WO2017043750A1 - 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법 - Google Patents

마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법 Download PDF

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    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Definitions

  • the present invention relates to an inverter device for a microgrid and a method of controlling the same, and more particularly, to an inverter device for a microgrid that prevents distortion of a voltage waveform when supplying nonlinear and unbalanced loads in a standalone microgrid, which is a small power supply system. It is about how to control this.
  • Stand-alone microgrids are small-scale power supply systems consisting of wind turbines, solar generators, inverters, batteries, and diesel generators. The main difference between these stand-alone microgrids and existing power plants is what equipment maintains the voltage and frequency of the power system. In conventional power plants, the generator maintains the voltage and frequency of the power system, and the stand-alone microgrid is maintained by the inverter.
  • the voltage controller of the inverter is used as the proportional-integrated voltage controller (hereinafter, referred to as PI controller) of the synchronous coordinate system.
  • PI controller proportional-integrated voltage controller
  • the PI controller is simple in structure and easy to implement, and since the result of converting the synchronous coordinate system of the three-phase voltage when supplying the three-phase balanced load is a DC component, there is no error in voltage control (a voltage waveform close to a sine wave). The advantage is that it is possible.
  • the PI controller generates unbalanced and harmonic components between three-phase voltages when a nonlinear load or an unbalanced load is supplied, and the dq-axis voltage of the synchronous coordinate system includes a ripple component to remove the steady state error of the voltage.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0102357 discloses a "current control apparatus for a stationary compensator for power distribution considering a nonlinear load.”
  • the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an inverter device for a microgrid having a resonance controller for supplying a stable voltage when supplying a nonlinear load and an unbalanced load, and a method of controlling the same. .
  • Another object of the present invention is to provide an inverter device for a microgrid having a proportional current controller capable of limiting the current output from the inverter to a rating, and a method of controlling the same.
  • Waveform detection unit for sensing the voltage waveform and current waveform applied to the load;
  • a controller configured to determine whether a sine wave is generated based on the sensed voltage waveform and the current waveform, and perform voltage control or low-order harmonic compensation according to the determination result;
  • a switching unit configured to generate a sinusoidal voltage waveform while being on / off according to a control signal received from the controller, and supply the generated sinusoidal voltage waveform to a load side.
  • the controller determines that the type of the load is the fundamental wave, and if it is determined that no sinusoidal wave is generated, the type of the load is any of an unbalanced load and a nonlinear load.
  • a load type determination unit which determines to be one; If it is determined that the fundamental wave, the proportional resonance control unit for controlling the voltage; And a resonance controller for compensating for lower harmonics, when determined to be an unbalanced load and a nonlinear load.
  • the proportional resonance control unit the first proportional resonance control unit for controlling the voltage of the linear load according to the fundamental wave; And a second proportional resonance controller controlling the voltage of the unbalanced load according to the fundamental wave.
  • the resonance controller may include: a first resonance controller configured to compensate third harmonics due to an unbalanced load; A second resonance controller for compensating the fifth harmonic caused by the nonlinear load; And a third resonance controller compensating for the seventh harmonic caused by the nonlinear load.
  • the controller may further include a current limiter configured to calculate an output current based on the output voltage and limit the output current when the calculated output current exceeds a preset reference current.
  • the apparatus may further include a gate driver configured to control on / off of the switching unit based on a control signal according to voltage control or low harmonic compensation from the controller.
  • the apparatus may further include a transformer unit configured to detect the magnitude of the voltage supplied from the filter unit and convert the detected voltage into a preset reference voltage.
  • a method for controlling an inverter device for a microgrid according to the present invention for achieving the above object is a method for controlling an inverter device for a microgrid, in the waveform detection unit, sensing the voltage waveform and current waveform applied to the load Doing; Determining, by the controller, whether or not a sinusoidal wave is generated based on the sensed voltage waveform and current waveform, and performing voltage control or lower harmonic compensation according to the determination result; And generating, by the switching unit, a sinusoidal voltage waveform on and off in response to the control signal received from the controller, and supplying the generated sinusoidal voltage waveform to the load side.
  • determining whether the sine wave is generated based on the sensed voltage waveform and the current waveform, and performing voltage control or low-order harmonic compensation according to the determination result If it is determined that the sine wave is generated in the sensed voltage waveform and the current waveform, it is determined that the type of load is the fundamental wave, and if it is determined that no sine wave is generated, the type of load is determined to be either unbalanced load or non-linear load. ; If it is determined to be a fundamental wave, controlling the voltage; And if it is determined that the load is unbalanced and the nonlinear load, compensating for the lower harmonics.
  • the controlling of the voltage may include controlling the voltage in the case of a linear load according to the fundamental wave and an unbalanced load according to the fundamental wave.
  • the step of compensating the lower harmonics is characterized in that the third harmonic is compensated for an unbalanced load, and the fifth or seventh harmonic is compensated for a nonlinear load.
  • an output current is calculated based on an output voltage output from the controller, If the calculated output current exceeds the predetermined reference current, it characterized in that it further comprises the step of limiting the output current.
  • Inverter device and method for controlling the microgrid according to the present invention having the configuration as described above by applying a proportional-resonance controller when supplying a linear load, a non-linear load and an unbalance by applying a resonance controller when supplying a non-linear load and an unbalanced load
  • a proportional-resonance controller when supplying a linear load
  • a non-linear load and an unbalance by applying a resonance controller when supplying a non-linear load and an unbalanced load
  • the present invention is provided with a proportional current controller that can limit the current output from the inverter to the rating, there is an effect that can prevent the power failure of the inverter.
  • FIG. 1 is a view for explaining the structure of a standalone microgrid according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the configuration of the inverter device for a microgrid according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the detailed configuration of the control unit employed in the microgrid inverter device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a structure in which the control unit employed in the microgrid inverter device according to the present invention is separated into the d-axis and the q-axis.
  • FIG. 5 is a view for explaining the procedure of the control method of the inverter device for a microgrid according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a linear load supply waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a nonlinear load supply waveform of an existing inverter.
  • FIG. 8 is a view showing a nonlinear load supply waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an unbalanced load supply waveform of a conventional inverter.
  • FIG. 10 is a view showing an unbalanced load supply waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • FIG. 11 is a view showing a current limit test waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining the structure of a standalone microgrid according to the present invention.
  • the stand-alone microgrid according to the present invention is composed of a renewable energy system, such as a wind power generator, a solar generator, a battery, an inverter, a diesel generator and the like.
  • a renewable energy system such as a wind power generator, a solar generator, a battery, an inverter, a diesel generator and the like.
  • Linear loads are common motors and display devices, and unbalanced loads occur when loads are not evenly connected in phases in three-phase systems.
  • Non-linear loads are used in electronic products that use internal switching elements such as computers or washing machines. Yes.
  • Such a stand-alone microgrid is a small power supply system, and power produced in a renewable energy system is supplied to a load once, and the remaining power is charged to a battery using an inverter. At this time, when the voltage waveform does not become a perfect sine wave according to the scale or the type of the load, an unbalanced voltage having a different voltage magnitude is generated for each phase.
  • FIG. 2 is a view for explaining the configuration of the inverter device for a microgrid according to the present invention.
  • the microgrid inverter device 100 (hereinafter, referred to as an inverter device) according to the present invention has a waveform detection unit 110, a control unit 120, a gate driver unit 150, and a switching device.
  • the unit 160, a DC storage unit 165, a DC link, a filter unit 170, a magnetic contactor 180, and a transformer 190 are included.
  • the waveform detector 110 detects a voltage waveform and a current waveform applied to the load.
  • the controller 120 determines whether a sine wave is generated based on the sensed voltage waveform and the current waveform, and performs voltage control or low-order harmonic compensation according to the determination result.
  • control unit 120 includes a load type determination unit 121, a proportional resonance control unit 130, a resonance control unit 140, and a current limiting unit 145.
  • the load type determination unit 121 determines that the type of the load is the fundamental wave, and if the sine wave is not generated, the type of the load is an unbalanced load and a non-linear load. It is judged that it is either.
  • the proportional resonance controller 130 controls the voltage.
  • the proportional resonance control unit 130 controls the voltage in order to supply a stable voltage for the 60 kHz portion of the stationary coordinate system.
  • the resonance controller 140 compensates the lower harmonics.
  • the lower harmonics are the third, fourth and seventh harmonics.
  • the resonance controller 140 compensates the voltage distortion of the third harmonic component that occurs most remarkably at the three-phase load voltage under unbalanced loads, and the fifth and seventh harmonic components most remarkably occur at the three-phase load voltage under nonlinear loads. Compensate for voltage distortion.
  • the current limiting unit 145 calculates an output current based on the output voltage, and limits the output current so that the inverter device does not overload when the calculated output current exceeds a preset reference current.
  • the current limiting unit 145 may be formed of a proportional current controller, and may be operated separately or in combination as necessary.
  • the gate driver 150 controls the on / off of the switching unit based on a control signal (PWM: Pulse Width Modulation) according to voltage control or low harmonic compensation from the controller 120.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the switching unit 160 generates a sinusoidal voltage waveform while on / off according to a control signal of the gate driver 150, and supplies the generated sinusoidal voltage waveform to a load side. That is, the distortion and unbalance of the waveform generated by the switching unit 160 is determined according to which control signal is generated by the controller 120.
  • the switching unit 160 converts commercial AC power into DC, or conversely, converts DC power stored in the DC storage into AC power.
  • the DC storage unit 165 instantly stores the power converted from the switching unit 160, or instantly stores the DC power so that the switching unit 160 generates AC power.
  • the filter unit 170 removes harmonic components from the sinusoidal voltage waveform generated from the switching unit 160 to generate a waveform closer to the sinusoid.
  • the magnetic contactor 180 electrically connects or disconnects the inverter device and the load according to the present invention.
  • the transformer 190 detects the magnitude of the voltage supplied from the filter unit 170 and converts the detected voltage into a predetermined reference voltage. That is, the transformer 190 increases or decreases the voltage according to the preset reference voltage when the detected voltage is lower or higher than the preset reference voltage.
  • the battery on the left is not included in the inverter device according to the present invention, but stores the electrical energy through the battery connection.
  • FIG. 3 is a view for explaining the detailed configuration of the control unit employed in the microgrid inverter device according to the present invention.
  • the controller 120 determines whether a sine wave is generated based on the detected voltage waveform and the current waveform, and performs voltage control or low-order harmonic compensation according to the determination result.
  • the load type determining unit 121, the proportional resonance control unit 130, the resonance control unit 140, and the current limiting unit 145 are included. However, only the components of the proportional resonance controller 130, the resonance controller 140, and the current limiting unit 145 will be described in detail in the drawings.
  • the proportional resonance controller 130 controls the voltage when it is determined by the load type determination unit 121 to be the fundamental wave.
  • the proportional resonance controller 130 includes a first proportional resonance controller 131 and a second proportional resonance controller 132.
  • the first proportional resonance controller 131 is a voltage of the linear load according to the fundamental wave ( ).
  • the second proportional resonance controller 132 controls the voltage of the unbalanced load according to the fundamental wave.
  • the voltage control function of the second proportional resonance controller 132 is Same as
  • the resonance controller 140 determines that the load type determination unit 121 is an unbalanced load and a nonlinear load, the resonance controller 140 compensates the lower harmonics.
  • the resonance controller 140 includes a first resonance controller 141, a second resonance controller 142, and a third resonance controller 143.
  • the first resonance controller 141 compensates the third harmonic caused by the unbalanced load.
  • the harmonic compensation function of the first resonance controller 141 is Same as
  • the second resonance controller 142 compensates for the fifth harmonic caused by the nonlinear load.
  • the harmonic compensation function of the second resonance controller 142 is Same as
  • the third resonance controller 143 compensates for the seventh harmonic caused by the nonlinear load.
  • the harmonic compensation function of the third resonance controller 143 is Same as
  • Equation 1 the transfer functions of the proportional resonance controller 130 and the resonance controller 140 ( ) May be represented by Equation 1 below.
  • Is the cutoff frequency Is approximately 377 rad / s, Is approximately 1131 rad / s, Is approximately 1885 rad / s, Is approximately 2640 rad / s.
  • the current limiting unit 145 is a capacitor current generated from the proportional resonance controller 130 and the resonance controller 140 ( Current supplied to the load at the reference value of ) And the reference value of the current of the inverter device ( ) And the reference value of the current of the inverter device ( Current in the actual inverter device Error value by subtracting). A proportional constant ( Multiply by) to output the final control value.
  • Equation 2 This may be represented by Equation 2 below.
  • FIG. 4 is a view for explaining a structure in which the control unit employed in the microgrid inverter device according to the present invention is separated into the d-axis and the q-axis.
  • the structure of the fisherman according to the present invention separated into the d-axis and q-axis is measured three-phase voltage ( ) Is the d-axis voltage ( ), q-axis voltage ( Is converted to).
  • the synchronous coordinate system is a stationary coordinate system in which the coordinate axis does not rotate, and the symbol s shown in the drawing refers to the stationary coordinate system.
  • the equation for converting to the synchronous coordinate system may be expressed by Equation 3 below.
  • the d-axis voltage ( ) And q-axis voltage ( ) Is added to the voltage command value corresponding to the d-axis and q-axis components of the inverter device. , ) Is generated. Inverting this to three-phase voltage results in a command value for ) Is generated.
  • the gate driver generates a control signal according to the command value, and when the switching unit is properly switched, a three-phase voltage is generated in the inverter device.
  • FIG. 5 is a view for explaining the procedure of the control method of the inverter device for a microgrid according to the present invention.
  • the method for controlling the microgrid inverter device according to the present invention uses a microgrid inverter device as described above, and a redundant description thereof will be omitted.
  • a voltage waveform and a current waveform applied to a load are sensed (S100).
  • the voltage is controlled (S310).
  • step S400 If it is determined that the sine wave is not generated in step S200, it is determined that the type of load is any one of an unbalanced load and a nonlinear load (S400).
  • step S310 when the voltage control is completed in step S310, and the compensation of the lower harmonics is completed in step S410, a sinusoidal voltage waveform is generated through the switching unit (S500), and the generated sinusoidal voltage waveform is supplied to the load side (S600). )do.
  • FIG. 6 is a view showing a linear load supply waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • phase-to-phase voltage is 380V LL
  • THD of the phase-to-phase voltage is maintained at 1.2%, so that a stable high quality voltage is supplied to the load. Since it is a three-phase linear load, there is no distortion of the voltage occurring at nonlinear or unbalanced loads.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a nonlinear load supply waveform of an existing inverter.
  • FIG. 8 is a view showing a nonlinear load supply waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • FIG. 8 is an experimental waveform when a 5 kW nonlinear load is supplied using the inverter device according to the present invention under the same conditions as in FIG. 7. It can be seen that the waveform is significantly closer to the sine wave than in FIG. 7. That is, in the inverter device according to the present invention, the fifth and seventh harmonics are suppressed, and the voltage THD is represented as 3.5%, and it can be confirmed that a stable high quality voltage of three-phase balance is supplied to the load.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an unbalanced load supply waveform of a conventional inverter.
  • FIG. 10 is a view showing an unbalanced load supply waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • 10 is an experimental waveform when a 10 kV unbalanced load is supplied using the inverter device according to the present invention. It can be seen that the waveform is significantly closer to the sine wave than in FIG. 9. Three phase phase voltage is 380V LL The unbalance rate is 0.8%. Therefore, the voltage unbalance caused by the unbalanced load is suppressed and the three-phase phase voltage is controlled to the balanced voltage. In addition, the harmonics generated during the unbalanced load are suppressed, so the voltage THD of the load is maintained at 1.4% and a stable high quality voltage is supplied to the load.
  • FIG. 11 is a view showing a current limit test waveform of the microgrid inverter device according to the present invention.
  • 11 is an experimental waveform when the current limit is controlled using the inverter device according to the present invention.
  • the magnitude of the voltage controlled by the 220V LL is reduced and the current is output to the set limit value. That is, even if the magnitude of the load changes abruptly, it is possible to confirm that the current limit is made while the magnitude of the voltage is reduced instead of the power failure.
  • microgrid inverter device and the method for controlling the same by applying a proportional-resonance controller when supplying a linear load, and a resonance controller when applying a nonlinear load and an unbalanced load, the voltage at the supply of a nonlinear load and an unbalanced load Distortion of the waveform can be compensated.
  • the present invention can prevent a power failure of the inverter by having a proportional current controller that can limit the current output from the inverter to the rating.

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Abstract

본 발명은 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로, 부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지하는 파형 감지부, 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 제어부 및 상기 제어부로부터 수신되는 제어신호에 따라 온/오프 되면서 정현파 형태의 전압 파형을 생성하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급하는 스위칭부를 포함한다.

Description

마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법
본 발명은 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 소규모 전력공급시스템인 독립형 마이크로그리드에서 비선형부하 및 불평형부하 공급 시 전압 파형이 왜곡되는 것을 방지하는 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
독립형 마이크로그리드는 풍력발전기, 태양광 발전기, 인버터, 배터리, 디젤 발전기 등으로 구성된 소규모 전력공급 시스템이다. 이러한 독립형 마이크로그리드와 기존의 발전소의 가장 큰 차이점은 전력계통 시스템의 전압과 주파수를 어떤 설비가 유지하는가이다. 기존의 발전소는 발전기가 전력계통의 전압과 주파수를 유지하며 독립형 마이크로그리드는 인버터가 유지한다.
이러한, 소규모 전력공급 시스템은 전력계통 임퍼던스가 대형 전력계통에 비해 상대적으로 크기 때문에 부하 형태에 따라 전압 파형이 쉽게 왜곡되거나 전압 불평등이 종종 발생한다. 또한, 독립형 마이크로 그리드의 인버터는 이러한 현상을 고려하지 않았기 때문에 전압품질이 약화되거나 개선되지 않는 문제점을 가지고 있다.
독립형 마이크로 그리드의 인버터는 공급하는 부하의 크기와 종류에 관계없이 일정 전압과 주파수를 유지할 수 있도록 제어한다. 이때, 생성되는 전압 파형은 완벽한 정현파에 가까워야 전압품질이 좋다고 할 수 있다. 이를 위해 기존에는 인버터의 전압제어기를 동기좌표계 비례-적분 전압제어기(이하, PI 제어기)로 사용하고 있다. 이때, PI(Proportional and Integral) 제어기는 구조가 간단하고 구현이 용이하고, 3상 평형부하 공급 시 3상 전압의 동기좌표계 변환결과가 직류성분이므로 오차가 없는 전압제어(정현파에 가까운 전압 파형)가 가능하다는 장점이 있다. 그러나, PI 제어기는 비선형부하 또는 불평형부하 공급 시에는 3상 전압 간에 불평형 및 고조파 성분이 발생하게 되고, 동기좌표계 d-q축 전압은 리플(ripple) 성분을 포함하고 있어, 전압의 정상상태 오차를 제거할 수 있다. 즉, 부하로 공급되는 전압이 왜곡되며 이는 중요부하의 손상 및 오동작을 유발할 수 있다는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제10-2010-0102357호는 "비선형 부하를 고려한 배전용 정지형 보상기의 전류 제어 장치"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 비선형부하 및 불평형부하 공급 시 안정적인 전압을 공급하기 위한 공진 제어기를 구비하는 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 인버터에서 출력되는 전류를 정격으로 제한할 수 있는 비례 전류 제어기를 구비하는 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치는 마이크로그리드용 인버터 장치에 있어서, 부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지하는 파형 감지부; 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신되는 제어신호에 따라 온/오프 되면서 정현파 형태의 전압 파형을 생성하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급하는 스위칭부;를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 감지된 전압 파형 및 전류 파형에 정현파가 발생된 것으로 판단되면 부하의 종류가 기본파인 것으로 판단하고, 정현파가 발생되지 않는 것으로 판단되면 부하의 종류가 불평형부하 및 비선형부하 중 어느 하나인 것으로 판단하는 부하 종류 판단부; 기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어하는 비례 공진 제어부; 및 불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상하는 공진 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비례 공진 제어부는, 기본파에 따른 선형부하의 전압을 제어하는 제1 비례 공진 제어부; 및 기본파에 따른 불평형부하의 전압을 제어하는 제2 비례 공진 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공진 제어부는, 불평형부하에 따른 3차 고조파를 보상하는 제1 공진 제어부; 비선형부하에 따른 5차 고조파를 보상하는 제2 공진 제어부; 및 비선형부하에 따른 7차 고조파를 보상하는 제3 공진 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 출력전압을 토대로 출력전류를 산출하고, 산출된 출력전류가 기 설정된 기준전류를 초과하는 경우, 출력전류를 제한하는 전류 제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부로부터 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행에 따른 제어신호를 토대로 상기 스위칭부의 온/오프를 제어하는 게이트 드라이버부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭부으로부터 생성된 정현파 형태의 전압 파형에서 고조파 성분을 제거하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터부로부터 공급되는 전압의 크기를 검출하여, 검출된 전압을 기 설정된 기준전압으로 변압시키는 변압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법은 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법에 있어서, 파형 감지부에 있어서, 부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지하는 단계; 제어부에 의해, 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 단계; 및 스위칭부에 의해, 상기 제어부로부터 수신되는 제어신호에 따라 온/오프 되면서 정현파 형태의 전압 파형을 생성하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급하는 단계;를 포함한다.
또한, 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 단계는. 감지된 전압 파형 및 전류 파형에 정현파가 발생된 것으로 판단되면 부하의 종류가 기본파인 것으로 판단하고, 정현파가 발생되지 않는 것으로 판단되면 부하의 종류가 불평형부하 및 비선형부하 중 어느 하나인 것으로 판단하는 단계; 기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어하는 단계; 및 불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전압을 제어하는 단계는, 기본파에 따른 선형부하인 경우와 기본파에 따른 불평형부하인 경우 전압을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 저차 고조파를 보상하는 단계는, 불평형부하인 경우 3차 고조파를 보상하고, 비선형부하인 경우 5차 고조파 또는 7차 고조파를 보상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 단계 이후에, 상기 제어부로부터 출력되는 출력전압을 토대로 출력전류를 산출하고, 산출된 출력전류가 기 설정된 기준전류를 초과하는 경우, 출력전류를 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법은 선형부하 공급 시 비례-공진 제어기를 적용하고, 비선형부하 및 불평형부하 공급 시 공진 제어기를 적용함으로써, 비선형부하 및 불평형부하 공급시 전압 파형이 왜곡되는 것을 보상할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 인버터에서 출력되는 전류를 정격으로 제한할 수 있는 비례 전류 제어기를 구비함으로써, 인버터의 정전을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 독립형 마이크로 그리드의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치에 채용되는 제어부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치에 채용되는 제어부를 d축과 q축으로 분리한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 선형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 기존 인버터의 비선형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 비선형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 9는 기존 인버터의 불평형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 불평형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 전류제한 시험 파형을 타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 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.
도 1은 본 발명에 따른 독립형 마이크로 그리드의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 독립형 마이크로그리드는 풍력발전기나, 태양광 발전기와 같은 신 재생에너지시스템과, 배터리, 인버터, 디젤발전기 등으로 구성된다. 여기에, 부하게 연결되어 전력을 공급받는데 부하는 그 종류에 따라 선형부하, 불평형부하 및 비선형부하가 있다. 선형부하는 일반적인 모터나 진열장치 등이 있고, 불평형 부하는 주로 3상 시스템에서 상별로 부하가 고르게 연결되어 있지 않을 때 발생하고, 비선형부하는 컴퓨터나 세탁기처럼 내부에 스위칭 소자를 사용하는 전자제품에 해당된다.
이러한, 독립형 마이크로그리드는 소규모 전력공급시스템으로 신 재생에너지 시스템 등에서 생산된 전력은 일단 부하로 공급되고, 남은 전력은 인버터를 이용하여 배터리에 충전하게 된다. 이때, 그 규모나 부하의 종류의 따라서 전압 파형이 완전한 정현파가 되지 않는 경우, 상별로 전압의 크기가 다른 불평형 전압이 발생하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치(100, 이하, 인버터 장치)는 크게 파형 감지부(110), 제어부(120), 게이트 드라이버부(150,Gate Driver), 스위칭부(160), 직류 저장부(165, DC Link), 필터부(170), 마그네틱 컨텍터(180) 및 변압부(190)를 포함한다.
파형 감지부(110)는 부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지한다.
제어부(120)는 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행한다.
이를 위해, 제어부(120)는 부하 종류 판단부(121), 비례 공진 제어부(130), 공진 제어부(140) 및 전류 제한부(145)를 포함한다.
부하 종류 판단부(121)는 감지된 전압 파형 및 전류 파형에 정현파가 발생된 것으로 판단되면 부하의 종류가 기본파인 것으로 판단하고, 정현파가 발생되지 않는 것으로 판단되면 부하의 종류가 불평형부하 및 비선형부하 중 어느 하나인 것으로 판단한다.
비례 공진 제어부(130)는 기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어한다.
비례 공진 제어부(130)는 정지좌표계의 60㎐ 성부에 대한 안정적인 전압을 공급하기 위해, 전압을 제어한다.
공진 제어부(140)는 불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상한다. 이때, 저차 고조파는 3차, 4차 및 7차의 고조파이다.
공진 제어부(140)는 불평형부하 시 3상 부하전압에 가장 현저하게 발생하는 3차 고조파 성분의 전압왜곡을 보상하고, 비선형부하 시 3상 부하전압에서 가장 현저하게 발생하는 5차 및 7차 고조파 성분의 전압왜곡을 보상한다.
전류 제한부(145)는 출력전압을 토대로 출력전류를 산출하고, 산출된 출력전류가 기 설정된 기준전류를 초과하는 경우, 인버터 장치에 과부하가 발생하지 않도록 출력전류를 제한한다. 이때, 전류 제한부(145)는 비례 전류 제어기로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라서 분리하여 동작하거나 결합하여 동작할 수 있다.
게이트 드라이버(150)는 제어부(120)로부터 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행에 따른 제어신호(PWM:Pulse Width Modulation)를 토대로 스위칭부의 온/오프를 제어한다.
스위칭부(160)는 게이트 드라이버(150)의 제어신호에 따라 온/오프 되면서 정현파 형태의 전압 파형을 생성하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급한다. 즉, 제어부(120)에서 어떠한 제어신호를 생성하는가에 따라 스위칭부(160)에서 생성되는 파형의 왜곡 및 불평형 상태가 결정된다.
그리고 스위칭부(160)는 상용 교류전력을 직류로 변환하거나, 반대로 직류 저장부에 저장된 직류전력을 교류전력으로 변환한다.
직류 저장부(165)는 스위칭부(160)로부터 변환된 전력을 순간적으로 저장하거나, 스위칭부(160)가 교류전력을 만들 수 있도록 직류전력을 순간적으로 저장한다.
필터부(170)는 스위칭부(160)으로부터 생성된 정현파 형태의 전압 파형에서 고조파 성분을 제거하여 보다 정현파에 가까운 파형이 생성되도록 한다.
마그네틱 컨텍터(180)는 본 발명에 따른 인버터 장치와 부하를 전기적으로 연결하거나 차단한다.
변압부(190)는 필터부(170)로부터 공급되는 전압의 크기를 검출하여, 검출된 전압을 기 설정된 기준전압으로 변압시킨다. 즉, 변압구(190)는 검출된 전압이 기 설정된 기준전압에 비해 낮거나 높은 경우 기 설정된 기준전압에 맞춰 전압을 올리거나 내려준다.
한편, 좌측의 배터리는 본 발명에 따른 인버터 장치에 포함되지 않으나, 전지적 연결을 통해 전기에너지를 저장한다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치에 채용되는 제어부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 제어부(120)는 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하기 위해, 앞서 설명한 바와 같이 부하 종류 판단부(121), 비례 공진 제어부(130), 공진 제어부(140) 및 전류 제한부(145)를 포함한다. 그러나, 해당 도면에서는 비례 공진 제어부(130), 공진 제어부(140) 및 전류 제한부(145)의 구성만을 자세하게 설명하기로 한다.
비례 공진 제어부(130)는 부하 종류 판단부(121)에 의해 기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어한다.
이를 위해, 비례 공진 제어부(130)는 제1 비례 공진 제어부(131) 및 제2 비례 공진 제어부(132)를 포함한다.
제1 비례 공진 제어부(131)는 기본파에 따른 선형부하의 전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000001
)을 제어한다.
제2 비례 공진 제어부(132)는 기본파에 따른 불평형부하의 전압을 제어한다.
제2 비례 공진 제어부(132)의 전압 제어함수는
Figure PCTKR2016007690-appb-I000002
과 같다.
그리고 공진 제어부(140)는 부하 종류 판단부(121)에 의해 불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상한다.
이를 이해, 공진 제어부(140)는 제1 공진 제어부(141), 제2 공진 제어부(142) 및 제3 공진 제어부(143)를 포함한다.
제1 공진 제어부(141)는 불평형부하에 따른 3차 고조파를 보상한다.
제1 공진 제어부(141)의 고조파 보상함수는
Figure PCTKR2016007690-appb-I000003
과 같다.
제2 공진 제어부(142)는 비선형부하에 따른 5차 고조파를 보상한다.
제2 공진 제어부(142)의 고조파 보상함수는
Figure PCTKR2016007690-appb-I000004
과 같다.
제3 공진 제어부(143)는 비선형부하에 따른 7차 고조파를 보상한다.
제3 공진 제어부(143)의 고조파 보상함수는
Figure PCTKR2016007690-appb-I000005
과 같다.
이와 같이, 비례 공진 제어부(130) 및 공진 제어부(140)의 전달함수(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000006
)는 하기의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2016007690-appb-M000001
이때,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000007
는 차단 주파수,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000008
은 대략 377rad/s이고,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000009
은 대략 1131rad/s이고,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000010
는 대략 1885rad/s이고,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000011
은 대략 2640rad/s이다.
그리고 전류 제한부(145)는 비례 공진 제어부(130) 및 공진 제어부(140)로부터 생성된 커패시터 전류(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000012
)의 기준값에 부하에 공급되는 전류(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000013
)를 더하여 인버터 장치의 전류의 기준값(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000014
) 생성하고, 인버터 장치의 전류의 기준값(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000015
)에 실제 인버터 장치에 흐르는 전류(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000016
)를 빼서 에러값을 생성한다. 생성된 에러값에 비례 상수(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000017
)를 곱하여 최종적인 제어값을 출력한다.
이는 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2016007690-appb-M000002
도 4는 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치에 채용되는 제어부를 d축과 q축으로 분리한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 어부를 d축과 q축으로 분리한 구조는 측정된 3상 전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000018
)을 동기 좌표계의 d축 전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000019
), q축 전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000020
)으로 변환된다. 이때, 동기좌표계는 좌표축이 회전하지 않는 정지좌표계이며, 도면에 표시된 심볼 s는 정지 좌표계를 의미한다. 동기좌표계로의 변환하는 수식은 하기의 수학식 3으로 표현될 수 있다.
변환된 값을 dp축 기준전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000021
,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000022
)에서 빼면 에러값(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000023
,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000024
)이 생성되며 이를 비례 공진 제어부 및 공진 제어부에 각각 통과시켜 d축과 q축의 명령값(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000025
,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000026
)을 생성한다.
여기에서 다시 d축 전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000027
)과 q축 전압(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000028
)을 더하면 최종적으로 인버터 장치의 d축과 q축 성분에 해당하는 전압 명령값(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000029
,
Figure PCTKR2016007690-appb-I000030
)이 생성된다. 이를 3상 전압으로 역변환하면 실제 3상 전압에 대한 명령값(
Figure PCTKR2016007690-appb-I000031
)이 생성된다. 이를 통해 게이트 드라이버는 명령값에 따라 제어 신호를 만들어 스위칭부를 적절하게 스위칭하면 인버터 장치에 3상 전압이 만들어진다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 제어 방법은 앞서 설명한 바와 같이 마이크로그리드용 인버터 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지한다(S100).
다음, 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단한다(S200).
다음, S200 단계에서 감지된 전압 파형 및 전류 파형에 정현파가 발생된 것으로 판단되면 부하의 종류가 기본파인 것으로 판단한다(S300).
다음, 기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어한다(S310).
그리고 S200 단계에서 정현파가 발생되지 않는 것으로 판단되면 부하의 종류가 불평형부하 및 비선형부하 중 어느 하나인 것으로 판단한다(S400).
다음, 불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상한다(S410).
그 다음, S310 단계에서 전압 제어가 완료되고, S410 단계에서 저차 고조파의 보상이 완료되면 스위칭부를 통해 정현파 형태의 전압 파형을 생성(S500)하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급(S600)한다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 선형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 인버터 장치를 이용하여 30㎾ 선형부하를 공급한 경우의 실험파형이다. 3상 상간전압은 380VLL 로 제어되고, 상간전압의 THD는 1.2%로 유지되어 부하에 안정적인 고품질의 전압이 공급됨을 확인할 수 있다. 3상 선형부하이기 때문에 비선형 또는 불평형부하시 발생하는 전압의 왜곡은 보이지 않는다.
도 7은 기존 인버터의 비선형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 기존의 인버터를 이용하여 5㎾ 비선형부하를 공급한 경우의 실험파형이다. 비선형부하에 의한 3상 상간전압은 (6n+1)차 고조파 성분으로 왜곡되며, 이때, 5차 및 7차 고조파 성분이 현저하게 나타난다. 전압파형은 정현파가 아니고 매우 찌그러져 있는 것을 볼 수 있다. 이때, 상간전압의 THD는 7.6%로 나타난다.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 비선형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7과 동일한 조건에서 본 발명에 따른 인버터 장치를 이용하여 5㎾ 비선형부하를 공급한 경우의 실험파형이다. 파형이 도 7에 비해서 현저하게 정현파에 가까워진 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 인버터 장치는 5차 및 7차 고조파가 억제되어 전압의 THD는 3.5%로 나타나며, 3상 평형의 안정적인 고품질의 전압이 부하에 공급됨을 확인할 수 있다.
도 9는 기존 인버터의 불평형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 9는 기존의 인버터를 이용하여 10㎾ 불평형 부하를 공급한 경우의 실험파형이다. 전압파형이 정현파보다 찌그러져 있으며, 상별로 전압의 크기가 다름을 알 수 있다. 이때의 전압불평형률은 2.2%로 나타난다.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 불평형부하 공급 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 인버터 장치를 이용하여 10㎾ 불평형 부하를 공급한 경우의 실험파형이다. 파형이 도 9에 비해서 현저하게 정현파에 가까워진 것을 확인할 수 있다. 3상 상간전압은 380VLL 로 제어되고, 불평형률은 0.8%로 나타난다. 따라서, 불평형부하 시 야기되는 전압 불평형이 억제되어 3상 상간전압이 평형전압으로 제어된다. 또한, 불평형부하 시 발생하는 고조파 성분이 억제되어 부하의 전압 THD는 1.4%로 유지되며 부하에 안정적인 고품질의 전압이 부하에 공급됨을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 마이크로그리드용 인버터 장치의 전류제한 시험 파형을 타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 인버터 장치를 이용하여 전류제한을 제어한 경우의 실험파형이다. 본 발명에서 적용되는 시스템에서 허용되는 전력을 벗어난 경우 220VLL 로 제어되던 전압의 크기가 감소하고 전류를 설정된 제한값으로 출력하게 된다. 즉, 부하의 크기가 급작스럽게 변동되더라도 정전이 발생하는 것이 아니라 전압의 크기만 감소하면서 전류제한이 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 마이크로그리드용 인버터 장치 및 이를 제어하는 방법은 선형부하 공급 시 비례-공진 제어기를 적용하고, 비선형부하 및 불평형부하 공급 시 공진 제어기를 적용함으로써, 비선형부하 및 불평형부하 공급시 전압 파형이 왜곡되는 것을 보상할 수 있다.
또한, 본 발명은 인버터에서 출력되는 전류를 정격으로 제한할 수 있는 비례 전류 제어기를 구비함으로써, 인버터의 정전을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (13)

  1. 마이크로그리드용 인버터 장치에 있어서,
    부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지하는 파형 감지부;
    감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 수신되는 제어신호에 따라 온/오프 되면서 정현파 형태의 전압 파형을 생성하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급하는 스위칭부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    감지된 전압 파형 및 전류 파형에 정현파가 발생된 것으로 판단되면 부하의 종류가 기본파인 것으로 판단하고, 정현파가 발생되지 않는 것으로 판단되면 부하의 종류가 불평형부하 및 비선형부하 중 어느 하나인 것으로 판단하는 부하 종류 판단부;
    기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어하는 비례 공진 제어부; 및
    불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상하는 공진 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비례 공진 제어부는,
    기본파에 따른 선형부하의 전압을 제어하는 제1 비례 공진 제어부; 및
    기본파에 따른 불평형부하의 전압을 제어하는 제2 비례 공진 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공진 제어부는,
    불평형부하에 따른 3차 고조파를 보상하는 제1 공진 제어부;
    비선형부하에 따른 5차 고조파를 보상하는 제2 공진 제어부; 및
    비선형부하에 따른 7차 고조파를 보상하는 제3 공진 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 출력전압을 토대로 출력전류를 산출하고, 산출된 출력전류가 기 설정된 기준전류를 초과하는 경우, 출력전류를 제한하는 전류 제한부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부로부터 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행에 따른 제어신호를 토대로 상기 스위칭부의 온/오프를 제어하는 게이트 드라이버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부으로부터 생성된 정현파 형태의 전압 파형에서 고조파 성분을 제거하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필터부로부터 공급되는 전압의 크기를 검출하여, 검출된 전압을 기 설정된 기준전압으로 변압시키는 변압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치.
  9. 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    파형 감지부에 있어서, 부하에 가해지는 전압 파형 및 전류 파형을 감지하는 단계;
    제어부에 의해, 감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 단계; 및
    스위칭부에 의해, 상기 제어부로부터 수신되는 제어신호에 따라 온/오프 되면서 정현파 형태의 전압 파형을 생성하고, 생성된 정현파 형태의 전압 파형을 부하측으로 공급하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 단계는.
    감지된 전압 파형 및 전류 파형에 정현파가 발생된 것으로 판단되면 부하의 종류가 기본파인 것으로 판단하고, 정현파가 발생되지 않는 것으로 판단되면 부하의 종류가 불평형부하 및 비선형부하 중 어느 하나인 것으로 판단하는 단계;
    기본파인 것으로 판단되면, 전압을 제어하는 단계; 및
    불평형부하 및 비선형부하인 것으로 판단되면, 저차 고조파를 보상하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    전압을 제어하는 단계는,
    기본파에 따른 선형부하인 경우와 기본파에 따른 불평형부하인 경우 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    저차 고조파를 보상하는 단계는,
    불평형부하인 경우 3차 고조파를 보상하고, 비선형부하인 경우 5차 고조파 또는 7차 고조파를 보상하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    감지된 전압 파형 및 전류 파형을 토대로 정현파 발생 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 전압 제어 또는 저차 고조파 보상을 수행하는 단계 이후에,
    상기 제어부로부터 출력되는 출력전압을 토대로 출력전류를 산출하고, 산출된 출력전류가 기 설정된 기준전류를 초과하는 경우, 출력전류를 제한하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로그리드용 인버터 장치를 제어하는 방법.
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