KR20090105342A

KR20090105342A - 전압제어를 이용한 전력발전 시스템 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR20090105342A
Application number: KR1020080030727A
Authority: KR
Inventors: 고희상
Original assignee: 고희상
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-07

Abstract

본 발명은 전압제어를 이용한 전력발전 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 전력을 생성하는 다수개의 발전기; 상기 발전기마다 연결되며, 상기 전력을 변환하는 전력변환부; 상기 전력변환부와 직,간접적으로 연결되는 전력계통망의 계통연계점에서 측정된 측정전압(Vm)과 계통연계점의 기준전압(Vs)를 비교하여 오차전압(e_v)을 산출하는 전압비교기; 상기 오차전압(e_v)을 입력받아 선형제어를 수행하는 선형제어기와, 상기 선형제어기의 누적현상(saturation)을 방지하는 누적방지기를 포함하며 무효전력값(Q_p)을 산출하는 중앙제어기; 및 상기 무효전력값(Q_p)을 분배하는 분배기와, 상기 분배기에서 제공되는 분배된 무효전력값(Q_p)과 각각의 상기 전력변환부에서 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)의 비교를 수행하여 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)을 산출하는 구동기, 및 상기 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)의 합과 상기 분배기의 출력의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출하는 구동비교기를 구비하는 선형분배기를 포함하며, 상기 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)은 제어신호로 상기 전력변환부 마다 인가되고, 상기 전력변환부로 부터의 무효전력(Q_p _,j)을 계통으로 보상하여 계통연계점 전압제어를 수행하여 안정한 전력발전 시스템을 제공한다. 또한, 그 구동방법도 제공한다

따라서, 계통연계점의 전압을 제어하기 위해 전력변환부의 무효전력을 제어함으로서 계통사고에 의한 전압저하, 전압상승 등을 방지하고 나아가 발전기가 동시 차단되는 것을 방지할 수 있다.

결국, 추가적인 장비나 공정 없이도 신뢰성있고, 효율적인 전력발전 시스템을 구현하여 안정적인 전력품질을 얻을 수 있다.

전력발전, 계통연계, 전압제어, 전력변환부, 무효전력, 선형제어, 선형분배

Description

전압제어를 이용한 전력발전 시스템 및 그 구동방법{Power generation system using voltage control and driving method of the same}

본 발명은 전압제어를 이용한 전력발전 시스템 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력변환부를 구비하는 분산형 전력발전 시스템의 안정한 운영을 위해 계통연계점에서의 전압제어를 구현하는 전력발전 시스템 및 그 구동방법에 관한 것이다.

최근 에너지 비용의 상승에 따라 태양광 발전, 풍력 발전과 같이 수용가 지역에 분산설치되는 분산전원의 시장 확대가 가속화되고 있다. 특히, 원유값 상승과 환경문제를 고려한 대체 에너지에 의한 발전 사업은 차세대의 중요한 기술이다.

상기 대체 에너지를 이용한 분산형전원(태양광발전설비, 풍력발전설비, 연료전지발전설비 등)은 기존의 상용전력계통과 연계되어 전력을 공급하는데, 이 경우 계통연결의 안정성 및 효율성 구현이 매우 중요하다.

하지만, 종래에는 전력사고시 계통연계되어 운전되고 있던 특히 분산형 전원 을 이용하는 발전기들이 동시에 차단되었는데, 이 경우 계통의 전압과 주파수의 변동을 초래하여 전력계통의 안정도에 심각한 문제를 초래하게 된다.

이러한, 문제점을 해결하고 계통운영의 안정성을 도모하기 위해 커패시터 뱅크라는 부가장치를 설치하여 계통연계점에서의 전압강하를 해결하고 있으나, 상기 커패시터 뱅크를 사용하는 방식은 응답성 및 정밀함이 떨어질 뿐만 아니라 연속적인 제어가 불가능한 문제점이 있다. 따라서, 갑작스런 전압변동을 보상하는데는 그 한계가 있다.

또한, 다이내믹 커패시터 뱅크를 설치하여 보완할 수도 있으나, 이 역시 고비용이 소요될 뿐만 아니라 제어가 복잡함으로 현실적인 해결책이 되지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발전기마다 구비되는 전력변환부의 무효전력을 이용하여, 계통연계점에서의 전압제어를 수행하여 전력발전 시스템의 안정한 계통운영을 위한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템 및 그 구동방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 전력을 생성하는 다수개의 발전기; 상기 발전기마다 연결되며, 상기 전력을 변환하는 전력변환부; 상기 전력변환부와 연결되는 전력계통망의 계통연계점에서 측정된 측정전압(Vm)과 계통연계점의 기준전압(Vs)를 비교하여 오차전압(e_v)을 산출하는 전압비교기; 상기 오차전압(e_v)을 입력받아 선형제어를 수행하는 선형제어기와, 상기 선형제어기의 누적현상(saturation)을 방지하는 누적방지기를 포함하며 무효전력값(Q_p)을 산출하는 중앙제어기; 및 상기 무효전력값(Q_p)을 분배하는 분배기와, 상기 분배기에서 제공되는 분배된 무효전력값(Q_p)과 각각의 상기 전력변환부에서 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)의 비교를 수행하여 무효전력 기준값(Q^set _j,S)을 산출하는 구동기, 및 상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)의 합과 상기 분배기의 출력의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출하는 구동비교기를 구비하는 선형분배기를 포함하며, 상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)은 제어신호로 상기 전력변환부 마다 인가되는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 상기 목적은 전력계통망의 계통연계점에서 전압을 측정하여 측정전압(Vm)을 얻는 제1단계; 측정된 상기 측정전압(Vm)과 계통연계점의 기준전압(Vs)을 비교하여 오차전압(e_v)를 산출하는 제2단계; 상기 오차전압(e_v)을 중앙제어기의 선형제어기로 선형제어하여 무효전력값(Q_p)을 산출하는 제3단계; 전력변환부 마다 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)과 분배된 무효전력값(Q_p)의 비교를 수행하여 무효전력 기준값(Q^set _j,S)을 산출하고 전력변환부 마다 인가하는 제4단계; 상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)의 합과 분배된 무효전력값(Q_p)의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출하는 제5단계; 및 상기 편차신호(e_s)가 누적방지기를 통해 상기 오차전압(e_v)과의 합을 수행하고, 상기 선형제어기로 입력되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법에 의해서도 달성된다.

따라서, 본 발명의 전압제어를 이용한 전력발전 시스템 및 그 구동방법은 전력변환부의 무효전력을 이용함으로써 계통사고에 의한 전압저하, 전압상승 등을 방지하고 나아가 발전기가 동시 차단되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구성도이다.

도 1를 참조하면, 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템은 다수개의 발전기(10), 상기 발전기(10) 마다 연결되며, 구비되는 전력을 변환하는 다수개의 전력변환부(20), 상기 전력변환부(20)와 직접 또는 간접적으로 연결되는 전력계통망(30), 상기 전력계통망(30)의 계통연계점에서 오차전압(e_v)을 산출하기 위한 전압비교기(40), 무효전력값(Q_p)을 산출하기 위한 중앙제어기(60) 및 상기 전력변환부(20)에 제어신호를 공급하는 선형분배기(70)를 포함하며 구성된다.

보다 자세하게, 상기 발전기(10)는 전력을 생성하는 전기발생장치로 다수개(1 내지 n)가 구비된다. 이러한, 발전기(10)는 대체 에너지 발전설비로 분산형 전원인 태양광발전설비, 풍력발전설비 및 연료전지발전설비 중 어느 하나일 수 있다.

다음으로, 상기 전력변환부(20)는 상기 발전기(10) 마다 구비되며, 상기 발전기(10)에서 생성되는 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 전력변환장치이다. 이러한, 전력변환부(20)는 교류-직류 컨버터(미도시)와 직류-교류 인버터(미도시)로 구성될 수 있어서 상기 발전기(10)에서 생성된 불안정한 전력을 일정한 출력으로 제어하여 보다 신뢰성 있는 전력품질을 얻을 수 있다.

다음으로, 상기 전력계통망(30)은 상기 발전기(10)에서 전력변환부(20)를 통해 공급된 전력이 실질적으로 사용자에게 공급되기 위해 상용전력계통(미도시)으로 전력을 공급하는 수단이다. 전력변환부(20)로 부터 제공되는 무효전력(Q_p _,j)을 보상 하여 계통연계점 전압제어를 수행한다.

다음으로, 상기 전압비교기(40)는 상기 전력계통망(30)의 계통연계점에서 측정된 측정전압(Vm)과 상기 전력계통망(30)의 계통계연점에서의 기준전압(Vs)을 비교하여 전압차인 오차전압(e_v)을 산출하기 위한 장치이다.

다음으로, 상기 중앙제어기(60)는 상기 오차전압(e_v)을 선형제어를 수행하여 계통연계점의 전압제어를 위해 필요한 무효전력값(Q_p)을 산출하는 선형제어기 및 상기 선형제어기의 누적현상(saturation)을 방지하는 누적방지기를 포함한다.

다음으로, 상기 선형분배기(70)는 상기 중앙제어기(60)의 선형제어기(61)를 통해 산출되는 무효전력값(Q_p)을 전력변환부(20)마다 분배하는 분배기(71)와, 상기 분배기(71)에서 제공되는 무효전력값(Q_p)과 전력변환부(20)마다 측정된 무효전력값(Q^max _j _,c)의 비교를 수행하여 무효전력 기준값(Q^set _j,S)을 산출하는 구동기(72) 및 상기 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)의 합과 상기 분배기의 출력의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출하는 구동비교기(73)를 포함한다.

이러한, 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템은 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도 2 및 도 3을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해보다 명확하게 이해될 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 중앙제어기 및 선형분배기의 실시 예이다.

도 3은 본 발명에 의해 전력변환부에서 최대로 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)을 나타내는 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 중앙제어기(60)는 선형제어기(61) 및 누적방지기(62)를 포함하며 구성된다.

먼저, 상기 선형제어기(61)는 출력값을 궤환(feedback)하여 제어하는 공지된 일반적인 제어기인 비례적분(PI) 제어기, 비례미분(PD) 제어기 또는 비례적분미분(PID) 제어기 중 어느 하나일 수 있으나, 바람직하게는 도 2와 같이 비례제어기(P)와 정상상태 응답을 개선하는 적분제어기(I) 및 응답속도를 개선하는 미분제어기(D)의 장점을 모두 구비하는 비례적분미분(PID) 제어기로 구성할 수 있다.

다음으로, 상기 누적방지기(62)는 선형분배기(70)를 통해 궤환되는 편차신호(e_s)를 처리하여 중앙제어기(60)의 선형제어기(61)를 제어하는 것으로, 상기비례미분(PI) 제어기 또는 비례적분미분(PID) 제어기와 같이 적분제어기(I)를 포함하는 제어기의 동작 시 입력단과 출력단의 차이로 인한 누적현상(saturation)을 방지하는 기능을 한다.

이러한, 누적현상은 과도응답 특성과 정상상태 응답 특성을 감소시켜 선형제어기(61)의 성능을 저하시키게 된다. 따라서, 본 발명에서는 누적방지 기법(anti-winduo)의 누적방지기(62)를 추가로 구성하여 누적방지기능을 부여함으로 적분제어 기를 포함하는 선형제어기(61)의 오작동을 방지할 수 있다.

상기 누적방지 기법은 종래의 공지된 기술을 사용할 수 있는데, 선형제어기(61)의 출력이 설정치 변화량을 초과하지 않도록 하는 설정치 제한방식, 샘플링 순간마다 제어신호를 증분을 계산하여 선형제어기(61)의 동작을 제어하는 증분형 알고리즘 방식, 선형제어기(61)의 출력과 구동기(72) 출력의 차를 궤환하여 적분기를 제어하는 추적형방식 등일 수 있다.

도 2에서는 분배기(71)에 의해 분배된 무효전력값(Q_p) 출력의 합과 구동기(72) 출력의 합을 비교하여 산출되는 편차신호(e_s)가 추적시정수(Tracking Time Constant: k_t)를 거쳐서 선형제어기(61)로 입력되는 추적형방식을 사용한다.

따라서, 선형제어기(61)의 포화가 없는 경우 편차신호(e_s)는 0이므로 추적형 누적방지 기법은 선형제어기(61)의 포화가 발생되지 않는 범위에서 정상적인 동작에 전혀 영향을 주지 않는다. 반면에, 선형제어기(61)가 포화되면, 편차신호(e_s≠0)가 발생하여, 누적방지기(62)인 k_t를 통한 궤환경로에 의해 선형제어기(61) 중 적분제어기(I)의 입력을 감소시켜서 누적을 방지할 수 있다.

본 발명의 선형분배기(70)는 분배기(71), 구동기(72) 및 구동비교기(73)를 포함하며 구성된다.

먼저, 상기 분배기(71)는 중앙제어기(60)의 출력인 무효전력값(Q_p)을 분배하 여, 다수개의 발전기(10)마다 연결되며 구비되는 전력변환부(20)에 제어신호를 제공하는 구동기(72)로 공급한다.

다음으로, 상기 구동기(72)는 전력변환부(20)의 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)과 상기 분배기(71)에서 제공되는 무효전력값(Q_p)의 비교를 통한 처리과정을 통해서 각각 전력변환부(20)에 해당하는 무효전력 기준값(Q^set _j,S)을 산출하여 전력변환부(20) 마다 제어신호를 제공하는 장치이다.

상기 전력변환부(20) 마다의 제어신호 공급되는 무효전력 기준값(Q^set _j,S)은 전력변환부(20) 마다의 유효전력에 대비한 무효전력의 여유분을 구하되, 다음의 수학식 1을 만족한다.

< 수학식 1 >

상기 Q^set _j _,S는 상기 선형분배기(70)의 구동기(72)에 의해 j번째 전력변환부(20)에 제공되는 제어신호인 무효전력 기준값이다.

상기 Q^max _j _,c은 j번째 전력변환부(20)의 측정된 무효전력값이며,

상기

은 1 부터 j까지의 전력변환부(20)의 측정된 무효전력값 합이다. 상기 Q_p는 중앙제어기(60)에 의해 출력되는 무효전력값이다.

이러한, 상기 수학식 1에서 min{a,b}는 a와 b중 작은 값을 취함을 의미하고, 아래첨자 j는 1,2,3,...,n으로 발전기(10) 및 상기 발전기(10)에 구비되는 전력변환부(20) 수를 의미하는 자연수이다. 위첨자 max는 최대값을 의미한다.

다음으로, 상기 구동비교기(73)는 분배기(71)에 의해 분배된 중앙제어기(60)의 출력인 무효전력값(Q_p)의 합과 구동기(72)의 출력인 무효전력 기준값(Q^set _j,S)의 합을 비교하여 편차신호(e_s)을 산출하고, 중앙제어기(60)의 누적방지기(62)로 궤환한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법은 이하의 상세한 설명에 의해 이해될 것이다.

먼저, 다수개의 발전기(10)와 연결되는 전력변환부(20)에서 전력을 공급받아 전력계통망(30)의 계통연계점에서 전압을 측정하여 측정전압(Vm)을 얻는다.

이어서, 측정된 상기 측정전압(Vm)과 계통연계점의 기준전압(Vs)을 전압비교기(50)에서 비교하여 산출된 오차전압(e_v)을 산출한다.

이어서, 상기 오차전압(e_v)을 중앙제어기(60) 내에 구비되는 선형제어기(61) 로 선형제어를 수행하여 무효전력값(Q_p)을 산출한다.

이때, 상기 오차전압(e_v)은 비례제어기(P)에 입력되어 오차전압(e_v)에 비례이득(k_p)의 곱하는 과정을 수행한다. 또한, 상기 오차전압(e_v)은 선형제어기(61)의 적분제어기(I) 입력되어 오차전압(e_v)을 적분하고 적분이득(k_i)을 곱하는 과정을 수행하게 된다.

이와 동시에, 전력계통망(30)의 계통연계점에서 측정된 측정전압(Vm)은 미분제어기(D)로 입력되어 미분되고, 미분이득(k_d)을 곱하는 과정을 수행하게 된다.

이어서, 상기 비례제어기(P), 상기 적분제어기(I), 상기 미분제어기(D)를 통해 출력된 출력신호의 합인 무효전력값(Q_p)은 선형분배기(70)로 입력되어, 분배기(71)를 통해 다수개의 발전기(10)와 연결되는 전력변환부(20)에 제어신호를 인가하는 구동기(72)에 공급된다.

이어서, 상기 전력변환부(20)의 운영범위(도 3) 내에서 측정된 무효전력값(Q^max _j _,c)과 상기 분배기(71)에서 분배되어 제공되는 무효전력값(Q_p)의 비교 과정을 수학식 1을 만족하며 수행한다. 따라서, 전력변환부(20) 마다 해당하는 무효전력 기준값(Q^set _j,S)을 산출하게 된다.

이때, 도 3의 P는 전력변환부(20) 최대유효전력이며, P_j _,C는 측정된 전력변 환부(20) 유효전력이다. 또한, +Q^max는 전력변환부(20)가 공급할 수 있는 최대 무효전력이며, -Q^max는 전력변환부(20)가 흡수할 수 있는 최대 무효전력이고, -Q^max _j _, _c 부터+Q^max _j _,c까지는 전력변환부(20) 유효전력(P_j _,C)에 대응되어 측정된 무효전력값(Q^max _j _,c)이다.

즉, 상기 선형분배기(70)의 선형분배에 이용되는 전력변환부(20) 마다의 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전력변환부(20) 마다의 유효전력에 대비한 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)을 구하되, 수학식 1을 만족하게 된다. 이때, 상기 수학식 1은 상기 발명의 상세한 설명에 개시된 바와 동일함으로 중복됨을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.

상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)은 전력변환부(20) 마다 제공되어 상기 전력변환부(20)를 제어하는 제어신호의 기능을 하며, 상기 전력변환부(20)와 연결된 발전기(10)를 포함하는 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 전력발전 시스템 전체의 구동을 안정적으로 용이하게 제어할 수 있게 된다.

이어서, 상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)의 합과 구동비교기(73)에서 분배기(71)를 통해 분배된 무효전력값(Q_p)의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출한다.

이어서, 상기 편차신호(e_s)는 중앙제어기(60)에 구비되는 누적방지기(62)로 입력되는데, 상기 누적방지기(62)의 추적시정수(Tracking Time Constant: k_t)를 거쳐서 출력된 신호는 오차전압(e_v)과의 합을 수행하여 선형제어기(61) 적분제어기(I)로 입력된다. 이러한, 누적방지기 궤환경로에 의해 적분제어기(I) 입력을 감소시켜서 선형제어기(61)의 누적현상을 방지할 수 있다.

따라서, 선형제어기(61)의 포화가 없는 경우 편차신호(e_s)는 0이므로 추적형 누적방지 기법은 선형분배기의 포화가 발생되지 않는 범위에서 정상적인 동작에 전혀 영향을 주지 않는다. 반면에, 선형제어기(61)가 포화되면, 편차신호(e_s≠0)가 발생하면, 누적방지기(62)인 k_t를 통한 궤환경로에 의해 적분제어기(I) 입력을 감소시켜서 누적을 방지할 수 있다.

결국, 본 발명은 계통연계점 전압제어를 이용하여 분산형전원의 전력발전시스템의 계통사고에 의한 전압저하, 전압상승 등을 방지하고 나아가 발전기가 동시 차단되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명은 전력변환부(20)를 구비하는 발전기(10)들로 구성된 전력발전단지의 구조나 규모에 상관없이 적용 가능할 뿐더러 범용성을 추구할 수 있다.

이상의 도면을 참조한 상세한 설명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 전력변환부에서 최대로 측정되는 무효전력값(Q^max _j,c)을 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 발전기 20: 전력변환부

30: 전력계통망 40: 전압비교기

60: 중앙제어기 61: 선형제어기

62: 누적방지기 70: 선형분배기

71: 분배기 72: 구동기

73: 구동비교기

Claims

전력을 생성하는 다수개의 발전기;

상기 발전기마다 연결되며, 상기 전력을 변환하는 전력변환부;

상기 전력변환부와 연결되는 전력계통망의 계통연계점에서 측정된 측정전압(Vm)과 계통연계점의 기준전압(Vs)를 비교하여 오차전압(e_v)을 산출하는 전압비교기;

상기 오차전압(e_v)을 입력받아 선형제어를 수행하는 선형제어기와, 상기 선형제어기의 누적현상(saturation)을 방지하는 누적방지기를 포함하며, 무효전력값(Q_p)을 산출하는 중앙제어기; 및

상기 무효전력값(Q_p)을 분배하는 분배기와, 상기 분배기에서 제공되는 분배된 무효전력값(Q_p)과 각각의 상기 전력변환부에서 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)의 비교를 수행하여 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)을 산출하는 구동기, 및 상기 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)의 합과 상기 분배기의 출력의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출하는 구동비교기를 구비하는 선형분배기를 포함하며,

상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)은 제어신호로 상기 전력변환부 마다 인가되는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)은 하기의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템.

< 수학식 >

상기 Q^set _j _,S는 상기 구동기에서 j번째 전력변환부에 제공되는 제어신호인 무효전력 기준값이다.

상기 Q^max _j _,c은 j번째 전력변환부의 측정된 무효전력값이며,

상기
은 1 부터 j까지의 전력변환부의 측정된 무효전력값의 합이다. 상기 Q_p는 중앙제어기에서 산출되는 무효전력값이다.

이러한, 상기 수학식에서 min{a,b}는 a와 b중 작은 값을 취함을 의미하고, 아래첨자 j는 1,2,3,...,n으로 발전기 및 상기 발전기와 연결되는 전력변환부의 개수를 의미하는 자연수이다. 위첨자 max는 최대값을 의미한다.
제 1항에 있어서,

상기 선형제어기는 비례적분(PI) 제어기, 비례미분(PD) 제어기 또는 비례적분미분(PID) 제어기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 누적방지기는 추적시정수(Tracking Time Constant: k_t)를 수행하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 오차전압(e_v)은 상기 선형제어기의 비례제어기(P)에 입력되어 오차전압(e_v)에 비례이득(k_p)을 곱하는 과정을 수행하고, 적분제어기(I)에 입력되어 오차전압(e_v)을 적분하고 적분이득(k_i)을 곱하는 과정을 수행하며,

이와 동시에, 상기 측정전압(Vm)은 상기 선형제어기의 미분제어기(D)로 입력되어 오차전압(e_v)을 미분하고 미분이득(k_d)을 곱하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템.
전력계통망의 계통연계점에서 전압을 측정하여 측정전압(Vm)을 얻는 제1단계;

측정된 상기 측정전압(Vm)과 계통연계점의 기준전압(Vs)을 비교하여 오차전압(e_v)를 산출하는 제2단계;

상기 오차전압(e_v)을 중앙제어기의 선형제어기로 선형제어하여 무효전력값(Q_p)을 산출하는 제3단계;

전력변환부마다 측정된 무효전력값(Q^max _j,c)과 분배된 무효전력값(Q_p)의 비교를 수행하여 무효전력 기준값(Q^set _j _,S)을 산출하고 전력변환부 마다 인가하는 제4단계;

상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)의 합과 분배된 무효전력값(Q_p)의 합을 비교하여 편차신호(e_s)를 산출하는 제5단계; 및

상기 편차신호(e_s)가 누적방지기를 통해 상기 오차전압(e_v)과의 합을 수행하고, 상기 선형제어기로 입력되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법.
제 6항에 있어서,

상기 무효전력 기준값(Q^set _j,S)은 하기의 수학식을 만족하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법.

< 수학식 >

상기 Q^set _j _,S는 상기 구동기에서 j번째 전력변환부에 제공되는 제어신호인 무효전력 기준값이다.

상기 Q^max _j _,c은 j번째 전력변환부의 측정된 무효전력값이며,

상기
은 1 부터 j까지의 전력변환부의 측정된 무효전력값의 합이 다. 상기 Q_p는 중앙제어기에서 산출되는 무효전력값이다.

이러한, 상기 수학식에서 min{a,b}는 a와 b중 작은 값을 취함을 의미하고, 아래첨자 j는 1,2,3,...,n으로 발전기 및 상기 발전기와 연결되는 전력변환부의 개수를 의미하는 자연수이다. 위첨자 max는 최대값을 의미한다.
제 6항에 있어서,

상기 누적방지기는 추적시정수(Tracking Time Constant: k_t)를 수행하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법.
제 6항에 있어서,

상기 오차전압(e_v)은 선형제어기의 비례제어기(P)에 입력되어 오차전압(e_v)에 비례이득(k_p)을 곱하는 과정을 수행하고, 선형제어기의 적분제어기(I)에 입력되어 오차전압(e_v)을 적분하고 적분이득(k_i)을 곱하는 과정을 수행하며,

이와 동시에, 상기 측정전압(Vm)은 선형제어기의 미분제어기(D)로 입력되어 측정전압(Vm)을 미분하고 미분이득(k_d)을 곱하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법.
제 6항에 있어서,

상기 선형제어는 비례적분(PI) 제어기, 비례미분(PD) 제어기 또는 비례적분미분(PID) 제어기 중 어느 하나로 수행되는 것을 특징으로 하는 전압제어를 이용한 전력발전 시스템의 구동방법.