KR102639212B1 - 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및 mmc를 위한 탭 변환 신호 생성 장치 - Google Patents

직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및 mmc를 위한 탭 변환 신호 생성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 탭 변환 변압기를 구비한 직류전송시스템을 위한 탭 변환 제어 장치는, 무부하 탭 전환을 수행하기 위한 무부하 제어기; 직류 전압인 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기; 컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기; 및 상기 무부하 제어기, 상기 전압 제어기 및 상기 인덱스 제어기의 신호들을 조합하여 탭 전환 지시를 출력하는 조합 자동 제어부를 포함할 수 있다.

Description

직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치{Tap-Change Control Device of DC Transmission System and Tap-Change Signal Generator or MMC}
본 발명은 직류전송시스템 특히 MMC기반 전압형 HVDC 시스템에 변압기의 탭 변환을 이용하여 전송 전압 제어를 수행할 수 있는 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치에 관한 것이다.
HVDC(High Voltage Direct Current)란, 발전소에서 생산되는 교류(AC)전력을 직류(DC)전력으로 전환하여 송전한 후, 수전점에서 AC로 재변환하여 전력을 공급하는 방식을 말한다. 이러한 HVDC 송전 방식은 승압이 용이한 교류 송전방식의 장점을 이용하여 경제적, 효율적 전력 전송이 가능하면서도, 교류 송전의 여러 가지 단점을 극복할 수 있는 송전 방식이다.
HVDC 시스템은 사이리스터(thyristor) 밸브를 이용하는 전류형 HVDC 시스템과 IGBT 소자를 이용하는 전압형 HVDC 시스템으로 크게 구분할 수 있다.
일반적으로 전압형 HVDC 시스템은 출력전압을 마음대로 조정할 수 있다는 특징을 가지고 있기 때문에 변압기의 탭(Tap) 변환 조정기(controller)를 가지고 있지 않다.
그러나, AC 계통전압이 과도하게 변하는 경우에는, AC 입력전압과 컨버터의 출력 DC 전압사이의 변조비(Modulation Index)가 커져서 컨버터의 손실이 커지는 단점이 있었다.
대한민국 공개공보 10-2006-0038539호
본 발명은 변압기 변환 조정기를 구비한 전압형 HVDC 시스템을 효과적으로 제어/운영할 수 있는 탭 변환 제어 장치 및 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 탭 변환 변압기를 구비한 직류전송시스템을 위한 탭 변환 제어 장치는, 무부하 탭 전환을 수행하기 위한 무부하 제어기; 직류 전압인 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기; 컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기; 및 상기 무부하 제어기, 상기 전압 제어기 및 상기 인덱스 제어기의 신호들을 조합하여 탭 전환 지시를 출력하는 조합 자동 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 탭 변환 변압기가 직류전송시스템의 정류기 동작을 지원하는 경우, 상기 전압 제어기는 불활성화될 수 있다.
여기서, 상기 인덱스 제어는, 상기 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이가 기준 값 보다 큰 경우에 활성화될 수 있다.
여기서, 상기 조합 자동 제어부는, 상기 탭 변환 변압기가 지원하는 MMC의 동작 모드에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 조류 방향 스위치; 상기 직류전송시스템의 무부하 탭 전환 여부에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 무부하 스위치; 상기 탭 변환 변압기에 대한 수동 조작 여부에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 수동조작 스위치; 및 변압기에 대한 자동 탭 변환을 수행하는 탭 자동제어기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인덱스 제어기 및 상기 탭 자동제어기 중 적어도 하나 이상에는, 히스테리시스 스위치를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 직류전송시스템의 MMC와 연계된 탭 변환 변압기에 대한 탭 변환 신호 생성 장치는, 직류 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기; 컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기; 및 상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우 상기 인덱스 제어기의 신호를 선택하고, 상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우 상기 인덱스 제어기의 신호와 상기 전압 제어기의 신호를 or 조합하여 외부의 탭 전환 제어기로 출력하는 OR 게이트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인덱스 제어기는, 상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 정류 인덱스 제어기; 및 상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 인버팅 인덱스 제어기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 MMC의 동작 모드에 따라 탭 변환 제어 경로를 상기 정류 인덱스 제어기 및 상기 인버팅 인덱스 제어기 중에서 스위칭하는 조류 방향 스위치를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및/또는 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치를 실시하면, 변압기 변환 조정기를 구비한 전압형 HVDC 시스템을 효과적으로 제어/운영할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및/또는 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치는, 전압형 HVDC 시스템의 고변조비에 의한 컨버터 손실을 저감할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치 및/또는 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치는, 직류전송시스템에서 AC계통의 상태에 따라 시스템을 정지시켜야하는 단점을 해결하는 이점이 있다.
도 1은 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템에 변압기 탭 조정기(Tap Changer)를 적용한 경우를 도시한 간략 회로도.
도 2는 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템을 위한 본 발명의 사상에 따른 Tap Changer Controller 알고리즘을 위한 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치의 일 실시예를 도시한 구성도.
도 3은 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템에서 본 발명의 사상에 따른 탭 변환 제어 장치의 상세 구현 예시를 로직으로 표현한 구성도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템에 변압기 탭 조정기(Tap Changer)를 적용한 경우를 도시한 간략 회로도이다.
본 발명에서의 전압형 HVDC 시스템의 Tap 제어기(100)는, 도 1에 도시한 바와 같은 변압기 2차측 전압(Vdio)을 이용한 Tap 제어 알고리즘에 추가로, 컨버터 출력전압(Vdc) 그리고 변압기(20)의 2차측 전압과 DC 전압의 변조비를 이용한 Tap 제어 알고리즘이 적용된 탭 변환 제어 장치를 구성한다.
변압기(20)의 탭 조정기(Tap Changer)(190)는 변압기의 권선비를 조정하는 장치로써, 변압기의 1차측의 전압이 변동하는 경우에, 변압기의 2차측 전압을 일정하게 하기 위해서 1차측의 권선 Tap을 조정한다.
한편, 전압형 HVDC 시스템은 MMC(40)의 스위칭 소자(IGBT)가 On-Off기능을 가지고 있기 때문에 유효전력과 무효전력을 독립적으로 제어할 수 있다는 장점 이외에, 출력전압을 변압기 출력 전압이상으로 조정할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 따라서, 전압형 HVDC 시스템은 일반적으로 변압기 Tap 제어기를 가지고 있지 않고, 도 1에 도시한 일반적인 변조비 지시기(400)가 생성하는 변조비(MI)를 이용하여 출력전압을 조절한다.
그러나, AC 계통전압이 과도하게 변하는 경우에는, AC 입력전압과 컨버터의 출력 DC 전압 사이의 변조비(Modulation Index)가 커져서, 컨버터의 손실이 커지는 단점이 있기 때문에, 본 발명에서는 변압기의 탭 조정기(Tap Changer)(190)를 적극적으로 이용하는 방안을 제시한다. 이에 따라, 탭 조정기(Tap Changer)(190)를 위한 제어기로서, 본 발명의 사상에 따른 탭 변환 제어 장치(100)를 구비한 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템을 구성하도록 한다.
도 2는 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템을 위한 본 발명의 사상에 따른 Tap Changer Controller 알고리즘을 위한 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
일반적으로 탭 조정기(Tap Changer) 운전 자동운전과 수동운전이 있을 수 있는데, 수동운전은 ”Manual Control“이라고 불리며, 수동으로 변압기의 Tap을 올리고 낮추는 운전을 말한다. 반면에, 자동운전은 ”AUTO CONTROL“로 불리며, 변압기의 2차 전압을 일정하게 제어하기 위해서, 제어 함수를 도입한 운전을 말하며, 도 2에서는 탭 자동제어기(90)에 의해 수행될 수 있다.
도 1의 MMC 기반의 전압형 HVDC시스템의 탭 변환 제어 장치(100)에서 탭 조정기(Tap Changer) 제어에 이용되는 제어함수는, ① 변압기 2차 측의 무부하전압(Vdio)과, ② 변압기 2차측 DC 전압(Vdc) 그리고 ③ 변압기 2차측 전압과 컨버터 출력 DC전압비인 변조비(MI : Modulation Index)가 있을 수 있다.
변압기 2차측 무부하전압(Vdio)의 ①번 경우는 변압기의 Tap을 AC계통과 분리된 상태에서 변압기의 Tap을 올리거나 내리는데 사용하며, 즉, 무부하 탭제어(No load Tap changer Control)를 하는데 사용된다.
컨버터 DC 출력전압을 이용하는 ②번 방식의 탭 조정기(Tap Changer) 제어의 경우는, 이론적으로는 Tap 제어 시스템에 대하여 단순하고 가장 이상적인 제어함수일 수 있으나, 장거리선로의 경우, 인버터 측의 DC전압을 변동시켜야 하는 경우에는 도리어 제어가 복잡해지고, 오동작의 가능성이 있다.
마지막으로 변조비(MI : Modulation Index)를 이용한 ③번 경우는, 가장 문제가 없는 방법이나, 인버터와 정류기단의 지령값이 달라야 하고, 조류역전, 즉, 정류기와 인버터의 기능이 바뀌는 경우에는 지령값을 새로이 설정해야 한다는 단점이 있다.
본 발명에서는 위에서 논한, 무부하 Tap 제어기(No Load Tap Changer Control)와 변압기 2차측 무부하전압(Vdio)을 이용한 Tap 제어 알고리즘, 그리고 컨버터 출력 DC전압(Vdc)과 변압기의 2차측 전압과 DC 전압의 변조비를 이용한 ”MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템의 Tap 제어 장치“로서 탭 변환 제어 장치를 제시한다.
도 2에 도시한 탭 변환 변압기를 구비한 직류전송시스템을 위한 탭 변환 제어 장치는, 무부하 탭 전환을 수행하기 위한 무부하 제어기(60); 직류 전압인 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기(160); 컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기(140, 150); 및 상기 무부하 제어기(60), 상기 전압 제어기(160) 및 상기 인덱스 제어기(140, 150)의 신호들을 조합하여 탭 전환 지시를 출력하는 조합 자동 제어부(900)를 포함할 수 있다.
도 2에서 상기 조합 자동 제어부(900)는, 상기 탭 변환 변압기가 지원하는 MMC의 동작 모드에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 조류 방향 스위치(180); 상기 직류전송시스템의 무부하 탭 전환 여부에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 무부하 스위치(70); 상기 탭 변환 변압기에 대한 수동 조작 여부에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 수동조작 스위치(80); 및 종래기술과 유사한 방식으로 변압기에 대한 자동 탭 변환을 수행하는 탭 자동제어기(90)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시한 상기 인덱스 제어기(140, 150)는, 상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 정류 인덱스 제어기(140); 및 상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 인버팅 인덱스 제어기(150)로 구분되어 구성되었다. 이에 따라, 해당 MMC가 정류기로 동작하는 경우, 상기 정류 인덱스 제어기(140)가 활성화되고, 인버팅 인덱스 제어기(150)는 비활성화되며, 해당 MMC가 인버터로 동작하는 경우에는 그 반대이다.
다른 구현에서는, 인덱스 제어기를 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이의 절대값 따라 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 방식으로 구성하고, 해당 MMC가 정류기/인버터 모드에 무관하게 동작할 수 있다.
도 2에 도시한 전압형 HVDC 시스템을 위한 탭 변환 제어 장치에서는, 변압기 2차측 무부하전압(Vdio)는 무부하 제어기(No Load Controller)의 제어입력으로 사용되며, 변조비 MI로서 정류 인덱스 제어기(140)는 정류기 모드의 기본 제어기로 설정되는데, 정류기가 전류 제어모드인 경우에는, 정류기의 DC전압이 변동되기 때문에 "Vdc 제어기"는 사용이 가능하지 않음을 반영한 것이다.
반면에 인버터 모드의 경우는 ”Vdc제어기“와 ”MI 변조비“를 사용하는 것이 가능하며, Tap 제어기의 기준 값을 설정할 필요가 있기 때문에, MI 변조비 제어기로서 인버팅 인덱스 제어기(150)와 Vdc 제어기로서 전압 제어기(160)를 “OR” 회로를 이용하여 구성한 것이다.
도시한 구조의 상기 조류 방향 스위치(180)는 조류 방향에 따라 결정되는 상기 MMC의 동작 모드에 따라, 상기 정류 인덱스 제어기(140)로 이루어진 정류기 모드 제어 블록과, 상기 인버팅 인덱스 제어기(150) 및 상기 전압 제어기(160), OR 게이트(170)로 이루어진 인버터 모드 제어 블록 중 하나를 선택하여, 탭 변환 제어 경로를 형성한다.
상기 인버팅 인덱스 제어기(150) 및 상기 전압 제어기(160)의 신호는 OR 게이트(170)로 결합되어, 2중 하나의 신호에 따라 상기 OR 게이트(170)는 신호를 상기 조류 방향 스위치(180)로 출력한다. 이에 따라, 상기 탭 변환 변압기가 직류전송시스템(보다 구체적으로는 MMC)의 정류기 동작을 지원하는 경우, 상기 전압 제어기(160)는 비활성화되며, 인버터 동작을 지원하는 경우에 활성화된다.
그런데, 일반적으로 MMC는 MMC 구동을 위한 별도의 MMC 제어기에 의해 컨버터(인버터/정류기)의 출력 전압을 조정하는 인덱스 지령값에 따라 구동되어, 전압 조정을 수행한다. 이러한 방식의 종래 기술에 따른 MMC 구동에 의한 전압 조정과 본 발명의 사상에 따른 상기 인덱스 제어기(140, 150)에 의한 탭 변환 전압 조정을 동시에 수행하는 것은 비효율적이며, 오히려 전압을 요동시켜 안정성을 떨어뜨릴 수 있다.
상술한 사정을 감안하면, 전압 조정 범위가 좁아서 MMC 컨버팅 손실이 작은 경우에는 MMC 구동에 의한 전압 조정을 수행하고, 전압 조정 범위가 넓어서 상당한 MMC 컨버팅 손실이 예상되는 경우에는, 본 발명의 사상에 따른 상기 인덱스 제어기(140, 150)에 의한 탭 변환 전압 조정을 수행하는 방식으로 선택적으로 전압 조정을 수행하는 것이 유리하다.
MMC나, MMC 제어기의 영역에서 상기 전압 조정 범위는, 상기 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이로 나타나는 바, 본 발명의 사상에 따른 상기 인덱스 제어기(140, 150)는, 상기 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이가 소정의 기준값 보다 큰 경우에 활성화될 수 있다.
도 3은 MMC 기반의 전압형 HVDC 시스템에서 본 발명의 사상에 따른 탭 변환 제어 장치의 상세 구현 예시를 로직으로 표현한 구성도이다.
도 3은 도 2의 탭 변환 제어 장치 회로를 로직으로 구성한 것이다. 여기서, 무부하 제어기(No Load Control)(60)에서 Tap을 제어하기 위해서는, HVDC 시스템이 계통과 분리되어야 한다. 이를 위해 “System Operation”이 Inverse로 로직화되어야 하고, HVDC 시스템이 컨버터 내부에 충전되지 않아야 하는 조건, 즉 “Energized”신호가 Inverse로 로직화되고, 그리고 DC 전류가 흐르지 않는, 즉 Idc_Filter 로직을 무부하 제어기(60)의 입력신호로 구성하였다.
또한, Vdc 전압 제어기(160)는, Vdc 지령 값인 “Vdc_Reference”와 Vdc값을 비교하여, 오차값을 이용하여 Tap의 위치를 올리던가(“INC_Volt” 신호), 아니면 내리던가(“DEC_Volt” 신호)하는 신호를 출력한다. Vdc 전압 제어기(160)에서, Vdc지령값과 Vdc실제 값이 너무 작거나, 시간적으로 너무 빠르면, 제어가 어렵고, Tap이 헌팅하기 때문에 Hysteresis Switch(168)를 두어 Tap 동작의 안정성을 확보하였다.
또한, MI(Modulation Index) 제어를 위한 인덱스 제어기(140, 150)도 동작원리는 Vdc 전압 제어기(160)와 동일하며, Tap을 올리는 경우에는 “INC_MI”신호를 출력하고, Tap을 내리려는 경우에는 “DEC_MI”신호를 출력한다. 마찬가지로 Hysteresis Switch(148)를 두어 Tap 동작의 안정성을 확보할 수 있다.
최종적으로 Tap 자동제어기(Auto Control)(90)를 포함하는 도 2의 조합 자동 제어부(900)는, “DEC_Vdio”신호, “INC_Vdio”신호, “DEC_Vdc”신호, “INC_Vdc”신호, “DEC_MI”신호, “INC_MI”신호를 그림(Tap Changer Control - Auto Control)과 같이 조합하여, 최종적으로 Tap 제어신호, “DEC_TC_AUTO”신호, “INC_TC_AUTO”신호를 발생시킨다. Tap 헌팅 방지를 위해, 도시한 탭 자동제어기(Auto Control)(90)의 경우에도 OR 게이트(98)를 Hysteresis Switch 동작을 수행하도록 구현할 수도 있다.
즉, Tap 헌팅 방지 및 Tap 동작의 안정성 확보를 위해, 상기 Vdc 전압 제어기(160), 상기 인덱스 제어기(140, 150) 및 상기 Tap 자동제어기(Auto Control)(90) 중 적어도 하나 이상에는 히스테리시스 스위치(Hysteresis Switch)를 포함할 수 있으며, 상기 히스테리시스 스위치에 의한 지연시간은 0.3초 내지 3초인 것이 유리하다.
도 2에 도시한 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치를 구성하는 각 구성요소들은 기존 종래기술에 의한 것을 그대로 사용할 수 있는 것들(60, 70, 80, 90)과, 본 발명의 사상에 따라 새로이 제시되는 것들(140, 150, 170, 180)로 구분할 수 있다.
이중, 본 발명의 사상에 따라 새로이 제시되는 것들(140, 150, 170, 180)은 기존의 탭 변환 제어 시스템을 본 발명의 사상에 따라 전압형 HVDC를 위해 개선하도록 부가되는 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치로 규정할 수도 있다.
상술한 관점에서 본 발명의 사상을 구현하는 직류전송시스템의 MMC와 연계된 탭 변환 변압기에 대한 탭 변환 신호 생성 장치는, 직류 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기(160); 컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기(140, 150); 및 상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우 상기 인덱스 제어기의 신호를 선택하고, 상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우 상기 인덱스 제어기(140, 150)의 신호와 상기 전압 제어기의 신호를 or 조합하여 외부의 탭 전환 제어기로 출력하는 OR 게이트(170)를 포함한다.
도 2에서 상기 인덱스 제어기(140, 150)는, 상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 정류 인덱스 제어기(140); 및 상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 인버팅 인덱스 제어기(150)로 구분할 수 있다.
도 2에서 MMC의 동작 모드에 따라 탭 변환 제어 경로를 상기 정류 인덱스 제어기(140) 및 상기 인버팅 인덱스 제어기(150) 중에서 스위칭하는 조류 방향 스위치(180)는, 종래기술에서도 수행되는 동작을 수행하지만, 하드웨어 블록의 물리적 구성은 상기 탭 변환 신호 생성 장치에 위치할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20 : 변압기 40 : MMC
60 : 무부하 제어기 70 : 무부하 스위치
80 : 수동조작 스위치 90 : 탭 자동제어기
140 : 정류 인덱스 제어기 150 : 인버팅 인덱스 제어기
160 : 전압 제어기 170 : OR 게이트
180 : 조류 방향 스위치 190 : 탭 조정기
400 : 변조비 지시기 900 : 조합 자동 제어부

Claims (8)

  1. 탭 변환 변압기를 구비한 직류전송시스템을 위한 탭 변환 제어 장치로서,
    무부하 탭 전환을 수행하기 위한 무부하 제어기;
    직류 전압인 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기;
    컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기; 및
    상기 무부하 제어기, 상기 전압 제어기 및 상기 인덱스 제어기의 신호들을 조합하여 탭 전환 지시를 출력하는 조합 자동 제어부
    를 포함하되,
    상기 조합 자동 제어부는,
    상기 탭 변환 변압기가 지원하는 MMC의 동작 모드에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 조류 방향 스위치;
    상기 직류전송시스템의 무부하 탭 전환 여부에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 무부하 스위치;
    상기 탭 변환 변압기에 대한 수동 조작 여부에 따라 탭 변환 제어 경로를 스위칭하는 수동조작 스위치; 및
    변압기에 대한 자동 탭 변환을 수행하는 탭 자동제어기
    를 포함하는 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탭 변환 변압기가 직류전송시스템의 정류기 동작을 지원하는 경우, 상기 전압 제어기는 불활성화되는 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스 제어는,
    상기 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이가 기준 값 보다 큰 경우에 활성화되는 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스 제어기 및 상기 탭 자동제어기 중 적어도 하나 이상은,
    히스테리시스 스위치를 구비하는 직류전송시스템의 탭 변환 제어 장치.
  6. 직류전송시스템의 MMC와 연계된 탭 변환 변압기에 대한 탭 변환 신호 생성 장치로서,
    직류 전압 지령값과 직류 전송 선로의 직류 전압을 비교하여, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 전압 제어기;
    컨버터에 대한 인덱스 제어를 위한 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 인덱스 제어기; 및
    상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우 상기 인덱스 제어기의 신호를 선택하고, 상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우 상기 인덱스 제어기의 신호와 상기 전압 제어기의 신호를 or 조합하여 외부의 탭 전환 제어기로 출력하는 OR 게이트
    를 포함하되,
    상기 인덱스 제어기는,
    상기 MMC가 정류기로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 정류 인덱스 제어기; 및
    상기 MMC가 인버터로서 동작하는 경우, 인덱스 지령값과 인덱스값의 차이에 따라, 탭 전환에 의한 전압의 증가/감소를 지정하는 신호를 생성하는 인버팅 인덱스 제어기
    를 포함하고,
    상기 MMC의 동작 모드에 따라 탭 변환 제어 경로를 상기 정류 인덱스 제어기 및 상기 인버팅 인덱스 제어기 중에서 스위칭하는 조류 방향 스위치
    를 더 포함하는 MMC를 위한 탭 변환 신호 생성 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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