KR101846212B1 - The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof - Google Patents

The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101846212B1
KR101846212B1 KR1020180016504A KR20180016504A KR101846212B1 KR 101846212 B1 KR101846212 B1 KR 101846212B1 KR 1020180016504 A KR1020180016504 A KR 1020180016504A KR 20180016504 A KR20180016504 A KR 20180016504A KR 101846212 B1 KR101846212 B1 KR 101846212B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inverter
voltage
axis
signal
current
Prior art date
Application number
KR1020180016504A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정호
심현섭
Original Assignee
국제전기 주식회사
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 국제전기 주식회사 filed Critical 국제전기 주식회사
Priority to KR1020180016504A priority Critical patent/KR101846212B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101846212B1 publication Critical patent/KR101846212B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02M7/493—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 the static converters being arranged for operation in parallel
    • 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
    • H02M7/53—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • 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
    • H02M7/53—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation

Abstract

본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치는 2개 이상의 인버터가 병렬 연결되었을 때 각각의 인버터가 서로 균등한 전력으로 부하를 분담하도록 하여 각 인버터 간 유효 전력 편차나 무효 전력의 편차로 인해 인버터간 순환 전류가 발생 됨을 방지하고, 상기 각 인버터에는 상기 인버터에 내부 장착되어 H-브릿지(Bridge) 회로를 이용하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 IGBT 전력 변환부(3)와, 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력된 PWM 펄스 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파 형태로 변환하는 LC 필터부(5)가 갖추어진 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 LC 필터부(5)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 온(On)되어 부하로 전류를 흘려보내는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 오프(Off)되어 전류 흐름을 끊는 인버터 스위치(Inverter Switch)(1)와; 상기 인버터 스위치(1)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 오프(Off)되는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 온(On)되어 바이패스(Bypass) 선로로부터 입력된 3상 교류 전원을 부하측으로 공급하는 바이패스 스위치(Bypass Switch)(4); 상기 인버터 스위치(1)가 스위치 온(On)되고 바이패스 스위치(4)가 스위치 오프(Off)된 상태에서 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 인버터 전류와, LC 필터부(5)로부터 인버터 스위치(1)로 전달되는 3상 부하 전압과 3상 부하 전류 그리고 바이패스 선로(6)로부터 출력된 3상 바이패스 전압을 동기 신호 발생부(7)로부터 제공된 동기 신호에 맞춰 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환 값으로 변환하는 DQ 변환부(9); 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부; 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 전압 전류 제어부(15); 상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동상인 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(7); 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 주파수 제어부(17); 상기 전압 전류 제어부(15)와 주파수 제어부(17)의 제어 신호에 따라 인버터의 출력 전압과 주파수를 조정하기 위한 지령 신호를 발생하는 DQ 역변환부(13); 및 상기 DQ 역변환부(13)로부터 출력된 지령 신호를 IGBT 전력 변환부(3)의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 스위칭시키기 위한 공간 벡터 펄스 폭 변조 신호(SV PWM: Space Vector Pulse Width Modulation)로 변환하는 SV PWM 변환부(19)로 이루어져, 인버터의 유효 전력이 증가하면 증가된 유효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추고 인버터의 무효 전력이 증가하면 증가된 무효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압을 낮춤으로써 병렬 연결된 2개 이상의 인버터가 부하를 균등하게 분담하도록 한다.In accordance with the present invention, when two or more inverters are connected in parallel, each inverter shares the load with equal power, so that the effective power between each inverter An IGBT power conversion unit for converting a DC power source into an AC power source by using an H-bridge circuit installed in the inverter and preventing the circulation current between the inverters from being generated due to a deviation or a deviation of the reactive power, (V / F) based on active damping and repetitive control compensation equipped with an LC filter unit (5) for filtering the PWM pulse signal output from the IGBT power converter (3) In the inverter control apparatus of the present invention, when the inverter is normally operated by being connected to the output terminal of the LC filter unit (5), the inverter is switched on Sending the other hand, it is switched off (Off) the time when a failure has occurred to the inverter the inverter switch to break the current flow (Inverter Switch) (1) and; And is switched off when the inverter is normally operated. On the other hand, when a failure occurs in the inverter, the inverter is switched on and the three-phase alternating current (AC) input from the bypass line A bypass switch (4) for supplying power to the load side; The inverter current outputted from the IGBT power conversion section 3 and the output current from the LC filter section 5 when the inverter switch 1 is switched on and the bypass switch 4 is switched off The 3-phase load voltage and the 3-phase load current delivered to the inverter switch 1 and the 3-phase bypass voltage output from the bypass line 6 are DQ converted according to the synchronizing signal supplied from the synchronizing signal generator 7, A DQ conversion unit 9 for converting the synchronous coordinate conversion value into a synchronous coordinate conversion value; Compensates the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the current phase angle compensation value provided from the parameter stored in the memory and outputs the phase angle compensated three-phase load current and the DQ conversion unit 9), calculates a new active power reference value (Pref) and a reactive power reference value (Qref) by using the three-phase load voltage transmitted from the active power reference value generator (Droop) signal for lowering the voltage frequency output from the inverter by using the reactive power reference (Pref), and when the reactive power of the inverter increases, the reactive power reference value is used to generate an invalid A voltage / frequency (V / F) parallel droop control unit for generating a power droop signal; A voltage current controller 15 for transmitting a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases; A synchronous signal generator 7 for generating a synchronous signal in phase with the Q-axis voltage signal of the three-phase bypass voltage converted by the DQ converter 9; A frequency control unit 17 for transmitting a control signal for lowering the voltage frequency outputted from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases; A DQ inverting unit 13 for generating a command signal for adjusting the output voltage and frequency of the inverter according to the control signals of the voltage current control unit 15 and the frequency control unit 17; And a space vector pulse width modulation (SV PWM) signal for switching an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of the IGBT power conversion section 3 from the command signal output from the DQ inverting section 13 And an SV PWM converter 19 for converting the output of the inverter to an output of the inverter in order to lower the output voltage frequency of the inverter to lower the increased active power when the inverter's effective power increases and to increase the reactive power when the inverter's reactive power increases By lowering the voltage, two or more inverters connected in parallel will share the load equally.

Figure R1020180016504
Figure R1020180016504

Description

능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법{The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a V / F droop parallel operation inverter control apparatus and a control method thereof, which are based on active damping and repetitive control compensation,

본 발명은 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 2개 이상의 인버터들을 병렬 연결하였을 때 각 인버터들 간 부하 분담률을 1대1로 자동 조정함으로써 각 인버터들 간 유효 전력과 무효 전력 편차를 없애 인버터 간 전력 편차로 인해 발생 될 수 있는 순환 전류를 억제할 수 있는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a control apparatus and method for controlling a V / F droop parallel inverter based on active damping and repetitive control compensation, and more particularly, 1, V / F droop parallel operation inverter control based on active damping and repetitive control compensation which can suppress the circulating current that can be generated due to the power deviation between inverters by eliminating the deviation of active power and reactive power between each inverter And a control method thereof.

일반적으로, 인버터의 용량을 확대하기 위한 방법으로는 인버터 내 파워 소자의 전압 및 전류 용량을 증대하여 새로운 제품을 설계하는 방법과 기존에 개발된 인버터를 병렬 구성하여 설계하는 방법이 있다.Generally, as a method for expanding the capacity of the inverter, there are a method of designing a new product by increasing the voltage and current capacity of the power device in the inverter, and a method of designing the inverter that is conventionally developed in parallel.

산업용 인버터의 경우 파워소자의 제한된 전압 및 전류 용량으로 인해 대용량 인버터를 개발하는 것에는 한계가 있으므로, 최근 병렬 구조 인버터가 많이 설계되는 추세이다.In the case of industrial inverters, due to the limited voltage and current capacity of power devices, there is a limit to develop large capacity inverters.

상기 2개 이상의 인버터를 병렬 연결하는 방식은 필요에 따라 인버터를 추가하거나 변경 또는 제거함으로써 전력 변환 용량을 조절할 수 있고, 인버터에 장애가 발생 되었을 때에는 고장이 난 인버터를 교체하여 전력 시스템을 정상화할 수도 있다.In the method of connecting the two or more inverters in parallel, the power conversion capacity can be adjusted by adding, changing or eliminating the inverters as necessary, and when the inverter fails, the inverter can be replaced to normalize the power system .

한편, 상기 인버터로부터 출력되는 교류 전원에는 고조파 성분이 포함될 수 있는데, 종래의 인버터는 상기 고조파 성분을 감쇄하기 위해 고조파 분석법을 이용하여 고조파 성분을 분석한 다음, 고조파 보상 제어 방법을 이용하여 고조파를 감쇄하고 있다.Meanwhile, the AC power output from the inverter may include a harmonic component. In order to attenuate the harmonic component, the conventional inverter analyzes the harmonic component using the harmonic analysis method, and then uses the harmonic compensation control method to attenuate the harmonic component .

상기 고조파 보상 제어 방법은 각 고조파 차수별로 고조파 크기와 위상을 구한 다음, 각 고조파를 영('0')으로 제어하는 방법이다.The harmonic compensation control method is a method of calculating harmonic magnitude and phase for each harmonic order, and then controlling each harmonic to zero (0).

하지만, 상기 고조파 보상 제어 방법은 고조파를 감쇄하는 제어기 개수가 고조파 차수별로 구성되어야 함으로 계산량이 많고, 인버터에 연결되는 부하 특성에 따라 왜란으로부터 민감하게 동작할 수 있어, 고조파 보상 계수가 부하특성에 의해 변화되어야 한다는 문제점이 있었다.However, since the harmonic compensation control method requires a large number of calculations due to the number of harmonics-attenuating controllers, the harmonic compensation coefficient can be operated sensitively according to the characteristics of the load connected to the inverter. There has been a problem that it must be changed.

한편, 종래의 인버터는 인버터의 출력단에 설치된 LC 필터부의 커패시터 전류를 센싱(Sensing)한 다음, 센싱 결과에 따라 인버터 출력 전압이나 출력 전류를 보상 제어해야 함으로 LC 필터부에 전류 센싱 모듈이 추가되어야 한다는 문제점도 있었다.Meanwhile, since the conventional inverter senses the capacitor current of the LC filter unit provided at the output terminal of the inverter and then compensates the inverter output voltage and output current according to the sensing result, a current sensing module should be added to the LC filter unit There was also a problem.

또한, 상기 인버터를 2개 이상 병렬 연결하였을 때에는 각 인버터마다 인버터 구성 부품의 특성 편차가 존재할 수 있고, 부하 특성에 영향을 받는 전력 라인의 임피던스 영향, 그리고, 각 구성 부품의 온도 변화 특성의 상이함으로 인해 각 인버터들이 부하로 공급되는 유효 전력과, 무효 전력을 1 대 1로 균등하게 분담할 수 없다는 문제점이 있었다.In addition, when two or more inverters are connected in parallel, there may be a characteristic variation of the inverter component for each inverter, and the influence of the impedance of the power line affected by the load characteristics and the temperature variation characteristics of the components There is a problem in that each of the inverters can not evenly share the active power supplied to the load and the reactive power one by one.

이때, 각 인버터들간에 유효 전력과 무효 전력 편차가 발생 되면 인버터 상호간 순환 전류가 발생 되고 상기 순환 전류로 인해 인버터로부터 과전류가 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.At this time, if there is a deviation between the effective power and the reactive power between the inverters, a circulating current is generated between the inverters, and an overcurrent may be generated from the inverter due to the circulating current.

한편, 2개 이상이 병렬 연결된 인버터 간 유효 전력과 무효 전력 편차를 최소화하기 위해 V/F 드룹 기반의 인버터 병렬 운전이 개발되었는데, 상기 V/F(Voltage/Frequency) 드룹(Droop) 기반의 인버터 병렬 운전은 단지 부하측으로부터 계산된 전압 값과 전류 값을 이용하여 유효 전력과 무효 전력 편차를 보상함으로써 병렬 연결된 인버터 간 파워 정보 교환 없이도 병렬 운전이 가능한 방식이다.On the other hand, parallel operation of inverters based on V / F droop has been developed in order to minimize the deviation of the active power and the reactive power between two or more parallel connected inverters. Inverter parallel operation based on voltage / frequency (V / F) Operation can be performed in parallel without power information exchange between parallel connected inverters by compensating for active power and reactive power deviation using only voltage and current values calculated from the load side.

하지만, 종래의 V/F 드룹 기반의 인버터 병렬 운전은 각 인버터 별 유효 전력과 무효 전력 편차를 보상하기 위해 부하측으로부터 계산된 전압 값과 전류 값을 그대로 이용할 경우 각 인버터별 유효 전력과 무효 전력 편차가 일어난 시간부터 유효 전력과 무효 전력 편차가 보상되기까지의 시간이 오래 걸려 인버터의 병렬 운전 상태가 불안정하다는 문제점이 있었다.However, in the conventional V / F droop-based inverter parallel operation, when the voltage value and the current value calculated from the load side are directly used to compensate the active power and the reactive power deviation of each inverter, the effective power and the reactive power deviation There is a problem that it takes a long time to compensate for the deviation of the reactive power and the reactive power from the time of occurrence, and the parallel operation state of the inverter is unstable.

한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1639825"호의 "인버터의 전류 제어 장치"가 출원되어 등록되었는데, 상기 인버터의 전류 제어 장치는 계통의 3상 전압을 D축 전압 및 Q축 전압으로 변환하고, 상기 변환된 D축 전압 및 Q축 전압을 계통 전압의 주파수에 따라 회전 변환하여 제1 D축 전압 및 제1 Q축 전압을 출력하는 제1 회전 변환기와; 상기 제1 회전 변환기에 의해 출력되는 제1 D축 전압 과 제1 Q축 전압으로부터 고조파 신호를 제거하여 제2 D축 전압과 제2 Q축 전압을 출력하는 저역 통과 필터; 상기 d-q 변환 및 회전 변환기와 저역통과필터의 출력 신호를 감산하는 감산기; 상기 감산기의 출력 신호에 대해 정회전 및 역회전 변환하여 위상 지연만큼 앞선 위상을 갖는 제3 D축 전압 및 제3 Q축 전압을 검출하는 제2 회전 변환기; 상기 제2 및 3 D축 전압을 이용하여 D축 계통 전압을 검출하고, 상기 검출된 D축 계통 전압을 이용하여 부하로 공급될 D축 구동 전압을 생성하는 D축 전류 제어기; 및 상기 제2 및 3 Q축 전압을 이용하여 Q축 계통 전압을 검출하고, 상기 검출된 Q축 계통 전압을 이용하여 부하로 공급될 Q축 구동 전압을 생성하는 Q축 전류 제어기를 포함한다.On the other hand, in the prior art of the present invention, the "current control device of the inverter" of the patent registration number "10-1639825" is filed and registered. The current control device of the inverter controls the D- And outputting a first D-axis voltage and a first Q-axis voltage by rotationally converting the converted D-axis voltage and the Q-axis voltage according to the frequency of the system voltage; A low-pass filter for removing a harmonic signal from a first D-axis voltage and a first Q-axis voltage output by the first rotation converter to output a second D-axis voltage and a second Q-axis voltage; A subtractor for subtracting an output signal of the d-q conversion and the rotation converter and a low-pass filter; A second rotation converter for detecting a third D-axis voltage and a third Q-axis voltage having a phase that is phase ahead of the output signal of the subtracter by forward and reverse rotation; A D-axis current controller for detecting the D-axis system voltage using the second and third D-axis voltages and generating a D-axis drive voltage to be supplied to the load using the detected D-axis system voltage; And a Q-axis current controller that detects the Q-axis system voltage using the second and third Q-axis voltages and generates a Q-axis drive voltage to be supplied to the load using the detected Q-axis system voltage.

대한민국 특허등록번호 10-1639825 (2016.07.14)Korea Patent Registration No. 10-1639825 (2016.07.14) 대한민국 특허등록번호 10-1763071 (2017.07.31)Korea Patent Registration No. 10-1763071 (July 31, 2017)

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 종래보다 간단한 제어 방법으로 인버터로부터 출력되는 각 차수의 고조파 성분을 감쇄함과 동시에 2개 이상의 인버터가 병렬 연결된 상태에서 구동될 때 부하 불평형으로 인한 부하 전압의 불균형 현상을 보상할 수 있고, V/F 드룹(Voltage/Frequency Droop) 제어시 유효 전력과 무효 전력의 편차를 보다 빠르게 보상하여 인버터의 부하 분담 특성을 향상시킬 수 있는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.In order to solve the above problems, in order to solve the above problems, a harmonic component of each order outputted from the inverter is attenuated by a simpler control method than that of the prior art, and when the two or more inverters are driven in parallel, (V / F droop control), which can improve the load sharing characteristics of the inverter by compensating the deviation between the active power and the reactive power more quickly in the control of the V / F droop (V / F droop) / F drive parallel operation inverter control device and control method.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 여러 대의 인버터가 병렬 운전시 각 인버터로부터 발생될 수 있는 유효 전력과 무효 전력 편차를 보다 빠르게 보상함으로써 인버터의 병렬 운전 상태를 보다 안정화시킬 수 있는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method and apparatus for active damping and repetitive control that can more stabilize the parallel operation state of an inverter by compensating the active power and reactive power deviation that can be generated from each inverter in parallel operation, And to provide a compensation based V / F droop parallel operation inverter control device and control method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치는 2개 이상의 인버터가 병렬 연결되었을 때 각각의 인버터가 서로 균등한 전력으로 부하를 분담하도록 하여 각 인버터 간 유효 전력 편차나 무효 전력의 편차로 인해 인버터간 순환 전류가 발생 됨을 방지하고, 상기 각 인버터에는 상기 인버터에 내부 장착되어 H-브릿지(Bridge) 회로를 이용하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 IGBT 전력 변환부(3)와, 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력된 PWM 펄스 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파 형태로 변환하는 LC 필터부(5)가 갖추어진 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 LC 필터부(5)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 온(On)되어 부하로 전류를 흘려보내는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 오프(Off)되어 전류 흐름을 끊는 인버터 스위치(Inverter Switch)(1)와; 상기 인버터 스위치(1)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 오프(Off)되는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 온(On)되어 바이패스(Bypass) 선로로부터 입력된 3상 교류 전원을 부하측으로 공급하는 바이패스 스위치(Bypass Switch)(4); 상기 인버터 스위치(1)가 스위치 온(On)되고 바이패스 스위치(4)가 스위치 오프(Off)된 상태에서 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 인버터 전류와, LC 필터부(5)로부터 인버터 스위치(1)로 전달되는 3상 부하 전압과 3상 부하 전류 그리고 바이패스 선로(6)로부터 출력된 3상 바이패스 전압을 동기 신호 발생부(7)로부터 제공된 동기 신호에 맞춰 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환 값으로 변환하는 DQ 변환부(9); 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11); 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 전압 전류 제어부(15); 상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동상인 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(7); 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 주파수 제어부(17); 상기 전압 전류 제어부(15)와 주파수 제어부(17)의 제어 신호에 따라 인버터의 출력 전압과 주파수를 조정하기 위한 지령 신호를 발생하는 DQ 역변환부(13); 및 상기 DQ 역변환부(13)로부터 출력된 지령 신호를 IGBT 전력 변환부(3)의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 스위칭시키기 위한 공간 벡터 펄스 폭 변조 신호(SV PWM: Space Vector Pulse Width Modulation)로 변환하는 SV PWM 변환부(19)로 이루어져, 인버터의 유효 전력이 증가하면 증가된 유효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추고 인버터의 무효 전력이 증가하면 증가된 무효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압을 낮춤으로써 병렬 연결된 2개 이상의 인버터가 부하를 균등하게 분담하도록 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a V / F split loop parallel inverter control system based on active damping and repetitive control compensation, wherein when two or more inverters are connected in parallel, each inverter shares the load with equal power And prevents a circulation current between the inverters from being generated due to a deviation of the active power deviation or reactive power between the inverters, and each inverter is internally mounted to the inverter and uses an H-bridge circuit to supply the DC power to the AC power An IGBT power conversion section 3 for converting the IGBT power converted by the IGBT power conversion section 3, (5) for converting a PWM pulse signal into a sinusoidal wave form, the V / F droop parallel operation inverter control apparatus comprising: an LC filter unit (5) The inverter is switched on when the inverter is normally operated and flows to the load when the inverter is in normal operation. On the other hand, when an inverter fails, the inverter switch 1 )Wow; And is switched off when the inverter is normally operated. On the other hand, when a failure occurs in the inverter, the inverter is switched on and the three-phase alternating current (AC) input from the bypass line A bypass switch (4) for supplying power to the load side; The inverter current outputted from the IGBT power conversion section 3 and the output current from the LC filter section 5 when the inverter switch 1 is switched on and the bypass switch 4 is switched off The 3-phase load voltage and the 3-phase load current delivered to the inverter switch 1 and the 3-phase bypass voltage output from the bypass line 6 are DQ converted according to the synchronizing signal supplied from the synchronizing signal generator 7, A DQ conversion unit 9 for converting the synchronous coordinate conversion value into a synchronous coordinate conversion value; Compensates the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the current phase angle compensation value provided from the parameter stored in the memory, A new active power reference value Pref and a reactive power reference value Qref are calculated using the three-phase load voltage transmitted from the DQ conversion unit 9 and when the effective power of the inverter increases Generates an active power droop signal for lowering the voltage frequency outputted from the inverter by using the active power reference value Pref and outputs it from the inverter using the reactive power reference value when the reactive power of the inverter increases A voltage / frequency (V / F) parallel droop control unit 11 for generating a reactive power droop signal for lowering the voltage; A voltage current controller 15 for transmitting a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases; A synchronous signal generator 7 for generating a synchronous signal in phase with the Q-axis voltage signal of the three-phase bypass voltage converted by the DQ converter 9; A frequency control unit 17 for transmitting a control signal for lowering the voltage frequency outputted from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases; A DQ inverting unit 13 for generating a command signal for adjusting the output voltage and frequency of the inverter according to the control signals of the voltage current control unit 15 and the frequency control unit 17; And a space vector pulse width modulation (SV PWM) signal for switching an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of the IGBT power conversion section 3 from the command signal output from the DQ inverting section 13 And an SV PWM converter 19 for converting the output of the inverter to an output of the inverter in order to lower the output voltage frequency of the inverter to lower the increased active power when the inverter's effective power increases and to increase the reactive power when the inverter's reactive power increases By lowering the voltage, two or more inverters connected in parallel will share the load equally.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법은 2개 이상의 인버터가 병렬 연결되고 2개 이상의 인버터에 부하가 공통으로 연결되었을 때, 인버터의 유효 전력이 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮춰 증가된 유효 전력을 낮추고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮춰 증가된 무효 전력을 낮추게 된다.According to the present invention, there is provided a control apparatus and a control method for a V / F split loop parallel inverter based on active damping and repetitive control compensation according to the present invention, wherein when two or more inverters are connected in parallel and loads are commonly connected to two or more inverters, As the effective power of the inverter increases, the voltage output from the inverter is lowered to lower the increased active power. When the reactive power of the inverter increases, the voltage output from the inverter is lowered to lower the increased reactive power.

결과적으로, 인버터의 유효 전력과 무효 전력을 일정하게 유지함으로써 인버터간 유효 전력 편차와 무효 전력 편차로 인해 발생 될 수 있는 순환 전류에 의해 인버터로부터 과전류가 출력됨을 억제할 수 있다.As a result, it is possible to suppress the output of the overcurrent from the inverter due to the circulating current that can be generated due to the active power deviation between the inverters and the reactive power deviation by keeping the active power and the reactive power constant.

따라서, 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법은 2개 이상의 인버터가 병렬 연결된 상태에서 운전될 때 부하 불평형으로 인한 부하 전압의 불균형 현상을 보상할 수 있고, V/F 드룹(Voltage/Frequency Droop) 제어시 유효 전력과 무효 전력의 편차를 보상하여 인버터의 부하 분담 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the control device and the control method of the V / F droop parallel operation based on the active damping and the repetitive control compensation according to the present invention compensate the unbalance of the load voltage due to the load unbalance when the two or more inverters are operated in parallel connection. And the load sharing characteristic of the inverter can be improved by compensating the deviation of the active power and the reactive power when controlling the V / F droop (Voltage / Frequency droop).

또한, 본 발명은 여러 대의 인버터가 병렬 운전시 각 인버터로부터 발생 될 수 있는 유효 전력과 무효 전력 편차를 보다 빠르게 보상함으로써 인버터의 병렬 운전 상태를 보다 안정화시킬 수 있다. In addition, the present invention can stabilize the parallel operation state of the inverter more quickly by compensating the active power and the reactive power deviation that can be generated from each inverter in parallel operation of several inverters more quickly.

도면 1은 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치의 제어 블록도,
도면 2는 도면 1에 도시한 각 구성 요소를 구체화한 제어 블록도,
도면 3a 내지 도면 3b는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법의 제어 흐름도,FIG. 1 is a control block diagram of a V / F droop parallel operation inverter control apparatus based on active damping and repetitive control compensation according to the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram embodying each component shown in FIG. 1;
FIGS. 3a to 3b are control flow charts of a method of controlling a V / F droop parallel operation inverter based on active damping and repetitive control compensation;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치는 도면 1에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 인버터가 병렬 연결되었을 때 각각의 인버터가 서로 균등한 전력으로 부하를 분담하도록 하여 각 인버터 간 유효 전력 편차나 무효 전력의 편차로 인해 인버터간 순환 전류가 발생됨을 방지하고, 상기 각 인버터에는 상기 인버터에 내부 장착되어 H-브릿지(Bridge) 회로를 이용하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 IGBT 전력 변환부(3)와, 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력된 PWM 펄스 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파 형태로 변환하는 LC 필터부(5)가 갖추어진 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치에 있어서, 상기 LC 필터부(5)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 온(On)되어 부하로 전류를 흘려보내는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 오프(Off)되어 전류 흐름을 끊는 인버터 스위치(Inverter Switch)(1)와; 상기 인버터 스위치(1)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 오프(Off)되는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 온(On)되어 바이패스(Bypass) 선로로부터 입력된 3상 교류 전원을 부하측으로 공급하는 바이패스 스위치(Bypass Switch)(4); 상기 인버터 스위치(1)가 스위치 온(On)되고 바이패스 스위치(4)가 스위치 오프(Off)된 상태에서 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 인버터 전류와, LC 필터부(5)로부터 인버터 스위치(1)로 전달되는 3상 부하 전압과 3상 부하 전류 그리고 바이패스 선로(6)로부터 출력된 3상 바이패스 전압을 동기 신호 발생부(7)로부터 제공된 동기 신호에 맞춰 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환 값으로 변환하는 DQ 변환부(9); 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11); 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 전압 전류 제어부(15); 상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동상인 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(7); 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 주파수 제어부(17); 상기 전압 전류 제어부(15)와 주파수 제어부(17)의 제어 신호에 따라 인버터의 출력 전압과 주파수를 조정하기 위한 지령 신호를 발생하는 DQ 역변환부(13); 및 상기 DQ 역변환부(13)로부터 출력된 지령 신호를 IGBT 전력 변환부(3)의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 스위칭시키기 위한 공간 벡터 펄스 폭 변조 신호(SV PWM: Space Vector Pulse Width Modulation)로 변환하는 SV PWM 변환부(19)로 이루어져, 인버터의 유효 전력이 증가하면 증가된 유효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추고 인버터의 무효 전력이 증가하면 증가된 무효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압을 낮춤으로써 병렬 연결된 2개 이상의 인버터가 부하를 균등하게 분담하도록 한다.As shown in FIG. 1, when two or more inverters are connected in parallel to each other, the inverters of the V / F droop parallel operation inverter control apparatus based on the active damping and the repetitive control compensation according to the present invention load And prevents a circulating current between the inverters from being generated due to a deviation of reactive power between inverters or a reactive power between the inverters, and each inverter is internally mounted in the inverter, and the DC power is alternately supplied to the alternating current An IGBT power conversion section (3) for converting the power supplied from the IGBT power conversion section (5) for converting a PWM pulse signal into a sinusoidal wave form, the V / F droop parallel operation inverter control apparatus comprising: an LC filter unit (5) The inverter is switched on when the inverter is normally operated and flows to the load when the inverter is in normal operation. On the other hand, when an inverter fails, the inverter switch 1 )Wow; And is switched off when the inverter is normally operated. On the other hand, when a failure occurs in the inverter, the inverter is switched on and the three-phase alternating current (AC) input from the bypass line A bypass switch (4) for supplying power to the load side; The inverter current outputted from the IGBT power conversion section 3 and the output current from the LC filter section 5 when the inverter switch 1 is switched on and the bypass switch 4 is switched off The 3-phase load voltage and the 3-phase load current delivered to the inverter switch 1 and the 3-phase bypass voltage output from the bypass line 6 are DQ converted according to the synchronizing signal supplied from the synchronizing signal generator 7, A DQ conversion unit 9 for converting the synchronous coordinate conversion value into a synchronous coordinate conversion value; Compensates the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the current phase angle compensation value provided from the parameter stored in the memory and outputs the phase angle compensated three-phase load current and the DQ conversion unit 9), calculates a new active power reference value (Pref) and a reactive power reference value (Qref) by using the three-phase load voltage transmitted from the active power reference value generator (Droop) signal for lowering the voltage frequency output from the inverter by using the reactive power reference (Pref), and when the reactive power of the inverter increases, the reactive power reference value is used to generate an invalid A voltage / frequency (V / F) parallel droop controller 11 for generating a power droop signal; A voltage current controller 15 for transmitting a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases; A synchronous signal generator 7 for generating a synchronous signal in phase with the Q-axis voltage signal of the three-phase bypass voltage converted by the DQ converter 9; A frequency control unit 17 for transmitting a control signal for lowering the voltage frequency outputted from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases; A DQ inverting unit 13 for generating a command signal for adjusting the output voltage and frequency of the inverter according to the control signals of the voltage current control unit 15 and the frequency control unit 17; And a space vector pulse width modulation (SV PWM) signal for switching an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of the IGBT power conversion section 3 from the command signal output from the DQ inverting section 13 And an SV PWM converter 19 for converting the output of the inverter to an output of the inverter in order to lower the output voltage frequency of the inverter to lower the increased active power when the inverter's effective power increases and to increase the reactive power when the inverter's reactive power increases By lowering the voltage, two or more inverters connected in parallel will share the load equally.

상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 DQ 변환부(9)로부터 3상 부하 전압과 3상 부하 전류에 대한 DQ 동기 좌표 변환 값을 입력받아 부하에 공급되는 유효 전력(P)과 무효 전력(Q)값을 계산하는 PQ 변환부(21)와, 병렬 드룹(Droop) 제어 신호를 만들기 위해 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압를 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하는 V/F 드룹(Droop) 위상 오차 보상부(23), 상기 인버터로부터 출력되는 유효 전력이 증가하면, 인버터로부터 출력되는 전압 주파수가 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)과 드룹 계수(Kp)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 유효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 유효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 유효 전력 레퍼런스 값 변화분(dPref)과 변화분 드룹 계수(Kpd)를 곱한 값을 더하여 유효 전력 드룹 신호(Pdrp)를 생성하는 유효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(25), 상기 인버터로부터 출력되는 무효 전력이 증가되면, 인버터로부터 출력되는 전압이 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 무효 전력 레퍼런스 값(Qref)과 드룹 계수(Kq)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 무효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 무효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 무효 전력 레퍼런스 값 변화분(dQref)과 변화분 드룹 계수(Kqd)를 곱한 값을 더하여 무효 전력 드룹 신호(Qdrp)를 생성하는 무효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(27)로 이루어질 수 있다.2, the V / F parallel droop control unit 11 receives the DQ synchronous coordinate conversion values for the three-phase load voltage and the three-phase load current from the DQ conversion unit 9, A PQ conversion unit 21 for calculating a value of a reactive power P and a reactive power Q to be supplied to the Droop control unit 20 and a current phase angle compensation value provided from a parameter stored in a memory to generate a parallel droop control signal, Phase load current inputted from the DQ converting unit 9 and compensates the phase angle of the three-phase load current by using the three-phase load current compensated for by the phase angle and the three-phase load voltage delivered from the DQ converting unit 9, A V / F droop phase error compensator 23 for calculating a reference value Pref and a reactive power reference value Qref, and a V / F droop phase error compensator 23 for calculating a reactive power reference value When the output voltage frequency is at a constant rate (N) sampled effective power reference value (Pref) by the droop coefficient (Kp) multiplied by the effective power reference value (Pref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) And a value obtained by multiplying the active power reference value change dPref by the variation group loop coefficient Kpd, which is a variation between the value of the active power reference value Pdrp and the active power reference value sampled at the current time (n-1) (V / F droop phase error compensating unit) 25 for controlling the voltage output from the inverter to decrease at a predetermined ratio when the reactive power output from the inverter increases, (N) sampled reactive power reference value and the reactive power reference value sampled at the current previous (n-1) to the value obtained by multiplying the reactive power reference value Qref calculated by the dead time counter 23 by the droop coefficient Kq, Change between reference values May be made of a reactive power reference value change minutes (dQref) and variation coefficient minutes droop reactive power droop to generate reactive power droop signal (Qdrp) plus the product of the (Kqd) (Droop) signal generator 27.

상기 전압 전류 제어부(15)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 무효 전력 드룹 신호 생성부(27)에서 생성된 무효 전력 드룹 신호(Qdrp) 사이의 오차를 계산하는 제1 D축 오차 계산기(29)와, 상기 제1 D축 오차 계산기(29)의 출력 신호와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 D축 전압 신호(Vlde) 사이의 오차를 계산하는 제2 D축 오차 계산기(31), 상기 제2 D축 오차 계산기(31)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 D축 레퍼런스 신호를 생성하는 D축 전압 제어부(33)와, 현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 D축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 D축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 D축 전향 보상값을 호출하여 D축 가감산부(36)로 출력하는 D축 반복 제어부(35), 상기 D축 전압 제어부(33)로부터 출력된 신호에 D축 반복 제어부(35)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 D축 전류 신호(Iide)를 감산하는 D축 가감산부(36), 상기 D축 가감산부(36)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 보상값을 얻는 D축 전류 제어부(39), 상기 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 D축 전류 제어부(39)로부터 출력된 보상값을 가산하여 최종 D축 전압 제어 신호(Vdref)를 생성하는 D축 가산기(41), 상기 인버터 출력전압 Q축 레퍼런스 신호(Vref(q))와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 Q축 전압 신호(Vlqe) 사이의 오차를 계산하는 제1 Q축 오차 계산기(43), 상기 제1 Q축 오차 계산기(43)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 Q축 레퍼런스 신호를 생성하는 Q축 전압 제어부(45), 현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 Q축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 Q축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 Q축 전향 보상값을 호출하여 Q축 가감산부(48)로 출력하는 Q축 반복 제어부(47), 상기 Q축 전압 제어부(45)로부터 출력된 신호에 Q축 반복 제어부(47)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 Q축 전류 신호(Iide)를 감산하는 Q축 가감산부(48), 상기 Q축 가감산부(48)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 최종 Q축 전압 제어 신호(Vqref)를 생성하는 Q축 전류 제어부(51)로 이루어질 수 있다.2, the voltage-current control unit 15 is connected between the inverter output voltage D-axis reference signal Vref (d) and the reactive power drop signal Qdrp generated by the reactive power drop signal generating unit 27 Axis error voltage calculator 29 for calculating an error between the output signal of the first D-axis error calculator 29 and the D-axis voltage signal of the three-phase load voltage converted by the DQ conversion unit 9 A second D-axis error calculator 31 for calculating an error between the first D-axis error calculator 31 and the second D-axis error calculator 31, a D-axis voltage control unit 31 for performing proportional- And stores the D-axis deflection compensation value obtained by multiplying the average value of the D-axis voltage of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power converter 3 at the present time (Time) by a gain value, , And the D-axis deflection compensation value stored before one cycle or half cycle of the current time (Time) A D-axis repetition control section 35 for outputting a signal to the D-axis acceleration / deceleration section 36, a signal output from the D-axis repetition control section 35 to a signal output from the D-axis voltage control section 33, A D-axis acceleration / deceleration section 36 for subtracting the D-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the D-axis acceleration / deceleration section 9, The D-axis current control unit 39 obtains the final D-axis voltage control signal Vdref by adding the inverter output voltage D axis reference signal Vref (d) and the compensation value output from the D axis current control unit 39 Axis voltage signal Vlqe of the three-phase load voltage converted by the DQ converting unit 9, and a D-axis adder 41 for calculating an error between the inverter output voltage Q-axis reference signal Vref (q) A first Q-axis error calculator 43 for performing a proportional-integral control on the signal output from the first Q-axis error calculator 43, A Q-axis voltage controller 45 for generating a reference signal and a gain value for the Q-axis voltage average value of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power converter 3 at the current time (Time) A Q-axis repetition control unit 47 for storing the multiplied Q-axis deflection compensation value, calling the Q-axis deflection compensation value stored before one cycle or half-cycle of the current time (Time) and outputting it to the Q- Axis feedback control unit 47 to the signal output from the Q-axis voltage control unit 45 and then outputs the Q-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the DQ conversion unit 9 And a Q-axis current control unit 51 that performs proportional-integral control on the signal output from the Q-axis acceleration / deceleration unit 48 to generate a final Q-axis voltage control signal Vqref .

상기 D축 반복 제어부(35)와 Q축 반복 제어부(47)는 현재 샘플링 타임의 60Hz의 한 주기 전 또는 60Hz 반 주기 전 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 출력된 3상 인버터 전압을 3회 이상 샘플링하여 메모리에 저장해두었다가 현재 샘플링 타임에 한주기, 또는 반주기 이전 값을 참조하여 보상값을 계산하여 전향 보상한다.The D-axis repetition control section 35 and the Q-axis repetition control section 47 output the three-phase inverter voltage output from the output terminal of the 60 Hz half cycle of the current sampling time or the 60 Hz half cycle IGBT power conversion section 3 three times And stores it in the memory. The compensation value is calculated by referring to the value of the current sampling time or the value before the half-cycle period, and performs forward compensation.

현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 D축 전향 보상값 또는 Q축 전향 보상값은 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 D축 전압 평균값 또는 Q축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 값이다.The D-axis deflection compensation value or the Q-axis deflection compensation value stored before one cycle or half period of the current time (Time) is sampled from the output terminal of the IGBT power conversion section 3 before one cycle or half cycle of the current time The value obtained by multiplying the D axis voltage average value or the Q axis voltage average value of the sampled three-phase inverter voltage by the gain value.

상기 D축 반복 제어부(35)와 Q축 반복 제어부(47)에 의한 고조파 보상 방법은 단지, D축과 Q축에 장착된 D축 반복 제어부(35)와 Q축 반복 제어부(47)를 이용하여 각 차수의 고조파를 모두 보상할 수 있고, 동시에 부하 불평형으로 나타나는 부하 전압의 불균형 보상 효과와, 인버터 병렬 V/F 드룹 제어 운전시 유효 전력, 무효 전력 편차 보상 효과 등으로 인해 인버터가 2개 이상 병렬 연결되어 운용시 우수한 병렬 운전 부하 분담 특성을 가지도록 한다. The harmonic compensation method by the D-axis repetition control section 35 and the Q-axis repetition control section 47 is performed only by using the D-axis repetition control section 35 and the Q-axis repetition control section 47 mounted on the D- The harmonics of each order can be compensated. At the same time, due to the unbalance compensation effect of the load voltage which is caused by the load unbalance, and the effective power and the reactive power deviation compensation effect during the inverter parallel V / F droop control operation, So that they have good parallel load sharing characteristics in operation.

상기 주파수 제어부(17)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 동기 신호 발생부(7)로부터 출력된 동기 신호에서 상기 유효 전력 드룹 신호 생성부(25)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호(Pdrp)를 감산하는 주파수 감산기(53)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the frequency control unit 17 generates the active power drop signal Pdrp output from the active power drop signal generating unit 25 from the synchronization signal output from the synchronization signal generating unit 7, And a frequency subtracter 53 for subtracting the frequency.

상기 DQ 역변환부(13)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 D축 가산기(41)로부터 출력된 최종 D축 전압 제어 신호(Vdref)와 상기 Q축 전류 제어부(51)로부터 출력된 최종 Q축 전압 제어 신호(Vqref)를 DQ 역변환하여 3상 인버터 전류 지령 신호를 생성하고, 상기 주파수 감산기(53)로부터 출력된 위상각 신호 주파수에 따라 3상 인버터 전류 지령 신호 주파수를 조정한다.2, the DQ inverting unit 13 receives the final D-axis voltage control signal Vdref output from the D-axis adder 41 and the final D-axis voltage control signal Vdref output from the Q-axis current control unit 51, Phase inverter current command signal to generate a three-phase inverter current command signal by inversely converting the voltage control signal Vqref to DQ, and adjusts the three-phase inverter current command signal frequency according to the phase angle signal frequency output from the frequency subtracter 53. [

상기 D축 전류 제어부(39)의 출력단에는 도면 2에 도시한 바와 같이, LC 필터부(5)의 공진 이득을 상쇄시키기 위해 LC 필터부(5)의 공진 극점 이득과 서로 반대 되는 주파수 특성을 이용하여 D축 전류 제어부(39)의 출력단으로부터 출력되는 LC 필터부(5)의 공진 주파수를 억제하는 D축 노치 필터(55)(Notch Filter)가 부가 장착된다.As shown in FIG. 2, at the output terminal of the D-axis current control unit 39, a frequency characteristic opposite to the resonance pole gain of the LC filter unit 5 is used to cancel the resonance gain of the LC filter unit 5 And a D-axis notch filter 55 (Notch Filter) for suppressing the resonance frequency of the LC filter unit 5 output from the output terminal of the D-axis current control unit 39 is additionally mounted.

또한, 상기 Q축 전류 제어부(51)의 출력단에는 도면 2에 도시한 바와 같이, LC 필터부(5)의 공진 이득을 상쇄시키기 위해 LC 필터부(5)의 공진 극점 이득과 서로 반대가 되는 주파수 특성을 이용하여 Q축 전류 제어부(51)의 출력단으로부터 출력되는 LC 필터부(5)의 공진 주파수를 억제하는 Q축 노치 필터(57)(Notch Filter)를 더 포함한다.As shown in FIG. 2, at the output terminal of the Q-axis current control unit 51, a frequency which is opposite to the resonance pole gain of the LC filter unit 5 in order to cancel the resonance gain of the LC filter unit 5 Axis notch filter 57 (notch filter) for suppressing the resonance frequency of the LC filter unit 5 output from the output terminal of the Q-axis current control unit 51 using the characteristic of the Q-axis current control unit 51. [

상기 D축 노치 필터(55)와 Q축 노치 필터(57)는 노치 필터의 주파수 특성을 이용하여 상기 LC 필터부(5)의 공진 주파수를 상쇄시킨다.The D-axis notch filter 55 and the Q-axis notch filter 57 cancel the resonance frequency of the LC filter portion 5 using the frequency characteristic of the notch filter.

상기 D축 노치 필터(55)와 Q축 노치 필터(57)는 추가 부품 없이 단지 필터 주파수와 이득을 조정함으로써 인버터 전압을 매우 안정되게 제어할 수 있다.The D-axis notch filter 55 and Q-axis notch filter 57 can control the inverter voltage very steadily by merely adjusting the filter frequency and gain without additional components.

또한, 인버터 출력 전압의 전반적인 제어 과정을 단, 한 샘플 타임 주기에 가능해지도록 함으로써 부하 과도 응답 동특성에서도 우수한 성능을 나타낼 수 있다.In addition, by performing the overall control process of the inverter output voltage in one sample time period, it can exhibit excellent performance in load transient response dynamics.

상기 DQ 변환부(9)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 인버터의 LC 필터부(5)로부터 부하로 공급되는 3상 부하 전압을 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환값(Vlde,Vlqe)으로 변환하는 부하측 전압 DQ 변환부(59)와, 상기 바이패스 선로(6)로부터 바이패스(Bypass)된 3상 바이패스 전압을 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환값(Vbqe)으로 변환하는 바이패스(Bypass) 전압 DQ 변환부(61), 상기 인버터의 LC 필터부(5)로부터 부하로 공급되는 3상 부하 전류를 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환값(Ilde,Ilqe)으로 변환하는 부하측 전류 DQ 변환부(63), 및 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 3상 인버터 전류를 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환값(Iide,Iiqe)으로 변환하는 인버터측 전류 DQ 변환부(65)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the DQ conversion section 9 performs DQ conversion on the three-phase load voltage supplied from the LC filter section 5 of the inverter to the load and converts the three-phase load voltage into DQ synchronous coordinate conversion values (Vlde and Vlqe) And a bypass circuit for converting the three-phase bypass voltage bypassed from the bypass line 6 to a DQ synchronous coordinate conversion value Vbqe, A load side current DQ conversion unit 63 for converting the three-phase load current supplied from the LC filter unit 5 of the inverter to the load and converting the DQ to the DQ synchronous coordinate conversion value (Ilde, Ilqe) And an inverter-side current DQ conversion unit 65 for converting the three-phase inverter current outputted from the IGBT power conversion unit 3 into a DQ synchronous coordinate conversion value (Iide, Iiqe) by DQ conversion.

상기 동기 신호 발생부(7)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동기된 1차 바이패스 동기 신호를 출력하는 1차 위상 고정 루프(67)(PLL: Phase Locked Loop)와; 상기 1차 위상 고정 루프(67)로부터 출력된 1차 바이패스 동기 신호와 이중화 동기된 2차 바이패스 동기 신호를 출력하는 2차 위상 고정 루프(69)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the synchronous signal generating section 7 outputs a primary bypass synchronous signal synchronized with the Q-axis voltage signal of the three-phase bypass voltage converted by the DQ converting section 9 A primary phase locked loop 67 (PLL: Phase Locked Loop); And a secondary phase locked loop 69 for outputting the primary bypass synchronizing signal output from the primary phase locked loop 67 and the secondary bypass synchronizing signal synchronized with the replica.

한편, 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법은 도면 3a 내지 도면 3b에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 인버터가 병렬 연결되었을 때 각각의 인버터가 서로 균등한 전력으로 부하를 분담하도록 하여 각 인버터 간 유효 전력 편차나 무효 전력의 편차로 인해 인버터간 순환 전류가 발생됨을 방지하고, 상기 각 인버터에는 상기 인버터에 내부 장착되어 H-브릿지(Bridge) 회로를 이용하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 IGBT 전력 변환부(3)와, 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력된 PWM 펄스 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파 형태로 변환하는 LC 필터부(5), 상기 LC 필터부(5)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 온(On)되어 부하로 전류를 흘려보내는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 오프(Off)되어 전류 흐름을 끊는 인버터 스위치(Inverter Switch)(1), 상기 인버터 스위치(1)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 오프(Off)되는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 온(On)되어 바이패스(Bypass) 선로로부터 입력된 3상 교류 전원을 부하측으로 공급하는 바이패스 스위치(Bypass Switch)(4)가 구비된 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법에 있어서, 상기 인버터 스위치(1)가 스위치 온(On)되고 바이패스 스위치(4)가 스위치 오프(Off)된 상태에서 상기 인버터에 설치된 DQ 변환부(9)가 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 인버터 전류와, LC 필터부(5)로부터 인버터 스위치(1)로 전달되는 3상 부하 전압과 3상 부하 전류 그리고 바이패스 선로(6)로부터 출력된 3상 바이패스 전압을 동기 신호 발생부(7)로부터 제공된 동기 신호에 맞춰 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환 값으로 변환하는 단계(S1)와; 상기 인버터에 설치된 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)가 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 단계(S2); 상기 인버터에 설치된 전압 전류 제어부(15)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S3); 상기 인버터에 설치된 동기 신호 발생부(7)가 상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동상인 동기 신호를 발생하는 단계(S4); 상기 인버터에 설치된 주파수 제어부(17)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S5); 상기 DQ 역변환부(13)가 상기 전압 전류 제어부(15)와 주파수 제어부(17)의 제어 신호에 따라 인버터의 출력 전압과 주파수를 조정하기 위한 지령 신호를 발생하는 단계(S6); 상기 인버터에 설치된 SV PWM 변환부(19)가 상기 DQ 역변환부(13)로부터 출력된 지령 신호를 IGBT 전력 변환부(3)의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 스위칭시키기 위한 공간 벡터 펄스 폭 변조 신호(SV PWM: Space Vector Pulse Width Modulation)로 변환하는 단계(S7)로 이루어져, 인버터의 유효 전력이 증가하면 증가된 유효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 증가 된 무효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압을 낮춤으로써 병렬 연결된 2개 이상의 인버터가 부하를 균등하게 분담하도록 한다.As shown in FIGS. 3A to 3B, when the two or more inverters are connected in parallel, the inverters of the V / F droop parallel operation inverter based on the active damping and the repetitive control compensation according to the present invention, A load is shared by one electric power, a circulating current between the inverters is prevented from being generated due to a deviation of the active power difference or reactive power between the inverters, and each inverter is provided with an H-bridge circuit An IGBT power conversion section 3 for converting a DC power source to an AC power source, an LC filter section 5 for filtering the PWM pulse signal output from the IGBT power conversion section 3 to convert the PWM pulse signal into a sinusoidal wave form, When the inverter is connected to the output terminal of the LC filter unit 5 and is normally operated, the switch is turned on and current is supplied to the load. On the other hand, when a fault occurs in the inverter The inverter 1 is connected to the output terminal of the inverter switch 1 and is switched off when the inverter is normally operated. On the other hand, if the inverter fails, And a bypass switch (4) for supplying the 3-phase AC power input from the bypass line to the load side when the power supply voltage is generated and the V / The inverter control method according to claim 1, wherein, when the inverter switch (1) is switched on and the bypass switch (4) is switched off, the DQ converter (9) The three-phase load voltage and the three-phase load current delivered from the LC filter unit 5 to the inverter switch 1 and the three-phase load current and the three-phase load current output from the bypass line 6, which are output from the IGBT power conversion unit 3, Bypass voltage Phase synchronization signal generation unit 7 converts DQ according to the synchronization signal supplied from the converting with DQ synchronous coordinate conversion value (S1) and; (V / F) parallel drop control unit 11 provided in the inverter uses a current phase angle compensation value provided from a parameter stored in the memory to calculate a three-phase load current Phase current and a three-phase load voltage supplied from the DQ converting unit 9 to compensate the phase angle of the reactive power reference (Pref) and the reactive power reference Reference value (Qref) is calculated. When the effective power of the inverter increases, a real power drop signal (Droop) for lowering the voltage frequency output from the inverter using the active power reference value (Pref) Generating a reactive power drop signal for lowering the voltage output from the inverter using the reactive power reference value when the reactive power increases; When the voltage / current control unit 15 provided in the inverter increases the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11, it transmits a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inversion unit 13 (S3); (S4) a synchronizing signal generator 7 provided in the inverter generates a synchronizing signal that is in phase with the Q-axis voltage signal of the 3-phase bypass voltage converted by the DQ converting unit 9; When the frequency control unit 17 provided in the inverter increases the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11, it transmits a control signal for lowering the voltage frequency output from the inverter to the DQ inversion unit 13 (S5); The step (S6) of generating a command signal for adjusting the output voltage and frequency of the inverter according to the control signals of the voltage current controller (15) and the frequency controller (17); The SV PWM converter 19 provided in the inverter outputs the command signal outputted from the DQ inverting unit 13 to the space vector pulse width modulating signal for switching the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of the IGBT power converter 3 (S7) that converts the output voltage of the inverter to an SV PWM (Space Vector Pulse Width Modulation). When the effective power of the inverter increases, the output voltage frequency of the inverter is lowered to lower the increased active power. By lowering the output voltage of the inverter to reduce the reactive power, two or more parallel-connected inverters share the load equally.

상기 인버터에 설치된 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)가 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 단계(S2)는 상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 PQ 변환부(21)가 상기 DQ 변환부(9)로부터 3상 부하 전압과 3상 부하 전류에 대한 DQ 동기 좌표 변환 값을 입력받아 부하에 공급되는 유효 전력(P)과 무효 전력(Q)값을 계산하는 단계와; 상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 V/F 드룹(Droop) 위상 오차 보상부(23)가 병렬 드룹(Droop) 제어 신호를 만들기 위해 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하는 단계; 상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 유효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(25)가 상기 인버터로부터 출력되는 유효 전력이 증가하면, 인버터로부터 출력되는 전압 주파수가 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)과 드룹 계수(Kp)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 유효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 유효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 유효 전력 레퍼런스 값 변화분(dPref)과 변화분 드룹 계수(Kpd)를 곱한 값을 더하여 유효 전력 드룹 신호(Pdrp)를 생성하는 단계; 상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 무효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(27)가 상기 인버터로부터 출력되는 무효 전력이 증가되면, 인버터로부터 출력되는 전압이 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 무효 전력 레퍼런스 값(Qref)과 드룹 계수(Kq)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 무효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 무효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 무효 전력 레퍼런스 값 변화분(dQref)과 변화분 드룹 계수(Kqd)를 곱한 값을 더하여 무효 전력 드룹 신호(Qdrp)를 생성하는 단계로 이루어질 수 있다.(V / F) parallel drop control unit 11 provided in the inverter uses a current phase angle compensation value provided from a parameter stored in the memory to calculate a three-phase load current Phase current and a three-phase load voltage supplied from the DQ converting unit 9 to compensate the phase angle of the reactive power reference (Pref) and the reactive power reference Reference value (Qref) is calculated. When the effective power of the inverter increases, a real power drop signal (Droop) for lowering the voltage frequency output from the inverter using the active power reference value (Pref) (S2) of generating a reactive power droop signal for lowering the voltage output from the inverter using the reactive power reference value when the reactive power increases, Droop) The PQ conversion unit 21 provided in the control unit 11 receives the DQ synchronous coordinate conversion value for the three-phase load voltage and the three-phase load current from the DQ conversion unit 9, P) and a reactive power (Q) value; The V / F droop phase error compensator 23 provided in the V / F parallel droop control unit 11 calculates a current phase angle provided from a parameter stored in the memory to generate a parallel droop control signal, Compensates the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the compensation value, and uses the compensated load current and the three-phase load voltage delivered from the DQ conversion unit 9 So Calculating a new active power reference value (Pref) and a reactive power reference value (Qref); When the active power droop signal generator 25 provided in the V / F parallel droop controller 11 increases the active power output from the inverter, the voltage frequency output from the inverter is increased to a predetermined ratio (N) sampled effective power reference value (Pref) by a droop coefficient (Kp) multiplied by the effective power reference value (Pref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) And a value obtained by multiplying the active power reference value change dPref by the variation group loop coefficient Kpd, which is a variation between the value of the active power reference value Pdrp and the active power reference value sampled at the current time (n-1) ≪ / RTI > When the reactive power output from the inverter is increased by the reactive power droop signal generating unit 27 provided in the V / F parallel droop control unit 11, the voltage output from the inverter decreases (N) sampled reactive power reference value (Q) to a value obtained by multiplying the reactive power reference value (Qref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) by the droop coefficient (Kq) (Qdrp) by adding the value obtained by multiplying the reactive power reference value change dQref, which is the change between the reactive power reference value sampled at the current time (n-1) and the reactive power reference value sampled at the current time (n- And the like.

상기 인버터에 설치된 전압 전류 제어부(15)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S3)는 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 제1 D축 오차 계산기(29)가 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 무효 전력 드룹 신호 생성부(27)에서 생성된 무효 전력 드룹 신호(Qdrp) 사이의 오차를 계산하는 단계와; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 제2 D축 오차 계산기(31)가 상기 제1 D축 오차 계산기(29)의 출력 신호와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 D축 전압 신호(Vlde) 사이의 오차를 계산하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 전압 제어부(33)가 상기 제2 D축 오차 계산기(31)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 D축 레퍼런스 신호를 생성하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 반복 제어부(35)가 현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 D축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 D축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 D축 전향 보상값을 호출하여 D축 가감산부(36)로 출력하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 가감산부(36)가 상기 D축 전압 제어부(33)로부터 출력된 신호에 D축 반복 제어부(35)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 D축 전류 신호(Iide)를 감산하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 전류 제어부(39)가 상기 D축 가감산부(36)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 보상값을 얻는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 가산기(41)가 상기 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 D축 전류 제어부(39)로부터 출력된 보상값을 가산하여 최종 D축 전압 제어 신호(Vdref)를 생성하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 제1 Q축 오차 계산기(43)가 상기 인버터 출력전압 Q축 레퍼런스 신호(Vref(q))와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 Q축 전압 신호(Vlqe) 사이의 오차를 계산하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 전압 제어부(45)가 상기 제1 Q축 오차 계산기(43)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 Q축 레퍼런스 신호를 생성하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 반복 제어부(47)가 현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 Q축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 Q축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 Q축 전향 보상값을 호출하여 Q축 가감산부(48)로 출력하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 가감산부(48)가 상기 Q축 전압 제어부(45)로부터 출력된 신호에 Q축 반복 제어부(47)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 Q축 전류 신호(Iide)를 감산하는 단계; 상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 전류 제어부(51)가 상기 Q축 가감산부(48)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 최종 Q축 전압 제어 신호(Vqref)를 생성하는 단계로 이루어질 수 있다.When the voltage / current control unit 15 provided in the inverter increases the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11, it transmits a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inversion unit 13 The first D-axis error calculator 29 provided in the voltage-current controller 15 calculates the inverter output voltage D-axis reference signal Vref (d) and the reactive power drop signal generator 27 Calculating an error between the generated reactive power droop signal (Qdrp); The second D-axis error calculator 31 provided in the voltage current controller 15 calculates the difference between the output signal of the first D-axis error calculator 29 and the D-axis load voltage D Calculating an error between the axial voltage signal (Vlde); The D-axis voltage control unit 33 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional-integral control of the signal output from the second D-axis error calculator 31 to generate an inverter current D-axis reference signal; The D-axis repetition control unit 35 provided in the voltage current control unit 15 calculates the gain of the D-axis voltage average value of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power conversion unit 3 at the current time Storing the D-axis deflection compensation value obtained by multiplying the D-axis deflection compensation value by the gain value, and calling the D-axis deflection compensation value stored before one cycle or half cycle of the current time (Time) to output to the D- The D-axis acceleration / deceleration unit 36 provided in the voltage / current control unit 15 adds the signal output from the D-axis repetition control unit 35 to the signal output from the D-axis voltage control unit 33, Subtracting the D-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the inverter 9; The D-axis current control unit 39 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional integral control on the signal output from the D-axis acceleration / deceleration unit 36 to obtain a compensation value; The D axis adder 41 provided in the voltage current control unit 15 adds the inverter output voltage D axis reference signal Vref (d) and the compensation value output from the D axis current control unit 39, Generating a voltage control signal (Vdref); The first Q-axis error calculator 43 provided in the voltage current control unit 15 calculates the difference between the inverter output voltage Q-axis reference signal Vref (q) and the 3-phase load voltage converted by the DQ conversion unit 9 Calculating an error between the Q-axis voltage signal (Vlqe); The Q-axis voltage control unit 45 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional integral control of the signal output from the first Q-axis error calculator 43 to generate an inverter current Q-axis reference signal; The Q-axis repetition control unit 47 provided in the voltage current control unit 15 sets the gain of the Q-axis voltage average value of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power conversion unit 3 at the current time Storing the Q-axis deflection compensation value obtained by multiplying the Q-axis deflection compensation value by a gain value, and calling the Q-axis deflection compensation value stored before one cycle or one-half cycle of the current time (Time) and outputting it to the Q- The Q-axis acceleration / deceleration unit 48 provided in the voltage / current control unit 15 adds the signal output from the Q-axis repetition control unit 47 to the signal output from the Q-axis voltage control unit 45, Subtracting the Q-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the inverter 9; The Q-axis current control unit 51 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional integral control of the signal output from the Q-axis acceleration / deceleration unit 48 to generate a final Q-axis voltage control signal Vqref .

상기 인버터에 설치된 주파수 제어부(17)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S5)는 상기 주파수 제어부(17)가 주파수 감산기(53)를 이용하여 상기 동기 신호 발생부(7)로부터 출력된 동기 신호에서 상기 유효 전력 드룹 신호 생성부(25)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호(Pdrp)를 감산하는 단계와; 상기 주파수 감산기(53)로부터 출력된 위상각 신호의 주파수가 낮아지면, DQ 역변환부(13)는 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추기 위한 지령 신호를 출력하는 단계를 포함한다.When the frequency control unit 17 provided in the inverter increases the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 (S5) of transmitting a control signal for lowering the voltage frequency outputted from the inverter to the DQ inverting section 13 is performed by the frequency control section 17 from the synchronous signal generating section 7 using the frequency subtractor 53 Subtracting the active power drop signal (Pdrp) output from the active power drop signal generating unit (25) from the output sync signal; The phase angle signal output from the frequency subtracter 53 When the frequency is lowered, the DQ inverting section 13 includes a step of outputting a command signal for lowering the output voltage frequency of the inverter.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법은 2개 이상의 인버터가 병렬 연결되고 2개 이상의 인버터에 부하가 공통으로 연결되었을 때, 인버터의 유효 전력이 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮춰 증가된 유효 전력을 낮추고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮춰 증가된 무효 전력을 낮추게 된다.According to the present invention, there is provided a control apparatus and a control method for a V / F split loop parallel inverter based on active damping and repetitive control compensation according to the present invention, wherein when two or more inverters are connected in parallel and loads are commonly connected to two or more inverters, As the effective power of the inverter increases, the voltage output from the inverter is lowered to lower the increased active power. When the reactive power of the inverter increases, the voltage output from the inverter is lowered to lower the increased reactive power.

결과적으로, 인버터의 유효 전력과 무효 전력을 일정하게 유지함으로써 인버터간 유효 전력 편차와 무효 전력 편차로 인해 발생 될 수 있는 순환 전류에 의해 인버터로부터 과전류가 발생됨을 방지할 수 있다.As a result, it is possible to prevent the occurrence of an overcurrent from the inverter due to the circulating current that can be generated due to the active power deviation between the inverters and the reactive power deviation by keeping the active power and the reactive power constant.

따라서, 본 발명에 따른 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치 및 제어 방법은 2개 이상의 인버터가 병렬 연결된 상태에서 운전될 때 부하 불평형으로 인한 부하 전압의 불균형 현상을 보상할 수 있고, V/F 드룹(Voltage/Frequency Droop) 제어시 유효 전력과 무효 전력의 편차를 보상하여 인버터의 부하 분담 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the control device and the control method of the V / F droop parallel operation based on the active damping and the repetitive control compensation according to the present invention compensate the unbalance of the load voltage due to the load unbalance when the two or more inverters are operated in parallel connection. And the load sharing characteristic of the inverter can be improved by compensating the deviation of the active power and the reactive power when controlling the V / F droop (Voltage / Frequency droop).

또한, 본 발명은 여러 대의 인버터가 병렬 운전시 각 인버터로부터 발생 될 수 있는 유효 전력과 무효 전력 편차를 보다 빠르게 보상함으로써 인버터의 병렬 운전 상태를 보다 안정화시킬 수 있다.In addition, the present invention can stabilize the parallel operation state of the inverter more quickly by compensating the active power and the reactive power deviation that can be generated from each inverter in parallel operation of several inverters more quickly.

1. 인버터 스위치 3. IGBT 전력 변환부
4. 바이패스 스위치 5. LC 필터부
6. 바이패스 선로 7. 동기 신호 발생부
9. DQ 변환부 11. V/F 병렬 드룹 제어부
13. DQ 역변환부 15. 전압 전류 제어부
17. 주파수 제어부 19. SV PWM 변환부
21. PQ 변환부 23. V/F 드룹 위상 오차 보상부
25. 유효 전력 드룹 신호 생성부 27. 무효 전력 드룹 신호 생성부
29. 제1 D축 오차 계산기 31. 제2 D축 오차 계산기
33. D축 전압 제어부 35. D축 반복 제어부
36. D축 가감산부 39. D축 전류 제어부
41. D축 가산기 43. 제1 Q축 오차 계산기
45. Q축 전압 제어부 47. Q축 반복 제어부
48. Q축 가감산부 51. Q축 전류 제어부
53. 주파수 감산기 55. D축 노치 필터
57. Q축 노치 필터 59. 부하측 전압 DQ 변환부
61. 바이패스 전압 DQ 변환부 63. 부하측 전류 DQ 변환부
65. 인버터측 전류 DQ 변환부 67. 1차 위상 고정 루프
69. 2차 위상 고정 루프1. Inverter switch 3. IGBT power converter
4. Bypass switch 5. LC filter section
6. Bypass line 7. Synchronization signal generator
9. DQ conversion unit 11. V / F parallel drop control unit
13. DQ inverting section 15. Voltage current control section
17. Frequency control unit 19. SV PWM conversion unit
21. PQ conversion unit 23. V / F drop loop phase error compensation unit
25. Active power drop signal generating unit 27. Reactive power drop signal generating unit
29. 1st D axis error calculator 31. 2nd D axis error calculator
33. D-axis voltage control unit 35. D-axis repeat control unit
36. D-axis acceleration / deceleration section 39. D-axis current control section
41. D-axis adder 43. First Q-axis error calculator
45. Q-axis voltage control unit 47. Q-axis repeat control unit
48. Q-axis acceleration / deceleration section 51. Q-axis current control section
53. Frequency subtractor 55. D-axis notch filter
57. Q-axis notch filter 59. Load side voltage DQ conversion section
61. Bypass voltage DQ conversion unit 63. Load side current DQ conversion unit
65. Inverter side current DQ conversion section 67. Primary phase locked loop
69. Secondary Phase Locked Loop

Claims (7)

2개 이상의 인버터가 병렬 연결되었을 때 각각의 인버터가 서로 균등한 전력으로 부하를 분담하도록 하여 각 인버터 간 유효 전력 편차나 무효 전력의 편차로 인해 인버터간 순환 전류가 발생 됨을 방지하고, 상기 각 인버터에는 상기 인버터에 내부 장착되어 H-브릿지(Bridge) 회로를 이용하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 IGBT 전력 변환부(3)와, 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력된 PWM 펄스 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파 형태로 변환하는 LC 필터부(5)가 갖추어진 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치에 있어서,
상기 LC 필터부(5)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 온(On)되어 부하로 전류를 흘려보내는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 오프(Off)되어 전류 흐름을 끊는 인버터 스위치(Inverter Switch)(1)와;
상기 인버터 스위치(1)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 오프(Off)되는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 온(On)되어 바이패스(Bypass) 선로(6)로부터 입력된 3상 교류 전원을 부하측으로 공급하는 바이패스 스위치(Bypass Switch)(4);
상기 인버터 스위치(1)가 스위치 온(On)되고 바이패스 스위치(4)가 스위치 오프(Off)된 상태에서 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 인버터 전류와, LC 필터부(5)로부터 인버터 스위치(1)로 전달되는 3상 부하 전압과 3상 부하 전류 그리고 바이패스 선로(6)로부터 출력된 3상 바이패스 전압을 동기 신호 발생부(7)로부터 제공된 동기 신호에 맞춰 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환 값으로 변환하는 DQ 변환부(9);
메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가 되었을 때 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가 되었을 때 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11);
상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가 하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 전압 전류 제어부(15);
상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동상인 동기 신호를 발생하는 동기 신호 발생부(7);
상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가 하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 주파수 제어부(17);
상기 전압 전류 제어부(15)와 주파수 제어부(17)의 제어 신호에 따라 인버터의 출력 전압과 주파수를 조정하기 위한 지령 신호를 발생하는 DQ 역변환부(13);
및 상기 DQ 역변환부(13)로부터 출력된 지령 신호를 IGBT 전력 변환부(3)의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 스위칭시키기 위한 공간 벡터 펄스 폭 변조 신호(SV PWM: Space Vector Pulse Width Modulation)로 변환하는 SV PWM 변환부(19)로 이루어져,
인버터의 유효 전력이 증가하면 증가된 유효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추고 인버터의 무효 전력이 증가하면 증가된 무효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압을 낮춤으로써 병렬 연결된 2개 이상의 인버터가 부하를 균등하게 분담하도록 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치.
When two or more inverters are connected in parallel, each inverter shares the load with equal power to each other, thereby preventing a circulation current between the inverters from being generated due to a deviation of the active power or the reactive power between the inverters, An IGBT power converter 3 internally mounted in the inverter to convert a DC power source to an AC power source using an H-bridge circuit; A V / F droop parallel operation inverter control apparatus based on active damping and repetitive control compensation provided with an LC filter unit (5) for filtering a PWM pulse signal into a sinusoidal waveform,
The inverter is connected to the output terminal of the LC filter unit 5 and is turned on when the inverter is normally operated. When the inverter is faulty, the inverter is turned off, A switch (inverter switch) 1;
The inverter is switched off when the inverter is normally operated. On the other hand, when a fault occurs in the inverter, the inverter is switched on and inputted from the bypass line 6 A bypass switch (4) for supplying 3-phase AC power to the load side;
The inverter current outputted from the IGBT power conversion section 3 and the output current from the LC filter section 5 when the inverter switch 1 is switched on and the bypass switch 4 is switched off The 3-phase load voltage and the 3-phase load current delivered to the inverter switch 1 and the 3-phase bypass voltage output from the bypass line 6 are DQ converted according to the synchronizing signal supplied from the synchronizing signal generator 7, A DQ conversion unit 9 for converting the synchronous coordinate conversion value into a synchronous coordinate conversion value;
Compensates the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the current phase angle compensation value provided from the parameter stored in the memory and outputs the phase angle compensated three-phase load current and the DQ conversion unit Phase load voltage and a reactive power reference value Qref using the three-phase load voltage delivered from the active power reference 9 and the active power reference (Droop) signal for lowering the voltage frequency output from the inverter using the value Pref, and when the reactive power of the inverter is increased, the voltage output from the inverter is decreased using the reactive power reference value A voltage / frequency (V / F) parallel droop control unit 11 for generating a reactive power drop signal for controlling the reactive power drop signal;
When the reactive power droop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases A voltage current control unit 15 for transmitting a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inverting unit 13;
A synchronous signal generator 7 for generating a synchronous signal in phase with the Q-axis voltage signal of the three-phase bypass voltage converted by the DQ converter 9;
A frequency control unit 17 for transmitting a control signal for lowering the voltage frequency outputted from the inverter to the DQ inverting unit 13 when the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11 increases;
A DQ inverting unit 13 for generating a command signal for adjusting the output voltage and frequency of the inverter according to the control signals of the voltage current control unit 15 and the frequency control unit 17;
And a space vector pulse width modulation (SV PWM) signal for switching an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of the IGBT power conversion section 3 from the command signal output from the DQ inverting section 13 And an SV PWM converter 19 for converting the PWM signal,
As the effective power of the inverter increases, the output voltage frequency of the inverter is lowered to lower the increased active power. When the inverter's reactive power increases, the output voltage of the inverter is lowered to lower the increased reactive power. The V / F droop parallel operation inverter control system based on active damping and repetitive control compensation that equally distributes the V / F droop.
제1 항에 있어서,
상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)는 상기 DQ 변환부(9)로부터 3상 부하 전압과 3상 부하 전류에 대한 DQ 동기 좌표 변환 값을 입력받아 부하에 공급되는 유효 전력(P)과 무효 전력(Q)값을 계산하는 PQ 변환부(21)와,
병렬 드룹(Droop) 제어 신호를 만들기 위해 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압를 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하는 V/F 드룹(Droop) 위상 오차 보상부(23),
상기 인버터로부터 출력되는 유효 전력이 증가하면, 인버터로부터 출력되는 전압 주파수가 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)과 드룹 계수(Kp)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 유효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 유효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 유효 전력 레퍼런스 값 변화분(dPref)과 변화분 드룹 계수(Kpd)를 곱한 값을 더하여 유효 전력 드룹 신호(Pdrp)를 생성하는 유효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(25),
상기 인버터로부터 출력되는 무효 전력이 증가되면, 인버터로부터 출력되는 전압이 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 무효 전력 레퍼런스 값(Qref)과 드룹 계수(Kq)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 무효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 무효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 무효 전력 레퍼런스 값 변화분(dQref)과 변화분 드룹 계수(Kqd)를 곱한 값을 더하여 무효 전력 드룹 신호(Qdrp)를 생성하는 무효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치.
The method according to claim 1,
The V / F parallel droop control unit 11 receives the DQ synchronous coordinate conversion value for the three-phase load voltage and the three-phase load current from the DQ conversion unit 9 and calculates the effective power P supplied to the load, A PQ conversion section 21 for calculating a reactive power (Q) value,
Compensating the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the current phase angle compensation value provided from the parameter stored in the memory to generate a parallel droop control signal, (Vref) for calculating a new active power reference value (Pref) and a reactive power reference value (Qref) by using a three-phase load current and a three-phase load voltage delivered from the DQ conversion unit (Droop) phase error compensation unit 23,
When the active power output from the inverter increases, the active power reference value Pref calculated by the V / F droop phase error compensator 23 and the actual power reference value Pref calculated by the V / The active power reference value change dPref (n-1), which is a change between the current (n) sampled active power reference value and the current (n-1) sampled active power reference value multiplied by the droop coefficient Kp, A real power drop signal generating unit 25 for adding a value obtained by multiplying a value obtained by multiplying a variable drop group coefficient Kpd by a variable drop group coefficient Kpd to generate a real power drop signal Pdrp,
The reactive power reference value (Qref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) and the reactive power reference value (Qref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) are controlled so that the voltage output from the inverter The reactive power reference value change dQref which is a change between the reactive power reference value sampled at present (n) and the reactive power reference value sampled at present (n-1) is multiplied by the coefficient Kq, And a reactive power droop signal generating unit 27 for adding a value obtained by multiplying a value obtained by multiplying the value of the reactive damping coefficient Kqd by the value of the reactive damping coefficient Kqd to generate a reactive power drop signal Qdrp. V / F droop Parallel operation Inverter control unit.
제1 항에 있어서,
상기 전압 전류 제어부(15)는 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 무효 전력 드룹 신호 생성부(27)에서 생성된 무효 전력 드룹 신호(Qdrp) 사이의 오차를 계산하는 제1 D축 오차 계산기(29)와,
상기 제1 D축 오차 계산기(29)의 출력 신호와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 D축 전압 신호(Vlde) 사이의 오차를 계산하는 제2 D축 오차 계산기(31),
상기 제2 D축 오차 계산기(31)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 D축 레퍼런스 신호를 생성하는 D축 전압 제어부(33)와,
현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 D축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 D축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 D축 전향 보상값을 호출하여 D축 가감산부(36)로 출력하는 D축 반복 제어부(35),
상기 D축 전압 제어부(33)로부터 출력된 신호에 D축 반복 제어부(35)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 D축 전류 신호(Iide)를 감산하는 D축 가감산부(36),
상기 D축 가감산부(36)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 보상 값을 얻는 D축 전류 제어부(39),
상기 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 D축 전류 제어부(39)로부터 출력된 보상값을 가산하여 최종 D축 전압 제어 신호(Vdref)를 생성하는 D축 가산기(41),
상기 인버터 출력전압 Q축 레퍼런스 신호(Vref(q))와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 Q축 전압 신호(Vlqe) 사이의 오차를 계산하는 제1 Q축 오차 계산기(43),
상기 제1 Q축 오차 계산기(43)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 Q축 레퍼런스 신호를 생성하는 Q축 전압 제어부(45),
현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 Q축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 Q축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 Q축 전향 보상값을 호출하여 Q축 가감산부(48)로 출력하는 Q축 반복 제어부(47),
상기 Q축 전압 제어부(45)로부터 출력된 신호에 Q축 반복 제어부(47)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 Q축 전류 신호(Iide)를 감산하는 Q축 가감산부(48),
상기 Q축 가감산부(48)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 최종 Q축 전압 제어 신호(Vqref)를 생성하는 Q축 전류 제어부(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치.
The method according to claim 1,
The voltage current control unit 15 includes a first D (1) calculating an error between the inverter output voltage D axis reference signal Vref (d) and the reactive power drop signal Qdrp generated by the reactive power drop signal generating unit 27 An axial error calculator 29,
The second D-axis error calculator 31 calculates an error between the output signal of the first D-axis error calculator 29 and the D-axis voltage signal Vlde of the three-phase load voltage converted by the DQ conversion unit 9 ),
A D-axis voltage control unit 33 for performing proportional-integral control on the signal output from the second D-axis error calculator 31 to generate an inverter current D-axis reference signal,
Stores the D-axis deflection compensation value obtained by multiplying the average value of the D-axis voltage of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power conversion section 3 by the gain value at the present time (Time) D-axis repetition control unit 35 for calling up the D-axis deflection compensation value stored before one cycle or one-half cycle of the D-axis deflection /
The D-axis voltage controller 33 adds the signal output from the D-axis repetition control unit 35 to the signal output from the D-axis voltage controller 33 and then outputs the D-axis current signal Iide of the 3-phase inverter current converted by the DQ conversion unit 9 A D-axis acceleration / deceleration section 36,
A D-axis current control unit 39 for obtaining a compensation value by performing a proportional-integral control on the signal output from the D-axis acceleration / deceleration unit 36,
A D-axis adder 41 for adding the inverter output voltage D-axis reference signal Vref (d) and the compensation value output from the D-axis current control unit 39 to generate a final D-axis voltage control signal Vdref,
A first Q-axis error calculator (for calculating an error between the inverter output voltage Q-axis reference signal Vref (q)) and the Q-axis voltage signal Vlqe of the three-phase load voltage converted by the DQ conversion unit 9 43),
A Q-axis voltage control unit 45 for performing proportional-integral control on the signal output from the first Q-axis error calculator 43 to generate an inverter current Q-axis reference signal,
Stores the Q-axis deflection compensation value obtained by multiplying the average value of the Q-axis voltage of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power converter 3 at the present time (Time) by a gain value, A Q-axis repetition control unit 47 for calling the Q-axis deflection compensation value stored before one cycle or one-half cycle of the Q-axis deflection control unit 48 and outputting it to the Q-
Axis feedback control unit 47 to the signal output from the Q-axis voltage control unit 45 and then outputs the Q-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the DQ conversion unit 9 A Q-axis acceleration / deceleration section 48 for subtracting the Q-
And a Q-axis current control unit (51) for performing proportional integral control on the signal output from the Q-axis acceleration / deceleration unit (48) to generate a final Q-axis voltage control signal (Vqref) V / F droop parallel operation inverter control device.
제3 항에 있어서,
상기 D축 전류 제어부(39)의 출력단에는 LC 필터부(5)의 공진 이득을 상쇄시키기 위해 LC 필터부(5)의 공진 극점 이득과 서로 반대가 되는 주파수 특성을 이용하여 D축 전류 제어부(39)의 출력단으로부터 출력되는 LC 필터부(5)의 공진 주파수를 억제하는 D축 노치 필터(55)(Notch Filter)가 부가 장착되고,
상기 Q축 전류 제어부(51)의 출력단에는 LC 필터부(5)의 공진 이득을 상쇄시키기 위해 LC 필터부(5)의 공진 극점 이득과 서로 반대되는 주파수 특성을 이용하여 Q축 전류 제어부(51)의 출력단으로부터 출력되는 LC 필터부(5)의 공진 주파수를 억제하는 Q축 노치 필터(57)(Notch Filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 장치.
The method of claim 3,
The D-axis current control section 39 is connected to the output terminal of the D-axis current control section 39 by using a frequency characteristic opposite to the resonance pole gain of the LC filter section 5 in order to cancel the resonance gain of the LC filter section 5 Notch filter 55 (notch filter) for suppressing the resonance frequency of the LC filter unit 5 output from the output terminal of the D /
A Q-axis current controller 51 is connected to an output terminal of the Q-axis current controller 51 by using a frequency characteristic opposite to a resonance pole gain of the LC filter unit 5 to cancel the resonance gain of the LC filter unit 5, And a Q-axis notch filter 57 (Notch Filter) for suppressing the resonance frequency of the LC filter unit 5 outputted from the output terminal of the V / F droop parallel operation based on active damping and repetitive control compensation. Inverter control device.
2개 이상의 인버터가 병렬 연결되었을 때 각각의 인버터가 서로 균등한 전력으로 부하를 분담하도록 하여 각 인버터 간 유효 전력 편차나 무효 전력의 편차로 인해 인버터간 순환 전류가 발생됨을 방지하고,
상기 각 인버터에는 상기 인버터에 내부 장착되어 H-브릿지(Bridge) 회로를 이용하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 IGBT 전력 변환부(3)와,
상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력된 PWM 펄스 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파 형태로 변환하는 LC 필터부(5),
상기 LC 필터부(5)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 온(On)되어 부하로 전류를 흘려보내는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 오프(Off)되어 전류 흐름을 끊는 인버터 스위치(Inverter Switch)(1),
상기 인버터 스위치(1)의 출력단에 연결되어 인버터가 정상 가동될 때에는 스위치 오프(Off)되는 반면, 인버터에 고장이 발생되었을 때에는 스위치 온(On)되어 바이패스(Bypass) 선로로부터 입력된 3상 교류 전원을 부하측으로 공급하는 바이패스 스위치(Bypass Switch)(4)가 구비된 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법에 있어서,
상기 인버터 스위치(1)가 스위치 온(On)되고 바이패스 스위치(4)가 스위치 오프(Off)된 상태에서 상기 인버터에 설치된 DQ 변환부(9)가 상기 IGBT 전력 변환부(3)로부터 출력되는 인버터 전류와, LC 필터부(5)로부터 인버터 스위치(1)로 전달되는 3상 부하 전압과 3상 부하 전류 그리고 바이패스 선로(6)로부터 출력된 3상 바이패스 전압을 동기 신호 발생부(7)로부터 제공된 동기 신호에 맞춰 DQ 변환하여 DQ 동기 좌표 변환 값으로 변환하는 단계(S1)와;
상기 인버터에 설치된 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)가 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 단계(S2);
상기 인버터에 설치된 전압 전류 제어부(15)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S3);
상기 인버터에 설치된 동기 신호 발생부(7)가 상기 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 바이패스 전압의 Q축 전압 신호와 동상인 동기 신호를 발생하는 단계(S4);
상기 인버터에 설치된 주파수 제어부(17)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 유효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S5);
상기 DQ 역변환부(13)가 상기 전압 전류 제어부(15)와 주파수 제어부(17)의 제어 신호에 따라 인버터의 출력 전압과 주파수를 조정하기 위한 지령 신호를 발생하는 단계(S6);
상기 인버터에 설치된 SV PWM 변환부(19)가 상기 DQ 역변환부(13)로부터 출력된 지령 신호를 IGBT 전력 변환부(3)의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 스위칭시키기 위한 공간 벡터 펄스 폭 변조 신호(SV PWM: Space Vector Pulse Width Modulation)로 변환하는 단계(S7)로 이루어져,
인버터의 유효 전력이 증가하면 증가된 유효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압 주파수를 낮추고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 증가 된 무효 전력을 낮추기 위해 인버터의 출력 전압을 낮춤으로써 병렬 연결된 2개 이상의 인버터가 부하를 균등하게 분담하도록 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법.
When two or more inverters are connected in parallel, each inverter shares the load with equal power to each other, thereby preventing a circulation current between the inverters from being generated due to a deviation of the active power or the reactive power between the inverters,
Each of the inverters is provided with an IGBT power converter 3 internally mounted in the inverter and converting the DC power to an AC power using an H-bridge circuit,
An LC filter unit 5 for filtering the PWM pulse signal output from the IGBT power conversion unit 3 to convert the PWM pulse signal into a sinusoidal waveform,
The inverter is connected to the output terminal of the LC filter unit 5 and is turned on when the inverter is normally operated. When the inverter is faulty, the inverter is turned off, The switch (1),
And is switched off when the inverter is normally operated. On the other hand, when a failure occurs in the inverter, the inverter is switched on and the three-phase alternating current (AC) input from the bypass line A method of controlling a V / F droop parallel operation inverter based on active damping and repeated control compensation with a bypass switch (4) for supplying power to a load side,
When the inverter switch 1 is switched on and the bypass switch 4 is switched off, the DQ converting section 9 provided in the inverter is outputted from the IGBT power converting section 3 The 3-phase load voltage and the 3-phase load current delivered from the LC filter unit 5 to the inverter switch 1 and the 3-phase bypass voltage output from the bypass line 6 are supplied to the synchronizing signal generator 7 (S1) of performing DQ conversion in accordance with the synchronization signal provided from the DQ synchronous coordinate conversion value and converting it into a DQ synchronous coordinate conversion value;
(V / F) parallel drop control unit 11 provided in the inverter uses a current phase angle compensation value provided from a parameter stored in the memory to calculate a three-phase load current And the phase angle is compensated using the compensated load current and the 3-phase load voltage delivered from the DQ conversion unit 9 A new active power reference value Pref and a reactive power reference value Qref are calculated and when the effective power of the inverter is increased, a voltage frequency outputted from the inverter using the active power reference value Pref Generating a reactive power droop signal to lower the voltage output from the inverter using the reactive power reference value if the reactive power of the inverter is increased;
When the voltage / current control unit 15 provided in the inverter increases the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11, it transmits a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inversion unit 13 (S3);
(S4) a synchronizing signal generator 7 provided in the inverter generates a synchronizing signal that is in phase with the Q-axis voltage signal of the 3-phase bypass voltage converted by the DQ converting unit 9;
When the frequency control unit 17 provided in the inverter increases the active power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11, it transmits a control signal for lowering the voltage frequency output from the inverter to the DQ inversion unit 13 (S5);
The step (S6) of generating a command signal for adjusting the output voltage and frequency of the inverter according to the control signals of the voltage current controller (15) and the frequency controller (17);
The SV PWM converter 19 provided in the inverter outputs the command signal outputted from the DQ inverting unit 13 to the space vector pulse width modulating signal for switching the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) of the IGBT power converter 3 (SV) into a space vector pulse width modulation (SV PWM)
As the effective power of the inverter increases, the output voltage frequency of the inverter is lowered to lower the increased active power, and when the reactive power of the inverter increases, the output voltage of the inverter is lowered to lower the increased reactive power. V / F droop parallel operation inverter control method based on active damping and repetitive control compensation to equalize load sharing.
제 5항에 있어서,
상기 인버터에 설치된 V/F(Voltage/Frequency) 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)가 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 3상 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하고, 인버터의 유효 전력이 증가하면 상기 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압 주파수를 낮추기 위한 유효 전력 드룹(Droop) 신호를 생성하고, 인버터의 무효 전력이 증가하면 상기 무효 전력 레퍼런스 값을 이용하여 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 무효 전력 드룹 신호를 생성하는 단계(S2)는
상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 PQ 변환부(21)가 상기 DQ 변환부(9)로부터 3상 부하 전압과 3상 부하 전류에 대한 DQ 동기 좌표 변환 값을 입력받아 부하에 공급되는 유효 전력(P)과 무효 전력(Q)값을 계산하는 단계와;
상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 V/F 드룹(Droop) 위상 오차 보상부(23)가 병렬 드룹(Droop) 제어 신호를 만들기 위해 메모리에 저장된 파라미터로부터 제공된 전류 위상각 보상값을 이용하여 상기 DQ 변환부(9)로부터 입력받은 3상 부하 전류의 위상각을 보상하고 상기 위상각이 보상된 부하 전류와 상기 DQ 변환부(9)로부터 전달된 3상 부하 전압을 이용하여 새로운 유효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Pref)과 무효 전력 레퍼런스(Reference) 값(Qref)을 계산하는 단계;
상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 유효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(25)가 상기 인버터로부터 출력되는 유효 전력이 증가하면, 인버터로부터 출력되는 전압 주파수가 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 유효 전력 레퍼런스 값(Pref)과 드룹 계수(Kp)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 유효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 유효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 유효 전력 레퍼런스 값 변화분(dPref)과 변화분 드룹 계수(Kpd)를 곱한 값을 더하여 유효 전력 드룹 신호(Pdrp)를 생성하는 단계;
상기 V/F 병렬 드룹(Droop) 제어부(11)에 갖추어진 무효 전력 드룹(Droop) 신호 생성부(27)가 상기 인버터로부터 출력되는 무효 전력이 증가되면, 인버터로부터 출력되는 전압이 일정 비율로 감소 되도록 제어하기 위해 상기 V/F 드룹 위상 오차 보상부(23)에 의해 계산된 무효 전력 레퍼런스 값(Qref)과 드룹 계수(Kq)를 곱한 값에 현재(n) 샘플링(Sampling)된 무효 전력 레퍼런스 값과 현재 이전(n-1)에 샘플링된 무효 전력 레퍼런스 값 사이의 변화분인 무효 전력 레퍼런스 값 변화분(dQref)과 변화분 드룹 계수(Kqd)를 곱한 값을 더하여 무효 전력 드룹 신호(Qdrp)를 생성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법.
6. The method of claim 5,
(V / F) parallel drop control unit 11 provided in the inverter uses a current phase angle compensation value provided from a parameter stored in the memory to calculate a three-phase load current Phase load current and the 3-phase load voltage delivered from the DQ conversion unit 9, A new active power reference value Pref and a reactive power reference value Qref are calculated and when the effective power of the inverter is increased, a voltage frequency outputted from the inverter using the active power reference value Pref (S2) of generating a reactive power droop signal for lowering a voltage output from the inverter using the reactive power reference value when the reactive power of the inverter increases, and generating a reactive power droop signal for lowering the voltage output from the inverter using the reactive power reference value
The PQ conversion unit 21 provided in the V / F parallel droop control unit 11 receives the DQ synchronous coordinate conversion values for the three-phase load voltage and the three-phase load current from the DQ conversion unit 9 Calculating a value of a reactive power (P) and a reactive power (Q) supplied to a load;
The V / F droop phase error compensator 23 provided in the V / F parallel droop control unit 11 calculates a current phase angle provided from a parameter stored in the memory to generate a parallel droop control signal, Compensates the phase angle of the three-phase load current input from the DQ conversion unit 9 using the compensation value, and uses the compensated load current and the three-phase load voltage delivered from the DQ conversion unit 9 So Calculating a new active power reference value (Pref) and a reactive power reference value (Qref);
When the active power droop signal generator 25 provided in the V / F parallel droop controller 11 increases the active power output from the inverter, the voltage frequency output from the inverter is increased to a predetermined ratio (N) sampled effective power reference value (Pref) by a droop coefficient (Kp) multiplied by the effective power reference value (Pref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) And a value obtained by multiplying the active power reference value change dPref by the variation group loop coefficient Kpd, which is a variation between the value of the active power reference value Pdrp and the active power reference value sampled at the current time (n-1) ≪ / RTI >
When the reactive power output from the inverter is increased by the reactive power droop signal generating unit 27 provided in the V / F parallel droop control unit 11, the voltage output from the inverter decreases (N) sampled reactive power reference value (Q) to a value obtained by multiplying the reactive power reference value (Qref) calculated by the V / F droop phase error compensator (23) by the droop coefficient (Kq) (Qdrp) by adding the value obtained by multiplying the reactive power reference value change dQref, which is the change between the reactive power reference value sampled at the current time (n-1) and the reactive power reference value sampled at the current time (n- Wherein the step of controlling the inverter comprises the steps of:
제5 항에 있어서,
상기 인버터에 설치된 전압 전류 제어부(15)가 상기 V/F 병렬 드룹 제어부(11)로부터 출력된 무효 전력 드룹 신호가 증가하면 인버터로부터 출력되는 전압을 낮추기 위한 제어 신호를 DQ 역변환부(13)에 전달하는 단계(S3)는
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 제1 D축 오차 계산기(29)가 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 무효 전력 드룹 신호 생성부(27)에서 생성된 무효 전력 드룹 신호(Qdrp) 사이의 오차를 계산하는 단계와;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 제2 D축 오차 계산기(31)가 상기 제1 D축 오차 계산기(29)의 출력 신호와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 D축 전압 신호(Vlde) 사이의 오차를 계산하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 전압 제어부(33)가 상기 제2 D축 오차 계산기(31)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 D축 레퍼런스 신호를 생성하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 반복 제어부(35)가 현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 D축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 D축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 D축 전향 보상값을 호출하여 D축 가감산부(36)로 출력하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 가감산부(36)가 상기 D축 전압 제어부(33)로부터 출력된 신호에 D축 반복 제어부(35)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 D축 전류 신호(Iide)를 감산하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 전류 제어부(39)가 상기 D축 가감산부(36)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 보상값을 얻는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 D축 가산기(41)가 상기 인버터 출력전압 D축 레퍼런스 신호(Vref(d))와 D축 전류 제어부(39)로부터 출력된 보상값을 가산하여 최종 D축 전압 제어 신호(Vdref)를 생성하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 제1 Q축 오차 계산기(43)가 상기 인버터 출력전압 Q축 레퍼런스 신호(Vref(q))와 DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 부하 전압의 Q축 전압 신호(Vlqe) 사이의 오차를 계산하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 전압 제어부(45)가 상기 제1 Q축 오차 계산기(43)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 인버터 전류 Q축 레퍼런스 신호를 생성하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 반복 제어부(47)가 현재 타임(Time)에 IGBT 전력 변환부(3)의 출력단으로부터 샘플링(Sampling)된 3상 인버터 전압의 Q축 전압 평균값에 게인(Gain)값을 곱한 Q축 전향 보상값을 저장하고, 현재 타임(Time)의 한 주기 또는 반 주기 이전에 저장된 Q축 전향 보상값을 호출하여 Q축 가감산부(48)로 출력하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 가감산부(48)가 상기 Q축 전압 제어부(45)로부터 출력된 신호에 Q축 반복 제어부(47)로부터 출력된 신호를 가산한 다음, DQ 변환부(9)에 의해 변환된 3상 인버터 전류의 Q축 전류 신호(Iide)를 감산하는 단계;
상기 전압 전류 제어부(15)에 갖추어진 Q축 전류 제어부(51)가 상기 Q축 가감산부(48)로부터 출력된 신호를 비례 적분제어하여 최종 Q축 전압 제어 신호(Vqref)를 생성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 능동 댐핑과 반복 제어 보상 기반의 V/F 드룹 병렬 운전 인버터 제어 방법.6. The method of claim 5,
When the voltage / current control unit 15 provided in the inverter increases the reactive power drop signal output from the V / F parallel drop control unit 11, it transmits a control signal for lowering the voltage output from the inverter to the DQ inversion unit 13 (S3)
The first D axis error calculator 29 provided in the voltage and current controller 15 receives the inverter output voltage D axis reference signal Vref (d) and the reactive power drop signal generated by the reactive power drop signal generating unit 27 (Qdrp);
The second D-axis error calculator 31 provided in the voltage current controller 15 calculates the difference between the output signal of the first D-axis error calculator 29 and the D-axis load voltage D Calculating an error between the axial voltage signal (Vlde);
The D-axis voltage control unit 33 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional-integral control of the signal output from the second D-axis error calculator 31 to generate an inverter current D-axis reference signal;
The D-axis repetition control unit 35 provided in the voltage current control unit 15 calculates the gain of the D-axis voltage average value of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power conversion unit 3 at the current time Storing the D-axis deflection compensation value obtained by multiplying the D-axis deflection compensation value by the gain value, and calling the D-axis deflection compensation value stored before one cycle or half cycle of the current time (Time) to output to the D-
The D-axis acceleration / deceleration unit 36 provided in the voltage / current control unit 15 adds the signal output from the D-axis repetition control unit 35 to the signal output from the D-axis voltage control unit 33, Subtracting the D-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the inverter 9;
The D-axis current control unit 39 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional integral control on the signal output from the D-axis acceleration / deceleration unit 36 to obtain a compensation value;
The D axis adder 41 provided in the voltage current control unit 15 adds the inverter output voltage D axis reference signal Vref (d) and the compensation value output from the D axis current control unit 39, Generating a voltage control signal (Vdref);
The first Q-axis error calculator 43 provided in the voltage current control unit 15 calculates the difference between the inverter output voltage Q-axis reference signal Vref (q) and the 3-phase load voltage converted by the DQ conversion unit 9 Calculating an error between the Q-axis voltage signal (Vlqe);
The Q-axis voltage control unit 45 provided in the voltage current control unit 15 performs proportional integral control of the signal output from the first Q-axis error calculator 43 to generate an inverter current Q-axis reference signal;
The Q-axis repetition control unit 47 provided in the voltage current control unit 15 sets the gain of the Q-axis voltage average value of the three-phase inverter voltage sampled from the output terminal of the IGBT power conversion unit 3 at the current time Storing the Q-axis deflection compensation value obtained by multiplying the Q-axis deflection compensation value by a gain value, and calling the Q-axis deflection compensation value stored before one cycle or one-half cycle of the current time (Time) and outputting it to the Q-
The Q-axis acceleration / deceleration unit 48 provided in the voltage / current control unit 15 adds the signal output from the Q-axis repetition control unit 47 to the signal output from the Q-axis voltage control unit 45, Subtracting the Q-axis current signal Iide of the three-phase inverter current converted by the inverter 9;
The Q-axis current control unit 51 provided in the voltage current control unit 15 proportionally and integrally controls the signal output from the Q-axis acceleration / deceleration unit 48 to generate a final Q-axis voltage control signal Vqref A method of controlling a V / F droop parallel operation inverter based on active damping and repetitive control compensation.
KR1020180016504A 2018-02-09 2018-02-09 The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof KR101846212B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180016504A KR101846212B1 (en) 2018-02-09 2018-02-09 The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180016504A KR101846212B1 (en) 2018-02-09 2018-02-09 The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101846212B1 true KR101846212B1 (en) 2018-04-06

Family

ID=61973741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180016504A KR101846212B1 (en) 2018-02-09 2018-02-09 The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101846212B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256808A (en) * 2018-11-08 2019-01-22 哈尔滨理工大学 A kind of inverter parallel control method based on the sagging control of improvement
KR102244871B1 (en) * 2020-08-06 2021-04-27 국제전기주식회사 The Voltage/Frequency droop parallel operation inverter duplication apparatus, and the method thereof
KR102244870B1 (en) * 2020-07-14 2021-04-27 국제전기주식회사 The Voltage/Frequency droop parallel operation inverter controlling apparatus, and the method thereof
CN114069704A (en) * 2021-11-23 2022-02-18 格瑞美科技(武汉)有限公司 Grid-connected operation control method of medium-voltage power supply quality comprehensive improving device
CN114337227A (en) * 2022-01-06 2022-04-12 深圳市斯康达电子有限公司 Method and device for restraining parallel circulating current of inverter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030048006A1 (en) 2000-10-27 2003-03-13 Liebert Corporation Uninterruptible power supply
JP2016082661A (en) 2014-10-15 2016-05-16 株式会社明電舎 Method for suppressing cross current of power converter
KR101704377B1 (en) 2016-09-19 2017-02-08 (주)서울전원시스템 The each phase output voltage controller for 3 phase space vector pulse width modulation inverter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030048006A1 (en) 2000-10-27 2003-03-13 Liebert Corporation Uninterruptible power supply
JP2016082661A (en) 2014-10-15 2016-05-16 株式会社明電舎 Method for suppressing cross current of power converter
KR101704377B1 (en) 2016-09-19 2017-02-08 (주)서울전원시스템 The each phase output voltage controller for 3 phase space vector pulse width modulation inverter

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256808A (en) * 2018-11-08 2019-01-22 哈尔滨理工大学 A kind of inverter parallel control method based on the sagging control of improvement
KR102244870B1 (en) * 2020-07-14 2021-04-27 국제전기주식회사 The Voltage/Frequency droop parallel operation inverter controlling apparatus, and the method thereof
KR102244871B1 (en) * 2020-08-06 2021-04-27 국제전기주식회사 The Voltage/Frequency droop parallel operation inverter duplication apparatus, and the method thereof
CN114069704A (en) * 2021-11-23 2022-02-18 格瑞美科技(武汉)有限公司 Grid-connected operation control method of medium-voltage power supply quality comprehensive improving device
CN114069704B (en) * 2021-11-23 2024-03-22 格瑞美科技(武汉)有限公司 Grid-connected operation control method of medium-voltage power supply quality comprehensive lifting device
CN114337227A (en) * 2022-01-06 2022-04-12 深圳市斯康达电子有限公司 Method and device for restraining parallel circulating current of inverter
CN114337227B (en) * 2022-01-06 2023-09-05 深圳市斯康达电子有限公司 Inverter parallel loop current inhibition method and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101846212B1 (en) The V/F droop parallel operation inverter controlling apparatus based on active damping and repetition controlling compensation, and the method thereof
US10224830B2 (en) System and method for controlling a back-to-back three-level converter with voltage ripple compensation
US6924993B2 (en) Method and apparatus for controlling a stand-alone 4-leg voltage source inverter
US6950321B2 (en) Active damping control for L-C output filters in three phase four-leg inverters
AU2008227057B2 (en) Motor drive using flux adjustment to control power factor
JP6509352B2 (en) Power converter
US9705419B2 (en) Control signal generating system and inverter control device thereof for improving grid stability
JP4664836B2 (en) Three-phase voltage type AC / DC converter
KR101639192B1 (en) Apparatus for compensating reactive power
JP7374816B2 (en) Power converter control system
KR102281416B1 (en) Uninterruptible power supplies, and test methods for uninterruptible power supplies
JP2018129963A (en) Controller of power converter
JP2017118643A (en) Self-excited reactive power compensator
KR101704377B1 (en) The each phase output voltage controller for 3 phase space vector pulse width modulation inverter
JP2017118635A (en) Self-excited reactive power compensator
KR101436562B1 (en) Emergency driving method of inverter for electric vehicle
JP4777913B2 (en) Three-phase voltage type AC / DC converter
CN114069649A (en) Direct-current side voltage balance control method of cascaded SVG based on negative sequence current and zero sequence voltage injection
JP3316860B2 (en) Power converter
JP2017153277A (en) Self-excited reactive power compensation apparatus
US10141881B2 (en) Apparatus for controlling inverter
KR0181399B1 (en) Unbalancing source voltage control apparatus of voltage type pwm converter and its method
WO2023214462A1 (en) Power conversion device
JP5616411B2 (en) Single-phase voltage type AC / DC converter
JP2019097366A (en) Method for suppressing and controlling leakage current of power converter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant