보조 에너지 저장장치의 비선형 전압 조절을 통한 다중 포트 상호 연결 시스템

Core Concepts

본 논문에서는 양방향 DC-DC 컨버터와 발전-저장 장치로 구성된 다중 포트 상호 연결 시스템의 전력 교환을 보장하기 위한 비선형 전압 제어 기법을 제안한다.

Abstract

이 논문은 다중 포트 상호 연결 시스템의 전압 조절을 위한 비선형 제어 기법을 제안한다.

시스템은 양방향 DC-DC 컨버터와 발전-저장 장치로 구성된다.
컨버터는 buck과 boost 컨버터가 직렬로 연결된 2단 구조이다.
제안된 제어 기법은 시스템의 부분적으로 연결된 구조를 활용하여 설계되었다.
첫 번째 부분 시스템은 x4를 원하는 값으로 asymptotically 조절한다.
두 번째 부분 시스템은 x2를 원하는 값 근처에서 실용적으로 안정화한다.
모든 신호가 bounded 되도록 보장한다.
수치 및 실험 결과를 통해 제안된 접근법의 유효성을 검증한다.

Stats

L1 ˙x1 = -R1x1 + x5 - x2u1
C1 ˙x2 = -Gx2 + x1u1 - x3u2
L2 ˙x3 = -R2x3 - x4 + x2u2
C2 ˙x4 = x3 - IL
Csc ˙x5 = -Gscx5 - x1

Quotes

없음

Key Insights Distilled From

Nonlinear Voltage Regulation of an Auxiliary Energy Storage of a Multiport Interconnection

by Felipe Moral... at arxiv.org 04-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.19901.pdf

Deeper Inquiries

다중 포트 상호 연결 시스템의 제어 기법을 다른 고전적인 기법들과 비교하여 장단점을 분석해볼 수 있다. 제안된 제어 기법을 연료 전지와 배터리가 포함된 전기 구동 시스템, 에너지 저장 시스템, 수소 생산 공정 등의 다중 포트 시스템에 적용해볼 수 있다. 비선형 제어 기법의 적용이 필요한 다른 전력 전자 시스템은 무엇이 있을까

다중 포트 상호 연결 시스템의 제어 기법은 기존의 고전적인 제어 기법과 비교하여 몇 가지 장단점을 가지고 있습니다.
장점:

다중 포트 시스템의 복잡한 구조와 다양한 에너지 소스를 효과적으로 제어할 수 있음.
비선형 제어 기법을 사용하여 시스템의 안정성과 성능을 향상시킬 수 있음.
다양한 응용 분야에서 사용될 수 있는 유연성과 다양성을 제공함.
단점:

고전적인 제어 기법에 비해 설계와 구현이 복잡할 수 있음.
많은 매개 변수를 조정해야 하므로 튜닝 과정이 복잡할 수 있음.
실제 시스템에서의 성능을 예측하기 어려울 수 있음.

제안된 제어 기법은 연료 전지, 배터리, 에너지 저장 시스템, 수소 생산 공정 등과 같은 다중 포트 시스템에 효과적으로 적용될 수 있습니다. 이러한 시스템에서는 다양한 에너지 소스와 부하를 효율적으로 관리해야 하며, 다중 포트 상호 연결 시스템의 복잡성을 고려해야 합니다. 제어 기법은 각 구성 요소의 동적 특성을 고려하여 안정성과 성능을 최적화하며, 시스템의 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

비선형 제어 기법이 필요한 다른 전력 전자 시스템에는 다양한 응용이 있습니다. 예를 들어, 신재생 에너지 변환 시스템, 전기 자동차의 전력 전달 시스템, 그리드 연결 에너지 저장 시스템 등이 있습니다. 이러한 시스템들은 다양한 에너지 소스와 부하를 효율적으로 관리해야 하며, 비선형 제어 기법을 사용하여 안정성과 성능을 향상시킬 수 있습니다. 비선형 제어 기법은 시스템의 비선형 동적을 고려하여 설계되며, 다양한 시나리오에서 효과적으로 작동할 수 있습니다.