KR101622458B1 - Hvdc 시스템의 컨버터 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

HVDC 시스템의 컨버터 장치에 포함되는 밸브 제어기가 개시된다. 통신부는 서브 모듈로부터 연속된 복수의 상태 신호 중 어느 하나의 상태 신호를 수신한다. 제어부는 상기 어느 하나의 상태 신호의 수신 시간에 기초하여 상기 어느 하나의 상태 신호의 종류를 식별한다.

Description

HVDC 시스템의 컨버터 장치 및 그의 제어 방법{HVDC CONVERTER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 HVDC 시스템의 컨버터 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HVDC 시스템의 복수의 서브 모듈을 효율적으로 제어할 수 있는 HVDC 시스템의 컨버터 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
초고압 직류 송전(HIGH VOLTAGE DIRECT CURRENT, HVDC)은 송전소가 발전소에서 생산되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환시켜서 송전한 후, 수전소에서 교류로 재변환시켜 전력을 공급하는 송전 방식을 말한다.
HVDC 시스템은 해저 케이블 송전, 대용량 장거리 송전, 교류 계통 간 연계 등에 적용된다.
또한, HVDC 시스템은 서로 다른 주파수 계통 연계 및 비동기(asynchronism) 연계를 가능하게 한다.
송전소는 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 즉, 교류 전력을 해저 케이블 등을 이용하여 전송하는 상황은 매우 위험하기 때문에, 송전소는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 수전소로 전송한다.
한편, HVDC 시스템에는 복수의 서브 모듈이 포함되어, 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다.
이러한 서브 모듈은 전력용 반도체로 구성되며, 전력용 반도체로는 싸이리스터(Thyristor)나 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 있다.
HVDC 시스템에서 교류 전력을 직류 전력으로 변환하기 위해서는 다수의 서브 모듈이 사용되므로, 다수의 서브 모듈을 효율적으로 제어하는 것이 전력 변환 동작에서 가장 중요하다.
특히 다수의 서브 모듈로부터 상태 신호를 수신하고 상태 신호에 기초하여 다수의 서브 모듈을 효율 제어하는 것이 중요하다.
이에 따라, HVDC 시스템에서 다수의 서브 모듈을 효율적으로 제어할 수 있는 컨버터 장치가 요구된다.
본 발명은 HVDC 시스템의 컨버터 장치에 포함되는 다수의 서브 모듈을 효율적으로 제어할 수 있는 HVDC 시스템의 컨버터 장치 및 그의 제어 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 컨버터 장치에 포함되는 밸브 제어기는 서브 모듈로부터 연속된 복수의 상태 신호 중 어느 하나의 상태 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 어느 하나의 상태 신호의 수신 시간에 기초하여 상기 어느 하나의 상태 신호의 종류를 식별하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 제어부는 상기 어느 하나의 상태 신호를 수신한 시간이 상태 신호의 종류에 따른 상태 신호 수신 가능 시간에 해당하는지 여부로 상태 신호의 종류를 식별 하고, 상기 상태 신호 수신 가능 시간은 점호 신호를 상기 서브 모듈에 인가한 시간 및 점호각의 최대값에 기초하여 결정된 것일 수 있다.
또한, 상기 상태 신호 수신 가능 시간은 점호 신호를 상기 서브 모듈에 인가한 시간, 점호각의 최대값 및 점호각의 최소값에 기초하여 결정된 것일 수 있다.
또한, 상기 연속된 복수의 상태 신호는 서브 모듈이 턴 온 되었음을 나타내는 제1 상태 신호, 상기 서브 모듈에 역전압이 인가되었음을 나타내는 제2 상태 신호 및 상기 서브 모듈에 정전압이 인가되었음을 나타내는 제3 상태 신호 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템은 컨버터 장치에 포함되는 다수의 서브 모듈을 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템은 컨버터 장치에 포함되는 다수의 서브 모듈과 밸브 제어기와의 통신 및 동작 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템은 컨버터 장치에 포함되는 다수의 서브 모듈과 밸브 제어기와의 연결을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC transmission) 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머와 3상 밸브 브릿지의 결선을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 장치의 구성 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 서브 모듈의 연결을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 모듈 구성의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 모듈의 등가 모델을 나타낸다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 모듈의 동작을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 장치의 각 구성의 신호선 연결을 나타내는 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 제어기의 점호 신호의 점호각과 서브 모듈의 상태 신호를 보여준다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기가 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별하는 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기의 점호 신호의 점호각이 최소인 경우에도 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별 가능함을 보여준다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기의 점호 신호의 점호각이 최대인 경우에도 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별 가능함을 보여준다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 밸브 제어기가 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별하는 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 장치의 출력 교류 전력의 그래프이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 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.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 직류 송전(high voltage direct current transmission, HVDC transmission) 시스템을 보여준다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 HVDC 시스템(100)은 발전 파트(101), 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 수요 파트(180), 및 제어 파트(190)를 포함한다. 송전 측 변전 파트(103)는 송전 측 트랜스포머 파트(120), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)를 포함한다. 수요 측 변전 파트(105)는 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150), 수요 측 트랜스포머 파트(160)를 포함한다.
발전 파트(101)는 3상의 교류 전력을 생성한다. 발전 파트(101)는 복수의 발전소를 포함할 수 있다.
송전 측 교류 파트(110)는 발전 파트(101)가 생성한 3상 교류 전력을 송전 측 트랜스포머 파트(120)와 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)를 포함하는 DC 변전소에 전달한다.
송전 측 트랜스포머 파트(120)는 송전 측 교류 파트(110)를 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130) 및 직류 송전 파트(140)로부터 격리한다(isolate).
송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 송전 측 트랜스포머 파트(120)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력를 직류 전력으로 변환한다.
직류 송전 파트(140)는 송전 측의 직류 전력을 수요 측으로 전달한다.
수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 직류 송전 파트(140)에 의해 전달된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환한다.
수요 측 트랜스포머 파트(160)는 수요 측 교류 파트(170)를 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)와 직류 송전 파트(140)로부터 격리한다.
수요 측 교류 파트(170)는 수요 측 트랜스포머 파트(160)의 출력에 해당하는 3상 교류 전력을 수요 파트(180)에 제공한다.
제어 파트(190)는 발전 파트(101), 송전 측 교류 파트(110), 송전 측 변전 파트(103), 직류 송전 파트(140), 수요 측 변전 파트(105), 수요 측 교류 파트(170), 수요 파트(180), 제어 파트(190), 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 중 적어도 하나를 제어한다. 특히, 제어 파트(190)는 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)와 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 내의 복수의 밸브의 턴온 및 턴오프의 타이밍을 제어할 수 있다. 이때, 밸브는 싸이리스터 또는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT)에 해당할 수 있다.
또한, 제어 파트(190)는 상술한 복수의 밸브를 제어하는 밸브 제어기(250)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모노폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.
특히, 도 2는 단일의 극의 직류 전력을 송전하는 시스템을 보여준다. 이하의 설명에서는 단일의 극은 양극(positive pole)임을 가정하여 설명하나 이에 한정될 필요는 없다.
송전 측 교류 파트(110)는 교류 송전 라인(111)과 교류 필터(113)를 포함한다.
교류 송전 라인(111)은 발전 파트(101)가 생성한 3상의 교류 전력을 송전 측 변전 파트(103)로 전달한다.
교류 필터(113)는 변전 파트(103)이 이용하는 주파수 성분 이외의 나머지 주파수 성분을 전달된 3상 교류 전력에서 제거한다.
송전 측 트랜스포머 파트(120)는 양극을 위하여 하나 이상의 트랜스포머(121)를 포함한다. 양극을 위하여 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 양극 직류 전력을 생성하는 교류-양극 직류 컨버터(131)를 포함하고, 이 교류-양극 직류 컨버터(131)는 하나 이상의 트랜스포머(121)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(131a)를 포함한다.
하나의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
2개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
3개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 양극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
직류 송전 파트(140)는 송전 측 양극 직류 필터(141), 양극 직류 송전 라인(143), 수요 측 양극 직류 필터(145)를 포함한다.
송전 측 양극 직류 필터(141)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함하며, 교류-양극 직류 컨버터(131)가 출력하는 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
양극 직류 송전 라인(143)는 양극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.
수요 측 양극 직류 필터(145)는 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함하며, 양극 직류 송전 라인(143)을 통해 전달된 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 양극 직류-교류 컨버터(151)를 포함하고, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)를 포함한다.
수요 측 트랜스포머 파트(160)는 양극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(161)를 포함한다.
하나의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
2개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
3개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
수요 측 교류 파트(170)는 교류 필터(171)와 교류 송전 라인(173)을 포함한다.
교류 필터(171)는 수요 파트(180)가 이용하는 주파수 성분(예컨데, 60Hz) 이외의 나머지 주파수 성분을, 수요 측 변전 파트(105)가 생성하는 교류 전력에서 제거한다.
교류 송전 라인(173)은 필터링된 교류 전력을 수요 파트(180)에 전달한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 바이폴라 방식의 고전압 직류 송전 시스템을 보여준다.
특히, 도 3은 2개의 극의 직류 전력을 송전하는 시스템을 보여준다. 이하의 설명에서는 2개의 극은 양극(positive pole)과 음극(negative pole)임을 가정하여 설명하나 이에 한정될 필요는 없다.
송전 측 교류 파트(110)는 교류 송전 라인(111)과 교류 필터(113)를 포함한다.
교류 송전 라인(111)은 발전 파트(101)가 생성한 3상의 교류 전력을 송전 측 변전 파트(103)로 전달한다.
교류 필터(113)는 변전 파트(103)이 이용하는 주파수 성분 이외의 나머지 주파수 성분을 전달된 3상 교류 전력에서 제거한다.
송전 측 트랜스포머 파트(120)는 양극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(121)를 포함하고, 음극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(122)를 포함한다. 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130)는 양극 직류 전력을 생성하는 교류-양극 직류 컨버터(131)와 음극 직류 전력을 생성하는 교류-음극 직류 컨버터(132)를 포함하고, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 양극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(121)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(131a)를 포함하고, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 음극을 위한 하나 이상의 트랜스포머(122)에 각각 대응하는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(132a)를 포함한다.
양극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(121)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(131a)가 이용되는 경우, 교류-양극 직류 컨버터(131)는 교류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 양극 직류 전력을 생성할 수 있다. 양극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
음극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 6개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 12개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(122)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(132a)가 이용되는 경우, 교류-음극 직류 컨버터(132)는 18개의 펄스를 가지는 음극 직류 전력을 생성할 수 있다. 음극 직류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
직류 송전 파트(140)는 송전 측 양극 직류 필터(141), 송전 측 음극 직류 필터(142), 양극 직류 송전 라인(143), 음극 직류 송전 라인(144), 수요 측 양극 직류 필터(145), 수요 측 음극 직류 필터(146)를 포함한다.
송전 측 양극 직류 필터(141)는 인덕터(L1)와 커패시터(C1)를 포함하며, 교류-양극 직류 컨버터(131)가 출력하는 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
송전 측 음극 직류 필터(142)는 인덕터(L3)와 커패시터(C3)를 포함하며, 교류-음극 직류 컨버터(132)가 출력하는 음극 직류 전력을 직류 필터링한다.
양극 직류 송전 라인(143)는 양극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.
음극 직류 송전 라인(144)는 음극 직류 전력의 전송을 위한 하나의 DC 라인을 가지고, 전류의 귀환 통로로는 대지가 이용할 수 있다. 이 DC 라인 상에는 하나 이상의 스위치가 배치될 수 있다.
수요 측 양극 직류 필터(145)는 인덕터(L2)와 커패시터(C2)를 포함하며, 양극 직류 송전 라인(143)을 통해 전달된 양극 직류 전력을 직류 필터링한다.
수요 측 음극 직류 필터(146)는 인덕터(L4)와 커패시터(C4)를 포함하며, 음극 직류 송전 라인(144)을 통해 전달된 음극 직류 전력을 직류 필터링한다.
수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150)는 양극 직류-교류 컨버터(151)와 음극 직류-교류 컨버터(152)를 포함하고, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)를 포함하고, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(152a)를 포함한다.
수요 측 트랜스포머 파트(160)는 양극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(151a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(161)를 포함하고, 음극을 위하여 하나 이상의 3상 밸브 브릿지(152a)에 각각 대응하는 하나 이상의 트랜스포머(162)를 포함한다.
양극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(161)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
양극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(151a)가 이용되는 경우, 양극 직류-교류 컨버터(151)는 양극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
음극을 위하여 하나의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 6개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 그 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, Y-델타(Δ) 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 2개의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 12개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 이때, 2개 중 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Y 형상의 결선을 가질 수도 있고, 나머지 하나의 트랜스포머(162)의 1차측 코일과 2차측 코일은 Y-Δ 형상의 결선을 가질 수도 있다.
음극을 위하여 3개의 3상 밸브 브릿지(152a)가 이용되는 경우, 음극 직류-교류 컨버터(152)는 음극 직류 전력을 이용하여 18개의 펄스를 가지는 교류 전력을 생성할 수 있다. 교류 전력의 펄스의 수가 많을수록, 필터의 가격이 낮아질 수 있다.
수요 측 교류 파트(170)는 교류 필터(171)와 교류 송전 라인(173)을 포함한다.
교류 필터(171)는 수요 파트(180)가 이용하는 주파수 성분(예컨데, 60Hz) 이외의 나머지 주파수 성분을, 수요 측 변전 파트(105)가 생성하는 교류 전력에서 제거한다.
교류 송전 라인(173)은 필터링된 교류 전력을 수요 파트(180)에 전달한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머와 3상 밸브 브릿지의 결선을 보여준다.
특히, 도 4는 양극을 위한 2개의 트랜스포머(121)와 양극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(131a)의 결선을 보여준다. 음극을 위한 2개의 트랜스포머(122)와 음극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(132a)의 결선, 양극을 위한 2개의 트랜스포머(161)와 양극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(151a)의 결선, 음극을 위한 2개의 트랜스포머(162)와 음극을 위한 2개의 3상 밸브 브릿지(152a)의 결선, 양극을 위한 1개의 트랜스포머(121)와 양극을 위한 1개의 3상 밸브 브릿지(131a), 양극을 위한 1개의 트랜스포머(161)와 양극을 위한 1개의 3상 밸브 브릿지(151a)의 결선 등은 도 4의 실시예로부터 용이하게 도출할 수 있으므로, 그 도면과 설명은 생략한다.
도 4에서, Y-Y 형상의 결선을 가지는 트랜스포머(121)를 상측 트랜스포머, Y-Δ 형상의 결선을 가지는 트랜스포머(121)를 하측 트랜스포머, 상측 트랜스포머에 연결되는 3상 밸브 브릿지(131a)를 상측 3상 밸브 브릿지, 하측 트랜스포머에 연결되는 3상 밸브 브릿지(131a)를 하측 3상 밸브 브릿지라고 부르도록 한다.
상측 3상 밸브 브릿지와 하측 3상 밸브 브릿지는 직류 전력을 출력하는 2개의 출력단인 제1 출력단(OUT1)과 제2 출력단(OUT2)을 가진다.
상측 3상 밸브 브릿지는 6개의 밸브(D1-D6)를 포함하고, 하측 3상 밸브 브릿지는 6개의 밸브(D7-D12)를 포함한다.
밸브(D1)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제1 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D2)는 밸브(D5)의 애노드에 연결되는 캐소드와 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D3)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제2 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D4)는 밸브(D1)의 애노드에 연결되는 캐소드와 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D5)는 제1 출력단(OUT1)에 연결되는 캐소드와 상측 트랜스포머의 2차측 코일의 제3 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D6)는 밸브(D3)의 애노드에 연결되는 캐소드를 가진다.
밸브(D7)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제1 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D8)는 밸브(D11)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D9)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제2 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D10)는 밸브(D7)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D11)는 밸브(D6)의 애노드에 연결되는 캐소드와 하측 트랜스포머의 2차측 코일의 제3 단자에 연결되는 애노드를 가진다.
밸브(D12)는 밸브(D9)의 애노드에 연결되는 캐소드와 제2 출력단(OUT2)에 연결되는 애노드를 가진다.
한편, 송전 측 교류-직류 컨버터 파트(130), 수요 측 직류-교류 컨버터 파트(150) 중 하나 이상은 컨버터 장치(200)를 포함할 수 있다.
컨버터 장치(200)는 복수의 서브 모듈(210)을 이용하여 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.
또한, 컨버터 장치(200)는 복수의 서브 모듈(210)을 이용하여 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다.
도 5를 참고하여 컨버터 장치(200)의 구성을 설명한다.
도 5는 컨버터 장치(200)의 구성 블록도이다.
컨버터 장치(200)는 서브 모듈(210), 중간 제어기(230), 밸브 제어기(250)를 포함한다.
서브 모듈(210)은 교류 전력을 입력받아 직류 전력으로 변환할 수 있다.
또한, 서브 모듈(210)은 직류 전력을 입력받아 교류 전력으로 변환할 수 있다.
예를 들면, 서브 모듈(210)은 직류 전력을 입력받아 충??방전, 바이패스 동작을 할 수 있다.
서브 모듈(210)은 서브 모듈 센서(211), 서브 모듈 제어부(213), 스위칭부(217), 저장부(219)를 포함한다.
서브 모듈 센서(211)는 서브 모듈(210)의 전류, 전압 중 하나 이상을 측정할 수 있다.
또한, 서브 모듈 센서(211)는 서브 모듈(210)의 물리적인 상태도 감지할 수 있다.
예를 들면, 서브 모듈 센서(211)는 서브 모듈(210)의 물리적인 균열, 온도 중 하나 이상을 감지할 수 있다.
서브 모듈 제어부(213)는 서브 모듈(210)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 서브 모듈 제어부(213)는 서브 모듈 센서(211)의 전류, 전압 측정 동작, 스위칭부(217)의 스위칭 동작 등을 제어할 수 있다.
또한, 서브 모듈 제어부(213)는 상태 신호를 밸브 제어기(250), 중간 제어기(230) 중 하나 이상에 송신할 수 있다.
여기서 상태 신호는 서브 모듈 센서(211)가 측정한 전류, 전압, 감지한 물리적인 균열, 온도 중 하나 이상을 포함하는 신호일 수 있다.
또한, 상태 신호는 제어 신호의 수신 여부에 대한 응답 신호를 포함할 수 있다.
예를 들면, 서브 모듈 제어부(213)는 밸브 제어기(250), 중간 제어기(230) 중 하나 이상으로부터 제어 신호를 수신하여, 수신된 제어 신호에 대응하는 응답 신호를 송출할 수 있다.
스위칭부(217)는 서브 모듈(210)에 입출력되는 전류를 스위칭할 수 있다.
스위칭부(217)는 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하여, 서브 모듈 제어부(213)의 제어 신호에 따라 스위칭 동작을 할 수 있다.
또한, 스위칭부(217)는 다이오드를 포함할 수 있고, 스위칭 동작과 다이오드의 정류 동작으로 서브 모듈(210)의 충??방전, 바이패스 동작을 수행할 수 있다.
저장부(219)는 서브 모듈(210)에 입력되는 전류를 기초로 에너지를 충전하는 충전 동작을 할 수 있다.
또한, 저장부(219)는 충전된 에너지를 기초로 전류를 출력하는 방전 동작을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 컨버터 장치(200)에서 서브 모듈(210)은 싸이리스터(Thyristor)로 구성될 수도 있다. 이때 싸이리스터는 광신호에 의하여 트리거링되는 싸이리스터일 수 있다. 또는 싸이리스터는 전기적 신호에 의하여 트리거링되는 싸이리스터일 수 있다.
도 6을 참고하여, 컨버터 장치(200)에 포함되는 복수의 서브 모듈(210)의 연결을 설명한다.
도 6은 3상의 컨버터 장치(200)에 포함되는 복수의 서브 모듈(210)의 연결을 나타낸다.
도 6을 참고하면, 복수의 서브 모듈(210)은 직렬로 연결될 수 있으며, 하나의 상(Phase)의 양극 또는 음극에 연결된 복수의 서브 모듈(210)을 하나의 암(Arm)을 구성할 수 있다.
3상인 컨버터 장치(200)는 일반적으로 6개의 암(Arm)으로 구성될 수 있으며, A, B, C인 3상 각각에 대해 양극과 음극으로 구성되어 6개의 암(Arm)으로 구성될 수 있다.
이에 따라, 컨버터 장치(200)는 A상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제1 암(221), A상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제2 암(222), B상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제3 암(223), B상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제4 암(224), C상 양극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제5 암(225), C상 음극에 대한 복수의 서브 모듈(210)로 구성되는 제6 암(226)으로 구성될 수 있다.
그리고 하나의 상(Phase)에 대한 복수의 서브 모듈(210)은 레그(Leg)를 구성할 수 있다.
이에 따라, 컨버터 장치(200)는 A상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 A상 레그(227)과, B상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 B상 레그(228), C상에 대한 복수의 서브 모듈(210)을 포함하는 C상 레그(229)로 구성될 수 있다.
그래서 제1 암(221) 내지 제 6암(226)은 각각 A, B, C상 레그(227, 228, 229)에 포함된다.
구체적으로, A상 레그(227)에는 A상의 양극 암인 제1 암(221)과 음극 암인 제2 암(222)이 포함되며, B상 레그(228)에는 B상의 양극 암인 제3 암(223)과 음극 암인 제4 암(224)가 포함된다. 그리고 C상 레그(229)에는 C상의 양극 암인 제5 암(225)과 음극 암인 제6 암(226)이 포함된다.
이어서 도 7을 참고하여, 서브 모듈(210)의 구성을 설명한다.
도 7은 서브 모듈(210)의 구성에 대한 예시도이다.
도 7을 참고하면, 서브 모듈(210)은 2개의 스위치, 2개의 다이오드, 커패시터를 포함한다. 이러한 서브 모듈(210)의 형태를 하프 브릿지(half-bridge) 형태 또는 반파 인버터(half bridge inverter)라고도 한다.
그리고 스위칭부(217)에 포함되는 스위치는 전력 반도체를 포함할 수 있다.
여기서 전력 반도체는 전력 장치용 반도체 소자를 말하며, 전력의 변환이나 제어용에 최적화될 수 있다. 그리고 전력 반도체는 밸브 장치라고 하기도 한다.
이에 따라 스위칭부(217)에 포함되는 스위치는 전력 반도체로 구성될 수 있어서, 예를 들면 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO(Gate Turn-off Thyristor), IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristor) 등으로 구성될 수 있다.
저장부(219)는 커패시터를 포함하고 있어서, 에너지를 충??방전 할 수 있다.
한편, 서브 모듈(210)의 구성 및 동작을 기초로 서브 모듈(210)을 등가 모델로 나타낼 수 있다.
도 8은 서브 모듈(210)의 등가 모델을 나타내며, 도 8을 참고하면 서브 모듈(210)은 스위치와 커패시터로 구성된 에너지 충??방전 장치로 나타낼 수 있다.
이에 따라 서브 모듈(210)은 출력 전압이 Vsm인 에너지 충??방전 장치와 동일함을 확인할 수 있다.
이어서 도 9 내지 도 12을 참고하여, 서브 모듈(210)의 동작을 설명한다.
도 9 내지 도 12의 서브 모듈(210)의 스위치부(217)는 복수의 스위치 T1, T2를 포함하고, 각각의 스위치는 각각의 다이오드 D1, D2에 연결된다. 그리고 서브 모듈(210)의 저장부(219)는 커패시터를 포함한다.
도 9 및 도 10을 참고하여 서브 모듈(210)의 충??방전 동작을 설명한다.
도 9 및 도 10은 서브 모듈(210)의 커패시터 전압(Vsm) 형성을 나타낸다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 스위치부(217)의 스위치 T1은 턴온, 스위치 T2는 턴오프 된 상태를 나타낸다. 이에 따라 서브 모듈(210)은 각각의 스위치 동작에 따라 커패시터 전압을 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 9를 참고하면 서브 모듈(210)에 유입되는 전류는 다이오드 D1을 거쳐 커패시터에 전달되어 커패시터 전압을 형성한다. 그리고 형성된 커패시터 전압은 커패시터에 에너지를 충전할 수 있다.
그리고 서브 모듈(210)은 충전된 에너지를 방출하는 방출 동작을 할 수 있다.
구체적으로, 도 10을 참고하면 서브 모듈(210)에 충전된 에너지인 커패시터의 저장 에너지는 스위치 T1을 거쳐 출력된다. 따라서 서브 모듈(210)은 저장된 에너지를 방출할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참고하여 서브 모듈(210)의 바이패스(Bypass) 동작을 설명한다.
도 11 및 도 12는 서브 모듈(210)의 영 전압 형성을 나타낸다.
도 11 및 도 12를 참고하면, 스위치부(217)의 스위치 T1은 턴오프, 스위치 T2는 턴온 된 상태를 나타낸다. 이에 따라 서브 모듈(210)의 커패시터에 전류가 흐르지 않게 되어, 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있다.
구체적으로, 도 11을 참고하면 서브 모듈(210)로 유입되는 전류는 스위치 T2를 통해 출력되어 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있다.
그리고 도 12를 참고하면, 서브 모듈(210)에 유입되는 전류는 다이오드 D2를 통해 출력되어 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있다.
이처럼 서브 모듈(210)은 영 전압을 형성할 수 있어서, 흐르는 전류가 서브 모듈(210)에 유입되지 않고 통과하는 바이패스 동작을 수행할 수 있다.
다시 도 5를 참고한다.
중간 제어기(230)는 밸브 제어기(250)가 전송한 제어 신호를 수신하여, 서브 모듈(210)에 송신할 수 있다.
예를 들면, 중간 제어기(230)는 중간 제어기(230)에 연결된 밸브 제어기(250)로부터 서브 모듈(210)의 제어 동작에 대한 제어 신호를 수신할 수 있다.
그리고 중간 제어기(230)는 수신된 제어 신호를 중간 제어기(230)에 연결된 복수의 서브 모듈(210)에 송신할 수 있다.
도 5를 참고하면, 중간 제어기(230)는 제2 센서부(231), 제2 제어부(233), 제2 통신부(235), 인터페이스부(237)를 포함할 수 있다.
제2센서부(231)는 중간 제어기(230)의 물리적인 상태를 감지할 수 있다.
예를 들면, 중계 제2 센서부(231)는 중간 제어기(230)의 물리적인 균열, 온도 중 하나 이상을 감지할 수 있다.
제2 제어부(233)는 중간 제어기(230)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 제2 제어부(233)는 중간 제어기(230)에 수신된 제어 신호를 서브 모듈(210)에 송신하는 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제2 제어부(233)는 중간 제어기(230)에 연결된 복수의 서브 모듈(210) 각각에 제어 신호를 송신할 수 있다.
예를 들면, 제2 제어부(233)는 밸브 제어기(250)로부터 수신된 제어 신호를 기초로 복수의 서브 모듈(210) 각각에 대응하는 제어 신호를 각각 송신할 수 있다.
또한, 제2 제어부(233)는 연결된 서브 모듈(210)의 상태 정보를 수신하여, 수신된 상태 정보를 기초로 서브 모듈(210)에 보호 동작 수행이 필요한지 판단할 수 있다.
그리고 제2 제어부(233)는 보호 동작 수행의 필요 여부 판단에 기초하여, 연결된 서브 모듈(210)이 보호 동작을 하도록 제어할 수 있다.
보호 동작에 대한 내용을 후술하기로 한다.
또한, 제2 제어부(233)는 연결된 서브 모듈(210)이 송신한 응답 신호를 기초로 연결된 서브 모듈(210)의 제어 신호 수신 여부를 판단할 수 있다.
예를 들면, 제2 제어부(233)는 연결된 서브 모듈(210)에 제어 신호를 전달하고, 전달된 제어 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하여 서브 모듈(210)이 제어 신호를 수신하였는지를 판단할 수 있다.
제2 통신부(235)는 서브 모듈(210), 다른 중간 제어기(230), 밸브 제어기(250)와 데이터를 주고 받을 수 있다.
예를 들면, 제2 통신부(235)는 밸브 제어기(250)에 포함된 제1 통신부(255)와 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 제2 통신부(235)는 제2 통신부(235)가 포함된 중간 제어기(230)와 다른 중간 제어기(230)간에 데이터를 송수신할 수 있다.
그리고 제2 통신부(235)는 서브 모듈(210)에 포함된 서브 모듈 제어부(213)와 데이터를 송수신할 수 있다.
인터페이스부(237)는 외부 장치와 연결될 수 있다.
인터페이스부(237)는 외부 장치와 연결되어, 연결된 서브 모듈(210)의 상태 정보를 전달할 수 있다.
예를 들면, 인터페이스부(237)는 HMI(Human Machine Interface)를 포함하여, 연결된 복수의 서브 모듈(210)의 상태 정보를 전달할 수 있다.
또한, 인터페이스부(237)는 외부 장치와 연결되어, 서브 모듈(210)의 동작에 필요한 소프트웨어를 입력받을 수 있다.
밸브 제어기(250)는 컨버터 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 밸브 제어기(250)는 VBE(Valve Base Electronics)를 포함하여, 컨버터 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로 밸브 제어기(250)는 제1 센서부(251), 제1 제어부(253), 제1 통신부(255)를 포함할 수 있다.
제1 센서부(251)는 제어기(250)와 연계된 교류 파트(110, 170) 및 직류 송전 파트(140)의 전류, 전압 중 하나 이상을 측정할 수 있다.
제1 제어부(253)는 컨버터 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제1 제어부(253)는 상위 제어기인 제어 파트(190)로부터 전체 지령값을 수신하여, 수신된 전체 지령값을 기초로 컨버터 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
여기서 전체 지령값이란, 제어 파트(190)가 컨버터 장치(200)를 제어하기 위한 제어 신호를 의미할 수 있다.
제1 제어부(253)는 제어 파트(190)로부터 수신한 전체 지령값을 기초로 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 제1 제어부(253)는 제1 통신부(255)를 통해 제어 파트(190)로부터 수신한 지령값인 기준 유효 전력, 기준 무효 전력, 기준 전류, 기준 전압 중 하나 이상을 기초로 컨버터 장치(200)의 동작을 제어할 수도 있다.
또한, 제1 제어부(253)는 전체 제어값을 직접 산출할 수 있다.
여기서 전체 제어값이란, 컨버터 장치(200)의 출력 교류 전력의 전압, 전류, 주파수 크기에 대한 목표값일 수 있다.
예를 들면, 제1 제어부(253)는 컨버터 장치(200)와 연계된 교류 파트(110, 170)의 전류, 전압 및 직류 송전 파트(140)의 전류, 전압 중 하나 이상을 기초로 전체 제어값을 산출할 수 있다.
제1 통신부(255)는 중간 제어기(230)에 포함된 제2 통신부(235), 서브 모듈(210)의 서브 모듈 제어부(213), 제어 파트(190) 중 하나 이상과 데이터를 주고 받을 수 있다.
구체적으로 제1 통신부(255)는 제1 제어부(253)로부터 전달받은 신호를 기초로 데이터를 제2 통신부(235), 서브 모듈 제어부(213), 제어 파트(190) 중 하나 이상에 전달할 수 있다.
또한, 제1 통신부(255)는 제2 통신부(235), 서브 모듈 제어부(213), 제어 파트(190) 중 하나 이상으로부터 전달받은 데이터를 제1 제어부(253)에 전달할 수 있다.
도 13 내지 도 14를 참고하여, 컨버터 장치(200)의 각 구성의 신호선 연결을 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 장치의 각 구성의 신호선 연결을 나타내는 예시도이다.
도 13을 참고하면, 밸브 제어기(250)는 복수의 서브 모듈(210) 각각에 복수의 연결선 각각을 통하여 직접 연결된다.
이에 따라, 밸브 제어기(250)는 복수의 서브 모듈(210) 각각에 대한 제어 신호를 복수의 서브 모듈(210) 각각에 직접 전송한다.
또한, 밸브 제어기(250)는 복수의 서브 모듈(210) 각각이 전송하는 상태 신호를 직접 수신한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
밸브 제어기(250)는 상위 제어기인 제어 파트(190)로부터 전체 지령값을 수신한다(S101). 이때, 밸브 제어기(250)는 제1 통신부(255)를 통해 제어 파트(190)가 송신한 전체 지령값을 수신할 수 있다.
밸브 제어기(250)는 수신한 전체 지령값을 기초로 복수의 서브 모듈(210)에 대한 복수의 제어 신호를 생성한다(S103). 이때 복수의 제어 신호 각각은 복수의 서브 모듈(210) 각각에 대응된다.
밸브 제어기(250)는 복수의 서브 모듈(210) 각각에 연결된 복수의 연결선 각각을 통해 제어 신호를 전송한다(S105).
복수의 서브 모듈(210) 각각은 복수의 연결선 각각을 통해 제어 신호를 수신한다(S107).
복수의 서브 모듈(210) 각각은 제어 신호를 기초로 동작한다(S109). 복수의 서브 모듈(210) 각각은 수신한 제어 신호를 기초로 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 또한, 복수의 서브 모듈(210) 각각은 수신한 제어 신호를 기초로 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 또한 복수의 서브 모듈(210) 각각은 제어 신호에 기초하여 동작을 중지할 수 있다.
복수의 서브 모듈(210) 각각은 서브 모듈의 상태를 감지한다(S111). 서브 모듈(210)은 서브 모듈 센서(211)를 통해 서브 모듈(210)의 전류, 전압, 물리적 균열 및 온도 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다.
복수의 서브 모듈(210) 각각은 복수의 서브 모듈(210) 각각의 상태에 대한 상태 신호를 생성한다(S113). 이때 상태 신호는 감지한 전류, 전압, 물리적인 균열 여부 및 온도 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
복수의 서브 모듈(210) 각각은 복수의 서브 모듈(210) 각각과 밸브 제어기(250)를 연결하는 복수의 연결선을 통하여 복수의 상태 신호를 전송한다(S115).
밸브 제어기(250)는 복수의 연결선 각각을 통하여 복수의 상태 신호 각각을 수신한다(S117).
밸브 제어기(250)는 복수의 상태 신호 각각을 기초로 복수의 서브 모듈(210) 각각에 대한 제어 신호를 각각 생성할 수 있다(S119).
도 14의 실시예에서 밸브 제어기(250)는 복수의 서브 모듈(210) 중 어느 하나의 서브 모듈(210)로부터 복수의 상태 신호를 하나의 연결선을 통하여 연속적으로 수신할 수 있다. 이때 밸브 제어기(250)가 연속적으로 수신하는 복수의 상태 신호 각각은 서브 모듈(210)의 서로 다른 상태를 나타내는 서로 다른 상태 신호일 수 있다. 예컨대 상태 신호는 서브 모듈(210)에 인가되는 전압이 역전압이 되었음을 나타내는 상태 신호일 수 있다. 또한 상태 신호는 서브 모듈(210)에 인가되는 전압이 정전압이 되었음을 나타내는 상태 신호일 수 있다. 또한 상태 신호는 서브 모듈(210)의 턴 온, 턴 오프 여부를 나타내는 상태 신호일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 밸브 제어기(250)는 하나의 서브 모듈(210)과 하나의 연결선을 통하여 연결되므로, 밸브 제어기(250)는 다양한 종류의 상태 신호를 하나의 연결선을 통하여 연속적으로 수신한다. 따라서 밸브 제어기(250)는 서브 모듈(210)의 상태를 판단하기 위하여 연속된 복수의 상태 신호 각각의 종류를 식별할 필요가 있다. 도 15 내지 도 19를 통하여 이에 대하여 설명하도록 한다.
도 15 내지 도 16을 통하여 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기(250)가 서브 모듈(210)의 상태 신호의 종류를 식별하는 것을 설명하도록 한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 제어기의 점호 신호의 점호각과 서브 모듈의 상태 신호를 보여준다.
점호 신호(firing signal)는 밸브 제어기(250)가 서브 모듈(210)을 턴 온하는 신호를 나타낸다. 점호각(firing angle)은 점호 신호의 기준인 사인(sin)파의 0 o를 기준으로 점호 신호가 인가될 때까지의 시간을 나타낸다.
이때 서브 모듈(210)은 밸브 제어기(250)에게 서로 종류가 다른 복수의 상태 신호를 연속적으로 전송한다. 이에 따라 밸브 제어기(250)는 서브 모듈(210)로부터 복수의 상태 신호를 연속적으로 수신한다. 또한 서브 모듈(210)은 서로 종류가 다른 복수의 상태 신호를 연속적으로 전송하므로 밸브 제어기는 수신 순서에 기초하여 상태 신호를 식별할 수 있다. 도 15의 그래프는 각각 점호 신호(301), 서브 모듈(210)에 인가되는 전압(401), 서브 모듈의 상태 신호(501)를 보여준다. 도 15의 실시예에서 밸브 제어기(250)는 기준 사인파의 한 주기 당 총 3개의 상태 신호를 수신한다. 이때 3개의 상태 신호는 상태 신호가 수신되는 순서에 따라 구분될 수 있다. 구체적으로 기준 사인파의 한 주기를 기준으로 제일 처음 수신되는 제1 상태 신호는 점호 신호에 따라 서브 모듈(210)이 턴 온 되었음을 나타낼 수 있다. 또한 기준 사인파의 한 주기를 기준으로 두 번째 수신되는 제2 상태 신호는 서브 모듈(210)에 역전압이 인가되었음을 나타낼 수 있다. 또한 기준 사인파의 한 주기를 기준으로 세 번째 수신되는 제3 상태 신호는 서브 모듈(210)에 정전압이 인가되었음을 나타낼 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기가 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별하는 동작을 보여주는 흐름도이다.
밸브 제어기(250)는 제1 통신부(255)를 통하여 어느 하나의 서브 모듈(210)로부터 복수의 연속적 상태 신호 중 어느 하나를 수신한다(S301). 이때 상태 신호가 소정의 전압 값 이상의 크기를 갖지 못하는 경우, 밸브 제어기(250)는 수신한 신호를 상태 신호가 아닌 잡음 신호로 판단할 수 있다.
밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 수신 순서를 판단한다(S303). 구체적으로 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 점호 신호의 기준 사인파의 0o를 기준으로 어느 하나의 상태 신호의 수신 순서를 판단할 수 있다.
밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 수신 순서에 기초하여 어느 하나의 상태 신호의 종류를 식별한다(S305). 앞서 기재한 바와 같이 구체적인 실시 예에서 상태 신호는 3 종류 일 수 있다. 구체적으로 기준 사인파의 한 주기를 기준으로 제일 처음 수신되는 제1 상태 신호는 점호 신호에 따라 서브 모듈(210)이 턴 온 되었음을 나타낼 수 있다. 또한 기준 사인파의 한 주기를 기준으로 두 번째 수신되는 제2 상태 신호는 서브 모듈(210)에 역전압이 인가되었음을 나타낼 수 있다. 또한 기준 사인파의 한 주기를 기준으로 세 번째 수신되는 제3 상태 신호는 서브 모듈(210)에 정전압이 인가되었음을 나타낼 수 있다.
밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)의 상태를 판단한다(S307). 구체적으로 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)의 턴 온 여부를 판단할 수 있다. 또한 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)에 역전압이 인가되었는 지 여부를 판단할 수 있다. 또한 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)에 정전압이 인가되었는 지 여부를 판단할 수 있다.
밸브 제어기(250) 제1 제어부(253)를 통하여 서브 모듈(210)의 상태에 기초하여 제어 명령을 생성하고, 제1 통신부(255)를 통하여 서브 모듈(210)에 전송한다(S309).
밸브 제어기(250)는 제1 통신부(255)를 통하여 서브 모듈의 상태를 제어 파트(190)에 전송한다(S311).
도 15 내지 도 16의 실시예에서와 같이 어느 하나의 상태 신호의 수신 순서에 기초하여 어느 하나의 상태 신호의 종류를 식별할 경우, 상태 신호가 손실된 경우 밸브 제어기(250)는 서브 모듈(210)의 상태를 정확히 판단할 수 없다. 또한 노이즈가 발생하여 상태 신호로 오인된 경우에도 밸브 제어기(250)는 서브 모듈(210)의 상태를 정확히 판단할 수 없다. 따라서 밸브 제어기(250)가 상태 신호의 종류를 정확하게 식별할 수 있는 판단방법이 필요하다. 이에 대해서는 도 17 내지 도 19를 통하여 설명하도록 한다.
도 17 내지 도 19를 통하여 서브 모듈(210)의 상태 신호를 수신한 시간과 밸브 제어기(250)가 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 시간에 기초하여 밸브 제어기(250)가 상태 신호의 종류를 식별하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 17 내지 도 19의 실시예에서도 도 15 내지 도 16의 실시예에서와 같이 서브 모듈(210)은 밸브 제어기(250)에게 서로 종류가 다른 복수의 상태 신호를 연속적으로 전송하고, 밸브 제어기(250)는 서브 모듈(210)로부터 복수의 상태 신호를 연속적으로 수신한다.
점호 신호의 점호각은 시스템 특성에 따라 최대 값과 최소 값을 갖는다. 서브 모듈(210)은 점호 신호가 인가된 후 일정 시간 뒤에 턴 온 여부를 나타내는 제1 상태 신호를 전송한다. 따라서 밸브 제어기(250)는 서브 모듈(210)의 상태 신호를 수신한 시간과 밸브 제어기(250)가 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 시간 및 점호각의 최대값에 기초하여 상태 신호의 종류를 식별할 수 있다.
밸브 제어기(250)는 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 후 제1 상태 신호를 수신한다. 도 17 내지 도 19의 실시예에서 밸브 제어기(250)는 제1 상태 신호를 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이 되기 전에 수신하는 것으로 한다. 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이 되는 경우 기준 사인파는 180o이다. 따라서 밸브 제어기(250)는 제1 상태 신호를 서브 모듈(210)에 점호 신호를 인가한 시간과 점호 신호 인가 후 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이 되는 최소 시간에 기초하여 식별할 수 있다. 구체적으로 밸브 제어기(250)가 제1 상태 신호를 수신할 수 있는 최대 시간은 서브 모듈(210)에 점호 신호가 인가되는 시간(tfiring start)으로부터 180o에서 점호각의 최대 값을 뺀 시간을 더한 시간이다. 따라서 밸브 제어기(250)가 첫 번째 상태 신호를 수신하는 시간은 다음의 수식을 만족한다.
t < tfiring star + (180o - tMax)
이때 t는 첫 번째 상태 신호를 수신하는 시간이고, tfiring start는서브 모듈(210)에 점호 신호가 인가되는 시간이고, tMax는 점호각의 최대값을 나타낸다.
따라서 위 수식에 따른 제1 상태 신호를 수신할 수 있는 최대 시간 이내에 상태 신호를 수신하는 경우, 밸브 제어기(250)는 수신한 상태 신호를 제1 상태 신호로 판단할 수 있다.
또한 도 17 내지 도 19의 실시예에서 밸브 제어기(250)는 제2 상태 신호를 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이된 이후에 수신하는 것으로 한다. 따라서 밸브 제어기(250)는 제1 상태 신호와 같이 제2 상태 신호를 서브 모듈(210)에 점호 신호를 인가한 시간과 점호 신호 인가 후 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이 되는 최소 시간에 기초하여 식별할 수 있다.
또한 밸브 제어기(250)는 제2 상태 신호를 서브 모듈(210)에 점호 신호를 인가한 시간과 점호 신호 인가 후 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이 되는 최대 시간 보다 늦게 수신할 수 있다. 따라서 밸브 제어기(250)는 제2 상태 신호를 수신할 수 있는 시간의 최대 값은 점호 신호 인가 후 서브 모듈(210)에 인가되는 전류가 0이 되는 최대 시간의 값 보다 커야 한다.
따라서 제2 상태 신호를 수신하는 시간은 다음의 수식을 만족한다.
tfiring star + (180o - tMax) < t < tfiring star + (180o - tMin) + a
이때 t는 제2 상태 신호를 수신하는 시간이고, tfiring start는서브 모듈(210)에 점호 신호가 인가되는 시간이고, tMax는 점호각의 최대값, tMin은 점호각의 최소값, a는 여유 마진값을 나타낸다. 여유 마진값 a는 반복된 실험에 의하여 결정될 수 있다.
따라서 위 수식에 따른 제2 상태 신호를 수신할 수 있는 최소 시간 이후 최대 시간 이내에 상태 신호를 수신하는 경우, 밸브 제어기(250)는 수신한 상태 신호를 제1 상태 신호로 판단할 수 있다.
도 17 내지 도 19의 실시예에서 밸브 제어기(250)는 제3 상태 신호를 제2 상태 신호에 이어서 수신한다.
따라서 밸브 제어기(250)가 두번째 신호를 수신하는 시간은 다음의 수식을 만족한다.
tfiring star + (180o - tMin) + a < t
이때 t는 제3 상태 신호를 수신하는 시간이고, tfiring start는서브 모듈(210)에 점호 신호가 인가되는 시간이고, tMin은 점호각의 최소값, a는 여유 마진값을 나타낸다. 여유 마진값 a는 반복된 실험에 의하여 결정될 수 있다.
따라서 위 수식에 따른 제3 상태 신호를 수신할 수 있는 최소 시간 이후에 상태 신호를 수신하는 경우, 밸브 제어기(250)는 수신한 상태 신호를 제1 상태 신호로 판단할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기의 점호 신호의 점호각이 최소인 경우에도 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별 가능함을 보여준다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 밸브 제어기의 점호 신호의 점호각이 최대인 경우에도 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별 가능함을 보여준다.
도 17과 도 18의 실시예에서 점호 신호의 주파수는 60Hz이고, 점호각의 최소값은 16.1o(0.268ms)이고, 점호각의 최대값은 150o(6.944ms)이며 여유 마진값은 10o(0.463ms)이다. 위에서 설명한 수식들에 점호각의 최소값과 최대값을 대입해보면, 도 17과 도 18에서 볼 수 있듯이 서브 모듈(210)에 점호 신호를 인가한 후 서브 모듈(210)의 전류가 0이 되기 전에 밸브 제어기(250)가 제1 상태 신호를 수신함을 확인할 수 있다. 또한 서브 모듈(210)의 전류가 0이된후 밸브 제어기(250)가 제2 상태 신호를 수신함을 확인할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 밸브 제어기(250)는 점호 신호를 인가한 시간과 점호각의 최소 값, 최대 값에 기초하여 상태 신호의 종류를 식별할 수 있다. 밸브 제어기(250)의 구체적인 동작은 도 19를 통하여 설명하도록 한다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 밸브 제어기가 서브 모듈의 상태 신호의 종류를 식별하는 동작을 보여주는 흐름도이다.
밸브 제어기(250)는 제1 통신부(255)를 통하여 어느 하나의 서브 모듈(210)로부터 복수의 연속적 상태 신호 중 어느 하나를 수신한다(S501). 이때 상태 신호가 소정의 전압 값 이상의 크기를 갖지 못하는 경우, 밸브 제어기(250)는 수신한 신호를 상태 신호가 아닌 잡음 신호로 판단할 수 있다.
밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 수신 시간을 판단한다(S503). 구체적으로 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 점호 신호의 기준 사인파의 0o를 기준으로 어느 하나의 상태 신호의 수신 시간을 판단할 수 있다.
밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 수신 시간에 기초하여 어느 하나의 상태 신호의 종류를 식별한다(S505). 구체적인 실시예에서 도 17과 도 18을 통하여 설명한 것과 같이, 밸브 제어기(250)는 상태 신호를 수신한 시간과 밸브 제어기(250)가 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 시간 및 점호각의 최대값에 기초하여 상태 신호의 종류를 식별할 수 있다. 구체적으로 도 17과 도 18을 통하여 설명한 것과 같이 밸브 제어기(250)는 상태 신호를 수신한 시간이 상태 신호 종류에 따른 상태 신호 수신 가능 시간에 해당하는지 여부로 상태 신호의 종류를 식별할 수 있다. 이때 상태 신호 수신 가능 시간은 밸브 제어기(250)가 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 시간 및 점호각의 최대값에 기초하여 결정된 것일 수 있다. 또한 상태 신호 수신 가능 시간은 밸브 제어기(250)가 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 시간, 점호각의 최대값 및 점호각의 최소값에 기초하여 결정된 것일 수 있다. 또한 상태 신호 수신 가능 시간은 밸브 제어기(250)가 점호 신호를 서브 모듈(210)에 인가한 시간, 점호각의 최대값, 점호각의 최소값 및 실험에 의하여 결정되는 여유 마진값에 기초하여 결정된 것일 수 있다.
밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)의 상태를 판단한다(S507). 구체적으로 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)의 턴 온 여부를 판단할 수 있다. 또한 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)에 역전압이 인가되었는지 여부를 판단할 수 있다. 또한 밸브 제어기(250)는 제1 제어부(253)를 통하여 어느 하나의 상태 신호의 종류와 상태 신호의 값에 기초하여 서브 모듈(210)에 정전압이 인가되었는 지 여부를 판단할 수 있다.
밸브 제어기(250) 제1 제어부(253)를 통하여 서브 모듈(210)의 상태에 기초하여 제어 명령을 생성하고, 제1 통신부(255)를 통하여 서브 모듈(210)에 전송한다(S509).
밸브 제어기(250)는 제1 통신부(255)를 통하여 서브 모듈의 상태를 제어 파트(190)에 전송한다(S511).
이와 같이 밸브 제어기(250)가 상태 신호를 수신한 시간에 기초하여 상태 신호의 종류를 식별할 경우, 상태 신호의 전송 과정에서 손실이 일어나거나 노이즈가 발생하더라도 밸브 제어기(250)는 상태 신호의 종류 정확하게 식별할 수 있다. 따라서 밸브 제어기(250)와 서브 모듈(210)간의 통신의 효율성 및 신뢰도가 증가된다.
또한 밸브 제어기(250)는 점호 신호를 인가한 시간과 상태 신호를 수신한 시간을 쉽게 알 수 있으므로 상태 신호의 종류 식별을 위해 별도의 센서나 추가 데이터의 통신을 필요로 하지 않는다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 제어기(250)는 HVDC 시스템을 단순화하고 복잡도를 줄일 수 있는 장점이 있다.
컨버터 장치(200)에서 출력되는 교류 전력을 도 20을 참고로 설명한다.
도 20은 컨버터 장치(200)에서 출력되는 교류 전력을 나타내는 그래프이다.
도 20을 참고하면, 하나의 레그(Leg)에 연결된 복수의 서브 모듈(210)이 각각 형성하는 전압이 모두 합쳐져서 사인(Sine)에 가까운 계단형의 파형이 형성되고, 이에 따라 컨버터 장치(200)의 출력 전력이 교류 전력임을 확인할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 기재된 실시예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (5)

  1. HVDC 시스템의 컨버터 장치에 포함되는 밸브 제어기에 있어서,
    서브 모듈로부터 연속된 복수의 상태 신호 중 어느 하나의 상태 신호를 수신하는 통신부; 및
    상기 어느 하나의 상태 신호의 수신 시간에 기초하여 상기 어느 하나의 상태 신호의 종류를 식별하는 제어부를 포함하는
    밸브 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 어느 하나의 상태 신호를 수신한 시간이 상태 신호의 종류에 따른 상태 신호 수신 가능 시간에 해당하는지 여부로 상태 신호의 종류를 식별 하고,
    상기 상태 신호 수신 가능 시간은
    점호 신호를 상기 서브 모듈에 인가한 시간 및 점호각의 최대값에 기초하여 결정된
    밸브 제어기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상태 신호 수신 가능 시간은
    점호 신호를 상기 서브 모듈에 인가한 시간, 점호각의 최대값 및 점호각의 최소값에 기초하여 결정된
    밸브 제어기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연속된 복수의 상태 신호는 서브 모듈이 턴 온 되었음을 나타내는 제1 상태 신호, 상기 서브 모듈에 역전압이 인가되었음을 나타내는 제2 상태 신호 및 상기 서브 모듈에 정전압이 인가되었음을 나타내는 제3 상태 신호 중 적어도 어느 하나를 포함하는
    밸브 제어기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 상태 신호에 기초하여 상기 서브 모듈의 상태를 판단하고, 상기 서브 모듈의 상태에 기초하여 제어 명령을 생성하고,
    상기 통신부는
    상기 제어 명령을 상기 서브 모듈에게 전송하는
    밸브 제어기.
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