KR100497768B1 - 정적 보상기의 전압제어기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 무효전력 명령치만큼 무효전력을 공급하면서 고유의 전압제어특성을 유지하는 정적 보상기의 전압제어기에 있어서, 상시 제어시에는 동일한 특성 전압제어신호를 발생하는 로패스 필터와, 계통 사고시에는 추종의 상하한치를 제한하여 피드 포워드로 신속한 제어를 수행할 수 있도록 하는 제어신호 상하한 제어기로 구성됨과 더불어, 전압제어명령을 계통전압에 추종시켜 정적 보상기가 부하로 동작하지 않고, 계통전압 변화에 대해 동일한 특성을 유지하도록 하는 전압 명령 추종부와; PI 제어기와, 드롭 제어기 및, 상기 정적 보상기가 상시에 0[MVAR]이 아닌 무효전력을 공급하면서 전압제어특성을 유지하도록 하는 Qref로 구성된 드롭 제어부를 구비하여 구성된다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은, 계통전압을 추종하는 전압 명령치를 갖도록 하고, 간단한 로패스 필터와 제어신호 상하한 제한기로 간단히 구성되어, 계통 사고시에도 정적 보상기의 과도특성을 유지하면서, 상시에 부하로 동작하지 않고 계통의 전압을 보상함으로써, 정적 보상기 시스템의 활용도를 높일 수 있다.

Description

정적 보상기의 전압제어기{A VOLTAGE CONTROLLER OF STATIC COMPENSATOR}
본 발명은, 무효전력 명령치를 갖는 정적 보상기(STATCOM; Static compensator)의 전압제어기에 관한 것으로, 특히 전력계통의 전압을 제어하여 안정적인 전력을 수요자에게 공급함과 더불어, 정적 보상기의 이용률을 높이기 위한 전력품질 향상기기인 정적 보상기의 전압제어기에 관한 것이다.
도 1은, 일반적으로 전력계통 전압보상을 위해 운용하는 정적 보상기를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 정적 보상기는, 전압제어기(310)와 무효전력 제어기(320)로 구성되는 정적 보상기의 제어기(10)와, 이 정적 보상기의 제어기(10)로부터의 제어신호로 구동되는 인버터(20) 및, 계통모선(60)과의 연결을 위해 설치되는 변압기(30)를 구비하여 구성된다.
또한, 정적 보상기는 각각 전압과 무효전력을 제어하기 위해, CT(40) 및 PT(50)로부터 전류 및 전압신호를 그 입력으로 받고 있다.
더욱이, 정적 보상기의 대부분을 차지하고 있는 주요 구성품은 인버터(20)인데, 이는 정적 보상기의 제어기로부터의 제어신호를 변환하여 전력전자소자의 게이트를 구동하여 3상의 전압을 발생시키기 위함이다.
한편, 본 발명의 범위는 정적 보상기의 전압제어기에 대한 개선방법이기 때문에, 인버터의 설명은 생략한다.
정적 보상기의 제어기는, 통상 전압제어기와 무효전력 제어기로 구성되는데, 먼저 전압 명령치와 계통전압과의 오차가 전압제어기에 입력, 연산되어 출력으로 전류 명령치를 발생시킨다.
무효전력 제어기는 전류제어를 통해 이루어지므로, 전류 명령치를 그 무효전력 제어기의 입력으로 받는다. 그리고, 무효전력 제어기는 정적 보상기 전류를 궤환받아 출력으로 인버터의 제어신호를 발생시킴으로써, 정적 보상기의 전압 및 전류를 제어하게 된다.
도 2는 정적 보상기의 제어기(10)중 전압제어기(310)의 구성도로서, PI 제어기(311)와 드롭 제어기(312)를 나타내고 있다.
한편, 계통은 매우 큰 전압원으로 생각할 수 있기 때문에, 계통전압은 다수의 전압보상기가 상호 협조하여 제어한다. 따라서, 1~2개의 정적 보상기가 다른 기기와의 상호 협조없이 동작될 경우, 제어 명령치에 맞게 과부하로 동작될 뿐, 계통 전압전체를 제어하지는 못한다. 여기서, 다른 기기와 상호 협조하기 위해서 필요한 것이 드롭값의 설정이다.
도 4는, 도 2에 의한 전압제어에 따른 드롭 특성파형이다. 여기서, 정적 보상기의 전압 명령치가 V0이고, 계통전압이 Y만큼 변했을 때, 정적 보상기는 100% MVAR 변화가 있었다면, 이 정적 보상기의 드롭은 Y%가 된다.
그런데, 정적 보상기는 계통의 전압을 안정화시키는데 매우 유용한 설비이지만, 실제 한전에서는 낮과 밤에 부하가 변동함에 따라 운용하는 계통전압이 달라지게 된다. 즉, 낮에는 전압을 높게 운전하고, 밤에는 전압을 낮게 운전한다. 만약, 이 때 정적 보상기의 전압 명령치를 바꾸지 않고 운전하게 되면, 정적 보상기 전압 명령치는 낮에는 계통전압보다 낮기 때문에, 계통전압을 낮추기 위해 유도성 부하로 동작하게 된다.
즉, 용량성 부하로 동작하여 계통에 기여하지 못하고, 오히려 부하처럼 동작하게 된다. 이에 따라, 정적 보상기가 부하로 작용할 경우, 부하로 작용하는 용량만큼 다시 다른 설비로 보상해야 하는 비합리적인 현상이 발생하게 된다.
따라서, 전력계통의 전압보상을 위해 설치되는 정적 보상기가 송전선의 전압이 일정하지 않기 때문에, 그 본래의 목적대로 전압을 보상하지 못하고 부하처럼 동작하여 오히려 역효과를 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 계통전압이 밤과 낮, 계절에 따라 가변 되더라도 계통전압의 변동에 따른 전압보상을 정상적으로 수행하여 계통의 신뢰성을 향상시키기 위한 무효전력 명령치를 갖는 STATCOM의 전압제어기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 무효전력 명령치만큼 무효전력을 공급하면서 고유의 전압제어특성을 유지하는 정적 보상기의 전압제어기에 있어서, 상시 제어시에는 동일한 특성 전압제어신호를 발생하는 로패스 필터와, 계통 사고시에는 추종의 상하한치를 제한하여 피드 포워드로 신속한 제어를 수행할 수 있도록 하는 제어신호 상하한 제어기로 구성됨과 더불어, 전압제어명령을 계통전압에 추종시켜 상기 정적 보상기가 부하로 동작하지 않고, 계통전압 변화에 대해 동일한 특성을 유지하도록 하는 전압 명령 추종부와; PI 제어기와, 드롭 제어기 및, 상기 정적 보상기가 상시에 0[MVAR]이 아닌 무효전력을 공급하면서 전압제어특성을 유지하도록 하는 Qref로 구성된 드롭 제어부를 구비하여 구성된다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은, 계통전압을 추종하는 전압 명령치를 갖도록 하고, 간단한 로패스 필터와 제어신호 상하한 제한기로 간단히 구성되어, 계통 사고시에도 정저거 보상기의 과도특성을 유지하면서, 상시에 부하로 동작하지 않고 계통의 전압을 보상함으로써, 정적 보상기 시스템의 활용도를 높일 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 따라 제어되는 전압제어기(310)에 대한 구성도이고, 전압 명령 추종부(331)와, 드롭 제어부(332)로 구성된 전압제어기(330)를 나타낸다.
전압 명령 추종부(331)는, 로패스 필터(313)와 제어신호 상하한 제한기(314)로 구성된다.
또한, 드롭 제어부(332)는, 기존의 전압제어부와 같으며, 그 입력으로 동일한 특성의 전압 오차신호를 갖게 된다.
또한, 전압 명령 추종부(331)는, 그 입력으로 전압 명령치와 계통전압과의 오차를 받으며, 전압 명령 추종부(331) 내부에서 로패스 필터(313)를 거쳐, 정상상태에서 영(zero)의 정특성 전압 오차신호를 발생하고, 과도시에만 입력신호를 피드 포워드(feed forward)를 통해 동일한 특성의 전압 오차신호를 발생한다.
한편, 전압 명령 추종부(331)의 제어신호 상하한 제한기(314)는, 만약 계통의 장기간 사고시, 전압 명령 추종부(331)가 이를 추종하면 안되기 때문에, 이에 대한 제한으로서, 계통전압의 실제 운영상의 제한치를 입력하는 곳이다.
도 5는, 도 3에 대한 드롭 특성곡선을 나타내는 것으로, 계통전압이 VO에서 V1 또는 V2로 변화될 경우, 드롭 특성곡선이 각각 V1 드롭과 V2 드롭곡선으로 동작점이 변화되는 것을 의미한다.
따라서, 정적 보상기가 상시에는 계통전압을 추종하여 0[MVAR]으로 동작하도록 하고, 계통 사고시에는 곧바로 드롭 특성을 갖고 MVAR 출력으로 동작하여 계통 전압제어에 기여한다.
또한, 도 3에 나타낸 Qref는, 정적 보상기가 상시에 0[MVAR]이 아닌 무효전력을 공급하면서 전압제어특성을 유지하도록 하는 회로이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 계통전압의 변화를 전압 명령치가 추종하도록 하여 계통전압 변화에 따라, 정적 보상기가 부하로 동작되는 것을 방지하여, 전압 명령 추종부(331)에서 기본적으로 0[MVAR]에서 동작되도록 하였으며, 드롭 제어부(332)의 출력에는 Qref를 입력하여 무효전력 제어부로 입력되도록 함으로써, 상시에 원하는 무효전력을 출력하도록 하면서, 정적 보상기의 전압제어 특성을 유지하도록 했다.
이상 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 전압제어기는, 정적 보상기가 상시 제어시에 계통에 부하로 동작하지 않게 함과 더불어, 동일한 특성을 가질 수 있도록 하고, 또한 계통 사고시 그 최대출력으로 계통전압을 보상할 수 있도록 간단한 로패스 필터만을 사용하여 정적 보상기의 실용상의 문제점을 간단히 해결할 수 있다.
도 1은 정적 보상기를 나타낸 구성도,
도 2는 종래의 정적 보상기의 전압제어기를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정적 보상기의 전압제어기를 나타낸 구성도,
도 4는 도 2에 나타낸 종래의 정적 보상기의 전압제어기에 의한 드롭 특성을 나타낸 도면,
도 5는 도 3의 본 발명에 따른 정적 보상기의 전압제어기에 의한 드롭 특성을 나타낸 도면이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
10 --- 정적 보상기의 제어기,
310 --- 정적 보상기의 전압제어기,
311 --- P1 제어기,
312 --- 드롭(droop) 제어기,
313 --- 로패스 필터,
314 --- 제어신호 상하한 제한기,
320 --- 정적 보상기의 무효전력 제어기,
330 --- 정적 보상기의 전압제어기,
331 --- 전압 명령 추종부,
332 --- 드롭 제어부.

Claims (1)

  1. 무효전력 명령치만큼 무효전력을 공급하면서 고유의 전압제어특성을 유지하는 정적 보상기의 전압제어기에 있어서,
    상시 제어시에는 동일한 특성 전압제어신호를 발생하는 로패스 필터(313)와, 계통 사고시에는 추종의 상하한치를 제한하여 피드 포워드로 신속한 제어를 수행할 수 있도록 하는 제어신호 상하한 제어기(314)로 구성됨과 더불어, 전압제어명령을 계통전압에 추종시켜 상기 정적 보상기가 부하로 동작하지 않고, 계통전압 변화에 대해 동일한 특성을 유지하도록 하는 전압 명령 추종부(331)와,
    PI 제어기(311)와, 드롭 제어기(312) 및, 상기 정적 보상기가 상시에 0[MVAR]이 아닌 무효전력을 공급하면서 전압제어특성을 유지하도록 하는 Qref로 구성된 드롭 제어부(332)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전압제어기.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101904102B1 (ko) * 2017-06-28 2018-10-04 효성중공업 주식회사 정지형 동기 보상기(ｓｔａｔｃｏｍ)의 하이브리드 제어장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053691A (en) * 1989-02-21 1991-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Methods and device for stabilizing an electric supply system through the adaptation of a controller of a static compensating device
JPH0527856A (ja) * 1991-07-22 1993-02-05 Toshiba Corp 無効電力補償装置
JPH118936A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Meidensha Corp Ｓｖｃ装置の制御方式
JP2000259268A (ja) * 1999-03-10 2000-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 静止形無効電力補償装置
EP1387461A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-04 ASIRobicon S.p.A. Static VAR (reactive power) compensator for A.C. railway networks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053691A (en) * 1989-02-21 1991-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Methods and device for stabilizing an electric supply system through the adaptation of a controller of a static compensating device
JPH0527856A (ja) * 1991-07-22 1993-02-05 Toshiba Corp 無効電力補償装置
JPH118936A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Meidensha Corp Ｓｖｃ装置の制御方式
JP2000259268A (ja) * 1999-03-10 2000-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 静止形無効電力補償装置
EP1387461A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-04 ASIRobicon S.p.A. Static VAR (reactive power) compensator for A.C. railway networks

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101904102B1 (ko) * 2017-06-28 2018-10-04 효성중공업 주식회사 정지형 동기 보상기(ｓｔａｔｃｏｍ)의 하이브리드 제어장치
WO2019004606A1 (ko) * 2017-06-28 2019-01-03 효성중공업 주식회사 정지형 동기 보상기(ｓｔａｔｃｏｍ)의 하이브리드 제어장치
US10910837B2 (en) 2017-06-28 2021-02-02 Hyosung Heavy Industries Corporation Hybrid control device for static synchronous compensator (STATCOM)

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