| 1 |
1
전력 저장을 위한 초전도 코일;상기 초전도 코일과 마이크로그리드의 AC 선로 사이에 연결된 전력 변환 장치;상기 전력 변환 장치의 동작을 제어하기 위한 모델예측제어(MPC: model predictive control) 기반 내부 제어부; 및상기 모델예측제어 기반 내부 제어부에 상기 마이크로그리드의 주파수 및 전압을 제어하기 위한 지령치를 제공하는 외부 제어부를 포함하고,상기 전력 변환 장치는,상기 마이크로그리드의 AC 선로에 연결된 전압형 컨버터(VSC); 및상기 초전도 코일과 상기 전압형 컨버터를 연계하는 dc-dc 초퍼를 포함하며,상기 모델예측제어(MPC: model predictive control) 기반 내부 제어부는,상기 전압형 컨버터에 포함된 복수의 스위칭 소자와 관련된 모든 경우의 수의 스위칭 상태들 중 최적의 VSC 스위칭 상태를 결정하는 VSC 스위칭 상태 결정부;상기 결정된 최적의 VSC 스위칭 상태에 기반하여 상기 dc-dc 초퍼에 포함된 복수의 스위칭 소자와 관련된 모든 경우의 수의 스위칭 상태들 중 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태를 결정하는 dc-dc 초퍼 스위칭 상태 결정부; 및상기 결정된 최적의 VSC 스위칭 상태에 따른 VSC 스위칭 제어 신호를 상기 전압형 컨버터에 제공하고, 상기 결정된 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태에 따른 dc-dc 초퍼 스위칭 제어 신호를 상기 dc-dc 초퍼에 제공하는 제어신호 출력부를 포함하는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장(SMES: superconduction magnetic energy storage) 시스템
|
| 2 |
2
삭제
|
| 3 |
3
삭제
|
| 4 |
4
청구항 1에 있어서,상기 VSC 스위칭 상태 결정부는,상기 전압형 컨버터에 포함된 복수의 스위칭 소자와 관련된 모든 경우의 수의 스위칭 상태들에 따른 상기 전압형 컨버터의 출력 전류들을 예측하는 VSC 전류 예측부; 및상기 예측된 VSC 출력 전류들 중 상기 외부 제어부에서 제공되는 지령치와의 오차가 가장 작은 VSC 출력 전류에 대응하는 VSC 스위칭 상태를 상기 최적의 VSC 스위칭 상태로 결정하는 제1 비용함수 최소화부를 포함하는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템
|
| 5 |
5
청구항 4에 있어서,상기 dc-dc 초퍼와 상기 VSC의 연계점인 DC 링크(link)에 연결된 DC 링크 커패시터를 더 포함하고,상기 dc-dc 초퍼 스위칭 상태 결정부는,상기 결정된 최적의 VSC 스위칭 상태에 기반하여 상기 dc-dc 초퍼에 포함된 복수의 스위칭 소자의 모든 경우의 수의 스위칭 상태들에 따른 상기 DC 링크 커패시터의 전압들을 예측하는 DC 링크 커패시터 전압 예측부; 및상기 예측된 DC 링크 커패시터 전압들 중 상기 DC 링크 커패시터의 목표 전압 지령치와의 오차가 가장 작은 DC 링크 커패시터 전압에 대응하는 dc-dc 초퍼 스위칭 상태를 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태로 결정하는 제2 비용함수 최소화부를 포함하는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템
|
| 6 |
6
청구항 5에 있어서,상기 VSC 전류 예측부는,에 기반하여 상기 전압형 컨버터의 출력 전류들을 예측하고,상기에서 는 시간 k에서의 AC 전압, 는 시간 k에서의 VSC 의 출력 전압, Ts는 샘플링 시간, R 및 L은 각각 VSC의 출력과 AC 선로 사이의 필터의 저항과 인덕턴스, 는 시간 k에서의 VSC의 전류를 나타내는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템
|
| 7 |
7
청구항 6에 있어서,상기 DC 링크 커패시터 전압 예측부는,에 기반하여 상기 DC 링크 커패시터의 전압들을 예측하고, 상기에서
|
| 8 |
8
청구항 7에 있어서,상기 제1 비용함수 최소화부는,에 기반하여 상기 예측된 VSC 출력 전류들과 상기 외부 제어부에서 제공되는 지령치와의 오차와 관련된 제1 비용함수들을 계산하고,상기 제1 비용함수들 중 최소인 경우의 VSC 출력 전류에 대응하는 VSC 스위칭 상태를 상기 최적의 VSC 스위칭 상태로 결정하며,상기에서 와 는 각각 상기 외부 제어부에서 제공하는 상기 VSC 의 유효 전류 지령치 및 무효 전류 지령치를 나타내고, 와 는 각각 시간 (k+1)에서 예상되는 상기 VSC의 무효 전류 및 유효 전류를 나타내는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템
|
| 9 |
9
청구항 8에 있어서,상기 제2 비용함수 최소화부는,에 기반하여 상기 예측된 DC 링크 커패시터 전압들과 상기 DC 링크 커패시터의 목표 전압 지령치와의 오차와 관련된 제2 비용함수들을 계산하고,상기 제2 비용함수들 중 최소인 경우의 DC 링크 커패시터 전압에 대응하는 dc-dc 초퍼 스위칭 상태를 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태로 결정하며,상기에서 는 상기 DC 링크 커패시터의 목표 전압 지령치를 나타내고, 는 시간 (k+2)에서 상기 DC 링크 커패시터의 예상되는 전압을 나타내는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템
|
| 10 |
10
전력 저장을 위한 초전도 코일, 상기 초전도 코일과 마이크로그리드의 AC 선로 사이에 연결된 전력 변환 장치, 상기 전력 변환 장치의 동작을 제어하기 위한 모델예측제어(MPC: model predictive control) 기반 내부 제어부, 및 상기 모델예측제어 기반 내부 제어부에 상기 마이크로그리드의 주파수 및 전압을 제어하기 위한 지령치를 제공하는 외부 제어부를 포함하고, 상기 전력 변환 장치는, 상기 마이크로그리드의 AC 선로에 연결된 전압형 컨버터(VSC) 및 상기 초전도 코일과 상기 전압형 컨버터를 연계하는 dc-dc 초퍼를 포함하는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장(SMES: superconduction magnetic energy storage) 시스템의 제어 방법에 있어서,(a) 상기 모델예측제어(MPC: model predictive control) 기반 내부 제어부에서, 상기 전압형 컨버터에 포함된 복수의 스위칭 소자와 관련된 모든 경우의 수의 스위칭 상태들 중 최적의 VSC 스위칭 상태를 결정하는 단계;(b) 상기 결정된 최적의 VSC 스위칭 상태에 기반하여 상기 dc-dc 초퍼에 포함된 복수의 스위칭 소자와 관련된 모든 경우의 수의 스위칭 상태들 중 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태를 결정하는 단계; 및(c) 상기 결정된 최적의 VSC 스위칭 상태에 따른 VSC 스위칭 제어 신호를 상기 전압형 컨버터에 제공하고, 상기 결정된 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태에 따른 dc-dc 초퍼 스위칭 제어 신호를 상기 dc-dc 초퍼에 제공하는 단계를 포함하고,상기 단계 (a)는,(a-1) 상기 전압형 컨버터에 포함된 복수의 스위칭 소자와 관련된 모든 경우의 수의 스위칭 상태들에 따른 상기 전압형 컨버터의 출력 전류들을 예측하는 단계; 및(a-2) 상기 예측된 VSC 출력 전류들 중 상기 외부 제어부에서 제공되는 지령치와의 오차가 가장 작은 VSC 출력 전류에 대응하는 VSC 스위칭 상태를 상기 최적의 VSC 스위칭 상태로 결정하는 단계를 포함하는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템의 제어 방법
|
| 11 |
11
삭제
|
| 12 |
12
청구항 10에 있어서,상기 초전도 전력 저장 시스템은 상기 dc-dc 초퍼와 상기 VSC의 연계점인 DC 링크(link)에 연결된 DC 링크 커패시터를 더 포함하고,상기 단계 (b)는,(b-1) 상기 결정된 최적의 VSC 스위칭 상태에 기반하여 상기 dc-dc 초퍼에 포함된 복수의 스위칭 소자의 모든 경우의 수의 스위칭 상태들에 따른 상기 DC 링크 커패시터의 전압들을 예측하는 단계; 및(b-2) 상기 예측된 DC 링크 커패시터 전압들 중 상기 DC 링크 커패시터의 목표 전압 지령치와의 오차가 가장 작은 DC 링크 커패시터 전압에 대응하는 dc-dc 초퍼 스위칭 상태를 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태로 결정하는 단계를 포함하는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템의 제어 방법
|
| 13 |
13
청구항 12에 있어서,상기 단계 (a-1)에서, 상기 전압형 컨버터의 출력 전류들은,에 기반하여 예측되고,상기에서 는 시간 k에서의 AC 전압, 는 시간 k에서의 VSC 의 출력 전압, Ts는 샘플링 시간, R 및 L은 각각 VSC의 출력과 AC 선로 사이의 필터의 저항과 인덕턴스, 는 시간 k에서의 VSC의 전류를 나타내는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템의 제어 방법
|
| 14 |
14
청구항 13에 있어서,상기 (b-1)에서 상기 DC 링크 커패시터의 전압들은,에 기반하여 예측되고, 상기에서
|
| 15 |
15
청구항 14에 있어서,상기 단계 (a-2)에서,에 기반하여 상기 예측된 VSC 출력 전류들과 상기 외부 제어부에서 제공되는 지령치와의 오차와 관련된 제1 비용함수들을 계산하고,상기 제1 비용함수들 중 최소인 경우의 VSC 출력 전류에 대응하는 VSC 스위칭 상태를 상기 최적의 VSC 스위칭 상태로 결정하며,상기에서 와 는 각각 상기 외부 제어부에서 제공하는 상기 VSC 의 유효 전류 지령치 및 무효 전류 지령치를 나타내고, 와 는 각각 시간 (k+1)에서 예상되는 상기 VSC의 무효 전류 및 유효 전류를 나타내는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템의 제어 방법
|
| 16 |
16
청구항 15에 있어서,상기 단계 (b-2)에서,에 기반하여 상기 예측된 DC 링크 커패시터 전압들과 상기 DC 링크 커패시터의 목표 전압 지령치와의 오차와 관련된 제2 비용함수들을 계산하고,상기 제2 비용함수들 중 최소인 경우의 DC 링크 커패시터 전압에 대응하는 dc-dc 초퍼 스위칭 상태를 최적의 dc-dc 초퍼 스위칭 상태로 결정하며,상기에서 는 상기 DC 링크 커패시터의 목표 전압 지령치를 나타내고, 는 시간 (k+2)에서 상기 DC 링크 커패시터의 예상되는 전압을 나타내는, 마이크로그리드에서 와전류 손실 감소를 위한 초전도 전력 저장 시스템의 제어 방법
|
