KR101687913B1 - UPFC device with a single transformer - Google Patents

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윤영두
이상훈
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명지대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is a UPFC device having a transformer. The UPFC device operating in three phases, the UPFC device in each phase includes a multi-output transformer for transforming a first voltage; and a power converter for converting the output voltage of the multi-output transformer to output a second voltage. The multi-output transformer includes a primary winding and M secondary windings. One end of the primary winding and one end of the M secondary windings are connected to each other at a first node. The other end of the M secondary windings is connected to the power converter. So, the function of power flow control and reactive power compensation can be performed.

Description

하나의 변압기를 구비하는 UPFC 장치{UPFC device with a single transformer}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a UPFC device having a single transformer,

본 발명의 실시예들은 UPFC 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 변압기를 구비하여 전력 조류 제어(power flow control) 기능 및 무효 전력 보상 기능을 수행할 수 있는 UPFC 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a UPFC apparatus, and more particularly, to a UPFC apparatus having a single transformer to perform a power flow control function and a reactive power compensation function.

UPFC(Unified power flow control) 장치는 직, 병렬형 FACTS(유연송전시스템: flexible AC transmission system) 장치로써 계통의 전압, 유효 전력 및 무효 전력의 변수를 동시에 제어하여 계통 전체의 고효율 운전을 도모하는 전력 조류 제어를 수행하는 장치를 의미한다. The unified power flow control (UPFC) device is a parallel and parallel FACTS (flexible AC transmission system) device that simultaneously controls the parameters of the voltage, active power, and reactive power of the system, Means an apparatus that performs algaecontrol.

도 1은 종래의 UPFC 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 UPFC 장치의 전압 전류의 페이서(phasor) 구성도를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional UPFC device, and FIG. 2 is a diagram showing a phasor configuration diagram of a voltage current of the UPFC device of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 UPFC 장치(100)는 직렬 인버터 및 직렬 변압기를 포함하는 직렬 인버터부(110) 및 병렬 인버터 및 병렬 변압기를 포함하는 병렬 인버터부(120)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2, a conventional UPFC apparatus 100 includes a series inverter unit 110 including a series inverter and a series transformer, and a parallel inverter unit 120 including a parallel inverter and a parallel transformer.

이 때, 직렬 인버터부(110)를 통해 작은 전압을 조절함으로써，정상상태에서 전력 조류를 제어하고，과도 상태의 동적 안정도를 개선할 수 있다. 그리고, 병렬 인버터부(120)에 전류를 주입함으로써, 계통의 무효 전력 보상에 필요한 무효 전력을 내부적으로 공급한다. 따라서, 송전 선로의 어떤 지점에도 설치 가능하고 전력 계통의 확장이나 변경에 관계없이 운용이 가능하다.At this time, by controlling the small voltage through the series inverter unit 110, the power flow can be controlled in the steady state and the dynamic stability of the transient state can be improved. Then, by injecting a current into the parallel inverter section 120, the reactive power required for compensation of the reactive power of the system is internally supplied. Therefore, it can be installed at any point on the transmission line and can be operated regardless of expansion or change of the power system.

하지만, 종래의 UPFC 장치(100)는 고가의 비용이 필요하다는 단점이 있다. 즉, 도 1을 참조하면, UPFC 장치(100)에는 두 개의 변압기들, 즉 직렬 변압기와 병렬 변압기가 필요한데, 병렬 변압기는 송전 전압이 직접 걸리고, 직렬 변압기는 송전 전류를 모두 도통할 수 있어야 하기 때문에 고비용이 소요되는 단점이 있다. 또한, 직렬 인버터는 직렬 변압기의 턴 비에 따라 증가하는 송전 전류를 흘릴 수 있어야 하고, 높은 전압을 처리할 수 있는 전력 변환기를 사용해야 하므로，비용이 비싼 단점이 있다. However, the conventional UPFC apparatus 100 has a disadvantage that an expensive cost is required. That is, referring to FIG. 1, the UPFC apparatus 100 requires two transformers, that is, a series transformer and a parallel transformer. Since the parallel transformer directly receives the transmission voltage and the series transformer must conduct all the transmission currents There is a disadvantage that high cost is required. In addition, the series inverter has a disadvantage in that it must be capable of flowing a transmission current that increases in accordance with the turn ratio of the series transformer, and must use a power converter capable of handling a high voltage.

또한, 공간적 측면에서도 송전 선로에 UPFC 장치를 설치해야 하므로, 넓은 공간이 필요한데, 종래의 UPFC 장치(100)는 실제 송전 선로에 적용하기에 어려움이 있다. In addition, since the UPFC device must be installed in the transmission line in terms of space, a wide space is required. However, the conventional UPFC device 100 is difficult to apply to the actual transmission line.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 하나의 변압기를 구비하여 전력 조류 제어(power flow control) 및 무효 전력 보상의 기능을 수행할 수 있는 UPFC 장치를 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a UPFC device capable of performing power flow control and reactive power compensation functions by providing one transformer.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 3상에서 동작하는 UPFC 장치로서, 각각의 상에서의 UPFC 장치는, 제1 전압을 변압하는 다출력 변압기; 및 상기 다출력 변압기의 출력 전압을 변환하여 제2 전압을 출력시키는 전력 변환기;를 포함하되, 상기 다출력 변압기는 1차측 권선 및 M개의 2차측 권선들을 포함하되, 상기 1차측 권선의 일단 및 M개의 2차측 권선들의 일단은 제1 노드에서 서로 연결되어 있고, 상기 M개의 2차측 권선들의 타단은 상기 전력 변환기와 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치가 제공된다. To achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a UPFC apparatus operating in three phases, the UPFC apparatus comprising: a multi-output transformer for transforming a first voltage; And a power converter for converting an output voltage of the multi-output transformer to output a second voltage, wherein the multi-output transformer includes a primary winding and M secondary windings, wherein one end of the primary winding and the M One end of the two secondary windings is connected to the first node, and the other end of the M secondary windings is connected to the power converter.

상기 전력 변환기는, 상기 다출력 변압기의 출력 전압을 이용하여 링크 전압을 생성하는 컨버터; 상기 컨버터와 병렬 연결되고, 상기 링크 전압을 저장하는 링크 캐패시터부; 및 상기 컨버터 및 상기 링크 캐패시터부와 병렬 연결되고, 상기 링크 전압을 이용하여 상기 제2 전압을 출력하는 인버터;를 포함할 수 있다 Wherein the power converter includes: a converter that generates a link voltage using an output voltage of the multi-output transformer; A link capacitor unit connected in parallel with the converter and storing the link voltage; And an inverter connected in parallel with the converter and the link capacitor unit and outputting the second voltage using the link voltage

일단이 상기 제1 노드와 연결되고, 타단이 상기 인버터와 연결되는 바이패스부;를 더 포함할 수 있다. And a bypass unit having one end connected to the first node and the other end connected to the inverter.

상기 컨버터는 병렬로 연결되는 M개의 서브 컨버터들을 포함하고, 상기 M개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 스위치 및 제2 스위치를 각각 포함하되, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제1 스위치의 일단은 서로 연결되고, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제2 스위치의 타단은 서로 연결되며, 상기 M개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 상기 M개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, 상기 i번째 서브 컨버터의 제1 스위치의 타단 및 상기 i번째 서브 컨버터의 제2 스위치의 일단이 상기 i번째 2차측 권선의 타단과 연결될 수 있다. Wherein the converter includes M sub-converters connected in parallel, each of the M sub-converters includes a first switch and a second switch connected in series, wherein one end of the first switch of the M sub- And the other ends of the second switches of the M sub-converters are connected to each other, and the other end of the i-th secondary winding of the other end of the M secondary windings is connected to the i-th sub-converter among the M sub- The other end of the first switch of the i-th sub-converter, and the end of the second switch of the i-th sub-converter may be connected to the other end of the i-th secondary winding.

상기 링크 캐패시터부는 직렬 연결된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터를 포함하고, 상기 컨버터는 상기 제1 노드의 전압이, 상기 제1 캐패시터의 타단과 상기 제2 캐패시터의 일단이 연결되는 제2 노드의 전압과 동일하게 되도록 제어할 수 있다. 또한, 성능 향상을 위해, 상기 제1 노드의 전압에 따라 결정하는 전압으로 제어할 수도 있다. Wherein the voltage of the first node is higher than the voltage of the second node to which the one end of the second capacitor and the other end of the first capacitor are connected, and a second capacitor connected to the other end of the first capacitor, Can be controlled to be the same. In order to improve the performance, the voltage may be controlled according to the voltage of the first node.

상기 컨버터는 병렬로 연결되는 M개의 서브 컨버터들을 포함하고, 상기 M개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 각각 포함하되, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제1 다이오드의 캐소드가 서로 연결되고, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제2 다이오드의 애노드가 서로 연결되며, 상기 M개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 상기 M개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, 상기 i번째 서브 컨버터의 제1 다이오드의 애노드 및 상기 i번째 서브 컨버터의 제2 다이오드의 캐소드가 상기 i번째 2차측 권선의 타단과 연결될 수 있다. Wherein the converter comprises M sub-converters connected in parallel, each of the M sub-converters comprising a first diode and a second diode connected in series, wherein the cathodes of the first diodes of the M sub- And the anodes of the second diodes of the M sub-converters are connected to each other, and the other end of the i-th secondary winding of the other ends of the M secondary-side windings is connected to the i-th sub-converter among the M sub- The anode of the first diode of the i-th sub-converter, and the cathode of the second diode of the i-th sub-converter may be connected to the other end of the i-th secondary winding.

상기 링크 캐패시터부는 직렬 연결된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터를 포함하고, 상기 제1 노드 및 상기 제1 캐패시터의 타단과 상기 제2 캐패시터의 일단이 연결되는 제2 노드가 서로 연결될 수 있다. The link capacitor unit may include a first capacitor and a second capacitor connected in series, and the first node and a second node connected to one end of the first capacitor and the second node may be connected to each other.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 3상에서 동작하는 UPFC 장치로서, 각각의 상에서의 UPFC 장치는, 1차측 권선 및 M개의 2차측 권선들을 포함하되, 상기 1차측 권선의 일단 및 M개의 2차측 권선들의 일단은 제1 노드에서 서로 연결되는 다출력 변압기; 상기 M개의 2차측 권선들의 타단과 연결되어 있고, 상기 다출력 변압기의 출력 전압을 변환하는 전력 변환기; 및 일단이 상기 제1 노드와 연결되고, 타단이 상기 전력 변환기의 출력부와 연결되는 바이패스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치가 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a UPFC apparatus operating in three phases, wherein the UPFC apparatus in each phase includes a primary winding and M secondary windings, wherein one end of the primary winding and M & A multi-output transformer having one end of the secondary windings connected to each other at a first node; A power converter connected to the other end of the M secondary windings and converting an output voltage of the multi-output transformer; And a bypass unit having one end connected to the first node and the other end connected to an output unit of the power converter.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, UPFC 장치는 제1 전압을 변압하는 다출력 변압기; 및 상기 다출력 변압기의 출력 전압을 변환하여 제2 전압을 출력시키는 전력 변환기;를 포함한다. 상기 다출력 변압기는 1차측 권선 및 M개의 2차측 권선들을 포함하되, 상기 2차측 권선들은 모두 전기적으로 연결된다. According to another embodiment of the present invention, the UPFC apparatus includes a multi-output transformer for transforming a first voltage; And a power converter for converting an output voltage of the multi-output transformer to output a second voltage. The multi-output transformer includes a primary winding and M secondary windings, all of which are electrically connected.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다출력 변압기는 1차측 권선; 및 복수의 2차측 권선들을 포함한다. 여기서, 상기 2차측 권선들이 상호 전기적으로 연결된다. According to an embodiment of the present invention, the multi-output transformer comprises a primary winding; And a plurality of secondary windings. Here, the secondary windings are electrically connected to each other.

본 발명에 따른 UPFC 장치는 하나의 변압기를 구비하여 전력 조류 제어(power flow control) 기능 및 무효 전력 보상 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다. The UPFC apparatus according to the present invention has one transformer and is capable of performing a power flow control function and a reactive power compensation function.

도 1은 종래의 UPFC 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 UPFC 장치의 전압 전류의 페이서(phasor) 구성도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 UPFC 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 UPFC 장치의 단상에서의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 다출력 변압기의 구성을 종래의 다출력 변압기의 구성과 비교하기 위해 사용된 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 UPFC 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 UPFC 장치의 단상에서의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a view showing a schematic configuration of a conventional UPFC apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a phasor structure of a voltage current of the UPFC device of FIG. 1. FIG.
3 is a view showing a schematic configuration of a UPFC apparatus according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing the configuration of the single phase of the UPFC apparatus of Fig. 3;
5 is a diagram used to compare the configuration of a multi-output transformer according to the present invention with that of a conventional multi-output transformer.
6 is a diagram showing a schematic configuration of a UPFC device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a view showing the configuration of the single phase of the UPFC apparatus of Fig. 6; Fig.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms "first "," second ", and the like can be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 UPFC 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 UPFC 장치의 단상에서의 구성을 도시한 도면이다. FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of a UPFC apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a single phase of the UPFC apparatus of FIG.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 UPFC 장치(300)는 3상에서 동작하며, 전력 계통에서 유효 전력, 무효 전력의 흐름을 제어하여 계통 전체의 고효율 운전을 도모하는 장치이다. 그리고, 도 4을 참조하면, 각각의 상에서의 UPFC 장치(400)는 다출력 변압기(410), 전력 변환기(420), 제어부(미도시), 제1 인덕터부(430), 바이패스부(440) 및 제2 인덕터부(450)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세하게 설명하기로 한다. Referring to FIG. 3, the UPFC apparatus 300 according to the first embodiment of the present invention operates in three phases, and controls the flow of active power and reactive power in the power system, thereby achieving high efficiency operation of the entire system. 4, each UPFC apparatus 400 includes a multi-output transformer 410, a power converter 420, a control unit (not shown), a first inductor unit 430, a bypass unit 440 And a second inductor unit 450. Hereinafter, the function of each component will be described in detail.

먼저, 다출력 변압기(410)는 입력 전원부를 통해 입력된 제1 전압을 변압한다. First, the multi-output transformer 410 transforms the first voltage input through the input power source.

보다 상세하게, 다출력 변압기(410)는 1차측 권선(411) 및 M개(2 이상의 정수임)의 2차측 권선들(412, 413, 414)을 포함한다. 도 3 및 도 4에서는 M개의 2차측 권선들이 3개(a1, a2, a3)인 것으로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 2차측 권선들이 3개가 있는 것으로 가정한다. More specifically, the multi-output transformer 410 includes a primary winding 411 and M secondary windings 412, 413, and 414 (two or more integers). In FIGS. 3 and 4, the M number of secondary windings are shown as three (a 1 , a 2 , a 3 ), but this is for convenience of description and the present invention is not limited thereto. In the following, it is assumed that there are three secondary windings.

여기서, 1차측 권선(411)의 일단 및 3개의 2차측 권선들(412, 413, 414)의 일단은 제1 노드(n1)에서 서로 연결되어 있다. 또한, N개의 2차측 권선들(412, 413, 414)의 타단은 아래에서 설명할 전력 변환기(420)와 연결되고, 1차측 권선(411)의 타단은 N상과 연결될 수 있다. Here, one end of the primary winding 411 and one end of the three secondary windings 412, 413, and 414 are connected to each other at the first node n1. The other ends of the N secondary windings 412, 413 and 414 may be connected to the power converter 420 to be described below, and the other end of the primary winding 411 may be connected to the N phase.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 다출력 변압기는 각각의 2차측 권선이 서로 연결되어 있지 않았으나(절연 상태), 본 발명의 경우 3개의 2차측 권선들(412, 413, 414)의 일단이 서로 전기적으로 연결되어 있다(비 절연 상태). 따라서, 절연 특성이 사라지지만 변압기의 용량이 증가하는 효과가 있다. That is, as shown in FIG. 5, in the conventional multi-output transformer, although the respective secondary windings are not connected to each other (in an insulated state), the three secondary windings 412, 413 and 414 The ends are electrically connected to each other (non-insulated state). Therefore, although the insulation characteristic disappears, the capacity of the transformer increases.

다음으로, 전력 변환기(420)는 다출력 변압기(410)의 출력 전압을 변환하여 제2 전압을 출력시킨다. 여기서, 전력 변환기(420)는 컨버터(421), 링크 캐패시터부(422) 및 인버터(423)를 포함한다. Next, the power converter 420 converts the output voltage of the multi-output transformer 410 to output the second voltage. Here, the power converter 420 includes a converter 421, a link capacitor unit 422, and an inverter 423.

컨버터(421)는 DC 전압의 유지 제어의 기능을 수행하는 것으로서, 다출력 변압기(410)의 출력 전압을 이용하여 링크 전압을 생성한다. The converter 421 performs the function of maintaining the DC voltage, and generates the link voltage by using the output voltage of the multi-output transformer 410.

보다 상세하게, 컨버터(421)는 병렬로 연결되는 3개(=M)의 서브 컨버터들을 포함하며, 3개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 스위치(S1, S3, S5) 및 제2 스위치(S2, S4, S6)를 각각 포함한다. 컨버터(421)에 포함되는 6개의 스위치는 제어부(미도시)에 의해 온/오프가 제어된다. More specifically, the converter 421 includes three (= M) sub-converters connected in parallel, each of which has a first switch S1, S3, S5 connected in series and a second switch S2, S4, and S6, respectively. The six switches included in the converter 421 are controlled on / off by a control unit (not shown).

여기서, 3개의 서브 컨버터들의 제1 스위치(S1, S3, S5)의 일단은 서로 연결되고, 3개의 서브 컨버터들의 제2 스위치(S2, S4, S6)의 타단은 서로 연결된다. 또한, 3개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 3개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, i번째 서브 컨버터의 제1 스위치의 타단 및 i번째 서브 컨버터의 제2 스위치의 일단이 i번째 2차측 권선의 타단과 연결된다. Here, one ends of the first switches S1, S3, and S5 of the three sub-converters are connected to each other, and the other ends of the second switches S2, S4, and S6 of the three sub-converters are connected to each other. The other end of the i-th secondary winding of the other end of the three secondary windings is connected to the i-th sub-converter of the three sub-converters. The other end of the i-th sub- One end of the switch is connected to the other end of the i-th secondary winding.

링크 캐패시터부(422)는 컨버터(421)와 병렬 연결되고, 링크 전압을 저장한다. 여기서, 링크 캐패시터부(422)는 직렬 연결된 제1 캐패시터(C1) 및 제2 캐패시터(C2)를 포함한다. 즉, 제1 캐패시터(C1)의 타단과 제2 캐패시터(C2)의 일단은 제2 노드(n2)에서 서로 연결되고, 제1 캐패시터(C1)의 일단은 3개의 서브 컨버터들의 제1 스위치(S1, S3, S5)의 일단과 서로 연결되며, 제2 캐패시터(C2)의 타단은 3개의 서브 컨버터들의 제2 스위치(S2, S4, S6)의 타단과 연결된다. 그리고, 전압 균형을 맞추기 위해, 컨버터(421)는 제1 노드의 전압이 제2 노드의 전압과 동일하게 되도록 제어하거나, 또는 성능 향상을 위해, 제1 노드의 전압에 따라 결정하는 전압으로 제2 노드의 전압을 제어할 수도 있으며, 이는 제어부(미도시)을 통해 수행될 수 있다. The link capacitor section 422 is connected in parallel with the converter 421 and stores the link voltage. Here, the link capacitor unit 422 includes a first capacitor C1 and a second capacitor C2 connected in series. That is, one end of the first capacitor C1 and one end of the second capacitor C2 are connected to each other at the second node n2, and one end of the first capacitor C1 is connected to the first switch S1 of the three sub- S3 and S5 and the other end of the second capacitor C2 is connected to the other end of the second switches S2, S4 and S6 of the three sub-converters. In order to balance the voltage, the converter 421 controls the voltage of the first node to be equal to the voltage of the second node, or controls the voltage of the second node The voltage of the node may be controlled, which may be performed through a control unit (not shown).

인버터(423)는 전압 조절 회로로서, 컨버터(421) 및 링크 캐패시터부(422)와 병렬 연결되고, 링크 전압을 이용하여 제2 전압(제3 노드(n3)의 전압)을 출력한다. The inverter 423 is a voltage regulating circuit which is connected in parallel with the converter 421 and the link capacitor section 422 and outputs the second voltage (the voltage of the third node n3) using the link voltage.

여기서, 인버터(423)는 직렬 연결된 제3 스위치(S7) 및 제4 스위치(S8)를 포함하며, 이는 제어부(미도시)에 의해 온/오프가 제어된다. 이 때, 제3 스위치(S7)의 일단은 3개의 서브 컨버터들의 제1 스위치(S1, S3, S5)의 일단 및 제1 캐패시터의 일단과 연결되고, 제4 스위치(S8)의 타단은 3개의 서브 컨버터들의 제2 스위치(S2, S4, S6)의 타단 및 제2 캐패시터의 타단과 연결되고, 제3 스위치(S7)의 타단 및 제4 스위치(S8)의 일단은 제3 노드(n3)에서 연결된다. Here, the inverter 423 includes a third switch S7 and a fourth switch S8 connected in series, and is turned on / off by a control unit (not shown). At this time, one end of the third switch S7 is connected to one end of the first switch S1, S3, S5 of the three sub-converters and one end of the first capacitor, and the other end of the fourth switch S8 is connected to three ends And the other end of the third switch S7 and one end of the fourth switch S8 are connected to the other end of the second switch S2, S4, S6 of the sub-converters at the third node n3 .

또한, 제1 인덕터부(430)는 전류를 제어하는 기능을 수행하는 것으로서, 3개(=M)의 인덕터를 포함하며, 2차측 권선들(412, 413, 414)의 타단 각각은 인덕터를 통해 전력 변환기(420), 즉 컨버터(421)와 연결된다. The other ends of the secondary windings 412, 413, and 414 are connected to each other through an inductor (not shown). The first inductor unit 430 has a function of controlling current, And is connected to the power converter 420, that is, the converter 421.

또한, 바이패스부(440)는 UPFC 장치(300)를 운전하지 않는 경우 계통 전압을 바이패스하는 기능을 수행한다. 이 때, 전력 변환기(420)가 동작하지 않는 경우, 바이패스부(440) 내의 스위치가 온되며, 전력 변환기(420)가 동작하는 경우, 바이패스부(440) 내의 스위치는 오프된다. 그리고, 제2 인덕터부(450)는 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4)가 순간적으로 다른 경우, 전류를 제한시키는 기능을 수행한다. The bypass unit 440 bypasses the system voltage when the UPFC apparatus 300 is not operated. At this time, when the power converter 420 is not operated, the switch in the bypass unit 440 is turned on, and when the power converter 420 is operated, the switch in the bypass unit 440 is turned off. If the third node n3 and the fourth node n4 are instantaneously different from each other, the second inductor unit 450 performs a function of limiting the current.

요컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 UPFC 장치(300)는 각 상의 다출력 변압기(410)의 2차측 권선들이 절연되지 않고 서로 연결되어 있으며, 상기에서 설명한 구성에 기초하여 각 상에서 하나의 변압기 만으로도 전력 조류 제어(power flow control) 기능 및 무효 전력 보상 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다. In other words, the UPFC device 300 according to the first embodiment of the present invention is configured such that the secondary windings of the multi-output transformer 410 of each phase are connected to each other without being insulated. Based on the above- The power flow control function and the reactive power compensation function can be performed.

즉, 종래의 UPFC 장치는 직렬 변압기와 병렬 변압기가 모두 구비되어야 전류 조류 제어 기능 및 무효 전력 보상 기능을 수행할 수 있었지만, 본 발명은 직렬 변압기가 필요하지 않으며, 비 절연을 통해 용량이 증가된 하나의 변압기만을 통해 상기의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 고비용이 들지 않고, 설치 공간이 감소하는 장점이 있다. 또한, 전력 변환기의 DC 전압의 크기를 낮출 수 있으므로, 전력 변환기 내의 스위치를 낮은 정격 전압으로 구성할 수 있어서, 전력 변환기의 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
That is, in the conventional UPFC apparatus, both the series transformer and the parallel transformer are required to perform the current algebra control function and the reactive power compensation function. However, the present invention does not require a series transformer, The above function can be performed only through the transformer of FIG. Therefore, there is an advantage that the installation space is reduced without expensive cost. In addition, since the magnitude of the DC voltage of the power converter can be reduced, the switch in the power converter can be configured with a lower rated voltage, which can greatly reduce the cost of the power converter.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 UPFC 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 UPFC 장치의 단상에서의 구성을 도시한 도면이다. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a UPFC apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a single phase of the UPFC apparatus of FIG.

도 6 및 도 7을 참조하면, UPFC 장치(600)는 3상에서 동작하며, 각각의 상에서의 UPFC 장치(700)는 다출력 변압기(710), 전력 변환기(720), 제어부(미도시), 제1 인덕터부(730), 바이패스부(740) 및 제2 인덕터부(750)를 포함한다. 그리고, 전력 변환기(720)는 컨버터(721), 링크 캐패시터부(722) 및 인버터(723)를 포함한다. 6 and 7, the UPFC apparatus 600 operates in three phases, and the UPFC apparatus 700 on each phase includes a multi-output transformer 710, a power converter 720, a controller (not shown) 1 inductor unit 730, a bypass unit 740, and a second inductor unit 750. The power converter 720 includes a converter 721, a link capacitor unit 722, and an inverter 723. [

여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 UPFC 장치(600)는 컨버터(721)의 구성을 제외하고는 본 발명의 제2 실시예에 따른 UPFC 장치(300)와 동일하므로, 설명의 편의를 위해 컨버터(721)의 구성 만을 설명하기로 한다.Here, the UPFC apparatus 600 according to the second embodiment of the present invention is the same as the UPFC apparatus 300 according to the second embodiment of the present invention except for the configuration of the converter 721, Only the configuration of the converter 721 will be described.

컨버터(721)는 앞서 설명한 바와 같이 DC 전압의 유지 제어의 기능을 수행하며 링크 전압을 생성하는 것으로서, 병렬로 연결되는 3개(=M)의 서브 컨버터들을 포함하며, 3개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 다이오드(D1, D3, D5) 및 제2 다이오드(D2, D4, D6)를 각각 포함한다.The converter 721, as described above, performs the function of maintaining the DC voltage and generates the link voltage. The converter 721 includes three (= M) sub-converters connected in parallel, and each of the three sub- D3, and D5 and second diodes D2, D4, and D6, respectively, connected in series.

여기서, 3개의 서브 컨버터들의 제1 다이오드(D1, D3, D5)의 일단은 서로 연결되고, 3개의 서브 컨버터들의 제2 다이오드(D2, D4, D6)의 타단은 서로 연결된다. 또한, 3개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 3개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, i번째 서브 컨버터의 제1 다이오드의 타단 및 i번째 서브 컨버터의 제2 다이오드의 일단이 i번째 2차측 권선의 타단과 연결된다. Here, one ends of the first diodes D1, D3 and D5 of the three sub-converters are connected to each other, and the other ends of the second diodes D2, D4 and D6 of the three sub-converters are connected to each other. The other end of the i-th secondary winding of the other end of the three secondary windings is connected to the i-th sub-converter of the three sub-converters, and the other end of the i-th sub- One end of the diode is connected to the other end of the i-th secondary winding.

또한, 양방향 동작을 위해, 1차측 권선(711)의 일단 및 3개의 2차측 권선들(712, 713, 714)의 일단이 연결되는 제1 노드(n1)와, 제1 캐패시터(C1)의 타단과 제2 캐패시터(C2)의 일단이 연결되는 제2 노드(n2)는 연결된다. For bidirectional operation, a first node n1 to which one end of the primary winding 711 and one end of the three secondary windings 712, 713 and 714 are connected, and a second node n1 to which the first capacitor C1 is connected And the second node n2 to which one end of the second capacitor C2 is connected is connected.

요컨대, 본 발명의 제2 실시예에 따른 UPFC 장치(600)는 컨버터(721) 내의 다이오드들(D1, D2, D3, D4, D5, D6)이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 UPFC 장치(300)의 컨버터(421) 내부의 스위치들(S1, S2, S3, S4, S5, S6)과 대응되며, 이 차이점을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 UPFC 장치(300)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
In other words, the UPFC device 600 according to the second embodiment of the present invention is configured such that the diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 in the converter 721 are connected to the UPFC device 100 according to the first embodiment of the present invention. S3, S4, S5, and S6 in the converter 421 of the UPFC apparatus 300 according to the first embodiment of the present invention except for the differences. The same function can be performed. Therefore, a description thereof will be omitted.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. 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 .

Claims (15)

3상에서 동작하는 UPFC 장치로서, 각각의 상에서의 UPFC 장치는,
제1 전압을 변압하는 다출력 변압기; 및
상기 다출력 변압기의 출력 전압을 변환하여 제2 전압을 출력시키는 전력 변환기;를 포함하되,
상기 다출력 변압기는 1차측 권선 및 M(2 이상의 정수)개의 2차측 권선들을 포함하되, 상기 M개의 2차측 권선들의 일단은 제1 노드에서 서로 연결되고, 상기 1차측 권선의 일단은 상기 제1 노드에서 상기 M개의 2차측 권선들의 일단과 서로 연결되며, 상기 M개의 2차측 권선들의 타단은 상기 전력 변환기와 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.3. The UPFC apparatus of claim 3,
A multi-output transformer for transforming the first voltage; And
And a power converter for converting an output voltage of the multi-output transformer to output a second voltage,
Wherein the multi-output transformer includes a primary winding and an M (two or more integer) secondary winding, wherein one end of the M secondary windings is connected to each other at a first node, and one end of the primary winding is connected to the first And the other ends of the M secondary windings are connected to the power converter. 제1항에 있어서,
상기 전력 변환기는,
상기 다출력 변압기의 출력 전압을 이용하여 링크 전압을 생성하는 컨버터;
상기 컨버터와 병렬 연결되고, 상기 링크 전압을 저장하는 링크 캐패시터부; 및
상기 컨버터 및 상기 링크 캐패시터부와 병렬 연결되고, 상기 링크 전압을 이용하여 상기 제2 전압을 출력하는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.The method according to claim 1,
The power converter includes:
A converter for generating a link voltage using an output voltage of the multi-output transformer;
A link capacitor unit connected in parallel with the converter and storing the link voltage; And
And an inverter connected in parallel with the converter and the link capacitor unit and outputting the second voltage using the link voltage. 제2항에 있어서,
일단이 상기 제1 노드와 연결되고, 타단이 상기 인버터와 연결되는 바이패스부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.3. The method of claim 2,
And a bypass unit having one end connected to the first node and the other end connected to the inverter. 제2항에 있어서,
상기 컨버터는 병렬로 연결되는 M개의 서브 컨버터들을 포함하고, 상기 M개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 스위치 및 제2 스위치를 각각 포함하되, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제1 스위치의 일단은 서로 연결되고, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제2 스위치의 타단은 서로 연결되며,
상기 M개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 상기 M개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, 상기 i번째 서브 컨버터의 제1 스위치의 타단 및 상기 i번째 서브 컨버터의 제2 스위치의 일단이 상기 i번째 2차측 권선의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the converter includes M sub-converters connected in parallel, each of the M sub-converters includes a first switch and a second switch connected in series, wherein one end of the first switch of the M sub- And the other ends of the second switches of the M sub-converters are connected to each other,
And the other end of the i-th secondary winding of the M-th secondary winding is connected to the i-th sub-converter of the M sub-converters, and the other end of the i-th sub- And one end of the second switch is connected to the other end of the i-th secondary winding. 제2항에 있어서,
상기 링크 캐패시터부는 직렬 연결된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터를 포함하고,
상기 컨버터는 상기 제1 노드의 전압에 따라, 상기 제1 캐패시터의 타단과 상기 제2 캐패시터의 일단이 연결되는 제2 노드의 전압을 조절하여 제어하는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the link capacitor unit includes a first capacitor and a second capacitor connected in series,
Wherein the converter controls a voltage of a second node connected to the other end of the first capacitor and the one end of the second capacitor according to a voltage of the first node. 제2항에 있어서,
상기 컨버터는 병렬로 연결되는 M개의 서브 컨버터들을 포함하고, 상기 M개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 각각 포함하되, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제1 다이오드의 캐소드가 서로 연결되고, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제2 다이오드의 애노드가 서로 연결되며,
상기 M개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 상기 M개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, 상기 i번째 서브 컨버터의 제1 다이오드의 애노드 및 상기 i번째 서브 컨버터의 제2 다이오드의 캐소드가 상기 i번째 2차측 권선의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the converter comprises M sub-converters connected in parallel, each of the M sub-converters comprising a first diode and a second diode connected in series, wherein the cathodes of the first diodes of the M sub- And the anodes of the second diodes of the M sub-converters are connected to each other,
And the other end of the Mth secondary winding is connected to an i < th > sub-converter among the M sub-converters, and an anode of the i < th > And the cathode of the second diode is connected to the other end of the i-th secondary winding. 제6항에 있어서,
상기 링크 캐패시터부는 직렬 연결된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터를 포함하고,
상기 제1 노드 및 상기 제1 캐패시터의 타단과 상기 제2 캐패시터의 일단이 연결되는 제2 노드가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.The method according to claim 6,
Wherein the link capacitor unit includes a first capacitor and a second capacitor connected in series,
And a second node connected to the first node and one end of the first capacitor and the one end of the second capacitor are connected to each other. 3상에서 동작하는 UPFC 장치로서, 각각의 상에서의 UPFC 장치는,
1차측 권선 및 M(2 이상의 정수)개의 2차측 권선들을 포함하되, 상기 M개의 2차측 권선들의 일단은 제1 노드에서 서로 연결되고, 상기 1차측 권선의 일단은 상기 제1 노드에서 상기 M개의 2차측 권선들의 일단과 서로 연결되는 다출력 변압기;
상기 M개의 2차측 권선들의 타단과 연결되어 있고, 상기 다출력 변압기의 출력 전압을 변환하는 전력 변환기; 및
일단이 상기 제1 노드와 연결되고, 타단이 상기 전력 변환기의 출력부와 연결되는 바이패스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.3. The UPFC apparatus of claim 3,
Wherein one end of the M secondary windings is connected to each other at a first node, and one end of the primary winding is connected to one end of the M number of secondary windings at the first node, A multi-output transformer connected to one end of the secondary windings;
A power converter connected to the other end of the M secondary windings and converting an output voltage of the multi-output transformer; And
And a bypass unit having one end connected to the first node and the other end connected to an output unit of the power converter. 제8항에 있어서,
상기 전력 변환기는, 상기 변압기의 출력 전압을 이용하여 링크 전압을 생성하는 컨버터;를 포함하되,
상기 컨버터는 상기 컨버터는 병렬로 연결되는 M개의 서브 컨버터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the power converter includes a converter that generates a link voltage using an output voltage of the transformer,
Wherein the converter includes M sub-converters connected in parallel. 제9항에 있어서,
상기 M개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 스위치 및 제2 스위치를 각각 포함하되, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제1 스위치의 일단이 서로 연결되고, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제2 스위치의 타단이 서로 연결되며,
상기 M개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 상기 M개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, 상기 i번째 서브 컨버터의 제1 스위치의 타단 및 상기 i번째 서브 컨버터의 제2 스위치의 일단이 상기 i번째 2차측 권선의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.10. The method of claim 9,
Each of the M sub-converters includes a first switch and a second switch connected in series, wherein one ends of the first switches of the M sub-converters are connected to each other, and the other end of the second switch of the M sub- Respectively,
And the other end of the i-th secondary winding of the M-th secondary winding is connected to the i-th sub-converter of the M sub-converters, and the other end of the i-th sub- And one end of the second switch is connected to the other end of the i-th secondary winding. 제9항에 있어서,
상기 M개의 서브 컨버터들 각각은 직렬 연결된 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 각각 포함하되, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제1 다이오드의 캐소드가 서로 연결되고, 상기 M개의 서브 컨버터들의 제2 다이오드의 애노드가 서로 연결되며,
상기 M개의 2차측 권선들의 타단 중 i번째 2차측 권선의 타단은 상기 M개의 서브 컨버터들 중 i번째 서브 컨버터와 연결되되, 상기 i번째 서브 컨버터의 제1 다이오드의 애노드 및 상기 i번째 서브 컨버터의 제2 다이오드의 캐소드가 상기 i번째 2차측 권선의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.10. The method of claim 9,
Each of the M sub-converters includes a first diode and a second diode connected in series, wherein the cathodes of the first diodes of the M sub-converters are connected to each other, and the anode of the second diode of the M sub- Respectively,
And the other end of the Mth secondary winding is connected to an i < th > sub-converter among the M sub-converters, and an anode of the i < th > And the cathode of the second diode is connected to the other end of the i-th secondary winding. 제11항에 있어서,
상기 전력 변환기는,
상기 컨버터와 병렬 연결되고, 상기 링크 전압을 저장하기 위한 직렬 연결된 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터를 포함하는 링크 캐패시터부; 및
상기 컨버터 및 상기 링크 캐패시터부와 병렬 연결되고, 상기 링크 전압을 이용하여 상기 전력 변환기의 출력 전압을 생성하는 인버터;를 포함하되,
상기 제1 노드 및 상기 제1 캐패시터의 타단과 상기 제2 캐패시터의 일단이 연결되는 제2 노드가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.12. The method of claim 11,
The power converter includes:
A link capacitor unit connected in parallel with the converter, the link capacitor unit including a first capacitor and a second capacitor connected in series to store the link voltage; And
And an inverter connected in parallel with the converter and the link capacitor unit and generating an output voltage of the power converter using the link voltage,
And a second node connected to the first node and one end of the first capacitor and the one end of the second capacitor are connected to each other. 제1 전압을 변압하는 다출력 변압기; 및
상기 다출력 변압기의 출력 전압을 변환하여 제2 전압을 출력시키는 전력 변환기;를 포함하며,
상기 다출력 변압기는 1차측 권선 및 M(2 이상의 정수)개의 2차측 권선들을 포함하되,
상기 2차측 권선들의 일단 각각은 모두 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 UPFC 장치.A multi-output transformer for transforming the first voltage; And
And a power converter for converting an output voltage of the multi-output transformer to output a second voltage,
Wherein the multi-output transformer includes a primary winding and an M (two or more integer) secondary winding,
And the other ends of the secondary windings are all electrically connected. 1차측 권선; 및
복수의 2차측 권선들을 포함하되,
동일 노드에서 상기 1차측 권선의 일단과 상기 2차측 권선들의 일단들이 상호 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다출력 변압기. Primary winding; And
A plurality of secondary windings,
Wherein one end of the primary winding and one end of the secondary winding are electrically connected to each other at the same node. 삭제delete
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106505595A (en) * 2016-12-22 2017-03-15 山东大学 Transmission line of electricity three-phase imbalance governing system and method based on MMC UPFC
KR20210026087A (en) * 2019-08-29 2021-03-10 한양대학교 산학협력단 Intelligent Transformer Unit Topology Using Additional Small Power converter Based on Conventional distribution Transformer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100284050B1 (en) * 1998-12-09 2001-03-02 김진한 Serial parallel uninterruptible power supply (UPS) and control method of this device
KR100549059B1 (en) * 2003-11-24 2006-02-06 명지대학교 산학협력단 Unified power flow controller without series injection transformers
KR100616237B1 (en) * 2005-05-21 2006-08-28 명지대학교 산학협력단 Multiple-pulse voltage source converter using pulse-interleaving auxiliary circuit
KR20100104665A (en) * 2009-03-18 2010-09-29 서울대학교산학협력단 Power converter and power conversion system using high frequency transformer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5169017B2 (en) * 2007-05-15 2013-03-27 三菱電機株式会社 Power converter
CN104811073B (en) * 2014-01-24 2019-05-31 通用电气能源电能变换科技有限公司 Converter module, device, system and correlation technique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100284050B1 (en) * 1998-12-09 2001-03-02 김진한 Serial parallel uninterruptible power supply (UPS) and control method of this device
KR100549059B1 (en) * 2003-11-24 2006-02-06 명지대학교 산학협력단 Unified power flow controller without series injection transformers
KR100616237B1 (en) * 2005-05-21 2006-08-28 명지대학교 산학협력단 Multiple-pulse voltage source converter using pulse-interleaving auxiliary circuit
KR20100104665A (en) * 2009-03-18 2010-09-29 서울대학교산학협력단 Power converter and power conversion system using high frequency transformer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106505595A (en) * 2016-12-22 2017-03-15 山东大学 Transmission line of electricity three-phase imbalance governing system and method based on MMC UPFC
CN106505595B (en) * 2016-12-22 2018-11-27 山东大学 Transmission line of electricity three-phase imbalance governing system and method based on MMC-UPFC
KR20210026087A (en) * 2019-08-29 2021-03-10 한양대학교 산학협력단 Intelligent Transformer Unit Topology Using Additional Small Power converter Based on Conventional distribution Transformer
WO2021040355A3 (en) * 2019-08-29 2021-05-20 한양대학교 산학협력단 Intelligent transformer topology in which small power converter is added to conventional distribution transformer
KR102328616B1 (en) * 2019-08-29 2021-11-18 한양대학교 산학협력단 Intelligent Transformer Unit Topology Using Additional Small Power converter Based on Conventional distribution Transformer

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