근사화 고조파 분석을 이용한 계통 연계형 PWM 인버터 LCL 필터의 비 반복적 설계 방법

Abstract

본 논문에서는 계통 연계형 인버터의 전류 고조파 성분을 감쇄하기 위한 LCL 필터의 비 반복적인 설계방법에 대해 다루었다. 기존의 LCL 필터 설계방법은 일반적으로 매우 복잡하였으며, 시행착오에 의한 설계방법으로 인해 시간을 많이 소모하는 단점이 있었다. 하지만 본 논문에서 제안한 설계방법은 시행착오에 의한 설계방법이 아닌, 계통전류의 이득함수와 목적함수를 이용하여 설계자의 목적에 맞는 필터의 크기 또는 공진주파수에서의 이득에 가중치를 부여함으로써 비 반복적인 방법으로 필터 파라미터 값을 바로 찾을 수 있는 방법을 제시하고 있다. 또한 공진주파수에서의 양호도(Quality factor)를 고려한 설계방법을 제공함으로써, 전류 제어 루프에서 발생할 수 있는 안정도 문제에 있어서 더욱 좋은 성능을 제공할 수 있는 특징을 가지고 있다. 이러한 이론적인 필터 설계 방법에 대한 분석과 유도과정을 기술하였으며, 순차적인 설계 방법을 제시하였다. 마지막으로 제안한 LCL 필터 설계방법의 타당성을 PSIM 시뮬레이션을 통해 입증하였다.