KR101567345B1 - Static Var Compensator and Method for Switching control thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정지형 무효전력 보상장치 및 그의 스위칭 제어 방법에 관한 것으로서, 기계적 스위치(Mechanical Switch)를 이용한 전력전자소자인 실리콘 제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier; SCR)의 바이패스 스위칭(By-Pass Switching) 방식을 적용한 정지형 무효전력 보상장치 및 그의 스위칭 제어 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stationary reactive power compensating apparatus and a switching control method thereof and more particularly to a stationary reactive power compensating apparatus and a switching control method thereof using a bypass switching method of a silicon controlled rectifier (SCR), which is a power electronic device using a mechanical switch And a switching control method for the same.
최근, 파워 일렉트로닉스(Power Electronics) 소자기술의 발달로 정지형 무효전력 보상장치(Static Var Compensator; SVC)가 다양하게 발달되고 있으며, 특히, 전압 및 무효전력에 대한 고속 정밀한 제어가 가능하고, 보수가 용이한 정지형 무효전력 보상장치들이 개발되고 있다. Recently, a variety of static var compensators (SVCs) have been developed due to the development of power electronics devices, and in particular, it is possible to perform high-speed and precise control of voltage and reactive power, One stationary reactive power compensation device is being developed.
SVC는 실리콘 제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier; SCR, 예를 들어, 사이리스터(thyristor))를 이용하여 병렬 콘덴서(condenser)와 리액터(reactor)를 신속하게 접속/제어하여 무효전력 및 전압을 제어하는 방식이다. SVC is a method of controlling reactive power and voltage by rapidly connecting / controlling parallel capacitors and reactors using a silicon controlled rectifier (SCR, for example, a thyristor) .
초창기의 SVC는 아크로(Arc fornace)나 제철소의 압연설비로 인한 전압변동(Flicker)을 보상하기 위해 개발되었으나, 대용량화가 추진됨에 따라 계통 안정화를 위해 송전선로에도 적용되고 있다. Early SVCs were developed to compensate for voltage fluctuations (flicker) caused by arc fornace or steel mill rolling facilities, but they have also been applied to transmission lines for system stabilization as the capacity is increased.
이러한, SVC의 특징은 응답특성이 빠르며, 조작에 제한이 없고, 신뢰성이 높으며, 유지보수가 간단하고, 조작성이 뛰어나다는 점에 있다. 근래에는, 송전계통의 안정도 향상(계통의 전압동요 억제를 위해 필요한 동적 무효전력을 보상)을 위한 중간 조상설비로서 주목을 받아 무효전력의 예비력 및 전압 안정화용 등의 기타 다기능의 SVC 적용사례가 증가하고 있는 추세이다. The characteristic of the SVC is that it has a quick response characteristic, has no limitation in operation, has high reliability, is simple in maintenance, and has excellent operability. In recent years, as a mid-scale ancillary equipment for improving the stability of the transmission system (compensating the dynamic reactive power necessary for suppressing the voltage fluctuation of the system), other applications of SVC such as reserve power of reactive power and stabilization of voltage have increased .
상기한 SVC 사용을 위해서 전력전자소자인 실리콘 제어 정류기(SCR)를 이용해 부하를 투입할 경우, 계통의 전압/전류 특성에 따라서 다양한 방법으로 해당 전력전자소자의 열을 냉각시켜주어야만 한다. When a load is applied by using a silicon controlled rectifier (SCR) as a power electronic device for using the SVC, the heat of the corresponding power electronic device must be cooled by various methods according to the voltage / current characteristics of the system.
이때, 전력전자소자인 SCR을 냉각시키기 위한 방법으로는, 자연 냉각(Air Cooling) 방식 및 냉각수(Water Cooling) 방식이 있다. At this time, as a method for cooling the power electronic device SCR, there are an air cooling method and a water cooling method.
한편, 일반적으로 대전력계통에서 사용되는 전력전자소자를 냉각하기 위한 방식으로는 냉각 효과가 가장 좋은 냉각수 방식을 사용한다. 그러나, 냉각수 방식을 이용할 경우, 별도의 펌프(pump) 및 냉각수가 통과할 관이 필요하여 그에 따른 설치 면적 및 비용 증가가 발생한다는 문제점이 있다. On the other hand, as a method for cooling a power electronic device used in a large power system, a cooling water system having the best cooling effect is generally used. However, when the cooling water system is used, there is a problem that a separate pump and a pipe through which the cooling water passes are required, thereby increasing the installation area and cost.
이에, 최근에는 부하 변동이 심하지 않거나 즉각적인 무효전력 보상 반응(예를 들어, msec 단위)이 필요하지 않은 장소에 설치되는 전력전자소자에는 냉각 시스템을 제거하는 대신, 전력전자소자에 스위치를 부착하여 부하를 선택적으로 투입 및 제거하는 방식이 채택되고 있다.
Recently, instead of removing the cooling system, a power electronic device installed in a place where the load fluctuation is not severe or where an immediate reactive power compensation reaction (for example, in units of msec) is not required, Is selectively applied and removed.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기계식 스위치를 이용하여 부하를 선택적으로 투입 및 제거함으로써, 기존 냉각장치를 구현하기 위해 사용되는 펌프 및 배관 등의 부가장치들의 불필요한 사용을 사전에 방지할 수 있는 정지형 무효전력 보상장치 및 그의 스위칭 제어 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a pump and piping used for implementing a conventional cooling apparatus by selectively loading and removing a load using a mechanical switch. Which can prevent unnecessary use of additional devices such as a battery, and a switching control method thereof.
또한, 본 발명의 목적은 전력전자소자를 이용하여 부하 투입 시, 사이리스터(thyristor, 즉, ‘SCR’) 양단 간의 전압이 ‘0’인 경우에서 투입 가능하므로, 서지(Surge)를 사전에 예방할 수 있는 무효전력 보상장치 및 그의 스위칭 제어 방법을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a power supply device capable of preventing a surge from occurring when a voltage is applied between both ends of a thyristor (i.e., 'SCR' And a method of controlling the switching thereof.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력계통에 연결되어 부하의 투입/제거를 제어함으로써, 상기 전력계통의 전압을 조정하여 안정성을 향상시키는 정지형 무효전력 보상장치(Static Var Compensatpr; SVC)는, 적어도 하나의 전력전자소자를 구비하여 무효전력을 보상하는 전력전자소자부, 외부로부터 입력되는 상기 전력전자소자부에 구비된 전력전자소자들에 대한 스위칭 명령을 수신하는 명령수신부, 상기 수신부를 통해 스위칭 명령이 수신되면, 상기 전력전자소자들를 통한 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 동작을 제어하는 제어부 및 상기 전력전자소자부에 구비된 전력전자소자들에 연결되어 상기 제어부의 제어에 상응하도록 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부를 포함하여 구성되되, 상기 스위칭부는 기계적 스위치(Mechanical Switch)로 구현되어 상기 전력전자소자에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a static reactive power compensator, which is connected to a power system to control the load / unload of a load to improve stability by adjusting a voltage of the power system, The SVC includes a power electronic device part having at least one power electronic device to compensate for reactive power, a command receiving part for receiving a switching command for power electronic devices provided in the power electronic device part, A control unit for controlling a switching operation for inputting / removing a load through the power electronic devices when a switching command is received through the receiving unit, and a control unit connected to the power electronic devices provided in the power electronic device unit, And a switching unit for performing a switching operation corresponding to the mechanical switch ch) and are connected in parallel to the power electronic device.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력계통에 연결되어 부하의 투입/제거를 제어함으로써, 상기 전력계통의 손실전압을 보충하여 안정성을 향상시키는 정지형 무효전력 보상장치(Static Var Compensatpr; SVC)의 스위칭 제어 방법은, 상기 정지형 무효전력 보상장치가 외부로부터 입력되는 전력전자소자 스위칭 명령을 수신하는 단계와 상기 스위칭 명령이 수신되면, 상기 정지형 무효전력 보상장치에 구비된 적어도 하나의 전력전자소자를 통해 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 제어신호를 출력하는 단계 및 상기 출력된 제어신호에 상응하게 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부는 기계적 스위치(Mechanical Switch)로 구현되어 상기 전력전자소자에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a stationary reactive power compensator, which is connected to a power system to control load / unloading of a load to improve stability by supplementing a loss voltage of the power system, A switching control method of a static var compensator (SVC) comprises: receiving a power electronic device switching command inputted from outside by the static reactive power compensating device; and receiving, when the switching command is received, Outputting a switching control signal for inputting / removing a load through at least one power electronic device, and performing a switching operation for inputting / removing a load corresponding to the output control signal, The switching unit for performing the switching operation may be implemented as a mechanical switch, And are connected in parallel.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치 및 그의 스위칭 제어 방법에 의하면, 기존 냉각 장치를 구현하기 위해 사용되는 배관 및 펌프 등의 비용 절감, 설치 면적 감소 등을 통해 운영 및 설치 비용을 저감시킬 수 있다는 경제적 효과가 있다. As described above, according to the stationary reactive power compensating apparatus and the switching control method therefor according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the cost of the piping and the pump used for implementing the conventional cooling apparatus, There is an economical effect that operation and installation costs can be reduced.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치 및 그의 스위칭 제어 방법에 의하면, 전력전자소자를 이용해 부하를 사이리스터(thyristor, 즉, ‘SCR’) 양단 간의 전압이 ‘0’인 경우에 투입함으로써, 서지를 사전에 방지하여 안정된 시스템을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
In addition, according to the static reactive power compensating apparatus and the switching control method thereof according to the embodiment of the present invention, when the voltage between the both ends of the thyristor (i.e., 'SCR') is '0' It is possible to prevent a surge in advance and to provide a stable system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 제어 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치에 구비되는 기계적 스위치(Mechanical Switch) 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 예시도이다. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a stationary reactive power compensator according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart schematically illustrating a switching control method of a stationary reactive power compensation apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a method of operating a mechanical switch included in a static reactive power compensation apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며, 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며, 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.
Various aspects of the invention are described below. The inventions set forth herein may be implemented in a wide variety of forms, and it is to be understood that any particular structure, function, or all of the presented features are illustrative only. It will be apparent to those skilled in the art, based on the inventions set forth herein, that one aspect set forth herein may be implemented independently of the other, and that such aspects may be implemented in various ways Lt; / RTI > For example, an apparatus may be implemented or a method may be practiced using any number of aspects set forth herein. In addition, or in addition to one or more aspects described herein, or with the aid of structures, functions, or structures and functions other than these aspects, such devices may be implemented or such methods may be practiced.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a stationary reactive power compensator according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치(Static Var Compensator; SVC)는 전력계통에 연결되어 부하의 투입 및 제거를 제어함으로써, 상기 전력계통의 손실전압을 보충하여 안전성을 향상시킬 수 있다. 상기 정지형 무효전력 보상장치는 명령수신부(110), 제어부(120), 전력전자소자부(130) 및 스위칭부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, a static reactive power compensator (SVC) according to an exemplary embodiment of the present invention is connected to a power system to control the charging and discharging of a load, thereby reducing the loss voltage of the power system The safety can be improved. The stationary reactive power compensating apparatus may include an instruction receiving unit 110, a
상기 명령수신부(110)는 외부로부터 입력되는 상기 전력전자소자에 대한 스위칭 명령을 수신할 수 있다. 상기 스위칭 명령은 상기 전력계통에 부하의 투입 또는 제거를 위해 외부로부터 전달되는 명령을 포함할 수 있다. The command receiving unit 110 may receive a switching command for the power electronic device input from the outside. The switching command may include an instruction to be externally transmitted for loading or removing a load to the power system.
상기 제어부(120)는 상기 수신부(110)를 통해 스위칭 명령이 수신되면, 상기 전력전자소자를 통한 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 동작을 할 수 있다. 이때, 상기 제어부(120)는 서지(surge)가 발생하는 것을 방지하기 위해, 사이리스터(thyristor, 즉, ‘SCR’) 양단 간의 전압이 ‘0’인 경우에 상기 부하의 투입을 제어할 수 있다. 이때, 상기 제어부(120)가 상기 부하를 연속적으로 투입하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 온(on)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(120)가 상기 부하를 제거하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 오프(off)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 제어할 수 있다. The
상기 전력전자소자부(130)는 적어도 하나의 전력전자소자를 구비할 수 있다. 이때, 상기 전력전자소자부를 구성하는 전력전자소자는 실리콘 제어 정류기(Silicon-Controlled Rectifier; SCR)를 포함할 수 있다. The power
상기 스위칭부(140)는 상기 전력전자소자부(130)에 구비된 전력전자소자에 병렬로 연결되어 상기 제어부의 제어에 상응하도록 스위칭 동작을 수행할 수 있다. The
상기 스위칭부(140)를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치를 구현하기 위한 스위칭 동작에 대해서는 도 3에서 설명하기로 한다.
The switching operation for implementing the stationary reactive power compensator using the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 제어 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart schematically illustrating a switching control method of a stationary reactive power compensation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치(Static Var Compensatpr; SVC)는 전력계통에 연결되어 부하의 투입/제거를 제어함으로써, 상기 전력계통의 전압을 조정하여 안정성을 향상시킬 수 있다. 2, a static reactive power compensator (SVC) according to an embodiment of the present invention is connected to a power system to control the load / unload of a load, thereby adjusting the voltage of the power system So that the stability can be improved.
우선, 전력계통에 정지형 무효전력 보상장치가 연결될 수 있다[S210]. 즉, 상기 정지형 무효전력 보상장치는 라인 전원(예를 들어, 전력계통)과 부하 사이에 구비되어 상기 라인 전원의 전류 위상을 보상할 수 있는데, 전류의 위상 변동분을 빠르게 보상하기 위하여 전력전자소자인 사이리스터(Thyristor)를 사용할 수 있다. 상기 사이리스터는 실리콘 제어 정류기(Silicon-Controlled Rectifier; SCR)로서, pnpn 접합의 4층 구조 반도체 스위칭 소자로 구현될 수 있다. First, a stationary reactive power compensation device may be connected to the power system (S210). That is, the stationary reactive power compensation device is provided between a line power source (for example, a power system) and a load to compensate the current phase of the line power source. In order to compensate the phase variation of the current quickly, Thyristors can be used. The thyristor is a silicon-controlled rectifier (SCR), which can be implemented as a four-layered semiconductor switching device of pnpn junction.
이때, 외부로부터 상기 정지형 무효전력 보상장치에 스위칭 명령이 수신되면, 상기 수신된 명령에 상응하는 동작으로 부하를 투입하거나 제거하기 위한 스위칭 신호를 스위칭부로 출력할 수 있다[S220, S230]. 즉, 상기 정지형 무효전력 보상장치의 경우, 복수의 SCR들을 직렬로 연결하여 무효전력을 보상할 수 있다. 상기와 같이, 무효전력을 보상하는 과정에서 상기 SCR들에 흐르는 부하전류에 의해서 온도가 상승하게 되며, SCR들의 온도를 일정하게 유지시켜 주기 위해 별도의 냉각 시스템이 필요하다. 특히, 대전력 시스템에서는 일반적으로 냉각 효과가 가장 좋은 냉각수(water cooling) 방식을 사용하며 이러한 냉각시스템을 설치하기 위해서는 별도의 공간과 별도의 설치비용 및 유지비용이 발생할 수 있다.At this time, when a switching command is received from the outside in the stationary reactive power compensation device, a switching signal for inputting or removing a load by an operation corresponding to the received command may be output to the switching unit [S220, S230]. That is, in the case of the stationary reactive power compensator, reactive power can be compensated by connecting a plurality of SCRs in series. As described above, in the process of compensating for the reactive power, the temperature increases due to the load current flowing through the SCRs, and a separate cooling system is required to keep the temperature of the SCRs constant. Particularly, a large-power system generally uses a water cooling system having the best cooling effect. In order to install such a cooling system, a separate space and a separate installation cost and maintenance cost may occur.
한편, 상기 SCR들을 동작시키기 위한 스위칭 명령이 외부로부터 수신되면, 상기 정지형 무효전력 보상장치는 상기 수신된 스위칭 명령에 근거하여 해당 SCR들을 통해 부하의 투입 또는 제거가 가능하도록 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 신호를 스위칭부로 출력할 수 있다. 이때, 상기 정지형 무효전력 보상장치는 사이리스터(thyristor, 즉, ‘SCR’) 양단 간의 전압이 ‘0’인 경우에 상기 부하를 투입할 수 있다.When the switching command for operating the SCRs is received from the outside, the stationary reactive power compensation device generates a switching signal for controlling the switching operation so that the load can be inputted or removed through the corresponding SCRs based on the received switching command. To the switching unit. At this time, the stationary reactive power compensation device can apply the load when the voltage across the thyristor (i.e., 'SCR') is '0'.
예를 들어, 상기 정지형 무효전력 보상장치는 상기 부하를 연속적으로 투입하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 온(on)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 제어할 수 있다. 반면, 상기 부하를 제거하고자 할 경우에는, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 오프(off)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 제어할 수 있다. For example, when the load is to be continuously charged, the stationary reactive power compensation device turns on the power electronic device power, turns on the mechanical switch, and then turns off the power electronic device power supply ). On the other hand, when the load is to be removed, the power electronic device power supply is turned on, the mechanical switch is turned off, and then the power electronic device power supply is turned off .
그러면, 상기 스위칭부는 상기 스위칭 신호에 따라, 부하를 투입 또는 제거하기 위한 스위칭 동작을 수행할 수 있다[S240]. Then, the switching unit may perform a switching operation to load or remove a load according to the switching signal (S240).
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 정지형 무효전력 보상장치의 경우는 기계적 스위치를 사용함으로써, 냉각 시스템에 대한 별도의 구성이 요구되지 않는다는 장점이 있다.
As described above, in the case of the stationary reactive power compensating apparatus according to the present invention, there is an advantage that a separate configuration for the cooling system is not required by using the mechanical switch.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치에 구비되는 기계적 스위치(Mechanical Switch) 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 예시도이다. 3 is a diagram illustrating an example of a method of operating a mechanical switch included in a static reactive power compensation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정지형 무효전력 보상장치의 부하 투입/제거를 위해 구성되는 스위칭부는 기계적 스위치(Mechanical Switch)인 진공스위치(Vacuum switch; VCS)로 구현되어 상기 전력전자소자(SCR; Silicon-Controlled Rectifier)에 병렬로 연결될 수 있다.As shown in FIG. 3, the switching unit configured for charging / discharging a load of the stationary reactive power compensating apparatus according to an embodiment of the present invention is implemented as a vacuum switch (VCS), which is a mechanical switch And may be connected in parallel to the SCR (Silicon-Controlled Rectifier).
예를 들어, 상기 정지형 무효전력 보상장치가 상기 부하를 연속적으로 투입하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 온(on)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 제어할 수 있다. For example, when the stationary reactive power compensation device desires to continuously apply the load, the power electronic device power is turned on, the mechanical switch is turned on, and then the power electronic device power is turned off ).
도 3(a)는 SCR 스위치 모듈은 온(on) 상태이고 VCS는 오프(off) 상태일 경우를 나타내는 것이고, 도 3(b)는 SCR 스위치 모듈 및 VCS가 모두 온(on) 상태일 경우를 나타내는 것이다. 그리고 도 3(c)는 SCR 스위치 모듈과 VCS가 모두 오프(off) 상태일 경우를 나타내는 것이고, 도 3(d)는 SCR 스위치 모듈은 오프(off) 상태이고 VCS는 온(on) 상태일 경우를 나타내는 것이다. 3 (a) shows a case where the SCR switch module is on and VCS is off. FIG. 3 (b) shows a case where the SCR switch module and the VCS are all on . 3 (c) shows a case where both the SCR switch module and the VCS are off, FIG. 3 (d) shows the case where the SCR switch module is off and the VCS is on Lt; / RTI >
우선, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 부하를 제거하고자 할 경우에는, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 오프(off)한 후, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 제어할 수 있다. 즉, SCR이 On인 상태에서 VCS를 Off로 바꾸면 SCR을 통해서만 전류가 흐르게 되고, 이후에 SCR을 Off시킬 경우에는 전류 I=0이 된다(즉, 전류가 흐르지 못한다). 3 (a), when the load is to be removed, the power electronic device power source is turned on, the mechanical switch is turned off, and then, as shown in FIG. 3 (c) The power electronic device power supply can be controlled to be turned off. In other words, if VCS is turned off while SCR is on, the current flows only through SCR. If SCR is subsequently turned off, the current becomes I = 0 (that is, no current flows).
한편, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, SCR이 On인 상태에서 VCS을 On으로 바꾸면, 이상적으로 VCS쪽으로만 전류가 흐르게 되어, 이후, 도 3(d)에 도시된 바와 같이, SCR을 제거하여도(즉, SCR을 off 시켜도), 전류는 계속 VCS 쪽으로 흐르고 있어 SCR의 탈/부착이 전류 계통에 영향을 주지 않게 된다. 이는, 실질적으로 VCS의 접촉저항 값이 SCR 자체의 저항 값보다 매우 작아서 나타나는 현상이다. 따라서, SCR을 통한 콘덴서의 영점전류(Zero-Crossing) 투입은 서지가 발생하지 않고, 그 이후에 VCS를 On시켜도 이미 콘덴서가 SCR을 통해 전류를 공급되고 있기 때문에 스위치를 통해서 다시 On할 경우에도, 서지가 발생하지 않는다는 것이다. 즉, 이후에는 SCR을 제거해도 VCS 통해 거의 모든 전류가 흐르고 있기 때문에 계통에는 아무런 서지가 발생하지 않게 되는 것이다.On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), if VCS is changed to On in the state where SCR is On, a current flows only to the VCS side ideally. Then, as shown in FIG. Even if it is removed (that is, when SCR is turned off), the current continues to flow toward the VCS, so that the SCR removal / attachment does not affect the current system. This is a phenomenon in which the contact resistance value of the VCS substantially becomes smaller than the resistance value of the SCR itself. Therefore, Zero-Crossing input of the capacitor through SCR does not cause surge. Even if VCS is turned on after the capacitor is turned on again through the switch because the capacitor is already supplied with current through SCR, There is no surge. In other words, after SCR is removed, almost all current flows through VCS, so no surge occurs in the system.
즉, 기존에는 SCR이 항상 온 상태로 되어 있어, SCR에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 SCR에 냉각 시스템이 요구되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, VCS가 On인 동안은 SCR 쪽으로 전류가 흐르지 않아, 열이 발생하지 않으므로, 냉각 시스템 역시 필요하지 않다. 다만, 이 경우에는 콘덴서가 SCR을 통해서 off 되므로 VCS로 Off 하는 경우와 다르게, 영점전류(Zero-Crossing)에서 Off가 되어 서지가 발생하지 않게 되어 제로 크로싱 개폐방식을 적용할 수 있다는 장점이 있다.
That is, in the past, the SCR has always been turned on, and a cooling system is required for the SCR to cool the heat generated in the SCR. However, according to the embodiment of the present invention, current flows toward the SCR while the VCS is on Since no heat is generated, a cooling system is also not required. In this case, however, since the capacitor is turned off through the SCR, the ZCS does not generate a surge due to the zero-crossing of the zero current, unlike the case of turning off the VCS, so that the zero crossing opening and closing method can be applied.
이상과 같이, 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. Although the present invention has been fully described in connection with the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
110: 명령수신부 120: 제어부
130: 전력전자소자부 140: 스위칭부110: command receiving unit 120:
130: power electronic device part 140:
Claims (12)
적어도 하나의 전력전자소자를 구비하여 무효전력을 보상하는 전력전자소자부;
외부로부터 입력되는 상기 전력전자소자부에 구비된 전력전자소자들에 대한 스위칭 명령을 수신하는 명령수신부;
상기 수신부를 통해 스위칭 명령이 수신되면, 상기 전력전자소자들를 통한 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 전력전자소자부에 구비된 전력전자소자들에 연결되어 상기 제어부의 제어에 상응하도록 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부;를 포함하여 구성되되,
상기 스위칭부는 기계적 스위치(Mechanical Switch)로 구현되어 상기 전력전자소자에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하고,
상기 전력전자소자부에 구비되는 전력전자소자들은
실리콘 제어 정류기(Silicon-Controlled Rectifier; SCR)인 것을 특징으로 하되,
상기 제어부는,
상기 부하를 연속적으로 투입하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 상기 기계적 스위치를 온(on)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)함으로써, 전류가 상기 기계적 스위치를 통해서만 흐르도록 제어하고,
상기 부하를 제거하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 오프(off)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 하여 서지(surge)의 발생을 억제하도록 제어하는, 정지형 무효전력 보상장치.
A Static Var Compensator (SVC) connected to a power system for controlling input / removal of a load to improve stability by adjusting a voltage of the power system,
A power electronic device part having at least one power electronic device for compensating reactive power;
A command receiving unit for receiving a switching command for power electronic devices provided in the power electronic device unit;
A control unit for controlling a switching operation for inputting / removing a load through the power electronic devices when a switching command is received through the receiving unit; And
And a switching unit connected to the power electronic devices provided in the power electronic device unit and performing a switching operation corresponding to the control of the control unit,
The switching unit is implemented as a mechanical switch and is connected to the power electronic device in parallel.
The power electronic devices provided in the power electronic device section
Characterized in that it is a Silicon-Controlled Rectifier (SCR)
Wherein,
If the load is to be continuously applied, the power electronic device power supply is turned on, the mechanical switch is turned on, and then the power electronic device power supply is turned off, Respectively,
When the load is to be removed, a power electronic device power supply is turned on, a mechanical switch is turned off, and then a power electronic device power supply is turned off to perform a surge In the case where the output of the reactive power compensating device
상기 제어부는
사이리스터(thyristor, 즉, ‘SCR’) 양단 간의 전압이 ‘0’인 경우에 상기 부하를 투입하는 것을 특징으로 하는 정지형 무효전력 보상장치.
The method according to claim 1,
The control unit
Wherein the load is charged when a voltage between both ends of a thyristor (i.e., 'SCR') is '0'.
상기 기계적 스위치(Mechanical Switch)는
진공 스위치(Vacuum switch; VCS)인 것을 특징으로 하는 정지형 무효전력 보상장치.
The method according to claim 1,
The mechanical switch
And a vacuum switch (VCS).
상기 정지형 무효전력 보상장치가
외부로부터 입력되는 전력전자소자 스위칭 명령을 수신하는 단계;
상기 스위칭 명령이 수신되면, 상기 정지형 무효전력 보상장치에 구비된 적어도 하나의 전력전자소자를 통해 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 제어신호를 출력하는 단계; 및
상기 출력된 제어신호에 상응하게 부하의 투입/제거를 위한 스위칭 동작을 수행하는 단계;를 포함하여 이루어지고,
상기 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부는 기계적 스위치(Mechanical Switch)로 구현되어 상기 전력전자소자에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하되,
상기 전력전자소자들은
실리콘 제어 정류기(Silicon-Controlled Rectifier; SCR)인 것을 특징으로 하되,
제어부는,
상기 부하를 연속적으로 투입하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 상기 기계적 스위치를 온(on)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)함으로써, 전류가 상기 기계적 스위치를 통해서만 흐르도록 제어하고,
상기 부하를 제거하고자 할 경우, 전력전자소자 전원을 온(on)하고, 기계식 스위치를 오프(off)한 후, 전력전자소자 전원을 오프(off)하는 절차를 거치도록 하여 서지(surge)의 발생을 억제하도록 제어하는, 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 제어 방법.
A switching control method of a stationary reactive power compensator (SVC), which is connected to a power system to control the input / removal of a load, thereby improving the stability by supplementing a loss voltage of the power system,
The stationary reactive power compensation device
Receiving an external power electronic device switching command;
Outputting a switching control signal for inputting / removing a load through at least one power electronic device provided in the stationary reactive power compensating device when the switching command is received; And
And performing a switching operation for inputting / removing a load corresponding to the output control signal,
The switching unit performing the switching operation is implemented as a mechanical switch and is connected in parallel to the power electronic device,
The power electronics
Characterized in that it is a Silicon-Controlled Rectifier (SCR)
The control unit,
If the load is to be continuously applied, the power electronic device power supply is turned on, the mechanical switch is turned on, and then the power electronic device power supply is turned off, Respectively,
When the load is to be removed, a power electronic device power supply is turned on, a mechanical switch is turned off, and then a power electronic device power supply is turned off so that a surge occurs Of the reactive power compensating device.
상기 정지형 무효전력 보상장치는
사이리스터(thyristor, 즉, ‘SCR’) 양단 간의 전압이 ‘0’인 경우에 상기 부하를 투입하는 것을 특징으로 하는 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 제어 방법.
8. The method of claim 7,
The stationary reactive power compensation device
And the load is applied when the voltage across the thyristor (SCR) is '0'.
상기 기계적 스위치(Mechanical Switch)는
진공 스위치(Vacuum switch; VCS)인 것을 특징으로 하는 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 제어 방법.8. The method of claim 7,
The mechanical switch
(VCS), and the switching device is a vacuum switch (VCS).
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140179265A KR101567345B1 (en) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Static Var Compensator and Method for Switching control thereof |
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| KR101567345B1 true KR101567345B1 (en) | 2015-11-10 |
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| KR (1) | KR101567345B1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190024945A (en) * | 2016-08-30 | 2019-03-08 | (주)와이엔피 | Switching surge and transient voltage/current reducing method and apparatus in parallel connection with mechanical switch of capacitor bank and Transformer |
| US10530158B2 (en) | 2016-04-28 | 2020-01-07 | Lsis Co., Ltd. | Control device for static var compensator and control method thereof |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003061249A (en) | 2001-08-15 | 2003-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | Self-excited reactive power compensator |
| JP2007087154A (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Controller for semiconductor switch |
-
2014
- 2014-12-12 KR KR1020140179265A patent/KR101567345B1/en active IP Right Grant
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