KR20210047622A - SYSTEM PHASE DETECTING METHOD and GRID CONNECTED CONVERTER - Google Patents

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KR20210047622A
KR20210047622A KR1020190131461A KR20190131461A KR20210047622A KR 20210047622 A KR20210047622 A KR 20210047622A KR 1020190131461 A KR1020190131461 A KR 1020190131461A KR 20190131461 A KR20190131461 A KR 20190131461A KR 20210047622 A KR20210047622 A KR 20210047622A
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이정효
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한국전력공사
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Abstract

The present invention provides a system phase detection method, which comprises the steps of: converting a three-phase system voltage value into a two-phase orthogonal coordinate value; converting the voltage value converted into a two-phase orthogonal coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value; proportionally integrating the voltage value converted into the two-phase synchronous coordinate value; calculating a system angular frequency from a system current value; and calculating the phase of the system by reflecting the angular frequency of the system to the proportionally integrated value. Even if the system voltage is lowered, it is possible to secure the prompt response of the system phase estimation.

Description

계통 위상 검출 방법 및 계통 연계형 컨버터{SYSTEM PHASE DETECTING METHOD and GRID CONNECTED CONVERTER} System phase detection method and grid-connected converter {SYSTEM PHASE DETECTING METHOD and GRID CONNECTED CONVERTER}

본 발명은 3상 교류 계통의 위상을 검출하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3상 교류 전원을 직류(DC) 전압으로 변환하는 계통 연계형 컨버터의 피드포워드 제어를 위한 계통 위상을 검출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of detecting the phase of a three-phase AC system, and more particularly, a method of detecting a grid phase for feedforward control of a grid-connected converter that converts a three-phase AC power to a direct current (DC) voltage. It is about.

계통 연계형 컨버터는 3상 교류 계통 전압으로부터 직류(DC)링크라고 하는 캐패시터에 직류 전압을 형성하는 기기로 회생형 모터 구동 드라이버, 계통 연계형 풍력발전기 등 광범위하게 사용되는 구성품으로, 발전기나 전동기측 인버터는 직류(DC) 링크 전압을 사용하여 제어 목적을 달성하는 교류(AC) 전압의 진폭과 주파수를 생성하게 된다.A grid-connected converter is a device that generates a DC voltage from a three-phase AC grid voltage to a capacitor called a DC link. It is a component widely used such as a regenerative motor drive driver and a grid-connected wind power generator. The inverter will use the direct current (DC) link voltage to generate the amplitude and frequency of the alternating current (AC) voltage to achieve the control purpose.

일반적인 종래기술의 계통 연계형 컨버터는 크게 3상 전원으로부터 위상을 감지하는 피엘엘(Phase Locked Loop)과 스위칭을 통하여 직류(DC)링크 전압을 형성하는 절연 게이트 양극성 트랜지스터 브릿지(IGBT[Insulated Gate Bipolar Transistor] Bride), 직류(DC)링크의 전압 제어를 위한 전압 제어부(DC Link Voltage Control), 직류(DC)링크 캐패시터를 충전하기 위한 전류를 제어하는 전류 제어부(Current Control), 그리고 절연 게이트 양극성 트랜지스터 브릿지(IGBT[Insulated Gate Bipolar Transistor] Bride)에 스위칭에 필요한 게이트 신호를 인가하는 PWM 제어부(Pulse Width Modulation)로 구성되어 있다. 여기서, 인덕터가 DC 링크 전압을 승압하기 위해서 사용될 수 있다.General conventional grid-connected converters are largely insulated gate bipolar transistor bridges (IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)) that form a direct current (DC) link voltage through switching and a phase locked loop that senses the phase from a three-phase power supply. ] Bride), DC Link Voltage Control for voltage control of DC link, Current Control for charging DC link capacitor, and insulated gate bipolar transistor bridge It is composed of a PWM control unit (Pulse Width Modulation) that applies a gate signal required for switching to the (IGBT [Insulated Gate Bipolar Transistor] Bride). Here, an inductor may be used to boost the DC link voltage.

이러한 기존의 계통 연계형 컨버터는 3상 전원이 평형한 상태를 가정하여 제어기를 구성하기 때문에 3상 불평형 조건에서 직류(DC)링크 전압의 리플이 크게 발생하면, 불평형 정도에 따라 제어가 불가능한 상황이 발생하기도 한다. 직류(DC) 링크 전압의 리플이 커지는 상황에서 직류(DC) 링크 전압이 목표 값보다 작아지면 캐패시터 전압을 충전하기 위해 계통측 컨버터는 계통에서 전력을 직류(DC) 링크 쪽으로 끌어 오며, 직류(DC) 링크 전압이 목표값보다 커지면 캐패시터 전압을 방전하기 위해 계통으로 전력을 보내는 동작을 하기 때문에 리플이 커지면 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT[Insulated Gate Bipolar Transistor])로 과전류가 흘러 전력 소자가 파괴될 위험성이 커지며 소자를 보호하기 위한 보호동작 제어가 작동하여 제어가 중지되어 컨버터 동작의 가용성이 떨어진다. 또한, 직류(DC) 링크 전압을 이용하는 인버터의 제어에도 악영향을 미치게 된다.Since these conventional grid-connected converters assume a state in which the three-phase power supply is balanced, if the ripple of the direct current (DC) link voltage occurs largely in the three-phase unbalanced condition, it is impossible to control depending on the degree of unbalance. It may occur. In a situation where the ripple of the direct current (DC) link voltage increases, when the direct current (DC) link voltage becomes smaller than the target value, the grid-side converter draws power from the grid to the direct current (DC) link to charge the capacitor voltage. ) If the link voltage is greater than the target value, the power is sent to the system to discharge the capacitor voltage, so if the ripple increases, there is a risk of overcurrent flowing through the insulated gate bipolar transistor (IGBT) and destroying the power element. It becomes larger, and the protection operation control to protect the device is activated and the control is stopped, resulting in a decrease in the availability of the converter operation. In addition, it adversely affects the control of an inverter using a direct current (DC) link voltage.

상술한 위험의 억제 및 응답성 향상을 위해, 계통 연계형 컨버터의 IGBT 제어 동작에 계통의 전원 관련 파라미터를 반영하는 피드포워드(feedforward) 제어(보상)가 사용될 수 있다. 상기 피드포워드 제어에는 계통의 전원 관련 파라미터 중 특히 위상의 정확성이 요구된다.In order to suppress the above-described risks and improve responsiveness, a feedforward control (compensation) that reflects the power-related parameters of the grid in the IGBT control operation of the grid-connected converter may be used. The feedforward control requires particularly the phase accuracy among the parameters related to the power supply of the system.

그런데, 종래기술의 피드포워드 제어를 위한 계통 위상 검출 방법은, 계통이 정상적으로 가동되는 것을 전제로하였기 때문에, 지락 사고 등 계통 전압이 크게 낮아지는 경우, 계통 위상 추정 작업의 응답성이 크게 저하된다. By the way, since the system phase detection method for feedforward control of the prior art assumes that the system operates normally, when the system voltage such as a ground fault is significantly lowered, the responsiveness of the system phase estimation operation is greatly reduced.

대한민국 등록공보 10-1444732호Korean Registered Gazette No. 10-1444732

본 발명은 계통 전압이 현저히 낮아져도 계통 위상 추정의 신속한 응답성을 확보할 수 있는 계통 위상 검출 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a system phase detection method capable of securing a rapid response of system phase estimation even when the system voltage is significantly lowered.

본 발명의 일 측면에 따른 계통 위상 검출 방법은, 3상 계통 전압값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전압값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전압값을 비례 적분하는 단계; 계통 전류값으로부터 계통 각주파수를 산정하는 단계; 및 상기 비례 적분된 값에 상기 계통 각주파수를 반영하여 계통의 위상을 산정하는 단계를 포함할 수 있다.A method for detecting a system phase according to an aspect of the present invention includes: converting a three-phase grid voltage value into a two-phase quadrature coordinate value; Converting the voltage value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value; Proportionally integrating the voltage value converted into the two-phase sync coordinate value; Calculating a grid angular frequency from the grid current value; And calculating the phase of the system by reflecting the system angular frequency to the proportionally integrated value.

여기서, 상기 계통 각주파수를 산정하는 단계는, 3상 계통 전류값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전류값을 전달함수 반영한 비례적분하여 2상 동기 좌표값의 전압값인 추정 계통 전압값으로 변환하는 단계; 및 상기 추정 계통값을 아크탄젠트 취하여 계통의 각주파수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of calculating the system angular frequency includes: converting a three-phase grid current value into a two-phase quadrature coordinate value; Converting the current value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value; Converting the current value converted into the two-phase synchronous coordinate value into an estimated system voltage value, which is a voltage value of the two-phase synchronous coordinate value, by proportionally integrating by reflecting a transfer function; And calculating the angular frequency of the system by taking the estimated system value as an arc tangent.

여기서, 상기 전달함수에 계통 파라미터로서 2상 좌표계에 대한 저항값 및 인덕턴스값을 적용할 수 있다.Here, a resistance value and an inductance value for a two-phase coordinate system may be applied as system parameters to the transfer function.

본 발명의 다른 측면에 따른 계통 연계형 컨버터는, 3상 계통의 교류 전원을 직류로 변환하여 직류 링크단으로 전달하는 스위치 소자들을 구비하는 브릿지 회로; 계통의 전류값을 반영하여 상기 스위치 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 피드포워드 제어기; 및 2상 동기 좌표값으로 변환된 계통의 전압값 및 전류값으로부터 계통의 위상을 산정하여 상기 피드포워드 제어기로 제공하는 위상 검출기를 포함할 수 있다.A grid-connected converter according to another aspect of the present invention includes: a bridge circuit including switch elements for converting AC power of a three-phase system into DC and transferring it to a DC link terminal; A feed forward controller for controlling the switching operation of the switch elements by reflecting the current value of the system; And a phase detector that calculates a phase of the system from the voltage value and current value of the system converted into a two-phase synchronous coordinate value and provides it to the feedforward controller.

여기서, 상기 위상 검출기는, 3상 계통 전압값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전압값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전압값을 비례 적분하는 단계; 계통 전류값으로부터 계통 각주파수를 산정하는 단계; 상기 비례 적분된 값에 상기 계통 각주파수를 반영하여 계통의 위상을 산정하는 단계를 포함하는 계통 위상 검출 방법을 수행할 수 있다.Here, the phase detector includes: converting a three-phase system voltage value into a two-phase rectangular coordinate value; Converting the voltage value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value; Proportionally integrating the voltage value converted into the two-phase sync coordinate value; Calculating a grid angular frequency from the grid current value; A system phase detection method including the step of calculating a system phase by reflecting the system angular frequency to the proportionally integrated value may be performed.

여기서, 상기 계통 각주파수를 산정하는 단계는, 3상 계통 전류값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계; 상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전류값을 전달함수 반영한 비례적분하여 2상 동기 좌표값의 전압값인 추정 계통 전압값으로 변환하는 단계; 및 상기 추정 계통값을 아크탄젠트 취하여 계통의 각주파수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of calculating the system angular frequency includes: converting a three-phase grid current value into a two-phase quadrature coordinate value; Converting the current value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value; Converting the current value converted into the two-phase synchronous coordinate value into an estimated system voltage value, which is a voltage value of the two-phase synchronous coordinate value, by proportionally integrating by reflecting a transfer function; And calculating the angular frequency of the system by taking the estimated system value as an arc tangent.

여기서, 상기 피드포워드 제어기는, 상기 스위칭 동작의 목표가 되는 2상 직교 좌표값인 전압값을 산정함에 있어, 계통 파라미터로서 2상 좌표계에 대한 저항값 및 인덕턴스값을 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값에 곱한 값을 반영할 수 있다.Here, the feedforward controller converts the resistance value and the inductance value for the two-phase coordinate system into the two-phase Cartesian coordinate value as a system parameter in calculating a voltage value, which is a two-phase rectangular coordinate value that is a target of the switching operation. The value multiplied by the current value can be reflected.

상술한 구성에 따른 본 발명의 계통 위상 검출 방법을 실시하면, 계통 전압이 낮아져도 계통 위상 추정의 신속한 응답성을 확보할 수 있는 이점이 있다.If the system phase detection method of the present invention according to the above-described configuration is implemented, there is an advantage of securing a rapid response of system phase estimation even when the system voltage is lowered.

본 발명의 계통 위상 검출 방법은, 기존 계통연계장치의 PLL에 계통전류 정보를 통한 관측기를 추가 보상하여 계통 고장상태에서의 낮은 전압에서도 계통 위상각을 추정할 수 있는 이점이 있다.The system phase detection method of the present invention has the advantage of estimating the system phase angle even at a low voltage in a system failure state by additionally compensating an observer through system current information in the PLL of an existing grid connection device.

본 발명의 계통 위상 검출 방법은, 계통 파라미터 추정에 있어 dq변환된 등가회로의 각 인덕턴스를 분리하여 추정하여 교류전류에 대한 인덕턴스 변동을 반영하여 추출할 수 있는 이점이 있다.The system phase detection method of the present invention has the advantage of being able to extract by reflecting the inductance fluctuation for AC current by separating and estimating each inductance of the dq-converted equivalent circuit in estimating the system parameter.

그 결과, 본 발명의 계통 위상 검출 방법은, 보다 정확한 피드포워드 보상값을 얻을 수 있으며, PLL의 응답성 및 오차를 개선시킬 수 있는 이점이 있다. As a result, the system phase detection method of the present invention has the advantage of obtaining a more accurate feedforward compensation value and improving the responsiveness and error of the PLL.

도 1은 3상 전압값만을 이용하여 추정된 위상으로 피드포워드 제어를 수행하는 3상 계통 연계형 컨버터를 도시한 회로 블록도.
도 2는 도 1의 3상 계통 연계형 컨버터에서 수행되는 위상 추정 과정을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 사상에 따라 2상 동기 좌표값으로 변환된 계통의 전압값 및 전류값을 이용하여 추정된 위상으로 피드포워드 제어를 수행하는 3상 계통 연계형 컨버터를 도시한 회로 블록도.
도 4는 도 3의 3상 계통 연계형 컨버터에서 수행되는 위상 추정 과정을 도시한 블록도.
도 5는 도 3의 3상 계통 연계형 컨버터에서 수행되는 피드포워드 제어 과정을 도시한 블록도.1 is a circuit block diagram showing a three-phase grid-connected converter performing feedforward control with an estimated phase using only a three-phase voltage value.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a phase estimation process performed in the three-phase grid-connected converter of FIG. 1.
3 is a circuit block diagram showing a three-phase grid-connected converter performing feed forward control with an estimated phase using a voltage value and a current value of a grid converted into a two-phase synchronous coordinate value according to the idea of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a phase estimation process performed in the three-phase grid-connected converter of FIG. 3.
5 is a block diagram showing a feedforward control process performed in the three-phase grid-connected converter of FIG. 3.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements may not be limited by terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is connected to or is referred to as being connected to another component, it can be understood that it is directly connected to or may be connected to the other component, but other components may exist in the middle. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In the present specification, terms such as include or include are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, It may be understood that the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts, or combinations thereof, is not preliminarily excluded.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

도 1은 3상 전압값만을 이용하여 추정된 위상으로 피드포워드 제어를 수행하는 3상 계통 연계형 컨버터를 도시한다.1 shows a three-phase grid-connected converter that performs feedforward control with an estimated phase using only a three-phase voltage value.

도시한 3상 계통 연계형 컨버터는, 홀 센서 등 전류 검출 수단(14)에서 센싱한 계통의 전류값을 이용한 피드포워드(Feedforward) 제어를 수행하여, 브릿지 회로(30)의 스위치 동작을 수행하는 피드포워드 제어기(20)를 구비한다. 이때, 계기용 변압기 등 전압 검출 수단(12)에서 센싱한 계통의 전압값으로부터 추정된 계통 위상을 적용하며, 이를 위해 위상 검출기(70)를 구비한다. The illustrated three-phase grid-connected converter is a feed for performing a switch operation of the bridge circuit 30 by performing feedforward control using the current value of the grid sensed by the current detection means 14 such as a Hall sensor. A forward controller 20 is provided. At this time, the system phase estimated from the voltage value of the system sensed by the voltage detection means 12 such as an instrument transformer is applied, and a phase detector 70 is provided for this purpose.

상기 피드포워드 제어기(20)는 일반적으로 SVPWM 방식으로 구현되며, 이 경우 SVPWM 모듈(28)을 구비한다. 또한, 상기 피드포워드 제어에 일종의 피드백 파라미터로서 직류단(DC 링크단) 전압값을 제공하는 직류 전압 검출기(40)를 구비한다.The feed forward controller 20 is generally implemented in the SVPWM method, in this case, the SVPWM module 28 is provided. In addition, a DC voltage detector 40 is provided to provide a voltage value of a DC end (DC link end) as a kind of feedback parameter for the feed forward control.

도시한 바와 같이, 전류제어의 응답성 향상을 위하여 계통전압과 파라미터를 기반으로 하는 피드포워드 보상 방법이 일반적으로 활용된다. 도면을 살펴보면 피드포워드 보상값은 계통전압의 크기와 인덕턴스 전압값으로 구성됨을 알 수 있다. 여기서, 계통전압의 크기는 전압센서를 이용하여 쉽게 획득이 가능하지만, 3상 AC-DC컨버터의 파라미터 값은 쉽게 얻어지지 않는다. 따라서 정확한 피드포워드 보상값 또한 쉽게 얻어지지 않으며 이로 인해 빠른 전류제어 응답성을 구현하기 어렵다. 그럼에도 불구하고 최근 LVRT 상태에서 무효전력 응답성에 대한 요구사항(예: 독일 Grid Code 기준 20ms)은 점차 빨라지고 있다. 설상가상으로, 이러한 상황에서 고장계통, 즉 계통전압이 낮을 경우에는 계통전압의 크기 역시 쉽게 얻어지지 않는다.As shown, in order to improve the responsiveness of current control, a feedforward compensation method based on a system voltage and a parameter is generally used. Looking at the drawing, it can be seen that the feedforward compensation value is composed of the magnitude of the system voltage and the value of the inductance voltage. Here, the level of the grid voltage can be easily obtained using a voltage sensor, but the parameter values of the three-phase AC-DC converter are not easily obtained. Therefore, it is difficult to obtain an accurate feed forward compensation value, and for this reason, it is difficult to implement fast current control response. Nevertheless, the requirements for reactive power responsiveness in recent LVRT conditions (eg, 20ms based on the German Grid Code) are gradually increasing. To make matters worse, in this situation, the faulty system, that is, when the system voltage is low, the magnitude of the system voltage is also not easily obtained.

도 2는 도 1의 3상 계통 연계형 컨버터에서 수행되는 위상 추정 과정을 도시한다. 도 2와 같이 기존의 PLL방법은 센싱된 전압만을 기반으로 하기 때문에, 지락사고 등 상술한 저전압 상태에서의 계통전압을 활용한 위상 추정이 어렵다. FIG. 2 shows a phase estimation process performed in the three-phase grid-connected converter of FIG. 1. As shown in FIG. 2, since the conventional PLL method is based only on the sensed voltage, it is difficult to estimate the phase using the system voltage in the above-described low voltage state such as a ground fault.

보다 구체적으로 기술하면, 도 2의 PLL블록도는 측정된 상전압만을 기반으로 위상각을 측정한다. 그 결과, 측정된 전압이 작으면 작을수록 이를 위한 게인값을 그에 맞추어 키워야 하는데, 이렇게 되면 계통 노이즈도 같이 증폭이 되어 측정된 위상각에 영향을 주게된다. 반대로 저전압 상태에서도 게인값을 일정하게 유지하면 위상오차에 따른 전압이 적절하게 반영되지 않아 실제 계통 위상과 위상오차를 갖게 된다. More specifically, the PLL block diagram of FIG. 2 measures a phase angle based only on the measured phase voltage. As a result, the smaller the measured voltage is, the higher the gain value for this should be. In this case, the system noise is also amplified and affects the measured phase angle. Conversely, if the gain value is kept constant even in a low voltage state, the voltage according to the phase error is not properly reflected, resulting in an actual system phase and phase error.

계통의 저전압 상태에서 3상 AC-DC 컨버터 구동을 위한 정보로서 계통 파라미터를 추정하는 방안으로서, 위상 검출을 위한 부가적인 신호를 주입하는 방법이 있다. 예컨대, 계통에 역상분 전류를 인가하여 이에 대한 전압응답을 보고 계통임피던스를 추정하는 방법이다. 이 방안은 비교적 파라미터 추정값이 정확하고 구현이 용이하지만 계통전원에 고조파를 유발하는 위험이 있다.As a method of estimating a system parameter as information for driving a three-phase AC-DC converter in a low voltage state of the system, there is a method of injecting an additional signal for phase detection. For example, it is a method of estimating the system impedance by applying a reverse-phase current to the system and seeing the voltage response thereto. Although this method has relatively accurate parameter estimates and is easy to implement, there is a risk of causing harmonics to the grid power.

다른 방안으로서, 비선형 알고리즘을 이용하는 방법이 있다. 예컨대, 인공지능과 같은 비선형 알고리즘을 이용하여 계통상태 분석 및 임피던스를 추정하는 방법이다. 그러나, 전력변환장치 제어와 같은 고속 실시간 제어에서는 활용이 곤란하다는 한계가 존재한다.As another method, there is a method using a nonlinear algorithm. For example, it is a method of analyzing the systematic state and estimating the impedance using a nonlinear algorithm such as artificial intelligence. However, there is a limitation that it is difficult to utilize in high-speed real-time control such as power conversion device control.

또 다른 방안으로서, 외란관측기를 이용한 3상 AC-DC컨버터 제어 방법이 있다. 즉, 외란관측기를 이용하여 전류제어기 출력을 보정하고 계통 위상각을 보정하는 방법이다. 그러나, 전류제어기의 구성이 교류제어기를 이용하기 때문에 위상지연이 발생하여, 이를 보정하는 복잡한 추가 알고리즘이 필요하다. 또한 계통 파라미터에 대한 실질적인 보정이 없어 추정 계통전압의 응답성 지연 및 오차가 발생할 위험이 있다.As another method, there is a method for controlling a 3-phase AC-DC converter using a disturbance observer. In other words, it is a method of correcting the output of the current controller and correcting the system phase angle using a disturbance observer. However, since the configuration of the current controller uses an AC controller, a phase delay occurs, and a complex additional algorithm for correcting this is required. In addition, there is a risk of delays and errors in responsiveness of the estimated grid voltage because there is no substantial correction for the system parameters.

또 다른 방안으로서, 계통 파라미터를 이용한 3상 AC-DC컨버터 제어 방법이 있다. 즉, 추정된 계통파라미터를 이용하여 정상분 및 역상분 전류를 제어를 하는 방법이다. 역상분 전류를 주입하여 계통 파라미터를 추정하고 이를 통해 정상분 전류를 제어한다. 그러나, 계통 파라미터를 추정하는데에 있어 센서의 노이즈,게인,옵셋에 영향이 크므로, 정상적인 저전압 계통에서만 적용 가능할 뿐, 계통 고장 상황에서 사용하기에 적합하지 않다. As another solution, there is a method of controlling a three-phase AC-DC converter using system parameters. That is, it is a method of controlling the normal and reverse currents using the estimated system parameters. The system parameter is estimated by injecting the reverse-phase current, and through this, the steady-state current is controlled. However, in estimating the system parameters, the noise, gain, and offset of the sensor are largely affected, so it is only applicable to a normal low voltage system, and is not suitable for use in a system failure situation.

도 3은 본 발명의 사상에 따라 2상 동기 좌표값으로 변환된 계통의 전압값 및 전류값을 이용하여 추정된 위상으로 피드포워드 제어를 수행하는 3상 계통 연계형 컨버터를 도시한다.3 shows a three-phase grid-connected converter that performs feedforward control with an estimated phase using a voltage value and a current value of a grid converted into a two-phase synchronous coordinate value according to the idea of the present invention.

도시한 계통 연계형 컨버터는, 3상 계통의 교류 전원을 직류로 변환하여 직류 링크단으로 전달하는 스위치 소자들을 구비하는 브릿지 회로(30); 계통의 전류값을 반영하여 상기 스위치 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 피드포워드 제어기(200); 및The illustrated system-connected converter includes: a bridge circuit 30 including switch elements for converting AC power of a three-phase system into DC and transferring it to a DC link terminal; A feed forward controller 200 for controlling the switching operation of the switch elements by reflecting the current value of the system; And

2상 동기 좌표값으로 변환된 계통의 전압값 및 전류값으로부터 계통의 위상을 산정하여 상기 피드포워드 제어기로 제공하는 위상 검출기(270)를 포함한다.And a phase detector 270 that calculates the phase of the system from the voltage value and current value of the system converted into a two-phase synchronous coordinate value and provides it to the feed forward controller.

상기 피드포워드 제어기(200)는, 홀 센서 등 전류 검출 수단(14)에서 센싱한 계통의 전류값을 이용한 피드포워드(Feedforward) 제어를 수행하여, 브릿지 회로(30)의 스위치 동작을 제어한다. The feed forward controller 200 controls the switch operation of the bridge circuit 30 by performing feedforward control using the current value of the system sensed by the current detection means 14 such as a Hall sensor.

실제 회로 구현에서는 도면에서 표현한 것과 같이 상기 피드포워드 제어기(200)가 위상 검출기(270) 및 파라미터 추정기(260)를 포함할 수 있지만, 상기 위상 검출기(270) 및 파라미터 추정기(260)가 본 발명의 사상을 실현하기 위한 구성이므로, 본 발명의 설명에서는 상기 위상 검출기(270) 및 파라미터 추정기(260)를 상기 피드포워드 제어기(200)와 별개의 구성으로 취급하겠다.In an actual circuit implementation, as shown in the drawing, the feedforward controller 200 may include a phase detector 270 and a parameter estimator 260, but the phase detector 270 and the parameter estimator 260 are Since this is a configuration for realizing the idea, in the description of the present invention, the phase detector 270 and the parameter estimator 260 will be treated as separate configurations from the feed forward controller 200.

상기 피드포워드 제어기(200)는 일반적으로 SVPWM 방식으로 구현되며, 이 경우 SVPWM 모듈(280)을 구비하고, 계통 파라미터를 반영하여 피드포워드 보상을 수행하는 피드포워드 보상기(250)를 구비한다. 또한, 상기 피드포워드 제어에 일종의 피드백 파라미터로서 직류단(DC 링크단) 전압값을 제공하는 직류 전압 검출기(40)를 구비한다.The feed-forward controller 200 is generally implemented in the SVPWM method, in this case, the SVPWM module 280 is provided, and a feed-forward compensator 250 for performing feed-forward compensation by reflecting system parameters is provided. In addition, a DC voltage detector 40 is provided to provide a voltage value of a DC end (DC link end) as a kind of feedback parameter for the feed forward control.

상기 전류 검출 수단(14)에서 검출된 전류값(ia, ib, ic)은 3상 직교 좌표값이며, 이 값은 제1 좌표 변환기(212)를 통해 2상 직교 좌표값(is dps)으로 변환되며, 다시 제2 좌표 변환기(214)를 통해 2상 동기 좌표값(ir dps)으로 변환된다. 반대로, 상기 피드포워드 보상기(250)가 생성하는 2상 동기 좌표값인 전압값(

Figure pat00001
)은 제3 좌표 변환기(278)에 의해 2상 직교 좌표값(
Figure pat00002
)으로 변환되여 상기 SVPWM 모듈(280)로 전달된다. The current values (i a , i b , i c ) detected by the current detection means 14 are three-phase orthogonal coordinate values, and this value is a two-phase orthogonal coordinate value (i s) through the first coordinate converter 212. dps ), and converted into a two-phase synchronous coordinate value (i r dps ) through the second coordinate converter 214. Conversely, a voltage value that is a two-phase synchronous coordinate value generated by the feedforward compensator 250 (
Figure pat00001
) Is a two-phase rectangular coordinate value (
Figure pat00002
) And transferred to the SVPWM module 280.

추가적으로 상기 피드포워드 제어기(200)는, LVRT 반영을 위한 구성으로서, LVRT 전류 레퍼런스를 생성하는 LVRT 레퍼런스 생성기(242); 및 상기 LVRT 전류 레퍼런스를 반영하여 상기 피드포워드 보상기(250)로 제공되는 2상 동기 좌표값인 전압값을 생성하는 전류 컨트롤러(244)를 포함할 수 있다. Additionally, the feed forward controller 200 may include an LVRT reference generator 242 for generating an LVRT current reference as a component for reflecting LVRT; And a current controller 244 that reflects the LVRT current reference and generates a voltage value that is a two-phase synchronization coordinate value provided to the feedforward compensator 250.

도 3은 계통파라미터 추정 방법을 통한 계통연계장치의 제어 응답특성 개선방법에 대한 제어 블록들을 표현하고 있다. 도면에서 도 1의 3상 AC-DC컨버터 구성 대비, 계통 파라미터 추정기(260)와 저전압에서의 계통위상 측정을 위한 제안된 PLL 위상 추정기(270)가 구별됨을 알 수 있다.3 shows control blocks for a method of improving control response characteristics of a grid-connected device through a method of estimating a system parameter. In the drawing, it can be seen that the system parameter estimator 260 and the proposed PLL phase estimator 270 for measuring the system phase at low voltage are distinguished from the configuration of the three-phase AC-DC converter of FIG. 1.

도 4는 도 3의 3상 계통 연계형 컨버터에서 수행되는 PLL 위상 추정 과정을 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating a PLL phase estimation process performed in the three-phase grid-connected converter of FIG. 3.

도 4에 도시한 위상 추정기(270)는 도 2의 위상 추정기의 단점을 개선하기 위해 계통 전압 뿐만 아니라 계통 전류에 의한 전압의 위상정보를 보상함으로써 저전압에서도 계통 위상을 측정할 수 있도록 구성한다. 계통 전류값에 의한 계통 전압값(참고용)의 추정은 계통연계장치의 파라미터를 기반으로 하는 전달함수를 통해 얻어지며, 이를 통해 얻어진 dq축 추정 계통 전압값(2상 동기 좌표값임)을 아크탄젠트 함수를 통해 계통주파수 성분으로 변환한다. 이 계통주파수 성분을 도 2의 경우와 유사한 PLL 피드포워드 제어기(200)를 통해 제어기에 피드포워드 제어되도록 구현한다. The phase estimator 270 shown in FIG. 4 is configured to measure the system phase even at a low voltage by compensating the phase information of the voltage due to the system current as well as the system voltage in order to improve the disadvantages of the phase estimator of FIG. 2. The grid voltage value (for reference) is estimated by the grid current value through a transfer function based on the parameter of the grid-connected device, and the dq-axis estimated grid voltage value (which is a two-phase synchronous coordinate value) obtained through this is the arc tangent. It is converted into a system frequency component through a function. This system frequency component is implemented to be fed-forward controlled by the controller through the PLL feed-forward controller 200 similar to the case of FIG. 2.

도시한 위상 추정기(270)는 도 3의 제1/제2 좌표 변환기와 유사하게, 3상 계통 전압값(Vab, Vcb)을 2상 직교 좌표값(es ds)으로 변환하는 제4 좌표 변환기(71) 및 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전압값(es ds)을 2상 동기 좌표값(er ds)으로 변환하는 제5 좌표 변환기(72)를 구비한다.Similar to the first/second coordinate converter of FIG. 3, the illustrated phase estimator 270 converts the three-phase grid voltage values (V ab , V cb ) into a two-phase quadrature coordinate value (e s ds ). A coordinate converter 71 and a fifth coordinate converter 72 for converting the voltage value e s ds converted to the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value e r ds.

도시한 위상 검출기(270)는, 3상 계통 전압값(Vab, Vcb)을 2상 직교 좌표값(es ds)으로 변환하는 단계; 계통 위상(θr)을 반영하여, 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전압값(es ds)을 2상 동기 좌표값(er ds)으로 변환하는 단계; 상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전압값(er ds)을 비례 적분(PI)하는 단계; 계통 전류값(ir dqs)으로부터 계통 각주파수(ωr)를 산정하는 단계; 상기 비례 적분된 값에 상기 계통 각주파수(ωr)를 반영하여 계통의 위상(θr)을 산정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 2상 동기 좌표값(er ds)으로 변환하는 단계에서 반영되는 계통 위상(θr)은 이전 검출 시점에서 산정된 값이 피드백된 것일 수 있다.The illustrated phase detector 270 includes the steps of converting three-phase system voltage values (V ab , V cb ) into two-phase rectangular coordinate values (e s ds ); Reflecting the system phase (θr), converting the voltage value (e s ds ) converted into the two-phase quadrature coordinate value into a two-phase synchronization coordinate value (e r ds ); Proportionally integrating (PI) the voltage value (e r ds ) converted into the two-phase synchronization coordinate value; Calculating the system angular frequency (ω r ) from the system current value (i r dqs ); It may include the step of calculating the phase (θr) of the system by reflecting the system angular frequency (ω r) to the proportionally integrated value. Here, the system phase (θr) reflected in the step of converting the two-phase synchronization coordinate value (e r ds ) may be a value calculated at a previous detection time to be fed back.

도시한 위상 추정기(270)는 상술한 단계들로 상기 계통 위상(θr)을 산출하기 위한 구성으로서, 상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전압값(er ds)을 비례적분하기에 앞서 역을 취하는 제1 역산기(73); 상술한 비례 적분을 수행하는 제1 비례 적분기(74); 상기 비례적분된 값 및 상기 계통 각주파수(ωr)를 합산하는 제1 합산기(75); 및 상기 제1 합산기(75)에서 합산된 값을 적분하는 적분기(76)를 더 구비할 수 있다.The illustrated phase estimator 270 is a configuration for calculating the system phase θr by the above-described steps, and the inverse is performed prior to proportionally integrating the voltage value e r ds converted into the two-phase synchronization coordinate value. A first inverter 73 to take; A first proportional integrator 74 that performs the proportional integration described above; A first summer (75) for summing the proportionally integrated value and the system angular frequency (ω r ); And an integrator 76 for integrating the summed values by the first summer 75.

도면에서 점선 블록 내부가 도 2의 경우 대비 구별되는 부분으로서, 상기 계통 각주파수(ωr)를 산정하는 단계를 수행한다.In the drawing, the inside of the dotted block is a part that is distinguished from the case of FIG. 2, and the step of calculating the system angular frequency (ω r) is performed.

상기 계통 각주파수(ωr)를 산정하는 단계는, 3상 계통 전류값(ia, ib, ic)을 2상 직교 좌표값(is dps)으로 변환하는 단계; 계통 위상(θr)을 반영하여 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값(is dps)을 2상 동기 좌표값(ir dps)으로 변환하는 단계; 상기 2상 동기 좌표값(ir dps)으로 변환된 전류값을 전달함수 반영한 비례적분하여 2상 동기 좌표값의 전압값인 추정 계통 전압값(

Figure pat00003
)으로 변환하는 단계; 및 상기 추정 계통 전압값(
Figure pat00004
)을 아크탄젠트 취하여 계통의 각주파수(ωr)를 산출하는 단계를 포함한다.The step of calculating the system angular frequency (ω r ) may include converting the three-phase grid current values (i a , i b , i c ) into a two-phase quadrature coordinate value (i s dps ); Converting the current value (i s dps ) converted into the two-phase quadrature coordinate value by reflecting the system phase (θr) into a two-phase synchronization coordinate value (i r dps ); The estimated system voltage value, which is the voltage value of the two-phase synchronous coordinate value, is proportionally integrated by reflecting the transfer function of the current value converted to the two-phase synchronous coordinate value (i r dps ).
Figure pat00003
Converting to ); And the estimated grid voltage value (
Figure pat00004
) And calculating the angular frequency (ω r ) of the system by taking the arc tangent.

상기 2상 직교 좌표값(is dps)으로 변환하는 단계는 도 3의 제1 좌표 변환기(212)에서 수행되며, 상기 2상 동기 좌표값(ir dps)으로 변환하는 단계는 도 3의 제2 좌표 변환기(214)에 의해 수행된다.The step of converting the two-phase Cartesian coordinate value (i s dps ) is performed by the first coordinate converter 212 of FIG. 3, and the step of converting the two-phase synchronous coordinate value (i r dps ) is the third step of FIG. It is performed by a two-coordinate converter 214.

도시한 위상 추정기(270)는 상술한 단계들로 상기 계통 각주파수(ωr)을 산출하기 위한 구성으로서, 상기 2상 동기 좌표값(ir dps)과 전달함수 반영된 계통 전류값(

Figure pat00005
)(즉, 추정 전류값)을 합산하는 제2 합산기(271); 상기 제2 합산기(271)에서 합산된 값을 비례적분한 값(
Figure pat00006
)을 생성하는 제2 비례적분기(272); 상기 비례적분한 값(
Figure pat00007
)을 역산하는 제2 역산기(273); 상기 제2 역산기(273)에서 역산된 값을 아크탄젠트 취하는 아크탄젠트기(274); 상기 아크탄젠트 취해진 값을 필터링하여 상기 계통 각주파수(ωr)을 출력하는 저역통과필터(275); 상기 비례적분한 값(
Figure pat00008
)과 피드포워드 보상 전압값(
Figure pat00009
)을 합산하는 제3 합산기(277); 및 상기 제3 합산기(277)가 합산한 값으로부터 상기 전달함수 반영된 계통 전류값(
Figure pat00010
)을 생성하는 전달함수부(276)를 포함할 수 있다. The illustrated phase estimator 270 is a configuration for calculating the system angular frequency (ω r ) by the above-described steps, and the system current value reflected by the two-phase synchronization coordinate value (i r dps ) and the transfer function (
Figure pat00005
A second summer 271 for summing) (that is, an estimated current value); A value obtained by proportionally integrating the summed value in the second summer 271 (
Figure pat00006
A second proportional integrator 272 to generate ); The proportional integral value (
Figure pat00007
A second inverter 273 for inverting ); An arc tangent group 274 taking an arc tangent of the value inverted by the second inverter 273; A low-pass filter (275) for outputting the system angular frequency (ω r) by filtering the arc tangent value; The proportional integral value (
Figure pat00008
) And feedforward compensation voltage value (
Figure pat00009
A third summer 277 for summing ); And a system current value reflecting the transfer function from the summed value of the third summer 277 (
Figure pat00010
) May include a transfer function unit 276 that generates.

상기 전달함수부(276)는 하기 수학식 1에 따라 전달함수를 반영할 수 있다.The transfer function unit 276 may reflect a transfer function according to Equation 1 below.

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 수학식에서, 위 꺽음표시가 된 Rs, Lsd, Lsq는 각각 추정된 계통 저항, 계통의 실수부 인덕턴스, 계통의 허수부 인덕턴스를 의미하며, I는 단위행렬이며, J는 π/2 회전 행렬이다.In the above equation, R s , L sd , and L sq indicated by the above are the estimated system resistance, the real part inductance of the system, and the imaginary part inductance of the system, I is a unit matrix, and J is π/2 It is a rotation matrix.

한편, 도 3의 파라미터 추정기(260)는 최소자승법을 이용한 방법을 통해 계통의 파라미터를 추정한다. 상기 계통의 파라미터를 추정 방법을 설명한다.Meanwhile, the parameter estimator 260 of FIG. 3 estimates a system parameter through a method using the least squares method. A method of estimating the parameters of the system will be described.

먼저, 계통연계장치에 대한 전류모델을 상태방정식으로 표현하면 하기 수학식 2와 같다.First, if the current model for the grid-connected device is expressed as a state equation, it is as shown in Equation 2 below.

Figure pat00012
Figure pat00012

위의 상태방정식은 다음의 수학식 3의 형태로 변환 가능하다.The above state equation can be converted into the form of Equation 3 below.

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 수학식 3은 최소자승법을 통해 파라미터 매트릭스(

Figure pat00014
)를 구하는 것을 나타낸다. 이는 하기 수학식 4의 오차(
Figure pat00015
)를 최소로 하는 파라미터 매트릭스(
Figure pat00016
)를 설정하면 된다.Equation 3 is a parameter matrix (
Figure pat00014
). This is the error of Equation 4
Figure pat00015
The parameter matrix (
Figure pat00016
) Can be set.

Figure pat00017
Figure pat00017

파라미터 매트릭스(

Figure pat00018
)를 실시간으로 파악하기 위해서 하기 수학식 5를 파라미터 매트릭스(
Figure pat00019
)와 공분산 매트릭스(
Figure pat00020
)를 설정하여 회귀적으로 구할 수 있다.Parameter matrix(
Figure pat00018
) In real time, the parameter matrix (
Figure pat00019
) And the covariance matrix (
Figure pat00020
) Can be set to obtain regression.

Figure pat00021
Figure pat00021

여기서,

Figure pat00022
는 가중계수다.here,
Figure pat00022
Is the weighting factor.

상기 수학식들에 의해 얻어진 계통에 대한 파라미터 매트릭스(

Figure pat00023
)를 사용하여 저항, 인덕턴스값은 하기 수학식 6과 같이 추정된다.The parameter matrix for the line obtained by the above equations (
Figure pat00023
), the resistance and inductance values are estimated as shown in Equation 6 below.

Figure pat00024
Figure pat00024

한편, 계통전압의 크기(

Figure pat00025
)는 하기 수학식 7과 같이 구할 수 있다.On the other hand, the magnitude of the grid voltage (
Figure pat00025
) Can be obtained as in Equation 7 below.

Figure pat00026
Figure pat00026

상술한 과정을 통해 추정된 계통의 추정된 파라미터를 통한 피드포워드 제어 방법을 설명하겠다. 도 5는 도 3의 3상 계통 연계형 컨버터에서 수행되는 피드포워드 제어 과정을 도시한 블록도이다.A method of controlling the feed forward using the estimated parameter of the system estimated through the above-described process will be described. 5 is a block diagram illustrating a feed forward control process performed in the three-phase grid-connected converter of FIG. 3.

도 3의 피드포워드 보상기(250)는, 상기 스위칭 동작의 목표가 되는 2상 직교 좌표값인 전압값(

Figure pat00027
)을 산정함에 있어, 계통 파라미터로서 2상 좌표계에 대한 저항값 및 인덕턴스값(
Figure pat00028
)을 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값에 곱한 값을 반영한다. 이때, 계통전압의 크기(
Figure pat00029
)도 함께 반영한다.The feedforward compensator 250 of FIG. 3 is a voltage value that is a two-phase orthogonal coordinate value that is a target of the switching operation (
Figure pat00027
In calculating ), the resistance value and inductance value (
Figure pat00028
) Is multiplied by the current value converted into the two-phase rectangular coordinate value is reflected. At this time, the magnitude of the grid voltage (
Figure pat00029
) Is also reflected.

즉, 피드포워드 보상기(250)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 2상 동기 좌표계 변환값들로 추정된 계통 파라미터를 이용한 피드포워드 제어를 수행한다.That is, the feedforward compensator 250, as shown in FIG. 5, performs feedforward control using system parameters estimated by two-phase synchronous coordinate system transform values.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains, since the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. Only do it. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .

10 : 계통단 12 : 전압 검출 수단
14 : 전류 검출 수단 30 : 브릿지 회로
40 : 직류 전압 검출기 200 : 피드포워드 제어기
212 : 제1 좌표 변환기 214 : 제2 좌표 변환기
242 : LVRT 레퍼런스 생성기 244 : 전류 컨트롤러
250 : 피드포워드 보상기 260 : 파라미터 추정기
270 : 위상 검출기 278 : 제3 좌표 변환기
280 : SVPWM 모듈10: grid stage 12: voltage detection means
14: current detection means 30: bridge circuit
40: DC voltage detector 200: feed forward controller
212: first coordinate converter 214: second coordinate converter
242: LVRT reference generator 244: current controller
250: feed forward compensator 260: parameter estimator
270: phase detector 278: third coordinate converter
280: SVPWM module

Claims (7)

3상 계통 전압값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전압값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전압값을 비례 적분하는 단계;
계통 전류값으로부터 계통 각주파수를 산정하는 단계; 및
상기 비례 적분된 값에 상기 계통 각주파수를 반영하여 계통의 위상을 산정하는 단계
를 포함하는 계통 위상 검출 방법.
Converting a three-phase system voltage value into a two-phase rectangular coordinate value;
Converting the voltage value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value;
Proportionally integrating the voltage value converted into the two-phase sync coordinate value;
Calculating a grid angular frequency from the grid current value; And
Estimating the phase of the system by reflecting the system angular frequency to the proportionally integrated value
System phase detection method comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 계통 각주파수를 산정하는 단계는,
3상 계통 전류값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전류값을 전달함수 반영한 비례적분하여 2상 동기 좌표값의 전압값인 추정 계통 전압값으로 변환하는 단계; 및
상기 추정 계통값을 아크탄젠트 취하여 계통의 각주파수를 산출하는 단계
를 포함하는 계통 위상 검출 방법.
The method of claim 1,
The step of calculating the system angular frequency,
Converting a three-phase system current value into a two-phase rectangular coordinate value;
Converting the current value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value;
Converting the current value converted into the two-phase synchronous coordinate value into an estimated system voltage value, which is a voltage value of the two-phase synchronous coordinate value, by proportionally integrating by reflecting a transfer function; And
Calculating the angular frequency of the system by taking the estimated system value as an arc tangent
System phase detection method comprising a.
 제2항에 있어서,
상기 전달함수에 계통 파라미터로서 2상 좌표계에 대한 저항값 및 인덕턴스값을 적용하는 계통 위상 검출 방법.
The method of claim 2,
System phase detection method for applying a resistance value and an inductance value for a two-phase coordinate system as system parameters to the transfer function.
 3상 계통의 교류 전원을 직류로 변환하여 직류 링크단으로 전달하는 스위치 소자들을 구비하는 브릿지 회로;
계통의 전류값을 반영하여 상기 스위치 소자들의 스위칭 동작을 제어하는 피드포워드 제어기; 및
2상 동기 좌표값으로 변환된 계통의 전압값 및 전류값으로부터 계통의 위상을 산정하여 상기 피드포워드 제어기로 제공하는 위상 검출기
를 포함하는 계통 연계형 컨버터.
A bridge circuit including switch elements for converting AC power of a three-phase system into DC and transferring it to a DC link terminal;
A feed forward controller for controlling the switching operation of the switch elements by reflecting the current value of the system; And
A phase detector that calculates the phase of the system from the voltage value and current value of the system converted into a two-phase synchronous coordinate value and provides it to the feedforward controller.
Grid-connected converter comprising a.
 제4항에 있어서,
상기 위상 검출기는,
3상 계통 전압값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전압값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전압값을 비례 적분하는 단계;
계통 전류값으로부터 계통 각주파수를 산정하는 단계;
상기 비례 적분된 값에 상기 계통 각주파수를 반영하여 계통의 위상을 산정하는 단계
를 포함하는 계통 위상 검출 방법을 수행하는 계통 연계형 컨버터.
The method of claim 4,
The phase detector,
Converting a three-phase system voltage value into a two-phase rectangular coordinate value;
Converting the voltage value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value;
Proportionally integrating the voltage value converted into the two-phase sync coordinate value;
Calculating a grid angular frequency from the grid current value;
Estimating the phase of the system by reflecting the system angular frequency to the proportionally integrated value
A grid-connected converter for performing a grid phase detection method comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 계통 각주파수를 산정하는 단계는,
3상 계통 전류값을 2상 직교 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값을 2상 동기 좌표값으로 변환하는 단계;
상기 2상 동기 좌표값으로 변환된 전류값을 전달함수 반영한 비례적분하여 2상 동기 좌표값의 전압값인 추정 계통 전압값으로 변환하는 단계; 및
상기 추정 계통값을 아크탄젠트 취하여 계통의 각주파수를 산출하는 단계
를 포함하는 계통 연계형 컨버터.
The method of claim 5,
The step of calculating the system angular frequency,
Converting a three-phase system current value into a two-phase rectangular coordinate value;
Converting the current value converted into the two-phase rectangular coordinate value into a two-phase synchronous coordinate value;
Converting the current value converted into the two-phase synchronous coordinate value into an estimated system voltage value, which is a voltage value of the two-phase synchronous coordinate value, by proportionally integrating by reflecting a transfer function; And
Calculating the angular frequency of the system by taking the estimated system value as an arc tangent
Grid-connected converter comprising a.
 제4항에 있어서,
상기 피드포워드 제어기는,
상기 스위칭 동작의 목표가 되는 2상 직교 좌표값인 전압값을 산정함에 있어, 계통 파라미터로서 2상 좌표계에 대한 저항값 및 인덕턴스값을 상기 2상 직교 좌표값으로 변환된 전류값에 곱한 값을 반영하는 계통 연계형 컨버터.
The method of claim 4,
The feed forward controller,
In calculating a voltage value that is a two-phase orthogonal coordinate value that is a target of the switching operation, a value obtained by multiplying a resistance value and an inductance value for a two-phase coordinate system as a system parameter by a current value converted into the two-phase rectangular coordinate value Grid-connected converter.
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