LIA/주파수추종 기반 전력계측 및 인버터 고조파·섬아일링 검출 연구

Power Measurement and Inverter Control using LIA/Frequency-Locked Loop

연구 내용

VFD·인버터 환경에서 lock-in amplifier 기반 LIA-FLL을 적용해 고조파를 검출·보상하고 전력계측 정확도를 향상하는 연구

전력변환 시스템에서 측정 오차와 제어 안정성 문제를 줄이기 위해 lock-in amplifier(LIA) 및 frequency-locked loop(FLL)를 기반으로 신호 성분을 분리·추출하는 방법을 연구합니다. 비정현 PWM과 주파수 변화가 존재하는 전기자동차 VFD 구간에서는 주파수 추적과 컴포넌트 추출을 결합해 전력계측 정밀도를 확보합니다. 또한 grid-connected 인버터에서는 격자 기본 주파수 변동 조건에서도 고조파 검출과 보상 성능을 개선하기 위해 LIA-FLL 기반 탐지 구조를 사용합니다. 섬아일링(islanding)에서는 5차·7차 고조파의 상대 변화를 passive로 감지하고, 필요 시 제한적 10차 고조파 주입으로 능동 검증을 수행합니다.

관련 프로젝트

0건

연구 흐름

초기에는 LIA-FLL 관점에서 grid-connected three-phase inverter의 전류 고조파 제거에 필요한 정밀한 주파수 추종과 검출 체계를 2022년 연구로 확립했습니다. 이후 비정현 PWM과 변동 주파수가 동반되는 VFD 시스템에서 전력계측이 불안정해지는 문제를 분석하고, 2024년에는 LIA와 LIA-FLL을 결합한 전력계측 방법을 제안하여 주파수 추적 및 성분 추출을 개선했습니다. 최근에는 분산발전 시스템의 섬아일링 검출에서 비고정 임계값의 한계를 다루기 위해 디지털 LIA 기반으로 고조파 진폭 변화를 비교하고, 짧은 비특성 고조파 주입으로 정상 교란과의 구분을 강화하는 하이브리드 검증 흐름으로 발전시키고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

VFD 기반 전력 품질 모니터링
고조파 검출·보상 제어기 설계
격자 주파수 변동 추종 알고리즘 적용
섬아일링 감지의 빠른 의사결정
전력계측 정밀도 향상 모듈화
전류 제어 루프 안정성 보조
그리드 임피던스 추정 기반 운영
IEC/IEEE 요구사항 대응 설계
디지털 lock-in 기반 저비용 계측
인버터 EMI/고조파 분석 도구 연동