KR20230059514A - Device for lmplementation of Parallel Converter System for Parameter Estimation and Continuous Operation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기장치가 동작하는 중에 전기장치에 연결된 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3개 이상의 전기장치를 입력과 출력을 연결하여 병렬연결을 구성한 후, 진단장치, 상쇄장치, 일반장치를 설정하여 진단장치가 캐패시터 내부 파라미터 추정 시 발생시키는 부하전류의 왜곡을 상쇄장치가 보상하여, 부하전류를 일정하게 유지하면서 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for estimating an internal parameter of a capacitor connected to an electrical device while the electrical device is operating, and more particularly, after constructing a parallel connection by connecting inputs and outputs of three or more electrical devices, a diagnostic device, The present invention relates to a method of estimating a capacitor internal parameter while maintaining a constant load current by setting a canceling device and a general device so that the canceling device compensates for the distortion of the load current generated when the diagnostic device estimates the internal parameter of the capacitor.
Description
본 실시예는 병렬로 연결된 전력변환장치에 외란신호를 주입하여 전력변환장치 노화의 핵심 요소인 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하는 방법에 관한 것이다. 특히 기존 방법과 달리 외란신호로 인해 부하 전압 또는 전류가 왜곡되지 않도록 병렬로 연결된 다른 전력변환장치에 상쇄신호를 주입하여 부하에 영향을 주지 않으면서 캐패시터 내부 파라미터를 정확하게 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다. The present embodiment relates to a method for estimating an internal parameter of a capacitor, which is a key factor in aging of a power converter, by injecting a disturbance signal into a power converter connected in parallel. In particular, unlike the existing method, it relates to a method for accurately measuring capacitor internal parameters without affecting the load by injecting a cancellation signal into another power converter connected in parallel so that the load voltage or current is not distorted by the disturbance signal. .
DC-DC(직류-직류) 컨버터는 직류를 직류로 변환하는 전력변환장치로, 출력전압을 입력전압보다 높이거나 낮추는 역할을 한다. DC-DC 컨버터는 최근 전기자동차, 태양광발전, 모바일 기기, 가전제품 등 다양한 응용 분야에 사용되고 있으며, DC-DC 컨버터 시장규모는 2025년에는 세계적으로 224억 달러에 이를 전망이다. A DC-DC (direct current-to-direct current) converter is a power conversion device that converts direct current into direct current, and serves to increase or decrease the output voltage from the input voltage. DC-DC converters have recently been used in various applications such as electric vehicles, solar power generation, mobile devices, and home appliances, and the DC-DC converter market is expected to reach $22.4 billion worldwide in 2025.
DC-DC(직류-직류) 컨버터가 다양한 분야에 사용되면서 안전과 관련한 제약들이 엄격해지고 있으며, 엄격해지는 제약을 만족하기 위해 고장 원인 파악, 기대 수명 충족을 위한 설계, 안전한 동작을 위한 상태감시 등 DC-DC 컨버터의 신뢰성을 높이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 사고를 미연에 방지할 수 있는 DC-DC 컨버터의 상태감시 관련 기술의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. As DC-DC (direct current-to-direct current) converters are used in various fields, safety-related restrictions are becoming stricter. -Many studies are being conducted to improve the reliability of DC converters. In particular, the demand for technology related to the status monitoring of DC-DC converters, which can prevent accidents in advance, is explosively increasing.
DC-DC(직류-직류) 컨버터는 전력용 반도체 스위치 소자를 이용하여 직류인 입력전압을 고주파로 변환한 후 인덕터와 캐패시터로 구성된 필터를 이용하여 직류의 출력전압을 생성하는데, 특히 캐패시터에는 DC-DC 컨버터가 동작하는 동안 전력용 반도체 스위치가 만든 고주파 전압이 계속해서 가해진다. 따라서 캐패시터는 DC-DC 컨버터 소자 중 열화에 취약하여 수명이 짧으며, 열화로 인해 내부 파라미터인 ESR(Equivalent Series Resistor, 등가직렬저항) 값과 캐패시턴스 값의 변동이 크게 발생한다. DC-DC 컨버터 고장의 30% 정도가 캐패시터의 노화로 발생하는데, 노화로 인해 캐패시터에 고장 발생 시 해당 캐패시터가 단락되는 경우가 빈번하다. 캐패시터가 단락될 경우 DC-DC 컨버터가 단락되어 누전 및 화재가 발생하거나 DC-DC 컨버터와 연결된 외부 시스템으로 사고가 확산될 수 있어, 사고를 미연에 방지하기 위해 캐패시터 노화를 추정하는 기술이 필요하다. A DC-DC (DC-DC) converter converts a direct current input voltage into a high frequency using a power semiconductor switch element, and then generates a direct current output voltage using a filter composed of an inductor and a capacitor. In particular, the capacitor has a DC-DC converter. While the DC converter is operating, the high-frequency voltage generated by the power semiconductor switch is continuously applied. Therefore, the capacitor is vulnerable to deterioration among DC-DC converter elements and has a short lifespan, and deterioration causes large fluctuations in ESR (Equivalent Series Resistor, Equivalent Series Resistance) and capacitance values, which are internal parameters. About 30% of DC-DC converter failures are caused by capacitor aging, and when a capacitor fails due to aging, the corresponding capacitor is often short-circuited. If the capacitor is short-circuited, the DC-DC converter is short-circuited, resulting in a short circuit or fire, or the accident may spread to external systems connected to the DC-DC converter. To prevent accidents in advance, technology for estimating capacitor aging is required. .
캐패시터 노화를 추정하는 데는 오프라인 측정과 온라인 측정 방법이 있다. 오프라인 측정이란 DC-DC(직류-직류) 컨버터 등 전력변환장치가 동작하지 않을 때 캐패시터를 측정하는 방법으로 전력변환장치가 주기적으로 동작을 멈추는 분야에 효과적이다. 온라인 측정이란 전력변환장치가 동작하는 동안 캐패시터를 전력변환장치에서 분리하지 않고 측정하는 방법으로 측정하는 동안 전력변환장치를 중지시키지 않아도 되는 장점이 있다. 캐패시터 내부 파라미터인 ESR(Equivalent Series Resistor) 값과 캐패시턴스 값을 추정하여 캐패시터의 노화를 추정하는 방법은 온라인 측정 방법에 적합하여 많은 연구가 진행되었다. There are offline measurement and online measurement methods for estimating capacitor aging. Offline measurement is a method of measuring a capacitor when a power conversion device such as a DC-DC (direct current-to-direct current) converter is not operating, and is effective in the field where the power conversion device periodically stops operating. Online measurement is a method of measuring without separating a capacitor from the power converter while the power converter is operating, and has the advantage of not having to stop the power converter during measurement. The method of estimating the aging of a capacitor by estimating the ESR (Equivalent Series Resistor) value and the capacitance value, which are internal parameters of the capacitor, is suitable for online measurement methods, and many studies have been conducted.
2001년 3월7일 자로 대한민국에 출원되고 2004년 3월9일자로 공고된 “출원번호 10-2001-0011750, 인버터의 직류 커패시터 노화 감시 방법”특허와 2015년 7월17일자로 대한민국에 출원되고 2016년 2월1일자로 공고된 “출원번호 10-2015-0101494, 양방향 하이브리드 태양광 PCS에서 DC 링크 캐패시터의 노화진단 장치”특허는 모두 온라인 측정 방법으로써 인버터 또는 태양광 PCS 동작 중에 캐패시터 리플(Ripple) 전압을 측정하여 캐패시터 내부 파라미터인 ESR(Equivalent Series Resistor) 값을 계산하지만, 매우 작은 전압 리플을 요구하는 대다수의 직류 분야에서는 캐패시터를 병렬로 연결하는 등 전압 리플을 가능한 작아지도록 설계하므로 노화에 따른 ESR 값 증가로 인한 리플 전압을 노이즈와 구별하여 정확히 측정하기 어렵다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 기존 연구에서는 전력변환장치를 제어하는 제어신호에 외란신호를 주입하여 이 외란신호에 반응하는 캐패시터의 전압 또는 전류를 측정하여 전달함수를 구하고, 구한 전달함수를 바탕으로 ESR 값 및 캐패시턴스 값 등 캐패시터 내부 파라미터를 추정하고, 이를 바탕으로 노화를 추정하였다. 이러한 기존 연구들에도 한계가 있는데, 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 주입하는 방법은 주입한 섭동신호로 인해 전력변환장치의 출력전압 또는 출력전류에 진동이 발생하여 전력이 손실되고, 전력품질이 하락하는 문제가 있다. 또한 섭동신호를 주입하는 동안 부하 전류나 전압 요구값이 변동하면 전력변환장치가 변동된 부하 요구값을 만족시키기 위해 전력변환장치의 전압 또는 전류 동작점을 변화시키는데, 이때는 섭동신호를 이용한 캐패시터 내부 파라미터 추정의 정확도가 떨어지는 문제가 있다. 외란신호로 계단함수(Step Function)신호를 주입하는 방법은 주입한 계단함수신호로 인해 전력변환장치의 출력전압 및 출력전류가 변경되어 부하가 요구하는 출력을 정확히 내지 못하므로 전력변환장치의 정밀한 출력이 요구되는 분야에서는 사실상 적용이 불가하다. “Application No. 10-2001-0011750, Method for Monitoring DC Capacitor Aging of Inverters”, filed in Korea on March 7, 2001 and announced on March 9, 2004, and filed in Korea on July 17, 2015 The patent “Application No. 10-2015-0101494, Apparatus for Diagnosing Aging of DC Link Capacitors in Bidirectional Hybrid Solar PCS” published on February 1, 2016 is an online measurement method that measures capacitor ripple during inverter or solar PCS operation. ) The voltage is measured to calculate the ESR (Equivalent Series Resistor) value, which is an internal parameter of the capacitor. The disadvantage is that it is difficult to accurately measure the ripple voltage due to the increase in ESR value by distinguishing it from noise. In order to overcome this problem, in previous studies, a disturbance signal was injected into the control signal that controls the power converter, and the voltage or current of the capacitor reacting to the disturbance signal was measured to obtain a transfer function, and based on the obtained transfer function, the ESR value and capacitance The internal parameters of the capacitor, such as the value, were estimated, and aging was estimated based on this. There is also a limitation in these existing studies. The method of injecting a perturbation signal as a disturbance signal causes vibration in the output voltage or output current of the power converter due to the injected perturbation signal, resulting in power loss and power quality degradation. There is a problem with falling. In addition, when the load current or voltage demand value fluctuates while injecting the perturbation signal, the power converter changes the voltage or current operating point of the power converter to satisfy the changed load demand value. In this case, the capacitor internal parameter using the perturbation signal There is a problem with poor estimation accuracy. In the method of injecting a step function signal as a disturbance signal, the output voltage and output current of the power converter are changed due to the injected step function signal, so that the output required by the load cannot be accurately produced, so the precise output of the power converter It is virtually impossible to apply in this demanding field.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 전력변환장치의 캐패시터 내부 파라미터를 추정하기 위해 전력변환장치에 외란신호를 주입한 후 외란신호로 인한 캐패시터의 응답을 측정하는 동안, 주입한 외란신호에 영향을 받지 않고 전력변환장치가 부하가 요구하는 전압 또는 전류를 공급하며 동작을 유지하는 방법을 제공하는 것이다. Against this background, the purpose of this embodiment is to inject a disturbance signal into the power conversion device in order to estimate the internal parameters of the capacitor of the power conversion device, and then to measure the response of the capacitor due to the disturbance signal, while measuring the response of the capacitor due to the disturbance signal. It is to provide a method for the power conversion device to supply the voltage or current required by the load and maintain operation without receiving the load.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 입력단이 각각 연결되고 출력단이 각각 연결되어 병렬 연결을 구성하고 동작하는 3개 이상의 전기장치(110, 120, 130)에 대해, 상기 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치 출력단에 연결된 캐패시터의 전류(112, 122, 132)에 대해 시계열데이터를 획득하는 측정부(140); 상기 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치를 제어하는 제어부(150); 상기 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하여 노화 정도를 추정하는 추정부(160); 를 포함하는 컨버터 파라미터 추정 및 연속운전을 위한 병렬 컨버터 시스템 구현 장치를 제공한다.
In order to achieve the above object, one embodiment configures the parallel connection for three or more electric devices (110, 120, 130) that operate and configure the parallel connection by connecting the input terminals and the output terminals respectively. a measurement unit 140 for obtaining time-series data for the
상기 측정부(140)는, 상기 캐패시터(111, 121, 131)에 설치되어 상기 캐패시터의 전류(112, 122, 132)를 증폭하거나 감소시키고 전압신호로 변환하는 측정회로(141); 상기 측정회로에서 출력된 신호에 대해 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과하는 필터(142); 및 상기 필터에서 출력된 신호를 디지털신호로 변환하여 시계열데이터를 획득하는 ADC(Analog-Digital-Converter)(143); 를 더 포함할 수 있다.
The measurement unit 140 includes a
상기 제어부(150)는, 병렬 연결되어 운전하는 상기 전기장치의 출력단에 연결된 부하가 요구하는 전압과 전류를 공급할 수 있도록 상기 전기장치(110, 120, 130)를 제어하거나, 상기 캐패시터(111, 121, 131)의 내부 파라미터 추정을 위해 외란신호를 상기 병렬 연결을 구성하는 상기 전기장치(110, 120, 130)에 주입할 수 있다.
The
상기 추정부(160)는, 캐패시터 내부 파라미터 추정이 시작되면 상기 제어부(150)가 출력한 상기 외란신호와 상기 외란신호와 동일한 시점에 대응되는 상기 측정부(140)가 획득한 시계열데이터를 통해 상기 캐패시터(111, 121, 131)의 전달함수를 추정하고, 추정한 전달함수를 통해 내부 파라미터를 추정하고, 추정한 내부 파라미터를 통해 노화 정도를 추정할 수 있다. 상기 시계열데이터와 상기 외란신호의 시점을 맞추기 위해 상기 측정부(140), 상기 제어부(150), 상기 추정부(160)는 동작 클럭이 동기화될 수 있다.
The
다른 실시예는, 장치가 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 방법에 있어서, 입력단이 각각 연결되고 출력단이 각각 연결되어 병렬 연결을 구성하는 3개 이상의 전기장치에 대해 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치를 진단장치, 상쇄장치, 일반장치로 설정하는 설정단계; 상기 진단장치에 상기 외란신호로 진단신호를 주입하고, 상기 상쇄장치에 상기 외란신호로 상쇄신호를 주입하고, 상기 일반장치에 일반신호를 주입하는 제어단계; 상기 진단장치의 캐패시터 전류에 대해 제1시계열데이터를 획득하고, 상기 상쇄장치의 캐패시터 전류에 대해 제2시계열데이터를 획득하는 측정단계; 상기 진단장치 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하여 상기 진단장치 캐패시터의 노화 정도를 추정하고, 상기 상쇄장치 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하여 상기 상쇄장치 캐패시터의 노화 정도를 추정하는 추정단계; 를 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법을 제공한다. 캐패시터 내부 파라미터를 추정은 타이머에 의해 시작되거나 외부의 신호에 의해 시작될 수 있다. Another embodiment is a method for estimating an internal parameter of a capacitor by a device, wherein an individual electric device constituting a parallel connection for three or more electric devices having an input terminal connected to each other and an output terminal connected to each other to configure a parallel connection is a diagnostic device. , offset device, setting step of setting to a general device; a control step of injecting a diagnosis signal as the disturbance signal into the diagnosis device, injecting a cancellation signal as the disturbance signal into the canceling device, and injecting a general signal into the general device; a measurement step of acquiring first time-series data for the capacitor current of the diagnosis device and obtaining second time-series data for the capacitor current of the canceling device; an estimation step of estimating the degree of aging of the capacitor of the diagnostic device by estimating an internal parameter of the capacitor of the diagnostic device, and estimating the degree of aging of the capacitor of the canceller by estimating an internal parameter of the capacitor of the canceller; It provides a capacitor internal parameter estimation method including. Estimating the internal parameters of the capacitor may be initiated by a timer or by an external signal.
상기 설정단계는 내부 파라미터를 추정하고자 하는 캐패시터와 연결된 전기장치를 진단장치로 설정하고, 상기 진단장치에 주입하는 상기 진단신호로 인하여 부하 전압 또는 전류가 왜곡되는 것을 보상하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 동안 부하 전압 또는 전류가 왜곡되는 것을 방지하는 역할을 하는 상기 상쇄장치를 설정하고, 상기 진단장치와 상기 상쇄장치를 제외한 나머지 전기장치를 상기 일반장치로 설정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. In the setting step, an electric device connected to a capacitor whose internal parameter is to be estimated is set as a diagnostic device, and the internal parameter of the capacitor is estimated by compensating for distortion of the load voltage or current due to the diagnostic signal injected into the diagnostic device. setting the canceling device that serves to prevent the load voltage or current from being distorted, and setting the rest of the electric devices except for the diagnosis device and the canceling device as the general devices; may further include.
상기 제어단계는, 상기 진단장치에 상기 진단신호로 섭동(Perturbation)신호 또는 계단함수(Step Function)신호를 주입하고, 상기 진단신호가 상기 진단장치에 주입될 경우 부하 전압 또는 전류가 왜곡되는 것을 상기 상쇄장치가 보상하여 부하 전압 또는 전류가 유지될 수 있도록 연산을 통해 상기 상쇄신호를 생성하여 상기 상쇄장치에 주입하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. The controlling step may include injecting a perturbation signal or a step function signal as the diagnostic signal into the diagnostic device, and when the diagnostic signal is injected into the diagnostic device, the load voltage or current is distorted. generating the canceling signal through calculation and injecting the canceling signal into the canceling device so that the canceling device compensates and maintains the load voltage or current; may further include.
상기 제어단계는, 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 동안 부하가 요구하는 전압 또는 전류가 변경될 경우, 상기 일반장치로 설정된 전기장치가 부하에 전압 또는 전류를 공급하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. The control step may include supplying voltage or current to the load by the electric device set as the general device when the voltage or current required by the load is changed while estimating the internal parameter of the capacitor; may further include.
상기 측정단계는, 상기 진단신호가 상기 진단장치에 주입된 순간부터 상기 진단장치에 연결된 캐패시터 전류가 과도응답(Transient response)을 지나 정상상태(Steady State)로 안정화될 때까지 상기 캐패시터 전류를 측정하고, 상기 상쇄신호가 상기 상쇄장치에 주입된 순간부터 상기 상쇄장치에 연결된 캐패시터 전류가 과도응답(Transient response)을 지나 정상상태(Steady State)로 안정화될 때까지 상기 캐패시터 전류를 측정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. In the measuring step, the capacitor current is measured from the moment the diagnostic signal is injected into the diagnostic device until the capacitor current connected to the diagnostic device passes through a transient response and stabilizes in a steady state. measuring the capacitor current from the moment the cancellation signal is injected into the cancellation device until the capacitor current connected to the cancellation device passes through a transient response and stabilizes in a steady state; may further include.
상기 측정단계는, 상기 캐패시터 전류를 증폭하거나 감소시켜 전압신호로 변환하며, 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과한 후 디지털신호로 변환하여 상기 제1시계열데이터 및 상기 제2시계열데이터를 획득하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. The measuring step may include obtaining the first time series data and the second time series data by amplifying or reducing the capacitor current and converting it into a voltage signal, filtering a noise signal of an unnecessary frequency band, and converting it into a digital signal; may further include.
상기 측정단계는, 상기 제1시계열데이터 및 상기 제2시계열데이터를 획득하기 위한 ADC(Analog-Digital-Converter)들을 포함할 수 있다. The measuring step may include ADCs (Analog-Digital-Converters) for acquiring the first time-series data and the second time-series data.
상기 추정단계는, 상기 진단신호와 상기 제1시계열데이터로 상기 진단장치 캐패시터의 전달함수를 추정하고, 상기 전달함수를 바탕으로 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하고, 상기 내부 파라미터를 바탕으로 캐패시터의 노화 정도를 추정하는 단계; 상기 상쇄신호와 상기 제2시계열데이터로 상기 상쇄장치 캐패시터의 전달함수를 추정하고, 상기 전달함수를 바탕으로 진단장치 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하고, 상기 내부 파라미터를 바탕으로 캐패시터의 노화 정도를 추정하는 단계; 를 더 포함하는 할 수 있다. The estimating step may include estimating a transfer function of the capacitor of the diagnostic device using the diagnostic signal and the first time series data, estimating an internal parameter of the capacitor based on the transfer function, and estimating a degree of aging of the capacitor based on the internal parameter. estimating; Estimating a transfer function of the cancellation device capacitor with the cancellation signal and the second time series data, estimating an internal parameter of a diagnostic device capacitor based on the transfer function, and estimating a degree of aging of the capacitor based on the internal parameter step; It can be further included.
상기 추정단계는, 상기 진단신호와 상기 제1시계열데이터를 동일한 시점에 획득하여 상기 진단장치 캐패시터의 전달함수를 구하고, 상기 상쇄신호와 상기 제2시계열데이터를 동일한 시점에 획득하여 상기 상쇄장치 캐패시터의 전달함수를 구하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. In the estimating step, the diagnosis signal and the first time-series data are obtained at the same time to obtain a transfer function of the diagnosis device capacitor, and the cancellation signal and the second time-series data are obtained at the same time to obtain the cancellation device capacitor obtaining a transfer function; may further include.
노화가 된 전기장치가 있을 경우, 노화된 장치를 동작시키지 않고, 나머지 전기장치들로 캐패시터 파라미터 추정 단계를 반복 수행할 수 있다. If there is an aged electrical device, the step of estimating the capacitor parameters may be repeated with the remaining electrical devices without operating the aged electrical device.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 전력변환장치가 동작하는 동안 전력변환장치의 부하에 영향을 주지 않고 캐패시터 내부 파라미터를 측정하여 캐패시터의 노화를 추정할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 실시예에 의하면, 캐패시터 노화를 추정하여 해당 캐패시터가 사용된 전력변환장치의 정비 또는 교체 시기를 알 수 있고, 캐패시터 노화로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, there is an effect of estimating the aging of the capacitor by measuring internal parameters of the capacitor without affecting the load of the power converter while the power converter is operating. In addition, according to this embodiment, by estimating capacitor aging, it is possible to know when to repair or replace the power conversion device in which the corresponding capacitor is used, and accidents caused by aging of the capacitor can be prevented in advance.
도 1은 일 실시예에 따른 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법의 흐름도이다.
도 3은 기존 연구에서 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 기존 연구에서 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정할 때 부하전류가 변경되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정할 때 부하전류가 변경되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 기존 연구에서 외란신호로 계단함수(Step function)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 외란신호로 계단함수(Step function)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram of an apparatus for estimating internal parameters of a capacitor according to an exemplary embodiment.
2 is a flowchart of a method for estimating internal parameters of a capacitor according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram showing an example of estimating internal parameters of a capacitor by injecting a perturbation signal as a disturbance signal into an electric device in a previous study.
4 is a diagram illustrating an example of estimating internal parameters of a capacitor by injecting a perturbation signal into an electric device as a disturbance signal according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram showing an example in which a load current is changed when a perturbation signal as a disturbance signal is injected into an electric device in an existing study to estimate an internal parameter of a capacitor.
6 is a diagram illustrating an example in which a load current is changed when a perturbation signal as a disturbance signal is injected into an electric device to estimate an internal parameter of a capacitor according to an embodiment.
7 is a diagram showing an example of estimating internal parameters of a capacitor by injecting a step function signal as a disturbance signal into an electric device in a previous study.
8 is a diagram illustrating an example of estimating an internal parameter of a capacitor by injecting a step function signal into an electric device as a disturbance signal according to an embodiment.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is directly connected or connectable to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
도 1은 일 실시예에 따른 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of an apparatus for estimating internal parameters of a capacitor according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치는 n개(3개 이상)의 제1전기장치(110), 제2전기장치(120), 제n전기장치(130)의 입력단이 하나로 연결되고, 상기 제1전기장치(110)의 출력단에는 제1전기장치캐패시터(111)가 연결되고, 상기 제2전기장치(120)의 출력단에는 제2전기장치캐패시터(121)가 연결되고, 상기 제n전기장치(130)의 출력단에는 제n전기장치캐패시터(131)가 연결되며, 상기 제1전기장치(110), 상기 제2전기장치(120), 상기 제n전기장치(130)의 출력단이 모두 하나로 연결되어 병렬 연결을 구성할 수 있다.
Referring to FIG. 1, in the capacitor internal parameter estimating device, input terminals of n (three or more) first
상기 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치는 상기 n개(3개 이상)의 캐패시터 전류(112, 122, 132)에 대해 시계열데이터를 획득하는 측정부(140); 상기 n개(3개 이상)의 전기장치(110, 120, 130)를 제어하기 위해 n개(3개 이상)의 제어신호를 상기 n개(3개 이상)의 전기장치(110, 120, 130)로 전달하는 제어부(150); 상기 n개(3개 이상)의 캐패시터(111, 121, 131)의 내부 파라미터를 추정하여 노화 정도를 추정하는 추정부(160); 를 더 포함할 수 있다.
The capacitor internal parameter estimating device includes a measuring unit 140 that obtains time-series data for the n (three or more)
상기 측정부(140)는 상기 n개의 캐패시터(111, 121, 131)에 설치되어 상기 n개의 캐패시터의 전류(112, 122, 132)를 증폭하거나 감소시키고 전압신호로 변환하는 측정회로(141);
상기 측정회로(141)에서 출력된 신호에 대해 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과하는 필터(142); 및 상기 필터(142)에서 출력된 신호를 디지털신호로 변환하여 시계열데이터를 획득하는 ADC(143); 를 더 포함할 수 있다.
The measuring unit 140 is installed in the n capacitors 111, 121, 131 to amplify or reduce the
상기 제1전기장치(110), 상기 제2전기장치(120), 상기 제n전기장치(130)가 포함된 n개의 전기장치는 전력변환장치를 포함할 수 있다. 일 예로써 전기장치는 발전장치로써 태양광발전장치를 포함하고 태양광발전장치에서 생산된 전력을 변환하여 부하로 공급하는 전력변환장치를 포함할 수 있다. 다른 예로써, 전기장치들은 에너지저장장치를 포함하고, 에너지저장장치에 저장된 전력을 변환하여 부하에 공급하는 전력변환장치를 포함할 수 있다.
The n electric devices including the first
상기 제1전기장치(110), 상기 제2전기장치(120), 상기 제n전기장치(130)가 포함된 n개의 전기장치는 스위치를 포함하고 있으면서 스위치를 이용하여 전력을 차핑(chopping)하는 방식으로 전력을 변환할 수 있다. 예를 들어, 전기장치는 벅컨버터, 부스트컨버터, 플라이백컨버터, 2상 또는 3상 인버터 등일 수 있다. 상기 제1전기장치(110), 상기 제2전기장치(120), 상기 제n전기장치(130)가 포함된 n개의 전기장치들은 일정한 제어주파수를 가지거나 일정 범위 이내의 제어주파수를 가질 수 있다. 여기서, 제어주파수는 전력을 차핑하는 주기를 결정할 수 있다.
The n electrical devices including the first
상기 측정부(140)는 상기 n개의 캐패시터 전류(112, 122, 132)를 측정하고, 그 측정값을 시간 순서에 따라 메모리에 시계열데이터로 저장할 수 있다. 상기 측정부(140)는 상기 n개의 캐패시터 전류(112, 122, 132)를 측정값을 그대로 저장하여 시계열데이터를 생성할 수도 있고, 측정값을 필터링하거나 측정값을 스케일링하여 시계열데이터를 생성할 수도 있다. 상기 측정부(140)가 측정하는 상기 n개의 캐패시터 전류(112, 122, 132)는 전기장치(110, 120, 130) 구성에 따라 n개 이상일 수 있다.
The measuring unit 140 may measure the
상기 측정회로(141)는 상기 n개의 캐패시터 전류(112, 122, 132)를 전압 형태로 변환하여 획득할 수 있으며, 필요에 따라 적정 크기로 전압을 증폭시키거나 감소시킬 수 있다.
The measuring
상기 필터(142)는 상기 측정회로(141)에서 출력된 신호에 대해 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과할 수 있다. 상기 측정회로(141)가 출력한 신호를 먼저 ADC(143)를 통해 디지털신호로 변환하여 시계열데이터를 획득한 후, 소프트웨어로 구현한 필터(142)를 통해 시계열데이터의 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과할 수도 있다.
The
상기 ADC(143)는 상기 필터(142)에서 출력된 신호를 디지털신호로 변환하여 시계열데이터를 획득한다. 또한 정해진 시간 동안 여러 번 반복해서 시계열데이터를 획득할 수도 있다.
The
상기 제어부(150)는 디지털프로세서로 구성되며 n개의 제어신호를 출력하여, 제어신호를 통해 상기 n개의 전기장치(110, 120, 130)의 동작을 제어한다. 상기 n개의 전기장치(110, 120, 130)가 PWM(Pulse Width Modulation)으로 제어되는 전력변환장치일 경우, 상기 제어부(150)가 출력하는 상기 제어신호는 PWM신호일 수 있으며, 상기 n개의 전기장치(110, 120, 130)가 특정한 전압크기에 따라 제어되는 전력변환장치일 경우, 상기 제어부(150)가 출력하는 상기 제어신호는 특정한 값을 가지는 전압신호일 수 있다. 부하가 요구하는 전압 또는 전류를 상기 n개의 전기장치(110, 120, 130)가 공급할 수 있도록 상기 제어부(150)는 제어신호를 통해 상기 n개의 전기장치(110, 120, 130)를 제어한다. 상기 캐패시터(111, 121, 131)의 내부 파라미터를 추정할 경우, 상기 제어부(150)는 상기 제어신호에 외란신호를 더하여 상기 n개의 전기장치(110, 120, 130)에 전달할 수 있다.
The
상기 추정부(160)는 디지털프로세서로 구성되며 상기 n개의 캐패시터(111, 121, 131) 내부 파라미터를 추정할 경우, 상기 제어부(150)가 출력하는 제어신호와 상기 측정부(140)가 획득한 시계열데이터를 이용하여 캐패시터의 전달함수를 획득하며, 획득한 전달함수를 이용하여 캐패시터 내부 파라미터와 노화 정도를 추정할 수 있다.
The
상기 추정부(160)가 상기 캐패시터의 전달함수를 구하기 위해 상기 제어부(150)가 출력하는 상기 제어신호의 출력시점과 상기 측정부(140)가 획득한 상기 시계열데이터의 획득시점을 일치시킬 수 있으며, 이를 위해 상기 측정부(140), 상기 제어부(150), 상기 추정부(160)는 동작 클럭이 동기화될 수 있다.
In order for the
도 2는 일 실시예에 따른 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법의 흐름도이다. 2 is a flowchart of a method for estimating internal parameters of a capacitor according to an exemplary embodiment.
도 2를 참조하면, 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법은 입력단이 각각 연결되고 출력단이 각각 연결되어 병렬 연결을 구성하는 3개 이상의 전기장치에 대해, 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치를 진단장치, 상쇄장치, 일반장치로 설정하는 설정단계(S210); 상기 진단장치에 외란신호로써 진단신호를 주입하고, 상기 상쇄장치에 외란신호로써 상쇄신호를 주입하고, 상기 일반장치에 일반신호를 주입하는 제어단계(S220); 상기 진단장치의 캐패시터 전류와 상기 상쇄장치의 캐패시터 전류에 대해 시계열데이터를 획득하는 측정단계(S230); 상기 진단신호와 상기 시계열데이터를 이용하여 상기 진단장치의 캐패시터 내부 파라미터 및 노화 정도를 추정하고 상기 상쇄신호와 상기 시계열데이터를 이용하여 상기 상쇄장치의 캐패시터 내부 파라미터 및 노화 정도를 추정하는 추정단계(S240); 를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the method for estimating internal parameters of a capacitor is a diagnosis device, a canceling device, Setting step of setting as a general device (S210); a control step (S220) of injecting a diagnosis signal as a disturbance signal into the diagnosis device, injecting a cancellation signal as a disturbance signal into the canceling device, and injecting a general signal into the general device; a measuring step (S230) of acquiring time-series data for the capacitor current of the diagnostic device and the capacitor current of the canceling device; An estimation step of estimating internal parameters and aging degree of the capacitor of the diagnostic device using the diagnosis signal and the time-series data and estimating internal parameters and aging degree of the capacitor of the cancellation device using the cancellation signal and the time-series data (S240). ); can include
캐패시터 내부 파라미터 추정 방법은 내부적으로 시작될 수 있는데, 예를 들어, 타이머에 의해 주기적으로 발생될 수 있고, 특정 조건이 만족될 때, 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치에 의해 발생될 수 있다. 특정 조건은 캐패시터 전류와 관련된 조건일 수 있다. 일 예로써, 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치는 캐패시터 전류가 기준값을 초과하거나 미달하는 경우, 내부 파라미터 추정 방법을 시작할 수 있다. 다른 예로써, 캐패시터 내부 파라미터 추정 장치는 획득한 캐패시터 전류의 시계열데이터에서, 시간에 따른 변동량의 표준편차를 계산하고 표준편차가 기준범위를 벗어나는 경우, 내부 파라미터 추정 방법을 시작할 수 있다. The capacitor internal parameter estimating method may be started internally, for example, may be periodically generated by a timer, or may be generated by the capacitor internal parameter estimating device when a specific condition is satisfied. The specific condition may be a condition related to capacitor current. As an example, the capacitor internal parameter estimating apparatus may start an internal parameter estimation method when the capacitor current exceeds or falls below a reference value. As another example, the capacitor internal parameter estimating apparatus may calculate a standard deviation of a variation over time from the obtained time-series data of the capacitor current, and start an internal parameter estimation method when the standard deviation is out of a reference range.
상기 설정단계(S210)는 병렬 연결을 구성하는 상기 n개(3개이상)의 전기장치를 진단장치, 상쇄장치, 일반장치로 분류 및 설정하는 단계로, 내부 파라미터를 추정하고자 하는 캐패시터를 포함하는 전기장치를 진단장치로 설정할 수 있다. 상기 진단장치에 캐패시터 내부 파라미터 추정을 위해 외란신호로써 상기 진단신호를 주입할 때 부하전류에 나타나는 왜곡을 상쇄시키도록 동작하는 전기장치를 상기 상쇄장치로 설정할 수 있다. 그 이외에 내부 파라미터 추정 시 상기 진단장치나 상기 상쇄장치로 설정되지 않은 상기 전기장치는 상기 일반장치로 설정될 수 있다. 상기 진단장치는 상기 전기장치 구성에 따라 1개 이상으로 설정될 수 있고, 상기 상쇄장치도 상기 전기장치 구성에 따라 1개 이상으로 설정될 수 있다. 상기 일반장치는 상기 전기장치 구성에 따라 설정되지 않을 수도 있고, 1개 이상으로 설정될 수 있다. The setting step (S210) is a step of classifying and setting the n (three or more) electrical devices constituting the parallel connection into a diagnosis device, a canceling device, and a general device, including a capacitor for which internal parameters are to be estimated. Electrical devices can be set as diagnostic devices. When the diagnosis signal is injected into the diagnosis device as a disturbance signal to estimate the internal parameters of the capacitor, an electrical device that operates to cancel distortion appearing in the load current may be set as the canceling device. In addition, when estimating internal parameters, the electric device that is not set as the diagnosis device or the canceling device may be set as the general device. One or more diagnosis devices may be set according to the configuration of the electrical device, and one or more canceling devices may be set according to the configuration of the electrical device. The general device may not be set according to the configuration of the electric device, or may be set to one or more.
상기 제어단계(S220)에서는 상기 진단장치에 외란신호로써 진단신호를 보내며, 진단신호는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법에 따라 섭동(Perturbation)신호 또는 계단함수(Step Function)신호일 수 있다. 상기 진단신호로 상기 섭동신호을 주입할 경우 상기 섭동신호의 주파수를 변경해가며 상기 진단장치 캐패시터의 전류를 측정할 수 있다. 상기 섭동신호의 주파수가 변경될 경우 상기 상쇄장치에 주입하는 상쇄신호의 주피수도 변경될 수 있으며 이때 상기 상쇄장치의 캐패시터 전류도 측정할 수 있다. 상기 진단신호로 상기 계단함수를 주입할 때, 상기 계단함수는 0에서 1로 변하는 단위계단함수(Unit Step Function)일 수 있고, 0에서 1이 아닌 특정한 값으로 변하는 계단함수이거나, 여러 값으로 변하는 일반적인 계단함수일 수 있다. 상기 진단신호로 인해 상기 진단장치가 부하전류를 왜곡시키는 것을 상기 상쇄장치가 보상할 수 있도록 상기 상쇄신호가 생성되어 상기 상쇄장치로 출력될 수 있다. 상기 일반장치를 제어하는 상기 일반신호는 내부 파라미터 추정 방법 실시 전과 동일한 신호를 유지할 수 있다. 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 동안에 부하전류가 변경될 경우, 상기 일반장치가 변경된 부하전류를 공급할 수 있도록 상기 일반신호가 변경되어 일반장치로 출력될 수 있으며, 상기 진단신호와 상기 상쇄신호는 부하전류와 관계없이 동일한 신호를 유지할 수 있다. In the control step (S220), a diagnosis signal is sent to the diagnosis device as a disturbance signal, and the diagnosis signal may be a perturbation signal or a step function signal according to a method for estimating a capacitor internal parameter. When the perturbation signal is injected as the diagnosis signal, the current of the capacitor of the diagnostic device may be measured while changing the frequency of the perturbation signal. When the frequency of the perturbation signal is changed, the frequency of the cancellation signal injected into the cancellation device may also be changed, and at this time, the capacitor current of the cancellation device may also be measured. When injecting the step function as the diagnostic signal, the step function may be a unit step function that changes from 0 to 1, a step function that changes from 0 to a specific value other than 1, or a step function that changes to several values It can be a general step function. The canceling signal may be generated and outputted to the canceling device so that the canceling device may compensate for distortion of the load current by the diagnosis device due to the diagnosis signal. The general signal for controlling the general device may maintain the same signal as before the implementation of the internal parameter estimation method. When the load current is changed while estimating the internal parameter of the capacitor, the general signal can be changed and output to the general device so that the general device can supply the changed load current, and the diagnosis signal and the offset signal can be output to the load current and the normal device. Regardless, the same signal can be maintained.
상기 측정단계(S230)에서는 상기 진단장치의 캐패시터 전류를 측정하여 제1시계열데이터를 획득할 수 있고, 상기 상쇄장치의 캐패시터 전류를 측정하여 제2시계열데이터를 획득할 수 있다. 상기 진단신호가 진단장치에 주입된 순간부터 상기 진단장치 캐패시터 전류가 과도응답(Transient response)을 지나 정상상태(Steady state)로 안정화되는데 때까지 상기 진단장치 전류를 측정할 수 있으며, 상기 상쇄신호가 상쇄장치에 주입된 순간부터 상기 상쇄장치 캐패시터 전류가 과도응답을 지나 정상상태로 안정화될 때까지 상기 상쇄장치 캐패시터 전류를 측정할 수 있다. 상기 측정단계에서는 상기 진단장치와 상기 상쇄장치 캐패시터 전류를 증폭하거나 감소시켜 전압신호로 변환하며, 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과한 후 디지털신호로 변환하여 시계열데이터를 획득할 수 있으며, 상기 시계열데이터를 획득하기 위해 ADC(Analog-Digital-Converter)를 더 포함할 수 있다. In the measuring step (S230), first time-series data may be obtained by measuring the capacitor current of the diagnostic device, and second time-series data may be obtained by measuring the capacitor current of the canceling device. The diagnostic device current may be measured from the moment the diagnostic signal is injected into the diagnostic device until the capacitor current of the diagnostic device passes through a transient response and is stabilized in a steady state, and the offset signal is The cancellation device capacitor current may be measured from the moment it is injected into the cancellation device until the cancellation device capacitor current passes through a transient response and stabilizes in a steady state. In the measuring step, the diagnostic device and the canceling device capacitor currents are amplified or reduced to convert them into voltage signals, filter noise signals in unnecessary frequency bands, and then convert them into digital signals to obtain time-series data. An ADC (Analog-Digital-Converter) may be further included to obtain .
상기 추정단계(S240)에서는 상기 진단장치 캐패시터와 상기 상쇄장치 캐패시터의 전달함수를 추정한다. 추정한 전달함수를 바탕으로 내부 파라미터를 연산하고 연산한 내부 파라미터를 바탕으로 노화 정도를 추정할 수 있다. 상기 진단장치에 주입하는 진단신호 대비 상기 진단장치 캐패시터 전류에 대한 제1시계열데이터를 바탕으로 전달함수를 구하고 내부 파라미터를 추정할 수 있다. 또한 상쇄신호 대비 상기 상쇄장치 캐패시터 전류에 대한 제2시계열데이터를 바탕으로 전달함수를 구하고 내부 파라미터를 추정할 수 있다. 상기 전달함수를 구하기 위해 동일한 시점에서 획득한 상기 진단신호와 상기 제1시계열데이터를 사용하고, 동일한 시점에서 획득한 상기 상쇄신호와 상기 제2시계열데이터를 사용할 수 있다. 이를 위해 상기 추정단계(S240)와 상기 측정단계(S230)와 상기 제어단계(S220)는 동기화되어 동작할 수 있다. 상기 추정단계(S240)에서 상기 n개의 전기장치와 각각 연결된 상기 n개의 캐패시터 중에서 노화된 캐패시터가 있을 경우, 노화된 캐패시터가 포함된 전기장치는 동작시키지 않고 나머지 (n-1)개의 전기장치로 상기 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법을 반복할 수 있다. In the estimating step (S240), transfer functions of the diagnostic device capacitor and the canceling device capacitor are estimated. Internal parameters can be calculated based on the estimated transfer function, and the degree of aging can be estimated based on the calculated internal parameters. A transfer function may be obtained and an internal parameter may be estimated based on first time-series data of a diagnostic signal injected into the diagnostic device and a capacitor current of the diagnostic device. In addition, a transfer function may be obtained and an internal parameter may be estimated based on the second time-series data of the cancellation signal versus the current of the capacitor of the cancellation device. To obtain the transfer function, the diagnosis signal and the first time-series data acquired at the same time point may be used, and the offset signal and the second time-series data obtained at the same time point may be used. To this end, the estimation step (S240), the measurement step (S230), and the control step (S220) may operate in synchronization. In the estimating step (S240), if there is an aged capacitor among the n capacitors connected to the n electrical devices, the electrical devices including the aged capacitors are not operated, and the remaining (n-1) electrical devices The capacitor internal parameter estimation method can be repeated.
본 발명은 하기의 예시들로 기존 연구와 대비하여 더욱 상세히 설명되며, 이 예시들이 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. The present invention is explained in more detail in contrast to previous studies with the following examples, which are not intended to limit the present invention.
도 3은 기존 연구에서 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing an example of estimating internal parameters of a capacitor by injecting a perturbation signal as a disturbance signal into an electric device in a previous study.
도 3을 참조하면, 전기장치(310) 출력단에 연결된 부하에 c4의 크기를 가지는 일정한 전류를 공급하기 위해 c1의 크기를 가지는 제어신호가 상기 전기장치(310)로 출력된다. 상기 전기장치(310) 출력단에 연결된 캐패시터(320)의 내부 파라미터 추정을 위해, c1의 크기를 유지하는 상기 제어신호에 c2의 크기를 가지는 섭동(Perturbation)신호를 주입하면 상기 캐패시터의 전류는 상기 섭동신호 c2에 응답하여 c3의 크기로 진동할 수 있다. 상기 섭동신호 c2값과 상기 캐패시터 전류 c3값을 이용하여 전달함수를 구할 수 있고, 이 전달함수를 이용하여 상기 캐패시터 내부 파라미터를 추정하고, 추정한 내부 파라미터를 이용하여 상기 캐패시터의 노화를 추정할 수 있다. 그러나 상기 캐패시터 내부 파라미터 추정을 위해 주입한 상기 섭동신호 c2값으로 인해 상기 부하전류는 c4값을 일정하게 유지하지 못하고 c5의 크기로 진동할 수 있다. 따라서 부하의 전력품질이 떨어지며 진동으로 인한 전력손실이 발생하여, 정밀한 전력품질이 요구되는 분야나 작은 전력손실을 요구하는 분야에서는 사실상 적용이 불가하다. 이를 해결하기 위한 일 실시예를 도 4에 나타내었다.
Referring to FIG. 3 , a control signal having a magnitude of c1 is output to the electric device 310 to supply a constant current having a magnitude of c4 to a load connected to an output terminal of the electric device 310 . In order to estimate the internal parameter of the
도 4는 일 실시예에 따른 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating an example of estimating internal parameters of a capacitor by injecting a perturbation signal into an electric device as a disturbance signal according to an exemplary embodiment.
도 4를 참조하면 상기 전기장치(410, 420, 430)는 병렬 연결을 구성할 수 있다. 즉, 제1전기장치(410), 제2전기장치(420), 제3전기장치(430)의 입력단은 모두 하나로 연결되며, 제1전기장치캐패시터(411), 제2전기장치캐패시터(421), 제3전기장치캐패시터(431)는 상기 제1전기장치(410), 상기 제2전기장치(420), 상기 제3전기장치(430) 출력단에 각각 연결되며, 상기 제1전기장치(410)의 출력단, 상기 제2전기장치(420)의 출력단, 상기 제3전기장치(430)의 출력단은 모두 하나로 연결된 후, 부하에 연결될 수 있다. 일 실시예에서는 편의상 전기장치와 전기장치캐패시터를 3개로 구성하였지만, n개(n은 3개 이상)의 전기장치와 캐패시터로 나눌 수 있다고 보는 것이 바람직하다. 캐패시터 내부 파라미터 추정 전에는 상기 제1전기장치(410), 상기 제2전기장치(420), 상기 제3전기장치(430) 출력단에 연결된 부하에 d8의 크기를 가지는 전류를 공급하기 위해 상기 제1전기장치(410)에 d1의 크기를 가지는 제어신호를 전달하고, 상기 제2전기장치(420)에 d4의 크기를 가지는 신호를 전달하고, 상기 제3전기장치(430)에 d7의 크기를 가지는 제어신호를 전달할 수 있다. 캐패시터 내부 파라미터 추정이 시작되면 내부 파라미터를 추정하고자 하는 캐패시터에 연결된 전기장치를 진단장치로 설정할 수 있다. 일 실시예에서는 상기 제1전기장치(410)는 진단장치로 설정하고, 상기 제2전기장치(420)는 상쇄장치로 설정하고, 상기 제3전기장치(430)는 일반장치로 설정할 수 있다. 각 전기장치에 대응되는 상기 진단장치, 상기 상쇄장치, 상기 일반장치 설정은 변경될 수 있다. 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치(410)에는 상기 제1전기장치캐패시터(411) 내부 파라미터 추정을 위해 d2의 크기를 가지는 섭동(Perturbation)신호를 주입하고, 상쇄장치로 설정된 상기 제2전기장치(420)에는 d5의 크기를 가지는 섭동신호를 주입할 수 있다. 일반장치로 설정된 상기 제3전기장치(430)의 제어신호는 d7의 크기를 유지할 수 있다. 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치(410)의 제어신호 중 d2의 크기를 가지는 섭동신호와 상기 제1전기장치캐패시터의 전류(412) d3값을 이용하여 상기 제1전기장치캐패시터(411)의 내부 파라미터를 추정할 수 있다. 또한 상기 제2전기장치(420)의 제어신호 중 d5의 크기를 가지는 섭동신호와 상기 제2전기장치캐패시터의 전류(422) d6 신호를 이용하여 상기 상쇄장치 캐패시터(421) 내부 파라미터를 추정할 수 있다. 상쇄장치로 설정된 상기 제2전기장치(420)는 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치가(410) 왜곡시키는 상기 부하전류를 보상하므로, 내부 파라미터를 추정하는 동안 상기 부하전류는 왜곡되지 않고 내부 파라미터 추정 전과같이 일정하게 유지될 수 있다. 따라서 부하전류의 진동으로 인한 전력손실을 막고, 정밀한 전력품질이 요구되는 분야나 작은 전력손실을 요구하는 분야에서도 적용이 가능하다.
Referring to FIG. 4 , the
도 5는 기존 연구에서 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정할 때 부하전류가 변경되는 예시를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram showing an example in which a load current is changed when a perturbation signal as a disturbance signal is injected into an electric device in an existing study to estimate an internal parameter of a capacitor.
도 5를 참조하면, 전기장치(510) 연결된 부하에 일정한 e5의 크기를 가지는 전류를 공급하기 위해 제어신호는 e1의 크기를 유지할 수 있다. 또한 상기 전기장치(510)에 연결된 캐패시터(511)의 내부 파라미터 추정을 위해, 제어신호에 e2의 크기를 가지는 섭동(Perturbation)신호가 주입될 수 있다. 이때 부하전류의 크기가 e5에서 e7로 증가하면 증가된 전류를 상기 전기장치(510)가 공급하도록 상기 제어신호의 동작점은 e1에서 e3으로 증가할 수 있다. 이에 따라 상기 전기장치(510) 각 부분의 전압과 전류도 크게 변할 수 있다. 섭동신호는 계(System)의 상태를 크게 바꾸지 않는 정도의 외부로부터 상호작용으로, 전기장치 각 부분의 전압과 전류가 크게 바뀌면, 즉 계의 상태가 크게 바뀌면 상기 섭동신호 e2는 섭동신호로 의미가 없어지고 상기 섭동신호 e2와 상기 캐패시터(511)의 전류 e4를 이용한 전달함수 추정은 불가하다. 이를 해결하기 위한 일 실시예를 도 6에 나타내었다.
Referring to FIG. 5 , the control signal may maintain the level of e1 in order to supply a current having a constant level of e5 to the load connected to the electric device 510 . Also, in order to estimate an internal parameter of the
도 6은 일 실시예에 따른 외란신호로 섭동(Perturbation)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정할 때 부하전류가 변경되는 예시를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating an example in which a load current is changed when a perturbation signal as a disturbance signal is injected into an electric device to estimate an internal parameter of a capacitor according to an embodiment.
도6을 참조하면 상기 전기장치(610, 620, 630)는 병렬 연결을 구성할 수 있다. 즉, 제1전기장치(610), 제2전기장치(620), 제3전기장치(630)의 입력단은 모두 하나로 연결되며, 제1전기장치캐패시터(611), 제2전기장치캐패시터(621), 제3전기장치캐패시터(631)는 상기 제1전기장치(610), 상기 제2전기장치(620), 상기 제3전기장치(630) 출력단에 각각 연결되며, 상기 제1전기장치(610)의 출력단, 상기 제2전기장치(620)의 출력단, 상기 제3전기장치(630)의 출력단은 모두 하나로 연결된 후, 부하에 연결될 수 있다. 일 실시예에서는 편의상 전기장치와 전기장치캐패시터를 3개로 구성하였지만, n개(n은 3개 이상)의 전기장치와 캐패시터로 나눌 수 있다고 보는 것이 바람직하다. 상기 제1전기장치(610)는 진단장치로 설정되어 외란신호로 f1의 크기를 가지는 섭동(Perturbation)신호가 주입되고, 상기 제2전기장치(620)는 상쇄장치로 설정되어 f3 크기를 가지는 상쇄신호가 주입될 수 있다. 상기 제3전기장치는 일반장치로 설정될 수 있다. 각 전기장치에 대응되는 상기 진단장치, 상기 상쇄장치, 상기 일반장치 설정은 변경될 수 있다. 상기 제1전기장치(610), 상기 제2전기장치(620), 상기 제3전기장치(630)는 f7의 크기를 가지는 부하전류를 적절히 분배하여 부하에 공급하고 있다. 이때 상기 부하전류의 크기가 f8로 증가하면 일반장치로 설정된 상기 제3전기장치(630)의 제어신호만 f5에서 f6으로 증가하여, 증가된 부하전류을 공급한다. 따라서 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치(610)와 상쇄장치로 설정된 상기 제2전기장치(620)의 각 부분의 전압 및 전류 동작점은 유지되어 상기 f1의 크기를 가지는 섭동신호와 상기 f3의 크기를 가지는 섭동신호도 유효하다. 따라서 상기 f1의 크기를 가지는 상기 섭동신호와 상기 f2의 크기를 가지는 제1전기장치캐패시터의 전류(612)를 이용하여 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치캐패시터(611)의 내부 파라미터를 추정할 수 있고, 상기 f3의 크기를 가지는 섭동신호와 f4의 크기를 가지는 상기 제2전기장치캐패시터의 전류(622)를 이용하여 상기 제2전기장치의 캐패시터(621)의 내부 파라미터를 추정할 수 있다.
Referring to FIG. 6, the
도 7은 기존 연구에서 외란신호로 계단함수(Step function)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다. 7 is a diagram showing an example of estimating internal parameters of a capacitor by injecting a step function signal as a disturbance signal into an electric device in a previous study.
도 7을 참조하면, 전기장치(710) 연결된 부하에 g5의 크기를 가지는 일정한 전류를 공급하기 위해 상기 전기장치(710)에 연결된 제어신호는 g1 크기를 유지될 수 있다. 상기 전기장치(710)에 연결된 캐패시터(711)의 내부 파라미터 추정을 위해, 제어신호에 g2의 크기를 가지는 계단함수(Step function)신호가 주입되면 상기 캐패시터(711)의 전류는 계단함수신호 g2로 인해 g4의 크기로 순간적으로 증가하였다가 감소할 수 있다. 상기 계단함수신호 g2와 상기 캐패시터(711)의 전류를 측정하여 전달함수를 구할 수 있고, 이 전달함수를 이용하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하고, 추정한 내부 파라미터를 이용하여 캐패시터의 노화를 추정할 수 있다. 그러나 상기 캐패시터(711)의 내부 파라미터 추정을 위해 주입한 g2의 크기를 가지는 상기 계단함수신호로 인해 상기 부하전류는 g5를 일정하게 유지하지 못하고 g6의 크기로 증가할 수 있다. 따라서 내부 파라미터를 추정하는 동안 상기 부하전류가 변경되어 이 방법은 사실상 적용이 불가하다. 이를 해결하기 위한 일 실시예를 도 8에 나타내었다.
Referring to FIG. 7 , a control signal connected to the electric device 710 may maintain a level of g1 in order to supply a constant current having a level of g5 to a load connected to the electric device 710 . In order to estimate the internal parameters of the
도 8은 일 실시예에 따른 외란신호로 계단함수(Step function)신호를 전기장치에 주입하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 예시를 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating an example of estimating an internal parameter of a capacitor by injecting a step function signal into an electric device as a disturbance signal according to an embodiment.
도 8을 참조하면 상기 전기장치(810, 820, 830)는 병렬 연결을 구성할 수 있다. 즉, 제1전기장치(810), 제2전기장치(820), 제3전기장치(830)의 입력단은 모두 하나로 연결되며, 제1전기장치캐패시터(811), 제2전기장치캐패시터(821), 제3전기장치캐패시터(831)는 상기 제1전기장치(810), 상기 제2전기장치(820), 상기 제3전기장치(830) 출력단에 각각 연결되며, 상기 제1전기장치(810)의 출력단, 상기 제2전기장치(820)의 출력단, 상기 제3전기장치(830)의 출력단은 모두 하나로 연결된 후, 부하에 연결될 수 있다. 일 실시예에서는 편의상 전기장치와 전기장치캐패시터를 3개로 구성하였지만, n개(n은 3개 이상)의 전기장치와 캐패시터로 나눌 수 있다고 보는 것이 바람직하다. 캐패시터 내부 파라미터 추정이 시작되면 내부 파라미터를 측정하고자 하는 캐패시터에 연결된 전기장치를 진단장치로 설정할 수 있다. 일 실시예에서는 상기 제1전기장치(810)는 진단장치로 설정되고, 상기 제2전기장치(820)는 상쇄장치로 설정되고, 상기 제3전기장치(830) 일반장치로 설정될 수 있다. 각 전기장치에 대응되는 진단장치, 상쇄장치, 일반장치 설정은 변경될 수 있다. 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치(810)에는 상기 제1전기장치캐패시터(811)의 내부 파라미터 추정을 위해 상기 제1전기장치(810)의 제어신호에 h1의 크기를 가지는 계단함수(Step function)신호를 주입하고, 상쇄장치로 설정된 상기 제2전기장치(820)의 제어신호에는 h3의 크기를 가지는 계단함수신호를 주입할 수 있다. 일반장치로 설정된 상기 제3전기장치(830)의 제어신호는 h5의 크기를 유지할 수 있다. 진단장치로 설정된 상기 제1전기장치(810) 제어신호의 계단함수신호 h1신호와 제1전기장치캐패시터의 전류(812) h2값을 이용하여 상기 제1전기장치캐패시터(811)의 내부 파라미터를 추정하며, 상쇄장치로 설정된 상기 제2전기장치(820) 제어신호의 계단함수신호 h3신호와 제2전기장치캐패시터의 전류(822) h4값을 이용하여 상기 제2전기장치캐패시터(821)의 내부 파라미터를 추정할 수 있다. 상쇄장치로 설정된 상기 제2전기장치(820)로 인해 상기 부하전류는 내부 파라미터 추정 전과 추정하는 동안 왜곡되지 않고 일정하게 유지된다. 따라서 진동으로 인한 전력손실을 막고 전력품질을 유지할 수 있다.
Referring to FIG. 8 , the
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be inherent unless otherwise stated, and therefore do not exclude other components. It should be construed that it may further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted as consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present invention, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (15)
상기 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치 출력단에 연결된 캐패시터의 전류에 대해 시계열데이터를 획득하는 측정부;
상기 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치를 제어하는 제어부;
상기 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하여 노화 정도를 추정하는 추정부;
를 포함하는 컨버터 파라미터 추정 및 연속운전을 위한 병렬 컨버터 시스템 구현 장치.For three or more electrical devices constituting a parallel connection,
a measurement unit that obtains time-series data on currents of capacitors connected to output terminals of individual electrical devices constituting the parallel connection;
a control unit controlling individual electric devices constituting the parallel connection;
an estimator estimating an aging degree by estimating an internal parameter of the capacitor;
Parallel converter system implementation device for converter parameter estimation and continuous operation comprising a.
상기 측정부는,
상기 캐패시터의 전류를 증폭하거나 감소시키고 전압신호로 변환하는 측정회로;
상기 측정회로에서 출력된 신호에 대해 특정 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과하는 필터; 및
상기 필터에서 출력된 신호를 디지털신호로 변환하여 상기 시계열데이터를 획득하는 ADC(Analog-Digital-Converter);
를 포함하는 컨버터 파라미터 추정 및 연속운전을 위한 병렬 컨버터 시스템 구현 장치.According to claim 1,
The measuring unit,
a measurement circuit that amplifies or reduces the current of the capacitor and converts it into a voltage signal;
a filter for filtering a noise signal of a specific frequency band with respect to the signal output from the measuring circuit; and
an ADC (Analog-Digital-Converter) converting the signal output from the filter into a digital signal to obtain the time-series data;
Parallel converter system implementation device for converter parameter estimation and continuous operation comprising a.
상기 제어부는,
상기 전기장치들의 출력단에 연결된 부하가 요구하는 전압과 전류를 공급할 수 있도록 상기 전기장치들을 제어하거나,
상기 캐패시터의 내부 파라미터 추정을 위해 외란신호를 상기 병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치에 주입하는 컨버터 파라미터 추정 및 연속운전을 위한 병렬 컨버터 시스템 구현 장치.According to claim 1,
The control unit,
Control the electrical devices to supply the voltage and current required by the load connected to the output terminal of the electrical devices,
An apparatus for implementing a parallel converter system for estimating converter parameters and continuous operation for injecting a disturbance signal into individual electrical devices constituting the parallel connection to estimate internal parameters of the capacitor.
상기 추정부는,
캐패시터 내부 파라미터 추정이 시작되면 상기 제어부가 출력한 상기 외란신호와 상기 외란신호와 동일한 시점에 대응되는 상기 시계열데이터를 통해 상기 캐패시터의 전달함수를 추정하고, 추정한 전달함수를 통해 내부 파라미터를 추정하고, 추정한 내부 파라미터를 통해 노화 정도를 추정하는 컨버터 파라미터 추정 및 연속운전을 위한 병렬 컨버터 시스템 구현 장치.According to claim 3,
The estimator,
When the estimation of the internal parameter of the capacitor starts, the transfer function of the capacitor is estimated through the disturbance signal output by the control unit and the time-series data corresponding to the same time point as the disturbance signal, and the internal parameter is estimated through the estimated transfer function. , Converter parameter estimation that estimates the degree of aging through the estimated internal parameters and a parallel converter system implementation device for continuous operation.
상기 제어부, 상기 추정부, 상기 측정부는 동작 클럭이 동기화되는 컨버터 파라미터 추정 및 연속운전을 위한 병렬 컨버터 시스템 구현 장치.According to claim 1,
The controller, the estimator, and the measurement unit implement a parallel converter system for estimating converter parameters and continuous operation in which operation clocks are synchronized.
입력단이 각각 연결되고 출력단이 각각 연결되어 병렬 연결을 구성하는 3개 이상의 전기장치들에 대해
병렬 연결을 구성하는 개별 전기장치를 진단장치, 상쇄장치, 일반장치로 설정하는 설정단계;
상기 진단장치에 외란신호로 진단신호를 주입하고, 상기 상쇄장치에 상기 외란신호에 대응되는 상쇄신호를 주입하고, 상기 일반장치에 일반신호를 주입하는 제어단계;
상기 진단장치의 캐패시터 전류에 대해 제1시계열데이터를 획득하고, 상기 상쇄장치의 캐패시터 전류에 대해 제2시계열데이터를 획득하는 측정단계;
상기 진단장치 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하여 상기 진단장치 캐패시터의 노화 정도를 추정하고, 상기 상쇄장치 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하여 상기 상쇄장치 캐패시터의 노화 정도를 추정하는 추정단계;
를 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.A method for estimating a capacitor internal parameter by a device,
For three or more electrical devices with inputs connected to each other and outputs connected to each other to form a parallel connection
a setting step of setting the individual electrical devices constituting the parallel connection as a diagnosis device, a canceling device, and a general device;
a control step of injecting a diagnosis signal as a disturbance signal into the diagnosis device, injecting a cancellation signal corresponding to the disturbance signal into the canceling device, and injecting a general signal into the general device;
a measurement step of acquiring first time-series data for the capacitor current of the diagnosis device and obtaining second time-series data for the capacitor current of the canceling device;
an estimation step of estimating the degree of aging of the capacitor of the diagnostic device by estimating an internal parameter of the capacitor of the diagnostic device, and estimating the degree of aging of the capacitor of the canceller by estimating an internal parameter of the capacitor of the canceller;
Capacitor internal parameter estimation method comprising a.
캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 방법은 타이머에 의해 시작되거나 외부의 신호에 의해 시작되는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 6,
A method for estimating a capacitor internal parameter is started by a timer or by an external signal.
상기 설정단계는
내부 파라미터를 추정하고자 하는 캐패시터와 연결된 전기장치를 상기 진단장치로 설정하고,
상기 진단장치에 주입하는 상기 진단신호로 인하여 부하 전압 또는 전류가 왜곡되는 것을 보상하여 캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 동안 부하 전압 또는 전류가 왜곡되는 것을 방지하는 역할을 하는 상기 상쇄장치를 설정하고,
상기 진단장치와 상기 상쇄장치를 제외한 나머지 전기장치를 상기 일반장치로 설정하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 6,
The setting step is
An electric device connected to a capacitor whose internal parameters are to be estimated is set as the diagnostic device,
Setting the canceling device that serves to prevent the load voltage or current from being distorted while estimating the internal parameter of the capacitor by compensating for the load voltage or current distortion due to the diagnostic signal injected into the diagnostic device;
setting the rest of the electric devices other than the diagnosis device and the canceling device as the general devices;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
상기 제어단계는,
상기 진단장치에 상기 진단신호로 섭동(Perturbation)신호 또는 계단함수(Step Function)신호를 주입하고,
상기 진단신호가 상기 진단장치에 주입될 경우 부하 전압 또는 전류가 왜곡되는 것을 상기 상쇄장치가 보상하여 부하 전압 또는 전류가 유지될 수 있도록 연산을 통해 상기 상쇄신호를 생성하여 상기 상쇄장치에 주입하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 6,
The control step is
Injecting a perturbation signal or a step function signal as the diagnosis signal into the diagnosis device,
Generating the cancellation signal through calculation and injecting it into the cancellation device so that the cancellation device compensates for the distortion of the load voltage or current when the diagnosis signal is injected into the diagnosis device so that the load voltage or current can be maintained. ;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
상기 제어단계는,
캐패시터 내부 파라미터를 추정하는 동안 부하가 요구하는 전압 또는 전류가 변경될 경우, 상기 일반장치로 설정된 전기장치가 부하에 전압 또는 전류를 공급하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 9,
The control step is
supplying voltage or current to the load by the electric device set as the general device when the voltage or current required by the load is changed while estimating the internal parameter of the capacitor;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
상기 측정단계는,
상기 진단신호가 상기 진단장치에 주입된 순간부터 상기 진단장치에 연결된 캐패시터 전류가 과도응답(Transient response)을 지나 정상상태(Steady State)로 안정화될 때까지 상기 캐패시터 전류를 측정하고,
상기 상쇄신호가 상기 상쇄장치에 주입된 순간부터 상기 상쇄장치에 연결된 캐패시터 전류가 과도응답(Transient response)을 지나 정상상태(Steady State)로 안정화될 때까지 상기 캐패시터 전류를 측정하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 6,
In the measuring step,
Measuring the capacitor current from the moment the diagnostic signal is injected into the diagnostic device until the capacitor current connected to the diagnostic device passes through a transient response and stabilizes in a steady state;
measuring the capacitor current from the moment the cancellation signal is injected into the cancellation device until the capacitor current connected to the cancellation device passes through a transient response and stabilizes in a steady state;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
상기 측정단계는,
상기 캐패시터 전류를 증폭하거나 감소시켜 전압신호로 변환하며, 불필요한 주파수 대역의 노이즈 신호를 여과한 후 디지털신호로 변환하여 상기 제1시계열데이터 및 상기 제2시계열데이터를 획득하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 11,
In the measuring step,
acquiring the first time-series data and the second time-series data by amplifying or reducing the capacitor current and converting it into a voltage signal, filtering a noise signal of an unnecessary frequency band, and converting it into a digital signal;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
상기 측정단계는,
상기 제1시계열데이터 및 상기 제2시계열데이터를 획득하기 위한 ADC(Analog-Digital-Converter)들을
포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 11,
In the measuring step,
ADCs (Analog-Digital-Converters) for acquiring the first time-series data and the second time-series data
A method for estimating internal parameters of a capacitor comprising:
상기 추정단계는,
상기 진단신호와 상기 제1시계열데이터로 상기 진단장치 캐패시터의 전달함수를 추정하고, 상기 전달함수를 바탕으로 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하고, 상기 내부 파라미터를 바탕으로 캐패시터의 노화 정도를 추정하는 단계;
상기 상쇄신호와 상기 제2시계열데이터로 상기 상쇄장치 캐패시터의 전달함수를 추정하고, 상기 전달함수를 바탕으로 진단장치 캐패시터의 내부 파라미터를 추정하고, 상기 내부 파라미터를 바탕으로 캐패시터의 노화 정도를 추정하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 6,
The estimation step is
estimating a transfer function of the capacitor of the diagnostic device using the diagnostic signal and the first time-series data, estimating an internal parameter of the capacitor based on the transfer function, and estimating a degree of aging of the capacitor based on the internal parameter;
Estimating a transfer function of the cancellation device capacitor with the cancellation signal and the second time series data, estimating an internal parameter of a diagnostic device capacitor based on the transfer function, and estimating a degree of aging of the capacitor based on the internal parameter step;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
상기 추정단계는,
상기 진단신호와 상기 제1시계열데이터를 동일한 시점에 획득하여 상기 진단장치 캐패시터의 전달함수를 구하고,
상기 상쇄신호와 상기 제2시계열데이터를 동일한 시점에 획득하여 상기 상쇄장치 캐패시터의 전달함수를 구하는 단계;
를 더 포함하는 캐패시터 내부 파라미터 추정 방법.According to claim 14,
The estimation step is
Obtaining the diagnostic signal and the first time-series data at the same time to obtain a transfer function of the capacitor of the diagnostic device;
acquiring the cancellation signal and the second time-series data at the same point in time to obtain a transfer function of the cancellation device capacitor;
Capacitor internal parameter estimation method further comprising.
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- 2021-10-26 KR KR1020210143766A patent/KR102645686B1/en active IP Right Grant
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