KR20050009994A

KR20050009994A - 전류 공유 정지 스위치를 갖는 다이내믹 직렬 전압 보상기

Info

Publication number: KR20050009994A
Application number: KR10-2004-7017586A
Authority: KR
Inventors: 리홍쿤; 히팍키안; 소슈청
Original assignee: 에스피 시스템즈 피티이 리미티드
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2005-01-26
Also published as: MY135118A; WO2003098771A1; CN1625824A; AU2002258339A1; CN100423396C; JP3954068B2; HK1073185A1; TW571479B; NZ536200A; JP2005525078A

Abstract

본 발명에 따르면, 전력 라인의 전압 딥을 보상하는 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)가 개시된다. 상기 보상기(100)는 전류 공유 정지 스위치(101), 직렬 주입 인버터(102), 에너지 저장 유닛(104) 및 시스템 제어기(103)를 포함한다. 상기 전류 공유 정지 스위치(101)는 1쌍의 반-병렬의 사이리스터(210, 211)을 포함한다. 상기 직렬 주입 인버터는 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)를 형성하는 4개의 IGBT(201, 202, 203, 204)를 포함한다. 상기 시스템 제어기(103)는 전압 보상이 요구되는지의 여부를 판정하기 위해 입력 전압을 모니터링하고 얼마나 많은 보상이 요구되는지의 여부를 판정하기 위해 출력을 모니터링한다. 정상 전력 라인 작동 상태, 즉 전압 보상이 요구되지 않는 상태 하에서, 부하 전류는 사이리스터(210, 211)의 도전 각도를 제어함으로써 전류 공유 정지 스위치(101)와 직렬 주입 인버터(102) 사이에 공유된다. 전류 공유 정지 스위치(101)가 도전되는 동안, 상기 인버터(102)는 전압 보상이 실행되지 않도록 토글 스위치를 이용하여 제어된다. 전류 공유 정지 스위치(101)의 도전 각도 제어 및 직렬 주입 인버터(102)의 토글 스위칭은 전류 공유 정지 스위치(101) 및 인버터(102)의 스위칭 디바이스의 기능성을 시험하는데 사용된다. 전력 라인에서의 전압 딥이 존재하는 경우, 전류 공유 정지 스위치(101)는 힘 전류(force commutation; FC)에 의해 즉시 오프되고, 인버터(102)는 보상을 수행한다. 정상 전력 라인 작동 상태시, 보상기(100)에 걸친 전압 강하는 매우 낮은 값으로 제어되기 때문에, 보상기(100)는 매우 높은 작동 효율을 가진다. 정상 전력 라인 작동 상태 하에서 인버터(102)를 통해 흐르는 적은 양의 전류로 인해, 스위칭 디바이스(201, 202, 203, 204) 및 인버터(102)의 필터(207, 208)는 낮게 레이팅(rating) 될 수 있다. 따라서, 높은 효율성을 갖는 경량의 소형 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)가 개시된다.

Description

전류 공유 정지 스위치를 갖는 다이내믹 직렬 전압 보상기{DYNAMIC SERIES VOLTAGE COMPENSATOR WITH CURRENT SHARING STATIC SWITCH}

전력 시스템에서, 통상적으로 전력은 제너레이터에 의해 발생되고 전송 및 배포 네트워크를 통해 전력이 부하에 공급되는 고객 위치(customer location)로 전달된다. 통상적으로, 공급된 전력은 다수의 요건을 충족시켜야 한다. 이러한 요건은, 전압이 사인 곡선을 이루고 있어야 하고, 주파수는 50 또는 60㎐(국가마다 다름)이어야 하며, 전압 진폭이 정규 변동률(normal regulation)내의 편차를 갖는 공칭값(nominal value)으로 되어 있어야 하는 것을 포함한다.

전원장치의 전압의 이러한 요건들로부터의 편차는 부하시 작동상의 문제를 유발할 수 있다. 특히, 전압 딥(voltage dip)으로 알려진 편차는, 흔히 장비의 기능 장애, 및 정교한(sophisticated) 제조 플랜트 또는 여타의 산업 및 상업 시스템의 운전 중지를 초래한다. 전압 딥이란 전원 장치의 전압이 갑작스럽고 순간적으로 감소하는 것이고 통상적으로 전력 시스템상의 오류에 의해 유발된다. 또한, 전압딥은 전력 시스템으로부터 고전류를 뽑아내는 그 전력 시스템상의 부하에 의해 유발될 수도 있는데, 이는 그 전력 시스템의 임피던스에 걸쳐 전압 강하를 발생시킨다. 이 전압 강하는 부하에 전압 딥으로서 나타난다. 3-상 전력 시스템에서, 통상적으로 전압 딥의 지속기간이 거의 같음에도 불구하고, 전압 딥의 크기는 일반적으로 3개 위상의 각 전압에 있어 상이할 것이다.

다양한 전력 변환 및 제어 방법 또는 전압 보상기가 전압 딥을 보상하기 위해 개발되었다. 전압 딥을 보상하는데 사용되는 한 가지 기술이 Gyugyi 외의 미국 특허 제 5,329,222호에 개시되어 있다. 이 특허에는, 공통 직류(DC) 버스를 갖는 3-상 인버터에 의해 발생되고 커플링 주입 변환기를 통해 3-상 전력 라인에 커플링되는 직렬 주입 전압(series injection voltage)을 가지고 유틸리티 전력 라인 과도현상(transient)을 보상하는 방법 및 장치가 개시된다. 하지만, 저전압 전력 시스템에 인가되는 경우, 1개의 공통 DC 버스를 갖는 3-상 인버터 및 주입 변환기의 사용은 적합하지 않다. 이는, 커플링 주입 변환기의 비용이 높고 또한 주입 변환기는 매우 무거우며 큰 풋프린트(footprint)를 가지기 때문이다. 더욱이, 주입 변환기는 정상 작동 중에 주입 변환기에 걸쳐 추가 전압 강하를 유발할 수 있는 내부 임피던스를 가질 수 있다. 이 전압 강하는 정상 작동 중의 전압 강하를 보상하는 전압을 출력하도록 인버터를 구성함으로써 극복될 수 있지만, 이는 개시된 장치의 작업 효율성의 감소를 초래한다.

전압 딥을 보상하는 또 다른 기술은 Cheng 외의 미국 특허 제 5,883,796호에 개시되어 있다. 이 특허에는 공통 DC 버스를 갖는 3-상 인버터 및 커플링 주입 변환기를 이용하여 전압 딥을 회복(restore)시키는 방법 및 장치가 개시된다. 따라서, 이 장치 및 방법은, 높은 작동 효율성 및 주입 전압기에 걸친 저전압 강하가 동시에 달성될 수 없기 때문에, 미국 특허 제 5,329,222호에 개시된 것과 유사한 한계를 가진다.

전압 딥을 보상하는 또 다른 기술은, SP Systems의 국제 출원 제 PCT/SG00/00057호에 개시되어 있다. 이 공보는 전압 딥을 보상하기 위한 저전압 전기 시스템에서의 적용에 적합한 방법 및 장치를 개시한다. 이 방법에서는, 독립적인 인버터가 부하쪽 전력 라인의 각 위상에 직접 연결된다. 커플링 주입 변환기가 사용되지 않기 때문에, 보상기의 비용, 중량 및 풋프린트가 최소화될 수 있다.

전압 딥을 보상하는 또 다른 기술은, Divan 외의 미국 특허 제 6,118,676호에 개시되어 있다. 이 특허는 전압 딥 중에 전력 라인의 잔존 전압으로부터 도출된 에너지를 이용하여 전압 딥을 보상하는 방법 및 장치를 개시한다. 하지만, 전압 딥 중에 전원 장치의 잔존 전압이 매우 낮은 경우, 또는 전압 딥의 깊이가 큰 경우, 이 방법은 보상을 실행하기 위한 충분한 에너지를 획득하기가 어렵다. 또한, 전압 딥 및 딥 복구(dip recovery) 동안, 전원 장치로부터 과도 전류가 인출(draw)될 수 있다. 이 특허의 전력 변환 방법은, 같은 양의 출력 전압에 대해 풀 브릿지 인버터(full bridge inverter)보다 높은 DC 버스 전압을 필요로 하는 하프 브릿지 인버터(half bridge inverter)를 사용한다.

상기 전압 보상기들 이외에도, 전압 딥 및 전압 과도 현상을 보상하기 위해 무정전 전원 장치(uninterrupted power supply; UPS)가 사용되었다. 하지만, USP는통상적으로 UPS를 더욱 고가로 만드는 보다 많은 스위칭 디바이스, 고가의 제어기 및 거대한 에너지 저장 유닛으로 구성된다. 이러한 UPS는 통상적으로 낮은 효율성을 가진다는 점에서 또 다른 한계를 가진다.

따라서, 종래의 기술은, 산업 및 상업 시스템의 기능 장애 및 운전 중지를 유발할 수 있는 전압 딥을 보상하기 위한 경량이고 저가이며 높은 효율성을 갖는 장치를 제공하지는 못한다.

본 발명은, 교류(AC) 전력 시스템 및 전력 변환 시스템의 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부하에 전력을 제공하는 전력 라인에 전압 딥 상태(voltage dip condition)를 보정하는 시스템에 관한 것이다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 서술한다.

도 1은 전류 공유 정지 스위치를 갖는 다이내믹 직렬 전압 보상기의 단상(single-phase) 구현, 및 다이내믹 직렬 전압 보상기가 응용 회로에 연결되는 방식을 예시하는 개략적 블록도;

도 2는 다이내믹 직렬 전압 보상기의 개략적 상세도;

도 3은 다이내믹 직렬 전압 보상기의 시스템 제어기의 개략적 상세도;

도 4는 전류 공유 정지 스위치를 갖는 다이내믹 직렬 전압 보상기의 3-상 구현을 예시하는 개략적 블록도;

도 5a는 AC 전력원으로부터의 통상적인 전압 딥의 오실로그램(oscillogram);

도 5b는 도 5a에 예시된 전압 딥 시 단일 위상 다이내믹 직렬 전압 보상기의 출력 전압의 오실로그램;

도 6a는 3-상 AC 전력원으로부터의 통상적인 전압 딥의 오실로그램; 및

도 6b는 도 6a에서 예시된 전압 딥 시 3-상 다이내믹 직렬 전압 보상기의 출력 전압의 오실로그램이다.

본 발명의 목적은, 기존의 장치의 1이상의 단점을 실질적으로 극복하거나 적어도 개선하는 것이다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 교류 전력 시스템에서의 전압 딥을 보상하는 다이내믹 직렬 전압 보상기가 제공되며, 상기 다이내믹 직렬 전압 보상기는,

DC 전압의 형태로 에너지를 저장하는 에너지 저장 유닛;

상기 다이내믹 전압 보상기의 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되어 상기 입력 단자와 상기 출력 단자를 선택적으로 연결시키는 전류 공유 정지 스위치;

상기 전류 공유 정지 스위치와 병렬로 연결되어 상기 에너지 저장 유닛으로부터의 상기 DC 전압을 AC 전압으로 변환(convert)하는 직렬 주입 인버터; 및

상기 입력 단자상의 전압 딥을 검출하여 상기 전류 공유 정지 스위치 및 상기 직렬 주입 인버터를 제어하는 시스템 제어기를 포함하고, 전압 딥이 검출되지 않는다면, 상기 시스템 제어기는 전류 사이클의 적어도 일부분 동안 도전되도록(conductive) 상기 전류 공유 정지 스위치를 제어하고 상기 출력 단자에 상기 전류의 일부분을 안내(conduct)하도록 상기 직렬 주입 인버터를 제어하며, 상기 시스템 제어기가 전압 딥을 검출하였을때, 상기 시스템 제어기는 개방(open)되도록 상기 전기 공유 정지 스위치를 제어하고 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 전압 신호를 주입하도록 직렬 주입 인버터를 제어하여 전압 딥을 보상한다.

바람직하게는, 상기 전류 공유 정지 스위치는;

반-병렬(anti-parallel)로 연결된 사이리스터; 및

상기 시스템 제어기로부터 제어 신호를 수용하고 상기 제어 신호에 응답하여 상기 반-병렬로 연결된 사이리스터에 점호 신호(firing signal)를 제공하는 사이리스터 구동 회로를 포함하며, 전압 딥이 검출되지 않는다면, 상기 시스템 제어기는, 상기 전류 공유 정지 스위치를 통하는 전류가 영점을 교차(cross)한 후 사전설정된 주기 이후에 상기 점호 신호를 제공하도록 상기 사이리스터 구동 회로를 제어한다.

바람직하게, 상기 직렬 주입 인버터는 풀 브릿지형 스위칭 디바이스를 포함하고, 상기 전류 공유 정지 스위치는 도전되도록 제어되는 동안, 상기 스위칭 디바이스들은 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 전압 신호가 주입되지 않도록 스위칭된다.

첨부한 도면 중 어느 하나 또는 그 이상에서 동일한 참조 번호를 가지는 특징들에 대해 언급되는 경우, 이들 특징들은 반대 의도를 나타내지 않는다면 본 명세서 기재의 목적을 위해 동일한 기능(들) 또는 작동(들)을 가진다.

도 1은 AC 전력원(105)과 AC 부하(106) 사이에 연결된 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)의 단상 구현을 예시하는 개략적인 도면이다. 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)는 AC 전력원(105)으로부터의 전압 공급 시 전압 딥을 보상하도록 작동할 수 있다. 또한, 통상적인 전압 딥의 파형이 도면부호 121로 예시된다. 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)는 다상(multi-phase) 시스템에도 채용되어 이러한 다상 시스템의 각자의 공급 위상으로부터의 공급 전압상의 전압 딥을 보상할 수 있다. 다이내믹 직렬 전압 보상기의 3-상 구현은 도 4에 예시되고 도 4와 관련하여 서술된다.

도 1을 참조하면, 바람직한 실시예의 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)는 전류 공유 정지 스위치(101), 직렬 주입 인버터(102), 상기 전류 공유 정지 스위치(101)와 상기 직렬 주입 인버터(102)를 제어하는 시스템 제어기(103), 및 상기 직렬 주입 인버터(102)에 직류(DC) 전압의 형태로 에너지를 제공하는 에너지 저장 유닛(104)을 포함한다. 상기 에너지 저장 유닛(104)은 울트라 캐패시터(ultra capacitor), 플라이휠 시스템(flywheel system), 배터리 또는 DC 전압의 형태로 에너지를 제공할 수 있는 여타의 수단으로 구성될 수 있다.

전류 공유 정지 스위치(101)는 직렬 주입 인버터(102)에 병렬로 연결되며, 그 둘 모두는 와이어 107 및 108을 통해 AC 전력원(105)과 로드(106) 사이에 각각 연결된다. 중립 와이어(neutral wire; 109)는 복귀 경로로서 제공된다. 에너지 저장 유닛(104)은 와이어 116 및 117을 통해 직렬 주입 인버터(102)에 DC 전압을 제공한다. 시스템 제어기(103) 및 에너지 저장 유닛(104) 또한 중립 와이어(109)에 연결되는데, 이로 부터 기준 전압(reference voltage)이 획득된다.

시스템 제어기(103)는, 와이어 107로부터 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)에 대한 입력 전압 신호를 획득하고, 와이어 108로부터 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)의 출력 전압 신호를 획득하며, 전류 센서 118로 측정된 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류 중 신호 와이어 115를 통하는 전류 신호를 획득하고, 전류 센서 119로 측정된 직렬 주입 인버터(102)를 통하는 전류 중 신호 와이어 120을 통하는 전류 신호를 획득하며, 신호 와이어 110 및 신호 와이어 111을 통하는 직렬주입 인버터(102)의 DC 버스 전압을 획득한다. 시스템 제어기(103)는 제어 라인 114를 통해 전류 공유 정지 스위치(101)를 제어하고, 제어라인 112 및 113을 통해 직렬 주입 인버터를 제어한다.

정상 작동 상태, 즉 전력원(105)이 사전정의된 한계치내에서 전압을 제공하는 중에는, 시스템 제어기(103)는, 부하(106)로의 전류가 전류 공유 정지 스위치(101) 및 직렬 주입 인버터(102)에 의해 공유되도록 전류 공유 정지 스위치(101) 및 직렬 주입 인버터(102)를 제어한다. 본 명세서에서, 정상 작동 상태는 전류 공유 모드라고도 칭해친다.

시스템 제어기(103)가 와이어 107상에서의 전압의 측정을 통해 검출되는 사전정의된 한계치 이상의 AC 전력원(105)으로부터의 전압 딥을 검출하는 경우, 상기 시스템 제어기(103)는 전류 공유 정지 스위치(101)가 개방되도록 제어하고, 직렬 주입 인버터가 단자들(107, 108)간에 에너지를 주입하도록 제어하여, 공칭 전압 레벨의 또는 그에 가까운 AC 전력이 부하(106)에 제공되도록 한다. 따라서, 다이내믹 직렬 전압 보상기(100), 및 특히 직렬 주입 인버터(102)는 와이어 107과 와이어 108 사이에 전압을 주입하여, 도면부호 122로 예시된 파형과 같이 부하(106)가 딥 없는 공급(dip free supply)을 수용하도록 한다.

도 1에 예시된 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)의 개략적 상세도가 도 2에 예시되며 도 2와 관련하여 서술된다. 특히, 전류 공유 정지 스위치(101) 및 직렬 주입 인버터(102)가 더욱 상세하게 도시된다. 또한, 시스템 제어기(103) 및 에너지 저장 유닛(104)으로의 그리고 그로부터의 연결이 예시된다.

전류 공유 정지 스위치(101)는 반병렬로 연결된(anti parallel-connected) 사이리스터(210, 211) 및 사이리스터 구동 회로(212)를 포함한다. 사이리스터 구동 회로(212)는 제어 라인 114를 통해 제어기(103)로부터 제어 신호를 수용한다. 제어 라인 114상의 제어 신호가 'HIGH'인 경우, 사이리스터 구동 회로(212)는 사이리스터(210, 211)에 점호 신호를 제공하여 각각의 사이리스터(210, 211)가 도전성되도록 하는 동시에 각자의 적절한 전압 극성이 인가되도록 한다. 이와 반대로, 제어 라인 114상의 신호가 'LOW'인 경우, 사이리스터 구동 회로(212)는 사이리스터(210, 211)에 점호 신호를 제공하지 않으며, 사이리스터(210, 211)는 그들(210, 211)을 통하는 각자의 전류가 0에 도달하는 경우 개방 회로를 형성한다.

직렬 주입 인버터(102)는 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200), 브릿지 구동 유닛(205, 206), 스위칭 하모닉스 필터(switching harmonics filter), 및 라인 116 및 117으로 에너지 저장 유닛(104)으로부터 공급된 DC 공급 전압이 걸리도록 연결되는 DC 버스 캐패시터(209)를 포함한다. 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)는 반병렬로 연결된 프리휠링 다이오드(freewheeling diode; 201, 202, 203, 204)를 갖는 4개의 IGBT(Insulated-Gate-Bipolar-Transistor)로 구성된다. 스위칭 하모닉스 필터는, 직렬 연결된 인덕터(208) 및 캐패시터(207)로 구성되고, 인덕터(208)가 양의 출력 단자 '+'에 연결되고 캐패시터(207)가 음의 출력 단자'-'에 연결된 채로 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)의 출력 단자들 사이에 연결된다. 캐패시터(207)와 인덕터(208) 사이의 연결점은 직렬 주입 인버터의 출력 단자를 형성하는 와이어 108에 연결되는 반면, 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)의 음의 출력 단자는 직렬주입 인버터의 입력 단자를 형성하는 와이어 107에 연결된다.

직렬 주입 인버터(102)는 제어 라인 112 및 113으로 시스템 제어기(103)로부터의 제어 신호를 수용한다. 제어 라인 112상의 제어 신호가 'HIGH'인 경우, IGBT 203은 도전 모드(conductive mode)가 되고, 또한 제어 라인 112상의 제어 신호는 브릿지 구동 유닛 206에 의해 역전(invert)되기 때문에, IGBT 204는 컷-오프 모드(cut-off mode)가 되며, 반대의 경우도 그러하다. 이와 유사하게, 제어 라인 113상의 제어 신호가 'HIGH'인 경우, IGBT 201은 도전 모드가 되고, 또한 제어 라인 113상의 제어 신호는 브릿지 구동 유닛 205에 의해 역전되기 때문에, IGBT 202는 컷-오프 모드가 되며, 반대의 경우도 그러하다.

시스템 제어기(103)는 라인 116 및 117에 연결된 라인 110 및 111을 통해 에너지 저장 유닛(104)에 의해 직렬 주입 인버터(102)로 공급된 DC 버스 전압을 측정한다.

도 3은 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)의 시스템 제어기(103)의 개략적 상세도이다. 도 3의 개략도는 시스템 제어기(103)의 디지털 회로 구현을 도시하나, 시스템 제어기(103)는 아날로그 회로로 또는 디지털 회로와 아날로그 회로의 조합으로 구현될 수 있다.

도 1 및 도 2와 관련하여 서술된 바와 같이, 시스템 제어기(103)는 5개의 입력을 수용하며, 이들 입력은,

와이어 107로부터 획득된 다이내믹 전압 보상기(100)로의 입력 전압 신호;

와이어 108로부터 획득된 다이내믹 전압 보상기(100)의 출력 전압 신호;

전류 센서 118에 의해 측정되고 신호 와이어 115를 통해 제공되는, 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류;

전류 센서 119에 의해 측정되고 신호 와이어 120을 통해 시스템 제어기(103)에 제공되는, 직렬 주입 인버터(102)를 통하는 전류; 및

신호 와이어 110 및 신호 와이어 111를 통해 수용되는 전압들의 차이이며, 신호 와이어 110 및 신호 와이어 111을 통해 수용된 전압을 차동 감쇠 회로(differential attenuation circuit; 306)를 통과시킴으로써 획득된 직렬 주입 인버터(102)의 DC 버스 전압이다.

아날로그 형태인 이들 입력 각각은 아날로그 디지털(A/D) 컨버터(301, 302, 303, 305, 304)에 의해 디지털 형태로 각각 변환된다. 또한, 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)로의 입력 전압 신호의 디지털 신호는 디지털 필터(307)에 의해 미리 처리된다(pre-processed).

시스템 제어기(103)의 출력들은, 제어 라인 113을 통해 출력된 IGBT 201 및 IGBT 202에 대한 제어 신호, 제어 라인 112을 통해 출력된 IGBT 203 및 IGBT 204에 대한 제어 신호, 및 제어 라인 114를 통해 출력된 전류 공유 정지 스위치(101)의 사이리스터 구동 회로(212)에 대한 제어 신호이다. 중립 와이어(109)는 시스템 제어기(103)의 내부 접지에 연결되고 이는 도 3에서 도면부호 327로 표시되어 있다.

과전류 검출 블록(314)은, 입력들로서 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류의 디지털 버전 및 직렬 주입 인버터(102)를 통하는 전류의 디지털 버전을 수용하고, 과전류 상태가 존재하는지의 여부를 판정한다. 과전류 검출 블록(314)이전류 공유 정지 스위치(101)(도 2) 또는 직렬 주입 인버터(102) 중 어느 하나를 통하는 전류가 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)의 IGBT의 용량(capability)보다 높다고 판정하는 경우, 상기 과전류 검출 블록(314)은 신호 와이어 360를 통해 'LOW' 신호를 출력한다. 신호 와이어 360상의 신호는 보통 'HIGH'이다. 신호 와이어 360상의 'LOW' 신호는 NAND 게이트(321)를 통해 전류 공유 정지 스위치(101)를 'ON'으로 유지 또는 전환(turn)시키고 AND 게이트(324a, 324b)를 통해 제어 라인 112 및 113에 'LOW' 신호를 공급하여 IGBT 201 및 203을 'OFF'로 IGBT 202 및 204는 'ON'으로 된다. 그리하여, 이러한 과전류 상태 하에서 전류 공유 정지 스위치(101)는 도전 모드로 되는 한편 직렬 주입 인버터(102)는 와이어 107 및 와이어 108 사이에 어떠한 에너지도 주입하지 않는다. 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)는 과전류 상태 하에서의 전압 딥을 보상하지 않는다.

작동 시, 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)로의 입력 전압의 필터링된 디지털 신호는 기준 테이블-업데이팅 블록(reference table-updating block; 308)으로 전송된다. 기준 테이블 업데이팅 블록(308)은 신호 와이어 345상의 신호에 의해 제어된다. 정상 작동 상태 또는 전류 공유 모드 시의 경우와 같이 신호 라인 345상의 신호가 'LOW'인 경우, 기준 테이블-업데이팅 블록(308)은 와이어 107상의 입력 전압의 디지털 표현(digital representation)을 저장하는 기준 신호 테이블을 계속 업데이트한다. 전압 딥이 검출된 경우와 같이 신호 와이어 345상의 신호가 'HIGH'인 경우, 기준 테이블-업데이팅 블록(308)은 이용가능한 기준 신호 테이블을 동결(freeze)한다. 기준 테이블-업데이팅 블록(308)은 기준 신호를 생성하며, 이는 전압 딥 상태를 검출하도록 신호 와이어 362를 통해 딥 검출 블록(309)으로, 또한 주입 전압 신호를 생성하도록 신호 라인 341을 통해 뺄셈기 310 및 311로 공급된다.

뺄셈기 310은 신호 와이어 341상의 기준 신호와, 신호 와이어 340를 통한 와이어 107상의 입력 전압의 필터링된 디지털 신호와의 차이를 계산한다. 뺄셈기 311은 신호 라인 341상의 기준 신호와 신호 라인 342 상의 출력 전압의 디지털 신호간의 차이를 연산하고, 그 후 이는 PI 제어부(312)를 통해 조정된다. 그 후, 뺄셈기 310과 PI 제어부(312)로부터의 출력들의 합은 덧셈기(313)에 의해 계산되어 입력으로서 펄스 폭 변조(PWM) 발생기(318)에 제공된다. 또한, PWM 발생기(318)는 신호 와이어 343 및 신호 와이어 344상의 PWM 스위칭 신호의 생성 시 A/D 컨버터(304)로부터의 직렬 주입 인버터(102)의 DC 버스 전압을 사용한다.

딥 검출 블록(309)은, 입력들로서 신호 라인(340)을 통한 와이어 107상의 입력 전압의 필터링된 디지털 신호, 기준 테이블-업데이팅 블록(308)으로부터의 기준 신호, 신호 라인 342를 통한 와이어 108상의 출력 전압의 디지털 신호, 및 신호 와이어 346을 통한 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류의 디지털 버전을 수용하고, 이들 입력으로부터 전압 딥이 발생되었는지, 어떤 종류의 힘 전류(轉流)(force commutation; 이하 FC라 함)가 인가되어야 하는 지 그리고 상기 FC가 완료되는 지를 판정한다. 딥 검출 블록(309)은 NAND 게이트 326 및 NAND 게이트 321을 통해 전류 공유 정지 스위치(101)에 대해 신호 와이어 353상에 제공된 출력으로서 도전 각도 제어 신호(conduction angle control signal), 및 블록 315로 신호 와이어 351 및 352상에 제공되는 출력으로서 2-비트 신호를 생성한다. 바람직한 구현에서, 딥 검출 블록(309)은, 단지 기준 테이블-업테이팅 블록(308)으로부터의 기준 신호의 순간적 값이 저장된 피크 값의 30%보다 높은 경우에만 전압 딥이 발생되었는지를 판정한다.

전류의 각각의 영점 교차(zero crossing) 이후에 사전설정된 지연시간이 경과된 경우, 라인 353상의 도전 각도 제어 신호는 'HIGH'로 설정된다. 도전 각도 제어 신호는 전류의 후속 영점 교차 이전에 다시 'LOW'로 설정된다. 전류 공유 정지 스위치의 도전 각도가 180 전기적 각도(electric-degree)로 설정되는 경우, 전류의 각각의 영점 교차 후의 지연시간은 영으로 설정된다. 이 경우, 신호 와이어 353상의 도전 각도 제어 신호는 항상 'HIGH'로 설정된다.

블록 315는 딥 검출 블록(309)으로부터 수용된 2-비트 신호를 신호 와이어 350, 349, 348 및 347상에 제공된 4개의 신호로 디코드한다. 2-비트 신호가 '00'인 경우, 신호 라인 350상의 신호는 'HIGH'로 설정되고 다른 3개의 신호들은 'LOW'로 설정된다. 2-비트 신호가 '01'인 경우, 신호 라인 349상의 신호는 'HIGH'로 설정되고; 다른 3개의 신호들은 'LOW'로 설정된다. 2-비트 신호가 '10'인 경우, 신호 라인 348상의 신호는 'HIGH'로 설정되고; 다른 3개의 신호들은 'LOW'로 설정된다. 마지막으로, 2-비트 신호가 '11'인 경우, 신호 라인 347상의 신호는 'HIGH'로 설정되고; 다른 3개의 신호들은 'LOW'로 설정된다.

신호 와이어 362상에 제공된 기준 신호와, 신호 와이어 340상에 제공된 입력 전압의 필터링된 디지털 신호간의 차이가 사전정의된 세팅보다 크고, 그리고 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류의 디지털 버전은 음인 경우, 딥 검출 블록(309)은 2 비트 신호 '00'을 생성한다. 이 2-비트 신호 '00'은 양의 FC(Positive FC)가 필요하다는 것을 나타낸다.

신호 와이어 362상에 제공된 기준 신호와, 신호 와이어 340상에 제공된 입력 전압의 필터링된 디지털 신호간의 차이가 사전정의된 세팅보다 크고, 그리고 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류의 디지털 버전은 양인 경우, 딥 검출 블록(309)은 2 비트 신호 '01'을 생성한다. 이 2-비트 신호 '01'은 음의 FC(Negative FC)가 필요하다는 것을 나타낸다.

신호 와이어 362상에 제공된 기준 신호와, 신호 와이어 340상에 제공된 입력 전압의 필터링된 디지털 신호간의 차이가 사전정의된 세팅보다 크고, 그리고 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류의 디지털 버전의 영점 교차가 검출된 경우, 딥 검출 블록(309)은 2 비트 신호'11'를 생성한다. 이 2-비트 신호 '11'은 FC가 완료되고 직렬 전압 주입이 시작될 수 있다는 것을 나타낸다. 통상적으로, 이 상태는 2-비트 신호 '00' 또는 '01'이 생성된 상기 상태 중 하나에 후속된다.

정상 작동 시, 즉 신호 와이어 362상에 제공된 기준 신호와 신호 와이어 340상에 제공된 입력 전압의 필터링된 디지털 신호간의 차이가 사전정의된 세팅보다 작은 경우, 딥 검출 블록(309)은 2 비트 신호 '10'을 생성하는데 이는 딥 보상이 필요하지 않다는 것을 나타내며 토글링 상태(toggling state)로도 칭해진다. 신호 와이어 348상의 신호는 'HIGH'로 설정되고; 그리고 다른 3개의 신호들은 블록 315에 의해 'LOW'로 설정되어, OR 게이트 316의 출력이 'LOW'가 되게 한다. 이 상태 중에는, 신호 와이어 345상의 신호 또한 'LOW'이고 기준 테이블-업데이팅 블록(308)은 기준 신호 테이블을 계속 업데이트한다. OR 게이트 316의 출력은, 라인 353상의 도전 각도 제어 신호를 갖는 AND 게이트로 공급되기 이전에 INVERT 게이트 325에 의해 역전된다. 이 정상 상태 시, 신호 와이어 361상에 제공된 INVERT 게이트 325의 출력은 'HIGH'이다. 과전류 상태가 없을 때에는, 라인 114상의 신호의 상태는 신호 와이어 353상의 도전 각도 신호와 같을 것이다. 따라서, 과전류 상태가 없을 때, 전류의 위상 각도가 도전 각도내에 있는 경우(신호 와이어 353상의 신호가 'HIGH'인 경우)에는, 제어 라인 114가 'HIGH'로 되고 사이리스터 구동 회로(212)가 사이리스터(210, 211)에 점화 신호를 제공한다.

신호 라인 350, 349 또는 347상의 신호 중 어느 하나라도 하이인 경우, 이는 딥 검출 블록(309)이 전압 딥을 검출하고 각각 2 비트 신호'00', '01' 또는 '11'을 생성하는 경우에 생기는데, OR 게이트 316상의 출력은 'HIGH'이고, 신호 와이어(361)상의 신호는 'LOW'이다. 과전류 상태가 없을 때, 전압 딥이 검출되는 경우에는, 제어 라인 114는 신호 353상의 도전 각도 제어 신호의 상태와 관계 없이 'LOW'로 되고, 사이리스터 구동 회로(212)는 사이리스터(210, 211)에 점화 신호를 제공하지 않는다. 또한, 신호 와이어 345상의 신호는 'HIGH'이고 기준 테이블-업데이팅 블록(308)은 이용가능한 기준 신호 테이블을 프리즈한다.

그리하여, 상기로부터, 전압 딥이 검출되고 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류가 영점을 교차한 경우, 전류 공유 정지 스위치(101)는 'OFF'로 된다. 과전류 상태가 검출되고; 또는 딥 보상이 요구되지 않으며 전류 위상이 도전 위상 각도내에 있는 경우, 전류 공유 정지 스위치(101)는 'ON'으로 전환 또는 유지된다.전류 공유 모드에서, 전류의 위상이 도전 위상 각도내에 있는 경우, 정적 전류 공유 스위치(101)는 'ON'으로만 된다.

상기에 설명된 바와 같이, 양의 FC가 요구되고 2-비트 신호가 '00'인 경우, 신호 와이어 350상의 신호는 'HIGH'로 설정된다. 또한, OR 게이트 322 후의 신호 와이어 358상의 신호도 'HIGH'이다. 과전류 상태가 없을 때, AND 게이트 324a의 출력은 'HIGH'이고, 이는 제어 라인 112가 'HIGH'가 되게 하며, IGBT 203은 'ON'으로 되는 한편 IGBT 204는 'OFF'로 된다. 신호 와이어 347상의 신호가 'LOW'이므로, 신호 와이어 354, 356 및 367상에 각각 제공된 AND 게이트 319, 320a 및 320b의 출력은 'LOW'이며, 신호 와이어 349상의 신호가 또한 'LOW'이므로, 신호 와이어 359상에 제공된 OR 게이트의 출력도 'LOW'이다. AND 게이트 324b의 출력은 'LOW'인데, 이는 제어 라인 113이 'LOW'가 되게 하며, IGBT 202는 'ON'으로 되는 한편 IGBT 201은 'OFF'로 된다.

유사한 방식으로, 음의 FC가 요구되고 2-비트 신호가 '01'인 경우, 신호 와이어 349상의 신호는 'HIGH'로 설정되고, 이로 인해 OR 게이트 323 후의 라인 359상의 신호도 'HIGH'가 된다. 과전류 상태가 없을 때, AND 게이트 324b의 출력은 'HIGH'인데, 이는 제어 라인 113이 'HIGH'가 되게 하며, IGBT 201은 'ON'으로 되는 한편 IGBT 202는 'OFF'로 된다. 신호 와이어 347 및 348상의 신호가 'LOW'이므로, AND 게이트 320a 및 319의 출력은 'LOW'이며, 신호 와이어 350상의 신호가 'LOW'이므로, OR 게이트 322 후의 라인 358상의 신호 또한 'LOW'이다. 라인 112상의 신호는 AND 게이트 324a에 의해 'LOW'가 되고, IGBT 204은 'ON'으로 되며 IGBT 203은'OFF'로 된다.

(2-비트 신호 '00' 및 '01'에 각각 대응하는) 음의 또는 양의 FC 후에, 전류 공유 정지 스위치(101)를 통하는 전류의 디지털 버전의 영점 교차가 검출되는 경우, 2-비트 신호는 딥 보상을 위해 '11'이다. 신호 라인 347상의 신호가 'HIGH'로 설정되고 블록의 다른 3개의 출력 신호들은 로우로 설정된다. PWM 발생기(318)에 의해 발생된 신호 와이어 343 및 344상의 PWM 스위칭 신호는 제어 라인 112 및 113에 각각 스위칭된다. 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)(도 2)의 IGBT 201, 202, 203 및 204는 PWM 출력을 발생하도록 PWM 스위칭 신호에 의해 제어되는데, 이는, 인덕터(208) 및 캐패시터(207)에 의해 제공된 필터링 후, 결과적으로 딥이 없는 라인 108상의 다이내믹 전압 보상기의 출력 전압을 만드는 요구되는 사인형상의 신호를 생성한다.

마지막으로, 딥 보상이 요구되지 않는 경우, 토글 상태(toggle state), 즉 2-비트 신호가 '10'이고 신호 와이어 348상의 신호는 'HIGH'로 설정된다. 신호 와이어 348상의 'HIGH' 신호 및 블록 317에 의해 제공된 토글링 신호가 입력들로서 AND 게이트 310에 제공되므로, 신호 와이어 354상에 제공된 AND 게이트 319의 출력은 토글 신호의 그 상태이다. 또한, OR 게이트 322 및 323의 출력은 상기 토글 신호와 토클링된다. 과전류 상태가 없을 때, AND 게이트 324a 및 324b의 출력 또한 토글링되어, 제어 라인 112 및 113을 토글링한다. 블록 317의 토글 신호가 'HIGH'인 경우, IGBT 201 및 203은 'ON'으로 되는 한편 IGBT 202 및 204는 'OFF'로 된다. 그 후, 블록 317의 토글 신호가 'LOW'로 스위칭되는 경우, IGBT 201 및 203은'OFF'로 되는 한편 IGBT 202 및 204는 'ON'으로 된다. 토글링 상태 시, 풀 브릿지형 스위칭 디바이스(200)의 출력 단자, 즉 '+' 및 '-'단자는 음의 DC 버스(221)로부터 양의 DC 버스(220)으로 동시에 스위칭되거나, 또는 양의 DC 버스(220)로부터 음의 DC 버스(221)로 동시에 스위칭된다. 이들 토글링 상태들 중 어느 것도 입력 단자(107)와 출력 단자(108) 사이에 여하한의 교란(disturbance)을 유발하지 않는다. 토글링 상태 시, 전류의 각각의 영점 교차 이후에 그리고 이전에 라인 353상의 도전 각도 신호는 'HIGH'로 설정되기 전에, 전류 공유 정지 스위치(101)는 비도전성(non-conductive)되며 부하 전류는 단락 모드에 있는 인버터(102)를 통해 흐르게 된다. 라인 353상의 도전 각도 제어 신호는 사전정의된 지연시간 이후에 'HIGH'로 설정되고, 전류 공유 정지 스위치(101)는 도전되며 부하 전류는 전류 공유 정지 스위치(101)를 통해 흐르게 된다.

통상적으로, 전력 보상 장치는 전압 딥이 검출되지 않는 상태에서 몇 달 또는 심지어 수년간 작동한다. 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)는 이러한 전압 딥이 없는 기간 동안 직렬 주입 인버터(102)의 스위칭 디바이스(201, 202, 203, 204) 및 전류 공유 정지 스위치(101)의 스위칭 기능성(switching functionality)을 시험(prove)한다. 특히, 전류 공유 정지 스위치(101)의 스위칭 기능성은 도전 각도 제어를 통해 시험되는 한편, 스위칭 디바이스(201, 202, 203, 204)의 스위칭 기능성은 토글 스위칭에 의해 시험된다. 토글 스위칭의 주파수는 블록 317의 신호의 주파수에 의해 제어되며, 이는 스위칭 디바이스(201, 202, 203, 204)의 스위칭 기능성이 얼마나 자주 시험되어야 하는지에 따라 판정된다. 바람직한 구현에서, 토글링주파수는 0.1㎐이다.

도 4는 전류 공유 정지 스위치를 갖는 다이내믹 전압 보상기의 3-상 구현을 예시하는 개략적 블록도이다. 실제로, 도 2에 예시된 전류 공유 정지 스위치를 갖는 다이내믹 전압 보상기의 3개의 단상 구현은 3-상 다이내믹 전압 보상기를 형성하도록 조합된다. 도 4에는, 위상-b 및 위상-c에 대한 제어 라인, 신호 라인, 에너지 저장 유닛 및 직렬 주입 인버터가 예시되지 않는다. 3개의 독립적인 시스템 제어기는 다이내믹 직렬 전압 보상기의 3-상 구현에 사용될 수 있으나, 통상적으로 단일 제어기가 도 3에 대해 서술된 원리를 이용하여 3개의 직렬 주입 인버터 및 3개의 전류 공유 정지 스위치를 제어하는데 사용된다.

도 5a는 와이어 107상의 AC 전력원(105)(도 1)으로부터의 통상적인 전압 딥의 오실로그램(501)을 도시한다. 도 5b는 도 5a에 예시된 전압 딥 시, 와이어 108상의 단상 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)의 출력 전압의 오실로그램(502)을 도시한다. 도 6a는 3-상 AC 전력원(105)으로부터의 통상적인 전압 딥의 오실로그램(601)을 도시하고, 도 6b는 도 6a에 예시된 전압 딥 시, 3-상 다이내믹 직렬 전압 보상기(도 4)의 출력 전압의 오실로그램(602)을 도시한다. 입력 전압(501, 602)에 나타난 전압 딥은 출력 전압(502, 602)에서는 딥이 없도록 보상된다.

본 발명의 실시예들의 장점은 매우 많다. 한가지 장점은, 전류 공유 모드 시 또는 AC 전력원(105)으로부터의 전압 딥이 없는 경우에, 부하 전류는 전류 공유 정지 스위치(101) 및 직렬 주입 인버터(102)에 의해 공유된다는 것이다. 부하 전류의 대부분(main fraction)이 도전 모드 시 전압 강하가 매우 적은(1V 미만) 전류 공유정지 스위치(101)를 통해 흐르기 때문에, 다이내믹 직렬 전압 보상기(100)의 입력과 출력 사이의 명백한 전압 강하가 없다.

본 발명의 실시예들의 또 다른 장점은, 전류 공유 모드 시 또는 AC 전력원(105)으로부터의 전압 딥이 없는 경우에, 부하 전류의 일부만이 인버터(102)를 통해 흐르므로, 인버터(102) 및 필터(도 2에 예시된 캐패시터(207) 및 인덕터(208))의 크기가 작게 유지될 수 있다는 것이다.

본 발명의 실시예들의 또 다른 장점은, 전류 공유 모드 시 또는 AC 전력원(105)으로부터의 전압 딥이 없는 경우에, 전류 공유 정지 스위치(101) 및 인버터(102)의 스위칭 디바이스(201, 202, 203, 204, 210, 211)의 스위칭 기능성은 토글링 스위치 및 도전 각도 제어를 통해 계속 시험된다는 것이다.

상기 서술내용은 본 발명의 몇몇 실시예만을 서술한 것으로, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 수정 및/또는 변형될 수 있으며, 상기 실시예들은 예시일 뿐 그것으로 제한되지 않는다.

Claims

교류 전력 시스템에서의 전압 딥을 보상하는 다이내믹 직렬 전압 보상기에 있어서,

DC 전압의 형태로 에너지를 저장하는 에너지 저장 유닛;

상기 다이내믹 전압 보상기의 입력 단자와 출력 단자 사이에 연결되어 상기 입력 단자와 상기 출력 단자를 선택적으로 연결시키는 전류 공유 정지 스위치;

상기 전류 공유 정지 스위치와 병렬로 연결되어 상기 DC 전압을 상기 에너지 저장 유닛으로부터 AC 전압으로 변환하는 직렬 주입 인버터; 및

상기 입력 단자상의 전압 딥을 검출하고 상기 전류 공유 정지 스위치 및 상기 직렬 주입 인버터를 제어하는 시스템 제어기를 포함하고,

전압 딥이 검출되지 않는다면, 상기 시스템 제어기는 전류 사이클의 적어도 일부분 동안 도전되도록 상기 전류 공유 정지 스위치를 제어하고, 상기 출력 단자로 전류의 일부분을 안내하도록 상기 직렬 주입 인버터를 제어하며, 상기 시스템 제어기가 전압 딥을 검출할 때, 상기 시스템 제어기는 비도전되도록 상기 전기 공유 정지 스위치를 제어하고 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 전압 신호를 주입하도록 직렬 주입 인버터를 제어하여 상기 전압 딥을 보상하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제1항에 있어서,

전압 딥이 검출되지 않는다면, 상기 시스템 제어기는, 상기 전류 공유 정지 스위치를 통하는 전류가 영점을 교차한 후 사전설정된 기간동안 비도전성이 되도록 하고, 상기 전류 공유 정지 스위치를 통하는 상기 전류가 그 후 다시 영점을 교차할 때까지 도전되도록 상기 전류 공유 정지 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제1항에 있어서,

반-병렬로 연결된 사이리스터; 및

상기 시스템 제어기로부터 제어 신호를 수용하고 상기 제어 신호에 응답하여 상기 반-병렬로 연결된 사이리스터에 점호 신호를 제공하는 사이리스터 구동 회로를 포함하고, 전압 딥이 검출되지 않는다면, 상기 시스템 제어기는, 상기 전류 공유 정지 스위치를 통하는 전류가 영점을 교차한 후 사전설정된 기간 이후에 상기 점호 신호를 제공하도록 상기 사이리스터 구동 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제3항에 있어서,

상기 직렬 주입 인버터에 의해 상기 출력 단자로 공급된 상기 전류의 상기 일부분은 상기 사전설정된 기간을 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제1항에 있어서,

상기 직렬 주입 인버터는 풀 브릿지형 스위칭 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제5항에 있어서,

상기 전류 공유 정지 스위치가 도전되도록 제어되는 동안, 상기 스위칭 디바이스는 상기 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 전압 신호가 주입되지 않도록 스위칭되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제5항에 있어서,

상기 풀 브릿지는 반-병렬로 연결된 프리휠링 다이오드를 갖는 4개의 IGBT를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제5항에 있어서,

상기 직렬 주입 인버터는 캐패시터 및 인덕터를 포함하는 로우 패스 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제1항에 있어서,

상기 시스템 제어기는, 전압 딥이 검출되지 않는 경우 상기 입력 단자상의 전압을 나타내는 값들을 저장하는 기준 신호 테이블을 포함하고, 상기 기준 신호테이블내의 상기 값들을 이용하여 상기 전압 딥을 검출하고 상기 직렬 주입 인버터에 의해 주입된 상기 전압 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제9항에 있어서,

상기 시스템 제어기는, 상기 입력 단자상의 전압과 상기 기준 신호 테이블내에 저장된 해당 값과의 차이가 사전설정된 값을 초과하는 경우 상기 전압 딥을 검출하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제10항에 있어서,

상기 시스템 제어기는, 상기 기준 신호 테이블내의 상기 해당 값이 상기 기준 신호 테이블내에 저장된 피크 값의 30%를 초과하는 경우에만 전압 딥 검출을 실행하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제9항에 있어서,

상기 기준 신호 테이블은, 상기 전압 딥이 검출되는 경우에 동결되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제9항에 있어서,

상기 입력 단자상의 전압과 상기 기준 신호 테이블내에 저장된 해당 값과의차이가 적어도 상기 직렬 주입 인버터에 대해 펄스 폭 변조 제어 신호를 생성하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제13항에 있어서,

상기 출력 단자상의 전압과 상기 기준 신호 테이블내에 저장된 해당 값과의 차이가 상기 펄스 폭 변조 제어 신호를 생성하는데 더 사용되는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제1항에 있어서,

상기 시스템 제어기는 상기 직렬 주입 인버터를 통하는 전류 및 상기 전류 공유 정지 스위치를 통하는 전류를 모니터링하여 과전류 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제15항에 있어서,

상기 시스템 제어기는, 상기 전류 공유 정지 스위치를 통하는 전류 또는 상기 직렬 주입 인버터를 통하는 전류 중 1이상이 상기 직렬 주입 인버터의 스위칭 디바이스의 용량보다 높다는 것을 검출하는 경우, 전체 전류 사이클 동안 도전되도록 상기 전류 공유 정지 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.
제1항에 있어서,

상기 에너지 저장 유닛은 울트라 캐패시터, 플라이휠 시스템 및 배터리 뱅크 중 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이내믹 직렬 전압 보상기.