그리드 결함 시 적응형 개선 관찰자 제어를 통한 그리드 형성 변환기의 일시적 안정성 향상 및 전압 지원

재생 에너지의 대규모 통합으로 인하여 내재된 전압 및 주파수 지원 기능을 가진 그리드 형성(GFM) 변환기가 큰 관심을 받고 있다. 그러나 전력 전자 장치의 한정된 과전류 허용 능력으로 인해 그리드 전압 저하와 같은 그리드 결함 하에서 GFM 변환기의 안정적인 운전은 여전히 중요한 도전 과제이다. 이를 해결하기 위해 본 논문은 통합 등가 임피던스 모델을 통해 그리드 결함 동안 발생하는 전력 각 불안정성과 과전류 발생 메커니즘을 체계적으로 조사한다. 이 분석에 기초하여, 전력 각 안정성과 과전류 억제를 동시에 고려하는 포괄적 제어 전략이 제안된다. 적응형 개선 관찰자 제어(AIOC)를 도입하여 시스템의 전력 각 안정성을 향상시키기 위해 능동 전력 기준치를 적응적으로 조정한다. 한편, 전압 기준치는 결함 전류를 효과적으로 제한하고 전압 지원 능력을 강화하기 위해 동적으로 조절된다. 마지막으로 포괄적인 이론 분석과 실험적 검증이 제공된다. 실험 결과는 제안된 전략이 전력 각 안정성을 확보하고 과전류를 1.5 p.u. 이내로 제한함을 보이며, 전압 크기는 약 6% 증가함을 보여준다. 이 결과는 다양한 조건에서 제안 방법의 견고성과 적응성을 입증한다.