:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.19 No.3 | (2019) pp.179~184

소형 풍력발전시스템의 직류전원 적용을 위한 운전제어 및 AC/DC변환 통합장치 개발

Kyungjin Hong

(정회원, 광주대학교 전기전자공학부)

Abstract

전기가 부족한 개발도상국 같은 많은 나라에서는 Off Grid 형태의 소형풍력발전이 전력공급 문제를 해결하기 위한 효율적인 핵심 솔루션이다. 몇몇 국가에서는 전력계통의 확장과 전기가 부족한 지역의 감소로 소규모 풍력을 도시 의 도로 조명, 모바일 통신 기지국, 양식업 및 해수 담수 등의 분야에 이용하기도 한다. 이런 변화에 따라 소형 풍력 산업 규모는 대규모 풍력보다 큰 잠재력이 기대되고 있다. 소형 풍력발전의 경우 발전기는 가변 속도로 제어되는 특성이 있으며 발전기에서 발생하는 전압 및 전류에는 많은 고조파 성분을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 논문에서는 소형 풍력발전시스템의 직류전원 적용을 위한 운전제어 및 AC/DC 변환 통합장치를 제안하며 기존 AC to DC 컨버터는 단일 스위치를 갖는 3상 승압형 방식의 컨버터로서 인덕터 전류가 불연속모드로 제어되며, 입력전류의 고조파를 제거하 여 단위역률을 갖는 특성을 갖는다. 제안된 컨버터는 입력단에 LCL 필터 및 3상 정류 승압형 컨버터, 계통연계를 위한 단상 풀브릿지 형태로 구성되어 있으며 에너지저장시스템(ESS) 기능이 부가된 제어 시스템으로 풍력발전을 이동 평준화 방식에 의해 급변하는 전력에 대해 계통 안정화를 추구할 수 있다.
In many countries, such as developing countries where electricity is scarce, small wind turbines in the form of Off Grid are an effective solution to solve power supply problems. In some countries, the expansion of power systems and the decline of electricity-intensive areas have led to the use of small wind power in urban road lighting, mobile communications base stations, aquaculture and seawater desalination. With this change, the size of the small wind power industry is expected to have greater potential than large-scale wind power. In the case of small wind power generators, the generator is controlled at a variable speed, and the voltage and current generated by the generator have many harmonic components. To solve this problem, the AC to DC converter to be studied in this paper is a three-phase step-up type converter with a single switch. The inductor current is controlled in discontinuous mode, and has a characteristic of having a unit power factor by eliminating the harmonic of the input current. The proposed converter is composed of LCL filter and three phase rectification boost converter at the input stage and a single phase full bridge for grid connection. It is a control system with energy storage system(ESS) that the system stabilization can be pursued against the electric power.
  Wind Power System,Power Conversion Device,AC/DC Converter,Energy Storage System

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