KR102579444B1 - 계통연계형 인버터의 출력제어장치 및 방법 - Google Patents

계통연계형 인버터의 출력제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 계통연계형 인버터의 출력제어방법은 상기 인버터의 출력단 AC 전압 및 AC 전류를 센싱하는 단계, 상기 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종하는 단계, 상기 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하는 단계, 상기 AC 위상 추종 오차가 설정된 기준값보다 작으면, 제1 정지좌표계 전류 지령치를 이용하여 상기 인버터의 출력을 제어하고, 상기 AC 위상 추종 오차가 설정된 기준값보다 크면, 제2 정지좌표계 전류 지령치를 이용하여 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

계통연계형 인버터의 출력제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING OUTPUT OF A GRID CONNECTED INVERTER}
본 발명은 계통연계형 인버터의 전류 제어에 필요한 AC 위상 추종이 운전 중에 실패할 경우 순간적으로 보상할 수 있는 계통연계형 인버터의 출력제어장치 및 방법에 관한 것이다.
전기는 직류를 포함한 다양한 주파수로 이뤄져 있으므로 이를 계통에 접속하기 위해서는 계통 주파수와 위상, 전압 등을 일치시켜야 하며 이를 위하여 전력변환장치가 활용된다. 즉 전력변환장치의 주요 역할 중 하나가 계통과 주파수 및 위상 등이 일치하여야 한다.
도 1은 종래 단상 계통연계형 인버터의 출력제어장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 단상 계통연계형 인버터의 출력제어장치는 AC동기 좌표계 전류 지령기(1), 동기-정지 좌표계 변환기(2), 정지 좌표계 전류 제어기(3), 인버터(4), 전압전류 센싱기(5), AC 위상 추종기(6)를 포함한다.
AC 동기 좌표계 전류 지령기(1)는 일정한 지령치 값을 이용하기 위해 동기 좌표계(dg축) 전류 지령치를 입력 받는다.
동기-정지 좌표계 변환기(2)는 AC 위상 정보에 따라 AC 동기 좌표계 전류 지령기(1)의 동기좌표계 전류 지령치를 AC 전압과 동기(synchronized)된 정지 좌표계(αβ축) 전류 지령치로 변환한다.
정지 좌표계 전류 제어기(3)는 전압전류 센싱기(5)에서 입력되는 AC 센싱 전류를 입력 받고, 동기-정지 좌표계 변환기(2)로부터 정지좌표계 전류 지령치를 입력 받는다. 그리고, 정지 좌표계 전류 제어기(3)는 AC 센싱 전류가 정지좌표계 전류 지령치가 될 수 있도록 인버터의 AC 출력을 제어한다.
인버터(4)는 AC 220V와 같은 상용 전원에 연결되어 전력을 전달하는 전력 기기로서, 정지 좌표계 전류 제어기(3)의 제어에 따라 일정한 AC 전원을 출력한다.
전압전류 센싱기(5)는 인버터(4)의 출력단에 연결되어 인버터에서 출력되는 AC 전압과 전류를 센싱한다.
AC 위상 추종기(6)를 전압전류 센싱기(5)에서 센싱된 AC 센싱 전압을 입력받아, 동기 좌표계 전류 지령치를 AC 형태의 정지 좌표계 전류 치령치로 변환하기 위해 AC 위상 정보를 추종하고 이를 동기-정지 좌표계 변환기(2)로 출력한다.
그러나, 종래 AC 위상 추종기(6)는 AC 전원이 순간적으로 변하게 되는 경우, 특히 주파수가 변하게 되면 그 변화를 빠른 속도로 따라가지 못 한다.
이런 경우 인버터(4)의 출력 제어가 정상적으로 제어되지 않아, DC 쪽 전압이 크게 변동하거나 순간적으로 전류의 크기가 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
DC쪽 전압이 크게 변동할 경우 DC쪽에 연결된 배터리나 다른 기기들에 연속적으로 부작용을 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 AC 전압이 불안정할 경우에도 AC 링크 전압을 안정적으로 유지하여 계통연계형 인버터의 출력을 안정적으로 제어할 수 있는 계통연계형 인버터의 출력제어장치 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 계통연계형 인버터의 출력제어장치에 있어서, 상기 인버터의 출력을 제어하는 좌표계 전류 제어기, 상기 인버터의 출력단에 연결되어 AC 전압 및 AC 전류를 센싱하는 전압전류 센싱기, 상기 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종하는 AC 위상 추종기, 상기 AC 위상 추종기의 상기 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하고, 계산된 AC 위상 추종 오차와 설정된 기준값을 비교하는 AC 위상 오차 비교기, 상기 AC 위상 추종기의 상기 AC 위상 정보에 따라 동기 좌표계 전류 지령치를 제1 정지 좌표계 전류 지령치로 변환하는 동기-정지 좌표계 변환기, 상기 전압전류 센싱기의 상기 AC 전압의 주기로부터 AC 주파수를 측정하는 AC 전압 주파수 측정기, 상기 AC 전압 주파수 측정기의 AC 주파수에 기반하여 상기 동기 좌표계 전류 지령치를 제2 정지 좌표계 전류 지령치로 변환하는 정지 좌표계 변환기를 포함한다.
이때, 상기 AC 위상 오차 비교기는 상기 AC 위상 추종 오차가 상기 기준값보다 작으면 상기 동기-정지 좌표계 변환기의 제1 정지 좌표계 전류 지령치가 상기 좌표계 전류 제어기로 입력되도록 하고, 상기 AC 위상 추종 오차가 상기 기준값보다 크면 상기 정지 좌표계 변환기의 제2 정지 좌표계 전류 지령치가 상기 좌표계 전류 제어기로 입력되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 계통연계형 인버터의 출력제어방법은, 상기 인버터의 출력단 AC 전압 및 AC 전류를 센싱하는 단계, 상기 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종하는 단계, 상기 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하는 단계, 상기 AC 위상 추종 오차가 설정된 기준값보다 작으면, 제1 정지좌표계 전류 지령치를 이용하여 상기 인버터의 출력을 제어하고, 상기 AC 위상 추종 오차가 설정된 기준값보다 크면, 제2 정지좌표계 전류 지령치를 이용하여 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 인버터에서 출력되는 AC 전압의 AC 위상 추종 오차에 따라 정지 좌표계 전류 지령치를 다르게 계산함으로써, AC 전압이 불안정하게 변동하더라도 안정적으로 인버터의 출력을 제어할 수 있다.
본 발명에서는 AC 전압이 불안정하게 변동하더라도, AC 전류의 Peak 발생이 억제되어 인버터에 연결된 기기를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 AC 전압이 불안정하게 변동하더라도 DC 링크 전압을 안정적으로 유지하여 시스템 안정성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 차량 탑재형 충전기(OBC)에 적용 가능하며, 제안된 계통연계형 인버터의 출력제어장치로 차세대 OBC 시장을 선점할 수 있다.
도 1은 종래 단상 계통연계형 인버터의 출력제어장치를 나타내는 도면이다.
도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 인버터의 출력제어장치의 구성도이다.
도 3은 종래 및 본 발명의 계통연계형 인버터의 출력제어장치의 시뮬레이션 결과값을 비교한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 인버터의 출력 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 단계(S460)을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 인버터의 출력제어장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 인버터의 출력제어장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 계통연계형 인버터의 출력제어장치는 AC 동기 좌표계 전류 지령기(10), AC 전압 주파수 측정기(20), 정지 좌표계 변환기(30), 동기-정지 좌표계 변환기(40), 정지 좌표계 전류 제어기(50), 인버터(60), 전압전류 센싱기(70), AC 위상 추종기(80) 및 AC 위상 오차 비교기(90)를 포함한다.
AC 동기 좌표계 전류 지령기(10)는 일정한 지령치 값을 이용하기 위해 동기 좌표계 전류 지령치(dg축)를 입력 받는다.
AC 전압 주파수 측정기(20)는 AC전압의 주기를 측정하고, 측정한 x(=5)주기로부터 평균값 차이가 가장 큰 값을 제외한 평균치로 AC 주파수를 측정한다. AC 전압 주파수 측정기(20)에서 측정된 AC 주파수는 정지 좌표계 변환기(30)로 출력된다.
정지 좌표계 변환기(30)는 AC 전압 주파수 측정기(20)로부터 AC 주파수를 입력 받아, AC 동기 좌표계 전류 지령기(10)로부터 동기 좌표계 전류 지령치를 입력 받는다.
그리고, 정지 좌표계 변환기(30)는 AC 주파수에 기반하여 동기 좌표계(dg축) 전류 지령치를 정지 좌표계(αβ축) 전류 지령치로 변환한다.
보다 구체적으로, 정지 좌표계 변환기(30)는 AC 전압 주파수 측정기(20)로부터 입력된 AC 주파수를 이용하여 위상 이동 필터(Phase Shift Filer)를 구하고, 위상 이동 필터에 기반하여 동기 좌표계 전류 지령치를 정지 좌표계 전류 지령치로 변환한다.
동기-정지 좌표계 변환기(40)는 AC 위상 추종기(80)로부터 입력되는 AC 위상 정보에 따라 AC 동기 좌표계 전류 지령기(10)의 동기좌표계 전류 지령치를 AC 전압과 동기(synchronized)된 정지 좌표계(αβ축) 전류 지령치로 변환한다
스위치(S)는 입력단이 2개 출력단이 1개인 스위치이며, 스위치(S)의 제1 입력단은 정지 좌표계 변환기(30)에 연결되며, 제2 입력단은 동기-정지 좌표계 변환기(40)에 연결되어 있다.
스위치(S)는 AC 위상 오차 비교기(90)에 의해 제1 입력단이 출력단과 연결될지 제2 입력단이 출력단과 연결될지 결정된다.
제1 입력단이 출력단과 연결되면, 정지 좌표계 변환기(30)에서 변환된 정지 좌표계 전류 지령치가 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 입력된다. 반면에, 제2 입력단이 출력단과 연결되면, 동기-정지 좌표계 변환기(40)에서 변환된 정지 좌표계 전류 지령치가 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 입력된다.
정지 좌표계 전류 제어기(50)는 전압전류 센싱기(70)로부터 AC 전류를 입력받고, 정지 좌표계 변환기(30) 또는 동기-정지 좌표계 변환기(40)로부터 정지 좌표계 전류 지령치를 입력 받는다.
정지 좌표계 전류 제어기(50)는 센싱된 AC 전류가 정지 좌표계 전류 지령치가 되도록 인버터(60)의 출력을 제어한다.
인버터(60)는 AC 220V와 같은 상용 전원에 연결되어 전력을 전달하는 전력 기기로서, 정지 좌표계 전류 제어기(50)의 제어에 따라 일정한 AC 전원을 출력한다.
전압전류 센싱기(70)는 인버터(60)의 출력단에 연결되어 인버터에서 출력되는 AC 전압과 전류를 센싱한다.
전압전류 센싱기(70)는 센싱된 전류는 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 출력하고 센싱된 전압은 AC 위상 추종기(80)로 출력한다.
AC 위상 추종기(80)는 전압전류 센싱기(70)에서 센싱된 AC 센싱 전압을 입력받아, AC 위상 정보를 추종하고, 추종한 AC 위상 정보를 동기-정지 좌표계 변환기(40) 및 AC 위상 오차 비교기(90)로 출력한다.
AC 위상 추종기(80)는 Adaptive Phase Locked Loop Method를 적용하여 넓은 추종 주파수 범위를 고려하여 계통 전압 주파수(θ)를 포함하는 AC 위상 정보를 추종할 수 있다.
AC위상 오차 비교기(90)는 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하고, 계산된 오차가 설정된 기준값보다 작으면 스위치(S)를 제어하여 제2 입력단이 출력단과 연결되도록 한다. 그러면, 동기-정지 좌표계 변환기(40)의 정지 좌표계 전류 지령치가 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 입력된다.
반면에, AC 위상 오차 비교기(90)는 AC 위상 추종 오차가 기준값보다 크면 스위치(S)를 제어하여 제1 입력단이 출력단과 연결되도록 한다. 그러면, 정지 좌표계 변환기(30)의 정지 좌표계 전류 지령치가 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 입력된다.
AC 위상 오차 비교기(90)에서 AC 위상 추종 오차(ErrPLL)는 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 정지 좌표계 전류 지령치를 2가지 경우로 변환하여 인버터(60)를 제어할 수 있으며, 이를 2가지 모드로 정리할 수 있다.
제1 모드는 동기-정지 좌표계 변환기(40)에서 변환된 정지 좌표계 전류 지령치에 의해 인버터(60)가 제어되는 것이며, 제2 모드는 정지 좌표계 변환기(30)에서 변환된 정지 좌표계 전류 지령치에 의해 인버터(60)가 제어되는 것이다.
제1 모드 및 제2 모드는 AC 위상 오차 비교기(90)에서 계산된 AC 위상 추종 오차에 의해 결정되며, AC 위상 추종 오차가 기준값보다 작으면 제1 모드로 동작 제어되며, AC 위상 추종 오차가 기준값보다 크면 제2 모드로 동작 제어된다.
이와 같이, 본 발명에서는 인버터에서 출력되는 AC 전압의 AC 위상 추종 오차에 따라 정지 좌표계 전류 지령치를 다르게 계산함으로써, AC 전압이 불안정하게 변동하더라도 안정적으로 인버터의 출력을 제어할 수 있다.
도 3은 종래 및 본 발명의 계통연계형 인버터의 출력제어장치의 시뮬레이션 결과값을 비교한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 AC 전압이 불안정하게 변동하더라도(AC 전원 주파수 변경(60->80Hz)), AC 전류의 Peak 발생이 억제되어 인버터에 연결된 기기를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 AC 전압이 불안정하게 변동하더라도 DC 링크 전압을 안정적으로 유지하여 시스템 안정성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 차량 탑재형 충전기(OBC)에 적용 가능하며, 제안된 계통연계형 인버터의 출력제어장치로 차세대 OBC 시장을 선점할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 계통연계형 인버터의 출력 제어 방법에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 인버터의 출력 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 5는 도 4의 단계(S460)을 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전압전류 센싱기(70)는 인버터(60) 출력단의 AC 전압, AC 전류를 센싱한다(S410).
AC 위상 추종기(80)는 입력된 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종한다(S420).
AC 위상 오차 비교기(90)는 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하고(S430), 계산된 AC 위상 추종 오차와 설정된 기준값을 비교한다(S440).
AC 위상 추종 오차가 기준값보다 작으면, AC 위상 오차 비교기(90)는 스위치(S)를 조작하여 동기-정지 좌표계 변환기(40)의 정지 좌표계 전류 지령치가 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 입력되도록 한다(S450).
이때, 동기-정지 좌표계 변환기(40)는 AC 위상 추종기(80)로부터 입력되는 AC 위상 정보에 따라 AC 동기 좌표계 전류 지령기(10)의 동기좌표계 전류 지령치를 AC 전압과 동기(synchronized)된 정지 좌표계(αβ축) 전류 지령치로 변환한다.
AC 위상 추종 오차가 기준값보다 크면, AC 위상 오차 비교기(90)는 스위치(S)를 조작하여 정지 좌표계 변환기(30)의 정지 좌표계 전류 지령치가 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 입력되도록 한다(S460).
도 5에 도시된 바와 같이, 단계(S460)는 단계(S461)에서 단계(S465)를 포함한다.
우선, AC 전압 주파수 측정기(20) 전압전류 센싱기(70)로 부터 AC 전압을 입력 받아 AC 전압의 주기를 측정하고(S461), 측정한 X(=5) 주기로부터 평균값 차이가 가장 큰 값을 제외한 평균치로 AC 주파수를 측정한다(S462).
정지 좌표계 변환기(30)는 AC 전압 주파수 측정기(20)로부터 입력되는 AC 주파수에 기초하여 동기 좌표계 전류 지령치를 α축 전류 지령치로 계산한다(S463).
정지 좌표계 변환기(30)는 AC 주파수를 이용하여 위상 이동 필터(Phase Shift Filer)의 계수를 구하고(S464), 위상 이동 필터의 계수에 기초하여 β축 전류 지령치를 계산한다(S465).
정지 좌표계 변환기(30)에서 계산된 정지 좌표계 전류 지령치는 AC 위상 오차 비교기(90)의 제어에 따라 정지 좌표계 전류 제어기(50)로 출력된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정지 좌표계 전류 제어기(50)는 센싱된 AC 전류가 입력된 정지 좌표계 전류 지령치가 되도록 인버터(60)의 출력을 제어한다(S470).
이와 같이, 본 발명에서는 인버터에서 출력되는 AC 전압의 AC 위상 추종 오차에 따라 정지 좌표계 전류 지령치를 다르게 계산함으로써, AC 전압이 불안정하게 변동하더라도 안정적으로 인버터의 출력을 제어할 수 있다.
본 발명에서는 AC 전압이 불안정하게 변동하더라도, AC 전류의 Peak 발생이 억제되어 인버터에 연결된 기기를 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 AC 전압이 불안정하게 변동하더라도 DC 링크 전압을 안정적으로 유지하여 시스템 안정성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 차량 탑재형 충전기(OBC)에 적용 가능하며, 제안된 계통연계형 인버터의 출력제어장치로 차세대 OBC 시장을 선점할 수 있다.
대다수의 국가에서 사용하는 전력 계통주파수는 50Hz 또는 60Hz로 고정되어 있으며 우리나라도 이중 하나인 60Hz를 사용하고 있다. 이러한 계통주파수는 계통에 접속된 부하가 일정하다면 거의 변화가 없으며, 부하에 변동이 발생하면 일시적으로 변화가 발생한 다음 다시 안정적으로 유지된다. 이러한 변동폭은 국가마다 차이가 있으며, 제안하는 발명은 전력 품질이 열악한 국가에서 더욱 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 계통연계형 인버터의 출력 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 방법 및 장치는 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: AC 동기 좌표계 전류 지령기
20: AC 전압 주파수 측정기
30: 정지 좌표계 변환기
40: 동기-정지 좌표계 변환기
50: 정지 좌표계 전류 제어기
60: 인버터
70: 전압전류 센싱기
80: AC 위상 추종기
90: AC 위상 오차 비교기

Claims (20)

  1. 계통연계형 인버터의 출력제어장치에 있어서,
    상기 인버터의 출력을 제어하는 좌표계 전류 제어기,
    상기 인버터의 출력단에 연결되어 AC 전압 및 AC 전류를 센싱하는 전압전류 센싱기,
    상기 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종하는 AC 위상 추종기,
    상기 AC 위상 추종기의 상기 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하고, 계산된 AC 위상 추종 오차와 설정된 기준값을 비교하는 AC 위상 오차 비교기,
    상기 AC 위상 추종기의 상기 AC 위상 정보에 따라 동기 좌표계 전류 지령치를 제1 정지 좌표계 전류 지령치로 변환하는 동기-정지 좌표계 변환기,
    상기 전압전류 센싱기의 상기 AC 전압의 주기로부터 AC 주파수를 측정하는 AC 전압 주파수 측정기,
    상기 AC 전압 주파수 측정기의 AC 주파수에 기반하여 상기 동기 좌표계 전류 지령치를 제2 정지 좌표계 전류 지령치로 변환하는 정지 좌표계 변환기, 및
    제1 입력단이 상기 정지 좌표계 변환기와 연결되고, 제2 입력단이 상기 동기-정지 좌표계 변환기와 연결되고, 출력단이 상기 좌표계 전류 제어기와 연결되는 스위치를 포함하고,
    상기 AC 위상 오차 비교기는 상기 AC 위상 추종 오차가 상기 기준값보다 작으면 상기 동기-정지 좌표계 변환기의 제1 정지 좌표계 전류 지령치가 상기 좌표계 전류 제어기로 입력되도록 하고, 상기 AC 위상 추종 오차가 상기 기준값보다 크면 상기 정지 좌표계 변환기의 제2 정지 좌표계 전류 지령치가 상기 좌표계 전류 제어기로 입력되도록 하고,
    상기 스위치는 상기 AC 위상 오차 비교기의 출력에 의해 상기 제1 입력단과 제2 입력단을 선택적으로 상기 출력단에 연결시키되, 상기 AC 위상 추종 오차가 상기 기준값보다 작으면 상기 제2 입력단이 상기 출력단과 연결되도록 동작하고, 상기 AC 위상 추종 오차가 상기 기준값보다 크면 상기 제1 입력단이 상기 출력단과 연결되도록 동작하는 것
    인 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정지 좌표계 변환기는 상기 AC 전압 주파수 측정기의 상기 AC 주파수를 이용하여 위상 이동 필터(Phase Shift Filter) 계수를 계산하고, 상기 위상 이동 필터 계수를 이용하여 상기 동기 좌표계 전류 지령치를 상기 제2 정지 좌표계 전류 지령치로 변환하는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 AC 위상 추종기는 Adaptive Phase Locked Loop Method를 적용하여 계통 전압 주파수(θ)를 포함하는 AC 위상 정보를 추종하는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 좌표계 전류 제어기는 상기 제1 정지 좌표계 전류 지령치가 입력되면, 상기 인버터의 AC 전류가 상기 제1 정지 좌표계 전류 지령치가 되도록 제어하는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 좌표계 전류 제어기는 상기 제2 정지 좌표계 전류 지령치가 입력되면, 상기 인버터의 AC 전류가 상기 제2 정지 좌표계 전류 지령치가 되도록 제어하는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 AC 위상 추종 오차는 하기 수학식에 의해 계산되는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.

  7. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는 상기 동기-정지 좌표계 변환기에서 변환된 상기 제1 정지 좌표계 전류 지령치에 기초하여 AC 전원이 제어되는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는 상기 정지 좌표계 변환기에서 변환된 상기 제2 정지 좌표계 전류 지령치에 기초하여 AC 전원이 제어되는 계통연계형 인버터의 출력제어장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 계통연계형 인버터의 출력제어방법에 있어서,
    상기 인버터의 출력단 AC 전압 및 AC 전류를 센싱하는 단계,
    상기 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종하는 단계,
    상기 AC 위상 정보를 이용하여 AC 위상 추종 오차를 계산하는 단계, 및
    상기 AC 위상 추종 오차가 설정된 기준값보다 작으면, 제1 정지좌표계 전류 지령치를 이용하여 상기 인버터의 출력을 제어하고, 상기 AC 위상 추종 오차가 설정된 기준값보다 크면, 제2 정지좌표계 전류 지령치를 이용하여 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 인버터의 출력을 제어하는 단계는, 제1 입력단이 정지 좌표계 변환기와 연결되고, 제2 입력단이 동기-정지 좌표계 변환기와 연결되고, 출력단이 좌표계 전류 제어기와 연결되는 스위치를 상기 AC 위상 오차에 따라 동작시키는 것
    인 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인버터의 출력을 제어하는 단계는,
    상기 AC 위상 정보에 따라 동기좌표계 전류 지령치를 상기 제1 정지 좌표계 전류 지령치로 변환하는 단계, 및
    상기 인버터에서 센싱된 상기 AC 전류가 제1 정지좌표계 전류 지령치가 되도록 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 정지좌표계 전류 지령치가 상기 인버터의 AC 전류가 되도록 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 인버터의 출력을 제어하는 단계는,
    상기 AC 전압의 주기를 측정하는 단계,
    상기 AC 전압의 주기로부터 AC 주파수를 측정하는 단계,
    상기 AC 주파수에 기초하여 동기좌표계 전류 지령치를 상기 제2 정지좌표계 전류 지령치의 α축 전류 지령치로 계산하는 단계,
    상기 AC 주파수를 이용하여 위상 이동 필터(Phase Shift Filer)의 계수를 계산하는 단계, 및
    상기 위상 이동 필터의 계수에 기초하여 상기 제2 정지좌표계 전류 지령치의 β축 전류 지령치를 계산하는 단계를 포함하는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 정지좌표계 전류 지령치가 상기 인버터의 AC 전류가 되도록 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 AC 위상 추종 오차는 하기 수학식에 의해 계산되는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.

  19. 제13항에 있어서,
    상기 AC 전압에 기초하여 AC 위상 정보를 추종하는 단계는,
    Adaptive Phase Locked Loop Method를 적용하여 넓은 추종 주파수 범위를 고려하여 계통 전압 주파수(θ)를 포함하는 AC 위상 정보를 추종하는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 인버터는 상용 전원에 연결되어 전력을 전달하는 전력 기기로서, 상기 AC 위상 추종 오차에 따라 상기 제1 정지좌표계 전류 지령치에 의해 제어되는 제1 모드와, 상기 제2 정지좌표계 전류 지령치에 의해 제어되는 제2 모드 중 하나의 모드로 선택 동작되는 계통연계형 인버터의 출력제어방법.
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