KR20150016038A - 3상 인버터의 출력 제어 방법 - Google Patents

3상 인버터의 출력 제어 방법 Download PDF

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KR20150016038A KR1020130092251A KR20130092251A KR20150016038A KR 20150016038 A KR20150016038 A KR 20150016038A KR 1020130092251 A KR1020130092251 A KR 1020130092251A KR 20130092251 A KR20130092251 A KR 20130092251A KR 20150016038 A KR20150016038 A KR 20150016038A
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Abstract

본 명세서는 3상 인버터의 출력 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3상 인버터의 출력 신호에서 제어 대상이 되는 주파수 외의 고조파를 제거하여 인버터의 출력 위상 정보를 검출하고, 고조파가 제거된 위상 정보를 근거로 인버터의 출력 크기 및 위상을 제어함으로써, 출력 검출 시 제어 대상 주파수를 정확히 검출할 수 있고, 검출된 출력 정보를 근거로 정확한 인버터 출력 제어가 가능해짐으로써 인버터의 출력 제어 성능을 안정화시킬 수 있으며, 또한, 제어 성능의 안정화로 인버터의 활용도가 높아짐으로써, 전력계통의 운영이 다양화 및 유연화될 수 있으며, 특히 인버터의 활용도가 높은 신재생에너지 발전 분야의 발전을 촉진시킬 수 있으며, 나아가 전력계통 전체의 안정성과 신뢰성이 확보될 수 있는 효과가 있는 3상 인버터의 출력 제어 방법에 관한 것이다.

Description

3상 인버터의 출력 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING THREE-PHASE INVERTER OUTPUT}
본 명세서에 기재된 발명은 3상 인버터의 출력 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3상 인버터의 출력 신호에서 제어 대상이 되는 주파수 외의 고조파를 제거하여 인버터의 출력 위상 정보를 검출하고, 고조파가 제거된 위상 정보를 근거로 인버터의 출력 크기 및 위상을 제어하는 3상 인버터의 출력 제어 방법에 관한 것이다.
태양광 시스템의 위상 정보는 전체 제어기를 동작함에 있어서 중요한 정보이다. 계통 전압에 고조파 등 외란이 유입될 경우, 위상 제어에도 고조파가 추가되어 전체 시스템에 영향을 미치게 된다.
실제 상용전원은 완전한 평형을 이룬 전원이 존재하지 않으며, 고조파 전압도 포함하고 있기 때문에, 위상각 검출기는 왜곡된 전원단 전압조건하에서도 신속하고 정확한 특성을 지녀야 한다.
도 1은 종래의 3상 인버터의 출력 제어기의 구성 및 동작을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 3상 인버터의 출력 제어기는, 3상 전원단의 출력으로부터 a, b, c 세 상을 센싱하여 d-q축 정지좌표로 변환하고, 상기 d-q축 정지좌표를 다시 d-q축 동기좌표로 변환한다. 상기 동기좌표의 d축은 저역 통과 필터인 Low Pass Filter를 거친 후 상기 인버터의 출력 크기가 검출되고, 상기 동기좌표의 q축은 PI제어기를 거친 후 상기 인버터의 출력 주파수가 검출된다. 검출된 상기 인버터의 출력 주파수는 상기 동기좌표에 부궤환 되고, 부궤환된 상기 인버터의 출력 주파수를 근거로 상기 인버터의 출력 오차가 제어된다.
종래의 3상 인버터의 출력 제어기는, 출력 제어 대상인 상기 인버터의 출력 크기 및 주파수를 검출함으로써 상기 인버터의 위상 정보 검출이 가능하지만, 상기 계통 전원단의 출력에 고조파가 있는 경우, 검출된 상기 인버터의 위상 정보에 상기 고조파가 유입되어 있어 상기 인버터의 출력 제어기 및 전체 시스템에 영향을 미치게 되는데, 예를 들면 상기 출력 제어기가 상기 고조파를 입력 신호로 인식하여 오동작을 일으킬 수 있고, 입력 신호가 되는 상기 인버터의 출력을 고조파가 포함된 채로 인식하여 제어 동작이 이뤄지지 않을 수 있는 문제가 생길 수 있다.
종래의 3상 인버터의 출력 제어기에 포함되어 상기 인버터의 출력 크기를 검출하는 상기 Low Pass Filter 및 상기 인버터의 출력 주파수를 검출하는 상기 PI제어기는, 고조파 제거용이 아닌 출력 안정화의 목적으로 사용되므로, 상기 인버터의 위상 정보 검출 시 고조파가 제거되지 못하고 검출된 상기 인버터의 위상 정보에 그대로 나오게 된다.
따라서, 본 명세서에 기재된 3상 인버터의 출력 제어 방법은 종래기술들의 문제점을 해결할 수 있도록, 기존 제어 방법에 제어 대상 주파수 외의 고조파를 제거하는 공진제어기를 추가함으로써, 출력 검출 시 제어 대상 주파수를 정확히 검출할 수 있고, 검출된 출력 정보를 근거로 정확한 인버터 출력 제어가 가능해짐으로써, 인버터의 출력 제어 및 계통 운영의 안정성을 높일 수 있는 3상 인버터의 출력 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서에 기재된 실시예에 따른 3상 인버터의 출력 제어 방법은, 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계, 상기 고조파가 제거된 출력 신호에서 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계 및 검출된 상기 위상 정보를 근거로, 상기 인버터의 출력 위상 및 크기를 제어하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 상기 고조파를 제거하는 단계는, 상기 인버터의 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환하는 단계 및 상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계는, 상기 정지좌표를 d-q축 동기좌표로 변환하는 단계 및 상기 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계는, 공진제어기를 통해 고조파 성분을 제거하되, 상기 공진제어기는 상기 정지좌표에서 상기 인버터의 출력 제어 대상 주파수를 제외한 고조파 성분들을 제거하는 PI제어기일 수 있다.
실시예에서, 상기 동기좌표는, 고조파 성분들이 제거된 상기 정지좌표가 변환된 것으로 이루어지되, d축에 상기 인버터의 출력 크기, q축에 상기 인버터의 출력 주파수가 나타날 수 있다.
실시예에서, 상기 동기좌표에서 상기 인버터의 위상 정보를 검출하는 단계는, 상기 동기좌표의 d축에서 상기 인버터의 출력 크기를 검출하고, 상기 동기좌표의 q축에서 상기 인버터의 출력 주파수를 검출할 수 있다.
실시예에서, 상기 인버터의 출력 크기는, Low Pass Filter를 통해 검출될 수 있다.
실시예에서, 상기 인버터의 출력 주파수는, PI제어기를 통해 검출될 수 있다.
실시예에서, 검출된 상기 인버터의 위상 정보는, 상기 동기좌표에 부궤환되어 제어될 수 있다.
본 명세서에 기재된 3상 인버터의 출력 제어 방법은, 인버터의 출력 제어를 위한 인버터 출력 검출 시, 고조파를 제거하여 제어 대상 주파수만 검출함으로써 정확한 출력 검출이 이루어지며, 인버터 출력 제어기의 정확한 제어 동작이 가능해짐은 물론, 출력 제어 성능을 안정화시킬 수 있는 효과가 있으며, 종래의 3상 인버터의 출력 제어를 위한 위상 검출 방법을 개선하는 효과가 있다.
또한, 제어 성능의 안정화로 인버터의 활용도가 높아짐으로써, 전력계통의 운영이 다양화 및 유연화될 수 있으며, 특히 인버터의 활용도가 높은 신재생에너지분야의 발전을 촉진시킬 수 있으며, 나아가 전력계통 전체의 안정성과 신뢰성이 확보될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 3상 인버터의 출력 제어기의 구성 및 동작을 나타내는 블록도.
도 2는 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예에 따른 순서도.
도 3은 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예에 따른 블록도.
도 4는 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예에 따른 순서도.
도 5는 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예에 따른 공진제어기의 구성도.
본 명세서에 개시된 기술은 3상 계통 연계형 인버터에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 계통 연계형 인버터 시스템, 비상용 발전 시스템, 그 외 신재생에너지발전 시스템에도 적용될 수 있다. 특히, 신재생에너지발전은 재생 가능한 에너지를 이용한 친환경 발전으로서, 예를 들어, 태양광 발전, 태양열 발전, 바이오매스 발전, 소수력 발전, 해양에너지 발전, 폐기물에너지 발전, 지열 발전, 풍력 발전, 연료전지 발전 등을 포함할 수 있는데, 전력 변환을 위해서 인버터의 활용이 주가 되는 분야이므로 본 명세서에 기재된 기술이 가장 유용하게 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
먼저, 도 2를 참조하여 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예에 따른 구성을 설명한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예에 따른 순서도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예는, 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계(S10), 상기 고조파가 제거된 출력 신호에서 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계(S20) 및 검출된 상기 위상 정보를 근거로, 상기 인버터의 출력 위상 및 크기를 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
상기 인버터는, 에너지 변환장치로부터 이용 가능한 형태로 변환된 전력을 계통에 공급하기 위해, 상기 에너지 변환장치에서 직류로 보내진 상기 전력을 상기 전력 계통의 상용 교류 형태로 변환하는 장치를 의미하며, 상기 계통에 연계되어 사용되는 인버터를 계통 연계형 인버터라 칭한다.
상기 계통은, 전력에너지의 수급 및 공급이 이루어지는 시스템으로서, 복수의 발전소, 변전소 및 송배전선이 일체로 되어 전력의 발전 및 송배전이 이루어지는 무한 모선의 시스템을 의미한다.
상기 인버터에서 출력되는 전력은 직류에서 교류로 변환된 전력으로서, 상기 계통의 전압에 비해 위상 및 파형이 불안정한 형태를 띄기 때문에, 상기 계통의 안정적인 운영을 위해서 상기 인버터의 출력을 감시하고 제어해야 한다.
상기 인버터의 출력을 감시하고 제어하기 위해서는, 상기 인버터의 출력 신호에서 상기 인버터의 출력 정보를 검출해야 하는데, 상기 인버터의 출력 정보가 검출되면 이를 근거로 상기 인버터의 출력 제어가 가능해진다.
상기 인버터의 출력 정보는, 상기 인버터의 출력 전압 또는 상기 인버터의 출력 전류에 대한 정보일 수 있다.
상기 인버터의 출력 정보에는 고조파 등에 의한 주파수의 왜곡이 있을 수 있는데, 상기 출력 정보에 고조파 및 왜곡 성분이 포함되어 있을 경우, 상기 인버터의 제어 동작이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
예를 들면, 상기 인버터의 출력을 제어하는 제어부 또는 제어기에 있어서, 입력 신호가 되는 상기 출력 정보에 고조파가 포함되어 있는 경우, 상기 제어부 또는 제어기가 상기 출력 정보에 포함된 고조파를 입력 신호로 인식하게 되면, 제어 동작 시 제어 대상 주파수 위상은 제어하지 못하고, 제거 대상인 상기 고조파를 제어하게 될 수 있다.
또는, 고조파가 포함된 상기 출력 정보를 입력 신호로 그대로 인식하게 되면, 제어 동작 시 고조파가 그대로 남아있는 형태로 출력을 제어하게 될 수 있다.
상기 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계(S10)에서는, 고조파가 포함되어 불안정한 형태를 띄고 있는 상기 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하여, 상기 인버터의 출력 신호를 안정된 형태로 바꿀 수 있다.
상기 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계(S10)는, 고조파를 제어할 수 있는 고조파 필터, 고조파 제어기 중 어느 하나를 통해서 고조파를 제어할 수 있다.
상기 고조파 제어기는, 비례 적분 제어기일 수 있다.
상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계(S20)에서는, 제어 대상이 되는 주파수 외의 고조파가 제거된 상기 인버터의 출력 신호에서 상기 인버터의 위상 정보를 검출할 수 있다.
상기 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계(S10)에서 상기 인버터의 출력 신호를 상기 제어 대상이 되는 주파수를 제외한 고조파가 제거된 안정된 형태로 바꿈으로써, 상기 인버터의 출력 신호에서 상기 위상 정보를 정확하고 안정되게 검출할 수 있게 된다.
상기 검출된 상기 위상 정보를 근거로, 상기 인버터의 출력 위상 및 크기를 제어하는 단계(S30)에서는, 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계(S20)에서 상기 제어 대상이 되는 주파수의 위상 정보를 검출함으로써, 상기 인버터의 출력 위상 및 크기를 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예를 설명한다.
도 3은 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예에 따른 블록도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예에 따른 순서도이다.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예는, 3상 출력 신호(10)가 d-q축 정지좌표(20)로 변환되고, 상기 d-q축 정지좌표(20)가 공진제어기(30)를 통해 제어 대상 주파수를 제외한 고조파 성분들이 제거되고, 고조파 성분들이 제거된 상기 d-q축 정지좌표(20)가 d-q축 동기좌표(40)로 변환되고, 상기 d-q축 동기좌표(40)에서 위상 정보(50)가 검출될 수 있다.
상기 3상 출력 신호(10)는, 상기 3상 인버터의 출력에 대한 신호일 수 있다.
상기 3상 출력 신호(10)는, 상기 3상 인버터의 출력을 a-b-c 상으로 나타낸 신호일 수 있다.
상기 3상 출력 신호(10)에는 고조파 성분이 포함될 수 있다.
상기 d-q축 정지좌표(20)는, 상기 3상 인버터의 출력에 대한 신호를 d-q축 좌표로 모델링한 것일 수 있다.
상기 공진제어기(30)는, 상기 d-q축 정지좌표(20)에 포함된 고조파 성분을 제거할 수 있다.
상기 d-q축 동기좌표(40)는, 상기 공진제어기(30)를 통해 고조파가 제거된 상기 d-q축 정지좌표(20)를 d-q축 좌표로 변환한 것일 수 있다.
상기 위상 정보(50)는, 상기 3상 출력 신호(10)에서 제어 대상 주파수를 제외한 고조파가 제거된, 상기 3상 인버터의 출력 크기 및 주파수 정보일 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 상술한 실시예에 따른 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 단계를 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시 단계는, 상기 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계(S10)는, 상기 인버터의 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환하는 단계(S11) 및 상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계(S12)를 포함하고, 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계(S20)는, 상기 정지좌표를 d-q축 동기좌표로 변환하는 단계(S21) 및 상기 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.
상기 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계(S10)는, 상기 인버터의 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환하는 단계(S11) 및 상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계(S12)를 포함하여 실시될 수 있다.
상기 인버터의 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환하는 단계(S11)에서는, 상기 인버터의 출력 제어를 하기 위한 모델링으로서, 상기 인버터의 3상 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환할 수 있다.
상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계(S12)에서는, 상기 인버터의 출력 신호가 변환된 상기 d-q축 정지좌표에서 공진제어기를 통해, 상기 인버터의 출력 제어 대상 주파수를 제외한 고조파 성분을 제거할 수 있다.
상기 공진제어기는, 상기 정지좌표에서 상기 인버터의 출력 제어 대상 주파수를 제외한 고조파 성분들을 제거하는 PI제어기일 수 있다.
도 5는 본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 구체적인 실시예에 따른 공진제어기의 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 공진제어기는, 기준값 edq*가 입력되고, 전달함수가 Krcs/s2+ω0 2이며 , 출력이 입력에 부궤환되도록 구성될 수 있다.
상기 공진제어기의 출력이 입력에 부궤환됨으로써, 상기 공진제어기의 출력이 입력된 상기 기준값에 일치되도록 제어될 수 있다.
상기 공진제어기의 전달함수는, 1/s 및 ω2/s 두 개의 병렬 적분기로 구성된 제어기의 전달함수를 의미한다.
상기 적분기를 통해, 상기 공진제어기의 입력이 되는 상기 d-q축 정지좌표의 고조파 성분이 제거될 수 있다.
다시, 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계(S20)는, 상기 정지좌표를 d-q축 동기좌표로 변환하는 단계(S21) 및 상기 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계(S22)를 포함하여 실시될 수 있다.
상기 정지좌표를 d-q축 동기좌표로 변환하는 단계(S21)에서는, 상기 공진제어기를 통해, 상기 제어 대상 주파수를 제외한 고조파 성분들이 제거된 상기 정지좌표를, 상기 d-q축 동기좌표로 변환할 수 있다.
상기 동기좌표는, 고조파 성분들이 제거된 상기 정지좌표가 변환된 것으로서, d축에 상기 인버터의 출력 크기, q축에 상기 인버터의 출력 주파수가 나타날 수 있다.
예를 들면, 상기 3상 인버터의 출력 신호가 상기 d-q축 정지좌표로 변환되고, 상기 공진제어기를 통해 상기 정지좌표의 고조파 성분들이 제거되고, 고조파 성분들이 제거된 상기 정지좌표가 상기 d-q축 동기좌표로 변환되면, 상기 인버터의 출력 크기가 상기 동기좌표의 d축에 나타나고, 상기 인버터의 출력 주파수가 상기 동기좌표의 q축에 나타날 수 있다.
상기 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계(S22)에서는, 상기 동기좌표의 d축에서 상기 인버터의 출력 크기를 검출하고, 상기 동기좌표의 q축에서 상기 인버터의 출력 주파수를 검출할 수 있다.
상기 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계(S22)에서 상기 인버터의 출력 크기 및 상기 인버터의 출력 주파수를 검출함으로써, 상기 인버터의 출력 제어를 위한 상기 위상 정보가 검출될 수 있다.
상기 인버터의 출력 크기는, 상기 동기좌표의 d축이 Low Pass Filter를 통과함으로써 검출될 수 있다.
상기 Low Pass Filter는 저역 통과 필터로서, 주어진 차단 주파수보다 낮은 주파수 대역은 통과시키고, 이보다 높은 주파수 대역은 감쇠시키는 고주파 차단 필터를 의미하며, 상기 Low Pass Filter를 통해, 상기 동기좌표의 d축에서 상기 인버터의 출력 크기가 검출될 수 있다.
상기 인버터의 출력 주파수는, 상기 동기좌표의 q축이 PI제어기를 통과함으로써 검출될 수 있다.
상기 PI제어기는 비례 적분 제어기로서, 오차신호를 적분하여 제어신호를 만들어내는 적분 제어를 병렬로 연결하여 사용하는 제어기법을 의미하며, 상기 PI제어기를 통해, 상기 동기좌표의 q축에서 상기 인버터의 출력 주파수가 검출될 수 있다.
상기 인버터의 출력 주파수는, 상기 동기좌표의 q축에서 검출되고, 상기 동기좌표에 부궤환되어 제어될 수 있다.
상기 부궤환 제어는, 출력 신호를 입력 신호로 되돌림으로써 제어량의 값을 목표값과 비교하여, 상기 제어량의 값 및 상기 목표값을 일치시키도록 정정 동작을 하는 제어 방식을 의미한다.
상기 인버터의 출력 주파수가 상기 동기좌표에 부궤환됨으로써, 상기 인버터의 출력 주파수의 오차 제어가 가능해질 수 있다.
예를 들면, 검출된 상기 인버터의 출력 주파수가 상기 동기좌표에 부궤환 되고, 부궤환된 상기 인버터의 출력 주파수를 근거로 상기 인버터의 출력 오차가 제어될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 상기 3상 인버터의 출력을 제어하는 제어기에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 상기 3상 인버터의 출력 위상을 검출하는 PLL 기법에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 연산과정을 프로그램화하여 소프트웨어적인 방법으로 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 계통 연계형 인버터 내부에 구성된 제어유닛, 계통 연계형 인버터를 제어하는 별도의 제어유닛 및 상기 계통 운영 상황을 감시하는 감시 기기 중 적어도 어느 하나에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 상기 계통을 통합 운영하는 계통 운영 시스템에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 인버터가 포함된 전력 제어 장치에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법의 실시예들은, 주거용, 빌딩용, 공공시설용, 산업용 및 비상전원의 용도로 사용되는 인버터가 포함된 모든 비상용 발전설비의 제어유닛 및 보호기기에 적용되어 실시될 수 있다.
본 명세서에 개시된 3상 인버터의 출력 제어 방법은, 인버터의 출력 제어를 위한 인버터 출력 검출 시, 고조파를 제거하여 제어 대상 주파수만 검출함으로써 정확한 출력 검출이 이루어지며, 인버터 출력 제어기의 정확한 제어 동작이 가능해짐은 물론, 출력 제어 성능을 안정화시킬 수 있는 효과가 있으며, 또한, 제어 성능의 안정화로 인버터의 활용도가 높아짐으로써, 전력계통의 운영이 다양화 및 유연화될 수 있으며, 특히 인버터의 활용도가 높은 신재생에너지분야의 발전을 촉진시킬 수 있으며, 나아가 전력계통 전체의 안정성과 신뢰성이 확보될 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 3상 출력 신호 20: d-q축 정지좌표
30: 공진제어기 40: d-q축 동기좌표
50: 위상 정보
S10: 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계
S11: 인버터의 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환하는 단계
S12: 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계
S20: 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계
S21: 정지좌표를 d-q축 동기좌표로 변환하는 단계
S22: 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계
S30: 인버터의 출력 위상 및 크기를 제어하는 단계

Claims (8)

  1. 3상 인버터의 출력 신호에서 고조파를 제거하는 단계;
    상기 고조파가 제거된 출력 신호에서 상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계; 및
    검출된 상기 위상 정보를 근거로, 상기 인버터의 출력 위상 및 크기를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고조파를 제거하는 단계는,
    상기 인버터의 출력 신호를 d-q축 정지좌표로 변환하는 단계; 및
    상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 인버터의 출력 위상 정보를 검출하는 단계는,
    상기 정지좌표를 d-q축 동기좌표로 변환하는 단계; 및
    상기 동기좌표에서 상기 위상 정보를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정지좌표에서 고조파 성분을 제거하는 단계는,
    공진제어기를 통해 고조파 성분을 제거하되,
    상기 공진제어기는 상기 정지좌표에서 상기 인버터의 출력 제어 대상 주파수를 제외한 고조파 성분들을 제거하는 PI제어기인 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 동기좌표는,
    고조파 성분들이 제거된 상기 정지좌표가 변환된 것으로 이루어지되,
    d축에 상기 인버터의 출력 크기, q축에 상기 인버터의 출력 주파수가 나타나는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 동기좌표에서 상기 인버터의 위상 정보를 검출하는 단계는,
    상기 동기좌표의 d축에서 상기 인버터의 출력 크기를 검출하고, 상기 동기좌표의 q축에서 상기 인버터의 출력 주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인버터의 출력 크기는,
    Low Pass Filter를 통해 검출되는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 인버터의 출력 주파수는,
    PI제어기를 통해 검출되는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    검출된 상기 인버터의 위상 정보는,
    상기 동기좌표에 부궤환되어 제어되는 것을 특징으로 하는 3상 인버터의 출력 제어 방법.
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