DC 마이크로 그리드를 위한 Three-Ports Half Bridge 컨버터의 동작원리 및 독립 전력 제어에 관한 연구

Abstract

DC 마이크로 그리드를 위한 Three-Ports Half Bridge (TH B) 제안하고 THB 컨버터의 효과적인 제어를 위한 동작 원리 및 수학적 모델링 그리고 각 포트 간의 전력을 독립적으로 제 어하는 디커플링(Decoupling) 방법을 제안하고자 한다. DC 마 이크로 그리드에서는 수용자의 부하 상황에 따라 계통뿐만 아 니라 분산 전원 및 에너지 저장장치(ESS) 등에서도 전력을 공 급받을 수 있다. 이로 인해 기존 전력제어 시스템의 경우 2-포 트 컨버터 2개가 필요하고, 이는 부피뿐만 아니라 소자의 개수 도 증가시키기 때문에 제작 및 설치 단가가 상승한다는 단점이 있다. 3-포트 컨버터의 경우, 하나의 변압기를 이용하고 전력 스위치와 수동소자의 개수를 줄일 수 있으므로 기존의 전력변 환장치 대비 전력 밀도를 높일 수 있다. 하지만 하나의 변압기 를 이용하여 3개의 포트가 연결되어 있어 서로 간의 전력간섭 이 일어나고. 과도기 때 의도 하지 않은 전력의 흐름이 발생할 수 있게 된다. 본 논문에서는 수학적 모델링과 분석을 통해 3포트 컨버터의 동작원리를 알아보고, 각 포트 간 전력 제어의 상호 간섭을 제거할 수 있는 디커플링 방법을 제안하고자 한 다. 또한, 모의시험과 1 kW급 시작품을 이용하여 제안한 디커 플링 전력제어 방법의 타당성을 검증하였다.