HIL 시뮬레이터를 이용한 직류 마이크로그리드의 향상된 분산 제어 연구

Abstract

본 논문은 직류 마이크로그리드를 구성하는 컨버터들의 범용성 향상을 위한 향상된 분산 제어를 제안한다. 기존 분산 제어의 경우, 부하 분담률 결정이나 부하 분담률 향상을 위한 상위 제어를 컨버터의 로컬 제어기에서 수행한다. 하지만 상위 제어가 각 컨버터의 로컬 제어기에 구현되기 때문에 시스템 설계 및 구현이 복잡하다는 단점이 존재한다. 뿐만 아니라 분산 제어가 적용된 직류 마이크로그리드의 경우, 다양한 제조사의 컨버터들로 구성된다. 각 컨버터의 제조사들은 최상위 운영자가 원하는 제어 전략들을 로컬 제어기에 추가적인 제어 루프로 구현하여 컨버터를 제작하게 된다. 하지만 추가적인 제어 루프의 구현으로 인한 로컬 제어기의 복잡성은 제조사들이 이를 반영하여 제작하기 어렵게 만드는 단점이 있다. 또한 부하나 컨버터의 상황에 따라 제어 전략의 변경 시에 모든 컨버터 제조사들이 동시에 로컬 제어기를 수정해야 하는 번거로움이 존재한다. 이를 극복하기 위해서 제안하는 향상된 분산 제어는 유연 제어 계층이라는 추가적인 제어 계층을 통해 상위 제어를 수행한다. 이에 따라 기존 분산 제어와 달리 상위 제어는 유연 제어 계층에 위치한 외부 제어기를 통해 수행되며, 로컬 제어 계층의 로컬 제어기는 컨버터 제어만 수행한다. 이를 통해 각 컨버터의 로컬 제어기는 추가적인 제어 루프를 구현하지 않기 때문에 로컬 제어기의 복잡성을 감소시킬 수 있다. 또한 직류 마이크로그리드 상황에 따라 유연 제어 계층을 통해 제어 전략을 용이하게 변경할 수 있다. 본 연구에서는 hardware-in-the-loop simulation (HILS)를 통해 제안하는 향상된 분산 제어의 유효성을 검증하였다.