KR102311485B1 - 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 제어 방법 - Google Patents

체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치를 제공하는 바, 하나의 전류 체인이 포함되고, 상기 전류 체인은 적어도 두 개의 서브 모듈 유닛으로 동일한 방향으로 직렬 연결되며, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 컨버터, 적어도 하나의 직류-교류 컨버터가 포함되고, 직류 컨버터의 일단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 타단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 직류 상호작용 포트로 정의되며, 직류-교류 컨버터의 직류 전기 연결단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 교류 전기 연결단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 교류 상호작용 포트로 정의된다. 본 발명에는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치를 사용하는 제어 방법이 포함된다. 본 발명의 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치는 저전압 전원, 부하 및 에너지 저장 유닛의 접속을 위하여 다수의 상호 독립적인 포트를 제공하여, 플러그 앤드 플레이를 구현하고, 구현 난이도 및 원가를 크게 낮춘다.

Description

체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 제어 방법
본 발명은 전력 전자 컨버터 분야에 관한 것으로서, 특히 체인 구조의 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
최근에 분산식 발전 기술이 끊임없이 발전하고 전력 전자 기술이 날로 성숙되고 있으며, 분산식 발전는 전력망 중의 응용 범위가 점점 넓어지고, 또한 점차적으로 큰 전력망의 효과적인 보충으로 되었으며, 분산식 전원, 부하 및 에너지 저장 장치가 마이크로그리드를 구성하고, 수많은 분산식 전원, 부하 및 에너지 저장 장치의 유형이 다른 바, 직류 또는 교류가 포함되고, 전압 등급, 용량도 다르며, 어떻게 상기 유닛을 경제적이고 효과적으로 접속시키고, 통일 관리를 진행할 것인가 하는 것은 비교적 해결하기 어려운 문제이다. 종래 기술에 공개된 기술 방안에는 하기 몇 가지가 있다. 종래 기술1: 석사 논문 “에너지 인터넷을 위한 다중 포트 양방향 에너지 라우터 연구”(왕위팅, 북경교통대학)에서는 전통적인 솔루션을 제공하고 있다. 상기 논문 중의 도1-7에서는 직류 마이크로그리드의 기본 구조를 제공하고 있으며, 해당 구조는 복잡하고, 그 중에는 대량의 DC/DC와 DC/AC 컨버터가 존재하며, 직류 전력 전송의 장점을 나타내기 위하여, 통상적으로 직류 버스는 중간 전압 등급인 바, 예를 들면 35kV/10kV이지만, 분산식 전원의 전압 범위는 200~1000V이며, 이러한 상황 하에서, 높은 변압비의 직류 변압기 또는 높은 변압비의 교류/직류 컨버터가 필요하여, 원가가 비교적 높으며, 이러한 방식은 신뢰성의 폐단이 존재하는 바, 직류 버스에 고장이 발생하거나 또는 직류 버스에 걸린 장치에 고장이 발생할 때, 동일한 버스의 장치가 모두 영향을 미치기 때문에, 직류 차단기를 구비하여 고장에 대하여 격리를 진행하여야 한다. 종래 기술2: 석사 논문 “캐스케이드형 전력 전자 변압기를 바탕으로 하는 빌딩 마이크로그리드 연구”(황œj핑, 호남대학)에서는 다른 한 가지 솔루션을 제공하는 바, 상기 논문 중의 도1-7과 1-8에서는 해당 솔루션의 사상을 기술하고 있고, 도1-8에서는 고압 교류로부터 저전압 직류로 변환되는 컨버터의 구조를 제공하고 있으며, 해당 토폴로지 구조에 주요한 장점이라면 고압 직류 버스를 사용하는 것을 모면하고, 또한 대량의 높은 변압비의 컨버터를 수요하지 않아, 한 대의 대용량의 컨버터로 수많은 작은 용량의 컨버터를 대체한 것에 상당하지만, 해당 토폴로지 구조는 단지 하나의 저전압의 직류 포트만 제공할 수 있고, 저전압의 교류 포트는 다시 하나의 DC/AC 컨버터를 경유하여야 하며, 도1-7로부터 알 수 있는 바와 같이, 직류 포트는 직류 버스를 구성할 수 있고, 교류 포트는 교류 버스를 구성할 수 있으며, 대량의 분산식 전원은 다시 컨버터를 통하여 직류 포트에 연결된다. 이러한 구조의 주요한 폐단은, (1) 구조가 복잡하다. 도1-8의 컨버터의 주요 작용은 직류 버스 포트를 제공하는 것으로서, 해당 컨버터 자체의 복잡성이 아주 높고, 체인 구조의 후속 단계는 대량의 DC/DC 컨버터를 필요로 하며, 컨버터 출력 측이 직접 병렬 연결되고, 제어 상의 복잡성이 높으며, 저전압의 교류 버스 포트는 직류 버스 포트가 인버팅된 것이고, 전기 에너지는 직류 버스로부터 오며, 직류 버스의 전기 사용 용량을 차지하고, 교류/직류 전기 사용이 완전히 디커플링되지 않아, 마찬가지로 조화 제어의 난이도를 증가시킨다. (2) 절차가 많고 효율이 낮다. 효율은 전력 전자 장치의 주요 지표이나, 도1-8 중의 구조에는 많은 링크의 전력 전자 컨버터가 존재하고, 장치 전체 효율이 낮다. (3) 장치 신뢰성이 낮다. 체인 구조의 후속 단계는 대량의 DC/DC 인버터를 필요로 하고, 컨버터 출력 측이 병렬 연결되어, 고장의 격리에 불리하고, 일단 저전압 직류 버스에 고장이 발생하기만 하면, 전 단계의 모든 DC/DC 컨버터 및 후속 단계의 DC/AC 컨버터에 영향을 미치게 된다.
종래 기술의 본질적인 결함으로는 포트가 단일하고, 단일 포트를 사용하여 각 유형이 다른 유닛을 호환하기 때문에 복잡성이 높고, 가성비가 낮으며; 상기 방안에는 모두 직류 버스가 존재하여, 고장을 격리시키기 어렵고, 신뢰성이 낮다.
본 발명의 목적은 상기 방안의 결함을 극복하는 것으로서, 저전압 전원, 부하 및 에너지 저장 유닛의 접속을 위하여 다수의 상호 독립적인 포트를 제공하여, 각 저전압의 유닛이 높은 신뢰성으로 고전압 교류 전력망으로 접속되도록 하여, 플러그 앤드 플레이를 구현하고, 구현 난이도 및 원가를 크게 낮춘다.
상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명에서는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치를 제공하는 바, 구체적으로는 하기와 같다.
체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에 있어서, 하나의 전류 체인이 포함되고, 상기 전류 체인은 상호 직렬 연결된 적어도 두 개의 서브 모듈 유닛으로 구성되며, 상기 서브 모듈 유닛에는 파워 변환 유닛 및 커패시터가 포함되고, 커패시터의 양극, 음극이 인출되어, 서브 모듈 유닛의 직류단으로 정의되며, 파워 변환 유닛의 일단이 커패시터와 병렬 연결되고, 타단이 서브 모듈 유닛의 교류단으로 정의되며, 각 서브 모듈의 교류단이 머리와 꼬리를 물고 순차적으로 연결되고, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 컨버터, 적어도 하나의 직류-교류 컨버터가 포함되고, 상기 직류 컨버터는 한 가지 직류 전기를 다른 한 가지 다르 출력 특성을 가지는 직류 전기로 변환시킬 수 있으며, 직류 컨버터의 일단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 타단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 직류 상호작용 포트로 정의되며, 상기 직류-교류 컨버터는 직류 전기를 교류 전기로 변환시킬 수 있고, 직류-교류 컨버터의 직류 전기 연결단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 교류 전기 연결단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 교류 상호작용 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 하나의 서브 모듈 유닛의 직류단은 직류-교류 컨버터와 연결되지 않고, 또한 직류 컨버터와도 연결되지 않으며, 상기 아이들 직류단은 예비 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 직류 상호작용 포트 및 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 교류 상호작용 포트는 다중 와인딩 변압기와 연결되며, 다중 와인딩 변압기의 각 그룹의 주 사이드는 모두 하나의 교류 상호작용 포트와 연결되고, 다중 와인딩 변압기의 보조 사이드는 제1 중간 전압 교류 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 교류 상호작용 포트는 직렬 연결되며, 상기 직렬 연결된 포트는 제2 중간 전압 교류 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 직류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 직류 상호작용 포트는 직렬 연결되며, 중간 전압 직류 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치 중의 교류 상호작용 포트의 출력 전압 진폭과 위상은 독립적으로 조정될 수 있고, 직류 상호작용 포트의 출력 전압 진폭은 독립적으로 조정될 수 있다.
상기 서브 모듈 유닛은 네 그룹의 풀 제어형 파워 반도체 소자로 구성되는 H 브리지 파워 모듈 유닛이다.
상기 서브 모듈 유닛은 두 그룹의 풀 제어형 파워 반도체 소자로 구성되는 하프 브리지 파워 모듈 유닛이다.
상기 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 바이패스 스위치가 포함되고, 상기 바이패스 스위치는 서브 모듈 유닛 교류단과 병렬 연결된다.
상기 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 스위치가 포함되고, 상기 직류 스위치는 서브 모듈 유닛과 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터 사이에 직렬 연결된다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치가 시작 명령을 수신하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 상기 그리드 연결 인터페이스 장치 전류 체인 중의 서브 모듈 유닛 중의 파워 컨버터 유닛이 가동을 시작하며;
(2) 각 서브 모듈의 직류단 전압에 대하여 폐루프 제어를 진행하여, 각 서브 모듈의 직류단 전압이 안정되도록 제어하며;
(3) 서브 모듈의 직류단 전압이 안정된 후, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 가동시키고, 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 0이 되도록 하며;
(4) 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 전류가 목표치에 도달할 때까지 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 점차적으로 증가되도록 한다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치가 정지 명령을 수신하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 전류가 0에 도달할 때까지 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 점차적으로 감소되도록 하며;
(2) 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄되며;
(3) 그리드 연결 인터페이스 장치 전류 체인 중의 서브 모듈 유닛을 정지시키고, 전체 장치가 가동을 정지한다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치 중의 서브 모듈 유닛에 고장이 발생하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 고장이 발생한 서브 모듈 유닛 중의 파워 반도체 소자가 작업을 정지하고, 아울러 서브 모듈 유닛과 병렬 연결된 바이패스 스위치를 닫으며;
(2) 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄된다. 바람직한 일 방안으로서, 파워 반도체 소자가 폐쇄될 때, 동시에 대응되는 직류 스위치를 열 수 있다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치 중의 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터에 고장이 발생하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 고장이 발생한 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터의 파워 반도체 소자가 작업을 정지하며;
(2) 대응되는 직류 스위치를 연다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 시스템을 제공하는 바, 상기 시스템에는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 직류 전원, 교류 전원, 에너지 저장 유닛, 직류 부하 또는 교류 부하 다섯 가지 저전압 유닛이 포함되고, 상기 인터페이스 장치에 포함된 교류 상호작용 포트와 직류 상호작용 포트는 적어도 상기 두 가지 저전압 유닛과 연결되어, 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 시스템을 구성하며, 그 중에서 직류 전원, 에너지 저장 유닛, 직류 부하는 직류 상호작용 포트와 연결되고, 교류 전원과 교류 부하는 교류 상호작용 포트와 연결된다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터를 제공하는 바, 상기 컨버터에는 삼상이 포함되고, 각 상에는 상하 두 개의 브리지 암이 포함되며, 각 브리지 암에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되고, 상하 두 개의 브리지 암이 합쳐 하나의 상 유닛을 구성하며, 상하 두 개의 브리지 암의 연결점은 중점이고, 세 상부 브리지 암의 인출단이 한데 연결되어 상기 컨버터 양 단자로 되고, 세 하부 브리지 암의 인출단이 한데 연결되어 상기 컨버터의 음 단자로 되며, 상기 컨버터의 삼상 브리지 암의 중점이 전력망과 연결되고, 컨버터의 양 단자는 직류 전력 전송 선로의 양극과 연결되고, 컨버터의 음 단자는 직류 전력 전송 선로의 음극과 연결된다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터를 제공하는 바, 상기 컨버터에는 세 개의 상 유닛이 포함되고, 각 상 유닛에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되며, 세 개의 상 유닛의 일단이 연결되어 별 형상 연결을 구성하고, 세 개의 상 유닛의 타단이 각각 전력망 측의 삼상과 대응되게 연결된다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터를 제공하는 바, 상기 컨버터에는 세 개의 상 유닛이 포함되고, 각 상 유닛에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되며, 세 개의 상 유닛의 머리와 꼬리가 상호 연결되어 각 형상 연결을 구성하고, 머리와 꼬리가 연결된 세 개의 연결점이 각각 전력망 측의 삼상과 대응되게 연결된다.
본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.
(1) 전류 체인 중 서브 모듈 유닛의 직류 측을 인출하여, 저전압 에너지 교환 유닛의 그리드 연결 인터페이스로 하고, 에너지 교환 유닛의 직류 전압값과 서브 모듈 유닛의 직류 전압값이 상호 매칭되어, 저전압 직류 접속을 구현하였으며, 전류 체인 중 서브 모듈 유닛의 교류 측이 캐스케이드의 방식을 통하여 고전압 출력을 구현하였고, 해당 방식을 이용하여 저전압 직류가 높은 전압비로 승압되어 교류 전력망으로 접속되는 것을 구현하여, 높은 변압비의 직류 변압기를 생략하였다.
(2) 그리드 연결 인터페이스 장치를 이용하여 체인식 컨버터, 예를 들면 정지형 무효 보상기 또는 모듈화를 바탕으로 하는 다중 레벨의 컨버터를 구성할 수 있고, 그리드 연결 인터페이스 장치 중 저전압 유닛은 전력망과의 사이에 유효 파워 상호작용을 구현할 수 있으며, 아울러 컨버터 또는 정지형 무효 보상기는 또한 무효 보상을 진행할 수 있고, 유효 파워와 무효 파워의 디커플링 제어를 구현하여, 장치 이용율을 극대화시켰다.
(3) 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 상호작용 인터페이스와 교류 상호작용 인터페이스에 접속된 것은 다수의 전원, 부하 및 에너지 저장 유닛일 수 있고, 동일한 전류 체인에 사용되는 각 접속 유닛은 다를 수 있으며, 구성 수량 상에서 서브 모듈 유닛보다 적거나 같을 수 있고, 구성 방면에서 더욱 유연성이 있으며, 각 유닛이 독립적으로 제어되어, 플러그 앤드 플레이를 구현하였다.
(4) 직류 배전망 중의 각 구성 요소(에너지 저장 유닛, 교류 전원, 직류 전원, 교류 부하, 직류 부하)는 모두 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 통하여 접속할 수 있고, 그리드 연결 인터페이스 장치를 이용하여 완전한 마이크로그리드 시스템을 구성하였다. 또한 집중 방식을 사용하여, 전체 마이크로그리드의 제어 기능에 대한 관리와 구현에 유리하다.
(5) 서브 모듈 유닛을 통하여 접속하고, 각 서브 모듈 유닛의 직류 버스가 상호 독립하며, 공공 버스 방식에 비하여, 이러한 방식은 고장의 격리를 구현하는데 유리하고, 신뢰성이 더욱 높다.
(6) 가외성을 구현하는데 유리한 바, 전통적인 방안은 병렬 연결 방식을 통하여 용량을 증가하여 가외성을 구현하기 어렵고, 일단 단일 모듈에 고장이 발생하면 전체 시스템이 가동에서 로그아웃되나, 보 발명은 서브 모듈 유닛에 바이패스 스위치를 구성하여, 서브 모듈 유닛에 고장이 발생할 때, 고장을 바이패싱시킬 수 있고, 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터에 고장이 발생하였을 때 대응되는 직류 스위치를 열수 있어, 스위치를 통하여 빠르게 고장 범위를 축소시킬 수 있다.
(7) 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터는 서브 모듈 유닛과 일체형으로 설계할 수 있고, 공정 구현성이 좋으며, 공간을 절약한다.
(8) 독립적으로 에너지를 취득할 필요가 없다. 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자 및 그 제어 회로는 적합한 전원의 전력 공급이 필요하며, 서브 모듈 유닛과 에너지 취득 회로를 공용할 수 있다.
(9) 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터는 독립적인 냉각 장치를 구성할 필요가 없고, 서브 모듈 유닛과 냉각 장치를 공용할 수 있다.
도1은 본 발명의 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 토폴로지 도면.
도2는 본 발명의 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 서브 모듈 유닛의 토폴로지 도면.
도3은 본 발명의 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 DC/DC 변환 장치의 일 실시예 도면.
도4는 본 발명의 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 DC/AC 변환 장치의 일 실시예 도면.
도5는 본 발명의 컨버터의 제1 실시예 도면.
도6은 본 발명의 컨버터의 제2 실시예 도면.
도7은 본 발명의 컨버터의 제3 실시예 도면.
도8은 응용 상황1 하의 종래 기술 방안의 실시예 도면.
도9는 응용 상황1 하의 본 발명의 실시예 도면.
도10는 응용 상황2 하의 본 발명의 실시예 도면.
아래, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술 방안에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도1에 도시된 바와 같이, 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에 있어서, 하나의 전류 체인이 포함되고, 상기 전류 체인은 상호 직렬 연결된 적어도 두 개의 서브 모듈 유닛으로 구성되며, 상기 서브 모듈 유닛에는 파워 변환 유닛 및 커패시터가 포함되고, 커패시터의 양극, 음극이 인출되어, 서브 모듈 유닛의 직류단으로 정의되며, 파워 변환 유닛의 일단이 커패시터와 병렬 연결되고, 타단이 서브 모듈 유닛의 교류단으로 정의되며, 각 서브 모듈의 교류단이 머리와 꼬리를 물고 순차적으로 연결되고, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 컨버터, 적어도 하나의 직류-교류 컨버터가 포함되고, 상기 직류 컨버터는 한 가지 직류 전기를 다른 한 가지 다르 출력 특성을 가지는 직류 전기로 변환시키는 것을 구현하며, 직류 컨버터의 일단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 타단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 직류 상호작용 포트로 정의되며, 상기 직류-교류 컨버터는 직류 전기를 교류 전기로 변환시키는 것을 구현하고, 직류-교류 컨버터의 직류 전기 연결단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 교류 전기 연결단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 교류 상호작용 포트로 정의된다.
본 실시예에는 두 개의 직류 상호작용 포트가 포함되고, 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함된다. 직류 컨버터의 토폴로지 구조는 도3에 도시된 바와 같고, 직류-교류 컨버터의 토폴로지 구조는 도4에 도시된 바와 같다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 하나의 서브 모듈 유닛의 직류단은 직류-교류 컨버터와 연결되지 않고, 또한 직류 컨버터와도 연결되지 않은 것이 포함되며, 상기 아이들 직류단은 예비 포트로 정의된다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 하나의 예비 포트가 포함된다.
일 바람직한 방안으로서, 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 직류 상호작용 포트 및 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함된다.
인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 교류 상호작용 포트는 다중 와인딩 변압기와 연결되며, 다중 와인딩 변압기의 각 그룹의 주 사이드는 모두 하나의 교류 상호작용 포트와 연결되고, 다중 와인딩 변압기의 보조 사이드는 제1 중간 전압 교류 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 교류 상호작용 포트는 직렬 연결되며, 상기 직렬 연결된 포트는 제2 중간 전압 교류 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 직류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 직류 상호작용 포트는 직렬 연결되며, 중간 전압 직류 포트로 정의된다.
상기 인터페이스 장치 중의 교류 상호작용 포트의 출력 전압 진폭과 위상은 독립적으로 조정될 수 있고, 직류 상호작용 포트의 출력 전압 진폭은 독립적으로 조정될 수 있다.
상기 서브 모듈 유닛은 네 그룹의 풀 제어형 파워 반도체 소자로 구성되는 H 브리지 파워 모듈 유닛이다. 도2(a)에 도시된 바와 같다.
상기 서브 모듈 유닛은 두 그룹의 풀 제어형 파워 반도체 소자로 구성되는 하프 브리지 파워 모듈 유닛이다. 도2(b)에 도시된 바와 같다.
일 바람직한 방안으로서, 상기 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 바이패스 스위치가 포함되고, 상기 바이패스 스위치는 서브 모듈 유닛 교류단과 병렬 연결된다.
일 바람직한 방안으로서, 상기 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 스위치가 포함되고, 상기 직류 스위치는 서브 모듈 유닛과 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터 사이에 직렬 연결된다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치가 시작 명령을 수신하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 상기 그리드 연결 인터페이스 장치 전류 체인 중의 서브 모듈 유닛 중의 파워 컨버터 유닛이 가동을 시작하며;
(2) 각 서브 모듈의 직류단 전압에 대하여 폐루프 제어를 진행하여, 각 서브 모듈의 직류단 전압이 안정되도록 제어하며;
(3) 서브 모듈의 직류단 전압이 안정된 후, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 가동시키고, 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 0이 되도록 하며;
(4) 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 전류가 목표치에 도달할 때까지 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 점차적으로 증가되도록 한다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치가 정지 명령을 수신하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 전류가 0에 도달할 때까지 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 점차적으로 감소되도록 하며;
(2) 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄되며;
(3) 그리드 연결 인터페이스 장치 전류 체인 중의 서브 모듈 유닛을 정지시키고, 전체 장치가 가동을 정지한다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치 중의 서브 모듈 유닛에 고장이 발생하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 고장이 발생한 서브 모듈 유닛 중의 파워 반도체 소자가 작업을 정지하고, 아울러 서브 모듈 유닛과 병렬 연결된 바이패스 스위치를 닫으며;
(2) 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄된다. 바람직한 일 방안으로서, 파워 반도체 소자가 폐쇄될 때, 동시에 대응되는 직류 스위치를 열 수 있다.
본 발명에는 또한 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법을 제공하는 바, 장치 중의 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터에 고장이 발생하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
(1) 고장이 발생한 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터의 파워 반도체 소자가 작업을 정지하며;
(2) 대응되는 직류 스위치를 연다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 시스템을 제공하는 바, 상기 시스템에는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 직류 전원, 교류 전원, 에너지 저장 유닛, 직류 부하 또는 교류 부하 다섯 가지 저전압 유닛이 포함되고, 상기 인터페이스 장치에 포함된 교류 상호작용 포트와 직류 상호작용 포트는 적어도 상기 두 가지 저전압 유닛과 연결되어, 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 시스템을 구성하며, 그 중에서 직류 전원, 에너지 저장 유닛, 직류 부하는 직류 상호작용 포트와 연결되고, 교류 전원와 교류 부하는 교류 상호작용 포트와 연결된다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터를 제공하는 바, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 컨버터에는 삼상이 포함되고, 각 상에는 상하 두 개의 브리지 암이 포함되며, 각 브리지 암에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되고, 상하 두 개의 브리지 암이 합쳐 하나의 상 유닛을 구성하며, 상하 두 개의 브리지 암의 연결점은 중점이고, 세 상부 브리지 암의 인출단이 한데 연결되어 상기 컨버터 양 단자로 되고, 세 하부 브리지 암의 인출단이 한데 연결되어 상기 컨버터의 음 단자로 되며, 상기 컨버터의 삼상 브리지 암의 중점이 전력망과 연결되고, 컨버터의 양 단자는 직류 전력 전송 선로의 양극과 연결되고, 컨버터의 음 단자는 직류 전력 전송 선로의 음극과 연결된다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터를 제공하는 바, 도6에 도시된 바와 같이, 상기 컨버터에는 세 개의 상 유닛이 포함되고, 각 상 유닛에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되며, 세 개의 상 유닛의 일단이 연결되어 별 형상 연결을 구성하고, 세 개의 상 유닛의 타단이 각각 전력망 측의 삼상과 대응되게 연결된다.
본 발명에서는 또한 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 인버터를 제공하는 바, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 인버터에는 세 개의 상 유닛이 포함되고, 각 상 유닛에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되며, 세 개의 상 유닛의 머리와 꼬리가 상호 연결되어 각 형상 연결을 구성하고, 머리와 꼬리가 연결된 세 개의 연결점이 각각 전력망 측의 삼상과 대응되게 연결된다.
본 발명은 직류 전력망, 직류-교류 혼합 배전망, 마이크로그리드 등 저전압 유닛을 중간/고전압 전력망에 접속하여야 하는 응용 상황에 적용될 수 있고, 또한 중간 전압 교류 부하, 예를 들면 중간 전압 전동기 주파수 변환기 응용 상황에 적용될 수 있다.
아래 섬 위의 마이크로그리드 시스템의 응용 상황 및 중간 전압 전동기 주파수 변환기로 본 발명의 구체적인 실시 방안을 설명하도록 한다.
상황1: 섬 위의 마이크로그리드 시스템, 하기 요구가 포함된다.
(1) 중간 전압 전력 전송: 섬 위의 전기 에너지는 10kV를 통하여 교류 형식으로 전송된다.
(2) 교류 전압 전원: 3 그룹(300kW) 풍력 발전 유닛이 포함되고, 출력은 교류 삼상 690V이다.
(3) 직류 전원: 2 그룹(500kW) 태양광 발전 전원이 포함되고, 출력은 직류 600V이다.
(4) 에너지 저장 유닛: 1 그룹의 나트륨-유황 전지로 구성된 에너지 저장 유닛(800kW), 출력은 직류 700V이다.
(5) 교류 부하: 섬 내 전력 공급에 사용되는 2 그룹의 교류 부하, 1 그룹의 단일 상 220V 교류 부하(200kW), 1 그룹의 삼상 380V 교류 부하(300kW)가 포함된다.
통상적으로 컨버터를 구성하려면 3 개의 체인식 다중 포트 그리드 연결 장치가 필요하고, 각각 1상을 구성하여, ABC 3상을 구성하며, 본 상황에서는 분석을 간략화하기 위하여, 단지 1상의 상황을 예로 든다.
만일 종래 기술 중의 방안을 사용하여 응용 상황의 문제를 해결한다면, 도8에 도시된 바와 같이, 총 용량이 3200kW에 달하고, 고전압 측 전압이 10kV이며, 10개의 서브 모듈 유닛이 포함되고, 각 서브 모듈 유닛은 모두 DC/DC 유닛을 구성하며, DC/DC 유닛 설계 용량은 320kW이고, DC/DC 유닛 출력이 병렬 연결되며, 하나의 1100V의 직류 버스를 제공하고, 직류 버스의 총 용량은 3200kW이며, 전기 사용 수요에 여러 가지 파워 시스템이 포함되기 때문에, 1100V의 직류 버스를 바탕으로, 또한 다수의 DC/DC 유닛과 DC/AC 유닛으로 다른 파워 시스템의 전원 및 부하에 대하여 매칭을 진행하는 것이 필요하며, 전체 구조가 복잡하고, 해당 상황 하에서, 모두 13개 DC/DC 컨버터, 5개의 DC/AC 컨버터를 필요로 한다.
본 발명을 사용하여 응용 상황의 문제를 해결하면, 도9에 도시된 바와 같이, 본 실시예 중의 전류 체인은 상호 직렬 연결된 10개의 서브 모듈 유닛으로 구성되고, 10개의 서브 모듈의 교류단은 머리와 꼬리를 물고 순차적으로 연결되어, 10kV 교류 고전압 측에 연결되며, 본 실시예에 있어서, 모두 5 그룹의 DC/AC 컨버터, 4 그룹의 DC/DC 컨버터가 포함되고, 5개 독립적인 교류 상호작용 포트, 4개 독립적인 직류 상호작용 포트를 제공한다. 교류 상호작용 포트 연결에는 3 그룹(300kW) 풍력 발전 유닛, 1 그룹 단일 상 부하, 1 그룹 3상 부하가 포함되며; 직류 상호작용 포트에는 2 그룹 태양광 발전 유닛, 1 그룹 에너지 저장 유닛과 연결된다.
본 발명의 방안을 사용하면, 총 용량을 고려할 필요가 없고, 각 서브 모듈 유닛 및 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터의 용량이 포트가 필요로 하는 용량보다 크거나 같기만 하면 되며, 통상적으로 각 서브 모듈의 용량 설계가 같아, 공정화 설계와 생산에 유리하고, 본 상황에 있어서, 대부분 접속하여야 하는 유닛 용량은 500kW보다 크지 않고, 에너지 저장 유닛에 있어서, 용량이 800kW이고, 두 개의 유닛을 병렬 연결하는 방식을 사용할 수 있어, 구성이 아주 유연성 있고, 공정화 설계가 쉽다. 각 DC/DC 또는 DC/AC 컨버터는 모두 독립적으로 제어되고, 또한 포트 전압을 조정할 수 있으며, 각 컨버터 제어 정책 및 제어 목표의 조정을 통하여 작업 범위 내 다른 파워 시스템 유닛 접속의 자체 적응을 구현하였다. 종래의 기술에 비하여, 또한 하기 장점을 구비한다.
(1) 종래 기술의 방안에 비하여, 본 방안은 3개 DC/DC 컨버터, 5개 DC/AC 컨버터가 필요하여, 원가를 크게 낮출 수 있다.
(2) 1개 파워 변환 절차를 감소시켰는 바, 종래 기술 방안은 서브 모듈 유닛으로부터 접속되는 유닛까지 두 개의 파워 변환의 절차가 포함되나, 본 발명은 1개의 파워 변환 절차만 필요하며, 효율 면에서 현저한 우점를 갖는다.
(3) 종래 기술 방안에는 저전압 직류 버스가 존재하고, 해당 버스는 전 단계의 10개 DC/DC 컨버터의 보조 사이드와 연결되고, 후속 단계의 DC/DC 컨버터, DC/AC 컨버터의 주 사이드와 연결되어, 일단 직류 버스에 고장이 발생하기만 하면, 모든 13개 파워 컨버터가 모두 영향을 미치게 되어, 장치가 모두 정지되고, 단일 파워 컨버터에 고장이 발생한 후, 역시 시스템 중에서 완전히 제거하기 어렵고, 각 파워 컨버터에 대하여 버스 측에서 직류 스위치를 구비하여야 하며, 원가와 대가가 비교적 크다. 본 발명에는 공공 버스가 존재하지 않고, 각 유닛은 상대적으로 독립적이며, 서브 모듈에 고장이 발생할 때 바이패스의 방식을 통하여 시스템 중에서 제거할 수 있고, 영향을 미치는 것은 단지 한 개의 유닛이며, 파워 컨버터에 고장이 발생할 때, 대응되는 직류 스위치를 열 수 있고, 직류 스위치는 선택 옵션이고, 만일 직류 스위치를 구성하지 않았다 할지라도, 역시 바이패스 스위치를 통하여 고장 유닛을 제거할 수 있어, 빠르게 고장 범위를 축소할 수 있다. 본 발명은 종래 기술의 방안에 비하여, 신뢰성 면에서 현저한 우점을 갖는다.
(4) 본 발명은 종래 기술의 방안에 비하여 비교적 쉽게 용량을 확장할 수 있는 바, 해당 응용 상황 하에서, 또 새로운 태양광 발전 유닛을 시스템에 접속하여야 한다면, 새로운 유닛의 추가는 장치의 총 용량을 증가시키고, 전 단계 10개 DC/DC 컨버터의 용량 총 합이 원래 설계 범위를 초과하며, 이때 더 용량을 증가하기 어렵고, 동시에 10개 DC/DC 컨버터의 용량을 증가하는 대가가 아주 크고, 전류 체인의 서브 모듈 유닛을 증가하려면 원래 시스템 구조에 대하여 대량의 변경을 진행하여야 한다. 하지만 본 발명의 장치 중에는 예비 포트가 구비되어, 단지 예비 포트를 위하여 하나의 DC/DC 컨버터를 추가하기만 하면, 바로 새로운 태양광 발전 유닛을 접속할 수 있다. 통상적으로 하나의 컨버터에는 ABC 3상 전류 체인이 존재하기 때문에, 수량이 비교적 많은 예비 포트가 존재하고, 예비된 상기 예비 포트는 아무런 원가도 증가시키지 않고, 장치 이용율이 영향을 미치지 않으며, 하지만 종래 기술의 방안에 있어서, 용량을 예비하려면 10개 DC/DC 컨버터의 용량을 향상시키여야 하기 때문에, 추가로 원가를 증가시킨다.
상황2: 중간 전압 전동기 주파수 변환기
도10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방안은 교류 상호작용 포트를 통하여 다중 와인딩 변압기의 주 사이드에 연결될 수 있고, 본 실시예에서, 본 실시예에는 10개 서브 모듈 유닛이 포함되며, 6 그룹 DC/AC 컨버터가 포함되고, 6개 교류 상호작용 포트를 제공할 수 있으며, 다중 와인딩 변압기에는 6개의 주 사이드가 포함되고, 6개의 교류 상호작용 포트와 일대일로 대응되게 연결되며, 다중 와인딩 변압기의 보조 사이드는 6kV의 중간 전압 교류 전동기에 연결되고, 서브 모듈과 연결된 DC/AC 인버터의 듀티비를 제어하는 것을 통하여, 출력 교류 주파수를 제어하고, 중간 전압 교류 전동기 부하의 회전 속도 또는 회전 토오크를 조정할 수 있다. 본 실시예는 또한 4개의 예비 포트가 포함되어, 용량 증가 또는 기타 유형의 전원 또는 부하를 접속하는데 사용될 수 있다.
상기 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이로써 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명에 개시된 기술 사상에 따라 기술 방안의 기초 상에서 진행하는 모든 수정은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다 할 것이다.

Claims (20)

  1. 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치로서, 하나의 전류 체인이 포함되고, 상기 전류 체인은 상호 직렬 연결된 적어도 두 개의 서브 모듈 유닛으로 구성되며, 상기 서브 모듈 유닛에는 파워 변환 유닛 및 커패시터가 포함되고, 커패시터의 양극, 음극이 인출되어, 서브 모듈 유닛의 직류단으로 정의되며, 파워 변환 유닛의 일단이 커패시터와 병렬 연결되고, 타단이 서브 모듈 유닛의 교류단으로 정의되며, 각 서브 모듈의 교류단의 머리와 꼬리를 물고 순차적으로 연결되는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에 있어서, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 컨버터, 적어도 하나의 직류-교류 컨버터가 포함되고, 상기 직류 컨버터는 한 가지 직류 전기를 다른 한 가지 다르 출력 특성을 가지는 직류 전기로 변환시키는 것을 구현하며, 직류 컨버터의 일단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 타단은 그리드 연결 장치의 직류 상호작용 포트로 정의되며, 상기 직류-교류 컨버터는 직류 전기를 교류 전기로 변환시키는 것을 구현하고, 직류-교류 컨버터의 직류 전기 연결단은 서브 모듈 유닛의 직류단과 연결되고, 교류 전기 연결단은 그리드 연결 인터페이스 장치의 교류 상호작용 포트로 정의되는 것을 특징으로 하고,
    상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치는, 적어도 상기 서브 모듈 유닛의 아이들 직류단을 포함하며, 상기 서브 모듈 유닛의 상기 아이들 직류단은 상기 직류-교류 컨버터 또는 직류 컨버터와 연결되는 것 없이 예비 포트로 정의되는, 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 직류 상호작용 포트 및 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 교류 상호작용 포트는 다중 와인딩 변압기와 연결되며, 다중 와인딩 변압기의 각 그룹의 주 사이드는 모두 하나의 교류 상호작용 포트와 연결되고, 다중 와인딩 변압기의 보조 사이드는 제1 중간 전압 교류 포트로 정의되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 교류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 교류 상호작용 포트는 직렬 연결되며, 상기 직렬 연결된 포트는 제2 중간 전압 교류 포트로 정의되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치에는 적어도 두 개의 직류 상호작용 포트가 포함되고, 상기 직류 상호작용 포트는 직렬 연결되며, 중간 전압 직류 포트로 정의되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치 중의 교류 상호작용 포트의 출력 전압 진폭과 위상은 독립적으로 조정될 수 있고, 직류 상호작용 포트의 출력 전압 진폭은 독립적으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 서브 모듈 유닛은 네 그룹의 풀 제어형 파워 반도체 소자로 구성되는 H 브리지 파워 모듈 유닛인 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 서브 모듈 유닛은 두 그룹의 풀 제어형 파워 반도체 소자로 구성되는 하프 브리지 파워 모듈 유닛인 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 바이패스 스위치가 포함되고, 상기 바이패스 스위치는 서브 모듈 유닛 교류단과 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 장치에는 또한 적어도 하나의 직류 스위치가 포함되고, 상기 직류 스위치는 서브 모듈 유닛과 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터 사이에 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치.
  11. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법에 있어서, 장치가 시작 명령을 수신하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
    1단계: 상기 그리드 연결 인터페이스 장치 전류 체인 중의 서브 모듈 유닛 중의 파워 컨버터 유닛이 가동을 시작하며;
    2단계: 각 서브 모듈의 직류단 전압에 대하여 폐루프 제어를 진행하여, 각 서브 모듈의 직류단 전압이 안정되도록 제어하며;
    3단계: 서브 모듈의 직류단 전압이 안정된 후, 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 가동시키고, 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 0이 되도록 하며;
    4단계: 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 전류가 목표치에 도달할 때까지 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 점차적으로 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법.
  12. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법에 있어서, 장치가 정지 명령을 수신하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
    1단계: 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터 중의 파워 반도체 소자의 온/오프를 제어하는 것을 통하여, 전류가 0에 도달할 때까지 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 흐르는 전류가 점차적으로 감소되도록 하며;
    2단계: 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄되며;
    3단계: 그리드 연결 인터페이스 장치 전류 체인 중의 서브 모듈 유닛을 정지시키고, 전체 장치가 가동을 정지하는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법.
  13. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법에 있어서, 장치 중의 서브 모듈 유닛에 고장이 발생하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
    1단계: 고장이 발생한 서브 모듈 유닛 중의 파워 반도체 소자가 가동을 정지하고, 아울러 서브 모듈 유닛과 병렬 연결된 바이패스 스위치를 닫으며;
    2단계: 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 2단계는, 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 중의 직류 컨버터 및 직류-교류 컨버터를 정지시키고, 파워 반도체 소자가 폐쇄되며, 아울러 대응되는 직류 스위치를 여는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법.
  15. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법에 있어서, 장치 중의 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터에 고장이 발생하였을 때, 상기 제어 방법에는 하기 단계가 포함되는 바, 즉
    1단계: 고장이 발생한 직류 컨버터 또는 직류-교류 컨버터의 파워 반도체 소자가 가동을 정지하며;
    2단계: 대응되는 직류 스위치를 여는 것을 특징으로 하는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치의 제어 방법.
  16. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 시스템에 있어서, 상기 시스템에는 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치 및 이와 연결된 저전압 유닛이 포함되고, 상기 저전압 유닛의 종류에는 직류 전원, 교류 전원, 에너지 저장 유닛, 직류 부하 또는 교류 부하가 포함되며, 그 중에서, 인터페이스 장치 중의 직류 상호작용 포트는 직류 전원, 에너지 저장 유닛 또는 직류 부하와 연결되고, 인터페이스 장치 중의 교류 상호작용 포트는 교류 전원 또는 교류 부하와 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터에 있어서, 상기 컨버터에는 삼상이 포함되고, 각 상에는 상하 두 개의 브리지 암이 포함되며, 각 브리지 암에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되고, 상하 두 개의 브리지 암이 합쳐 하나의 상 유닛을 구성하며, 상하 두 개의 브리지 암의 연결점은 중점이고, 세 상부 브리지 암의 인출단이 한데 연결되어 상기 컨버터 양 단자로 되고, 세 하부 브리지 암의 인출단이 한데 연결되어 상기 컨버터의 음 단자로 되며, 상기 컨버터의 삼상 브리지 암의 중점이 전력망과 연결되고, 컨버터의 양 단자는 직류 전력 전송 선로의 양극과 연결되고, 컨버터의 음 단자는 직류 전력 전송 선로의 음극과 연결되는 것을 특징으로 하는 컨버터.
  18. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터에 있어서, 상기 컨버터에는 세 개의 상 유닛이 포함되고, 각 상 유닛에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되며, 세 개의 상 유닛의 일단이 연결되어 별 형상 연결을 구성하고, 세 개의 상 유닛의 타단이 각각 전력망 측의 삼상과 대응되게 연결되는 것을 특징으로 하는 컨버터.
  19. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항의 상기 체인식 다중 포트 그리드 연결 인터페이스 장치가 포함된 컨버터에 있어서, 상기 컨버터에는 세 개의 상 유닛이 포함되고, 각 상 유닛에는 하나의 리액터와 상기 인터페이스 장치의 직렬 연결이 포함되며, 세 개의 상 유닛의 머리와 꼬리가 상호 연결되어 각 형상 연결을 구성하고, 머리와 꼬리가 연결된 세 개의 연결점이 각각 전력망 측의 삼상과 대응되게 연결되는 것을 특징으로 하는 컨버터.
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