3레벨 NPC인버터의 중성점 진동저감에 대한 새로운 제어 방법

Abstract

3-레벨 NPC 인버터는 중성점 전류흐름에 따른 중성점 전압 불균형과 진동이라는 태생적 문제점이 있다. 이 문제점은 인버터시스템 내 반도체스위치의 파괴를 가져올 수 있고, 출력파형의 왜곡을 야기한다. 또한 전력품질의 향상을 위해 인버터에 의한 계통 출력전류의 적절한 제어는 필수적이다. 본 논문에서는 LCL 필터를 사용한 3 상 계통 연계 3-레벨 NPC 인버터의 평균화, d-q-0 변환, 미소변동과 선형화 과정으로 소신호 모델링을 수행하고, 얻어진 모델을 기반으로 계통 출력전류제어변수와 중성점 진동저감제어변수 사이의 연관관계를 해석하여 계통 출력전류와 중성점 전류를 동시에 제어할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 유효성을 확인하기 위해 계통 출력전류제어만 적용된 경우와 제안한 방법이 적용된 경우를 비교하고, DC-링크 커패시터의 커패시턴스를 변화시켜 시뮬레이션과 실험을 수행하였다. 시뮬레이션과 실험결과로부터 DC-link 커패시터의 커패시턴스가 작은 경우에 제안한 방법이 효과적인 것을 확인하였다. 따라서 제안한 방법은 DC-link 캐패시터 크기를 줄임으로써, NPC 인버터 시스템의 부피를 줄이는데 상당한 효과가 있었다.