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다중기기 전력 계통의 선형화: 모델링과 제어-문헌 연구

전문가 제언: ○ 일반적으로 전력계통과 같이 복잡하고 대규모의 시스템을 효율적으로 제어하기 위해서는, 복잡하더라도 정확한 비선형 모델을 얻어서 그에 따른 복잡한 제어기를 설계하는 방법과 모델 자체를 선형화하고 적절한 차수로 감차(order reduction)하여 간단하게 얻어낸 후 그에 따른 제어기를 설계하는 방법이 있다. 전자의 경우는 정확한 제어가 가능하다는 장점을 가지지만 모델링과 제어기 설계 자체가 매우 복잡하고 차수가 높아지므로 후자의 경우가 더욱 널리 적용된다. 본 논문에서는 후자의 경우를 적용하여 다중기기 전력계통을 모델링하는 3가지 방법을 다루고 있다.

○ 본 논문에서 제시되고 있는 3가지 선형화 기법 자체는 전력계통 방면의 연구결과가 아니라 비선형 시스템, 비선형 제어이론 방면에서 발전된 연구결과이다. 원점과 그 근처의 좁은 영역에서 비선형 시스템을 테일러 급수 전개하여 마치 선형인 것처럼 취급하는 SLT 방법은 간단하다는 장점이 있으나, 선형화를 수행했던 동작점 주위를 벗어나면 더 이상 선형으로 취급할 수 없는 비선형 특성이 나타나게 되므로 제어 실패로 이어질 수 있다는 단점이 있다.

○ DFL와 DGT 방법의 경우, 제어기에서 피드백 항을 설계하여 시스템의 비선형적인 특성을 상쇄하거나 좌표변환을 통해 선형계를 얻어내는 방법인데 이 방법들은 완전히 비선형 특성을 없애버린다는 점에서 이론적으로 매우 명확하다는 장점이 있다. 반면, 실제 제어 문제에서 시스템에 불확실성(uncertainty)이 있는 경우 비선형성이 완전히 상쇄되지 못하고 잔류한다거나 불확실성이 좌표 변환되는 과정에서 예상치 못한 영향을 미칠 수 있다는 단점이 있다. 잔류된 비선형성의 특성에 따라 폐루프계가 불안정해질 수도 있는 것이다.

○ 본 논문은 다중기기 전력계통에 집중하여 3가지 선형화 방법을 적용하고 실제 모델을 얻어내는 과정을 상세하게 기술하고 있으며, 매 결과는 모의실험으로 확인시켜 주고 있으므로, 관련 연구자들이 실제 현업에서의 모델링과 제어문제에 비교적 쉽게 적용할 수 있으리라 기대된다.

저자: N.Yadaiah, N. Venkata Ramana
자료유형: 학술정보