KR101698232B1 - 고압 전력 장치용 ｄｃ 전원 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 고압 전력 장치 (1) 용 dc 전원 (3) 에 관한 것이고, dc 전원 (3) 은 직렬로 연결된 복수의 dc 전원 유닛들을 포함하는 하나 이상의 스트링들 (4a-4c) 및 상기 스트링들 (4a-4c) 을 연결 및 연결해제하도록 구성된 스위치들 (7, 9, 11, 13) 을 포함한다. 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은 각각의 스트링 (4a-4c) 의 전원 유닛들 사이에서 분포된 고체 상태 스위치들이고, 스트링 (4a-4c) 내의 모든 고체 상태 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은 이들이 동시에 턴 온 및 턴 오프되도록 배열된다. 각각의 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은, 제 1 방향으로 제 1 제어가능 반도체 (16) 와 병렬로 연결되고 제 1 방향에는 반대 방향인 제 2 방향으로 제 2 제어가능 반도체 (20) 와 병렬로 연결되며, dc 전원 (3) 은 스위치 (7, 9, 11, 13) 에서의 결함이 검출되는 경우에 고장 스위치 (7, 9, 11, 13) 에 연결된 제 1 제어가능 반도체 (16) 또는 제 2 제어가능 반도체 (20) 의 순방향 바이어싱을 트리거함으로써 고장 스위치 (7, 9, 11, 13) 를 바이패싱하도록 구성된 제어 유닛 (21) 을 포함한다.

Description

고압 전력 장치용 ＤＣ 전원{A DC POWER SOURCE FOR A HIGH VOLTAGE POWER APPARATUS}
본 발명은 고압 전기 전력 계통에 연결된 고압 전력 장치용 dc 전원에 관한 것이고, dc 전원은 직렬로 연결된 복수의 dc 전원 부재들을 포함하는 하나 이상의 스트링들 및 그 스트링들을 연결 및 연결해제하도록 구성된 스위치를 포함한다. 고압 전기 전력 계통에 의하면, 전기 시스템은 3kV 이상의 범위, 바람직하게는 10kV 이상의 범위에 있는 것이 이해될 것이다. dc 전원에 의해, 직렬로 연결된 dc 전원 부재들이 3kV 이상의 범위에 있는 것으로 이해해야만 한다. 전력 장치는 리액티브 전력 (reactive power) 및/또는 액티브 전력 (active power) 을 제어할 수 있는 장치를 의미한다. 전력 장치의 예들은 전력 보상기 (power compensator) 및 무정전 전력 공급기 (UPS; uninterruptible power supply) 가 있다.
플렉시블 교류 전송 시스템 (FACTS; flexible alternating current transmission systems) 내에는, 복수의 제어 장치가 알려져 있다. 하나의 이러한 FACTS 장치는 정지형 보상기 (STATCOM; static compensator) 이다. STATCOM 는, 고압 전기 전력 계통에 연결된 AC 측 및 커패시터와 같은 임시 전력 저장 수단에 연결된 DC 측을 갖는 전압원 컨버터 (VSC; voltage source converter) 를 포함한다. STATCOM 는 액티브 전력을 송전선으로 공급할 수 있거나 또는 송전선으로부터 액티브 전력을 흡수할 수 있다.
액티브 전력만을 보상하는 STATCOM 와는 반대로, 콤팩트 STATCOM 에 dc 전원을 연결하여 이에 따라 액티브 전력 보상을 수행할 수 있는 다른 개념이 존재한다. 예를 들어, 전력 계통에서 에너지 레벨이 변동을 거듭하는 것에 대한 보상을 위해 운전 예비 (spinning reserve) 와 같은 컨스트럭션이 이용될 수도 있다.
오늘날, dc 전원은 고압 배터리이다. 전력 장치가 고압 전기 전력 계통의 ac 전압에 연결되기 때문에, 복수의 배터리 셀들은 전력 장치의 dc 전압을 일치시키기 위해 직렬로 연결되어야만 한다. 또한, 원하는 액티브 전력 및 에너지 저장의 지속기간을 획득하기 위해, 복수의 배터리 셀들을 포함하는 수많은 스트링들은 병렬로 연결되어 있어야만 한다.
또한, 단락과 같은 결함에서, 전력 장치는 보호되어야만 한다. 결과적으로, 컨버터, 스트링 또는 스트링의 일부가 단락된 경우에 스트링을 연결해제하기 위해 각각의 스트링 내에 2 개의 스위치들이 제공된다. 하나의 스위치는 컨버터의 포지티브 dc 레일로부터 스트링을 연결해제할 수 있고, 다른 하나의 스위치는 컨버터의 네거티브 dc 레일로부터 스트링을 연결해제할 수 있다. 각각의 스위치들은 전력 장치를 보호할 수 있기 위해 전체 컨버터 전압에 대해 정격되어야 (rated) 만 한다.
지금까지, 스트링들의 연결 및 연결해제를 위한 스위치들로서 기계적 dc 회로 차단기 (circuit breaker) 들이 이용되어 왔다. 그러나, dc 회로 차단기들의 유효성은 한정되어 있고, 이러한 차단기들의 등급 (rating) 은 상대적으로 낮고 고압 전기 전력 계통에서 요구되는 전압 등급 미만이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, ac 회로 차단기와 병렬로 연결된 공진 회로와 같은 몇몇 추가적인 회로를 갖는 기계적인 ac 회로 차단기들이 이용되어 왔다.
고체 상태 스위치 (solid-state switches) 는, 기계적 차단기와는 달리 어떠한 이동 부품들도 포함하지 않는 전기 스위치이다. 고체 상태 스위치들을 갖는 기계적 ac 회로 차단기들을 교환하기 위한 요구가 시장에 존재한다. 그러나, 시판중인 고체 상태 스위치들 대부분이 갖는 문제는, 고장날 때 이 스위치들이 개방-회로가 된다는 것이며, 이는 고체 상태 스위치가 고장나는 경우에 고장 스위치를 포함하는 스트링은 접속해제될 것이라는 것이다. 그 결과, dc 전원은 그 성능이 현저하게 감소될 것이다.
본 발명의 목적은 전술한 문제에 대한 매력적인 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 이러한 목적은 청구항 1 에 정의된 것과 같은 dc 전원에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 dc 전원은 이하를 특징으로 한다.
- dc 전원에서 하나 이상의 스트링들은, 직렬로 연결된 복수의 dc 전원 유닛들 및 스트링들을 연결 및 연결해제하도록 구성된 고체 상태 스위치들을 포함하고,
- 고체 상태 스위치들은 각각의 스트링의 전원 유닛들 사이에 분포되어 있고,
- 스트링 내의 모든 스위치들은, 동시에 턴 온 및 턴 오프되도록 배열되고,
- 각각의 스위치는, 제 1 방향에서 제 1 제어가능 반도체와 병렬로 연결되고 제 1 방향과는 반대 방향인 제 2 방향에서 제 2 제어가능 반도체와 병렬로 연결되며,
- dc 전원은, 스위치의 결함이 검출된 경우 고장 스위치에 연결된 제 1 또는 제 2 제어가능 반도체의 순방향 바이어싱을 트리거함으로써 고장 스위치를 바이패싱하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 dc 전원을 사용하는 이점은, 고장 스위치가 바이패싱되었을 때 결과로 나타나는 전류 경로는 여분의 스위치들이 이용가능한 한 동작 시에 dc 전원을 유지하게 한다는 것이다. 다른 이점은, dc 전원이 더욱 강건해지고 유지하기 더욱 용이해진다는 것이다. 게다가, 고체 상태 스위치들이 스트링 내에 분포되기 때문에, 스위치들의 전체 전압 등급을 50 퍼센트만큼 감소시키는 것이 가능하고, 이는 기계적 dc 회로 차단기들이 이용되는 경우에 모든 차단기들이 포지티브 및 네거티브 dc 레일 각각으로부터 dc 전원을 연결해제할 수 있도록 dc 전원에 걸친 전체 전압이 동일한 브레이킹 성능을 갖기 때문이다.
dc 전원 부재는, dc 전력, 예를 들어, 배터리 셀, 광기전 셀, 연료 셀, 플라이휠 또는 수퍼 커패시터를 제공할 수 있는 작은 엔티티를 의미한다. 다양한 유형들의 dc 전원 부재들이 dc 전원에 결합될 수 있다.
스트링 내의 모든 스위치들은, 이들이 동시에 턴 온 및 턴 오프되도록 배열되고, 이는 각각의 스위치가 스트링이 연결해제될 때 dc 전원에 걸친 전압의 대응부를 견뎌내야만 한다는 것을 함축한다. 이 실시형태는, 스트링 내에서 다른 스위치들 보다 일찍 턴 오프되는 몇몇 스위치들로 인해 과전압을 야기하는 위험을 제거한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 각각의 고체 상태 스위치는 제어가능 반도체를 포함한다. 고체 상태 스위치는, 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (IGBT; Insulated-Gate Bipolar Transistor) 이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 각각의 스위치에는, 스위치 내에서의 결함을 검출하고, 스위치 내에서의 결함을 검출할 때 그 스위치에 연결된 제 1 또는 제 2 제어가능 반도체의 순방향 바이어싱을 트리거함으로써 그 스위치를 바이패싱하도록 구성된 게이트 제어 유닛이 제공된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 제어가능 반도체 중 적어도 하나는 사이리스터 (thyristor) 를 포함한다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 제어가능 반도체 중 적어도 하나는 IGBT 이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, dc 전원 부재들은 배터리 셀들이다. dc 전원 부재들로서 배터리 셀을 이용함으로써, 고압 전기 전력 계통에서 이용가능한 초과 전력이 존재하는 경우에 에너지로 고압 dc 전원을 충진하여 그 계통에서 전력의 결손이 존재하는 다른 경우에 사용되는 것이 가능하다.
예를 들어, 전술한 스트링과 같은 직렬-연결이 복수의 고체 상태 스위치들을 포함하는 경우, 고장 고체 상태 스위치들이 개방 회로들보다는 안정적인 단락 회로들이 되는 것은 바람직한 특징이다. 이 특징에 의해, 하나 이상의 여분의 스위치들이 제공되는 한, 하나 이상의 스위치들이 고장났을 때조차 남아있는 계통이 동작을 계속할 수 있다. 대부분의 시판중인 반도체 스위치들, 예를 들어, ABB HiPak™ IGBT 모듈들은 고장날 때 개방 회로가 된다. 따라서, 이러한 경제적인 디바이스들은 계통에 부적합한 것으로 추정해야만 하고, 이러한 애플리케이션들에서는 디바이스들의 직렬 연결이 요구된다. 그렇지만, 고장났을 경우에 개방 회로가 됨에도 불구하고, 이러한 IGBT 디바이스들은 견인 및 산업용 애플리케이션에 널리 이용되었고, 그 결과, StakPak™ IGBT Press-Packs 와 같은 단락 회로 고장 모드 디바이스들 보다 비용이 상당히 낮게 된다. 단락 회로 고장 모드 디바이스들은, 고장 (단락) 상태에서 수행하기 위한 고유의 (inherent) 능력을 갖는 디바이스들을 의미한다. 또한, 몇몇 제품들에서, 기능 및 지능의 과잉이 모듈, 예를 들어, 과전류 보호, 열 보호, 전류 쵸핑 등에 통합되었다.
본 발명에 따른 이점은, 안정적인 단락 회로가 되는 고체 상태 스위치들과 관련된 이로운 특성을 통해서 전술된 것과 같이 고장날 때 개방 회로인 IGBT 디바이스들의 이로운 특성들을 조합하기 위한 능력이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 각각의 스위치는 복수의 상호접속 제어가능 반도체들을 포함한다. 복수의 상호접속 제어가능 반도체들의 일 예시는 직렬로 연결된 복수의 제어가능 반도체들이다. 이러한 특징은, 그 전압 등급이 필요한 등급 미만인 경우에도 충분히 높은 전류 등급을 갖는 제어가능 반도체들을 이용하는 것을 가능하게 한다. 대안적으로, 복수의 상호접속 제어가능 반도체들은 병렬로 연결된 복수의 제어가능 반도체들이다. 이러한 특징은, 그 전류 등급이 필요한 등급 미만인 경우에도 충분히 높은 전압 등급을 갖는 제어가능 반도체들을 이용하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 이 목적은 청구항 6 에서 정의된 방법에 의해 달성된다.
이 방법은 이하의 단계들:
- 각각의 스위치에 걸친 전압을 측정하는 단계,
- 임의의 스위치들에 걸친 전압이 임계값을 상회하는지의 여부를 검출하는 단계, 및
- 상기 스위치에 걸친 전압이 임계값을 상회하는 것으로 검출될 때, 그 순방향 바이어싱된 제 1 또는 제 2 제어가능 반도체를 트리거함으로써 상기 스위치의 바이패스를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 이 방법은:
- 트리거된 제어가능 반도체가 턴 오프될 때 스위치를 포함하는 스트링을 연결해제하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시의 방법으로 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 dc 전원의 실시형태를 나타낸다.
도 2a 는 고체 상태 스위치 및 병렬 연결된 사이리스터들의 개략적인 도면을 도시한다.
도 2b 는 직렬로 연결된 2 개의 제어가능 반도체들 및 병렬 연결된 사이리스터들을 포함하는 고체 상태 스위치의 개략적인 도면을 나타낸다.
도 2c 는 병렬로 연결된 2 개의 제어가능 반도체들 및 병렬 연결된 사이리스터들을 포함하는 고체 상태 스위치의 개략적인 도면을 나타낸다.
본 발명에 따른 dc 전원의 예시는 도 1 에 예시된다. 도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 고압 전기 전력 계통 (19) 에 연결된 고압 전력 장치 (1) 용 dc 전원 (3) 을 나타낸다. 고압 전력 장치의 예시들은 전력 보상기 및 무정전 전력 공급기 (UPS) 이다. 고압 전기 전력 계통은 전기 에너지의 전송 또는 분배 뿐만 아니라 병원 등과 같은 산업을 위한 네트워크들일 수 있다. 동일한 또는 대응 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐서 동일한 참조 부호가 이용된다. 전력 장치 (1) 는 고압 dc 전원 (3) 및 전압원 컨버터 (2) 를 포함한다. 리액티브 전력 뿐만 아니라 액티브 전력을 생성하고 흡수하기 위해, dc 전원 (3) 은 전압원 컨버터 (2) 의 dc 측에 연결된다. 컨버터의 ac 측은 고압 전기 전력 계통 (19) 에 연결된다.
dc 전원 (3) 은 병렬로 연결된 하나 이상의 스트링들 (4a-4c) 을 포함하고, 스트링들의 수는 액티브 전력의 원하는 양에 의존한다. 도 1 에 예시된 예시에서, 3 개의 스트링들 (4a-4c) 이 도시된다. 각각의 스트링 (4a-4c) 은 복수의 dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 을 포함한다. dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 은 차례대로 복수의 직렬 연결된 dc 전원 부재들 (도 1 에는 미도시) 을 포함한다. 각각의 스트링 (4a-4c) 내의 dc 전원 부재들의 전체 수는, 연결된 전압원 컨버터 (2) 의 전압 레벨 및 스트링 (4a-4c) 내에서 이용된 dc 전원 부재들의 전압 레벨에 의존한다. dc 전원 부재들은, 상이한 유형들, 예를 들어, 배터리 셀들, 광기전 셀들, 연료 셀들 및 수퍼 커패시터일 수 있다. 이러한 상이한 유형들은 또한 조합될 수 있다.
각각의 스트링 (4a-4c) 에서, 복수의 고체 상태 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은 dc 전원 유닛들 (8, 10, 12) 사이에서 분포된다. 고체 상태 스위치들의 예시들은 IGBT, GTO, IGCT 및 MOSFET 이다. 각각의 dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 에는 대응 dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 을 연결 및 연결해제하도록 구성된 고체 상태 스위치 (9, 11, 13) 가 제공된다. dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 의 전압은 스위치들 (9, 11, 13) 의 브레이킹 성능 미만이 되도록 조정된다. 스트링에서 모든 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은, 동시에 턴 온 및 턴 오프되도록 배열되며, 이는 각각의 스위치 (7, 9, 11, 13) 가 스트링 (4a-4c) 이 연결해제될 때 그 대응 dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 에 걸친 전압을 견뎌내야만 한다는 것을 함축한다.
각각의 스위치 (7, 9, 11, 13) 는 제어가능 반도체를 포함하고, 이 실시형태에서는, 트랜지스터 (14) 는 콜렉터, 에미터, 게이트, 및 정류 부재를 갖고, 이 실시형태에서 다이오드 (15) 는 트랜지스터 (14) 와 역평행으로 연결되고, 이는 여분의 전력이 이용가능한 어느 때나 고압 전력 시스템 (19) 으로부터 dc 전원을 전력으로 충진시키는 것을 가능하게 한다. 트랜지스터 (14) 의 게이트에는 게이트 제어 유닛 (21) (도 1 에는 미도시) 이 연결된다. 게이트 제어 유닛 (21) 은 트랜지스터 (14) 를 통해서 전류를 제어하고, 이에 따라 스위치를 턴 온 (연결) 또는 턴 오프 (연결해제) 할 수 있다. 제 1 및 제 2 제어가능 사이리스터 (16, 20) 가 스위치와 평행하게 연결된다. 제 1 제어가능 사이리스터 (16) 는 제 1 방향으로 연결되고, 제 2 제어가능 사이리스터 (20) 는 제 1 방향에 반대 방향인 제 2 방향으로 연결된다. 스위치 (7, 9, 11, 13) 에서의 결함이 게이트 제어 유닛에 의해 검출되는 경우, 게이트 제어 유닛은 고장 스위치 (7, 9, 11, 13) 에 연결된 제 1 사이리스터 (16) 또는 제 2 사이리스터 (20) 의 순방향 바이어싱을 트리거함으로써 고장 스위치의 바이패스를 수행한다. 대안적으로, 스트링 내의 몇몇 또는 모든 스위치들에 대해 또는 전체 dc 전원에 대해서도 공통인 제어 유닛이 이용될 수 있다.
스트링들을 연결 및 연결해제할 수 있게 하기 위해, (아직 고장나지 않은) 나머지 스위치들의 수는 dc 전원의 전압 레벨 및 나머지 스위치들의 브레이킹 성능에 의존하여 일정량을 초과해야만 한다. 이러한 이유로, 선호되는 각각의 스트링은 고장난 스위치들 대신에 동작시에 dc 전원을 유지하게 하는 하나 이상의 여분의 스위치들을 포함한다.
dc 전원 (3) 또는 컨버터 (2) 상에서의 서비스 및 유지보수 이전 뿐만 아니라 결함이 있는 동안에도 컨버터 (2) 로부터 스트링 (4a-4c) 을 연결해제하는 것이 필요하다. 그러나, dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 내부에서 내부적으로 발생하는 단락 전류가 출현할 수도 있다. 스위치 (9, 11, 13) 가 스트링 (4a-4c) 를 따라서 분포된다는 사실로 인해서, 내부 단락의 위험은 저하될 것이고, dc 전원 유닛 (8, 10, 12) 내에서 여전히 발생하는 내부 단락 회로는 직렬로 연결된 dc 전원 부재들의 수가 감소할 것이기 때문에 더 낮은 단락 전류를 제공할 것이다.
포지티브 dc 레일 (17) 에 가장 가까운 dc 전원 유닛 (8) 의 네거티브 측 과 dc 레일 (17) 그 자신 사이의 단락 회로의 경우, dc 전원 유닛 (8) 을 연결해제할 수 있도록 하기 위해 단락 회로 전류의 경로 내에 스위치 (7) 가 필요하다. 따라서, 여분의 스위치 (7) 가 도 1 에 도시된 바와 같이 dc 전원 유닛 (8) 의 포지티브 측에 연결되어 있다. 또한, 스위치 (7) 는 스트링 내의 다른 스위치 (9, 11, 13) 가 고장나는 경우에 초과분 스위치로서의 기능을 갖는다.
포지티브 dc 레일 (17) 옆의 스트링 내에 그리고 네거티브 dc 레일 (18) 옆의 스트링 내에 연결해제기 (5, 6) 가 위치된다. 연결해제기 (5, 6) 는 dc 전원 (3) 또는 컨버터 (2) 상에서의 유지보수 작업 동안 보안을 이유로 이점을 가질 수 있다. 또한, 복수의 더 작은 연결해제기들이 각각의 스트링을 따라서 스위치들 (7, 9, 11, 13) 의 분포와 비슷하게 분포되는 것이 가능하다.
도 2a 에서, 고체 상태 스위치들 (7, 9, 11, 13) 및 병렬 연결 사이리스터 (16, 20) 의 개략적인 도면이 도시된다. 트랜지스터 (14) 의 게이트에는 게이트 제어 유닛 (21) 이 연결된다. 게이트 제어 유닛은 게이트와 에미터 사이의 전압을 변화시킴으로써 트랜지스터 (14) 를 제어하여, 콜렉터와 에미터 사이의 저항을 제어하고, 이에 따라, 일정 전압에서 트랜지스터 (14) 를 통한 전류가 결정될 수 있다.
도 2b 에서, 직렬로 연결된 2 개의 제어가능 반도체들 (14) 및 병렬 연결된 사이리스터들 (16, 20) 을 포함하는 스위치 (7, 9, 11, 13) 가 도시된다. 그러나, 직렬로 3 개 이상의 이러한 반도체들 (14) 이 연결되는 것이 가능하다. 직렬 연결을 이용하는 것은 다르게 실현가능한 것보다 더 낮은 전압 등급을 갖는 반도체들을 이용하는 것을 가능하게 한다.
도 2c 에서, 병렬로 연결된 2 개의 제어가능 반도체들 (14) 및 병렬 연결된 사이리스터 (16, 20) 를 포함하는 스위치 (7, 9, 11, 13) 가 도시된다. 그러나, 3 개 이상의 이러한 반도체들 (14) 을 병렬로 연결하는 것이 가능하다. 병렬 연결을 이용하는 것은, 다르게 실현가능한 것보다 더 낮은 전류 등급을 갖는 반도체들을 이용하는 것을 가능하게 한다.

Claims (7)

  1. 고압 전력 장치 (1) 용 dc 전원 (3) 으로서,
    상기 dc 전원 (3) 은:
    - 하나 이상의 스트링들 (4a-4c) 로서, 직렬로 연결된 복수의 dc 전원 유닛들, 및 상기 스트링들을 연결 및 연결해제하도록 구성된 스위치들 (7, 9, 11, 13) 을 포함하는, 상기 하나 이상의 스트링들 (4a-4c) 을 포함하고,
    - 상기 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은 각각의 스트링 (4a-4c) 의 상기 전원 유닛들 사이에 분포된 고체 상태 스위치들 (solid-state switches) 이고,
    - 상기 스트링 내의 모든 고체 상태 스위치들 (7, 9, 11, 13) 은, 이들이 동시에 턴 온 및 턴 오프되도록 배열되고,
    - 각각의 스위치 (7, 9, 11, 13) 는, 제 1 방향으로 제 1 제어가능 반도체 (16) 와 병렬로 연결되고, 상기 제 1 방향에 반대 방향인 제 2 방향으로 제 2 제어가능 반도체 (20) 와 병렬로 연결되며,
    - 상기 각각의 스위치 (7, 9, 11, 13) 에는, 상기 스위치 (7, 9, 11, 13) 에서의 결함을 검출하고, 상기 스위치 (7, 9, 11, 13) 에서의 결함을 검출할 때 상기 스위치 (7, 9, 11, 13) 에 연결된 상기 제 1 제어가능 반도체 (16) 또는 상기 제 2 제어가능 반도체 (20) 의 순방향 바이어싱을 트리거함으로써 상기 스위치 (7, 9, 11, 13) 를 바이패싱하도록 구성된 게이트 제어 유닛 (21) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 dc 전원.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 dc 전원 유닛들은 직렬 연결된 배터리 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 dc 전원.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 각각은 복수의 상호접속된 제어가능 반도체들 (14) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 dc 전원.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 dc 전원 (3) 은, 고압 전기 전력 시스템 (19) 에 액티브 전력을 공급하거나 또는 고압 전력 시스템 (19) 으로부터 액티브 전력을 흡수하도록 이용되는 것을 특징으로 하는 dc 전원.
  6. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 dc 전원 (3) 의 제어 및 관리 (supervise) 방법으로서,
    상기 dc 전원의 제어 및 관리 방법은:
    - 각각의 스위치 (7, 9, 11, 13) 에 걸친 전압을 측정하는 단계,
    - 상기 스위치들 (7, 9, 11, 13) 중 임의의 스위치에 걸친 전압이 임계값을 상회하는지의 여부를 검출하는 단계; 및
    - 상기 스위치들 (7, 9, 11, 13) 에 걸친 전압이 임계값을 상회하는 것으로 검출할 때, 상기 제 1 제어가능 반도체 (16) 또는 상기 제 2 제어가능 반도체 (20) 의 순방향 바이어싱을 트리거함으로써 상기 스위치들 (7, 9, 11, 13) 의 바이패스를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 dc 전원의 제어 및 관리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 dc 전원의 제어 및 관리 방법은:
    상기 트리거된 제어가능 반도체 (16, 20) 가 턴 오프될 때, 상기 스위치들 (7, 9, 11, 13) 을 포함하는 스트링 (4a-4c) 을 연결해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 dc 전원의 제어 및 관리 방법.
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