Cascaded Flying Capacitor Cell 멀티레벨 컨버터를 위한 계산 부하가 저감된 모델 예측 제어 연구

Title
Cascaded Flying Capacitor Cell 멀티레벨 컨버터를 위한 계산 부하가 저감된 모델 예측 제어 연구
Other Titles
Model Predictive Control with Reduced Computational Load for Cascaded Flying Capacitor Cell Multilevel Converter
Author
장영혁
Alternative Author(s)
Jang, Yeong Hyeok
Advisor(s)
김래영
Issue Date
2019-02
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
본 논문은 Cascaded Flying Capacitor Cell(CFCC) 멀티레벨 컨버터의 입력 전류, DC-link 전압, 플라잉 커패시터 전압을 제어하면서도, 계산 부하가 저감된 모델 예측 제어 방법을 제안한다. CFCC 멀티레벨 컨버터는 용량을 증가시키기 쉽고 플라잉 커패시터와 스위치 셀을 최소화할 수 있는 장점이 있는 멀티레벨 컨버터이다. 하지만 제어 변수가 많아 제어 복잡성이 증가하는 단점이 있다. Finite Control Set-Model Predictive Control(FCS-MPC)는 간단하고 직관적인 구현과 높은 자유도를 특징으로 하는 제어 방법으로 위 컨버터를 제어하기에 적합하다. 하지만 컨버터의 많은 스위칭 상태가 때문에 제어 성능이 저하된다. 본 논문에서는 CFCC 멀티레벨 컨버터의 제어 연산을 줄이면서도 효과적으로 제어 변수를 제어할 수 있는 계층적 구조의 모델 예측 제어 방법을 제안한다. 계층적 구조는 입력 전류 모델 예측 제어, DC-link 전압 균형 제어, 플라잉 커패시터 전압 제어 순으로 진행되며, 적은 연산을 통해 스위칭 상태가 만족해야 하는 전압 레벨을 결정함으로써 고려해야하는 스위칭 상태를 저감할 수 있다. 본 논문에서는 Cascaded Flying Capacitor Cell 멀티레벨 컨버터와 기존 제어 방법에 대해 알아본다. 제안된 제어 방법은 9-레벨 CFCC 멀티레벨 컨버터를 기준으로 설계되며, 제어를 위한 수학적 모델링, 제안된 모델 예측 제어의 구조 및 특징에 대해 설명한다. 제안한 모델 예측 제어 방법에 대한 타당성을 검증하기 위해 시뮬레이션과 실험이 같이 수행되었다.
URI
http://dcollection.hanyang.ac.kr/common/orgView/000000108477http://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/99649
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