KR101942609B1 - 병렬 유닛 및 내고장성을 갖는 전력 변환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개 이상의 변환 유닛(14)을 갖는 전기적 에너지 시스템 및 변환 방법에 관한 것으로서, 동작가능한 변환 모듈의 최대 출력 전류와 동작가능한 변환 모듈 전체 또는 서브그룹의 정류 주파수를 설정하는 제어 수단(12)을 포함하여, 고장 발생의 경우 변환 시스템의 유용성을 증가시킬 수 있다.

Description

병렬 유닛 및 내고장성을 갖는 전력 변환 시스템{Electric power converter system with parallel units and fault tolerance}

본 발명은 전기 에너지 공급의 분야에 적용되는 것이며, 더 구체적으로는, 공급 그리드 내의 전기 에너지 변환기와 상기 에너지의 생산 및 소비 장비에 관한 것이다.

에너지 생산 산업, 특히 재생 가능 에너지 산업은 점점 더 높은 전력의 전기 에너지 변환기를 요구한다. 고전력 변환 시스템을 얻기 위한 일반적인 기술 중 하나는 동시에 다수의 변환 유닛을 사용하는 것으로서, 각 변환기가 얻을 수 있는 전력의 N배와 동일한 전체 전력을 얻기 위해 N 유닛을 사용한다. 변환 유닛은 교류(AC) 또는 직류(DC)인 입력 전기 에너지를 그 출력에 적용되는 특징에 부합시키는 역할을 하는 전자 장치로 정의되며, 상기 출력은 부하나 에너지 배출 지점에 연결된다.

동시에 다수의 변환 유닛을 사용하는 것을 필수적으로 만드는 주요한 이유는 변환 모듈이다. 일반적으로, 각 변환 유닛은 발전기에 연결된 변환 모듈(기계측 변환 모듈) 및 에너지 그리드에 연결된 변환 모듈(그리드측 변환 모듈)로 구성된다. 각 모듈은, 출력에서 원하는 순간평균값의 전압을 얻기 위하여 입력 전압을 고주파수 정류(high frequency commutation)에 의해 나누는(break down), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT), 통합 게이트 정류 사이리스터(integrated gate commutated thyristor, IGCT), 주입 촉진형 절연 게이트 양극성 트랜지스터(injection enhanced insulated gate bipolar transistor, IEGT)와 같은 전력반도체로 이루어진다.

다수의 변환 유닛을 갖는 전체 시스템을 제공하는 것은 고장의 발생 시에 이들을 다른 유닛으로부터 분리할 수 있도록 하기 위하여 변환 유닛이 필수적으로 분리 요소를 갖도록 하는 결과를 가져온다. 고장이 발생하면, 즉 변환 유닛이 동작을 멈추고(예를 들면, 그 변환 모듈 중 적어도 하나의 고장 때문에) 그로부터 요구되는 출력 전류를 생산할 수 없게 되면, 시스템이 생산할 수 있는 전체 최대 출력은 1/N만큼 줄어든다.

그러나, 상기 1/N의 요소를 줄이기 위하여 변환 유닛의 수가 증가하게 되면, 시스템의 복잡도뿐 아니라 그 비용과 설치를 위해 필수적인 공간이 증가한다. 마찬가지로, 임의의 변환 유닛에서 고장이 발생할 확률도 늘어난다.

특히, 새로운 연안 풍력 에너지 생산 위치가 늘어남에 따라, 개선된 유용성을 갖는 고전력 변환 시스템의 요구사항이 매우 증가하였는데, 이를 유지하는 것의 어려움과 유용성의 부족을 포함하는 에너지의 큰 손실의 문제가 증가하고 있다. 따라서, 변환 시스템의 유용성을 증가시키기 위한 목적으로 다른 애플리케이션 시스템과 방법이 개발되고 있다.

US 2006/0214428은 다른 변환 유닛 일부가 고장일 때 사용되는 예비 변환 유닛을 구비하는 변환 시스템을 개시하고 있다.

이러한 해결책은 따라서 시스템의 변환 유닛의 수를 증가시키는 것과 관련되는데, 이는 복잡도, 비용, 요구되는 공간을 증가시키는 것과 관련된 명백한 단점을 갖는다. 이러한 단점은 풍력 터빈에서 더 악화되는데, 변환 시스템이 풍력 발전기의 기관실에 위치하며, 기관실을 둘러싸는데 사용되는 물질의 고비용 때문에 공간이 매우 제한적이기 때문이다.

추가적으로, 이는 자원의 비효율적 사용과 관련되는데, 예비 유닛은 다른 변환 유닛 일부가 고장인 경우에만 동작하기 때문이며, 이는 단지 단일 변환 유닛의 고장을 보상할 수밖에 없기 때문이다(더 많은 유닛의 고장을 보상하기 위해서는, 다수의 예비 유닛을 설치하는 것이 필수적이며, 이는 상술한 단점을 더욱 악화시킨다).

또한, WO 2009/027520은 네트워크 코드에 의해 요구되는 저전력 요소에 기인하는 출력 전류에서 그리드측 변환 모듈이 갖는 증가의 이점을 이용한다.

이를 위하여 모든 변환 유닛이 DC로 연결되고 다른 변환 유닛의 상태에 따라 기계측 변환 모듈 또는 그리드측 변환 모듈로 동작할 수 있는 변환 시스템을 갖고 있다.

이 발명은 변환 유닛 중 어느 것이 고장이면, 변환 시스템이 예상한 그리드 요구조건을 만족하기 위한 충분한 용량을 갖지 않는다는 단점이 있다.

또한, 이는 모든 변환 유닛이 그리드측 변환 모듈 내에서 요구되는 요구조건을 만족하도록 하여야 하는데, 이는 복잡성과 비용을 증가시키고, 후자가 기계측 변환 모듈로 동작할 경우 자원을 비효율적으로 사용하도록 한다.

본 발명의 목적은 예정된 조건에서 동작하기 위해 예상한 필수적인 변환 유닛으로 더 큰 유용성을 갖는 변환 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

그러므로, 적은 공간 요구조건과 더 큰 유용성을 가지며 이를 형성하는 일부 변환 유닛의 고장 상황에 적응할 수 있고, 이에 따라 변환 유닛의 수나 성능을 증가시키지 않고, 이를 형성하는 자원의 효율적인 사용을 가능하게 하는 전기 에너지 변환 시스템에 대한 요구가 있다.

본 발명은 일부 변환 유닛이 동작을 멈추는 경우(부분적으로 또는 전적으로, 즉 상기 유닛이 할당된 최대 전류를 생산하지 못하게 되는 경우) 전기 에너지 변환기를 구성하는 변환 모듈의 최대 출력 전류를 부합시키는 전기 에너지 변환기에 의하여 상술한 문제점을 해결한다. 본 발명은 따라서 에너지 변환기에 부여된 공간이 매우 한정된 풍력 에너지 생산 시스템에서 특별히 유용하지만, 그럼에도 불구하고 임의의 다른 환경에 적용될 수 있다.

본 발명의 첫번째 양상은 두 개 이상의 변환 유닛을 포함하는 전기 에너지 변환 시스템으로서, 각 변환 유닛은 다시 에너지 그리드에 연결되기에 적합한 제1 변환 모듈(명확성을 위하여, 본 명세서에서는 그리드측 변환 모듈이라 한다)과 에너지 생산 장치에 연결되기에 적합한 제2 변환 모듈(본 명세서에서는 기계측 변환 모듈이라 한다)(9)을 포함하는 시스템을 제공한다. 각 변환 모듈은 최대 출력 전류를 가지며, 따라서 시스템의 출력 전력은 상기 최대 전류에 의해 결정된다.

변환 유닛 중 일부에 고장이 발생하여 이에 할당된 최대 출력 전류를 생산할 수 없도록 되는 상황에 시스템이 적응되도록 허용하기 위하여, 시스템은 동작가능한 변환 모듈의 최대 출력 전류와 동작가능한 변환 모듈 전체 또는 그 서브그룹의 정류 주파수를 설정하는 제어 수단을 포함하여, 이에 따라 고장의 경우 변환 시스템의 유용성을 증가시키도록 한다.

상기 최대 출력 전류를 설정하기 위하여, 시스템은,

- 제어 수단으로서,

- 시스템의 동작가능한 변환 유닛의 수를 탐지하고,
- 냉각제 온도와 정류 주파수에 따라 각 변환 모듈의 최대 출력 전류 요구를 설정하고,

- 변환 시스템의 하나 이상의 대표 위치의 냉각제 온도를 측정하고,

- 동작가능한 변환 유닛의 수와 냉각제 온도에 따라 하나 이상의 동작가능한 변환 모듈 내에서의 정류 주파수를 계산하고 설정
하기에 적합한 제어 수단과,

삭제

- 변환 모듈로서,

- 상기 제어 수단에 의해 설정된 주파수에서 동작하도록 부합된 변환 모듈을 포함한다.

바람직하게는, 제어 수단은 모든 변환 유닛에 연결되어 이를 구성하는 모든 동작가능한 변환 모듈의 최대 출력 전류를 동조 방식(synchronized manner)으로 설정하는 단일 컨트롤러이거나, 다수의 독립적인 컨트롤러로서, 이들 각각이 변환 유닛에 연결되어 이를 분리된 방식(isolated manner)으로 제어할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 냉각제 온도를 측정하기 위한 변환 시스템의 대표 지점은 하나 이상의 변환 모듈의 입구이다.

변환 시스템은 임의의 기계측 변환 모듈과 그리드측 변환 모듈 구성에 대해 유효하지만, 두 가지 바람직한 옵션은 포 스퀘어 구조(four squares configuration, 4Q) 및 수동 구조(passive configuration)이다.

본 발명의 두번째 양상은 전기 에너지 변환 방법으로서,

- 동작가능한 변환 유닛의 수를 탐지하는 단계,

- 동작가능한 변환 유닛을 구성하는 변환 모듈의 최대 출력 전류의 요구를 설정하는 단계,

- 변환 시스템의 대표 지점의 냉각제 온도를 측정하는 단계,

- 동작가능한 변환 유닛의 수와 냉각제 온도에 따라 하나 이상의 동작가능한 변환 모듈의 정류 주파수를 계산하고 설정하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시예에서, 동작가능한 변환 모듈은 제어 수단에 의해 설정된 정류 주파수에서 동작한다.

변환 모듈의 작동을 동기화하는 것에 대해 두 가지 바람직한 옵션이 제시된다:

- 모든 변환 모듈의 최대 출력 전류를 동조 방식으로 변경하는 것

- 각 변환 모듈의 최대 출력 전류를 독립적으로 변경하는 것.

따라서, 고장에 의해 초래된 출력 전력 감소를 부분적으로 또는 완전하게 보상하며, 변환 유닛의 수를 늘리거나 예비 변환 유닛을 사용할 필요가 없어 변환기의 공간과 필수적인 요소를 감소시키는, 변환 유닛 중 일부의 고장 상황에 적응된 본 발명의 방법 및 시스템을 얻을 수 있다. 본 발명의 이러한 및 다른 이점은 발명의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 특징을 그 바람직한 실제 실시예에 따라 더 잘 이해하는 것을 돕고 명세서를 보완하고자 하는 목적으로, 예시적이고 비제한적인 이하의 도면이 명세서의 전체를 구성하는 일부로서 첨부된다.
도 1은 종래 기술에 따른 두 단계의 DC/AC 변환 모듈로서, 각 단계가 다시 각 위상에 따라 하나씩 3개의 정류 셀로 구성된 것을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 4개의 변환 유닛을 갖는 전기 에너지 변환 시스템을, 상호작용의 예로서 에너지 그리드 및 에너지 생산 장치와 함께 도시한 것이다.
도 3은 그리드 필터의 RC를 공유하는 두 개의 변환 유닛을 갖는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 전기 에너지 변환 시스템을 나타낸다.

본 명세서에서, "포함한다"는 용어 및 그 파생구("포함하는" 등과 같은)는 제외하고자 하는 취지로 해석되어서는 안 된다. 즉, 이 용어는 기재되고 정의된 것이 다른 요소나 방법 등을 포함하는 가능성을 배제하는 것으로 해석되지 않는다.

마찬가지로, 정해진 수의 변환 유닛 및 입력과 출력 전압의 일정한 특징을 갖는 시스템의 일련의 바람직한 구현예들에 따라, 본 발명의 상세한 설명이 이루어지고 있으나, 이에 불구하고, 임의의 다른 수의 변환 유닛뿐 아니라 시스템의 임의의 다른 입력 및 출력 특성에 대해서도 유효함을 유의하여야 한다.

또한, 본 발명에서 냉각제(예를 들면, 물)에 대해 언급할 때 이것이 액체 냉각 변환 시스템에 배타적으로 제한되는 것이 아니며, 이 개념이 공기 냉각 시스템일 수도 있는 시스템으로 추론될 수도 있음이 이해되어야 한다.

도 1은 두 단계의 DC/AC 토폴로지를 갖는 종래의 전기 에너지 변환 모듈(1)을 나타낸다. 변환 모듈(1)은 유효 위상(active phase)만큼의 정류 셀(commutation cell)(3)로 구성되며, 각 정류 셀(3)은 다시 다수의 전력 반도체(2)로 구성된다(이 실시예에서는 정류 셀(3) 당 두 개의 반도체(2)가 있는데, 이는 이것이 두 단계 시스템이기 때문이다). 각 정류 셀(3)은 AC 출력(4)에서 대응하는 유효 위상 내에 필수적인 평균 순간 전압을 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 반도체(2)는 DC 입력 전압(5)을 나눈다(break down).

IGBT가 스위치 온(on)되면, 전력 반도체(2)의 컬렉터와 에미터 사이의 전압이 0에 가깝게 줄어드는 과도 상태(transient state)가 나타나며, 반도체(2)를 통해 흐르는 전류는 원하는 값까지 증가한다. IGBT가 스위치 오프(off)되면, 전압은 DC 입력 전압(5)이 될 때까지 증가하고, 전류는 0까지 줄어든다. 마지막으로, 다이오드를 스위치 오프함에 따라, 전압은 거의 0으로부터 DC 입력 전압(5)보다 작을 때까지 줄어들고, 전류는 트랜지션 시간(transition time) 동안 흐르는 전압에 대응하는 값으로부터 0까지 줄어든다.

모든 이러한 과도 상태는 정류 손실(commutation loss)이라고 불리는 전력 반도체(2)의 정류 내에서의 에너지 손실을 일으킨다.

전도 동작 동안, 또한 주어진 전류에 대해서 반도체(2)의 컬렉터와 에미터 사이에서 발생하는 전압 강하에 따르는 에너지 손실이 있다. 이 에너지 손실은 전도 손실(conduction loss)이라고 불린다.

변환 모듈(1)의 정류 주파수(commutation frequency)에 대하여, 정류 주기 동안의 전력 반도체(2)의 평균 전력 손실은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기에서, Pav는 평균 전력 손실이고, Fsw는 정류 주파수이며, V.I는 반도체(2) 내에서 소실되는 순간 전력이다.

각 전력 반도체(2)에서 소실되는 전력은 열로 변환되어, 반도체(2)의 작동온도를 증가시킨다. 전력손실로 인해 반도체(2)에서 생성되는 열전달은 통상 3차원으로 형성된 시스템을 고려한 유한 요소에 의해 계산된다.

정적 상태의 단순화된 모델을 사용하여, 반도체(2)의 연결의 온도는 다음의 수학식으로 나타낼 수 있다.

여기에서, Pav_IGBT는 IGBT 내에서의 평균 전력 손실이고, Pav_FWD는 다이오드 내에서의 평균 전력 손실이며, Rth_ha는 방열체가 갖는 열저항이고, Rth_ch는 반도체(2)의 냉각판의 열저항이며, Rth_ic는 냉각판과 실리콘 연결 사이의 열저항이고, TA는 실온(room temperature)이다.

상기한 수학식에 의하여, 전력 반도체(2)에 의해 얻어지는 온도가 정류 주파수와 직접 관련되는 평균 전력에 어떻게 의존하는지 관찰하였다. 방열체와 특정 IGBT(즉, 주어진 열 저항)를 갖는 주어진 변환 모듈에 대해서, 이는 방열체의 온도에 의존하며, 수냉식 방열기라면 다시 냉각수 온도에 의존한다.

전력 반도체(2)는 최대 동작 온도(통상 125℃)를 갖도록 제조된다. 그러나, 반도체(2)의 수명을 늘리기 위한 목적으로, 반도체(2)는 최대 안전 온도(통상 115℃)를 넘지 않도록 한다.

이 최대 안전 온도는 반도체(2)의 출력 전류를 설계된 최대 전류 이하로 제한하며, 변환 모듈(1)은 따라서 설계 최대 출력 전류를 사용하지 않음에 의하여 전력 배출 용량을 잃게 된다.

1080V의 연속 전압을 갖는 2.5 KHz 정류 주파수의 변환 모듈(1)을 예로 들면, 상술한 모델에 따라 입력 용수의 온도가 55℃일 때 1000A의 유효 출력 전류가 추출된다.

그러나, 변환 모듈(1)의 일부를 구성하는 동일한 전력 반도체는, 설계에 의하면 더 큰 전류를 방출할 수 있으며, 이 예에서는 1350A이다. 동일한 조건 하에서, 출력 전류의 이러한 증가는 IGBT의 연결 내에서 온도의 상승을 가져오며(이 예에서는 111℃로부터 123℃), 따라서 전력 반도체(1)는 부여된 안전 마진을 넘게 된다. 그러나, 출력 전류를 유지한 채로(1350A) 정류 주파수를 줄임으로써(2KHz), 온도의 감소를 또한 얻을 수 있으며(123℃로부터 113℃), 설계 한도 내로 돌아올 수 있다.

유사하게, 공기 냉각에서의 실온(room temperature)이나 입력 용수의 온도가 내려가면, 연결 내에서의 온도가 동일한 비율로 낮아진다.

이러한 설명에 의하여, 다른 변환 모듈(1)들이 다룰 수 있는 최대 전류가 반도체(2)의 정류 주파수 및 냉각제 입력 온도와 완전히 관련되어 있음을 이해할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시스템의 예를 보여준다. 특히, 시스템은 4개의 변환 유닛(14)으로 구성되며, 변환 유닛 각각은 그리드측 분리기(6), 그리드 필터(7), 제1 AC/DC 변환 모듈(8), 제2 AC/DC 변환 모듈(9), dv/dt 필터(10), 기계측 분리기(11) 및 제어 수단(12)을 포함한다. 제어 수단은 다시 후술하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예로 구현된다. 마찬가지로, 본 예에서 제어 수단(12)은 각 변환 유닛(14) 내의 독립적인 제어기를 포함하지만, 모든 변환 유닛(14)에 연결된 동일한 제어기를 사용하는 옵션이 또한 고려될 수 있다.

변환 시스템은 일단이 에너지 그리드(15)에 타단은 에너지 생산 시스템에 연결되도록 특별히 부합되어 있다. 상기 에너지 생산 시스템(13)은 풍력 시스템일 수 있으며, 이 경우 본 발명에 의한 공간 절약이 특별히 유용하지만, 임의의 다른 에너지 생산 시스템 또한 유효하다. 또한, 그리드측 및 기계측 코일이 모두 전기적으로 분리(uncoupled)될 수 있다.

시스템을 구성하는 변환 유닛(14) 중 임의의 것이 고장인 경우, 즉 요구되는 출력 전류를 제공할 수 없을 경우, 제어 수단(12)은 다른 동작가능한 변환 모듈의 출력 전류를 변경한다.

냉각제 온도(예를 들면 입력 용수 온도)가 ΔT 요소만큼 감소하면, 연결 내에서의 온도 또한 상기 요소만큼 줄어든다. 시스템이 N개의 변환 유닛(14)으로 구성되고 각각이 용수에 Pcu의 최대 손실을 배출한다고 가정하면, 변환 시스템의 전체 손실(Ptotal)은 Ptotal=N*Pcu이다.

하나의 변환 유닛이 고장이면, 각 변환 유닛(14)의 최대 출력 전류는 일정하게 유지되며(원래 4개의 유닛을 가지며 4000A의 예정 출력을 갖는 시스템의 경우 3*1000A), 새로운 시스템의 용수로 배출되는 손실은 각 변환 유닛(14)의 손실의 (N-1)배 즉 Ptotal=(N-1)*Pcu가 된다.

그러므로, 변환 시스템의 교환기의 입구와 출구 사이에 k(K/kW)의 열손실 차이가 있다고 가정하면, 변환 시스템이 모든 동작가능한 변환 유닛(14)을 가질 때(4*1000A=4000A의 최대 출력 전류), 주위에 대한 온도차이는 ΔT=(N*Pcu)*k이다.

마찬가지로, 하나의 변환 유닛(14)이 고장이면(3*1000A=3000A의 최대 출력 전류), 주위에 대한 온도차이는 ΔT=((N-1)*Pcu)*k이다.

그러므로, 변환 유닛(14)이 고장인 경우에 주위와 냉각제 사이의 온도 차이는 (ΔTn-1)/ΔTn=(N-1)/N에 따라 줄어든다.

새로운 입력 용수의 온도와 동작가능한 변환 모듈 내에서 요구될 최대 전류 요구를 앎으로써, 그 정류 주파수가 계산될 수 있다. 상기 정류 주파수는 그리드측 변환 모듈(8) 내, 기계측 변환 모듈(9) 내, 또는 양쪽 모두의 내에서 독립적으로 변화할 수 있다.

도 3은 그리드 필터(7)의 RC(저항 및 컨덴서)를 공유하는 두 변환 유닛(14)에 의해 구성되는 변환 시스템을 나타낸다. 마찬가지로, 두 변환 유닛(14)은 전체 그리드 필터(7)를 공유할 수 있다. 또한, 두 변환 유닛(14) 중 하나가 고장인 경우에, 제어 수단(12)은 입력 용수 온도에 따라 동작가능한 변환 모듈(14)의 정류 주파수를 결정하고 고장의 경우의 변환 시스템(16)의 유용성을 증가시키기 위하여 동작가능한 변환 유닛(14)의 최대 출력 전류를 고정한다.

각 변환 유닛(14)은 또한 기계측(11) 내의 분리기와 DC(6) 내의 분리기를 포함하여, 고장 변환 유닛(14)의 분리를 허용한다.

본 명세서와 도면을 고려하여, 당업자는 본 발명이 다수의 바람직한 실시예에 따라 기재되었으나, 청구된 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 상기 바람직한 실시예에서 소개된 것의 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 두 개 이상의 변환 유닛(14)을 포함하는 전기 에너지 변환 시스템(X)으로서, 각 변환 유닛(14)은 에너지 그리드(15)에 연결되도록 부합된 제1 변환 모듈(8)과 에너지 생산 장치(13)에 연결되도록 부합된 제2 변환 모듈(9)을 포함하고, 상기 시스템은:
   - 상기 시스템의 동작가능한 변환 유닛(14)의 수를 탐지하고,
   - 변환 유닛의 수의 증가 없이 적어도 하나의 변환 유닛의 고장으로 인한 출력 전력 감소를 보상하도록, 상기 동작 가능한 변환 유닛의 각 변환 모듈(8, 9)의 최대 출력 전류의 요구를 설정하고,
   - 상기 변환 시스템(X)의 하나 이상의 위치의 냉각제 온도를 측정하고,
   - 상기 최대 출력 전류를 생산하기 위해 동작 가능한 변환 유닛(14)의 수와 냉각제 온도에 따라 적어도 하나의 동작가능한 변환 모듈(8, 9)의 스위칭 주파수를 계산하고 설정하는,
   제어수단(12)을 더 포함하며;
   상기 제1 변환 모듈(8)과 상기 제2 변환 모듈(9)은, 상기 출력 전력 감소를 보상하도록 상기 제어 수단(12)에 의해 설정된 스위칭 주파수에서 동작하도록 부합되는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 시스템(X).
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단(12)은 모든 상기 변환 유닛(14)에 연결된 단일 컨트롤러(12)인 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 시스템(X).
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단(12)은 다수의 독립적인 컨트롤러를 포함하며, 상기 독립적인 컨트롤러 각각은 변환 유닛(14)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 시스템(X).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 변환 모듈(8) 및 제2 변환 모듈(9)은 4-사분면 구조(4-quadrant configuration) 및 수동 구조(passive configuration) 중에서 선택된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 시스템(X).
5. - 두 개 이상의 변환 유닛(14)을 포함하는 전기 에너지 변환 시스템(X)에서 동작가능한 변환 유닛(14)의 수를 탐지하는 단계,
   - 변환 유닛의 수의 증가 없이 적어도 하나의 변환 유닛의 고장으로 인한 출력 전력 감소를 보상하도록, 동작가능한 변환 유닛(14)을 구성하는 변환 모듈(8, 9)의 최대 출력 전류의 요구를 설정하는 단계,
   - 변환 시스템(X)의 하나 이상의 지점의 냉각제 온도를 측정하는 단계, 및
   - 상기 최대 출력 전류를 생산하기 위해 동작 가능한 변환 유닛(14)의 수와 냉각제 온도에 따라 적어도 하나의 동작가능한 변환 모듈(8, 9)의 스위칭 주파수를 계산하고 설정하는 단계를 포함하는 전기 에너지 변환 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 동작가능한 변환 모듈(8, 9)은 상기 출력 전력 감소를 보상하도록 제어 수단에 의해 설정된 스위칭 주파수에서 동작하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 동작가능한 변환 유닛(14)의 상기 최대 출력 전류를 설정하는 단계는 모든 동작가능한 변환 유닛(14)의 상기 최대 출력 전류를 동조 방식(synchronize manner)으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 동작가능한 변환 유닛(14)의 상기 최대 출력 전류를 설정하는 단계는 모든 동작가능한 변환 유닛(14)의 상기 최대 출력 전류를 독립적으로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 에너지 변환 방법.

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