논문 공유: 스위칭 듀티비 기반 추정 그리드 전류를 사용한 단상 CHMC의 개방 회로 스위치 결함 진단

이 기사는 2024 IEEE APEC(Applied Power Electronics Conference and Exposition)에서 발표되었습니다 .

제목: 스위칭 듀티비 기반 추정 그리드 전류를 사용한 단상 CHMC의 개방 회로 스위치 결함 진단

저자: 오현우, 최동호, 방정율, 이준석

소속: 단국대학교

논문 소개

본 논문에서는 그리드 전류의 스위칭 듀티 사이클 추정을 기반으로 한 단상 종속 H 브리지 다중 레벨 컨버터의 개방 회로 스위치 고장 진단 방법을 제안합니다. 본 논문에서 제안하는 기법에서는 스위치 상태의 변화를 고려하기 위해 제어 기간 동안 각 스위치의 듀티 사이클을 도출하여 그리드 전류를 추정한다. 이어서, 그리드 전류와 샘플링된 그리드 전류 사이의 잔류량의 부호와 크기를 추정하여 결함이 있는 스위치 쌍을 결정합니다. 마지막으로, 역으로 계산된 잔차와 잔차의 크기를 비교하여 결함이 있는 스위치의 위치를 ​​식별합니다. DSIM 시뮬레이션 결과는 제안된 기술의 유효성을 검증합니다.

 

DSIM을 활용하여 OCS 장애 진단 기술의 유효성 검증

OCS 결함 진단 기술의 유효성을 검증하기 위해 DSIM을 사용한 토폴로지에서 게이트 전압은 100V, 게이트 주파수는 60Hz, 모듈 DC 링크 전압은 60VDC, CHMC 스위칭 주파수는 1.67kHz, CHMC 제어 주기 200μs이고 DAB 출력 전압은 40VDC, DAB 스위칭 주파수는 10kHz, 필터 인덕턴스는 1.9mH입니다. 결함이 있는 스위치는 DSIM 시뮬레이션 결과를 기반으로 판단할 수 있습니다.

전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10509527

논문 공유: 다이렉트 동기 단상 계통연계 인버터의 안정성 분석

이 기사는 2023 IEEE 8차 Southern Power Electronics Conference 및 17차 Brazil Power Electronics Conference(SPEC/COBEP)에서 출판되었습니다

제목: 다이렉트 동기형 단상 계통연계 인버터의 안정성 분석

저자: R. Agrawal, BP McGrath, CA Teixeira, RH Wilkinson

소속 : RMIT 대학

논문 소개

본 논문에서는 위상 고정 루프(PLL)에서 그리드 연결 전압원 인버터 시스템에 채택된 두 가지 직접 동기화 방법의 안정성을 연구합니다. 방법 1은 용량성 전압과 SOGI(2차 일반 적분기) 직교 위상 출력을 입력으로 사용합니다. PLL 방법 2는 두 개의 SOGI 출력을 직접 사용하는 것입니다. 가상 직교량을 도입하여 동기 참조 프레임 소신호 모델을 개발하였고, 개발된 모델의 안정성 분석을 위해 Floquet 이론을 적용하였습니다. 안정성 예측은 단상 계통연계 인버터의 DSIM 공동 시뮬레이션과 5kW 계통연계 인버터를 이용한 실험적 검증을 통해 검증하였다.

 

DSIM 공동 시뮬레이션을 이용한 전압원 인버터(VSI) 시스템의 검증된 안정성 분석 및 예측

이 기사에서는 DSIM 시뮬레이션을 사용하여 5kW VSI 시스템의 실험 장치를 재현하고 시스템 동작을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 결과를 수학적 모델(예: 행렬 고유치 분석)에서 파생된 분석적 예측과 비교합니다. DSIM 공동 시뮬레이션 결과는 커패시터 전압, 인버터 출력 전류, PLL 주파수 및 위상을 포함한 실제 데이터를 검증했습니다.

전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10408509

문서 공유: 350kW 멀티포트 EV 충전 시스템의 고전압 측 DC 버스 커패시터 전압 밸런싱 제어

이 기사는 2022 IEEE 에너지 변환 회의 및 박람회(ECCE)에 게재되었습니다.

제목: 350kW 멀티포트 EV 충전 시스템의 고전압 측 DC 버스 커패시터 전압 밸런싱 제어

저자: Abhijit Choudhury, Yuichi Mabuchi, Kimihisha Furukawa, Nawaz Husain

소속：주식회사 히타치 제작소

논문 소개

무접점 변압기(SST)는 설치 공간이 작고 고전력 전기 자동차 충전 애플리케이션에 잠재적으로 응용할 수 있습니다. 무접점 변압기의 여러 컨버터 모듈 유닛은 공통 DC 버스에 직렬로 연결된 후 DC/DC 컨버터를 통해 전기 자동차에 연결됩니다. 그러나 이 솔루션에서는 여러 컨버터 장치가 직렬로 연결되어 시스템 비용이 증가하고 효율성이 떨어지는 경우가 많습니다. 이러한 문제를 극복하기 위해 본 논문에서는 매트릭스 스위치 기반 충전 솔루션을 제안한다. 컨버터 모듈 장치의 출력은 매트릭스 스위치에 연결되어 3개의 독립적인 고속 충전 포트(각각 100kW, 100kW 및 150kW)를 제공합니다. 동시에 본 논문에서는 연결된 전기자동차에 서로 다른 충전 전력을 제공하면서 고전압 측의 DC 버스 전압 밸런스를 유지하기 위한 DC 버스 전압 밸런싱 전략을 제안한다. 본 논문에서는 6.6kV, 350kW 시스템을 시뮬레이션하고 제안된 제어 방식의 효율성을 실험적으로 검증합니다. DSIM을 이용한 "대규모 변환기 시스템 시뮬레이션"이 기사에서는 DSIM을 사용하여 6.6kV, 350kW 시스템(시스템에는 21개의 장치와 252개의 스위치가 포함되어 있음)의 제어 방식을 검증합니다. "DSIM을 사용하는 이유는 대규모 컨버터 시스템 시뮬레이션 에 기존 시뮬레이션 소프트웨어를 사용할 수 없기 때문입니다 . DSIM 시뮬레이션은 균형 및 불균형 부하 조건에서 시스템 성능을 검증할 수 있습니다."DSIM 시뮬레이션 결과는 다음과 같습니다.(1) 전기차(2)의 충전전력이 정격전력 90kW에서 70kW로 감소(23% 감소)하면 3상 모두 고전압 커패시터의 전압은 1050V로 안정된다. 유닛 2의 변조 신호(Vam_up2)는 유닛 1과 유닛 3의 변조 신호보다 낮으며 이는 시스템의 제어 성능을 나타냅니다. (2) 전기 자동차 2의 충전 전력을 정격 90kW에서 45kW(50% 감소)로 추가 감소하면 모든 고전압 커패시터 전압이 기준값에서 안정화되어 에서 제안한 제어 방식의 안정성을 검증합니다. 저자.“DSIM은 많은 수의 컨버터 시스템 시뮬레이션으로 인해 사용되며, 기존 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 연구하는 것은 불가능합니다.”첫 페이지  ꄲ 문서 공유: 350kW 멀티포트 EV 충전 시스템의 고전압 측 DC 버스 커패시터 전압 밸런싱 제어 

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전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/document/9947794

문서 공유: 마이크로그리드에 통합된 가상 동기식 발전기 제어

이 기사는 2023 IEEE 제7차 에콰도르 기술 챕터 회의(ECTM)에서 출판되었습니다.

제목: 마이크로그리드에 통합된 가상 동기 발전기 제어

저자: Miriam Elizabeth Lucero - Tenorio, Enric Torán, Raúl González-Medina, Emilio Figueres, Gabriel Garcerá

소속: 발렌시아 폴리테크닉 대학교

논문 소개

가상 동기 발전기(VSG)는 재생 에너지를 수용하고 그리드 전압 및 주파수 변동 중에 시스템 안정성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 분산 발전은 두 가지 일반적인 시나리오로 나눌 수 있습니다. 여러 재생 에너지원이 독립 전원으로 연결되거나 그리드에 연결되어 등가의 총 부하를 공급합니다. 본 연구에서는 계통연계 운전과 단독 운전이라는 두 가지 운전 조건을 탐색하고, 서로 다른 특성을 지닌 두 VSG가 각각의 제어 전략을 통해 어떻게 병렬로 운전하는지 분석한다. DSIM을 사용하여 VSG의 동적 및 제어 모델을 설정하고 "그리드 연결" 및 "오프 그리드" 조건에서 시뮬레이션을 수행합니다.

 

DSIM을 이용한 가상 동기발전기 모델링 및 시뮬레이션

이 문서에서는 DSIM을 사용하여 계통 연결 시나리오와 독립 계통 시나리오에서 각각 특정 부하와 병렬로 작동하는 두 개의 가상 동기 발전기의 동적 및 제어 모델을 개발합니다. 마이크로그리드의 주파수 및 전압 수준을 안정화하는 방법은 시스템 탄력성을 향상시키는 QV 및 P-Ω 제어 전략을 사용하여 확립되었습니다.

 

이 기사에서는 DSIM을 사용하여 다음 세 가지 상황을 시뮬레이션하고 분석합니다.

(1) 그리드 연결: 시뮬레이션 결과에 따르면 VSG는 초기 단계에서 단기적인 진동이 있지만 안정화 이후 주파수와 전압을 안정적으로 출력하고 그리드와 부하에 전력을 효과적으로 공급하며 정확한 전력 전송과 전력 공급을 보장할 수 있음을 보여줍니다. 제어.

 

(2) 단일 부하에 의한 계통 연결: 계통(ON-Grid)에 연결된 하나의 부하가 연결이 끊기거나 기타 비정상적인 상황이 발생하더라도 가상 동기 발전기(VSG)의 제어는 여전히 정상적으로 작동합니다. 또한 이 기사에서는 인버터 전압, 전류 응답, 유효 및 무효 전력 조건을 연구하여 프로세스 중에 시스템이 안정적으로 작동함을 보여줍니다.

 

(3) 단일 부하가 있는 오프 그리드 연결: 두 개의 가상 동기 발전기(VSG)가 그리드 주파수를 공동으로 조절합니다. 적절한 매개변수를 선택하면 시스템 안정성과 성능이 보장됩니다. 시뮬레이션 결과는 각 VSG의 주파수, 전압, 전류 응답의 변화와 유효 및 무효 전력의 분포를 보여줍니다.

전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/document/10308801

문서 공유: 솔리드 스테이트 변압기로 구성된 초고속 충전소용 개별 모듈 전력 전송 제어

이 기사는 2023 IEEE APEC(Applied Power Electronics Conference and Exposition)에서 발표되었습니다.

태그: 솔리드 스테이트 변압기로 구성된 초고속 충전소를 위한 개별 모듈 전력 전송 제어

저자: 최동호, 박진혁, 이준석

소속: 단국대학교

논문 소개

일반적으로 "여러 대의 전기차(EV)를 동시에 충전하려면 DC-DC 컨버터로 구성된 추가 전력 변환단을 SST 기반의 초고속 충전(XFC) 스테이션의 DC 버스에 연결해야 한다"고 하는데, 더 많은 엔지니어링 비용과 전력 손실. "이 기사에서는 이 문제를 해결하기 위해 SST 기반의 초고속 충전소에서 단일 모듈 전력 전송(IMPT) 제어 기법을 제안하고" DSIM의 시뮬레이션 결과를 사용하여 제안된 IMPT 제어 기법의 유효성을 검증합니다.

“DC-DC 컨버터로 구성된 추가 전력 변환 단계는 여러 대의 전기 자동차(EV)를 동시에 충전하기 위해 SST 기반 XFC 스테이션의 DC 버스에 연결되어야 합니다.”

“이 논문은 문제를 해결하기 위해 SST 기반 XFC 스테이션에서 개별 모듈 전력 전송(IMPT)을 제안했습니다.”

 

DSIM을 이용한 개별 모듈 전력 전송(IMPT) 제어 방식 검증

"본 논문에서 제안한 IMPT 제어 기법은 DSIM 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다." IMPT의 토폴로지 구성(12개 스위치 포함)은 "3개의 모듈로 구성된 축소된 SST를 기반으로 합니다. 축소 모델의 모듈은 CHB(Cascaded H-Bridge) 변환기와 DAB(Dual Active Bridge)로 구성됩니다. 변환기" . 이 기사에서는 DSIM의 IMPC 시뮬레이션 결과와 모듈 출력 전력이 변경될 때 증폭된 파형의 일부를 보여 주며, 시뮬레이션 결과는 h-브리지의 출력 전압과 스위치 기준 전압을 보여줍니다.

“제안된 IMPT는 DSIM을 이용한 시뮬레이션으로 검증되었습니다.”

토폴로지 구성(12개 스위치 포함)은 "3개 모듈로 구성된 다운스케일 SST를 기반으로 합니다 .  다운스케일 모델의 모듈은 캐스케이드 H-브리지(CHM) 컨버터와 듀얼 액티브 브리지(DAB) 컨버터로 구성됩니다 ."

전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/document/10131515

문서 공유: 튀니지의 마이크로그리드 EMS 설계를 위한 주거 부하 모델링 및 부하 프로파일 생성

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이 기사는 2022 IEEE 마그레브 전기 과학 및 기술 국제 컨퍼런스(CISTEM)에서 발표되었습니다.

제목: 튀니지의 미크로그리드 EMS 설계를 위한 주거 부하 모델링 및 부하 프로파일 생성

저자: Sonia Moussa, Ilhem Slama-Belkhodja

소속: 튀니지-엘살바도르 Mannar 대학교

논문 소개

"이 글에서는 마이크로그리드 에너지 관리 시스템(EMS) 설계를 고려한 일일 주거용 부하 곡선 생성 방법을 소개합니다. 이 글에서 설계한 마이크로그리드 에너지 관리 시스템은 전력 흐름 변환 및 전력 품질 문제를 고려합니다. 이를 위해 저자는 회로 모델을 통해 이를 구현합니다. 문헌에 언급된 정적 ZIP 부하 모델과 주거용 부하의 등가 회로 모델은 DSIM 소프트웨어를 사용하여 집계 및 시뮬레이션되어 최종 사용자 활동을 기반으로 일일 부하 정보를 생성합니다."

"이 논문은 미크로그리드 에너지 관리 시스템(EMS) 설계를 고려한 주거 일일 부하 프로파일 생성 방법론을 소개합니다. 구상된 EMS는 전력 흐름 교환 및 전력 품질 문제를 고려합니다. 이를 위해 문헌에서 가져온 주거 부하의 정적 ZIP 부하 모델과 등가 회로 모델을 회로 모델로 구현합니다. 후자는 DSIM 소프트웨어를 사용하여 집계 및 시뮬레이션하여 최종 사용자 활동에 따라 일일 부하 프로파일을 생성합니다."

 

DSIM을 사용하여 주거용 부하의 등가 회로 모델 집계 및 시뮬레이션

본 논문에서는 등가 회로 부하 모델을 사용하여 주거용 일일 부하 곡선을 생성합니다. 이 기사에서는 부하 곡선을 생성하기 위해 각 사용자의 활동에 따라 부하를 켜거나 끄기 위해 DSIM을 사용하여 구축한 회로도를 보여줍니다.

이 기사에서는 또한 ZIP 부하 모델 및 등가 회로 부하 모델에 대한 시뮬레이션 계산을 수행합니다. DSIM은 "두 모델 모두에 대한 전체 부하 유효 전력과 해당 플롯된 전류 파형"을 보여줍니다. "두 시뮬레이션의 유효 전력은 거의 동일합니다."

"DSIM은 기존 시뮬레이션 소프트웨어에 비해 놀라운 시뮬레이션 속도를 제공합니다. DSIM은 대규모 컨버터와 결합된 스위칭 과도 현상을 동시에 시뮬레이션하므로 대규모 전력 컨버터 시스템, 마이크로그리드 및 시뮬레이션에 이상적인 시스템에 적합합니다."

“두 모델의 전체 부하 유효 전력과 이에 상응하는 인출 전류 파형 ”

"두 시뮬레이션된 유효 전력은 거의 동일합니다."

“DSIM은 기존 시뮬레이션 소프트웨어에 비해 흥미로운 시뮬레이션 속도를 제공합니다. 대형 컨버터와 통근 스위치 과도 전류를 동시에 시뮬레이션할 수 있는 기능으로 대규모 전력 컨버터 시스템, 마이크로그리드 및 집중적인 계산이 필요한 시스템에 이상적입니다.”

전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/document/10043983

논문 공유: MMC 시스템 기반 DSIM과 SIMULINK 시뮬레이션 비교 및 분석

이 기사는 2021 IEEE 4차 국제 전기 및 에너지 컨퍼런스(CIEEC)에서 발표되었습니다 .

제목: MMC 시스템 기반 DSIM과 SIMULINK 시뮬레이션 비교 및 ​​분석

저자 : Liang Yongtao, Chen Jianan, Jiang Dong

소속: 화중과학기술대학교

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논문 소개

다단계 출력, 쉬운 확장 및 높은 모듈성이라는 장점으로 인해 모듈식 다단계 변환기(MMC)는 고전압 직류 송전 및 재생 에너지 발전 시스템과 같은 다양한 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. MMC 시스템에는 많은 스위칭 장치가 있으며, 이로 인해 발생하는 전자파 간섭(EMI)은 시스템의 안정적인 작동에 무시할 수 없는 영향을 미칩니다. 이 기사에서는 DSIM 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션 연구를 수행합니다. "이 시뮬레이션 메커니즘은 시간 비용을 크게 단축하고 전력 전자 시뮬레이션을 더욱 편리하게 만듭니다. 또한 스위칭 장치의 과도 프로세스도 시뮬레이션할 수 있습니다. 이 기사에서는 DSIM과 Simulink의 시뮬레이션 결과를 비교하고 DSIM 소프트웨어의 역할을 보여줍니다." 전력전자공학을 시뮬레이션하는 능력.

"이 시뮬레이션 메커니즘은 시간 비용을 크게 단축하고 전력 전자 시뮬레이션을 더욱 편리하게 만듭니다."

 

DSIM을 이용한 모듈형 다단계 변환기(MMC)의 고전압 DC 전송 시스템 시뮬레이션

이 기사에서는 "17레벨 모듈형 다중 레벨 컨버터 고전압 DC 전송 시스템이 DSIM에 구축되었습니다. 이 시스템은 가장 가까운 레벨 변조(NLM)를 사용하고 내부 루프 전류 컨트롤러를 포함하며 폐쇄 루프 제어를 수행할 수 있으며 커패시터 전압 밸런싱을 위한 시퀀싱 알고리즘 기반”.

“17레벨 MMC-HVDC 시스템은 DSIM 플랫폼을 기반으로 구축되었으며, 이 시스템은 가장 가까운 레벨 변조(NLM)를 채택하고 내부 루프 전류 컨트롤러를 포함하며 폐쇄 루프 제어를 수행할 수 있고 시퀀싱을 기반으로 커패시터 전압 균형을 수행합니다. 연산".

 

또한 이 기사에서는 Simulink에서 동일한 MMC 시스템을 구축하고 일반 MMC 시뮬레이션 모델과 스퓨리어스 매개변수를 사용하는 MMC 시뮬레이션 모델이라는 두 가지 측면에서 DSIM과 Simulink를 비교했습니다.

 

일반적인 MMC 시뮬레이션 모델의 경우 두 시뮬레이션 소프트웨어의 결과를 비교하면 "DSIM은 IGBT의 과도 변화 프로세스를 시뮬레이션할 수 있는 반면 Simulink의 IGBT는 이상적인 모델이며 스위칭 동작이 순간적으로 변경된다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 DSIM의 IGBT 모델이 실제 상황에 더 가깝고 시뮬레이션 결과가 더 정확합니다." "시뮬레이션 속도 측면에서 시스템 실행 시간이 0.4초이고 단계 크기가 0.1마이크로초일 때 Simulink 시뮬레이션 시간은 8분 20초입니다. DSIM은 적응형 단계 크기를 사용하기 때문에 고정된 단계를 설정할 필요가 없습니다. 크기이며 시뮬레이션 시간은 36초로 둘 사이의 차이는 거의 14배에 달합니다. DSIM에서 채택한 이산 상태 이벤트 기반 시뮬레이션 방법이 효과적이며 정확도에 영향을 주지 않고 시뮬레이션 속도를 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있습니다. 결과.”

“DSIM 소프트웨어는 IGBT의 과도 변화 프로세스를 시뮬레이션할 수 있는 반면 Simulink IGBT는 이상적인 모델이며 스위칭 동작이 즉시 변경됩니다. 따라서 DSIM의 IGBT 모델은 실제 상황에 더 가깝고 시뮬레이션 결과도 더 좋습니다. 정확합니다". "시뮬레이션 속도의 경우 시스템 실행 시간이 0.4초이고 단계 길이가 0.1μs일 때 Simulink 소프트웨어의 시뮬레이션 시간은 8분 20초입니다. DSIM 시뮬레이션 소프트웨어는 적응형 스텝 길이로 인해 스텝 길이를 설정할 필요가 없으며 시뮬레이션 시간은 36초입니다. 이 둘의 차이는 이산 상태 이벤트 중심 시뮬레이션 메커니즘임을 알 수 있습니다. DISM 시뮬레이션 소프트웨어가 채택한 것은 효과적이며 시뮬레이션 속도를 크게 높일 수 있으며 결과에 영향을 미치지 않습니다.”

 

스트레이 매개변수가 있는 MMC 시뮬레이션 모델의 경우 DSIM은 MMC 시뮬레이션과 동시에 스위칭 과도 현상을 시뮬레이션할 수 있습니다. "DSIM에서 얻은 스펙트럼은 더 높은 차수의 고조파와 더 작은 진폭을 가지는데, 이는 Simulink에서는 무시됩니다."

전문 읽기: https://ieeexplore.ieee.org/document/9510501