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KR20180064670A - 무효전력보상장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

무효전력보상장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20180064670A
KR20180064670A KR1020160164802A KR20160164802A KR20180064670A KR 20180064670 A KR20180064670 A KR 20180064670A KR 1020160164802 A KR1020160164802 A KR 1020160164802A KR 20160164802 A KR20160164802 A KR 20160164802A KR 20180064670 A KR20180064670 A KR 20180064670A
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cells
cluster
cell
clusters
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Application number
KR1020160164802A
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정용호
손금태
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엘에스산전 주식회사
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Publication date
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Abstract

무효전력보상장치는 각각 복수의 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 상 클러스터와, 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하는 제어부를 포함한다. 제어부는 적어도 하나 이상의 상 클러스터 중에서 특정 상 클러스터 내의 적어도 하나의 셀이 탈락되는 경우, 변조 인덱스를 이용하여 특정 상 클러스터 이외의 나머지 상 클러스터 내의 셀의 전압을 조절하도록 제어한다.

Description

무효전력보상장치 및 그 제어 방법{Converter of an inactive power compensator and method of controlling the same}
본 발명은 무효전력보상장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 전력 수요는 급증하는데 반해, 전력생산에는 한계가 있다.
이에 따라, 생산지에서 생성된 전력을 손실 없이 안정적으로 수요지로 공급하기 위한 전력계통이 점차 중요해지고 있다.
전력조류와 계통전압, 안정도 향상을 위한 FACTS(Flexible AC Transmission System) 설비의 필요성이 대두되고 있다. FACTS 설비 중 3세대로 불리는 전력보상장치의 일종인 STATCOM(STATic synchronous COMpensator) 설비는 전력계통에 병렬로 병입되어 전력계통에서 필요로 하는 무효전력을 보상해 주고 있다.
도 1은 일반적인 전력계통시스템을 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 전력계통시스템(10)은 전력생성원(20), 전력계통(30), 부하(40) 및 다수의 무효전력보상장치(50)를 포함할 수 있다.
전력생성원(20)은 전력을 생성하는 장소나 설비를 의미하는 것으로서, 전력을 생성하는 생산자로 이해될 수 있다.
전력계통(30)은 전력생성원(20)에서 생성된 전력을 부하(40)로 송전하도록 하여 주는 전력선, 철탑, 피뢰기, 애자 등을 포함하는 일체의 설비를 의미할 수 있다.
부하(40)는 전력생성원(20)에서 생성된 전력을 소비하는 장소나 설비를 의미하는 것으로서, 전력을 소비하는 소비자로 이해될 수 있다.
무효전력보상장치(50)는 STATCOM으로서, 전력계통(30)에 연계되어 전력계통(30)으로 흐르는 전력 중에서 무효전력의 부족시 이를 보상하여 주는 장치일 수 있다.
무효전력장치(50)는 전력계통의 교류전력을 직류전력으로 변환하거나 직류전력을 교류전력으로 변환하여 줄 수 있는 컨버터를 포함한다.
컨버터는 3상 각각에 대해 서로 직렬로 연결되는 다수의 셀(cell)을 포함하는 클러스터(cluster)를 포함한다.
도 2a의 컨버터는 Y 연결로 연결되는 회로도이고, 도 3b의 컨버터는 델타 연결로 연결되는 회로도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 3상 클러스터(52) 각각에 다수의 셀(54)이 서로 직렬로 연결되는 구조를 가진다.
각 셀은 바이패스스위치가 구비되어, 특정 셀이 고장나더라도 바이패스스위치에 의해 바이패스되어 고장난 셀을 제외한 나머지 셀들은 정상적으로 사용 가능하므로, 시스템이 정상적으로 운전될 수 있다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 각 상에 포함된 셀의 개수가 동일한 경우에는 각 상의 전압, 즉 각 상에 포함된 셀들의 총 전압이 동일하므로 각 상 간 전압이 균형을 이루기 때문에 각 상에 대한 전압 균등제어가 가능하다.
하지만, 도 3b에 도시한 바와 같이, 특정 상, 예컨대 c상에 포함된 셀들 중 일부 셀이 고장(fault) 또는 탈락되는 경우 c상에 포함된 셀들의 총 전압은 a 상 또는 b상에 포함된 셀들의 총 전압보다 작게 된다. 따라서, 각 상 간 전압이 불균형하므로, 각 상에 대한 전압 균등제어가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 셀이 탈락되더라도 각 상에 대한 전압 균등제어가 가능하도록 하는 무효전력보상장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 셀의 스위칭 손실을 감소시킬 수 있도록 하는 무효전력보상장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무효전력보상장치는 각각 복수의 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 상 클러스터; 및 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 중에서 특정 상 클러스터 내의 적어도 하나의 셀이 탈락되는 경우, 변조 인덱스를 이용하여 상기 특정 상 클러스터 이외의 나머지 상 클러스터 내의 셀의 전압을 조절하도록 제어한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무효전력보상장치의 제어 방법은 각각 복수의 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 상 클러스터 중에서 특정 상 클러스터 내의 적어도 하나의 셀이 탈락되는 경우, 변조 인덱스를 이용하여 상기 특정 상 클러스터 이외의 나머지 상 클러스터 내의 셀의 전압을 조절하는 단계; 및 상기 특정 상 클러스터 내의 셀 전압과 상기 조절된 나머지 상 클러스터 내의 셀 전압을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 무효전력보상장치 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 각 상 클러스터에 여분의 셀이 구비되어, 이 여분의 셀의 개수만큼 탈락이 되더라도 각 상 클러스터 간의 전압 균형을 유지하여 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 각 상 클러스터에 포함된 셀의 스위칭 손실을 최소화하여 셀을 포함한 제1 내지 제3 상 클러스터의 수명을 연장시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일반적인 전력계통시스템을 도시한다.
도 2는 일반적인 무효전력장치의 Y 결선 및 델타 결선을 도시한 회로도이다.
도 3는 셀의 탈락 여부에 따른 상 간 전압 관계를 보여주는 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력보상장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력상장치의 델타 커넥션(delta connection)을 도시한 회로도이다.
도 6는 제1 상 클러스터를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력보상장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8는 도 7의 S140을 구체적으로 설명하는 순서도이다.
도 9는 도 7의 S170을 구체적으로 설명하는 순서도이다.
도 10는 셀의 탈락에 따른 파형 변화를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력보상장치를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력보상장치(100)은 제어부(110), 제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124) 및 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)를 포함할 수 있다.
제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
제1 상 클러스터(130)는 제1 내지 제(n+2) 셀(a1 내지 a(n+2))을 포함할 수 있다. 제2 상 클러스터(130)는 제1 내지 제(n+2) 셀(b1 내지 b(n+2))을 포함할 수 있다. 제3 상 클러스터(130)는 제1 내지 제(n+2) 셀(c1 내지 c(n+2))을 포함할 수 있다.
각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀의 개수는 (n+2)개일 수 있다.
도 6는 설명의 편의를 위해 제1상 클러스터(130)를 도시하고 있지만, 다른 상 클러스터, 즉 제2 상 클러스터(132) 및 제3 상 클러스터(134)의 구조 또한 도 6와 동일하다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 상 클러스터(130)는 서로 직렬로 연결되는 다수의 셀(a1 내지 a(n+2))을 포함할 수 있다.
각 셀(a1 내지 a(n+2))은 4개의 스위치(SLT, SLB, SRT, SRB), 4개의 다이오드(DLT, DLB, DRT, DRB) 및 커패시터(Ccell)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 스위치(SLT, SLB, SRT, SRB)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 내지 제4 스위치(SLT, SLB, SRT, SRB)는 풀브릿지 타입(full bridge type)으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 노드(n1)과 제4 노드(n4) 사이에 제1 및 제2 스위치(SLT, SLB)가 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 제1 노드와 제2 노드(n2) 사이에 제1 스위치(SLT)가 연결되고, 제2 노드(n2)와 제4 노드(n4) 사이에 제2 스위치(SLB)가 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 제1 다이오드(DLT)가 연결되고, 제2 노드(n2)와 제4 노드(n4) 사이에 제2 다이오드(DLB)가 연결될 수 있다.
또한, 제1 노드(n1)와 제4 노드(n4) 사이에 제3 및 제4 스위치(SRT, SRB)가 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 제1 노드(n1)와 제3 노드(n3) 사이에 제3 스위치(SRT)가 연결되고, 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4) 사이에 제4 스위치(SRB)가 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제1 노드(n1)와 제3 노드(n3) 사이에 제3 다이오드(DRT)가 연결되고, 제3 노드(n2)와 제4 노드(n4) 사이에 제4 다이오드(DRB)가 연결될 수 있다.
제1 및 제4 노드(n1, n4) 사이에서 제1 및 제2 스위치(SLT, SLB)로 구성되는 제1 스위치 쌍과 제3 및 제4 스위치(SRT, SRB)로 구성되는 제2 스위치 쌍은 서로 병렬로 연결될 수 있다.
제1 및 제4 노드(n1, n4) 사이에는 커패시터(Ccell)가 구비될 수 있다. 즉, 커패시터(Ccell)의 일단은 제1 노드(n1)에 연결되고, 커패시터(Ccell)의 타단은 제4 노드(n4)에 연결될 수 있다.
제2 노드(n2)에 연결된 제1 라인(LS 1)은 이전 셀의 제3 노드(n3)에 연결되고, 제3 노드(n3)에 연결된 제2 라인(LS 2)은 다음 셀의 제2 노드(n2)에 연결될 수 있다.
제1 라인(LS 1)과 제2 라인(LS 2) 사이에는 탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))가 구비될 수 있다. 즉, 탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))의 일단은 제1 라인(LS 1)의 일 영역에 연결되고, 탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))의 타단은 제2 라인(LS 2)의 일 영역에 연결될 수 있다.
제1 상 클러스터(130)의 셀(a1 내지 a(n+2)) 구조는 제2 상 클러스터(132) 및 제3 상 클러스터(134) 각각의 셀(b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 구조에 동일하게 적용될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각의 셀((a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2)), c1 내지 c(n+2))의 스위칭 제어에 의해 전력계통의 무효전력이 보상될 수 있다. 즉, 전력계통의 무효전력을 보상하여 주기 위해 전류의 위상이 전압의 위상보다 앞서는 진상 무효전력인 경우, 전류의 위상이 지연되거나 전류의 위상이 전압의 위상보다 뒤지는 지상 무효전력인 경우, 전류의 위상이 당겨질 수 있다.
제1 내지 제4 다이오드(DLT, DLB, DRT, DRB)는 제1 내지 제4 스위치(SLT, SLB, SRT, SRB) 각각으로의 역방향 전류가 흐르는 것을 차단시켜 줄 수 있다.
또는 제1 내지 제4 다이오드(DLT, DLB, DRT, DRB)는 커패시터(Ccell)를 경유하지 않는 전류 패스가 형성되도록 하여 특정 셀의 커패시터(Ccell)의 전압이 사용되지 않도록 할 수도 있다. 예컨대, 제1 셀(a1)의 제3 스위치(SRT)만 턴온되는 경우, 제1 라인(LS1), 제1 다이오드(DLT), 제3 스위치(SRT) 및 제2 라인(LS 2)으로 이루어지는 전류 패스가 형성되고, 이러한 경우 커패시터(Ccell)의 전압이 제1 상 클러스터(130)의 출력전압의 생성에 사용되지 않게 된다.
커패시터(Ccell)는 그 커패시터(Ccell)에 정해진 용량에 해당하는 전압이 최대로 충전될 수 있다. 따라서, 해당 커패시터(Ccell)에는 0V에서 그 커패시터(Ccell)에 정해된 최대전압 사이에서 충전 또는 방전될 수 있다.
탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))는 해당 셀이 고장되는 경우, 해당 셀을 사용되지 않도록 하여 줄 수 있다. 예컨대, 제1 셀(a1)이 고장나는 경우, 제1 라인(LS1)과 제2 라인(LS 2) 사이에 연결된 탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))가 턴 온 됨으로써, 제1 라인(LS1)과 제2 라인(LS 2)이 쇼트 연결될 수 있다. 따라서, 제1 라인(LS1)으로 흐르는 전류는 더 이상 제1 셀(a1)의 소자들로 흐르지 않게 되고 제2 라인(LS 2)을 통해 제2 셀(a2)로 흐르게 된다. 이와 같은 방식으로 해당 상 클러스터의 특정 셀이 탈락되는 경우, 해당 셀에 흐르는 전류를 바이패스 시키기 위해 해당 셀에 구비된 탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))가 턴 온 될 수 있다.
제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124) 각각은 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)를 제어할 수 있다.
제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124) 각각은 제1 상 내지 제3 상 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))을 제어하기 위한 제1 내지 제3 스위칭 제어신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 제1 상 클러스터 제어기(120)는 제1 상 클러스터(130) 내의 각 셀(a1 내지 a(n+2))을 제어하기 위한 제1 스위칭 제어신호를 생성할 수 있다. 제2 상 클러스터 제어기(122)는 제2 상 클러스터(132) 내의 각 셀(b1 내지 b(n+2))을 제어하기 위한 제2 스위칭 제어신호를 생성할 수 있다. 제3 상 클러스터 제어기(124)는 제3 상 클러스터(134) 내의 각 셀(c1 내지 c(n+2))을 제어하기 위한 제3 스위칭 제어신호를 생성할 수 있다.
제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)는 제어부(110)로부터 제공된 지령값 또는 제어신호를 바탕으로 제1 내지 제3 스위칭 제어신호를 생성할 수 있다.
제어부(110)는 제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(110)는 전력계통로부터 획득된 전력 상황 정보 및/또는 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각의 상태 정보 및 각 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 각각의 상태 정보를 토대로 지령값 및/또는 제어 신호를 생성하여 상기 생성된 지령값 및/또는 제어 신호를 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)로 전송할 수 있다.
전력 상황 정보는 전압 및/또는 전류 정보일 수 있다.
제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각의 상태 정보 및 각 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 각각의 상태 정보는 유선 또는 무선 통신을 통해 각 상 클러스터(130, 132, 134) 및/또는 각 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))로부터 제공받을 수 있다.
상기 제어부(110)와 상기 제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124) 사이는 유선 통신 또는 무선 통신이 가능하다.
상기 제1 상 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)와 상기 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)는 유선 또는 무선 통신이 가능하지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제어부(110)는 상위 제어기(113), 하위 제어기(116) 및 제어신호 생성기(119)를 포함할 수 있다.
상위 제어기(113)는 제1 제어기로 그리고 하위 제어기(116)는 제2 제어기로 명명될 수도 있다. 이와 달리, 하위 제어기(116)는 제1 제어기로 그리고 상위 제어기(113)는 제2 제어기로 명명될 수도 있다.
예컨대, 상위 제어기(113)는 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 간의 전압밸런싱을 제어하기 위한 클러스터 전압밸런싱 제어신호를 생성할 수 있다. 클러스터 전압밸런싱 제어신호는 제1 상 클러스터(130), 제2 상 클러스터(132) 및 제3 상 클러스터(134) 간의 전압밸런싱을 제어할 수 있다. 다시 말해, 클러스터 전압밸런싱 제어신호에 의해 제1 상 클러스터(130)의 전압, 제2 상 클러스터(132)의 전압 및 제3 상 클러스터(134)의 전압이 동일해질 수 있다.
클러스터 전압밸런싱 제어신호는 기준신호로 명명될 수도 있다.
예컨대, 하위 제어기(116)는 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각의 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 간의 전압밸런싱을 제어하기 위한 셀 전압밸런싱 제어신호를 생성할 수 있다.
셀 전압밸런신 제어신호는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 대응하는 제1 내지 제3 셀 전압밸런싱 제어신호를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제1 셀 전압밸런싱 제어신호는 제1 상 클러스터(130) 내의 각 셀(a1 내지 a(n+2)) 간의 전압밸런싱을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제1 셀 전압밸런싱 제어신호에 의해 제1 상 클러스터(130) 내의 각 셀(a1 내지 a(n+2)) 간의 최대 전압이 동일해질 수 있다.
예컨대, 제2 셀 전압밸런싱 제어신호는 제2 상 클러스터(132) 내의 각 셀(b1 내지 b(n+2)) 간의 전압밸런싱을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제2 셀 전압밸런싱 제어신호에 의해 제2 상 클러스터(132) 내의 각 셀(b1 내지 b(n+2)) 간의 전압이 동일해질 수 있다.
예컨대, 제3 셀 전압밸런싱 제어신호는 제3 상 클러스터(134) 내의 각 셀(c1 내지 c(n+2)) 간의 전압밸런싱을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제3 셀 전압밸런싱 제어신호에 의해 제3 상 클러스터(134) 내의 각 셀(c1 내지 c(n+2)) 간의 전압이 동일해질 수 있다.
제어신호 생성기(119)는 상위 제어기(113)로부터 입력된 클러스터 전압밸런싱 제어신호 및 하위 제어기(116)로부터 입력된 셀 전압밸런싱 제어신호를 바탕으로 지령값 또는 제어신호를 생성할 수 있다. 이 지령값 또는 제어신호는 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)로 전송되어, 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)에 의해 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)를 제어하기 위한 제1 내지 제3 스위칭 제어신호가 생성될 수 있다. 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)로 서로 상이한 지령값 또는 제어신호가 전송될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
본 발명에서는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 여분의 셀이 구비되어, 이 여분의 셀의 개수만큼 탈락이 되더라도 각 상 클러스터(130, 132, 134) 간의 전압 균형을 유지하여 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 사상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀의 스위칭 손실을 최소화하여 셀을 포함한 제1 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)의 수명을 연장시킬 수 있는 기술적 사상을 제공할 수 있다.
본 발명의 무효전력보상장치(100)에서 운용 가능한 교류 전압의 피크치(하기 식 2의 Vac)를 생성하기 위해서는 각 상 클러스터(130, 132, 134) 당 n개의 셀(a1 내지 an, b1 내지 bn, c1 내지 cn)이 요구될 수 있다.
하지만, 본 발명에서는 각 상 클러스터(130, 132, 134) 당 n개 셀(a1 내지 an, b1 내지 bn, c1 내지 cn)을 초과한 여분의 셀을 더 구비하여 셀의 고장 또는 탈락에 대비할 수 있다.
n개의 셀(a1 내지 an, b1 내지 bn, c1 내지 cn)을 초과한 여분의 셀을 α라고 하면, 각 상 클러스터(130, 132, 134)당 셀의 총 개수(Ncell)는 다음과 같은 식으로 나타내어질 수 있다.
[식1]
Ncell=n+α
이하에서, 본 발명과 관련한 예시로서, n은 8이고 α는 2이고 각 셀의 최대전압은 1V이며 교류전압의 피크치가 8V라고 가정하여 설명한다.
각 셀의 최대전압은 각 셀의 커패시터에 충전할 수 있는 최대전압일 수 있다.
여기서, 2개의 여분의 셀(α)은 최대 2개의 셀이 탈락되더라도, 각 상 클러스터(130, 132, 134) 간의 전압 균형을 유지한 채 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 스위칭 제어가 가능함을 의미할 수 있다. 만일 3개의 셀이 탈락되는 경우에는 더 이상 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 스위칭 제어가 불가능할 수 있다.
만일 2개 이상의 셀의 탈락이 예상되는 경우, α가 2개 이상이 되도록 설계될 수도 있다.
평상시, 즉 각 상 클러스터(130, 132, 134) 모두에 탈락이 없는 경우, 10개의 셀을 이용하여 +8V로부터 -8V로 구성되는 교류전압이 주기적으로 생성될 수 있다.
제어부(110)는 각 셀의 커패시터(Ccell)에 충전되어 있는 전압을 파악하고, 이를 바탕으로 온/오프 할 셀을 결정하여 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 출력전압을 제어한다.
예를 들어, 8V 출력을 해야 할 경우 10개의 셀이 모두 1V로 충전되어 있다면, 10개중 8개의 셀이 온되고 2개의 셀은 오프되도록 제어될 수 있다.
예를 들어 4V 출력을 해야 할 경우 10개의 셀이 각각 0.8V씩 충전되어 있을 경우, 10개 셀 중 5개는 온되고 5개는 오프되도록 제어될 수 있다.
상기 예는 모든 셀의 전압이 동일하다는 가정이지만, 각 셀의 전압은 계속적으로 변하며 서로 다르기 때문에 정밀한 셀의 온/오프 제어가 필요하다.
이때, 10개의 셀 모두가 선택되지 않는 경우, 예컨대 5개의 셀이 선택되는 경우, 해당 5개의 셀이 항상 동일하게 선택되지 않고 항상 가변적으로 선택될 수 있다.
예컨대, 각 상에 10개의 셀 중에서 5개의 셀이 선택되는 경우, 어떠한 경우에는 제1 내지 제5 셀이 선택될 수도 있고, 어떠한 경우에는 제2, 제4, 제6, 제8 및 제10 셀이 선택될 수도 있다.
따라서, 평상시에는 각 상마다 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀들(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 중에서 동일한 개수의 셀들, 즉 각 상 클러스터(130, 132, 134) 당 10개의 셀을 이용하여 교류전압을 생성할 수 있으므로, 각 상은 동일한 조건 하에서 전압 균등제어가 가능하다.
만일 특정 상, 예컨대 제2 상 클러스터(132)에 포함된 셀 중에서 하나의 셀이 탈락되는 경우, 제2 상 클러스터(132)는 (n+1)개의 셀(b1 내지 b(n+1))이 교류전압을 생성하는데 사용되는데 반해, 제1 상 클러스터(130)나 제3 상 클러스터(134)는 (n+2)개의 셀(a1 내지 a(n+2), c1 내지 c(n+2))이 교류전압을 생성하는데 사용될 수 있다.
예컨대, 제2 상 클러스터(132)에 포함된 제3 셀(b3)이 탈락되는 경우, 제2 상 클러스터(132)의 제3 셀(b3)은 더 이상 사용이 불가능해지고, 이에 따라, 제3 셀(b3)에 연결된 탈락 스위치(136_3)가 턴온됨으로써 제3 셀(b3)이 바이패스될 수 있다. 이러한 경우, 제2 상 클러스터(132)에는 9개의 셀(b1, b2, b4 내지 b9)만이 사용 가능한데 반해, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각은 10개의 셀(a1 내지 a10, c1 내지 c10)이 사용 가능하다.
이러한 경우, 제2 상 클러스터(132)의 출력전압은 9개의 셀(b1, b2, b4 내지 b9)을 이용하여 생성되는데 반해, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각의 출력전압은 10개의 셀(a1 내지 a10, c1 내지 c10)을 이용하여 생성될 수 있다. 본 발명에서는 변조 인덱스(MI: modulation index)를 이용하여 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터, 예컨대 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134)의 변조 인덱스를 탈락이 발생된 상 클러스터, 예컨대 제2 상 클러스터(132)의 변조 인덱스와 동일하게 조절함으로써, 각 셀의 스위칭 손실을 줄일 수 있다.
변조 인덱스는 제어부(110)에서 산출될 수 있다.
변조 인덱스는 다음과 같은 식에 의해 산출될 수 있다.
[식2]
MI=Vac/Vdc
Vac는 무효전력보상장치(100)에서 운용 가능한 최대 피크전압로서, 전력계통의 전압에 의존될 수 있다. 즉, 전력계통의 전압을 고려하여 무효전력보상장치(100)에서 운용 가능한 최대 피크전압이 산정되고, 이 최대 피크전압보다 큰 전압을 생성할 수 있도록 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 개수가 정해질 수 있다. 따라서, 각 상의 정해진 개수의 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))을 이용하여 최대 피크 전압 내의 출력 전압을 생성할 수 있도록 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))의 온/오프를 제어할 수 있다.
예컨대, Vac가 8V이고 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀 하나당 최대전압이 1V인 경우, 8개 이상의 셀이 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 구비될 수 있다. 도 5에서 n이 8(a1 내지 a8, b1 내지 b8, c1 내지 c8)인 경우, 여분의 셀 개수 2를 포함하여 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 총 셀의 개수는 10개(a1 내지 a10, b1 내지 b10, c1 내지 c10)일 수 있다.
Vdc는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2)) 중에서 사용 가능한 건전한 셀의 최대전압의 합일 수 있다. 탈락이 없는 셀은 사용 가능한 건전한 셀이고, 탈락이 발생한 셀은 사용 불가능한 셀일 수 있다. 탈락이 발생한 셀은 탈락 스위치(136_1 내지 136_(n+2))의 턴온에 의해 바이패스된 셀일 수 있다.
예컨대 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀 하나당 최대전압이 1V인 경우, 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 10개의 셀을 구비하게 되고 모든 셀이 사용 가능한 건전한 셀일 경우 Vdc는 10V가 된다. 평상시에는 각 상 클러스터(130, 132, 134)마다 10개의 셀(a1 내지 a10, b1 내지 b10, c1 내지 c10) 모두가 사용 가능하므로, 제1 내지 제3 변조 인덱스(MIa, MIb, MIc) 각각은 8/10=0.8일 수 있다.
제1 변조 인덱스는 제1 상 클러스터(130)를 대상으로 산출된 값이고, 제2 변조 인덱스는 제2 상 클러스터(132)를 대상으로 산출된 값이며, 제3 변조 인덱스는 제3 상 클러스터(134)를 대상으로 산출된 값일 수 있다.
이에 반해, 비정상시, 즉 특정 상 클러스터 내에 포함된 셀 중 적어도 하나의 특정 셀이 탈락된 경우, 특정 상 클러스터에 대한 변조 인덱스의 값은 평상시에 특정 상 클러스터에 대한 변조 인덱스의 값과 상이하다.
예컨대, 제2 상 클러스터(132) 내의 제3 셀(b3)이 탈락되고 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 모두에는 어떠한 셀의 탈락도 없는 경우, 제1 변조 인덱스(Mia) 및 제3 변조 인덱스(Mic) 각각은 0.8(=8/10)이고, 제2 변조 인덱스(MIb)는 8/9(=8/9)=0.89일 수 있다.
따라서, 제2 상 클러스터(132)에 대한 제2 변조 인덱스가 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 대한 제2 및 제3 변조 인덱스보다 커지게 된다. '
변조 인덱스가 커진다는 것은 시스템의 제어 안정도가 좋지 않게 된다는 것을 의미할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(110)는 제1 상 클러스터(130)의 제1 변조 인덱스 및 제3상 클러스터(134)의 제3 변조 인덱스를 셀 탈락에 따라 변조 인덱스가 변경된 제2상 클러스터(132)의 제2 변조 인덱스와 동일해질 수 있도록 제1상 클러스터(130) 및 제3상 클러스터(134)의 셀 전압을 조절할 수 있다.
제어부(110)는 제1 내지 제3 변조 인덱스를 이용하여 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터의 사용 가능한 건전한 셀 각각의 전압을 탈락이 발생한 상 클러스터의 사용 가능한 건전한 셀 각각의 전압보다 작게 조절할 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)에 대한 인덱스 중에서 제2 상 클러스터(132)에 대한 변조 인덱스가 가장 크다. 이러한 경우, 하나의 셀이 탈락된 제2 상 클러스터(132)의 10개의 셀 중에서 9개의 셀이 사용 가능한데 반해, 다른 상 클러스터, 즉 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에는 10개의 셀 모두 사용 가능하다.
따라서, 제2 상 클러스터(132)에 포함된 셀 각각은 평상시와 마찬가지로 제1 전압인 1V가 그대로 사용 가능하지만, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 포함된 셀 각각은 적어도 제1 전압보다 작은 제2 전압으로 작아질 수 있다.
제2 상 클러스터(132)는 제1 전압을 갖는 셀들을 이용하여 교류전압의 최대치를 생성하고 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각은 제2 전압을 갖는 셀들을 이용하여 교류전압의 최대치를 생성함으로써, 각 상 클러스터(130, 132, 134) 간의 전압이 균형을 이룰 수 있다.
정리하면, 제2 상 클러스터(132)에 포함된 특정 셀이 탈락되는 경우, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 포함된 (n+2)개의 셀(a1 내지 a(n+2), c1 내지 c(n+2)) 각각의 전압을 기 설정된 전압보다 작게 조절될 수 있다. 이와 같이 조절된 전압을 갖는 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 포함된 (n+2)개의 셀(a1 내지 a(n+2), c1 내지 c(n+2))을 이용하여 제2 상 클러스터(132)에 포함된 (n+1)개의 셀(b1 내지 b(n+2))에 의해 생성 가능한 최대값, 즉 교류전압의 피크치가 생성될 수 있다. 여기서 기 설정된 전압은 평상시에 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각에 포함된 (n+2)개의 셀(a1 내지 a(n+2), c1 내지 c(n+2)) 각각의 제1 전압일 수 있다.
제2 상 클러스터(132) 내의 셀 탈락시 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 포함된 (n+2)개의 셀(a1 내지 a(n+2), c1 내지 c(n+2)) 각각의 전압을 얼마나 작게 할 것인지에 대한 전압 강하 폭은 제2 상 클러스터(132)에 포함된 셀이 얼마나 탈락하느냐에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 제2 상 클러스터(132)에 포함된 셀이 보다 많이 탈락할수록 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 포함된 (n+2)개의 셀 각각의 전압은 더 작아질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 변조 인덱스를 이용하여 탈락 발생시 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터 내의 셀의 전압을 조절하여 줌으로써, 각 상 클러스터의 전압 균형을 맞춰줄 수 있어 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명은 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터 내의 셀 전압을 보다 낮게 조절하여 줌으로써, 해당 셀의 스위칭 손실을 줄여 해당 상 클러스터의 수명을 늘려줄 수 있다.
이하에서는 이상과 같이 구성된 무효전력보상장치(100)의 제어 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력보상장치의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 도 4 및 6을 참조하면, 제어부(110), 구체적으로 상위 제어기(113)는 변조 인덱스를 산출할 수 있다(S140).
변조 인덱스는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀들(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))의 탈락 개수를 고려하여 산출될 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 상위 제어기(113)는 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각으로부터 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각의 상태 정보 및 각 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))의 상태 정보를 수신할 수 있다(S142).
상위 제어기(113)는 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134) 각각의 상태 정보 및 각 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))의 상태 정보를 토대로 특정 상 클러스터 내의 셀 탈락이 있는지를 확인할 수 있다(S144).
상위 제어기(113)는 특정 상 클러스터 내의 셀 탈락 존재 여부를 바탕으로 각 상 클러스터(130, 132, 134) 별로 변조 인덱스를 산출할 수 있다(S146).
변조 인덱스는 식 2에 의해 산출될 수 있다.
예컨대, 각 상 클러스터(130, 132, 134)당 셀의 총 개수(Ncell)가 10개이고, 여유분의 셀 개수는 2이며, 각 셀의 최대전압은 1V이며, 교류전압의 피크치가 8V라고 가정하여 설명한다.
이러한 경우, 제2 상 클러스터(132)의 셀(b1 내지 b10) 중 2개의 셀이 탈락된 경우, 변조 인덱스는 다음의 표1과 같이 산출될 수 있다.
변조 인덱스 변조 인덱스
MIa 8/10=0.8
MIb 8/8=1
MIc 8/10=0.8
다시 도 7을 참조하면, 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 대한 변조 인덱스가 산출되면, 상위 제어기(113)는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 대한 변조 인덱스가 동일한지를 판단할 수 있다(S150).
만일 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 대한 변조 인덱스가 동일한 경우(MIa= MIb= MIc), 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 복수의 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))을 이용하여 무효전력이 보상될 수 있다.
즉, 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 대한 변조 인덱스가 동일한 경우, 상위 제어기(113)는 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))의 전압의 합을 토대로 클러스터 전압밸런싱 제어신호, 즉 기준신호를 생성할 수 있다. 아울러, 하위 제어기(116)는 상위 제어기(113)의 제어를 받아 셀 전압밸런싱 제어신호를 생성할 수 있다.
제어신호 생성기(119)는 클러스터 전압밸런싱 제어신호 및 셀 전압밸런싱 제어신호를 바탕으로 지령값 또는 제어신호를 생성할 수 있다. 이 지령값 또는 제어신호는 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)로 전송되어, 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)에 의해 제1 상 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)를 제어하기 위한 제1 내지 제3 스위칭 제어신호가 생성될 수 있다.
따라서, 제1 내지 제3 스위칭 제어신호에 따라 각 상 클러스터(130, 132, 134) 내의 셀이 스위칭 제어됨으로써, 무효전력이 보상될 수 있다(S160).
한편, 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 대한 변조 인덱스가 동일하지 않은 경우, 상위 제어기(113)는 각 상 클러스터(130, 132, 134) 별로 각 셀(a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2))에 대한 오프셋값을 산출할 수 있다(S170).
도 9에 도시한 바와 같이, 상위 제어기(113)는 각 상 클러스터(130, 132, 134) 별로 건전한 셀의 개수를 확인할 수 있다(S171).
여기서, 건전한 셀은 탈락이 발생되지 않은 사용 가능한 셀을 의미할 수 있다. 표 1을 참조하면, 제1 상 클러스터(130)와 제3 상 클러스터(134)에는 어떠한 셀도 탈락되지 않았으므로, 제1 상 클러스터(130)와 제3 상 클러스터(134) 각각은 10개의 셀(a1 내지 a10, c1 내지 c10) 모두 건전한 셀이다.
이에 반해, 제2 상 클러스터(132)에 포함된 셀(b1 내지 b(n+2)) 중 2개의 셀이 탈락되었으므로, 제2 상 클러스터(132)는 8개의 셀이 건전한 셀이다.
상위 제어기(113)는 건전한 셀의 개수를 확인한 후, 건전한 셀의 개수가 최소인 상 클러스터를 확인할 수 있다(S173)
따라서, 제2 상 클러스터(132)가 건전한 셀의 개수가 최소인 상 클러스터가 될 수 있고, 이때의 최소 셀의 개수는 8이 될 수 있다.
상위 제어기(113)는 각 상 클러스터(130, 132, 134) 별로 건전한 셀의 개수에서 최소 셀의 개수를 감산할 수 있다(S175)
따라서, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각은 (10-8)=2가 되고, 제2 상 클러스터(132)는 (8-8)=0이 될 수 있다.
상위 제어기(113)는 상기 감산 결과를 각 상 클러스터(130, 132, 134)에 포함된 셀의 총 개수로 나누어줄 수 있다(S177).
따라서, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각은 2/10=0.2가 되고, 제2 상 클러스터(132)는 0/10=0이 될 수 있다.
상위 제어기(113)는 상기 나누어진 결과를 각 셀의 전압을 곱하여 각 상 클러스터(130, 132, 134) 별로 오프셋값을 산출할 수 있다(S179).
따라서, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각은 0.2*1=0.2의 오프셋값이 산출되고, 제2 상 클러스터(132)는 0*1=0의 오프셋값이 산출될 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 상위 제어기(113)는 상기 산출된 오프셋값을 하위 제어기(116)로 전달할 수 있다.
하위 제어기(116)는 오프셋값을 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터 내의 각 셀의 전압에 반영할 수 있다(S180).
이와 같은 반영의 결과, 하위 제어기(116)는 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터, 예컨대 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각의 셀 전압에서 오프셋값을 감산한 전압값으로 조절할 수 있다.
예컨대, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각의 셀의 전압은 1V-0.2V=0.8V로 조절될 수 있다. 탈락이 발생된 상 클러스터, 즉 제2 상 클러스터(132)의 셀의 전압은 오프셋값이 0이므로, 기존 전압값, 즉 1V로 그대로 유지될 있다.
하위 제어기(116)는 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에 대해서는 상기 조절된 셀의 전압을 토대로 셀 밸런싱 제어신호를 생성하고, 제2 상 클러스터(132)에 대해서는 기존의 전압값을 토대로 셀 밸런싱 제어신호를 생성할 수 있다.
한편, 하위 제어기(116)는 상위 제어기(113)에서 클러스터 밸런싱 제어신호, 즉 기준신호를 생성하는데 사용되도록 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 에너지를 산출하여 상위 제어기(113)로 전달할 수 있다.
평균 전력은 다음의 식3으로 나타내어질 수 있다.
[식3]
Figure pat00001
Pave는 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 평균전력인 에너지를 나타내고, Vcell은 셀의 전압을 나타내며, Voffset은 오프셋값을 나타낼 수 있다.
상위 제어기(113)는 하위 제어기(116)로부터 전달된 각 상 클러스터(130, 132, 134)의 에너지를 바탕으로 기준신호를 생성할 수 있다.
이때, 제2 상 클러스터(132)에는 오프셋값이 0이 되므로, 에너지가 제2 상 클러스터(132)에 탈락이 발생되기 이전과 동일하다.
이에 반해, 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각에는 0.2V의 오프셋값이 존재하므로, 제2 상 클러스터(132)에 탈락이 발생되기 전의 에너지보다 큰 에너지를 가지게 된다.
상위 제어기(113)는 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각의 에너지가 증가됨에 따라, 이러한 에너지의 증가분을 바탕으로 기준신호를 생성할 수 있다.
이에 따라, 특정 상 클러스터, 예컨대 제2 상 클러스터(132)에 탈락이 발생되는 경우, 변조 인덱스를 이용한 오프셋 값을 산출하여 오프셋값을 고려하여 제1 상 클러스터(130) 및 제3 상 클러스터(134) 각각의 셀(a1 내지 a(n+2), c1 내지 c(n+2)) 전압이 보다 낮게 조절될 수 있다(S183).
제어신호 생성기(119)는 하위 제어기(116)로부터 전달된 셀 밸런싱 제어신호와 상위 제어기(113)로부터 전달된 클러스터 밸런싱 제어신호, 즉 기준신호를 토대로 지령값 또는 제어신호를 생성하여 상기 생성된 제어신호를 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)로 전송할 수 있다. 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기(120, 122, 124)는 제어부(110)로부터 전송된 제어신호를 바탕으로 제1 내지 제3 스위칭 제어신호를 생성하여, 상기 제1 내지 제3 스위칭 제어신호 각각을 제1 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)로 전달할 수 있다. 제1 내지 제3 상 클러스터(130, 132, 134)는 제1 내지 제3 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 제어될 수 있다.
정리하면, 오프셋값을 고려하여 탈락이 발생되지 않은 상 클러스터의 셀 전압은 보다 낮게 조절되고 탈락이 발생된 상 클러스터의 셀 전압은 그대로 유지되도록 한 후, 해당 상 클러스터의 셀의 스위칭 제어를 통해 무효전력이 보상될 수 있다(S186).
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 컨버터 시스템
110: 제어부
113: 상위 제어기
116: 하위 제어기
119: 제어신호 생성기
120, 122, 124: 클러스터 제어기
130, 132, 134: 클러스터
a1 내지 a(n+2), b1 내지 b(n+2), c1 내지 c(n+2): 셀

Claims (19)

  1. 전력계통에 연계되어 상기 전력계통의 무효전력을 보상하기 위한 무효전력보상장치에 있어서,
    각각 복수의 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 상 클러스터; 및
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 중에서 특정 상 클러스터 내의 적어도 하나의 셀이 탈락되는 경우, 변조 인덱스를 이용하여 상기 특정 상 클러스터 이외의 나머지 상 클러스터 내의 셀의 전압을 조절하도록 제어하는 무효전력보상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변조 인덱스는 다음 식에 의해 산출되는 무효전력보상장치.
    MI=Vac/Vdc
    단, MI는 변조 인덱스를 나타내고, Vac는 상기 무효전력보상장치에서 운용 가능한 최대 피크전압을 나타내며, Vdc는 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터에 포함된 셀 중에서 사용 가능한 건전한 셀의 전압의 합을 나타냄.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 셀은 상기 무효전력보상장치에서 운용 가능한 최대 피크전압을 생성할 수 있는 n개의 셀과 탈락을 고려한 여분의 셀을 포함하는 무효전력보상장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 여분의 셀만큼 탈락되더라도, 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 간의 전압 균형이 유지되도록 제어하는 무효전력보상장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에 대한 변조 인덱스를 산출하여, 상기 산출된 변조 인덱스가 동일한 경우 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터에 포함된 셀을 이용하여 무효전력을 보상하도록 제어하는 무효전력보상장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 변조 인덱스가 동일하지 않은 경우 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 별로 오프셋값을 산출하고, 상기 산출된 오프셋값을 상기 나머지 상 클러스터 각각의 셀의 전압에 반영시키는 무효전력보상장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각의 건전한 셀의 개수를 바탕으로 건전한 셀의 개수가 최소인 상 클러스터를 결정하고, 상기 결정된 상 클러스터의 셀의 최소 개수를 바탕으로 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 별로 오프셋값을 산출하는 무효전력보상장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에서 건전한 셀의 개수에서 상기 결정된 상 클러스터의 셀의 최소 개수를 감산하고,
    상기 감산 결과를 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에 포함된 셀의 총 개수로 나누어주며,
    상기 나누어진 결과를 각 셀의 전압을 곱하여 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에서의 오프셋값을 산출하는 무효전력보상장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 오프셋값을 이용하여 상기 나머지 상 클러스터 각각의 셀 전압을 낮게 조절시키는 무효전력보상장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 오프셋값을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하기 위한 기준신호를 생성하는 무효전력보상장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기준신호를 바탕으로 제어신호를 생성하고,
    상기 제어신호를 바탕으로 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각을 제어하기 위한 제1 내지 제3 스위칭 제어신호 각각을 생성하는 제1 내지 제3 상 클러스터 제어기를 더 포함하는 무효전력보상장치.
  12. 전력계통에 연계되어 상기 전력계통의 무효전력을 보상하기 위한 무효전력보상장치의 제어 방법에 있어서,
    각각 복수의 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 상 클러스터 중에서 특정 상 클러스터 내의 적어도 하나의 셀이 탈락되는 경우, 변조 인덱스를 이용하여 상기 특정 상 클러스터 이외의 나머지 상 클러스터 내의 셀의 전압을 조절하는 단계; 및
    상기 특정 상 클러스터 내의 셀 전압과 상기 조절된 나머지 상 클러스터 내의 셀 전압을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 단계를 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 셀은 상기 무효전력보상장치에서 운용 가능한 최대 피크전압을 생성할 수 있는 n개의 셀과 탈락을 고려한 여분의 셀을 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 여분의 셀만큼 탈락되더라도, 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 간의 전압 균형이 유지되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에 대한 변조 인덱스를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 변조 인덱스가 동일한 경우 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터에 포함된 셀을 이용하여 무효전력을 보상하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 산출된 변조 인덱스가 동일하지 않은 경우 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각의 건전한 셀의 개수를 바탕으로 건전한 셀의 개수가 최소인 상 상 클러스터를 결정하는 단계;
    상기 결정된 상 클러스터의 셀의 최소 개수를 바탕으로 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 별로 오프셋값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 오프셋값을 이용하여 상기 나머지 상 클러스터 각각의 셀 전압을 낮게 조절시키는 단계를 더 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 오프셋값을 산출하는 단계는,
    상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에서 건전한 셀의 개수에서 상기 결정된 상 클러스터의 셀의 최소 개수를 감산하는 단계;
    상기 감산 결과를 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에 포함된 셀의 총 개수로 나누어주는 단계; 및
    상기 나누어진 결과를 각 셀의 전압을 곱하여 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각에서의 오프셋값을 산출하는 단계를 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 산출된 오프셋값을 이용하여 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터를 제어하기 위한 기준신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기준신호를 바탕으로 상기 제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제어신호를 바탕으로 상기 적어도 하나 이상의 상 클러스터 각각을 제어하기 위한 제1 내지 제3 스위칭 제어신호 각각을 생성하는 단계를 더 포함하는 무효전력보상장치의 제어 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105811794B (zh) * 2016-05-06 2018-03-30 上海海事大学 多电平逆变器的参考电压信号重构的容错控制方法
KR101923690B1 (ko) * 2016-11-11 2018-11-29 엘에스산전 주식회사 전력보상장치의 서브모듈성능시험을 위한 합성시험회로 및 그 시험방법
US11121551B2 (en) * 2018-08-23 2021-09-14 Smart Wires Inc. Modular time synchronized injection modules
WO2020136698A1 (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 三菱電機株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642275A (en) 1995-09-14 1997-06-24 Lockheed Martin Energy System, Inc. Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources
US5986909A (en) * 1998-05-21 1999-11-16 Robicon Corporation Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass
US6072302A (en) * 1998-08-26 2000-06-06 Northrop Grumman Corporation Integrated control system and method for controlling mode, synchronization, power factor, and utility outage ride-through for micropower generation systems
BR9907351A (pt) * 1999-12-22 2001-08-07 Ericsson Telecomunicacoees S A Método e circuito de controle para retificador do tipo elevador trifásico de três nìveis
CA2752816A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Abb Research Ltd. A hybrid distribution transformer with an integrated voltage source converter
JP5676919B2 (ja) * 2010-05-25 2015-02-25 株式会社東芝 電力変換装置
KR101149203B1 (ko) 2010-07-01 2012-05-25 한국전력공사 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치 및 방법
US8866340B2 (en) * 2011-05-04 2014-10-21 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Supercapacitor-based grid fault ride-through system
WO2014023334A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 Abb Ab Method and device for controlling a multilevel converter
US8976554B2 (en) * 2012-09-18 2015-03-10 Siemens Corporation Control for fault-bypass of cascaded multi-level inverter
JP6012387B2 (ja) * 2012-10-12 2016-10-25 株式会社日立製作所 電力変換装置及び電力変換方法
WO2014146721A1 (en) * 2013-03-22 2014-09-25 Abb Ab Bipolar double voltage cell and multilevel converter with such a cell
JP6158099B2 (ja) * 2014-01-07 2017-07-05 株式会社日立製作所 電力変換装置およびその制御方法
GB201610369D0 (en) * 2016-06-15 2016-07-27 Rolls Royce Plc Control of an electrical converter
CN106026121A (zh) * 2016-06-24 2016-10-12 黑龙江特通电气股份有限公司 低压补偿通用型控制器

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