KR101915888B1 - 반도체 변압기의 초기 구동 방법 및 이를 수행하는 장치들 - Google Patents

반도체 변압기의 초기 구동 방법 및 이를 수행하는 장치들 Download PDF

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Abstract

반도체 변압기 초기 구동 방법 및 이를 수행하는 장치들이 개시된다. 일 실시예에 따른 1차측 계통 전원에 접속 가능한 반도체 변압기의 초기 구동 방법은 2차측 계통 전원의 전압 유무 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 2차측 계통 전원 또는 충전 가능한 외부 전원으로 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계를 포함한다.

Description

반도체 변압기의 초기 구동 방법 및 이를 수행하는 장치들{METHOD OF OPERATING WATER RESOURCES INFORMATION AND APPARATUSES PERFORMING THE SAME}
아래 실시예들은 반도체 변압기의 초기 구동 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.
계통과 연계하는 전력 변환 장치는 초기 구동 시 전위차에 의해 과도한 전류가 흘러 들어오는 것을 방지하기 위하여 초기 충전 회로를 포함한다.
하지만, 일반적으로 변전단에 결선되는 반도체 변압기는 상업용 전압보다 비교적 매우 높은 전압을 입력으로 갖기 때문에 산업에서 사용되는 일반적인 초기 충전 회로를 바로 적용하기가 힘들다.
실시예들은 반도체 변압기를 정상 동작하기 위해 2차측 계통 전원 및 외부 전원 중에서 어느 하나로 반도체 변압기의 DC 링크를 안정적으로 초기 충전하는 기술을 제공할 수 있다.
또한, 실시예들은 정상 동작하는 반도체 변압기를 이용하여 1차측 계통 전원의 전력을 로드에 제공하는 기술을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 1차측 계통 전원에 접속 가능한 반도체 변압기의 초기 구동 방법은 2차측 계통 전원의 전압 유무 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 2차측 계통 전원 또는 충전 가능한 외부 전원으로 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계를 포함한다.
상기 초기 충전하는 단계는 상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하는 경우, 상기 2차측 계통 전원에 연결된 초기 충전 회로를 통해 상기 2차측 계통 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 2차측 계통 전원의 전력을 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계는 상기 2차측 계통 전원의 전력으로 상기 반도체 변압기에 포함된 제1 DC 링크를 초기 충전하는 단계와, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 상기 반도체 변압기에 포함된 제2 DC 링크로 전력을 전달함으로써, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계와, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계는 상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계는 상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 제어하기 전에 상기 복수의 전력 변환 장치들 중에서 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어한 전력 변환 장치의 동작을 정지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 충전하는 단계는 상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하지 않는 경우, 상기 외부 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 외부 전원의 전력을 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계는 상기 외부 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하여 상기 외부 전원의 전력으로 상기 반도체 변압기에 포함된 제1 DC 링크를 초기 충전하는 단계와, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계와, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계는 상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계는 상기 반도체 변압기에 대한 상기 외부 전원의 공급을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차단하는 단계는 상기 외부 전원에 접속되어 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치를 정지하는 단계와, 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치와 상기 반도체 변압기의 접속을 위한 스위치를 턴-오프하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 1차측 계통 전원에 접속 가능한 반도체 변압기의 초기 구동을 제어하기 위한 제어 장치는 2차측 계통 전원의 전압 유무를 감지하기 위한 감지 모듈과, 상기 감지 결과에 기초하여 상기 2차측 계통 전원 또는 충전 가능한 외부 전원으로 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 제어 모듈을 포함한다.
상기 제어 모듈은 상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하는 경우, 상기 2차측 계통 전원에 연결된 초기 충전 회로를 통해 상기 2차측 계통 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 2차측 계통 전원의 전력으로 상기 반도체 변압기에 포함된 제1 DC 링크를 초기 충전하고, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 상기 반도체 변압기에 포함된 제2 DC 링크로 전력을 전달함으로써, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하고, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 제어하기 전에 상기 복수의 전력 변환 장치들 중에서 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어한 전력 변환 장치의 동작을 정지할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하지 않는 경우, 상기 외부 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 외부 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하여 상기 외부 전원의 전력으로 상기 반도체 변압기에 포함된 제1 DC 링크를 초기 충전하고, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하고, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 반도체 변압기에 대한 상기 외부 전원의 공급을 차단할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 외부 전원에 접속되어 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치를 정지하고, 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치와 상기 반도체 변압기의 접속을 위한 스위치를 턴-오프할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 반도체 변압기의 초기 구동 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 변압기의 초기 구동 시스템을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미는 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 반도체 변압기의 초기 구동 시스템의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)은 1차측 계통 전원(100), 반도체 변압기(200), 외부 전원 장치(300), 초기 충전 회로(400), 2차측 계통 전원(500), 제어 장치(600) 및 로드(700)를 포함한다.
설명의 편의를 위해서, 도 1에 도시된 반도체 변압기(200)는 1차측 계통 전원에 접속 가능하고, 초기에 동작하지 않는 정지 상태라고 가정한다.
반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)은 반도체 변압기(200)를 이용하여 1차측 계통 전원(100)의 전력을 로드(700)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)은 제어 장치(600)를 통해 정지 상태인 반도체 변압기(200)를 안정적으로 초기 충전하여 정상 동작하게 할 수 있다. 이후에, 반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)은 정상 동작하는 반도체 변압기(200)를 이용하여 1차측 계통 전원(100)의 전력을 로드(700)에 제공할 수 있다. 이때, 로드(700)에 제공된 전력은 1차측 계통 전원(100)의 전력이 변압된 전력일 수 있다.
반도체 변압기(200)는 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260) 및 복수의 DC 링크들(220 및 250)을 포함한다. 반도체 변압기(200)는 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260) 및 복수의 DC 링크들(220 및 250)을 통해 초기 충전되어 정상 동작함으로써 1차측 계통 전원(200)의 전력을 로드(700)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 정지 상태인 반도체 변압기(200)는 제어 장치(600)의 제어에 따라 외부 충전 장치(300)에 포함된 외부 전원(310) 및 2차측 계통 전원(500) 중에서 어느 하나의 전력을 공급받아 안정적으로 초기 충전될 수 있다. 이에, 초기 충전된 반도체 변압기(200)는 제어 장치(600)의 제어에 따라 정상 동작함으로써 1차측 계통 전원(100)의 전력을 로드(700)에 제공할 수 있다.
제어 장치(600)는 반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(600)는 각 구성(100 내지 700)의 동작을 제어할 수 있다.
제어 장치(600)는 감지 모듈(610) 및 제어 모듈(630)을 포함한다. 제어 장치(600)는 제어 장치(600)의 감지 모듈(610) 및 제어 모듈(630)을 통해 반도체 변압기(200)의 초기 충전을 제어하여 반도체 변압기(200)를 정상 동작하도록 제어할 수 있다.
감지 모듈(610)은 2차측 계통 전원(500)의 전압, 제1 DC 링크(250)의 전압 레벨, 제2 DC 링크(220)의 전압 레벨, 외부 전원(310)의 전압을 감지할 수 있다.
예를 들어, 제1 DC 링크(250)의 충전 전압은 제1 DC 링크(250)에 포함된 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00001
)의 충전 전압(
Figure 112017041423028-pat00002
)이고, 제2 DC 링크(220)의 충전 전압은 제2 DC 링크(220)에 포함된 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00003
)의 충전 전압(
Figure 112017041423028-pat00004
)일 수 있다. 즉, 제1 DC 링크(250)의 충전 전압 레벨은 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00005
)의 충전 전압(
Figure 112017041423028-pat00006
)의 레벨이고, 제2 DC 링크(220)의 충전 전압 레벨은 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00007
)의 충전 전압(
Figure 112017041423028-pat00008
)의 레벨일 수 있다.
제어 모듈(630)은 감지 결과에 기초하여 2차측 계통 전원(500)의 전압 유무 여부를 판단할 수 있다. 이에, 제어 모듈(630)은 판단 결과에 기초하여 2차측 계통 전원(500) 또는 충전 가능한 외부 전원(310)으로 반도체 변압기(200)를 안정적으로 초기 충전하여 정상 동작하도록 제어할 수 있다.
일 예로, 제어 모듈(630)은 2차측 계통 전원(500)의 전압이 존재하는 경우, 2차측 계통 전원(500)에 연결된 초기 충전 회로(400)를 통해 2차측 계통 전원(500)의 전력을 반도체 변압기(200)에 공급하여 반도체 변압기(200)를 초기 충전하여 정상 동작하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(630)은 2차측 계통 전원(500)의 전력으로 반도체 변압기(200)에 포함된 제1 DC 링크(250)를 안정적으로 초기 충전하고, 제1 DC 링크(250)의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 반도체 변압기(200)에 포함된 제2 DC 링크(220)로 전력을 전달함으로써, 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어할 수 있다.
먼저, 제어 모듈(630)은 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260) 중에서 1차측 계통 전원(100)에 직접 접속 가능한 제1 전력 변환 장치(210)를 제외한 복수의 나머지 전력 변환 장치들(230, 240 및 260)을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 제2 DC 링크(220)의 충전 전압을 안정적으로 제어할 수 있다.
이후에, 제어 모듈(630)은 제2 DC 링크(220)의 충전 전압 레벨에 기초하여 1차측 계통 전원(100)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 제어하고, 반도체 변압기(200)에 포함된 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260)을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
이때, 제어 모듈(630)은 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260)을 순차적으로 양방향 전력 모드로 제어하기 전에 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260) 중에서 제1 DC 링크(250)의 충전 전압을 안정적으로 제어한 제4 전력 변환 장치(260)의 동작을 정지할 수 있다.
다른 예로, 제어 모듈(630)은 2차측 계통 전원(500)의 전압이 존재하지 않는 경우, 외부 전원(310)의 전력을 반도체 변압기(200)에 공급하여 반도체 변압기(200)를 안정적으로 초기 충전할 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(630)은 외부 전원(310)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 제어하여 외부 전원(310)의 전력으로 반도체 변압기(100)에 포함된 제1 DC 링크(250)를 안정적으로 초기 충전하고, 제1 DC 링크(260)의 충전 전압 레벨에 기초하여 제2 DC 링크(220)의 충전 전압을 안정적으로 제어할 수 있다.
먼저, 제어 모듈(630)은 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260) 중에서 1차측 계통 전원(100)에 직접 접속 가능한 제1 전력 변환 장치(210) 및 로드(700)에 직접 접속 가능한 제4 전력 변환 장치(260)를 제외한 제2 전력 변환 장치(220) 및 제3 전력 변환 장치(230)를 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 제2 DC 링크(220)의 충전 전압을 안정적으로 제어할 수 있다.
이후에, 제어 모듈(630)은 제2 DC 링크(220)의 충전 전압 레벨에 기초하여 1차측 계통 전원(100)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 제어하고, 반도체 변압기(200)에 포함된 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260)을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
이때, 제어 모듈(630)은 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260)을 순차적으로 양방향 전력 모드로 제어하기 전에 반도체 변압기(200)에 대한 외부 전원(310)의 공급을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(630)은 외부 전원 장치(300)에 포함되고 외부 전원(310)에 접속되어 외부 전원(310)의 전력을 반도체 변압기(200)로 공급하기 위한 전력 변환 장치를 정지할 수 있다. 이후에, 제어 모듈(630)은 외부 전원(310)의 전력을 반도체 변압기(200)로 공급하기 위한 전력 변환 장치(330) 및 반도체 변압기(200)의 접속을 위한 스위치를 턴-오프(또는 개방)할 수 있다.
즉, 제어 장치(600)의 감지 모듈(610)은 외부 전원 장치(300) 및 2차측 계통 전원(500) 중에서 어느 하나를 감지하고 제어 모듈(630)은 감지 결과에 기초하여 외부 전원 장치(300) 및 2차측 계통 전원(500) 중에서 어느 하나로 반도체 변압기(200)를 안정적으로 초기 충전하고 반도체 변압기(200)에 포함된 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260)이 순차적으로 단방향 동작 모드 및 양방향 동작 모드로 동작하도록 제어함으로써 반도체 변압기(200)를 정상 동작하게 할 수 있다.
로드(700)는 부하일 수 있다. 예를 들어, 로드(700)는 반도체 변압기(200)로부터 변압된 1차측 계통 전원(100)의 전력을 제공받는 저항 부하, 유도성 부하 및 용량성 부하일 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 반도체 변압기의 초기 구동 시스템을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)을 더욱 상세하게 도시한 것이다. 이에, 도 2는 도 1에 도시된 반도체 변압기의 초기 구동 시스템(10)에 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방형 스위치(810), 로드(700)에 대한 상시 개방 스위치(820), 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830), 외부 전원 장치(300)에 포함된 제5 전력 변환 장치(330) 및 초기 충전 회로(600)에 포함된 제6 전력 변환 장치(410)가 더 포함된다.
제어 모듈(630)은 감지 모듈(610)이 감지한 2차측 계통 전원(500)의 전압 유무 여부에 대한 판단 결과에 따라 초기 충전 회로(400) 및 외부 전원 장치(300) 중에서 어느 하나를 제어하여 2차측 계통 전원(500) 및 외부 전원(310) 중에서 어느 하나의 전력을 반도체 변압기(200)에 공급함으로써 반도체 변압기(200)를 안정적으로 초기 충전할 수 있다.
일 예로, 제어 모듈(630)은 2차측 계통 전원(500)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00009
)이 존재하는 경우, 초기 충전 회로(400)에 포함된 제6 전력 변환 장치(410)의 동작을 제어함으로써 2차측 계통 전원(500)의 전력을 반도체 변압기(200)의 제1 DC 링크(250)에 공급함으로써 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00010
)를 안정적으로 초기 충전할 수 있다.
다른 예로, 제어 모듈(630)은 2차측 계통 전원(500)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00011
)이 존재하지 않는 경우, 외부 전원 장치(300)에 포함된 제5 전력 변환 장치(330)의 동작을 제어함으로써 외부 전원(310)의 전력을 반도체 변압기(200)의 제1 DC 링크(250)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(630)은 외부 전원(310)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00012
)에 기초하여 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00013
)에 대한 초기 충전 가능 여부를 판단하여 외부 전원 장치(300)가 반도체 변압기(200)에 접속하도록 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830)을 단락할 수 있다. 이후에, 제어 모듈(630)은 제5 전력 변환 장치(330)의 동작을 제어함으로써 외부 전원(310)의 전력을 반도체 변압기(200)의 제1 DC 링크(250)에 공급하고 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00014
)를 안정적으로 초기 충전할 수 있다.
제어 모듈(630)은 초기 충전된 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00015
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00016
)에 기초하여 반도체 변압기(200)에 포함된 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260), 외부 전원 장치(300)에 포함된 제5 전력 변환 장치(330), 각 개방형 스위치(810 내지 830) 및 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00017
)를 제어하여 1차측 계통 전원(100)의 전력을 로드(700)에 제공할 수 있다.
일 예로, 제어 모듈(630)은 2차측 계통 전원(500)으로 초기 충전된 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00018
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00019
)에 기초하여 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260), 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방형 스위치(810), 로드(700)에 대한 상시 개방 스위치(820) 및 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00020
)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(630)은 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00021
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00022
)에 기초하여 제4 전력 변환 장치(260)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단하여 제4 전력 변환 장치(260)를 단방향 전력 모드(예를 들어, 에너지 이동의 방향성이 P5인 모드)로 동작하도록 제어함으로써 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00023
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00024
)을 안정적으로 제어할 수 있다. 이에, 제어 모듈(630)은 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00025
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00026
)을 안정적으로 제어함으로써, 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 단방향 전력 모드(예를 들어, 에너지 이동의 방향성이 P3인 모드)로 동작하도록 제어하여 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00027
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00028
)을 안정적으로 제어할 수 있다.
제어 모듈(630)은 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00029
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00030
)에 기초하여 제1 전력 변환 장치(210)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단하여 1차측 계통 전원(100)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방 스위치(810)를 단락하고 단방향 동작 모드인 제4 전력 변환 장치(260)의 동작을 정지할 수 있다. 이에, 제어 모듈(630)은 제1 전력 변환 장치(210), 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
이후에, 제어 모듈(630)은 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00031
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00032
)에 기초하여 제4 전력 변환 장치(260)에 대한 양?향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단하여 제4 전력 변화 장치(260)를 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
다른 예로, 제어 모듈(630)은 외부 전원(310)으로 초기 충전된 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00033
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00034
)에 기초하여 복수의 전력 변환 장치들(210, 230, 240 및 260), 제5 전력 변환 장치(330), 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방형 스위치(810), 로드(700)에 대한 상시 개방 스위치(820), 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830) 및 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00035
)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 모듈(630)은 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00036
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00037
)에 기초하여 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단하여 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00038
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00039
)을 안정적으로 제어함으로써 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 단방향 전력 모드(예를 들어, 에너지 이동의 방향성이 P3인 모드)로 동작하도록 제어하여 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00040
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00041
)을 안정적으로 제어할 수 있다.
제어 모듈(630)은 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00042
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00043
)에 기초하여 제1 전력 변환 장치(210)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단하여 1차측 계통 전원(100)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방 스위치(810)를 단락하고, 제5 전력 변환 장치(260)의 동작을 정지할 수 있다. 이에, 제어 모듈(630)은 외부 전원 장치(300)가 반도체 변압기(200)에 비-접속하도록 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830)를 개방하고 제1 전력 변환 장치(210), 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
이후에, 제어 모듈(630)은 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00044
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00045
)에 기초하여 제4 전력 변환 장치(260)에 대한 양?향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단하여 로드(700)가 반도체 변압기(200)에 접속하도록 로드(700)에 대한 상시 개방 스위치(820)를 단락하고 제4 전력 변환 장치(260)를 양방향 동작 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 제어 장치(600)는 2차측 계통 전원(500)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00046
)을 감지하여 전압(
Figure 112017041423028-pat00047
) 유무를 판단할 수 있다(S300).
제어 장치(600)는 2차측 계통 전원(500)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00048
)이 존재하는 경우, 초기 충전 회로(400)에 포함된 제6 전력 변환 장치(410)를 제어함으로써 2차측 계통 전원(500)의 전력을 반도체 변압기(200)의 제1 DC 링크(250)에 공급하고 제1 DC 링크(250)의 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00049
)를 안정적으로 초기 충전할 수 있다(S310).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00050
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00051
)에 기초하여 제4 전력 변환 장치(260)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단할 수 있다(S311).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00052
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00053
)이 제4 전력 변환 장치(260)를 단방향 전력 모드로 동작하기에 적합한 전압 레벨일 경우, 제4 전력 변환 장치(260)를 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00054
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00055
)을 안정적으로 제어할 수 있다(S312).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00056
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00057
)을 안정적으로 제어함으로써, 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어하여 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00058
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00059
)을 안정적으로 제어할 수 있다(S313).
제어 장치(600)는 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00060
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00061
)에 기초하여 제1 전력 변환 장치(210)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단할 수 있다(S314).
제어 장치(600)는 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00062
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00063
)이 제1 전력 변환 장치(210)를 단방향 전력 모드로 동작하기에 적합한 전압 레벨일 경우, 1차측 계통 전원(100)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방 스위치(810)를 단락할 수 있다(S315).
제어 장치(600)는 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방 스위치(810)가 단락일 경우, 단방향 동작 모드인 제4 전력 변환 장치(260)의 동작을 정지할 수 있다(S316).
제어 장치(600)는 제4 전력 변환 장치(260)의 동작이 정지된 경우, 제1 전력 변환 장치(210), 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다(S317).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00064
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00065
)에 기초하여 제4 전력 변환 장치(260)에 대한 양?향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단할 수 있다(S318).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00066
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00067
)이 제4 전력 변환 장치(260)를 양?향 전력 모드로 동작하기에 적합한 전압 레벨일 경우, 제4 전력 변화 장치(260)를 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다(S319).
제어 장치(600)는 2차측 계통 전원(500)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00068
)이 존재하지 않는 경우, 외부 전원(310)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00069
)에 기초하여 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00070
)에 대한 초기 충전 가능 여부를 판단할 수 있다(S330).
제어 장치(600)는 외부 전원(310)의 전압(
Figure 112017041423028-pat00071
)이 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00072
)를 초기 충전하기에 적합한 레벨인 경우, 외부 전원 장치(300)가 반도체 변압기(200)에 접속하도록 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830)를 단락할 수 있다(S331).
제어 장치(600)는 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830)가 단락일 경우, 외부 전원 장치(300)의 제5 전력 변환 장치(330)의 동작을 제어함으로써 외부 전원(310)의 전력을 반도체 변압기(200)의 제1 DC 링크(250)에 공급하고 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00073
)를 안정적으로 초기 충전할 수 있다(S332).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00074
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00075
)에 기초하여 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단할 수 있다(S333).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00076
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00077
)이 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)의 단방향 전력 모드를 구동하기에 적합한 전압 레벨일 경우, 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00078
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00079
)을 안정적으로 제어함으로써 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어하여 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00080
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00081
)을 안정적으로 제어할 수 있다(S334).
제어 장치(600)는 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00082
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00083
)에 기초하여 제1 전력 변환 장치(210)에 대한 단방향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단할 수 있다(S335).
제어 장치(600)는 제2 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00084
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00085
)이 제1 전력 변환 장치(210)를 단방향 전력 모드로 동작하기에 적합한 전압 레벨일 경우, 1차측 계통 전원(100)이 반도체 변압기(200)에 접속하도록 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방 스위치(810)를 단락할 수 있다(S336).
제어 장치(600)는 1차측 계통 전원(100)에 대한 상시 개방 스위치(810)가 단락일 경우, 제5 전력 변환 장치(260)의 동작을 정지하도록 제어할 수 있다(S337).
제어 장치(600)는 제5 전력 변환 장치(260)의 동작이 정지된 경우, 외부 전원 장치(300)가 반도체 변압기(200)에 비-접속하도록 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830)를 개방할 수 있다(S338).
제어 장치(600)는 외부 전원 장치(300)에 대한 상시 개방 스위치(830)가 개방된 경우, 제1 전력 변환 장치(210), 제2 전력 변환 장치(230) 및 제3 전력 변환 장치(240)를 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어할 수 있다(S339).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00086
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00087
)에 기초하여 제4 전력 변환 장치(260)에 대한 양?향 전력 모드의 동작 가능 여부를 판단할 수 있다(S350).
제어 장치(600)는 제1 커패시터(
Figure 112017041423028-pat00088
)의 전압 레벨(
Figure 112017041423028-pat00089
)이 제4 전력 변환 장치(260)를 양방향 전력 모드로 동작하기에 적합한 전압 레벨일 경우, 로드(700)가 반도체 변압기(200)에 접속하도록 로드(700)에 대한 상시 개방 스위치(820)를 단락할 수 있다(S351).
제어 장치(600)는 로드(700)에 대한 상시 개방 스위치(820)가 단락일 경우, 제4 전력 변환 장치(260)를 양방향 동작 모드로 동작하도록 제어할 수 있다(S352).
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

1차측 계통 전원에 접속 가능한 반도체 변압기의 초기 구동 방법에 있어서,
2차측 계통 전원의 전압 유무 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과에 기초하여 상기 2차측 계통 전원 또는 충전 가능한 외부 전원으로 상기 반도체 변압기의 2차측 제1 DC 링크를 초기 충전한 후, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 상기 반도체 변압기의 1차측 제2 DC 링크를 초기 충전함으로써 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 초기 충전하는 단계는,
상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하는 경우, 상기 2차측 계통 전원에 연결된 초기 충전 회로를 통해 상기 2차측 계통 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제2항에 있어서,
상기 2차측 계통 전원의 전력을 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계는,
상기 2차측 계통 전원의 전력으로 상기 제1 DC 링크를 초기 충전하는 단계;
상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 상기 제2 DC 링크로 전력을 전달함으로써, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계; 및
상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제3항에 있어서,
상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계는,
상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제3항에 있어서,
상기 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계는,
상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 제어하기 전에 상기 복수의 전력 변환 장치들 중에서 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어한 전력 변환 장치의 동작을 정지하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제1항에 있어서,
상기 초기 충전하는 단계는,
상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하지 않는 경우, 상기 외부 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제6항에 있어서,
상기 외부 전원의 전력을 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 단계는,
상기 외부 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하여 상기 외부 전원의 전력으로 상기 제1 DC 링크를 초기 충전하는 단계;
상기 제1 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계; 및
상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제7항에 있어서,
상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계는,
상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제7항에 있어서,
상기 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 단계는,
상기 반도체 변압기에 대한 상기 외부 전원의 공급을 차단하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
제9항에 있어서,
상기 차단하는 단계는,
상기 외부 전원에 접속되어 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치를 정지하는 단계; 및
상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치와 상기 반도체 변압기의 접속을 위한 스위치를 턴-오프하는 단계
를 포함하는 반도체 변압기의 초기 구동 방법.
1차측 계통 전원에 접속 가능한 반도체 변압기의 초기 구동을 제어하기 위한 제어 장치에 있어서,
2차측 계통 전원의 전압 유무를 감지하기 위한 감지 모듈; 및
상기 감지 결과에 기초하여 상기 2차측 계통 전원 또는 충전 가능한 외부 전원으로 상기 반도체 변압기의 2차측 제1 DC 링크를 초기 충전한 후, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 상기 반도체 변압기의 1차측 제2 DC 링크를 초기 충전함으로써 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 제어 모듈
을 포함하는 제어 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하는 경우, 상기 2차측 계통 전원에 연결된 초기 충전 회로를 통해 상기 2차측 계통 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 제어 장치.
제12항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 2차측 계통 전원의 전력으로 상기 제1 DC 링크를 초기 충전하고, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하여 상기 제2 DC 링크로 전력을 전달함으로써, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하고, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 제어 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 제어 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 제어하기 전에 상기 복수의 전력 변환 장치들 중에서 상기 제1 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어한 전력 변환 장치의 동작을 정지하는 제어 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 2차측 계통 전원의 전압이 존재하지 않는 경우, 상기 외부 전원의 전력을 반도체 변압기에 공급하여 상기 반도체 변압기를 초기 충전하는 제어 장치.
제16항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 외부 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하여 상기 외부 전원의 전력으로 상기 제1 DC 링크를 초기 충전하고, 상기 제1 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하고, 상기 제2 DC 링크의 충전 전압 레벨에 기초하여 상기 1차측 계통 전원이 상기 반도체 변압기에 접속하도록 제어하고, 상기 반도체 변압기에 포함된 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 양방향 전력 모드로 동작하도록 제어하는 제어 장치.
제17항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 복수의 전력 변환 장치들을 순차적으로 단방향 전력 모드로 동작하도록 제어함으로써 상기 제2 DC 링크의 충전 전압을 안정적으로 제어하는 제어 장치.
제17항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 반도체 변압기에 대한 상기 외부 전원의 공급을 차단하는 제어 장치.
제19항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 외부 전원에 접속되어 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치를 정지하고, 상기 외부 전원의 전력을 상기 반도체 변압기로 공급하기 위한 전력 변환 장치와 상기 반도체 변압기의 접속을 위한 스위치를 턴-오프하는 제어 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011193633A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Daihen Corp 電力変換装置
JP2015042053A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 富士電機株式会社 電力変換装置の初期充電装置
JP2016100968A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 富士電機株式会社 系統連系用インバータの初期充電方法

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