KR102420702B1 - Panel-type reactive power compensator directly connected to a high voltage power system - Google Patents

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Abstract

Disclosed in the present invention are a panel-type reactive power compensator of a high voltage power system connection type and a power stabilization facility using the same. The panel-type reactive power compensator comprises: a fuse directly connected to a power system; a thyristor valve which performs a switching function; a reactor connected to the thyristor valve and configured to prevent the inflow of harmonic waves; a capacitor connected to the reactor and configured to provide a predetermined phase-lead reactive power when the thyristor valve is turned on; a protective contactor connected between the fuse and the thyristor valve; and a valve control unit which controls the switching of the thyristor valve. The reactive power compensator may be configured to be mounted in a panel-type structure of a preset size, and a plurality of reactive power compensators may be provided in a power stabilization facility in the form of a panel. According to the present invention, it is possible to provide a reactive power compensator which can be stably operated by being directly connected to a high voltage or extra-high voltage by applying a switch having a multi-thyristor structure and a high-insulation interface.

Description

고압 전력 계통 직결 방식의 판넬형 무효 전력 보상 장치{PANEL-TYPE REACTIVE POWER COMPENSATOR DIRECTLY CONNECTED TO A HIGH VOLTAGE POWER SYSTEM}Panel-type reactive power compensation device directly connected to the high-voltage power grid {PANEL-TYPE REACTIVE POWER COMPENSATOR DIRECTLY CONNECTED TO A HIGH VOLTAGE POWER SYSTEM}

본 개시 내용은 무효 전력 보상 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 고압 전력 계통 직결 방식의 판넬형 무효 전력 보상 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a reactive power compensating device, and more particularly, to a panel-type reactive power compensating device of a high voltage power system direct connection method.

전력 계통을 운용함에 있어 지상 무효 전력으로 인한 전압 강하뿐만 아니라 진상 무효 전력으로 인한 전압 상승이 발생하는 변전소가 증가하고 있다. 이러한 현상은 주로 다음과 같은 원인에 기인하여 발생할 수 있다.In operating the power system, the number of substations where voltage drop due to ground reactive power as well as voltage rise due to advanced reactive power occurs is increasing. This phenomenon may be mainly due to the following causes.

- 신재생에너지 발전소 증가로 역률을 '1'로 공급하나, 지중케이블의 용량성 성분으로 인한 용량성 성분이 증가함.- The power factor is supplied at '1' due to the increase in new and renewable energy power plants, but the capacitive component increases due to the capacitive component of the underground cable.

- 신도시의 아파트 단지들은 미시적 문제로 인하여 지상케이블의 사용은 배제하고 지중케이블을 통해서 전력 공급을 하기 때문에 케이블의 용량성 성분에 기인하여 발생함.- Because apartment complexes in new towns exclude the use of ground cables due to microscopic problems and supply electricity through underground cables, it is caused by the capacitive component of cables.

- 종래에는 모터류 부하를 많이 사용하여 수전단에서 용량성 성분인 커패시터를 투입하는 것이 일반적이 되었으나, 최근 전력 전자 소자가 적용된 고역률/고효율 부하가 증가함에 따라 기투입된 커패시터로 인하여 용량성 성분이 과도하게 공급됨.- Conventionally, it has become common to input a capacitor, which is a capacitive component, at the receiving end by using a lot of motor loads. oversupplied.

종래에는 이와 같은 전압 변동을 방지하기 위해 커패시터 및 리액터를 차단기로 투입시키는 방식을 적용하고 있었으나, 이러한 방식은 무효전력값 조정이 불가능하고, 과도현상으로 인해 차단기 투입/개방을 통한 조정이 불가능하며, 100% 커패시턴스 및 리액턴스가 공급됨에 따라 손실이 계속 발생하는 문제점들을 가지고 있다.Conventionally, in order to prevent such voltage fluctuations, a method of putting a capacitor and a reactor into a circuit breaker has been applied, but in this method, it is impossible to adjust the reactive power value, and it is impossible to adjust by closing/opening the circuit breaker due to a transient phenomenon, There are problems in that losses continue to occur as 100% capacitance and reactance are supplied.

최근에 이르러 전력 계통에 커패시터나 리액터를 병렬로 공급하여 유지하는 방식의 문제점과 전력 계통에서의 전력 품질 문제를 해결하기 위해 전력 전자 소자를 이용하는 유연송전시스템(FACTS: Flexible AC Transmission System) 설비의 개발 및 공급이 활발히 이루어지고 있다. 그 중 대표적인 것이 사이리스터를 활용하여 커패시터 및 리액터를 투입/개방하여 지상 또는 진상 무효 전력을 공급하여 전압을 안정화시키는 설비이다. Recently, in order to solve the problem of the method of supplying and maintaining capacitors or reactors in parallel to the power system and the problem of power quality in the power system, the development of a flexible AC transmission system (FACTS) facility using power electronic devices and supply is actively being made. A representative of them is a facility that uses a thyristor to input/open a capacitor and a reactor to supply ground or advanced reactive power to stabilize the voltage.

이러한 사이리스터를 활용한 무효 전력 보상 장치를 구현함에 있어 고압 또는 특고압의 전력 계통에 직결로 연결될 수 있을 뿐만 아니라 병렬 제어를 가능하게 하는 장치를 개발할 필요성이 요구되고 있다.In implementing a reactive power compensation device using such a thyristor, there is a need to develop a device that can be directly connected to a high-voltage or extra-high voltage power system as well as enable parallel control.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 개시 내용은 고압 전력 계통 직결 방식의 판넬형 무효 전력 보상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present disclosure for solving these problems is to provide a panel type reactive power compensation device of a high voltage power system direct connection method.

본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 판넬형 무효 전력 보상 장치가 제공된다. 상기 장치는, 전력 계통과 직접 연결되는 퓨즈; 스위칭 기능을 수행하는 사이리스터 밸브; 상기 사이리스터 밸브와 연결되며 외부 고조파 유입을 방지하기 위한 리액터; 상기 리액터와 연결되며 상기 사이리스터 밸브의 턴온시 미리 결정된 진상 무효 전력을 제공하기 위한 커패시터; 상기 퓨즈 및 상기 사이리스터 밸브 사이에 연결되는 보호용 접촉기; 및 상기 사이리스터 밸브의 스위칭을 제어하는 밸브 제어부를 포함할 수 있다. 상기 무효 전력 보상 장치는 미리 설정된 규격의 판넬형 구조 내에 장착되도록 구성될 수 있으며, 복수개의 무효 전력 보상 장치들이 조립이 용이한 판넬 형태로 전력 안정화 설비에 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a panel type reactive power compensation device is provided. The device includes a fuse directly connected to the power grid; a thyristor valve performing a switching function; a reactor connected to the thyristor valve and preventing the inflow of external harmonics; a capacitor connected to the reactor and configured to provide a predetermined forward reactive power when the thyristor valve is turned on; a protective contactor connected between the fuse and the thyristor valve; And it may include a valve control unit for controlling the switching of the thyristor valve. The reactive power compensating device may be configured to be mounted in a panel-type structure of a preset standard, and a plurality of reactive power compensating devices may be provided to the power stabilization facility in the form of an easy-to-assemble panel.

또한, 상기 사이리스터 밸브는 역병렬 접속되는 사이리스터들의 쌍을 복수개 포함할 수 있고, 상기 복수개의 사이리스터들의 쌍들은 직렬 적층되어 연결될 수 있다.In addition, the thyristor valve may include a plurality of pairs of thyristors connected in anti-parallel, the pairs of the plurality of thyristors may be connected in series stacked.

또한, 상기 밸브 제어부는 상기 사이리스터 밸브를 구성하는 각각의 사이리스터의 턴온/턴오프를 제로-크로싱 방식으로 제어할 수 있다.In addition, the valve control unit may control the turn-on/turn-off of each thyristor constituting the thyristor valve in a zero-crossing manner.

또한, 상기 사이리스터는 LTT(Light Triggered Thyristor)일 수 있다. 상기 무효 전력 보상 장치는 상기 사이리스터 밸브를 구성하는 각각의 사이리스터와 광케이블을 통해 각각 연결되는 복수의 절연 인터페이스들을 포함할 수 있다. 각각의 절연 인터페이스는 상기 밸브 제어부로부터의 사이리스터 제어 신호를 광신호로 변환하여 대응하는 사이리스터로 전달하고, 대응하는 사이리스터로부터의 감시 데이터를 전기 신호로 변환하여 상기 밸브 제어부로 전달할 수 있다.In addition, the thyristor may be a Light Triggered Thyristor (LTT). The reactive power compensation device may include a plurality of insulated interfaces respectively connected to each thyristor constituting the thyristor valve and an optical cable. Each insulating interface may convert a thyristor control signal from the valve control unit into an optical signal and transmit it to a corresponding thyristor, convert monitoring data from the corresponding thyristor into an electrical signal and transmit it to the valve control unit.

본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 전력 안정화 설비가 제공된다. 상기 설비는, 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들; 및 전력 계통에서 요구되는 무효전력량에 따라 상기 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들 각각의 투입 및 개방을 제어하도록 구성되는 메인 제어기를 포함할 수 있다. 상기 판넬형 무효 전력 보상 장치들은 각각 병렬로 상기 전력 계통에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a power stabilization facility is provided. The facility includes a plurality of panel-type reactive power compensation devices; and a main controller configured to control the input and opening of each of the plurality of panel-type reactive power compensation devices according to the amount of reactive power required in the power system. Each of the panel-type reactive power compensation devices may be connected to the power system in parallel.

또한, 상기 메인 제어기는 상기 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들 중 미리 결정된 개수의 무효 전력 보상 장치들을 하나의 그룹으로 하여 복수개의 그룹들을 설정하며, 상기 전력 계통에서 요구되는 무효전력량에 따라 그룹들 중 개통할 그룹을 선택하고 선택된 그룹의 무효 전력 보상 장치들 중 개통할 장치를 선택하도록 구성될 수 있다.In addition, the main controller sets a plurality of groups by grouping a predetermined number of reactive power compensation devices among the plurality of panel-type reactive power compensation devices as a group, and groups according to the amount of reactive power required in the power system It may be configured to select a group to open among and to select a device to open among reactive power compensation devices of the selected group.

또한, 상기 메인 제어기는 상기 전력 계통에서 요구되는 무효전력량의 변경시에 변경된 무효전력량에 대응하여 상기 그룹들의 투입 및 개방과 각 그룹의 무효 전력 보상 장치들의 투입 및 개방을 변경하도록 구성될 수 있다.In addition, the main controller may be configured to change the input and opening of the groups and the input and opening of the reactive power compensation devices of each group in response to the changed amount of reactive power when the amount of reactive power required in the power system is changed.

또한, 상기 전력 안정화 설비는 상기 그룹들에 대응하는 복수의 차단기들을 포함할 수 있다. 각각의 차단기는 대응하는 그룹의 무효 전력 보상 장치들 및 상기 전력 계통 사이에 연결되고, 상기 메인 제어기는 그룹별 계통 분리를 가능하게 하도록 상기 차단기들의 개폐를 제어할 수 있다.In addition, the power stabilization facility may include a plurality of circuit breakers corresponding to the groups. Each circuit breaker may be connected between the reactive power compensation devices of a corresponding group and the power system, and the main controller may control opening and closing of the circuit breakers to enable system separation for each group.

본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 전력 안정화 설비의 무효 전력 공급 방법이 제공된다. 상기 방법은, 전력 계통에서 요구되는 무효전력량을 결정하는 단계; 상기 요구되는 무효전력량에 따라 상기 복수의 그룹들 중 하나 이상의 그룹의 투입을 결정하는 단계; 상기 요구되는 무효전력량에 따라 투입이 결정된 그룹의 판넬형 무효 전력 보상 장치들 중 하나 이상의 무효 전력 보상 장치의 투입을 결정하는 단계; 및 투입이 결정된 무효 전력 보상 장치들에 기초하여 상기 전력 계통으로 무효 전력을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, there is provided a method for supplying reactive power in a power stabilization facility. The method comprises the steps of: determining the amount of reactive power required in the power system; determining the input of one or more groups among the plurality of groups according to the required amount of reactive power; determining the input of one or more reactive power compensating devices among the panel-type reactive power compensating devices of the group whose input is determined according to the required amount of reactive power; and providing reactive power to the power system based on the reactive power compensation devices whose input is determined.

또한, 상기 방법은, 상기 전력 계통에서 요구되는 무효전력량의 변경을 결정하는 단계; 및 상기 변경된 무효전력량에 따라 상기 그룹들의 투입 여부와 각 그룹의 무효 전력 보상 장치들의 투입 여부를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method, determining the change in the amount of reactive power required in the power system; And it may further include the step of changing whether the input of the groups and whether the reactive power compensation devices of each group are put in according to the changed amount of reactive power.

본 개시 내용에 따르면, 사이리스터를 사용하여 커패시터를 제로-크로싱 방식으로 제어함으로써 돌입전류 및 전압 왜곡 현상을 최소화할 수 있는 무효 전력 보상 장치를 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a reactive power compensation device capable of minimizing inrush current and voltage distortion by controlling a capacitor in a zero-crossing manner using a thyristor.

또한, 본 개시 내용에 따르면, 사이리스터 다중 구조로 이루어진 스위치 및 고절연 인터페이스를 적용함으로써 고압 또는 특고압에 직결로 연결되어 안정적으로 동작할 수 있는 무효 전력 보상 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present disclosure, it is possible to provide a reactive power compensation device that can be stably operated by being directly connected to a high voltage or extra high voltage by applying a switch and a high insulation interface made of a thyristor multi-structure.

또한, 본 개시 내용에 따르면, 단위 대용량의 무효전력을 제공하는 단수 스텝을 판넬로 구성하고 이러한 복수개의 판넬들로 구성되어 병렬 제어가 가능한 전력안정화 설비 구조를 구현함으로써 목표 무효전력 용량에 따라 동작가능한 무효 전력 보상 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present disclosure, a single step that provides a unit large-capacity reactive power is configured as a panel, and a power stabilization facility structure that is composed of a plurality of panels and can be controlled in parallel is implemented, thereby operating according to the target reactive power capacity. A reactive power compensation device may be provided.

도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 판넬형 무효 전력 보상 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a, 2b 및 2c는 각각 도 1의 판넬형 무효 전력 보상 장치의 예시적인 측면 단면도, 정면 단면도 및 후면 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 복수의 판넬형 무효 전력 보상 장치들로 구성된 전력 안정화 설비를 나타내는 도면이다.
도 4는 단위 용량을 가지는 판넬형 무효 전력 보상 장치의 투입시 계통전압변화를 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 복수의 판넬형 무효 전력 보상 장치들로 구성된 전력 안정화 설비의 제어 구성도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 전력 안정화 설비의 무효 전력 공급 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is a diagram showing the configuration of a panel type reactive power compensation device according to an embodiment of the present disclosure.
2A, 2B and 2C are diagrams illustrating exemplary side cross-sectional views, front cross-sectional views, and rear cross-sectional views, respectively, of the panel-type reactive power compensation device of FIG. 1 .
3 is a diagram illustrating a power stabilization facility composed of a plurality of panel-type reactive power compensation devices according to an embodiment of the present disclosure.
4 is an exemplary graph showing a change in system voltage when the panel-type reactive power compensating device having a unit capacity is input.
5 is a diagram illustrating a control configuration diagram of a power stabilization facility composed of a plurality of panel-type reactive power compensation devices according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a flowchart illustrating a reactive power supply method of a power stabilization facility according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.Various aspects of the invention are described below. It is to be understood that the inventions presented herein may be embodied in a wide variety of forms and that any specific structure, function, or both, presented herein is exemplary only. Based on the inventions presented herein, those of ordinary skill in the art will recognize that one aspect presented herein may be implemented independently of any other aspects, and that two or more of these aspects may vary in various ways. It will be understood that they can be combined with For example, an apparatus may be implemented or a method may be practiced using any number of the aspects set forth herein. Moreover, such an apparatus may be implemented or such a method may be practiced using other structure, function, or structure and functionality in addition to or other than one or more aspects described herein.

본 명세서에서 제시되는 무효 전력 보상 장치는 유연송전시스템(FACTS)에 적용될 수 있는 사이리스터를 이용한 SVC(Static Var Compensator)로서 전력 계통에 진상 무효 전력을 제공할 수 있는 SVC-TSC(Thyristor Switched Capacitor) 방식의 무효 전력 보상 장치일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 언급되는 전력 시스템은 3상 전력 시스템일 수 있다.The reactive power compensation device presented in the present specification is a SVC (Static Var Compensator) using a thyristor that can be applied to a flexible power transmission system (FACTS), and a Thyristor Switched Capacitor (SVC-TSC) method that can provide advanced reactive power to the power system It may be a reactive power compensation device of Also, the power system referred to herein may be a three-phase power system.

도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 판넬형 무효 전력 보상 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a panel-type reactive power compensation device according to an embodiment of the present disclosure.

도 1에 도시된 바와 같이, 판넬형 무효 전력 보상 장치(100)는 퓨즈(110), 보호용 접촉기(120), 사이리스터 밸브(130), 리액터(140), 커패시터(150) 및 밸브 제어부(170)를 포함할 수 있다. 판넬형 무효 전력 보상 장치(100)는 구성품들이 미리 설정된 규격의 판넬형 구조 내에 장착되도록 구성될 수 있다. 이러한 판넬형 구조는 복수개의 무효 전력 보상 장치들(100)을 전력 계통에 적용함에 있어 조립 및 배치를 용이하게 하여, 후술할 바와 같이 판넬 단위로 이루어진 무효 전력 보상 장치(예를 들어, SVC-TSC)를 1 스텝(step)으로 하여 다수의 스텝들로 구성된 전력 안정화 설비를 구현할 수 있게 한다.As shown in FIG. 1 , the panel type reactive power compensation device 100 includes a fuse 110 , a protective contactor 120 , a thyristor valve 130 , a reactor 140 , a capacitor 150 and a valve control unit 170 . may include. The panel-type reactive power compensation device 100 may be configured such that the components are mounted in a panel-type structure of a preset standard. This panel-type structure facilitates the assembly and arrangement of a plurality of reactive power compensation devices 100 in the power system, and as will be described later, a reactive power compensation device (eg, SVC-TSC) made of a panel unit. ) as one step, it is possible to implement a power stabilization facility composed of a plurality of steps.

전력 계통(10)에는 해당 수전단의 규격에 따라 예컨대 1kV~27.5kV의 고압 또는 특고압이 적용될 수 있다. 퓨즈(110)는 전력 계통(10)과 직접 연결되며, 단락 사고 발생시 무효 전력 보상 장치(100)를 계통에서 분리시키는 역할을 할 수 있다. 사이리스터 밸브(100)는 무효 전력 공급을 위한 스위칭(턴온/턴오프) 기능을 수행할 수 있다. 보호용 접촉기(130)는 퓨즈(110) 및 사이리스터 밸브(100) 사이에 연결될 수 있으며, 무효 전력 보상 장치(100) 내의 사이리스터, 리액터(140), 커패시터(150) 등의 소자에 이상 발생시 장치(100)가 동작하지 않도록 분리시키는 역할을 할 수 있다. 일 구현예에서, 보호용 접촉기(130)는 VCS(Vaccum Contact Switch)일 수 있다. 리액터(140)는 사이리스터 밸브(130)와 연결되며, 사이리스터에 의한 스위칭 동작시 발생하는 돌입전류뿐만 아니라 외부 고조파 유입을 방지하는 전류 제한 리액터로서 동작할 수 있다. 커패시터(150)는 리액터(140)와 연결되며, 사이리스터 밸브(130)의 턴온시 미리 결정된 진상 무효 전력을 제공할 수 있다. 미리 결정된 진상 무효 전력은 하나의 무효 전력 보상 장치(100)를 통해 제공하고자 하는 단위 무효전력량(예를 들어, 1MVAR, 5MVAR 등)일 수 있으며, 퓨즈(110), 리액터(130), 커패시터(140) 등의 수동소자들은 이러한 용량을 구현하기 위한 사양으로 설계될 수 있다.A high voltage or extra high voltage of, for example, 1 kV to 27.5 kV may be applied to the power system 10 according to the standard of the corresponding receiving end. The fuse 110 is directly connected to the power system 10 , and may serve to separate the reactive power compensation device 100 from the system when a short circuit accident occurs. The thyristor valve 100 may perform a switching (turn-on/turn-off) function for supplying reactive power. The protective contactor 130 may be connected between the fuse 110 and the thyristor valve 100, and when an abnormality occurs in elements such as a thyristor, a reactor 140, a capacitor 150 in the reactive power compensation device 100, the device 100 ) can play a role in separating it so that it does not work. In one implementation, the protective contactor 130 may be a vacuum contact switch (VCS). The reactor 140 is connected to the thyristor valve 130 and can operate as a current limiting reactor that prevents the inrush current generated during the switching operation by the thyristor as well as the inflow of external harmonics. The capacitor 150 is connected to the reactor 140 , and may provide a predetermined advance reactive power when the thyristor valve 130 is turned on. The predetermined advance reactive power may be a unit reactive power amount (eg, 1MVAR, 5MVAR, etc.) to be provided through one reactive power compensation device 100 , the fuse 110 , the reactor 130 , the capacitor 140 . ) and other passive devices can be designed with specifications for implementing such a capacity.

밸브 제어부(170)는 사이리스터 밸브(130)의 스위칭을 제어하고 상태를 감시하도록 구성될 수 있다. 밸브 제어부(170)는 인터페이스(171), 제어 유닛(172), 통신부(173), 전압/전류 분석부(174), 입출력부(IN/OUT)(175) 및 표시부(176)를 포함할 수 있다. 인터페이스(171)는 사이리스터 밸브(130)로 사이리스터 제어 신호를 송신하고 사이리스터 밸브(130)로부터 상태 정보와 같은 감시 데이터를 수신하기 위한 인터페이싱 역할을 수행할 수 있다. 제어 유닛(172)은 밸브 제어부(170)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있으며, 구현예에 따라 FPGA(Field Programmable Gate Array), CPLD(Complex programmable logic device) 등과 같은 처리 유닛일 수 있다. 통신부(173)은 전력 안정화 설비의 다른 장치(예를 들어, 후술한 메인 제어기(220))와의 통신 기능을 수행할 수 있으며, 구현예에 따라 RS-485 등과 같은 해당 설비에 적용된 통신 프로토콜 기반의 통신 모듈로 구현될 수 있다. 전압/전류 분석부(174)는 도면에 별도로 도시하지는 않았으나 전력 계통에 연결된 PT(Potential Transformer) 센서 및 CT(Current Transformer) 센서 등과 같은 측정 수단을 통해 측정된 전력 계통의 전압 및 전류를 확인 및 분석할 수 있다. 입출력부(175)는 데이터 입출력을 위한 입력포트 및 출력포트를 구비할 수 있으며, 표시부(176)는 LED 등과 같은 발광 수단을 통해 무효 전력 보상 장치(100)의 각종 상태(정상 상태, 이상 상태 등)를 시각적으로 표시할 수 있다.The valve control unit 170 may be configured to control the switching of the thyristor valve 130 and monitor the state. The valve control unit 170 may include an interface 171 , a control unit 172 , a communication unit 173 , a voltage/current analysis unit 174 , an input/output unit (IN/OUT) 175 , and a display unit 176 . have. The interface 171 may serve as an interfacing for transmitting a thyristor control signal to the thyristor valve 130 and receiving monitoring data such as status information from the thyristor valve 130 . The control unit 172 may be configured to control the operation of the valve control unit 170 , and may be a processing unit such as a field programmable gate array (FPGA), a complex programmable logic device (CPLD), or the like, according to an embodiment. The communication unit 173 may perform a communication function with other devices (eg, the main controller 220 to be described later) of the power stabilization facility, and according to an embodiment, based on a communication protocol applied to the facility such as RS-485, etc. It may be implemented as a communication module. Although not separately shown in the drawing, the voltage/current analyzer 174 checks and analyzes the voltage and current of the power system measured through measuring means such as a PT (Potential Transformer) sensor and a CT (Current Transformer) sensor connected to the power system. can do. The input/output unit 175 may include an input port and an output port for data input/output, and the display unit 176 may display various states (normal state, abnormal state, etc.) of the reactive power compensation device 100 through a light emitting means such as an LED. ) can be displayed visually.

일 구현예에서, 사이리스터 밸브(130)는 역병렬 접속되는 사이리스터들의 쌍을 복수개(131-1,...,131-m) 포함할 수 있으며, 복수개의 사이리스터들의 쌍들은 직렬 적층되어 연결될 수 있다. 직렬 적층되는 사이리스터 쌍들의 개수는 사이리스터 밸브(130)가 견딜 수 있는 고전압 내력이 적어도 전력 계통(10)의 전압보다 크도록 결정될 수 있다. 사이리스터 밸브(130)는 사이리스터들의 직렬 적층을 통해 전력 계통(10)의 고전압에 대한 내력을 가지며 역병렬 구성을 통해 정방향 및 역방향 전류 통전이 가능할 수 있다.In one embodiment, the thyristor valve 130 may include a plurality of (131-1, ..., 131-m) a pair of thyristors connected in anti-parallel, and the plurality of pairs of thyristors may be connected in series stacked. . The number of thyristor pairs stacked in series may be determined such that the high voltage withstand strength that the thyristor valve 130 can withstand is at least greater than the voltage of the power system 10 . The thyristor valve 130 has a resistance to the high voltage of the power system 10 through the series stacking of thyristors, and forward and reverse current passing through the anti-parallel configuration may be possible.

일 구현예에서, 밸브 제어부(170)는 사이리스터 밸브(130)를 구성하는 각각의 사이리스터의 턴온/턴오프를 제로-크로싱(zero-crossing) 방식으로 제어할 수 있다. 이와 같이, 본 개시 내용의 무효 전력 보상 장치(100)는 사이리스터를 사용하여 커패시터(150)를 제로-크로싱 방식으로 제어함으로써 돌입전류 및 전압 왜곡 현상을 최소화시킬 수 있다.In one embodiment, the valve control unit 170 may control the turn-on/turn-off of each thyristor constituting the thyristor valve 130 in a zero-crossing (zero-crossing) manner. As such, the reactive power compensation apparatus 100 of the present disclosure may minimize the inrush current and voltage distortion by controlling the capacitor 150 in a zero-crossing manner using a thyristor.

일 구현예에서, 사이리스터 밸브(130)를 구성하는 각각의 사이리스터는 ETT(Electical Triggered Thyristor) 또는 LTT(Light Triggered Thyristor)로 구현될 수 있다. 사이리스터가 LTT로 구현되는 경우에, 무효 전력 보상 장치(100)는 사이리스터 밸브(130)를 구성하는 각각의 사이리스터와 광케이블을 통해 각각 연결되는 복수의 절연 인터페이스들(160-1a, 160-1b,...,160-ma, 160-mb)을 포함할 수 있으며, 이들 절연 인터페이스들(160-1a, 160-1b,...,160-ma, 160-mb)은 밸브 제어부(170)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 사이리스터들의 1번째 쌍(131-1)의 2개의 사이리스터들은 각각 2개의 절연 인터페이스들(160-1a, 160-1b)과 광케이블을 통해 연결될 수 있으며, 사이리스터들의 m번째 쌍(131-m)의 2개의 사이리스터들은 각각 2개의 절연 인터페이스들(160-ma, 160-mb)과 광케이블을 통해 연결될 수 있다. 일 구현예에서, 절연 인터페이스는 레이저 다이오드 모듈일 수 있다. In one embodiment, each thyristor constituting the thyristor valve 130 may be implemented as an Electrical Triggered Thyristor (ETT) or a Light Triggered Thyristor (LTT). When the thyristor is implemented as LTT, the reactive power compensation device 100 is a plurality of insulated interfaces 160-1a, 160-1b, respectively connected to each thyristor constituting the thyristor valve 130 and an optical cable. .., 160-ma, 160-mb), these insulating interfaces 160-1a, 160-1b, ..., 160-ma, 160-mb are to be connected to the valve control unit 170 can For example, the two thyristors of the first pair of thyristors 131-1 may be respectively connected to the two insulating interfaces 160-1a and 160-1b through an optical cable, and the m-th pair of thyristors 131- m) of the two thyristors may be connected to each of the two insulated interfaces 160-ma and 160-mb via an optical cable. In one implementation, the insulating interface may be a laser diode module.

각각의 절연 인터페이스(160-1a, 160-1b,...,160-ma, 160-mb)는 밸브 제어부(170)로부터의 사이리스터 제어 신호(firing)를 광신호로 변환하여 대응하는 사이리스터로 전달하고, 대응하는 사이리스터로부터 광신호로 전달되는 감시 데이터(status)를 전기 신호로 변환하여 밸브 제어부(170)로 전달할 수 있다. 이러한 광신호를 통한 사이리스터의 스위칭은 사이리스터 밸브(130)의 고절연을 확보할 수 있게 한다. Each of the insulating interfaces 160-1a, 160-1b, ..., 160-ma, 160-mb converts the thyristor control signal (firing) from the valve control unit 170 into an optical signal and transmits it to the corresponding thyristor. And, the monitoring data (status) transmitted as an optical signal from the corresponding thyristor may be converted into an electrical signal and transmitted to the valve control unit 170 . The switching of the thyristor through such an optical signal makes it possible to ensure high insulation of the thyristor valve 130 .

전술한 바와 같이, 고전압 내력을 갖는 사이리스터 다중 구조로 이루어진 사이리스터 밸브(130) 및 광신호를 처리하는 고절연 인터페이스(160)를 적용함으로써 본 개시 내용은 고압 또는 특고압의 전력 계통(10)에 직결로 연결되어 안정적으로 동작할 수 있는 무효 전력 보상 장치(100)를 제공할 수 있다.As described above, the present disclosure is directly connected to the high-voltage or extra-high voltage power system 10 by applying the thyristor valve 130 consisting of a thyristor multi-structure having a high voltage withstand strength and the high-insulation interface 160 for processing an optical signal. It is possible to provide a reactive power compensation device 100 that can be connected to a stable operation.

도 2a, 2b 및 2c는 각각 도 1의 판넬형 무효 전력 보상 장치의 예시적인 측면 단면도, 정면 단면도 및 후변 단면도를 나타내는 도면이다.2A, 2B and 2C are diagrams illustrating exemplary side cross-sectional views, front cross-sectional views, and rear cross-sectional views of the panel-type reactive power compensator of FIG. 1 , respectively.

판넬형 무효 전력 보상 장치(100)는 미리 설정된 규격의 판넬형 구조 내에 장착되도록 구성될 수 있다. 도 2a, 2b 및 2c에 예시된 판넬의 규격은 2400mm(가로)*2900mm(세로)*3500mm(폭)이나 이에 한정되지 않으며, 무효 전력 보상 장치(100)의 판넬은 구현예에 따라 상이한 치수 및 구성품들의 상이한 배치로 설계될 수 있다.The panel-type reactive power compensation apparatus 100 may be configured to be mounted within a panel-type structure of a preset standard. The dimensions of the panel illustrated in FIGS. 2A, 2B and 2C are 2400 mm (horizontal) * 2900 mm (length) * 3500 mm (width), but is not limited thereto, and the panel of the reactive power compensation device 100 has different dimensions and It can be designed with different arrangements of components.

이와 같이, 본 개시 내용의 무효 전력 보상 장치(100)은 미리 설정된 동일한 판넬 규격으로 구현될 수 있으며, 복수개의 무효 전력 보상 장치(100)들을 동일한 규격의 복수개의 판넬들로서 조립 및 배치가 용이하게 전력 안정화 설비에 적용할 수 있다.As such, the reactive power compensation device 100 of the present disclosure may be implemented with the same preset panel standard, and assembling and disposing the plurality of reactive power compensation devices 100 as a plurality of panels of the same standard power Applicable to stabilization equipment.

도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 복수의 판넬형 무효 전력 보상 장치들로 구성된 전력 안정화 설비를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a power stabilization facility composed of a plurality of panel-type reactive power compensation devices according to an embodiment of the present disclosure.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시 내용의 전력 안정화 설비는 전력 계통(10)에 각각 병렬로 연결되는 복수개의 무효 전력 보상 장치들(100)을 포함할 수 있다. 또한, 전력 안정화 설비는 전력 계통에서 요구되는 무효전력량에 따라 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들(100) 각각의 투입 및 개방을 제어하도록 구성되는 (도 5에 도시된) 메인 제어기(220)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the power stabilization facility of the present disclosure may include a plurality of reactive power compensation devices 100 each connected in parallel to the power system 10 . In addition, the power stabilization facility includes a main controller 220 (shown in FIG. 5) configured to control the input and opening of each of the plurality of panel-type reactive power compensation devices 100 according to the amount of reactive power required in the power system. may include

일 구현예에서, 메인 제어기(220)는 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들(100) 중 미리 결정된 개수의 무효 전력 보상 장치들을 하나의 그룹으로 하여 복수개의 그룹들을 설정할 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 전력 안정화 설비가 3N개의 무효 전력 보상 장치들(100)을 가지고 있는 경우에, N개씩의 무효 전력 보상 장치들(100)을 하나의 그룹으로 설정하여 3개의 그룹들이 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 그룹(또는 뱅크)은 SVC-TSC의 N 스텝을 구성하는 N개의 무효 전력 보상 장치들(100-1 내지 100-N)로 구성되고, 제 2 그룹은 SVC-TSC의 N 스텝을 구성하는 다음 N개의 무효 전력 보상 장치들(100-N+1 내지 100-2N)로 구성되고, 제 3 그룹은 SVC-TSC의 N 스텝을 구성하는 다음 N개의 무효 전력 보상 장치들(100-2N+1 내지 100-3N)로 구성될 수 있다.In one embodiment, the main controller 220 may set a plurality of groups by grouping a predetermined number of reactive power compensating devices among a plurality of panel-type reactive power compensating devices 100 as one group. As illustrated in FIG. 3 , when the power stabilization facility has 3N reactive power compensating devices 100 , by setting N reactive power compensating devices 100 into one group, three groups are can be set. For example, the first group (or bank) is composed of N reactive power compensation devices 100-1 to 100-N constituting N steps of SVC-TSC, and the second group is N of SVC-TSC It is composed of the next N reactive power compensation devices 100-N+1 to 100-2N constituting the step, and the third group is the next N reactive power compensation devices 100 constituting the N step of the SVC-TSC. -2N+1 to 100-3N).

또한, 전력 안정화 설비는 설정된 그룹들에 대응하는 복수의 차단기들(200)을 포함할 수 있다. 각각의 차단기(200)는 대응하는 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100) 및 전력 계통(10) 사이에 연결될 수 있고, 메인 제어기(220)는 그룹별 계통 분리를 가능하게 하도록 차단기들(200)의 개폐를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 차단기(200-1)는 제 1 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100-1 내지 100-N)과 연결되고, 제 2 차단기(200-2)는 제 2 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100-N+1 내지 100-2N)과 연결되고, 제 3 차단기(200-3)는 제 3 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100-2N+1 내지 100-3N)과 연결될 수 있다. 일 구현예에서, 차단기(200)는 VCB(Vacuum Circuit Breaker)일 수 있다.In addition, the power stabilization facility may include a plurality of circuit breakers 200 corresponding to the set groups. Each circuit breaker 200 may be connected between the reactive power compensation devices 100 and the power system 10 of a corresponding group, and the main controller 220 is a circuit breaker 200 to enable separation of the grid for each group. opening and closing can be controlled. For example, the first circuit breaker 200-1 is connected to the reactive power compensation devices 100-1 to 100-N of the first group, and the second circuit breaker 200-2 is the reactive power of the second group. The compensation devices 100-N+1 to 100-2N are connected, and the third circuit breaker 200-3 can be connected to the reactive power compensation devices 100-2N+1 to 100-3N of the third group. have. In one embodiment, the breaker 200 may be a vacuum circuit breaker (VCB).

도 4는 단위 용량을 가지는 판넬형 무효 전력 보상 장치의 투입시 계통전압변화를 나타내는 예시적인 그래프이다.4 is an exemplary graph showing a change in system voltage when the panel-type reactive power compensator having a unit capacity is input.

전술한 바와 같이, SVC-TSC 1 스텝을 구성하는 하나의 무효 전력 보상 장치(100)는 미리 결정된 단위 무효전력량을 제공하도록 구현될 수 있다. 이에 따라 무효 전력 보상 장치들(100)에서 보상할 수 있는 무효전력의 양은 선형으로 증가하지 않고 투입된(즉, 턴온된) 무효 전력 보상 장치(100)의 수에 따라 단위 무효전력량만큼 불연속적으로 증가할 수 있다.As described above, one reactive power compensation apparatus 100 constituting the SVC-TSC 1 step may be implemented to provide a predetermined unit reactive power amount. Accordingly, the amount of reactive power that can be compensated by the reactive power compensating devices 100 does not increase linearly, but increases discontinuously by the unit reactive power amount according to the number of input (ie, turned on) reactive power compensating devices 100 . can do.

도 4에 예시된 바와 같이, SVC-TSC 1 스텝이 5MVAR의 단위 무효전력량을 제공할 수 있는 경우에, 1 스텝씩 SVC-TSC를 추가로 투입하면 공급 무효전력은 목표 무효전력량에 도달할 때까지 5MVAR 단위로 불연속적으로 증가할 수 있으며, 계통전압 역시 5MVAR 단위별 공급 무효전력의 증가에 따라 스텝형으로 증가할 수 있다.As illustrated in FIG. 4 , if one step of SVC-TSC can provide a unit reactive power amount of 5MVAR, if SVC-TSC is additionally input one step at a time, the reactive power supplied until the target reactive power is reached. It can increase discontinuously in units of 5MVAR, and the grid voltage can also increase in a stepwise manner according to the increase in reactive power supplied by units of 5MVAR.

메인 제어기(220)는 전력 계통(10)에서 요구되는 무효전력량에 따라 그룹들 중 개통할 그룹을 선택하고 선택된 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100) 중 개통할 장치를 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 전력 안정화 설비는 각각 5개(즉, N=5)의 무효 전력 보상 장치(100)로 구성된 3개의 그룹으로 구성되고 무효 전력 보상 장치(100)의 1 스텝이 5MVAR의 단위 무효전력량을 제공할 수 있다고 가정한다. 이러한 경우에, 전력 계통(10)의 역률개선을 위해 40MVAR의 무효전력량이 요구된다면, 메인 제어기(220)는 제 1 그룹을 선택하고 제 1 그룹의 5개의 SVC-TSC 스텝들을 투입(즉, 턴온)시켜 25MVAR의 무효전력량을 발생시키고, 제 2 그룹을 선택하고 제 2 그룹에서 3개의 SVC-TSC 스텝들을 투입시켜 15MVAR의 무효전력량을 발생시키고 제 2 그룹의 나머지 2개의 SVC-TSC 스텝은 개방(즉, 턴오프)시키고, 제 3 그룹은 차단(예를 들어, 차단기(200-3)를 개방)하도록 제어함으로써, 40MVAR의 목표 무효전력량이 제공되도록 할 수 있다.The main controller 220 may be configured to select a group to be opened from among the groups according to the amount of reactive power required in the power system 10 and to select a device to be opened from among the reactive power compensation devices 100 of the selected group. For example, the power stabilization facility of FIG. 3 is composed of three groups each consisting of five (ie, N=5) reactive power compensating device 100, and one step of reactive power compensating device 100 is 5MVAR of It is assumed that the unit reactive power can be provided. In this case, if an amount of reactive power of 40 MVAR is required for power factor improvement of the power system 10, the main controller 220 selects the first group and inputs 5 SVC-TSC steps of the first group (ie, turn on) ) to generate 25MVAR of reactive power, select the second group, and put 3 SVC-TSC steps in the second group to generate 15MVAR reactive power, and open ( That is, by turning off) and controlling the third group to block (eg, open the circuit breaker 200-3), it is possible to provide a target amount of reactive power of 40MVAR.

또한, 메인 제어기(220)는 전력 계통(100)에서 요구되는 무효전력량의 변경시에 변경된 무효전력량에 대응하여 그룹들의 투입 및 개방과 각 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100)의 투입 및 개방을 변경하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 위의 예에서 목표 무효전력량이 40MVAR에서 55MVAR로 변경된 경우에, 메인 제어기(220)는 제 2 그룹의 나머지 2개의 SVC-TSC 스텝을 추가로 투입시켜 10MVAR의 추가 무효전력량을 발생시키고, 제 3 그룹을 선택하고 제 3 그룹의 1개의 SVC-TSC 스텝을 투입시켜 5MVAR의 추가 무효전력량을 발생시키고 제 3 그룹의 나머지 4개의 SVC-TSC 스텝은 개방하도록 제어함으로써, 변경된 55MVAR의 목표 무효전력량이 제공되도록 할 수 있다.In addition, the main controller 220 controls the input and opening of the groups and the input and opening of the reactive power compensation devices 100 of each group in response to the changed amount of reactive power when the amount of reactive power required in the power system 100 is changed. can be configured to change. For example, in the above example, when the target reactive power amount is changed from 40MVAR to 55MVAR, the main controller 220 additionally inputs the remaining two SVC-TSC steps of the second group to generate an additional reactive power amount of 10MVAR and , by selecting the 3rd group and injecting 1 SVC-TSC step of the 3rd group to generate an additional reactive power amount of 5MVAR and control to open the remaining 4 SVC-TSC steps of the 3rd group, thereby invalidating the changed target of 55MVAR power can be provided.

도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 복수의 판넬형 무효 전력 보상 장치들로 구성된 전력 안정화 설비의 제어 구성도를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a control configuration diagram of a power stabilization facility composed of a plurality of panel-type reactive power compensation devices according to an embodiment of the present disclosure.

도 5에 도시된 바와 같이, 전력 안정화 설비를 운용하기 위한 시스템은 HMI(Human Machine Interface)(230-1, 230-2), 메인 제어기(220), 통신 인터페이스(210), 각각 복수개(N)의 무효 전력 보상 장치들(100)로 구성된 복수개(M)의 그룹들, 각각의 그룹과 전력 계통(10) 사이에 연결된 복수개(M)의 차단기들(200-1 내지 200-M)을 포함할 수 있다.As shown in Figure 5, the system for operating the power stabilization facility is HMI (Human Machine Interface) (230-1, 230-2), the main controller 220, the communication interface 210, each of a plurality (N) A plurality of (M) groups consisting of the reactive power compensation devices 100 of can

HMI는 운용자가 시스템 설정, 시스템 상태 감시 및 시스템 제어를 수행할 수 있는 장치로서, 워크스테이션 또는 PC와 같은 고정형 디바이스(230-1) 또는 태블릿 또는 노트북과 같은 이동형 디바이스(230-2)로 구현될 수 있다. 메인 제어기(220)는 수전단으로부터 전력 상태 정보를 수신하고, 전력 계통 상황 및 시스템 상태를 분석하여 동작 명령을 내리도록 구성될 수 있다. 또한, 메인 제어기(220)는 전력 계통 분석 결과 요구되는 무효전력량에 따라 복수개(M)의 그룹들의 투입 및 개방(예를 들어, 차단기들(200-1 내지 200-M)의 개폐)을 제어하고, 각 그룹의 복수개(N)의 무효 전력 보상 장치들(100) 각각의 투입 및 개방을 제어하기 위해 각 무효 전력 보상 장치(100)의 밸브 제어부(170)(즉, SVC-TSC 제어기)에 동작 명령을 내리도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 메인 제어기(220)는 복수개의 무효 전력 보상 장치들(100) 각각 및 이들로 구성된 그룹들에 대한 병렬 제어를 수행할 수 있다. 각 무효 전력 보상 장치(100)의 밸브 제어부(170)는 메인 제어기(220)로부터의 동작 명령에 따라 사이리스터 밸브(130)의 스위칭을 제어하고 동작 상태를 감시하도록 구성될 수 있다. 통신 인터페이스(210)는 HMI(230-1, 230-2), 메인 제어기(220) 및 복수개의 무효 전력 보상 장치들(100)의 SVC-TSC 제어기들 간의 상호 통신을 위한 인터페이싱 역할을 수행할 수 있다.HMI is a device that allows an operator to perform system setting, system status monitoring, and system control, and may be implemented as a fixed device 230-1 such as a workstation or PC or a mobile device 230-2 such as a tablet or laptop computer. can The main controller 220 may be configured to receive power state information from the receiving end, analyze the power system state and system state, and issue an operation command. In addition, the main controller 220 controls the input and opening (eg, opening and closing of the circuit breakers 200-1 to 200-M) of a plurality of (M) groups according to the amount of reactive power required as a result of the power system analysis and , a plurality of (N) reactive power compensation devices 100 of each group to control the closing and opening of each of the reactive power compensation device 100 to control the valve control unit 170 (ie, SVC-TSC controller) It may be configured to issue a command. Through this, the main controller 220 may perform parallel control on each of the plurality of reactive power compensation devices 100 and groups consisting of them. The valve control unit 170 of each reactive power compensation device 100 may be configured to control the switching of the thyristor valve 130 according to an operation command from the main controller 220 and to monitor the operating state. The communication interface 210 may serve as an interface for mutual communication between the SVC-TSC controllers of the HMIs 230-1 and 230-2, the main controller 220, and the plurality of reactive power compensation devices 100. have.

이러한 구성을 통해, 본 개시 내용은 단위 대용량의 무효전력을 제공하는 단수 스텝을 판넬로 구성하고 이러한 복수개의 판넬들로 구성되어 병렬 제어가 가능한 전력안정화 설비 구조를 구현함으로써 목표 무효전력 용량에 따라 동작가능한 무효 전력 보상 장치 및 전력 안정화 설비를 제공할 수 있다.Through this configuration, the present disclosure configures a single step that provides a unit large-capacity reactive power as a panel and operates according to the target reactive power capacity by implementing a power stabilization facility structure that is composed of a plurality of panels and enables parallel control Possible reactive power compensation devices and power stabilization facilities can be provided.

도 6은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 전력 안정화 설비의 무효 전력 공급 방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a reactive power supply method of a power stabilization facility according to an embodiment of the present disclosure.

도 6에 도시된 바와 같이, 전력 안정화 설비의 메인 제어부(220)는 수전단으로부터 전력 상태 정보를 분석하여 전력 계통(10)에서 요구되는 무효전력량을 결정할 수 있다(610). 메인 제어부(220)는 요구되는 무효전력량에 따라 무효 전력 보상 장치들(100)의 그룹들 중 하나 이상의 그룹의 투입을 결정하고(620), 투입이 결정된 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100) 중 하나 이상의 무효 전력 보상 장치의 투입을 결정할 수 있다(630). 메인 제어부(220)는 투입이 결정된 무효 전력 보상 장치들에 기초하여 요구되는 무효전력량에 상응하는 무효 전력을 전력 안정화 설비가 전력 계통(10)으로 제공하도록 제어할 수 있다(640).As shown in FIG. 6 , the main control unit 220 of the power stabilization facility may determine the amount of reactive power required by the power system 10 by analyzing the power state information from the receiving end ( 610 ). The main control unit 220 determines the input of one or more groups of the groups of reactive power compensation devices 100 according to the required amount of reactive power (620), and among the reactive power compensation devices 100 of the group where the input is determined. It is possible to determine the input of one or more reactive power compensation devices (630). The main control unit 220 may control the power stabilization facility to provide reactive power corresponding to the required amount of reactive power to the power system 10 based on the reactive power compensation devices for which input is determined (640).

또한, 메인 제어부(220)는 전력 계통(10)의 전력 상태 변동에 따라 전력 계통(10)에서 요구되는 무효전력량의 변경을 결정할 수 있다. 메인 제어부(220)는 변경된 무효전력량에 상응하는 무효 전력을 전력 계통(100)으로 제공할 수 있도록 그룹들의 투입 여부와 각 그룹의 무효 전력 보상 장치들(100)의 투입 여부를 변경하도록 제어할 수 있다.In addition, the main controller 220 may determine a change in the amount of reactive power required in the power system 10 according to the change in the power state of the power system (10). The main control unit 220 may control to change whether the groups are put in and whether the reactive power compensation devices 100 of each group are put in so that reactive power corresponding to the changed amount of reactive power can be provided to the power system 100 . have.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

10: 전력 계통
100: 판넬형 무효 전력 보상 장치
110: 퓨즈
120: 보호용 접촉기
130: 사이리스터 밸브
131-1, 131-m: 사이리스터들의 쌍
140: 리액터
150: 커패시터
160-1a, 160-1b, 160-ma, 160-mb: 절연 인터페이스
170: 밸브 제어부
171: 인터페이스
172: 제어 유닛
173: 통신부
174: 전압/전류 분석부
175: 입출력부(IN/OUT)
176: 표시부
200-1, 200-2, 200-3, 200-M: 차단기
210: 통신 인터페이스
220: 메인 제어기
230-1, 230-2: HMI
10: power grid
100: panel type reactive power compensation device
110: fuse
120: protective contactor
130: thyristor valve
131-1, 131-m: a pair of thyristors
140: reactor
150: capacitor
160-1a, 160-1b, 160-ma, 160-mb: isolated interface
170: valve control
171: interface
172: control unit
173: communication department
174: voltage / current analysis unit
175: input/output unit (IN/OUT)
176: display unit
200-1, 200-2, 200-3, 200-M: Breaker
210: communication interface
220: main controller
230-1, 230-2: HMI

Claims (10)

판넬형 무효 전력 보상 장치로서,
전력 계통과 직접 연결되는 퓨즈;
스위칭 기능을 수행하는 사이리스터 밸브;
상기 사이리스터 밸브와 연결되며 외부 고조파 유입을 방지하기 위한 리액터;
상기 리액터와 연결되며 상기 사이리스터 밸브의 턴온시 미리 결정된 진상 무효 전력을 제공하기 위한 커패시터;
상기 퓨즈 및 상기 사이리스터 밸브 사이에 연결되는 보호용 접촉기; 및
상기 사이리스터 밸브의 스위칭을 제어하는 밸브 제어부
를 포함하고,
상기 무효 전력 보상 장치는 미리 설정된 규격의 판넬형 구조 내에 장착되도록 구성되며,
상기 사이리스터 밸브는 역병렬 접속되는 사이리스터들의 쌍을 복수개 포함하고, 상기 복수개의 사이리스터들의 쌍들은 직렬 적층되어 연결되며,
상기 밸브 제어부는 상기 사이리스터 밸브를 구성하는 각각의 사이리스터의 턴온/턴오프를 제로-크로싱 방식으로 제어하며,
상기 사이리스터는 LTT(Light Triggered Thyristor)이고,
상기 무효 전력 보상 장치는 상기 사이리스터 밸브를 구성하는 각각의 사이리스터와 광케이블을 통해 각각 연결되는 복수의 절연 인터페이스들을 포함하며,
각각의 절연 인터페이스는 상기 밸브 제어부로부터의 사이리스터 제어 신호를 광신호로 변환하여 대응하는 사이리스터로 전달하고, 대응하는 사이리스터로부터의 감시 데이터를 전기 신호로 변환하여 상기 밸브 제어부로 전달하는,
판넬형 무효 전력 보상 장치.
A panel type reactive power compensation device comprising:
fuses that are directly connected to the power grid;
a thyristor valve performing a switching function;
a reactor connected to the thyristor valve and preventing the inflow of external harmonics;
a capacitor connected to the reactor and configured to provide a predetermined forward reactive power when the thyristor valve is turned on;
a protective contactor connected between the fuse and the thyristor valve; and
A valve control unit for controlling the switching of the thyristor valve
including,
The reactive power compensation device is configured to be mounted in a panel-type structure of a preset standard,
The thyristor valve includes a plurality of pairs of thyristors connected in anti-parallel, and the pairs of the plurality of thyristors are connected in series stacking,
The valve control unit controls the turn-on/turn-off of each thyristor constituting the thyristor valve in a zero-crossing manner,
The thyristor is a Light Triggered Thyristor (LTT),
The reactive power compensating device includes a plurality of insulated interfaces respectively connected to each thyristor constituting the thyristor valve and an optical cable,
Each insulating interface converts a thyristor control signal from the valve control unit into an optical signal and transmits it to a corresponding thyristor, and converts monitoring data from the corresponding thyristor into an electrical signal and transmits it to the valve control unit,
Enclosed reactive power compensator.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 전력 안정화 설비로서,
제 1 항에 따른 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들; 및
전력 계통에서 요구되는 무효전력량에 따라 상기 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들 각각의 투입 및 개방을 제어하도록 구성되는 메인 제어기를 포함하며,
상기 판넬형 무효 전력 보상 장치들은 각각 병렬로 상기 전력 계통에 연결되는,
전력 안정화 설비.
A power stabilization facility comprising:
A plurality of panel-type reactive power compensation devices according to claim 1; and
Comprising a main controller configured to control the input and opening of each of the plurality of panel-type reactive power compensation devices according to the amount of reactive power required in the power system,
The panel-type reactive power compensation devices are each connected to the power grid in parallel,
power stabilization equipment.
제 5 항에 있어서,
상기 메인 제어기는 상기 복수개의 판넬형 무효 전력 보상 장치들 중 미리 결정된 개수의 무효 전력 보상 장치들을 하나의 그룹으로 하여 복수개의 그룹들을 설정하며, 상기 전력 계통에서 요구되는 무효전력량에 따라 그룹들 중 개통할 그룹을 선택하고 선택된 그룹의 무효 전력 보상 장치들 중 개통할 장치를 선택하도록 구성되는,
전력 안정화 설비.
6. The method of claim 5,
The main controller sets a plurality of groups by grouping a predetermined number of reactive power compensation devices among the plurality of panel-type reactive power compensation devices, and opens among the groups according to the amount of reactive power required in the power system configured to select a group to be opened and to select a device to open among reactive power compensation devices of the selected group,
power stabilization equipment.
제 6 항에 있어서,
상기 메인 제어기는 상기 전력 계통에서 요구되는 무효전력량의 변경시에 변경된 무효전력량에 대응하여 상기 그룹들의 투입 및 개방과 각 그룹의 무효 전력 보상 장치들의 투입 및 개방을 변경하도록 구성되는,
전력 안정화 설비.
7. The method of claim 6,
The main controller is configured to change the closing and opening of the groups and the closing and opening of the reactive power compensation devices of each group in response to the changed amount of reactive power when the amount of reactive power required in the power system is changed,
power stabilization equipment.
제 5 항에 있어서,
그룹들에 대응하는 복수의 차단기들을 더 포함하며,
각각의 차단기는 대응하는 그룹의 무효 전력 보상 장치들 및 상기 전력 계통 사이에 연결되고, 상기 메인 제어기는 그룹별 계통 분리를 가능하게 하도록 상기 차단기들의 개폐를 제어하는,
전력 안정화 설비.
6. The method of claim 5,
Further comprising a plurality of breakers corresponding to the groups,
Each circuit breaker is connected between the reactive power compensation devices of a corresponding group and the power grid, and the main controller controls opening and closing of the circuit breakers to enable grid separation for each group,
power stabilization equipment.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전력 안정화 설비의 무효 전력 공급 방법에 있어서,
전력 계통에서 요구되는 무효전력량을 결정하는 단계;
상기 요구되는 무효전력량에 따라 상기 복수의 그룹들 중 하나 이상의 그룹의 투입을 결정하는 단계;
상기 요구되는 무효전력량에 따라 투입이 결정된 그룹의 판넬형 무효 전력 보상 장치들 중 하나 이상의 무효 전력 보상 장치의 투입을 결정하는 단계; 및
투입이 결정된 무효 전력 보상 장치들에 기초하여 상기 전력 계통으로 무효 전력을 제공하는 단계를 포함하는,
전력 안정화 설비의 무효 전력 공급 방법.
In the reactive power supply method of the power stabilization facility according to any one of claims 5 to 8,
Determining the amount of reactive power required in the power system;
determining the input of one or more groups among the plurality of groups according to the required amount of reactive power;
determining the input of one or more reactive power compensating devices among the panel-type reactive power compensating devices of the group in which the input is determined according to the required amount of reactive power; and
Comprising the step of providing reactive power to the power grid based on the reactive power compensation devices for which the input is determined,
Reactive power supply method in power stabilization installations.
제 9 항에 있어서,
상기 전력 계통에서 요구되는 무효전력량의 변경을 결정하는 단계; 및
상기 변경된 무효전력량에 따라 상기 그룹들의 투입 여부와 각 그룹의 무효 전력 보상 장치들의 투입 여부를 변경하는 단계를 더 포함하는,
전력 안정화 설비의 무효 전력 공급 방법.
10. The method of claim 9,
determining a change in the amount of reactive power required in the power system; and
Further comprising the step of changing whether the input of the groups and the input of the reactive power compensation devices of each group according to the changed amount of reactive power,
Reactive power supply method in power stabilization installations.
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