KR100664084B1

KR100664084B1 - Power conversion control device and method for grid-connected fuel cell system

Info

Publication number: KR100664084B1
Application number: KR1020050112585A
Authority: KR
Inventors: 김태원; 황용준
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 주식회사 엘지화학
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2025-11-23

Abstract

본 발명은 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 독립 운전모드와 계통 연계 운전모드시에 사용되는 제어기의 형태를 전류형으로 단일화함으로써, 운전모드 절환시에 발생하는 과도상태를 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치는, 연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛과; 상기 직류/직류변환유닛에서 출력되는 직류전압을, PWM신호에 의해 교류전압으로 변환하는 인버터와; 상용전원의 정전 여부에 따라, 독립 운전모드 또는 계통 연계 운전모드를 선택하고, 그 선택된 운전모드의 전류지령치를 이용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하기 위한 PWM신호를 발생하는 제어유닛을 포함하여 구성한다. The present invention relates to a power conversion control device and method of a system-linked fuel cell system, which is a transient type generated by switching the operation mode by unifying the type of controller used in the independent operation mode and the system-linked operation mode to current type. It is to prevent the condition. To this end, the power conversion control apparatus of a system-linked fuel cell system according to an embodiment of the present invention, DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell; An inverter for converting the DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage by a PWM signal; And a control unit that selects an independent operation mode or a grid-connected operation mode according to whether a commercial power supply is out of power, and generates a PWM signal for controlling switching of the inverter using the current command value of the selected operation mode. .

Description

POWER CONVERTING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR LINE CONECTION TYPE FUEL CELL SYSTEM}

도 1은 일반적인 계통 연계형 연료전지 시스템의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a typical grid-connected fuel cell system.

도 2는 종래 기술에 따른 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing a configuration for a power conversion control apparatus of a grid-associated fuel cell system according to the prior art.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration for a power conversion control apparatus of a grid-associated fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시에에 따른 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어방법에 대한 동작흐름도.4 is an operation flowchart of a power conversion control method of a system-associated fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10:직류/직류변환유닛 20:인버터10: DC / DC conversion unit 20: Inverter

100:제어유닛 110:제어기100: control unit 110: controller

120:전압제어기 130:α-β변환기120: voltage controller 130: α-β converter

140:스위치 150:전류제어기140: switch 150: current controller

160:PWM신호발생기160: PWM signal generator

본 발명은 계통 연계형 연료전지 시스템에 관한 것으로, 특히 독립 운전 모드와 계통 운전 모드의 절환시에 발생하는 과도상태를 방지함으로써 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 계통 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system-linked fuel cell system, and more particularly, to a power conversion control device of a system fuel cell system which can improve the stability of a system by preventing a transient state occurring during switching between an independent operation mode and a system operation mode. And to a method.

상기 연료전지 시스템은 에너지 효율이 우수할 뿐만 아니라 환경 친화적인 전기에너지를 발생하는데, 이러한 연료전지는 외부로부터 연속적으로 공급되는 연료와 공기의 전기화학반응을 통하여 연료가 가진 화학 에너지를 직접 전기에너지로 발전시키는 장치이다.The fuel cell system not only has excellent energy efficiency but also generates environmentally friendly electric energy. The fuel cell directly converts chemical energy of the fuel into electric energy through electrochemical reaction of fuel and air continuously supplied from the outside. It is a device for power generation.

상술한 연료전지 시스템은, 일반적으로 계통 전력을 공급하는 시스템(한국 전력)과 연계하여, 부하에 공급되는 전력이 부족한 경우에는 부족분을 상기 계통전력 공급 시스템에서 보충받고, 부하에 공급되는 전력이 남으면 그 잉여전력을 상기 계통 전력 공급시스템에 공급한다.The above-described fuel cell system is generally associated with a system for supplying system power (Korea Electric Power). When the power supplied to the load is insufficient, the deficiency is compensated for in the system power supply system. The surplus power is supplied to the grid power supply system.

도 1은 일반적인 계통 연계형 연료전지 시스템의 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a general system-associated fuel cell system.

도 1에 도시된 바와 같이, 산소공급부(1),연료가스 공급부(2)와, 상기 산소공급부(1)로부터 공급된 산소와 연료가스 공급부(2)로부터 공급된 연료가스를 반응시켜 직류전압을 발생시키는 연료전지(3)와, 상기 연료전지(3)에서 생성된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 부하(30)에 공급하는 전력변환부(4)를 구비한 연료전지 전력공급부(10)와, 상기 부하(30)에 상용전력을 공급하는 계통전력 공급부(20) 를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 1, the oxygen supply unit 1 and the fuel gas supply unit 2 react with the oxygen gas supplied from the oxygen supply unit 1 and the fuel gas supplied from the fuel gas supply unit 2 to generate a DC voltage. A fuel cell power supply unit 10 having a fuel cell 3 to generate and a power conversion unit 4 for converting the DC voltage generated in the fuel cell 3 into an AC voltage and supplying the load 30 to the load 30; It comprises a system power supply unit 20 for supplying commercial power to the load (30).

상기 연료전지(3)는 산소공급부(1)로부터 공급된 산소와 연료가스 공급부(2)로부터 공급된 연료가스를 반응시켜 직류전압을 발생하고, 그 발생된 직류전압을 전력변환부(4)에 공급한다.The fuel cell 3 generates a DC voltage by reacting the oxygen supplied from the oxygen supply unit 1 with the fuel gas supplied from the fuel gas supply unit 2, and converts the generated DC voltage to the power converter 4. Supply.

이에 따라, 상기 전력 변환부(4)는 상기 직류전압을 승압하여 교류전압으로 변환한후, 그 변환된 교류전압을 부하(30)측으로 출력하게 된다.Accordingly, the power converter 4 boosts the DC voltage and converts the DC voltage into an AC voltage, and then outputs the converted AC voltage to the load 30 side.

이때, 상기 연료전지 시스템의 전반적인 제어를 담당하는 제어부(7)는 부하전력검출부(5)에서 검출된 부하전압과 부하전류 및 연료전지 전력 검출부(6)에서 검출된 연료전지 출력전압과 연료전지 출력전류를 전달받아 각각 부하전력 및 연료전지전력을 산출한다.In this case, the control unit 7 which is in charge of the overall control of the fuel cell system includes the load voltage and load current detected by the load power detection unit 5 and the fuel cell output voltage and fuel cell output detected by the fuel cell power detection unit 6. It receives current and calculates load power and fuel cell power, respectively.

그 다음, 상기 제어부(7)는 상기 부하전력과 연료전지 전력을 비교하여 그 비교결과에 따라 연료전지 전력을 조절한다.Then, the controller 7 compares the load power with the fuel cell power and adjusts the fuel cell power according to the comparison result.

여기서, 상기 전력 변환부(4)는, 도2에 도시한 바와 같이, 연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압 또는 감압하여 출력하는 직류/직류변환유닛(10)와, 상기 직류/직류변환유닛(10)에서 출력되는 직류전압을, 제어신호에 의해 교류전압으로 변환하는 인버터(20)와; 상기 독립 운전모드 또는 계통연계 운전모드에 따라, 상기 인버터(20)의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 제어유닛(30)을 구비한다.Here, as shown in FIG. 2, the power converter 4 includes a DC / DC conversion unit 10 for boosting or reducing the DC voltage output from the fuel cell, and the DC / DC conversion unit ( An inverter 20 for converting the DC voltage output from 10) into an AC voltage by a control signal; According to the independent operation mode or the grid-connected operation mode, the control unit 30 for outputting a switching control signal for controlling the switching of the inverter 20 is provided.

상기 제어유닛(30)은, 독립 운전 모드시, 전압 명령치에 해당되는 전류 지령치를 발생하는 전압제어기(31)와; 계통 연계 운전 모드시,유효전력 지령치와 무효 전력 지령치를 소정 신호처리하여 전압 지령치를 발생하는 계통운전 제어기(32)와; 제어신호에 의해, 상기 전류 지령치 또는 전압 지령치를 선택하는 스위치(33)와; 상기 스위치(33)에 의해 선택된 전압 지령치 또는 전류 지령치에 해당되는 PWM신호의 듀티비를 선택하고, 그 선택된 듀티비에 해당되는 PWM신호를 상기 인버터(20)에 인가하는 PWM신호발생기(34)와; 상기 계통전력 공급부(20)의 정전을 감지하고, 그 감지결과에 근거한 제어신호를 출력하는 제어기(35)를 포함하여 구성한다.The control unit 30 includes: a voltage controller 31 which generates a current command value corresponding to the voltage command value in the independent operation mode; A system operation controller 32 for generating a voltage command value by predetermined signal processing of the effective power command value and the reactive power command value in the system-linked operation mode; A switch (33) for selecting the current command value or the voltage command value by a control signal; A PWM signal generator 34 for selecting a duty ratio of the PWM signal corresponding to the voltage command value or the current command value selected by the switch 33 and applying the PWM signal corresponding to the selected duty ratio to the inverter 20; ; And a controller 35 for detecting a power failure of the grid power supply unit 20 and outputting a control signal based on the detection result.

상기 계통운전 제어기(32)는, 유효전력 지령치와 무효전력 지령치를 소정 연산 처리하여 전류 지령치를 연산하는 α-β변환기(32-1)와, 상기 α-β변환기(32-1)의 전류 지령치에 해당되는 전압 지령치를 발생하는 전류제어기(32-2)로 이루어진다.The system operation controller 32 is an α-β converter 32-1 that calculates a current command value by predetermined calculation processing of an active power command value and an reactive power command value, and the current command value of the α-β converter 32-1. It consists of a current controller 32-2 for generating a voltage command value corresponding to.

여기서, 상술한 종래 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력제어장치는, 독립운전모드에서 계통연계 운전모드로 전환하거나, 계통연계 운전모드에서 독립 운전모드로 전환하는 경우에, 서로 다른 형태의 제어기(전류제어기와 전압제어기)를 사용함으로 인하여, 운전 모드 절환시에 과도상태가 심하게 발생하는 문제점이 있다. Here, the above-described power control apparatus of the conventional system-linked fuel cell system includes a controller of different types (current) when switching from the independent operation mode to the grid-connected operation mode or from the grid-connected operation mode to the independent operation mode. Due to the use of a controller and a voltage controller), there is a problem in that a transient state is severely generated when the operation mode is switched.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 독립 운전모드와 계통 연계 운전모드시에 사용되는 제어기의 형태를 전류형으로 단일화함으로써, 운전모드 절환시에 발생하는 과도상태를 방지하도록 한 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to unify the type of the controller used in the independent operation mode and the grid-connected operation mode into a current type, which is generated when switching the operation mode. The present invention provides a power conversion control apparatus and method of a grid-connected fuel cell system to prevent a transient state.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 계통 연계형 연료전 지 시스템의 전력변환 제어장치는, In order to achieve the above object, the power conversion control device of a system-associated fuel cell system according to the present invention,

연료전지에서 출력되는 직류전압을 승압하는 직류/직류변환유닛과;DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell;

상기 직류/직류변환유닛에서 출력되는 직류전압을, PWM신호에 의해 교류전압으로 변환하는 인버터와;An inverter for converting the DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage by a PWM signal;

상용전원의 정전 여부에 따라, 독립 운전모드 또는 계통 연계 운전모드를 선택하고, 그 선택된 운전모드의 전류지령치를 이용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하기 위한 PWM신호를 발생하는 제어유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.A control unit for selecting an independent operation mode or a grid-connected operation mode according to whether a commercial power supply is interrupted, and generating a PWM signal for controlling the switching of the inverter by using the current command value of the selected operation mode. It features.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어방법은,In order to achieve the above object, the power conversion control method of the grid-associated fuel cell system according to the present invention,

상용전원의 정전 또는 복전 여부를 감지하는 과정과;Detecting whether the commercial power supply is out of power or restored;

상기 감지결과 상용전원의 정전이면 독립 운전모드로 전환하고, 전압명령치에 해당되는 전류지령치를 발생하는 과정과;Converting to an independent operation mode and generating a current command value corresponding to a voltage command value if the commercial power is out of the sensing result;

상기 감지결과 상용전원의 복전이면 계통 연계 운전모드로 전환하고, 유효전력지령치와 무효전력지령치를 이용하여 전류지령치를 연산하는 과정과;Converting to a grid-connected operation mode when the detection of the commercial power is restored, and calculating a current command value using an active power command value and a reactive power command value;

상기 전류지령치에 해당되는 전압지령치를 생성하는 과정과;Generating a voltage command value corresponding to the current command value;

상기 전압지령치에 해당되는 듀티비를 선택하고, 그 선택된 듀티비에 해당되는 PWM신호로 인버터를 제어하는 과정을 수행함을 특징으로 한다. And selecting a duty ratio corresponding to the voltage command value and controlling the inverter with a PWM signal corresponding to the selected duty ratio.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 본 발명에 따른 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치에 대한 실시 예의 구성을 보인 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an embodiment of a power conversion control apparatus of a system-associated fuel cell system according to the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명은 연료전지, 직류/직류변환유닛(10),인버터(30),제어유닛(100)을 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 2, the present invention includes a fuel cell, a DC / DC conversion unit 10, an inverter 30, and a control unit 100.

상기 연료전지는, 연료 극과 공기 극을 구비하여 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 전기를 생성하는 스택(미도시)을 포함하여, 그 스택(미도시)에서 직류전압을 발생한다.The fuel cell includes a stack (not shown) having a fuel pole and an air pole and generating electricity by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen, thereby generating a DC voltage in the stack (not shown).

상기 직류/직류변환기(10)는 상기 직류전압을 교류전압으로 변환하고, 그 변환된 교류전압을 승압 또는 강압시킨 다음, 다시 정류하여 직류전압으로 출력한다.The DC / DC converter 10 converts the DC voltage into an AC voltage, boosts or steps down the converted AC voltage, and rectifies again to output the DC voltage.

상기 인버터(20)는 상기 직류/직류변환기(10)에서 출력되는 직류전압을, 제어신호에 의해 교류전압으로 변환하여 출력한다.The inverter 20 converts the DC voltage output from the DC / DC converter 10 into an AC voltage by a control signal and outputs the AC voltage.

상기 제어유닛(100)은 상용전원의 정전 여부에 따라, 독립 운전모드 또는 계통 연계 운전모드를 선택하고, 그 선택된 운전모드의 전류지령치를 이용하여 상기 인버터의 스위칭을 제어하기 위한 PWM신호를 발생한다.The control unit 100 selects an independent operation mode or a grid-connected operation mode according to whether a commercial power supply is out of power, and generates a PWM signal for controlling the switching of the inverter using the current command value of the selected operation mode. .

상기 제어유닛(100)은, 도3에 도시한 바와 같이, 전압제어기(120),α-β변환기(130),스위치(140),전류제어기(150),PWM신호발생기(160)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 3, the control unit 100 includes a voltage controller 120, an α-β converter 130, a switch 140, a current controller 150, and a PWM signal generator 160. Configure.

상기 전압제어기(120)는 독립운전 모드시, 전압 명령치에 해당되는 전류지령치를 생성한다.The voltage controller 120 generates a current command value corresponding to the voltage command value in the independent operation mode.

상기 α-β변환기(130)는 계통 연계 운전모드시, 유효전력 지령치와 무효전력 지령치를 소정 연산처리하여 전류 지령치를 생성한다.The α-β converter 130 generates a current command value by performing a predetermined calculation process on the active power command value and the reactive power command value in the system-linked operation mode.

상기 스위치(140)는, 제어신호에 의해, 상기 전압제어기(120)에서 생성되는 전류 지령치 또는 상기 α-β변환기(130)에서 생성되는 전류 지령치를 선택한다.The switch 140 selects a current command value generated by the voltage controller 120 or a current command value generated by the α-β converter 130 by a control signal.

상기 전류제어기(150)는 상기 스위치(140)를 통해 입력되는 전류 지령치에 해당되는 전압 지령치를 생성한다.The current controller 150 generates a voltage command value corresponding to the current command value input through the switch 140.

상기 PWM신호 발생기(160)는 상기 전류제어기(150)에서 출력되는 전압지령치에 해당되는 듀티비를 선택하고, 그 선택된 듀티비에 해당되는 PWM신호를 발생한다. 이때, 상기 PWM신호 발생기(160)은 실험에 의해 전압지령치에 해당되는 듀티비가 기저장되는 메모리(미도시)를 포함하여 구성한다.The PWM signal generator 160 selects a duty ratio corresponding to the voltage command value output from the current controller 150 and generates a PWM signal corresponding to the selected duty ratio. In this case, the PWM signal generator 160 includes a memory (not shown) in which a duty ratio corresponding to the voltage command value is stored in advance by experiment.

이와 같은 본 발명의 동작을 도4를 참조하여 설명한다.Such operation of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 제어유닛(100)의 제어기(110)는 상용전원의 정전 또는 복전 여부를 감지한다(SP1). 여기서, 상기 상용전원의 정전 또는 복전 여부를 다양한 실시 예로 검출할 수 있는데, 예를 들어 상용전원의 출력단에 설치되는 전압검출기로 정전 또는 복전 여부를 판단할 수 있으나, 본 발명의 요지에 해당 되지 않으므로 자세한 설명은 생략한다.First, the controller 110 of the control unit 100 detects whether the commercial power supply is out of power or restored (SP1). Here, whether the power supply or power failure of the commercial power supply may be detected in various embodiments. For example, the voltage detector installed at the output terminal of the commercial power supply may determine whether the power supply or power failure is performed. Detailed description will be omitted.

이때, 상기 제어기(110)는 상용전원의 정전이 감지되면 스위치(140)를 전압제어기(120)의 출력단으로 절환하도록 제어하여 독립 운전모드로 전환시킨다.At this time, the controller 110 switches to the independent operation mode by controlling the switch 140 to switch to the output terminal of the voltage controller 120 when a power failure of the commercial power supply is detected.

그 다음, 상기 전압제어기(120)는 전압 명령치에 해당되는 전류 지령치를 생성하여 상기 스위치(140)를 통해 상기 전류제어기(150)에 인가한다(SP2).Next, the voltage controller 120 generates a current command value corresponding to the voltage command value and applies it to the current controller 150 through the switch 140 (SP2).

이때, 상기 본 발명에서 사용되는 전압제어기(120)는 정상상태의 교류오차를 제거할 수 있고, 연산량이 적어 구현이 간단한 장점이 있다.At this time, the voltage controller 120 used in the present invention can eliminate the AC error in the steady state, there is a small amount of calculation has the advantage of simple implementation.

따라서, 상기 본 발명에 사용되는 전압제어기(120)은 단상인버터에 적합할 수 있다.Therefore, the voltage controller 120 used in the present invention may be suitable for a single phase inverter.

상기 전압제어기(120)의 전달함수는 하기의 수학식과 같다.The transfer function of the voltage controller 120 is represented by the following equation.

[수학식][Equation]

이에 따라, 상기 전류 제어기(150)는 상기 전압제어기(120)에서 출력되는 전류 지령치에 해당되는 전압 지령치를 생성하여 PWM신호 발생기(160)에 인가한다(SP4).Accordingly, the current controller 150 generates a voltage command value corresponding to the current command value output from the voltage controller 120 and applies it to the PWM signal generator 160 (SP4).

그 다음, 상기 PWM신호 발생기(160)는 상기 전압 지령치에 해당되는 듀티비를 선택하고, 그 선택된 듀티비에 해당되는 PWM신호를 인버터(20)에 인가하고, 이에 따라 상기 인버터(20)는 상기 PWM신호에 의해, 상기 직류/직류변환유닛(10)에서 승압 또는 감압된 직류전압을 교류전압으로 가변하여 부하에 인가한다.Next, the PWM signal generator 160 selects a duty ratio corresponding to the voltage command value, applies a PWM signal corresponding to the selected duty ratio to the inverter 20, and accordingly, the inverter 20 By the PWM signal, the DC voltage boosted or reduced in the DC / DC conversion unit 10 is converted into an AC voltage and applied to the load.

한편, 상기 제어유닛(100)의 제어기(110)는 On the other hand, the controller 110 of the control unit 100

상용전원의 복전이 감지되면 스위치(140)를 α-β변환기(130)의 출력단으로 절환하도록 제어하여 계통 연계 운전모드로 전환시킨다.When the restoration of the commercial power supply is detected, the switch 140 is controlled to switch to the output terminal of the α-β converter 130 to switch to the system-linked operation mode.

그 다음, 상기 α-β변환기(130)는 유효전력 지령치와 무효전력 지령치를 소정 연산처리하여 그에 따른 전류지령치를 연산하여 상기 스위치(140)를 통해 상기 전류제어기(150)에 인가한다(SP3). Next, the α-β converter 130 calculates a current command value according to a predetermined operation by processing an active power command value and a reactive power command value and applies it to the current controller 150 through the switch 140 (SP3). .

이때, 상기 α-β변환기(130)는, 하기의 수학식에 의해 전류 지령치를 생성 한다.At this time, the α-β converter 130 generates a current command value by the following equation.

[수학식][Equation]

이에 따라, 상기 전류 제어기(150)는 상기 α-β변환기(130)에서 출력되는 전류 지령치에 해당되는 전압 지령치를 생성하여 PWM신호 발생기(160)에 인가한다(SP4).Accordingly, the current controller 150 generates a voltage command value corresponding to the current command value output from the α-β converter 130 and applies it to the PWM signal generator 160 (SP4).

즉, 본 발명은 상용전원의 정전 또는 복전을 감지하여, 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치를, 독립 운전모드(연료전지만 운용) 또는 계통 연계 운전모드(연료전지+상용전원공급장치)로의 전환시, 동일한 제어기를 사용하여 그 전환 동작시에 발생하는 과도상태를 최소화시켜 시스템의 안정성을 향상시키도록 한 것이다. That is, the present invention is to detect the power failure or recovery of the commercial power source, the power conversion control device of the grid-associated fuel cell system, the independent operation mode (fuel cell operation only) or the grid-linked operation mode (fuel cell + commercial power supply) ), The same controller is used to improve the stability of the system by minimizing the transients occurring during the switching operation.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술 하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 계통 연계형 연료전지 시스템의 전력변환 제어장치는, 독립 운전모드와 계통 연계 운전모드시에 사용되는 제어기의 형태를 전류형으로 단일화하여 운전모드 절환시에 발생하는 과도상태를 방지함으로써, 시스템의 안정성 및 운전 성능을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the power conversion control device of the system-linked fuel cell system according to the present invention, when the operation mode is switched by unifying the type of controller used in the independent operation mode and the system-linked operation mode to the current type. By preventing the transient state, there is an effect to improve the stability and operating performance of the system.

Claims

DC / DC conversion unit for boosting the DC voltage output from the fuel cell;

An inverter for converting the DC voltage output from the DC / DC conversion unit into an AC voltage by a PWM signal;

Independent operation mode or grid linked operation mode is selected depending on whether the commercial power is out of power.

And a control unit for generating a PWM signal for controlling the switching of the inverter by using the current command value of the selected operation mode.

The method of claim 1, wherein the control unit,

A voltage controller for generating a current command value corresponding to the voltage command value;

An α-β converter for generating a current command value by performing a predetermined operation on the active power command value and the reactive power command value;

A switch for selecting a current command value generated in the voltage controller or a current command value generated in the α-β converter by a control signal;

A current controller for generating a voltage command value corresponding to the current command value input through the switch;

A PWM signal generator for selecting a duty ratio corresponding to the voltage command value and generating a PWM signal corresponding to the selected duty ratio;

And a controller for outputting a control signal for switching the switch according to whether a commercial power supply detects a power failure or a restoration of the power supply.

The method of claim 2, wherein the PWM signal generator,

Experimentally, the power conversion control device of a grid-associated fuel cell system, characterized in that it further comprises a memory in which the duty ratio corresponding to the voltage command value is stored in advance.

Detecting whether the commercial power supply is out of power or restored;

Switching to an independent operation mode when the commercial power is out of power and generating a current command value corresponding to the voltage command value;

Converting to a grid-connected operation mode when the detection of the commercial power is restored, and calculating a current command value using an active power command value and a reactive power command value;

Generating a voltage command value corresponding to the current command value;

And selecting a duty ratio corresponding to the voltage command value, and controlling an inverter with a PWM signal corresponding to the selected duty ratio.