KR102548727B1 - Mmc 기반 hvdc 시스템의 밸브 성능 시험장치 및 이를 위한 시험방법 - Google Patents

Mmc 기반 hvdc 시스템의 밸브 성능 시험장치 및 이를 위한 시험방법 Download PDF

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Abstract

MMC 기반 HVDC 시스템의 밸브 성능 시험장치 및 이를 위한 시험방법을 개시한다.
본 실시예는, MMC 기반 HVDC 시스템의 신뢰성을 확보함에 있어서, 피시험체인 메인 밸브(main valve)가 포함하는 다수 개의 서브모듈(SM: Sub-module)과 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브(auxiliary valve)를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성함으로써 현저히 낮은 용량을 기반으로 실제 HVDC 시스템의 전류와 유사한 전류를 밸브에 공급하는 밸브 성능 시험장치 및 이를 이용한 시험방법을 제공한다.

Description

MMC 기반 HVDC 시스템의 밸브 성능 시험장치 및 이를 위한 시험방법{Apparatus for Valve Performance Test of MMC-based HVDC System and Test Method Therefor}
MMC 기반 HVDC 시스템의 밸브 성능 시험장치 및 이를 위한 시험방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 피시험체인 메인 밸브(main valve)와 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브(auxiliary valve)를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성하는 밸브 성능 시험장치 및 이를 이용한 시험방법에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템을 구성하는 컨버터는 전류형 컨버터(CSC: Current Source Converter)와 전압형 컨버터(VSC: Voltage Source Converter)로 구분될 수 있다. 이 중, VSC HVDC 시스템은 장거리 송전 손실이 작고, 재생 에너지와의 연계가 용이하며, 유/무효 전력에 대한 독립적인 제어가 가능하기 때문에 국가 간 초장거리 전송에 적합하다. 특히, MMC(Modular Multi-level Converter)를 이용하는 VSC HVDC 시스템은 확장성과 변환 효율이 높기 때문에, 그 응용 사례가 증가하고 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, MMC 기반 HVDC 시스템은 복수의 암(arm)을 포함하고, 각 암은 수십 내지 수백 개의 서브모듈(SM: Sub-module)을 포함하여 형성된다. 많은 개수의 서브모듈들을 포함하기 때문에 HVDC 시스템의 제작 또는 구현 전에 다수의 서브모듈로 구성되는 밸브에 대한 성능시험을 기반으로 전체 HVDC 시스템의 신뢰성을 확보하는 것이 매우 중요하다.
MMC 기반 HVDC 시스템의 신뢰성을 확보하기 위해 성능 시험장치 구성의 시간과 비용적인 측면을 고려하여, 일반적으로 5 개 이상의 서브모듈을 직렬 연결한 밸브(valve) 단위로 시험이 진행되며 이에 대한 국제표준으로 IEC(International Electrotechnical Commission) 62501이 규정되어 있다. IEC 62501에 규정된 밸브 성능 시험을 위한 조항에 따라, HVDC 시스템의 각 암에 흐르는 전류를 모사(simulation)해야 하므로, 시험전류는 기본파 외에 제2 고조파(harmonic wave)와 DC 오프셋(offset) 성분을 포함해야 한다.
시험장치의 DC 전원장치는 성능 시험장치에 대한 비용의 대부분을 차지하므로 고전압 DC 전원장치의 사용은 비용 상승을 유발한다는 문제가 있다. 기존의 밸브시험장치는 기본파 전류 제공만 가능하고 제2 고조파와 DC 오프셋 성분은 공급할 수 없을 뿐만 아니라 시험장치의 직류 전원전압의 크기도 밸브 전체의 전압과 유사할 정도로 매우 크다는 단점이 있다.
따라서, 밸브에 대한 성능 시험장치에 있어서, 밸브에 공급되는 전류를 실제 상황과 유사하게 공급할 수 있을 뿐 아니라 직류 전원장치의 전압값이 낮은 시험장치에 대한 고려가 필요하다.
본 개시는, MMC 기반 HVDC 시스템의 신뢰성을 확보함에 있어서, 피시험체인 메인 밸브(main valve)가 포함하는 다수 개의 서브모듈(SM: Sub-module)과 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브(auxiliary valve)를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성함으로써 현저히 낮은 용량을 기반으로 실제 HVDC 시스템의 전류와 유사한 전류를 밸브에 공급하는 밸브 성능 시험장치 및 이를 이용한 시험방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, MMC(Modular Multi-level Converter) 기반 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템에 대해 밸브(valve)를 시험하기 위한 시험장치에 있어서, 직렬 연결된 n(n은 자연수) 개의 제1 서브모듈을 포함하여 정류기(rectifier) 모드로 동작하는 메인(main) 밸브, 여기서, 상기 제1 서브모듈 각각은 스위치와 다이오드(diode)로 구성된 하프브리지(half bridge) 또는 풀브리지(full bridge) 회로, 및 서브모듈 캐패시터를 포함함; 직렬 연결된 n 개의 제2 서브모듈을 포함하여 인버터(inverter) 모드로 동작하는 보조(auxiliary) 밸브, 여기서, 상기 제2 서브모듈 각각은 상기 제1 서브모듈과 동일한 구조를 가짐; 직류전원의 전압으로부터 교류전압을 생성하는 인버터; 상기 메인 밸브의 입력, 상기 인버터의 출력, 및 상기 보조 밸브의 출력과 루프(loop)를 형성하고, 시험 전류가 흐르는 인덕터(inductor); 및 상기 인버터를 제어하여 상기 직류전원의 회로적 연결을 제어하고, 상기 n 개의 제1 서브모듈 및 상기 n 개의 제2 서브모듈에 대해 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터의 회로적 연결을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, MMC(Modular Multi-level Converter) 기반 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템에 대해 밸브(valve)를 시험하기 위해 시험장치가 수행하는 시험방법에 있어서, 인버터(inverter)를 제어하여 직류전원의 전압으로부터 교류전압을 생성하는 과정; 직렬 연결된 n(n은 자연수) 개의 제1 서브모듈을 포함하는 메인(main) 밸브를 정류기(rectifier) 모드로 동작시키는 과정, 여기서, 상기 제1 서브모듈 각각은 스위치와 다이오드(diode)로 구성된 하프브리지(half bridge) 또는 풀브리지(full bridge) 회로, 및 서브모듈 캐패시터를 포함함; 직렬 연결된 n(n은 자연수) 개의 제2 서브모듈을 포함하는 보조(auxiliary) 밸브를 인버터 모드로 동작시키는 과정, 여기서, 상기 제2 서브모듈 각각은 상기 제1 서브모듈과 동일한 구조를 가짐; 상기 메인 밸브의 입력, 상기 인버터의 출력, 및 상기 보조 밸브의 출력과 루프(loop)를 형성하는 인덕터(inductor)에 흐르는 시험 전류를 생성하는 과정; 및 상기 n 개의 제1 서브모듈 및 상기 n 개의 제2 서브모듈에 대해 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터의 회로적 연결을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시험방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 n 개의 제1 서브모듈 각각에 대해, 상기 메인 밸브, 상기 보조 밸브, 및 상기 인버터의 회로적 연결을 제어하여 부스트 컨버터(boost converter)와 등가인 회로를 구현한 후, 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터에 상기 직류전원의 전압보다 높은 전압을 초기 충전하되, 상기 제1 서브모듈에 적용된 방식과 동일한 방식으로 상기 n 개의 제2 서브모듈 각각에 대해서도 초기 충전을 수행하는 과정을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 피시험체인 메인 밸브와 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성하는 밸브 성능 시험장치를 제공함으로써, 현저히 낮은 용량을 기반으로 MMC 기반 HVDC 시스템 상에 실제로 흐르는 전류와 유사한 전류를 공급하여 밸브의 성능 시험에 대한 신뢰도를 확보하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 피시험체인 메인 밸브와 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성하는 밸브 성능 시험장치를 제공함으로써, 시험회로의 구성이 간단하여지고, 성능 시험의 효율과 신뢰성이 증대되며, 비용을 절감하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 밸브 성능 시험장치에 대한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 서브모듈에 대한 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 인버터의 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 서브모듈의 초기 충전을 위한 등가회로에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 서브모듈의 전압제어를 위한 스위칭 변조에 대한 예시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 밸브 성능 시험방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 시험장치에 대한 모의실험 결과를 나타내는 예시도이다.
도 8은 한 암(arm)에 복수의 서브모듈을 포함하는 MMC 기반 HVDC 시스템 및 하프브리지 구조의 단일 서브모듈을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 실시예는 MMC 기반 HVDC 시스템의 밸브 성능 시험장치에 관한 내용을 개시한다. 보다 자세하게는, MMC 기반 HVDC 시스템의 신뢰성을 확보함에 있어서, 피시험체인 메인 밸브(main valve)가 포함하는 다수 개의 서브모듈(SM: Sub-module)과 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브(auxiliary valve)를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성함으로써 현저히 낮은 용량을 기반으로 실제 HVDC 시스템의 전류와 유사한 전류를 밸브에 공급하는 밸브 성능 시험장치 및 이를 이용한 시험방법을 제공한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 밸브 성능 시험장치에 대한 블록도이다.
본 개시에 따른 밸브 성능 시험장치(100, 이하 '시험장치')는 메인 밸브와 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브를 이용하여 서브모듈 캐패시터의 전압보다 낮은 전원 전압을 기반으로 제2 고조파와 DC 오프셋 성분을 포함하는 시험 전류를 생성하여 밸브 성능 시험을 수행한다. 시험장치(100)는 메인 밸브(102), 보조 밸브(104), 인버터(inverter, 106) 및 인덕터(inductor, 108)를 포함한다. 여기서, 본 실시예에 따른 시험장치(100)에 포함되는 구성요소가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 시험장치(100)의 구성요소의 동작을 조절하기 위한 제어부(미도시)를 추가로 구비하거나, 외부의 제어부와 연동되는 형태로 구현될 수 있다.
메인 밸브(102)는 성능 시험의 대상으로서 교류를 직류로 변환하는 정류기(rectifier) 모드로 동작하고, 보조 밸브(104)는 직류를 교류로 변환하는 인버터 모드로 동작한다. 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)는 동수(예컨대, n(n은 자연수) 개)의 SM을 포함한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 메인 밸브(102)에 포함되는 i(자연수, 1≤i≤n) 번째 SM은 하프브리지(half bridge) 형태로 구현되어, 상호 병렬로 연결된 제1 회로 및 제2 회로를 포함한다. 여기서 제1 회로는 직렬 연결된 제1 스위치 ST,i 및 서브모듈 캐패시터 CSM,i를 포함하고, 제2 회로는 제2 스위치 SB,i를 포함한다. 또한, 서브모듈(110)의 각 스위치(ST,i, SB,i)에는 역방향 다이오드(DT,i, DB,i)가 각각 병렬로 연결된다. 도 2a의 예시에서 메인 밸브(102)의 SM은 하프브리지 형태로 구현되나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 풀브리지(full bridge) 형태로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 메인 밸브(102)에 포함되는 각 SM의 제2 스위치들은 직렬로 연결된다. 예컨대, i 번째 SM의 제2 스위치 SB,i의 하단은 i+1 번째 SM의 제2 스위치 SB,i+1의 상단과 연결된다. 메인 밸브(102)의 첫 번째 SM의 제2 스위치의 상단과 n 번째 SM의 제2 스위치의 하단 간의 전압 vSM은, 정류기 모드로 동작 시, 메인 밸브(102)의 입력을 나타낸다(따라서, 인버터 모드로 동작 시, 메인 밸브(102)의 출력을 나타냄).
한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 보조 밸브(104)에 포함되는 i 번째 SM은 하프브리지 형태로 구현되어, 상호 병렬로 연결된 제1 회로 및 제2 회로를 포함한다. 여기서 제1 회로는 직렬 연결된 제1 스위치 ST,i 및 서브모듈 캐패시터 Caux,i를 포함하고, 제2 회로는 제2 스위치 SB,i를 포함한다. 또한, 서브모듈(110)의 각 스위치(ST,i, SB,i)에는 역방향 다이오드(DT,i, DB,i)가 각각 병렬로 연결된다. 도 2b의 예시에서 보조 밸브(104)의 SM은 하프브리지 형태로 구현되나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 풀브리지 형태로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보조 밸브(104)에 포함되는 각 SM의 제2 스위치들은 직렬로 연결된다. 보조 밸브(104)의 첫 번째 SM의 제2 스위치의 상단과 n 번째 SM의 제2 스위치의 하단 간의 전압 vaux는, 인버터 모드로 동작 시, 보조 밸브(104)의 출력을 나타낸다(따라서, 정류기 모드로 동작 시, 보조 밸브(104)의 입력을 나타냄).
본 실시예에 따른 인버터(106)는 직류전원 VDC를 교류로 변환하여 교류전압 출력 vo를 생성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인버터(106)는 풀브리지 형태로 구현되어, 병렬로 연결된 제1 레그(leg) 및 제2 레그를 포함한다. 제1 레그는 동일한 방향으로 직렬 연결된 제1 스위치 S1 및 제3 스위치 S3를 포함하고, 제2 레그는 동일한 방향으로 직렬 연결된 제2 스위치 S2 및 제4 스위치 S4를 포함한다. 각 스위치(S1, S2, S3, S4)에는 역방향 다이오드(D1, D2, D3, D4)가 각각 병렬로 연결된다. 도 3의 예시에서 인버터(106)는 풀브리지 형태로 구현되나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 하프브리지 형태로 구현될 수 있다.
한편, 제1 스위치 S1 및 제3 스위치 S3 간의 접점과 제2 스위치 S2 및 제4 스위치 S4 간의 접점으로부터 인버터(106)의 교류전압 출력 vo가 생성된다. 제어부는 제1 스위치 페어(S1 및 S4)와 제2 스위치 페어(S2 및 S3)의 스위칭이 서로 중복되지 않도록 제어하여 교류전압 출력을 생성할 수 있다.
인버터(106)의 출력은 메인 밸브(102)의 입력과 보조 밸브(104)의 출력 간을 직렬로 연결한다. 즉, 메인 밸브(102)의 n 번째 SM에 포함되는 제2 스위치의 하단과 보조 밸브(104)의 n 번째 SM에 포함되는 제2 스위치의 하단 각각에 연결된다.
인덕터(108)는 메인 밸브(102)의 입력, 인버터의 출력, 및 보조 밸브(104)의 출력과 루프(loop)를 형성한다. 인덕터(108)는 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 첫 번째 SM의 제2 스위치의 상단 간을 연결한다. 인덕터(108) 양단의 인덕터 전압을 vL, 인덕터(108)를 흐르는 인덕터 전류를 iL로 나타낸다. 이하, 본 실시예에 대한 설명에서 인덕터 전류 iL은 밸브 성능 시험에 이용되는 시험 전류를 나타낸다.
인덕터(108)에 대하여, 전술한 바와 같이, 메인 밸브(102)는 정류기 모드로 동작하고, 보조 밸브(104)는 인버터 모드로 동작한다.
제어부는 각 SM의 제1 스위치 ST,i 및 제2 스위치 SB,i를 스위칭하여 서브모듈 캐패시터(CSM,i)의 회로적 연결을 제어하고, 인버터(106)의 각 스위치 페어를 스위칭하여 직류전원 VDC의 회로적 연결을 제어한다.
이하, 본 실시예에 대한 설명에서 시험장치(100)의 구성요소에 대한 회로적 연결을 제어한다는 표현의 의미는 구성요소와 관련된 스위치를 제어하여 시험장치(100) 내에서 구성요소의 동작을 조절함을 나타낸다.
도 1의 도시에서, 시험 전류 iL은 인덕터 전압 vL에 따라 결정되고, 루프 내에서 인덕터 전압은 인버터(106)의 출력 전압 vo와 보조 밸브(104)의 출력 전압 vaux의 합에서 메인 밸브(102)의 출력 전압 vSM을 감산한 것과 같다. 이러한 관계는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020140151749-pat00001
보조 밸브(104)와 메인 밸브(102)의 캐패시터의 전압이 동일하고, 보조 밸브(104)의 SM이 온(on)되어 있는 개수와 메인 밸브(102)의 SM이 온되어 있는 개수가 동일하면, vaux와 vSM은 서로 상쇄될 수 있다. 따라서, 인버터(106)의 출력 전압 vo에 의해서 인덕터 전압 vL이 조절되어, 결과적으로 시험 전류 iL도 조절될 수 있다. 여기서, SM이 온된다(또는 '온 상태에 있다')는 의미는 제1 스위치 ST,i가 온되고, 제2 스위치 SB,i는 오프인 상태를 나타낸다.
성능 시험을 위해 시험 전류를 조절하기 전에, 제어부는 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 각 SM에 대해 서브모듈 캐패시터를 초기 충전한다.
메인 밸브(102)의 i 번째 SM의 제2 스위치를 제외한 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 모든 SM의 제2 스위치가 온되고, 인버터(106)의 제1 스위치 페어가 온되었을 경우, 그 등가회로는 도 4에 예시된 바와 같이 나타낼 수 있다. 이러한 등가회로는 승압을 위한 부스트 컨버터(boost converter)와 동일한 형태이다. 따라서, 도 4에 예시된 바와 같이 제2 스위치 SB,i를 스위칭하여 부스트 컨버터와 동일하게 동작시킴으로써, i 번째 서브모듈 캐패시터에는 직류전원 VDC보다 높은 전압이 충전될 수 있다.
메인 밸브(102)의 각 SM에 적용된 것과 동일한 방식에 기반하여, 제어부는 보조 밸브(104)의 각 SM에 대해 서브모듈 캐패시터를 초기 충전할 수 있다.
동일한 방식으로 초기 충전되기 때문에, 수학식 1에서 메인 밸브(102)의 입력 vSM과 보조 밸브(104)의 출력 vaux가 상쇄될 수 있다. 따라서, 제어부는 인버터(106)를 이용하여 인덕터(108)의 회로적 연결을 제어함으로써 메인 밸브(102)에 대해 밸브를 시험하기 위한 시험 전류를 생성할 수 있다. 이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 하나의 SM에 대한 서브모듈 캐패시터를 충전시킬 수 있는 용량의 직류전원에 기반하는 인버터만을 이용하여 밸브 단위로 성능 시험을 수행하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
제어부는 인버터(106)의 각 스위치 페어를 스위칭하여 제2 고조파와 DC 오프셋 성분을 포함하는 교류전압을 생성한다. 인버터(106)가 생성하는 교류전압의 기본 주파수가 상용 전압의 주파수(예컨대, 50 또는 60 Hz)가 되도록 제어부는 인버터(106)의 각 스위치 페어의 스위칭 주기를 조절할 수 있다.
제어부는 인버터(106)의 각 스위치 페어의 스위칭 듀티(duty)를 조절하여 DC 오프셋 성분을 포함하는 교류전압을 생성할 수 있다. 또한, 기본 주파수보다 매우 높은 주파수(예컨대, 수 KHz)를 이용하여 인버터(106)의 각 스위치 페어를 스위칭함으로써 제2 고조파 성분을 포함하는 교류전압을 생성할 수 있다. 이때, 교류전압이 기본 주파수 성분을 유지할 수 있도록, 예컨대, PWM(Pulse Width Modulation) 방식에 기반하여 인버터(106)의 각 스위치 페어가 스위칭될 수 있다. 또한, PWM 방식에 따라 생성되는 펄스 폭을 조절함으로써, 제어부는 교류전압에 DC 오프셋 성분이 포함되도록 조절할 수 있다.
인버터(106)에 의해 생성된 교류전압에 기반하여 제어부는 교류전압과 유사한 특성을 갖는 시험 전류가 인덕터(108)를 흐르도록 할 수 있다.
인덕터(108)의 시험 전류 iL이 도 1에 예시된 바와 같은 방향(이하, '양(+)의 방향')으로 흐르는 경우, 메인 밸브(102)의 SM에 대해 ST,i가 온(on) 상태인 서브모듈 캐패시터의 전압은 증가하고, 보조 밸브(104)의 SM에 대해 ST,i가 온 상태인 서브모듈 캐패시터의 전압은 감소한다. 시험 전류 iL이 도 1에 예시된 바와 반대 방향(이하, '음(-)의 방향')으로 흐르는 경우, 메인 밸브(102)의 SM에 대해 ST,i가 온(on) 상태인 서브모듈 캐패시터의 전압은 감소하고, 보조 밸브(104)의 SM에 대해 ST,i가 온 상태인 서브모듈 캐패시터의 전압은 증가한다.
수학식 1에서 메인 밸브(102)의 입력 vSM과 보조 밸브(104)의 출력 vaux가 상쇄될 수 있도록, 제어부는 메인 밸브(102)에서 온되어 있는 SM의 개수와 보조 밸브(104)에서 온되어 있는 SM의 개수를 동일하게 유지시킬 수 있다. 성능 시험의 편의를 위하여, 제어부는 온 상태인 동수의 SM을 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104) 각각에 대칭적으로 배치할 수 있다. 또한, 제어부는 메인 밸브(102)에서 온되어 있는 SM의 개수를 조절함으로써, 성능 시험의 대상이 되는 SM의 개수를 조절할 수 있다. 즉, 제어부는 메인 밸브(102)에 포함된 n 개의 SM의 전부 또는 일부에 대해 성능 시험을 수행할 수 있다.
한편, 제2 고조파와 DC 오프셋 성분을 포함하는 시험 전류의 특성에도 불구하고, 제어부는 메인 밸브(102)의 각 SM에 대해 서브모듈 캐패시터의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 메인 밸브(102)의 i 번째 SM에 대하여, 서브모듈 캐패시터의 전압 vSM,i에 대한 평균치와 기설정된 기준 전압 vSM,i,ref 간의 차이를 감소시키는 방향으로 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104) 각각의 i 번째 SM의 제1 스위치와 제2 스위치를 스위칭한다.
도 5에 예시된 바와 같이, 서브모듈 캐패시터의 전압의 평균치가 기준 전압보다 높고, 시험 전류가 양의 방향인 경우, 제어부는 제1 스위치 ST,i의 온 타이밍을 지연시킴으로써 기설정된 충전기간보다 충전되는 시간을 감소시킬 수 있다. 한편, 서브모듈 캐패시터의 전압의 평균치가 기준 전압보다 낮고, 시험 전류가 음의 방향인 경우, 제어부는 제1 스위치 ST,i의 오프(off) 타이밍을 지연시켜 기설정된 방전기간보다 방전되는 시간을 감소시킴으로써 서브모듈 캐패시터의 전압이 기준 전압을 추종할 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 시험장치(100)의 제어부가 탑재되는 디바이스(미도시)는 프로그램 가능한 컴퓨터일 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 밸브 성능 시험방법에 대한 흐름도이다.
시험장치(100)의 제어부는 메인 밸브 및 보조 밸브에 포함된 SM 각각에 대해 서브모듈 캐패시터에 직류전원 전압보다 높은 전압을 초기 충전한다(S600). 도 4에 예시된 바와 같이, 제어부는 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 SM 각각에 대해, 메인 밸브(102), 보조 밸브(104), 및 인버터(106)의 회로적 연결을 제어하여 부스트 컨버터(boost converter)와 등가인 회로를 구현한 후, 제2 스위치를 스위칭하여 직류전원 전압보다 높은 전압을 각 SM의 서브모듈 캐패시터에 초기 충전한다.
제어부는 인버터를 제어하여 직류전원의 전압으로부터 교류전압을 생성한다(S602). 제어부는 인버터(106)의 각 스위치 페어를 스위칭하여 제2 고조파와 DC 오프셋 성분을 포함하는 교류전압을 생성한다. 즉, 제어부는 인버터를 제어하여 직류전원의 회로적 연결을 제어할 수 있다.
교류전압의 기본 주파수는 상용 전압의 주파수(예컨대, 50 또는 60 Hz)로 설정될 수 있다. 교류 전압이 기본 주파수 외에 제2 고조파와 DC 오프셋 성분을 포함할 수 있도록, 제어부는 PWM 방식에 기반하여 인버터(106)의 각 스위치 페어를 스위칭할 수 있다.
제어부는 메인 밸브를 정류기 모드로 동작시킨다(S604).
제어부는 보조 밸브를 인버터 모드로 동작시킨다(S606).
인덕터(108)에 대하여 메인 밸브(102)는 정류기 모드로 동작하고, 보조 밸브(104)는 인버터 모드로 동작한다.
제어부는 인덕터에 흐르는 시험 전류를 생성한다(S608). 인버터는 메인 밸브의 입력, 인버터의 출력, 및 보조 밸브의 출력과 루프(loop)를 형성한다. 인버터(106)에 의해 생성된 교류전압에 기반하여 제어부는 교류전압과 유사한 특성을 갖는 시험 전류가 인덕터(108)를 흐르도록 할 수 있다.
제어부는 메인 밸브 및 보조 밸브에 포함된 SM 각각에 대해 제1 스위치 및 제2 스위치를 제어하여 서브모듈 캐패시터의 회로적 연결을 제어한다(S610).
인덕터(108)의 시험 전류 iL이 양의 방향으로 흐르는 경우, 메인 밸브(102)의 SM에 대해 ST,i가 온(on) 상태인 서브모듈 캐패시터의 전압은 증가한다. 반면, 시험 전류 iL이 음의 방향으로 흐르는 경우, 메인 밸브(102)의 SM에 대해 ST,i가 온(on) 상태인 서브모듈 캐패시터의 전압은 감소한다.
수학식 1에서 메인 밸브(102)의 입력 vSM과 보조 밸브(104)의 출력 vaux가 상쇄될 수 있도록, 제어부는 메인 밸브(102)에서 온(on)되어 있는 SM의 개수와 보조 밸브(104)에서 온되어 있는 SM의 개수를 동일하게 유지시킬 수 있다.
제어부는 메인 밸브(102)의 각 SM에 대해 서브모듈 캐패시터의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 메인 밸브(102)의 i 번째 SM에 대하여, 서브모듈 캐패시터의 전압 vSM,i에 대한 평균치와 기설정된 기준 전압 vSM,i,ref 간의 차이를 감소시키는 방향으로 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104) 각각의 i 번째 SM의 제1 스위치와 제2 스위치를 스위칭한다.
이하, 모의실험(simulation)을 기반으로 본 실시예에 따른 시험장치(100)의 동작에 대한 실험 결과를 설명한다.
메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)에 포함된 SM의 개수를 각각 4 개로 설정하고, 표 1에 나타낸 바와 같은 파라미터를 이용하여 모의실험이 수행되었다.
Figure 112020140151749-pat00002
전술한 바와 같이, 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 SM 각각의 캐패시터에 직류전원 전압보다 높은 전압이 초기 충전되므로, 표 1에서, VDC보다 vSM 및 vaux가 높은 값으로 설정된다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 시험장치에 대한 모의실험 결과를 나타내는 예시도이다.
밸브 단위로 수행된 모의실험에 대하여, 도 7의 예시는 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 i 번째 SM에 대한 시험 전류 및 캐패시터의 전압에 대한 모의실험 결과를 나타낸다. 도 7에 예시된 모의실험 결과에 따르면, 시험 전류가 제2 고조파와 DC 오프셋 성분을 포함하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 메인 밸브(102)와 보조 밸브(104)의 i 번째 SM의 캐패시터 평균 전압이 기준 전압(2,000 V)과 부합하도록 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 시험 전류가 양인 구간에서, 메인 밸브(102)의 i 번째 SM의 캐패시터의 전압이 증가하고, 보조 밸브(104)의 i 번째 SM의 캐패시터의 전압이 감소하는 반면, 시험 전류가 음인 구간에서, 메인 밸브(102)의 i 번째 SM의 캐패시터의 전압이 감소하고, 보조 밸브(104)의 i 번째 SM의 캐패시터의 전압이 증가함을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 피시험체인 메인 밸브와 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성하는 밸브 성능 시험장치를 제공함으로써, 현저히 낮은 용량을 기반으로 MMC 기반 HVDC 시스템 상에 실제로 흐르는 전류와 유사한 전류를 공급하여 밸브의 성능 시험에 대한 신뢰도를 확보하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 피시험체인 메인 밸브와 동일한 개수의 서브모듈을 포함하는 보조 밸브를 이용하여 서브모듈 커패시터의 전압보다 낮은 직류전원 전압을 기반으로 밸브 성능 시험을 위한 전류를 생성하는 밸브 성능 시험장치를 제공함으로써, 시험회로의 구성이 간단하여지고, 성능 시험의 효율과 신뢰성이 증대되며, 비용을 절감하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
본 실시예에 따른 각 순서도에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 순서도에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것이 적용 가능할 것이므로, 순서도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 밸브 성능 시험장치
102: 메인 밸브 104: 보조 밸브
106: 인버터 108: 인덕터

Claims (9)

  1. MMC(Modular Multi-level Converter) 기반 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템에 대해 밸브(valve)를 시험하기 위한 시험장치에 있어서,
    직렬 연결된 n(n은 자연수) 개의 제1 서브모듈을 포함하여 정류기(rectifier) 모드로 동작하는 메인(main) 밸브, 여기서, 상기 제1 서브모듈 각각은 스위치와 다이오드(diode)로 구성된 하프브리지(half bridge) 또는 풀브리지(full bridge) 회로, 및 서브모듈 캐패시터를 포함함;
    직렬 연결된 n 개의 제2 서브모듈을 포함하여 인버터(inverter) 모드로 동작하는 보조(auxiliary) 밸브, 여기서, 상기 제2 서브모듈 각각은 상기 제1 서브모듈과 동일한 구조를 가짐;
    직류전원의 전압으로부터 교류전압을 생성하는 인버터;
    상기 메인 밸브의 입력, 상기 인버터의 출력, 및 상기 보조 밸브의 출력과 루프(loop)를 형성하고, 시험 전류가 흐르는 인덕터(inductor); 및
    상기 인버터를 제어하여 상기 직류전원의 회로적 연결을 제어하고, 상기 n 개의 제1 서브모듈 및 상기 n 개의 제2 서브모듈에 대해 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터의 회로적 연결을 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 n 개의 제1 서브모듈 각각에 대해, 상기 메인 밸브, 상기 보조 밸브, 및 상기 인버터의 회로적 연결을 제어하여 부스트 컨버터(boost converter)와 등가인 회로를 구현한 후, 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터에 상기 직류전원의 전압보다 높은 전압을 초기 충전하되, 상기 제1 서브모듈에 적용된 방식과 동일한 방식으로 상기 n 개의 제2 서브모듈 각각에 대해서도 초기 충전을 수행하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인버터를 제어하여 제2 고조파(harmonic wave) 및 DC 오프셋(offset)를 포함하는 교류전압이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메인 밸브의 입력과 상기 보조 밸브의 출력이 상쇄될 수 있도록, 상기 제1 서브모듈이 온(on) 상태인 개수와 상기 제2 서브모듈이 온 상태인 개수를 동일하게 유지하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 교류전압과 유사한 특성을 갖는 시험 전류를 생성하되, 상기 시험 전류가 양(positive)의 방향으로 흐르는 경우, 상기 제1 서브모듈의 서브모듈 캐패시터의 전압을 증가시키되, 상기 시험 전류가 음(negative)의 방향으로 흐르는 경우, 상기 제1 서브모듈의 서브모듈 캐패시터의 전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 서브모듈에 대하여, 상기 서브모듈 캐패시터의 전압의 평균치와 기설정된 기준 전압 간의 차이를 감소시키는 방향으로 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 평균치가 상기 기준 전압보다 높고 상기 시험 전류가 상기 양의 방향으로 흐르는 경우, 상기 제1 서브모듈의 온 타이밍을 지연시켜 충전되는 시간을 감소시키되, 상기 평균치가 상기 기준 전압보다 낮고 상기 시험 전류가 상기 음의 방향으로 흐르는 경우, 상기 제1 서브모듈의 오프(off) 타이밍을 지연시켜 방전되는 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 시험장치.
  8. MMC(Modular Multi-level Converter) 기반 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템에 대해 밸브(valve)를 시험하기 위해 시험장치가 수행하는 시험방법에 있어서,
    인버터(inverter)를 제어하여 직류전원의 전압으로부터 교류전압을 생성하는 과정;
    직렬 연결된 n(n은 자연수) 개의 제1 서브모듈을 포함하는 메인(main) 밸브를 정류기(rectifier) 모드로 동작시키는 과정, 여기서, 상기 제1 서브모듈 각각은 스위치와 다이오드(diode)로 구성된 하프브리지(half bridge) 또는 풀브리지(full bridge) 회로, 및 서브모듈 캐패시터를 포함함;
    직렬 연결된 n(n은 자연수) 개의 제2 서브모듈을 포함하는 보조(auxiliary) 밸브를 인버터 모드로 동작시키는 과정, 여기서, 상기 제2 서브모듈 각각은 상기 제1 서브모듈과 동일한 구조를 가짐;
    상기 메인 밸브의 입력, 상기 인버터의 출력, 및 상기 보조 밸브의 출력과 루프(loop)를 형성하는 인덕터(inductor)에 흐르는 시험 전류를 생성하는 과정; 및
    상기 n 개의 제1 서브모듈 및 상기 n 개의 제2 서브모듈에 대해 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터의 회로적 연결을 제어하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 시험방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 n 개의 제1 서브모듈 각각에 대해, 상기 메인 밸브, 상기 보조 밸브, 및 상기 인버터의 회로적 연결을 제어하여 부스트 컨버터(boost converter)와 등가인 회로를 구현한 후, 상기 스위치를 제어하여 상기 서브모듈 캐패시터에 상기 직류전원의 전압보다 높은 전압을 초기 충전하되, 상기 제1 서브모듈에 적용된 방식과 동일한 방식으로 상기 n 개의 제2 서브모듈 각각에 대해서도 초기 충전을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시험방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101792540B1 (ko) 2014-12-29 2017-11-02 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈용 전원제어장치
KR101980691B1 (ko) * 2015-06-18 2019-05-22 엘에스산전 주식회사 초고압직류송전의 밸브 성능 시험을 위한 합성시험 회로

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101569613B1 (ko) * 2014-04-14 2015-11-17 엘에스산전 주식회사 Ｈｖｄｃ의 손실 측정 시스템
JP6192114B2 (ja) * 2014-06-26 2017-09-06 東芝三菱電機産業システム株式会社 変換器の試験方法及び試験装置
KR101923690B1 (ko) * 2016-11-11 2018-11-29 엘에스산전 주식회사 전력보상장치의 서브모듈성능시험을 위한 합성시험회로 및 그 시험방법
KR102349306B1 (ko) * 2017-11-27 2022-01-07 한국전기연구원 모듈러 멀티레벨 컨버터의 서브 모듈 검사 시스템
KR20200048375A (ko) * 2018-10-30 2020-05-08 한국전기연구원 서브모듈 성능평가장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101792540B1 (ko) 2014-12-29 2017-11-02 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈용 전원제어장치
KR101980691B1 (ko) * 2015-06-18 2019-05-22 엘에스산전 주식회사 초고압직류송전의 밸브 성능 시험을 위한 합성시험 회로

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