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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 지평식
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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본 논문에서는 주파수 분석을 통하여 태양광 발전설비의 아크를 검출하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 주파수 분석기반의 아크 검출을 위해서는 아크상태일 때와 정상상태 일 때의 차별성이 부각되도록 필터를 설계하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 다양한 FIR(Finite Impulse Response) 필터 및 IIR(Infinite Impulse Response) 필터구조에 따른 아크 검출성능을 분석하였다.
본 논문에서 개발한 아크검출 알고리즘은 오실로스코프로 측정한 전류신호를 다양한 필터를 적용하여 필터링된 신호로 추출한 후 고속 푸리에 변환을 이용하여 주파수 성분을 계산하고, 계산된 주파수의 크기 성분을 이용하여 총 에너지를 계산한다. 최종 단계에서는 계산된 에너지의 크기를 이용하여 아크를 검출한다. 제안된 아크검출 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 3kW, 34kW, 그리고 50kW 인버터와 연결된 태양광 설비에 대해 실험한 결과 3kW 태양광 발전설비에서는 대역통과주파수가 125∼150kHz 필터구조에서 우수한 성능을 보였으며, 34kW 태양광 설비에서는 50∼75kHz 대역통과주파수를 갖는 필터구조에서 가장 우수한 성능을 보였고, 50kW 태양광 설비에서는 25∼50kHz 대역통과주파수를 갖는 필터구조에서 가장 우수한 성능을 보였다. 또한 아크 검출의 성능을 향상시키기 위하여 연속된 주파수 에너지 값의 평균을 이용한 아크 검출 방법이 개별 주파수 성분만을 이용하는 방식보다 우수함을 알 수 있었다.
본 논문에서 개발한 아크검출 알고리즘은 오실로스코프로 측정한 전류신호를 다양한 필터를 적용하여 필터링된 신호로 추출한 후 고속 푸리에 변환을 이용하여 주파수 성분을 계산하고, 계산된 주파수의 크기 성분을 이용하여 총 에너지를 계산한다. 최종 단계에서는 계산된 에너지의 크기를 이용하여 아크를 검출한다. 제안된 아크검출 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 3kW, 34kW, 그리고 50kW 인버터와 연결된 태양광 설비에 대해 실험한 결과 3kW 태양광 발전설비에서는 대역통과주파수가 125∼150kHz 필터구조에서 우수한 성능을 보였으며, 34kW 태양광 설비에서는 50∼75kHz 대역통과주파수를 갖는 필터구조에서 가장 우수한 성능을 보였고, 50kW 태양광 설비에서는 25∼50kHz 대역통과주파수를 갖는 필터구조에서 가장 우수한 성능을 보였다. 또한 아크 검출의 성능을 향상시키기 위하여 연속된 주파수 에너지 값의 평균을 이용한 아크 검출 방법이 개별 주파수 성분만을 이용하는 방식보다 우수함을 알 수 있었다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 내용 4Ⅱ. 태양광 발전설비의 아크 검출 기술 62.1 태양광 발전설비의 구성 62.2 태양광 발전설비의 위험성 112.3 태양광 발전설비의 아크 차단 규정 172.4 태양광 발전설비의 아크 검출 기술 24Ⅲ. 주파수 스펙트럼 에너지를 이용한 아크 검출 353.1 아크 검출 알고리즘 구성도 353.2 FIR 및 IIR 필터 363.3 FFT를 이용한 주파수 분석 40Ⅳ. 실험 및 결과 464.1 실험장치 구성 및 실험 방법 464.2 3kW 태양광 발전설비에 대한 아크 검출 결과 564.3 34kW 태양광 발전설비에 대한 아크 검출 결과 814.4 50kW 태양광 발전설비에 아크 검출 결과 85Ⅴ. 결 론 110참 고 문 헌 114
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