EV 연동 듀얼 T-타입 인버터 SAPF 전력 품질 개선

본 연구는 비선형적이고 왜곡되며 불균형한 부하를 가진 저전압 배전망의 전력 품질을 향상시키기 위해 새로운 션트 능동 전력 필터(SAPF) 설계를 제안한다. 기존 단일 인버터 SAPF 구조와 달리, 두 개의 T-타입 3레벨 인버터를 병렬로 연결하여 보상기 성능을 개선함으로써 더 높은 전류 처리 용량, 향상된 고조파 저감 및 시스템 확장성을 확보한다. 고조파 제거의 정확성을 위해 동기 기준 프레임(SRF) 알고리즘을 사용하여 기준 전류를 추출한다. 보상 전류 기준에 대한 빠른 응답과 적절한 스위치 상태 선택을 보장하기 위해 모델 예측 전류 제어(MPCC) 기법을 적용하였다. 또한, 급변하는 부하 조건에서도 DC-링크 전압을 안정적으로 유지하고 올바른 작동을 보장하기 위해 비례-적분(PI) 제어 기반 DC-DC 컨버터를 활용한다. 제안된 방법의 성능은 MATLAB/Simulink R2023a를 사용하여 네 가지 실시간 운용 시나리오(비선형 부하 조건에서의 SAPF 활성화, 동적 부하 변동, 왜곡 및 불균형 작동, 새그 및 스웰을 포함한 계통 전압 교란)에서 검증되었다. 시뮬레이션 결과는 모든 시나리오에서 소스 전류의 총 고조파 왜곡(THD)이 감소하고, 일정한 DC-링크 전압을 유지하면서 거의 단위 역률이 달성됨을 보여준다. 이러한 성능은 IEEE-519-2022 요구사항을 충족하며, 고부하 조건에서도 두 개의 인버터를 갖춘 제안된 SAPF의 실현 가능성을 입증한다. 이는 저전압 배전망의 전력 품질을 획기적으로 개선할 수 있는 효과적인 솔루션이 될 수 있다.