고,
    상기 옵셋 검출부는 상기 계통 전압 또는 출력 전류의 기본파 주파수의 1주기 성분과 상기 디지털 신호의 샘플링 주기에 기초하여 상기 소정의 샘플링 개수를 결정하고, 상기 결정된 샘플링 개수를 이용하여 상기 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치.
  12. 삭제
  13. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 검출된 옵셋의 크기가 상기 신호 변환부의 분해능을 초과하는지에 기초하여 상기 옵셋의 변경 여부를 판단하는 옵셋 변경 판단부를 더 포함하고,
    상기 옵셋 변경 판단부는 상기 옵셋의 크기가 상기 분해능을 초과하는 경우 상기 옵셋이 변경된 것으로 판단하고, 상기 보상부는 상기 옵셋 변경 판단부를 통해 상기 옵셋이 변경된 것으로 판단되면 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치.
  14. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 디지털 신호에 대한 보상이 가능한지 판단하는 옵셋 적용 판단부를 더 포함하고,
    상기 옵셋 적용 판단부는 상기 인버터에 대한 상위 제어부의 지령이 변경되지 않거나, 상기 상위 제어부의 지령이 변경된 후 소정의 시간이 경과하여 상기 인버터가 정상상태(steady-state)로 동작하는 경우에 상기 보상이 가능한 것으로 판단하고, 상기 보상부는 상기 옵셋 적용 판단부를 통해 상기 디지털 신호에 대한 보상이 가능한 것으로 판단되면 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치.
  15. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 옵셋의 변경 여부를 나타내는 변경 플래그가 저장되는 옵셋 버퍼를 더 포함하고, 상기 옵셋의 크기가 상기 신호 변환부의 분해능을 초과하는 경우 상기 변경 플래그는 1로 설정되고,
    상기 보상부는 상기 옵셋 버퍼를 확인하여 상기 변경 플래그가 1인 경우 상기 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치.
  16. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 보상의 가부를 나타내는 안정화 플래그가 저장되는 옵셋 버퍼를 더 포함하고, 상기 인버터가 정상상태로 동작하는 경우에 상기 안정화 플래그는 1로 설정되고,
    상기 보상부는 상기 옵셋 버퍼를 확인하여 상기 안정화 플래그가 1인 경우 상기 옵셋을 반영하여 상기 디지털 신호를 보상하는 것을 특징으로 하는 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치.
KR1020150190749A 2015-12-31 2015-12-31 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치 KR101761033B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190749A KR101761033B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190749A KR101761033B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170079788A KR20170079788A (ko) 2017-07-10
KR101761033B1 true KR101761033B1 (ko) 2017-07-24

Family

ID=59356203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150190749A KR101761033B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101761033B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200094945A (ko) 2019-01-31 2020-08-10 경남대학교 산학협력단 동기좌표계 위상동기루프 및 이를 이용한 단상 계통형 인버터의 dc 오프셋 보상 방법과 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021137686A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-08 Mimos Berhad Interfacing circuit and analog to digital converter for battery monitoring applications and a method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200094945A (ko) 2019-01-31 2020-08-10 경남대학교 산학협력단 동기좌표계 위상동기루프 및 이를 이용한 단상 계통형 인버터의 dc 오프셋 보상 방법과 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170079788A (ko) 2017-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7602627B2 (en) Electrical power source, operational method of the same, inverter and operational method of the same
US8422258B2 (en) Maximum power point tracker, power conversion controller, power conversion device having insulating structure, and method for tracking maximum power point thereof
US9906134B1 (en) Insulation detecting circuit, power converting device and insulation impedance value detecting method
KR101171603B1 (ko) 전력 변환 장치
AU2016344885A1 (en) Power conversion system and control device
JP6608105B1 (ja) 制御装置
KR101476099B1 (ko) 3레벨 전력변환기를 이용한 하이브리드 무변압기형 무정전 전원장치
JP7228949B2 (ja) 電力変換装置
KR101761033B1 (ko) 계통 연계 인버터의 옵셋 보상 장치 및 이를 포함하는 계통 연계 전력 관리 장치
US11063530B2 (en) Method for removing direct current component at output terminal of MMC converter
JP2019030199A (ja) 電力変換装置、電力変換システム
JP2009171652A (ja) 電力変換装置
TWI505597B (zh) 智慧型微電網電力品質管理的操作系統
JP2009092504A (ja) 電圧異常検出装置
JP4946642B2 (ja) 高調波電流補償装置
US9948207B2 (en) Inverter control apparatus
JP6921631B2 (ja) 電源システム
JP5495319B2 (ja) 蓄電装置
EP4184780A1 (en) Control device and power conversion device
US20220334151A1 (en) Open-phase detection circuit and power conversion apparatus
KR20140118556A (ko) 서버 파워의 역률 보상 회로 및 그 방법
CN114597897A (zh) 电能质量补偿装置及其控制方法
Van Papendorp Digital control of line-interactive UPS
Chen et al. Service Entrance Multiple-Function Power Converter for Quality Power Supply to Critical and Sensitive Loads

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant