Abstract
When input parameters like gas volume or load of the fuel cell system is changed, the fuel cell system can generate transient voltage disturbances. In this paper, a fuel cell system with Z-source inverter and ultracapacitors for voltage disturbance compensation is proposed. The structure of Z-source inverter is simple. It has unique features that can boost/buck input voltage with a DC/DC converter using only a modified switching pattern. The characteristics of the proposed topologies for the fuel cell system with Z-source inverter and ultracapacitors are analyzed using simulation, and verified by experiments. The simulation and experimental results show that the proposed system is capable of operating with stable response to the system transient and voltage disturbances.
연료전지 시스템은 가스양 등 연료전지의 입력조건 변동 시, 또는 부하 변동 시와 같은 외부적인 영향에 의해서 과도상태 전압 왜란이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 연료전지 출력전압의 왜란 보상을 위해 Z-소스 인버터와 울트라커패시터를 포함한 다양한 연료전지 시스템 회로방식을 제안하였다. Z-소스 인버터의 구조는 매우 간단하며 DC/DC 컨버터의 사용 없이 스위칭 패턴만을 제어하여 전압을 승/강압 할 수 있는 특징을 갖고 있다. 2-소스 인버터와 울트라커패시터를 포함하여 제안된 여러 가지 회로방식을 시뮬레이션을 통하여 특성을 분석하고 실험을 통하여 확인하였으며, 제안된 시스템이 전압 왜란에 대해 안정된 응답을 갖는 것을 확인하였다.