안티-와인드업 기법

이러한 문제를 해결하기 위해 양방향 변환기의 일반적인 권선 방지 기법을 사용할 수 있으나, 조건부 적분법, 역계산 추적법 등 기존의 권선 방지 기법으로는 DC의 과도 결함을 완전히 제거할 수 없습니다. 버스. 따라서 본 논문에서는 기존 조건적분 방법을 보완하여 네트워크 연결 상태를 개선한다.

서 론

연구배경 및 필요성

또한, SOC 변화에 따라 배터리 전압의 범위가 넓은 DC 마이크로그리드에서는 기존의 돌입방지(anti-inrush) 기술을 활용하여 배터리 전압을 변경할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 반여자 방식을 개선하고, 추정된 인덕터 전류를 DC 버스 전압 제어기의 출력에 초기값으로 주입함으로써, 안정적인 반여자 및 비순차 동작을 달성할 수 있다. 독립 작동 모드로 전환할 때 광범위한 배터리 전압 변동이 발생합니다. 우리는 단일 컷오프가 가능한 개선된 조건부 적분 안티 스윕 방법을 제안합니다.

논문구성

또한 제안한 기법의 설계기법을 제시하고 보드 플롯을 통해 안정성을 확인한다. 제안된 방법의 성능을 검증하기 위해 결과를 제시하였다.

기존 안티-와인드업 기법

조건부적분 방식

나중에 컨트롤러를 다시 활성화하면 컨트롤러의 초기값 오류에서 벗어나게 됩니다. 따라서 일반적으로 포화가 발생하면 초기화 제어를 사용하여 포화 직전에 제어기의 적분값을 초기화하고 조건적분으로 0으로 고정시켜 BDC에서 응답속도가 낮고 오버슈트가 높아 시스템이 불안정해지고 DC-bus가 발생하게 된다. . 전압 과도 오류가 증가하는 문제 [10].

추적역계산 방식

계통 연결 작동 모드에서는 명령 전압이 계통에서 공급되는 DC 버스 전압보다 낮게 설정됩니다[5]. 이때, E의 값은 음의 값을 가지므로 실제 PI 제어기 정상상태 출력 Uss E/Ka는 제어기의 최종 출력인 uo의 정상상태 Uoss 값만큼 작은 하한값 이하이고, 는 식 (2.6)과 같다.

인덕터전류 추정치를 이용한 안티-와인드업 제어기법

안티-와인드업 제어기의 구성

주전원 연결 작동 모드에서 추정 전류 Um은 DC 버스 전압 조정기 출력 u에 주입됩니다. 이 값은 접점 3의 전류 조정기에 대한 입력으로 선택되지 않습니다.

안티-와인드업 제어기의 동작모드

이때 DC 버스 전압 컨트롤러는 스위치 1을 통해 적분기를 켠다. VDCbus*를 추적하는 PI 컨트롤러로 작동하며, DC 버스 전압 컨트롤러 출력 u는 스위치 2를 통해 이루어진다. 이때 전류 컨트롤러는 IL_H*는 스위치 3을 입력으로 사용합니다.

까지 컨트롤러의 작동을 보여줍니다.

제어기 설계

양방향 컨버터 수동소자 설계

인덕터 설계
커패시터 설계

제어루프 설계

부스트 컨버터 제어루프 설계
벅 컨버터 제어루프 설계

부스트 컨버터의 제어 구조는 인덕터 전류를 제어하는 전류 레귤레이터와 DC 버스 전압을 제어하는 전압 레귤레이터의 이중 제어 구조로 구성된다. 벅 컨버터와 공유되는 전류 조정기는 내부 루프이고 전압 컨트롤러는 외부 루프입니다. 이때 이중 제어 구조의 블록도는 그림 3.6과 같으며, 입력 전압의 섭동과 출력 부하 전류의 섭동은 없다고 가정한다. 이 시점에서 29V 배터리 전압 조건에서 전류 레귤레이터의 개방 루프 이득 곡선과 위상 곡선 Bode 플롯이 그림 3.8에 나와 있습니다.

그러면 전압조정기의 경우 차단주파수를 전류조정기 차단주파수의 1/5 이하로 설정하면 된다. 전압 조정기와 전류 조정기 사이에는 시스템 간섭이 없습니다. 그런 다음 PI 값을 29V 설계 조건과 동일한 값으로 대체하여 24V 전압 조정기의 개방 루프를 얻습니다.

그림 3.6 부스트 이중제어 블록도 Fig. 3.6 boost dual loop block diagram

시뮬레이션 결과

기존방식 시뮬레이션 결과

이때, 트래킹 역방향 계산을 수행할지 여부는 DC 버스 전압 레귤레이터가 포화되었는지 여부와 DC 버스 전압이 임계 전압(Vt) 이하로 떨어지면 동작 모드가 벅 모드에서 부스트 모드로 변경되는지 여부에 따라 결정됩니다. to 그림 3.2와 같이 DC 버스 시스템의 분리는 로 전환됩니다. 이때 전류 컨트롤러는 IL_L*을 선택하고 주전원 분리로 인해 DC 버스 전압이 Vt 미만으로 떨어지면 IL_H*를 선택합니다. 이 시점에서 현재 컨트롤러는 IL_L*에서 IL_H*로 변경됩니다.

그림 3.4에서 볼 수 있듯이, 그리드 링크 동작 모드는 DC 버스 그리드 연결로 인해 DC 버스 전압이 임계 전압 Vt 이상으로 상승하는 경우이며, 이 시점부터 동작 모드가 부스트 모드에서 벅 모드로 전환됩니다.

그림 4.2 기존 방식 시뮬레이션 결과(V b =29V) (a) 계통연결 운전모드에서 독립운전모드 (b) 독립운전모드에서 계통연결 운전모드

제안한 방식 시뮬레이션 결과

직류부하 R DC 가변 시뮬레이션 결과

실험 결과

시뮬레이션의 그림 4.2(b)와 같이 DC 버스 전압은 시뮬레이션과 마찬가지로 즉시 시스템 전압으로 변환되며, 하한값인 3A에서 2A로 감소되고 이를 누적 오차로 나누어 다시 반대 계산을 따릅니다. DC 버스 전압이 아래로 떨어진 후에는 DC 버스 전압 컨트롤러의 출력 u가 부스트 모드로 동작하며 PI 컨트롤러에서 미리 3.65A 정격을 주입한 정격 값 Um부터 빠른 응답 속도로 추종하는 것을 확인할 수 있다. 전압 강하는 0에 가깝고, 전압 명령에서 하강부터 회복까지의 시간은 약 53ms입니다.

DC 버스 전압은 시뮬레이션 그림 4.3(b)와 같이 그리드에 즉시 연결되며, DC 버스 전압이 임계 전압 Vt 이상으로 상승한 후 DC 버스 전압 조정기의 출력 u는 독립 출력 u의 역순이 됩니다. . 작동 모드 및 PI 컨트롤러의 적분기는 꺼지고 KPe가 되며 다음 작동 전환을 준비하기 위해 스위치 2를 통해 Um으로 고정됩니다.

결론 및 향후과제

결 론

향후과제

Zhang et al., "Seamless Transfer Control Strategy for Fuel Cell Uninterruptible Power Supply System," i IEEE Transactions on Power Electronics, vol. Atherton, "An Analysis Package Comparing PID Anti-windup Strategies," i IEEE Control Systems Magazine, vol. Hanus, "Anti-windup, Bumpless, and Conditioned Transfer Techniques for PID Controllers," i IEEE Control Systems Magazine, vol.

Pazderski, “Evaluation of Integral Anti-windup Feedback Coefficient for PI Regulator”, 2018 IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT), Kyiv, 2018, pp.