KR102140877B1 - 모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템에서 발생하는 암 전류 센서 스케일 및 오프셋 오차에 대한 보상 알고리즘 - Google Patents

모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템에서 발생하는 암 전류 센서 스케일 및 오프셋 오차에 대한 보상 알고리즘 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템에서 발생하는 암 전류 센서 스케일 및 오프셋 오차 보상 알고리즘에 관한 것이다. 모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템 제어 시 전류 값 또는 전압 값을 센서를 이용하여 측정한다. 이때, 센서에 의해 상단 암과 하단 암 전류의 스케일 오차와 오프셋 오차가 발생하게 되고, 이 오차들에 의해 상·하단 서브모듈 전압에 불균형이 발생하게 되어 시스템이 불안정하게 된다. 이를 해결하기 위해 측정된 상·하단 암 전류의 스케일 상수를 추출하고 이를 0으로 제어하는, 즉 상 하단 스케일 상수를 같게 만들기 위한 보상 상수를 구하는 PI제어기를 구현한다.

Description

모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템에서 발생하는 암 전류 센서 스케일 및 오프셋 오차에 대한 보상 알고리즘{COMPENSATION ALGORITHM OF ARM CURRENT SENSOR SCALING AND OFFSET ERROR IN MODULAR MULTILEVEL CONVERTER SYSTEM}
본 발명은 모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템에서 발생하는 암 전류 센서 스케일 및 오프셋 오차 보상 알고리즘에 관한 것이다.
모듈형 멀티레벨 컨버터 장치는 다중 레벨 컨버터의 한 종류로서, 여러 개의 서브모듈(Sub Module: SM)이 직렬로 연결되어 컨버터 암을 구성하도록 이루어진 컨버터이다.
이러한 모듈형 멀티레벨 컨버터 장치는 다중 컨버터가 가지는 높은 전압의 출력 및 대용량의 출력을 나타낼 수 있고, 계단식 의 출력으로 출력 전압을 조절할 수 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터 장치는 일반적인 다중레벨 컨버터에 비해 구조가 간단하여 구현이 쉽고 여분의 서브모듈을 사용함으로써 수명을 연장시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 3상 모듈형 멀티레벨 컨버터 시스템(이하, 'MMC 시스템'이라 칭함)의 그림이다. 3상 MMC 시스템의 한 레그는 극점을 기준으로 상·하단 암(Arm)으로 이루어져 있고, 암은 N개의 직렬로 연결된 서브모듈과 암 인덕터로 구성된다.
도 1의 오른쪽 그림은 서브모듈의 대표적인 구조인 하프-브릿지 서브모듈 구조라 할 수 있고 극점을 기준으로 상·하단 전력 스위칭 소자(S1과 S2)와 커패시터(Csm)으로 구성된다. 각 상의 상·하단 암과 출력 측에는 전류 측정을 위한 전류 센서가 존재하고, 각 서브모듈에는 전압 측정을 위한 전압 센서가 존재한다.
MMC 시스템을 아래의 도 2와 같이 단상의 등가 모델을 이용하여 수식을 정의하면,
Figure 112018130464865-pat00001
는 AC측 출력 전압,
Figure 112018130464865-pat00002
는 AC측 출력 전류, R과 L은 암 인덕터의 저항과 인덕턴스,
Figure 112018130464865-pat00003
는 상단 암의 서브모듈 전압의 합,
Figure 112018130464865-pat00004
은 하단 암의 서브모듈 전압의 합,
Figure 112018130464865-pat00005
와
Figure 112018130464865-pat00006
은 상단과 하단에 흐르는 암 전류,
Figure 112018130464865-pat00007
는 상 내부에만 흐르는 레그 전류,
Figure 112018130464865-pat00008
은 극전압,
Figure 112018130464865-pat00009
는 DC단 전압을 나타낸다. 그리고, x는 a,b,c이다.
도 2의 등가 모델에서 키르히호프의 전류 법칙(Kirchhoff's Current law, KCL)을 통해 x노드의 전류를 구해보면 상단 암에 흐르는 전류와 하단 암에 흐르는 전류의 차로 구할 수 있으며 식 (1.1)과 같고, 암의 상·하단에 흐르는 전류(
Figure 112018130464865-pat00010
와
Figure 112018130464865-pat00011
)로 키르히호프의 전압 법칙(Kirchhoff's voltage law, KVL)을 통해 전압 방정식을 구하면 식 (1.2)와 (1.3)과 같다.
식 (1.1)
Figure 112018130464865-pat00012
식 (1.2)
Figure 112018130464865-pat00013
식 (1.3)
Figure 112018130464865-pat00014
다음으로 레그에 흐르는 전류
Figure 112018130464865-pat00015
를 식 (1.4)와 같이 정의하고 식 (1.2)와 식 (1.3)을 더하여 정리하여 전압 방정식을 구하면 식 (1.5)와 같다.
식 (1.4)
Figure 112018130464865-pat00016
식 (1.5)
Figure 112018130464865-pat00017
여기서 상단과 하단 암에 흐르는 전류(
Figure 112018130464865-pat00018
와
Figure 112018130464865-pat00019
)는 식 (1.1)과 식 (1.4)를 이용하여 AC측 전류 성분과 레그 전류 성분의 합으로 표현이 가능하며, 식 (1.6)과 식 (1.7)로 나타낼 수 있다.
식 (1.6)
Figure 112018130464865-pat00020
식 (1.7)
Figure 112018130464865-pat00021
식 (1.8)
Figure 112018130464865-pat00022
식 (1.8)과 같이 레그 전류
Figure 112018130464865-pat00023
는 dc 전류 성분과 시스템 내부에 흐르는 순환전류 성분으로 나눌 수 있다.
dc 전류는 MMC 시스템에서 AC에서 DC 또는 DC에서 AC로 에너지를 전달하는 성분을 나타내고, 순환전류는 모듈레이션 기법 중 다이렉트 모듈레이션에서 지령 전압과 실제 전압의 오차에 의해 나타나는 기본파 주파수의 2배의 역상분 전류를 나타낸다. 여기서 순환 전류는 서브모듈 커패시터의 불필요한 맥동을 유발하여 시스템의 손실을 증가 시키는 주요 원인 중 하나이므로 순환전류 제어기를 구성하여 '0'으로 제어할 필요가 있다.
MMC 시스템 제어 시 암(Arm)에 흐르는 전류를 센서로 측정하여 내부 순환 전류를 제어하게 되는데, 이 측정값이 오프셋 및 스케일 오차를 가지면 내부 에너지 불균형을 야기시켜 시스템이 불안정해진다. 따라서 측정된 암 전류 값에 수식을 통해 구한 보상 성분을 PI 제어기(Proportional-Integral Controller)로 구현하여 시스템이 안정되게끔 개선한 센서 스케일 및 오프셋 오차 보상 알고리즘을 제공한다.
서로 직렬 연결된 복수 개의 서브모듈(Sub Module)을 포함하는 3상 MMC(modular multilevel converter) 시스템 제어 시 극점을 기준으로 한 상단 암(Arm)과 하단 암에 흐르는 전류를 측정하는 단계; 상기 측정된 상단 암 전류와 하단 암 전류의 스케일 오차를 계산하는 단계; 및 PI제어기(Proportional-Integral Controller)를 이용하여 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차를 보상하는 단계를 포함하는 3상 MMC 시스템 오차 보상 방법을 제공한다.
일 측면에 따르면, 주파수
Figure 112018130464865-pat00024
인 상단 암 전류 값에 스케일 상수를 곱하고 암 전류의 오프셋 오차를 더함으로써 상기 상단 암 전류를 계산하고, 주파수
Figure 112018130464865-pat00025
인 하단 암 전류 값에 스케일 상수를 곱하고 암 전류의 오프셋 오차를 더함으로써 상기 하단 암 전류를 계산할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 계산하는 단계는, 3상에 대해 수식 1 내지 수식 3을 이용하여 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 상수를 계산할 수 있다.
수식 1:
Figure 112018130464865-pat00026
수식 2:
Figure 112018130464865-pat00027
수식 3:
Figure 112018130464865-pat00028
(여기서,
Figure 112018130464865-pat00029
,
Figure 112018130464865-pat00030
,
Figure 112018130464865-pat00031
은 상단 암에 흐르는 전류,
Figure 112018130464865-pat00032
,
Figure 112018130464865-pat00033
,
Figure 112018130464865-pat00034
은 하단 암에 흐르는 전류,
Figure 112018130464865-pat00035
Figure 112018130464865-pat00036
및
Figure 112018130464865-pat00037
은 스케일 상수를 나타냄)
또 다른 측면에 따르면, 상기 보상하는 단계는, 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차의 차
Figure 112018130464865-pat00038
,
Figure 112018130464865-pat00039
, 및
Figure 112018130464865-pat00040
를 0으로 제어할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 보상하는 단계는, 수식 4와 수식 5를 이용하여 dc 전류와 오프셋 오차를 추출하여 PI제어기를 통해 0으로 제어할 수 있다.
수식 4:
Figure 112018130464865-pat00041
수식 5:
Figure 112018130464865-pat00042
또 다른 측면에 따르면, 상기 보상하는 단계는, 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 상수를 같게 만들기 위한 스케일 오차 보상 성분을 구한 후 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류에 각각 상기 스케일 오차 보상 성분을 곱할 수 있다.
서로 직렬 연결된 복수 개의 서브모듈(Sub Module)을 포함하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치에 있어서, 컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 실행하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 3상 MMC 시스템 제어 시 극점을 기준으로 한 상단 암(Arm)과 하단 암에 흐르는 전류를 측정하는 과정; 상기 측정된 상단 암 전류와 하단 암 전류의 스케일 오차를 계산하는 과정; 및 PI제어기를 이용하여 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차를 보상하는 과정을 처리하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상·하단 암 전류의 스케일 상수를 0으로 제어하여 상 하단 스케일 상수를 같게 만들기 위한 보상 상수를 구하는 PI제어기를 구현함으로써 상·하단 서브모듈 전압의 균형을 통해 MMC 시스템을 안정화시킬 수 있다.
도 1은 MMC(3상 모듈형 멀티레벨 컨버터) 시스템의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 MMC 시스템의 단상 등가 모델을 도시한 것이다.
도 3은 오프셋 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 정상 동작 시 상단 암과 하단 암 서브모듈 전압을 나타낸 것이다.
도 5는 오프셋 오차 발생 시 상단 암과 하단 암 서브모듈 전압을 나타낸 것이다.
도 6은 스케일 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 스케일 오차 발생 시 상단 암과 하단 암 서브모듈 전압을 나타낸 것이다.
도 8은 전류 오프셋과 스케일 오차 보상 알고리즘이 포함된 전체 제어기 구성도를 도시한 것이다.
도 9는 보상 전 상·하단 서브모듈 전압 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 보상 후의 출력 상 전류 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 MMC 시스템 제어 시 암(Arm)에 흐르는 전류를 센서로 측정하여 측정된 암 전류 값에 수식을 통해 구한 보상 성분을 PI 제어기로 구현할 수 있다. MMC 시스템은 다중 레벨 컨버터의 한 종류로서, 여러 개의 서브모듈(SM)이 직렬로 연결되어 컨버터 암을 구성하도록 이루어진 컨버터이다. MMC 시스템의 기본 구성은 도 1과 유사하거나 동일하다.
도 3은 오프셋 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 1과 같이 MMC 시스템의 암 전류 센서에 의해 도 3과 같이 이상적인 암전류 파형에 양의 오프셋 오차가 발생한 경우 파선으로 된 파형이, 음의 오프셋 오차가 발생한 경우 점선으로 된 파형 형태가 나타나게 되는데, 이 때 측정된 상·하단 암 전류(
Figure 112018130464865-pat00043
과
Figure 112018130464865-pat00044
)는 식 (1.6), 식 (1.7) 그리고 식 (1.8)을 이용해 식 (2.1)과 식 (2.2)로 나타낼 수 있다.
식 (2.1)
Figure 112018130464865-pat00045
식 (2.2)
Figure 112018130464865-pat00046
Figure 112018130464865-pat00047
와
Figure 112018130464865-pat00048
은 각 각 상·하단 암 전류의 오프셋을 의미하며, 이 전류에 의해 도 4와 같이 정상 동작 시 Vdc를 한 암의 서브모듈 개수 N으로 나눈
Figure 112018130464865-pat00049
을 기준으로 균형을 유지하던 상·하단 서브모듈 전압은 오프셋이 발생하여 도 5와 같이 상·하단 서브모듈 전압간의 불균형이 발생한다.
다음으로 암 전류 센서에 도 6과 같이 스케일 오차 계수 K가 양인 스케일 오차가 발생할 경우 파선으로 된 파형이, 음인 스케일 오차가 발생할 경우 점선으로 된 파형이 나타나게 되는데, 이 때 상·하단 암 전류에 스케일 오차 상수
Figure 112018130464865-pat00050
와
Figure 112018130464865-pat00051
을 곱하여 식 (2.3)과 식 (2.4)로 정의할 수 있다.
식 (2.3)
Figure 112018130464865-pat00052
식 (2.4)
Figure 112018130464865-pat00053
따라서, 스케일 오차가 발생한 상·하단 암 전류(
Figure 112018130464865-pat00054
과
Figure 112018130464865-pat00055
)에 의해 도 7과 같이 상·하단 서브모듈 전압 불균형이 발생 한 모습을 볼 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 암 전류 센서에 의해 발생하는 스케일 및 오프셋 오차를 수식으로 계산하고 이를 보상하는 PI제어기를 구성하여 시스템 안정도를 개선시키는 제어 알고리즘을 제안한다.
본 발명은 먼저 수식을 이용하여 오차가 포함된 상단 암과 하단 암 전류(
Figure 112018130464865-pat00056
, 및
Figure 112018130464865-pat00057
)를 표현하기 위해 주파수
Figure 112018130464865-pat00058
인 상·하단 암 전류 값에 스케일 에러를 곱하고 임의의 오프셋 에러를 더하여 식 (3.1) 내지 식 (3.6)과 같이 나타낸다. 여기서
Figure 112018130464865-pat00059
Figure 112018130464865-pat00060
및
Figure 112018130464865-pat00061
은 스케일 상수를,
Figure 112018130464865-pat00062
, 및
Figure 112018130464865-pat00063
는 암 전류의 오프셋 오차를 나타낸다.
식 (3.1)
Figure 112018130464865-pat00064
식 (3.2)
Figure 112018130464865-pat00065
식 (3.3)
Figure 112018130464865-pat00066
식 (3.4)
Figure 112018130464865-pat00067
식 (3.5)
Figure 112018130464865-pat00068
식 (3.6)
Figure 112018130464865-pat00069
만약 스케일 오차와 오프셋 오차가 존재하지 않는다면 상단과 하단 암 전류의 합의 평균으로 정의되는 레그 전류는 DC성분과 2차 AC성분만을 가지고 있게 되므로 다음 식 (3.7)가 성립한다.
식 (3.7)
Figure 112018130464865-pat00070
하지만 오차가 포함된 상·하단 암 전류 표현 식 (2.1)을 위의 식 (3.7)에 대입하면 식 (3.8), (3.9) 그리고 (3.10)과 같이 0이 아닌 각 스케일 오차 상수의 차와 전류 크기의 곱으로 나타난다.
식 (3.8)
Figure 112018130464865-pat00071
식 (3.9)
Figure 112018130464865-pat00072
식 (3.10)
Figure 112018130464865-pat00073
위의 식 (3.10)과 같이 3상에 대해 수식을 나타내면 아래의 식 (3.11), (3.12) 그리고 (3.13)와 같이 표현할 수 있다.
식 (3.11)
Figure 112018130464865-pat00074
식 (3.12)
Figure 112018130464865-pat00075
식 (3.13)
Figure 112018130464865-pat00076
위의 식에서 나온 결과 값이 0이 아닌 이유는 상단 암 전류와 하단 암 전류의 합에서 기본파 전류 성분의 크기인
Figure 112018130464865-pat00077
가 0이 아니므로 [0,ð]구간을 적분한 값에 기본파에 의한 성분
Figure 112018130464865-pat00078
,
Figure 112018130464865-pat00079
, 그리고
Figure 112018130464865-pat00080
가 남아 있기 때문이다. 위의 나열한 성분을 PI제어기를 이용하여 0으로 제어하게 되면 기본파 전류 성분을 제거할 수 있게 된다.
Figure 112018130464865-pat00081
,
Figure 112018130464865-pat00082
, 그리고
Figure 112018130464865-pat00083
를 0으로 제어한다는 것은 각 상·하단 암 전류 스케일 오차의 차
Figure 112018130464865-pat00084
,
Figure 112018130464865-pat00085
, 그리고
Figure 112018130464865-pat00086
를 0으로 제어한다는 것을 의미한다. 예를 들어 a상을 기준으로 보상이 완료된 후 전류(
Figure 112018130464865-pat00087
과
Figure 112018130464865-pat00088
)를 식(3.14)와 같이 정의하고, 이 때 a와 b는 스케일 오차 보상 성분이라고 한다.
식 (3.14)
Figure 112018130464865-pat00089
Figure 112018130464865-pat00090
를 0으로 만드는 PI제어기의 출력이
Figure 112018130464865-pat00091
일 때 a를 식 (3.16)이라고 하면 식 (3.15)의 조건을 만족하는 스케일 오차 보상 성분 b는 식 (3.17)이 된다. 따라서 보상 후의 상·하단 암 전류(
Figure 112018130464865-pat00092
과
Figure 112018130464865-pat00093
)는 암 전류 센서에서 측정한 값(
Figure 112018130464865-pat00094
과
Figure 112018130464865-pat00095
)에 위에서 구한 a와 b값을 곱한 아래의 식 (3.18), (3.19), (3.20), (3.21), (3.22) 그리고 (3.23)과 같다.
식 (3.15)
Figure 112018130464865-pat00096
식 (3.16)
Figure 112018130464865-pat00097
식 (3.17)
Figure 112018130464865-pat00098
식 (3.18)
Figure 112018130464865-pat00099
식 (3.19)
Figure 112018130464865-pat00100
식 (3.20)
Figure 112018130464865-pat00101
식 (3.21)
Figure 112018130464865-pat00102
식 (3.22)
Figure 112018130464865-pat00103
식 (3.23)
Figure 112018130464865-pat00104
스케일 오차를 보상한 후 오프셋 오차를 보상하기 위해 상하단 암 전류(
Figure 112018130464865-pat00105
,
Figure 112018130464865-pat00106
)(j=a, b, c)를
Figure 112018130464865-pat00107
구간 적분하여 dc 전류 성분과 오프셋 오차 성분을 식 (3.24), (3.25)와 같이 추출한다.
식 (3.24)
Figure 112018130464865-pat00108
식 (3.25)
Figure 112018130464865-pat00109
추출된 dc 전류 성분과 오프셋 오차 성분을 PI제어기를 이용하여 0으로 제어한다.
지금까지 정리한 내용의 전류 센서 스케일 오차 보상 알고리즘이 포함된 전체 제어기 구성도를 살펴보면 도 8과 같이 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르면, 전류 센서 스케일 오차에 의해 레그 전류에 기본파 성분의 전류가 포함되어 발생하는 암 전압 불균형과 오프셋 오차에 의해 발생하는 레그 간 에너지 불균형 현상을 보상하기 위해 보상 상수 수식을 계산하여 오프셋과 스케일 오차를 추출한 뒤 PI제어기로 스케일 오차 상수의 차가 0이 되는 스케일 오차 상수를 구하여 이를 측정한 전류에 곱한다. 이 방식을 이용하면 보상을 위해 추가적인 하드웨어가 필요하지 않으며 보상하기 전과 보상한 후의 상·하단 서브모듈 전압을 아래 도 9와 도 10에 비교하였다. 먼저 도 9처럼 보상 전 상·하단 암전류 오프셋과 스케일 오차에 의해 상·하단 서브모듈 전압이 불균형 한 모습을 볼 수 있다. 도 10에서 먼저 오프셋 오차 보상 후 1.5초에 스케일 오차를 순차적으로 보상하였는데 오프셋 오차 보상 구간인 B구간 확대 파형을 보면 오프셋 오차만 보상된 모습을 볼 수 있고 스케일 오차 보상 구간인 C구간 확대 파형에서 스케일 오차가 보상되어 서브모듈 전압이 서로 균형이 맞게 되는 것을 볼 수 있다.
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, 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 어플리케이션을 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.
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 (10)

  1. 서로 직렬 연결된 복수 개의 서브모듈(Sub Module)을 포함하는 3상 MMC(modular multilevel converter) 시스템 제어 시 극점을 기준으로 한 상단 암(Arm)과 하단 암에 흐르는 전류를 측정하는 단계;
    상기 측정된 상단 암 전류와 하단 암 전류의 스케일 오차를 계산하는 단계; 및
    PI제어기(Proportional-Integral Controller)를 이용하여 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차를 보상하는 단계
    를 포함하고,
    주파수
    Figure 112020027902107-pat00154
    인 상단 암 전류 값에 스케일 상수를 곱하고 암 전류의 오프셋 오차를 더함으로써 상기 상단 암 전류를 계산하고,
    주파수
    Figure 112020027902107-pat00155
    인 하단 암 전류 값에 스케일 상수를 곱하고 암 전류의 오프셋 오차를 더함으로써 상기 하단 암 전류를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템 오차 보상 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는,
    3상에 대해 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 상수를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템 오차 보상 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보상하는 단계는,
    상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차의 차를 0으로 제어하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템 오차 보상 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보상하는 단계는,
    상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 상수를 같게 만들기 위한 스케일 오차 보상 성분을 구한 후 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류에 각각 상기 스케일 오차 보상 성분을 곱하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템 오차 보상 방법.
  6. 서로 직렬 연결된 복수 개의 서브모듈(Sub Module)을 포함하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치에 있어서,
    컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 실행하도록 구현되는 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 3상 MMC 시스템 제어 시 극점을 기준으로 한 상단 암(Arm)과 하단 암에 흐르는 전류를 측정하는 과정;
    상기 측정된 상단 암 전류와 하단 암 전류의 스케일 오차를 계산하는 과정; 및
    PI제어기를 이용하여 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차를 보상하는 과정
    을 처리하고,
    주파수
    Figure 112020027902107-pat00127
    인 상단 암 전류 값에 스케일 상수를 곱하고 암 전류의 오프셋 오차를 더함으로써 상기 상단 암 전류를 계산하고,
    주파수
    Figure 112020027902107-pat00128
    인 하단 암 전류 값에 스케일 상수를 곱하고 암 전류의 오프셋 오차를 더함으로써 상기 하단 암 전류를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 계산하는 과정은,
    3상에 대해 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 상수를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보상하는 과정은,
    상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 오차의 차를 0으로 제어하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 보상하는 과정은,
    상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류의 스케일 상수를 같게 만들기 위한 스케일 오차 보상 성분을 구한 후 상기 상단 암 전류와 상기 하단 암 전류에 각각 상기 스케일 오차 보상 성분을 곱하는 것
    을 특징으로 하는 3상 MMC 시스템의 오차 보상 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ang-Mok Kim et al., "Compensation method of arm current sensor scaling error in MMC system", 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), pp.4177-4184 (2017.11.7.)*
최재원 외, MMC 시스템에서 암 전류 센서 스케일링 오차보상기법, 2017년 전력전자학술대회 논문집,pp.219-220.(2017.7.6.)

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