KR20090126127A - Apparatus and method of voltage control - Google Patents
Apparatus and method of voltage control Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090126127A KR20090126127A KR1020080052311A KR20080052311A KR20090126127A KR 20090126127 A KR20090126127 A KR 20090126127A KR 1020080052311 A KR1020080052311 A KR 1020080052311A KR 20080052311 A KR20080052311 A KR 20080052311A KR 20090126127 A KR20090126127 A KR 20090126127A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- controller
- power
- reactive power
- value
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
- H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전압 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전 시스템의 전력변환부의 무효전력을 이용하여, 계통 연계 점에서 전압제어를 수행하는 발전 시스템의 전압 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage control method and apparatus, and more particularly, to a voltage control method and apparatus of a power generation system that performs voltage control at the grid connection point by using the reactive power of the power conversion unit of the power generation system.
풍력 발전은 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있다.Wind power generation uses no-pollution and infinite wind scattered everywhere, so there is little impact on the environment and the land can be used efficiently.
또한, 풍력 발전은 대규모 발전단지의 경우에는 발전단가도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신에너지 발전 기술이다.In addition, wind power generation is a new energy generation technology that can compete with existing power generation in the case of large-scale power generation.
최근 에너지 비용의 상승에 따라 풍력발전과 같이 수용가 지역에 분산 설치되는 분산전원의 시장 확대가 가속화되고 있다. 분산 전원의 경우 분산전원을 각각 제어하는 것이 효율적으로 발전 시스템을 운영하는 데 있어 매우 중요하다.With the recent increase in energy costs, the market expansion of distributed power generation distributed in consumer areas such as wind power generation is accelerating. In the case of distributed power supply, controlling each distributed power supply is very important for efficient power generation system operation.
종래의 풍력발전 시스템에 적용되고 있는 전압 제어 방법은 무효전력보상장치(capacitor bank)를 이용한 역률제어(Qref)에 기반을 두고 있다. The voltage control method applied to the conventional wind power generation system is based on power factor control (Qref) using a reactive power compensation device (capacitor bank).
풍력 발전 시스템은 기존의 상용전력계통과 연계되어 전력을 공급하는데, 이 경우 계통연결의 안정성 및 효율성 구현이 매우 중요하다. Wind power generation systems supply power in conjunction with existing commercial power systems. In this case, the stability and efficiency of grid connection is very important.
하지만, 종래의 풍력 발전 시스템은 전력사고 시 상용계통에 연계되어 운전되고 있던 특히 분산형 전원을 이용하는 발전기들이 동시에 차단되었는데, 이 경우 계통의 전압과 주파수의 변동을 초래하여 전력계통의 안정도에 심각한 문제를 초래하게 된다.However, in the conventional wind power generation system, generators using a distributed power source, which were operated in conjunction with a commercial system at the time of power failure, were simultaneously cut off. In this case, a change in the voltage and frequency of the system caused a serious problem in the stability of the power system. Will result.
이러한 문제점을 해결하고 풍력 발전 시스템은 계통운영의 안정성을 도모하기 위해 커패시터 뱅크라는 부가장치를 설치하여 계통 연계 점에서의 전압강하를 해결하고 있다. In order to solve these problems and to improve the stability of grid operation, the wind power generation system is installing an additional device called a capacitor bank to solve the voltage drop at the grid connection point.
하지만, 종래의 풍력 발전 시스템에서 커패시터 뱅크를 사용하는 방식은 응답성 및 정밀함이 떨어질 뿐만 아니라 연속적인 제어가 불가능하여 갑작스런 전압변동을 보상하지 못하는 문제점이 있다. However, the method of using the capacitor bank in the conventional wind power generation system has a problem in that it does not compensate for the sudden voltage fluctuation due to not only the responsiveness and precision but also the continuous control.
또한, 종래의 풍력 발전 시스템에서 다이내믹 커패시터 뱅크를 설치하여 보완할 수도 있으나, 이 역시 고비용이 소요될 뿐만 아니라 제어가 복잡함으로 현실적인 해결책이 되지 못하는 문제점이 있다. In addition, in the conventional wind power generation system, a dynamic capacitor bank may be installed and supplemented, but this also requires a high cost and has a problem in that it is not a realistic solution due to complicated control.
따라서, 종래의 풍력 발전 시스템의 방법을 이용하면 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기가 어려워지며 최근에 강화되고 있는 분산전원을 이용한 발전시스템들의 상용계통연계 조건을 보장하기가 어려워지는 문제점이 있다. Therefore, it is difficult to solve the problems described above by using the method of the conventional wind power generation system and there is a problem that it is difficult to ensure the commercial system linkage conditions of power generation systems using distributed power sources that have been recently strengthened.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발전기마다 구비되는 전력변환부의 무효전력을 이용하여, 계통 연계 점에서 전압제어를 수행하여 궁극적으로 전력발전 시스템의 안정한 계통운영을 위한 발전 시스템의 전압제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, by using the reactive power of the power conversion unit provided for each generator, performing voltage control at the grid connection point ultimately for stable system operation of the power generation system Its purpose is to provide a voltage control method for a power generation system.
본 발명의 일 측면에 따르면, 발전 시스템에서 전력 제어 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a power control device in a power generation system is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 및 발전기와 연결되어 생산된 전력을 변환하는 전력 변환부를 포함하는 발전 시스템에서 전압을 제어하는 장치는 상기 전력변환부와 연결되는 전력계통 망의 계통연계 점에서 측정된 측정전압과 상기 계통연계 점의 기준전압을 이용하여 오차전압을 산출하는 전압비교기, 상기 오차전압을 입력 받아 제1 무효전력 값을 산출하는 제어기 및 상기 제1 무효전력 값과 상기 전력변환부에서 측정된 제2 무효전력 값을 이용하여 무효전력 기준 값을 산출하고, 상기 산출된 무효전력 기준 값에 상응하여 상기 전력변환부를 제어하는 구동기를 포함할 수 있다.An apparatus for controlling voltage in a power generation system including a generator and a power converter converting power produced by being connected to the generator according to an embodiment of the present invention is measured at a grid connection point of a power system network connected to the power converter. A voltage comparator for calculating an error voltage using the measured voltage and the reference voltage of the grid connection point, a controller for receiving the error voltage and calculating a first reactive power value, and the first reactive power value and the power converter. The apparatus may include a driver configured to calculate a reactive power reference value using the measured second reactive power value and to control the power converter in accordance with the calculated reactive power reference value.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 발전 시스템에서 전력 제어 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a power control method in a power generation system is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전기 및 발전기와 연결되어 생산된 전력을 변환하는 전력 변환부를 포함하는 발전 시스템에서 전력 제어 방법은 상기 전력변환부와 연결되는 전력계통 망의 계통연계 점에서 측정된 측정전압과 상기 계통연계 점의 기준전압을 비교하여 오차전압을 산출하는 단계, 상기 오차전압을 입력 받아 제1 무효전력 값을 산출하는 제어기 및 상기 제1 무효전력 값과 상기 전력변환부에서 측정된 제2 무효전력 값을 이용하여 무효전력 기준 값을 산출하는 단계 및 상기 산출된 무효전력 기준 값에 상응하여 상기 전력변환부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In a power generation system including a generator and a power converter converting power produced by connecting to the generator according to an embodiment of the present invention, a power control method includes a measurement measured at a grid connection point of a power system network connected to the power converter; Calculating an error voltage by comparing a voltage with a reference voltage of the grid connection point, a controller configured to calculate a first reactive power value by receiving the error voltage, and a first reactive power value measured by the power converter. Calculating a reactive power reference value using a reactive power value and controlling the power converter according to the calculated reactive power reference value.
따라서, 본 발명은 전력변환부의 무효전력을 이용함으로써 계통사고에 의한 전압저하, 전압상승 등을 방지하고 더 나아가 발전기들이 동시 차단되는 것을 방지할 수 있다. Therefore, the present invention can prevent the voltage drop and the voltage rise due to the system accident by using the reactive power of the power conversion unit and further prevent the generators from being blocked at the same time.
또한, 본 발명은 추가적인 장비나 공정 없이도 신뢰성 있고, 효율적인 발전 시스템을 구현하여 안정적인 전력품질과 계통운영의 신뢰성을 얻을 수 있다.In addition, the present invention can implement a reliable, efficient power generation system without additional equipment or processes to obtain stable power quality and reliability of system operation.
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.Details of the above objects and technical configurations and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발 명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a power generation system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram of a voltage control device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발전 시스템의 전압제어 시스템은 복수의 발전기(10), 발전기(10)마다 연결되며, 구비되는 전력을 변환하는 복수의 전력변환부(20), 전력변환부(20)와 연결되는 전력계통 망(30), 전력계통 망(30)의 계통연계 점에서 오차전압(ev)을 산출하고, 이를 이용하여 전력변환부(20)에 제어신호를 공급하는 전압 제어 장치(50)를 포함한다.1 and 2, the voltage control system of the power generation system according to the present invention is connected to a plurality of
이하에서는 본 발명에 따른 전압제어 시스템은 풍력 발전 시스템의 전력 제어 시스템이 바람직하나, 그 외에 자연력을 이용한 발전 시스템에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Hereinafter, the voltage control system according to the present invention is preferably a power control system of the wind power generation system, in addition, it is apparent to those skilled in the art that can be applied to the power generation system using a natural force.
전압 제어 장치(50)는 전력계통 망(30)의 계통연계 점에서 오차전압(ev)을 산출하기 위한 전압비교기(40), 무효전력 값(Qp)을 산출하기 위한 제어부(60) 및 전력변환부(20)에 제어신호를 공급하는 구동부(70)를 포함한다. The
보다 자세하게, 본 발명에 따른 발전기(10)는 전력을 생성하는 전기발생장치 로 n개(n은 자연수)가 구비된다. 발전기는 농형유도기 발전기 또는 영구자석 발전기 일 수 있으며, 발전기로 사용될 수 있는 발전기이면 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.More specifically, the
다음으로, 전력변환부(20)는 발전기(10) 마다 구비되며, 발전기(10)에서 생성되는 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 전력변환장치이다. Next, the
이러한, 전력변환부(20)는 교류를 직류로 변환하는 컨버터(미도시)와 직류를 교류로 변환하는 인버터(미도시)로 구성될 수 있다.The
전력 변환부(20)는 컨버터 및 인버터를 이용하여 발전기(10)에서 생성된 불안정한 전력을 일정한 출력으로 변환하여 보다 신뢰성 있는 전력품질을 얻을 수 있다. The
다음으로, 전력계통망(30)은 발전기(10)에서 전력변환부(20)를 통해 공급된 전력이 실질적으로 사용자에게 공급되기 위한 상용전력계통(미도시)으로 전력을 공급하는 수단이다. Next, the
전력계통망(30)은 전력변환부(20)로부터 제공되는 무효전력(Qp,j)을 이용하여 계통연계 점의 전압제어를 수행한다. The
전압비교기(40)는 전력계통망(30)의 계통연계 점에서 측정된 측정전압(Vm)과 전력계통망(30)의 계통연계 점에서의 기준전압(Vs)을 차이에 근거하여 전압차인 오차전압(ev)을 산출한다. 여기서 기준전압(Vs)는 전력을 안정적으로 공급하기 위한 전압으로 운용자에 의해 미리 설정될 수 있다.The
제어부(60)는 오차전압(ev)에 대해 선형제어를 수행하여 계통연계 점의 전압 제어를 위해 필요한 무효전력 값(Qp)을 산출하는 제어기(61) 및 제어기의 누적현상(saturation)을 방지하는 누적방지기(62)를 포함한다. The
구동부(70)는 제어부(60)의 제어기(61)를 통해 산출되는 무효전력 값(Qp)을 구동기(72)에 분배하는 분배기(71)와, 분배기(71)에서 제공되는 무효전력 값(Qp)과 전력변환부(20)마다 측정된 무효전력 값(Qmax j,c)의 비교를 수행하여 무효전력 기준 값(Qset j,s)을 산출하는 구동기 및 무효전력 기준 값(Qset j,s)의 합과 분배기에서 출력된 무효전력 값(Qp)의 합의 차이에 근거하여 편차신호(es)를 산출하는 구동비교기를 포함한다. The
이러한, 본 발명에 의한 전압제어를 이용한 발전 시스템은 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도 3 내지 도 5을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해보다 명확하게 이해될 것이다. Such a power generation system using the voltage control according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to FIGS. 3 to 5 showing preferred embodiments.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압제어를 이용한 발전 시스템의 제어부 및 구동부를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating a controller and a driver of a power generation system using voltage control according to an embodiment of the present invention.
도 3를 참조하면, 본 발명의 제어부(60)는 제어기(61) 및 누적방지기(62)를 포함하며 구성된다. Referring to FIG. 3, the
먼저, 제어기(61)는 출력 값을 궤환(feedback)하여 제어하는 제어기인 비례적분(PI) 제어기, 비례미분(PI) 제어기 또는 비례적분미분(PID) 제어기 중 어느 하 나일 수 있으나, 바람직하게는 도 3와 같이 비례제어기(P)와 정상상태 응답을 개선하는 적분제어기(I) 및 응답속도를 개선하는 미분제어기(D)의 장점을 모두 구비하는 비례적분미분(PID) 제어기로 구성할 수 있다. First, the
다음으로, 누적방지기(62)는 구동부(70)를 통해 궤환되는 편차신호(es)에 근거하여 제어부(60)의 제어기(61)를 제어한다.Next, the
누적 방지기(62)는 비례미분(PI) 제어기 또는 비례적분미분(PID) 제어기와 같이 적분제어기(I)를 포함하는 제어기의 동작 시 입력단과 출력단의 차이로 인한 누적현상을 방지한다. 이러한, 누적현상은 과도응답 특성과 정상상태 응답 특성을 감소시켜 제어기(61)의 성능을 저하시키게 된다. The accumulation preventer 62 prevents accumulation due to a difference between an input terminal and an output terminal during operation of a controller including an integral controller I, such as a proportional differential (PI) controller or a proportional integral differential (PID) controller. This cumulative phenomenon reduces the transient response characteristics and the steady state response characteristics, thereby degrading the performance of the
따라서, 본 발명에서는 누적방지 기법(anti-windup)의 누적방지기(62)를 추가로 구성하여 누적방지기능을 부여함으로 적분제어기를 포함하는 제어기(61)의 오작동을 방지할 수 있다. Therefore, in the present invention, a
누적 방지기(62)는 제어기(61)의 출력이 설정치 변화량을 초과하지 않도록 하는 설정치 제한방식, 샘플링순간마다 제어신호를 증분을 계산하여 제어기(61)의 동작을 제어하는 증분형 알고리즘 방식, 제어기(61)의 출력과 구동기(71) 출력의 차이를 궤환하여 적분기를 제어하는 추적형방식 등 중 어느 하나를 이용하여 제어기(61)의 누적 현상을 방지할 수 있다. The
이하에서는 누적 방지기(62)에 대해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the
우선 제어기(61)는 분배기(71)에 의해 분배된 무효전력 값(Qp) 출력의 합과 구동기(72) 출력의 합을 비교하여 산출되는 편차신호(es)에 추적시정수(Tracking TimeConstant: kt)를 곱하여 입력 받는다. First, the
따라서, 누적 방지기(62)는 구동부(70)의 포화가 없는 경우 편차신호(es)는 0이므로 구동부(70)의 포화가 발생되지 않는 범위에서 정상적인 동작에 전혀 영향을 주지 않는다. Therefore, the
반면에, 누적 방지기(62)는 구동부(70)가 포화되면, 편차신호(es≠0)가 발생되고, 궤환 경로에 의해 제어기(61) 중 적분제어기(I)의 입력을 감소시켜서 누적을 방지할 수 있다. On the other hand, when the driving
본 발명의 구동부(70)는 분배기(71), 구동기(72) 및 구동비교기(73)를 포함하며 구성된다. The
먼저, 분배기(71)는 제어기(60)의 출력인 무효 전력 값(Qp)을 분배하여 복수의 발전기(10)마다 연결되며 구비되는 전력변환부(20)에 제어신호를 제공하는 구동기(72)로 공급한다. First, the
다음으로, 구동기(72)는 전력변환부(20)의 측정된 무효전력 값(Qmax j,c)과 분배기(71)에서 제공되는 무효전력 값(Qp)의 비교를 통한 처리과정을 통해서 각각 전력변환부(20)에 해당하는 무효전력 기준 값(Qset j,s)을 산출한다.Next, the
구동기(72)는 산출된 무효전력 기준 값(Qset j,s)을 전력변환부(20)마다 제어신호를 제공한다. 여기서, 무효전력 기준 값(Qset j,s)은 전력 변환부(20)마다의 유효전 력에 대비한 무효전력의 여유분을 구하되, 다음의 수학식 1을 만족한다.The
< 수학식 1 ><Equation 1>
여기서, 상기 Qset j,s는 구동부(70)의 구동기(72)에 의해 j번째 전력변환부(20)에 제공되는 제어신호인 무효전력 기준 값이고, Here, the Q set j, s is a reactive power reference value that is a control signal provided to the j-
상기 Qmax j,c 은 j번째 전력변환부(20)의 측정된 무효전력 값이며,Q max j, c is a measured reactive power value of the j-
상기 은 1부터 j까지의 전력변환부(20)의 측정된 무효 전력 값의 합이며, 상기 Qp는 제어부(60)에 의해 출력되는 무효 전력 값이다. remind Is the sum of the measured reactive power values of the
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 자연수이며, 위첨자 max는 최대값을 의미한다. In the above Equation 1, min {a, b} means to take a smaller value of a and b, and the subscript j is 1,2,3, ..., n as the
다음으로, 구동비교기(73)는 분배기(71)에 의해 분배된 제어부(60)의 출력인 무효전력 값(Qp)의 합과 구동기(72)의 출력인 무효전력 기준 값(Qset j,s)의 합을 비교하여 편차신호(es)을 산출하고, 제어부(60)의 누적방지기(62)로 궤환한다. Next, the
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 발전 시스템의 전압제어 방법은 도 4에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.The voltage control method of the power generation system according to the present invention having the above configuration will be described in more detail with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 전압 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환부에서 측정된 최대 무효 전력 값(Qmax j,c)을 설명하기 위한 도면이다.4 is a flowchart illustrating a voltage control method of a power generation system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a maximum reactive power value Q max j, which is measured by a power converter according to an exemplary embodiment of the present invention . It is a figure for demonstrating c ).
단계 S410에서 전압 비교기(40)는 복수의 발전기(10)와 연결되는 전력변환부(20)에서 전력을 공급받는 전력계통 망(30)의 계통연계 점에서 전압을 측정하여 측정전압(Vm)을 얻는다. In step S410, the
단계 S420에서 전압 비교기(40)는 측정된 측정전압(Vm)과 계통연계 점의 기준전압(Vs)의 차이에 근거하여 전압비교기(50)에서 오차전압(ev)을 산출한다. In operation S420, the
단계 S430에서 제어부(60)는 전압 비교기(40)로부터 산출된 오차전압(ev)을 수신하고, 제어부(60) 내에 구비되는 제어기(61)로 선행제어를 수행하여 무효전력 값(Qp)을 산출한다. In step S430, the
이때, 상기 오차전압(ev)은 비례제어기(P)에 입력되어 오차전압(ev)에 비례이득(kp)의 곱하는 과정을 수행한다. In this case, the error voltage ev is input to the proportional controller P to multiply the error voltage ev by the proportional gain kp.
또한, 상기 오차전압(ev)은 제어기(61)의 적분제어기(I) 입력되어 오차전압(ev)을 적분하고 적분이득(ki)을 곱하는 과정을 수행하게 된다. In addition, the error voltage ev is input to the integral controller I of the
이와 동시에, 전력계통망(30)의 계통연계 점에서 측정된 측정전압(Vm)은 미분제어기(D)로 입력되어 미분되고, 미분이득(kd)을 곱하는 과정을 수행하게 된다. At the same time, the measured voltage (Vm) measured at the grid connection point of the
이어서, 비례제어기(P), 적분제어기(I), 미분제어기(D)는 각각의 출력된 출력신호를 합하여 무효전력 값(Qp)을 산출한다.Subsequently, the proportional controller P, the integral controller I, and the derivative controller D add up the respective output signals to calculate the reactive power value Qp.
단계 S440에서 구동부(70)는 제어부(60)로부터 산출한 무효전력 값(Qp)을 입력 받고, 입력된 무효전력 값(Qp)을 분배기(71)를 통해 복수의 발전기(10)와 연결되는 전력변환부(20)에 제어신호를 인가하는 구동기(72)에 공급한다. In operation S440, the driving
구동기(72)는 전력변환부(20)의 운영범위(도 5)내에서 측정된 무효전력 값(Qmax j,c)과 분배기(71)에서 분배되어 제공되는 무효전력 값(Qp)를 이용하여 상술한 수학식 1을 수행하고, 전력변환부(20)마다 해당하는 무효전력 기준 값(Qset j,s)을 산출한다. The
여기서, P는 도 5을 참조하면, 전력변환부(20) 최대유효전력이며, Pj,C 는 측정된 전력변환부(20) 유효전력이다. Here, referring to FIG. 5, P is the maximum effective power of the
또한, +Qmax는 전력변환부(20)가 공급할 수 있는 최대 무효전력이며, -Qmax는 전력변환부(20)가 흡수할 수 있는 최대 무효전력이고, - Qmax j , c 부터 + Qmax j ,c 까지는 전력변환부(20) 유효전력(Pj ,C)에 대응되어 측정된 무효전력 값(Qmaxj ,c)이다. In addition, + Q max is the maximum reactive power that can be supplied by the
즉, 구동부(70)의 선형분배에 이용되는 전력변환부(20)마다의 무효전력 기준 값(Qset j,s)은 도 5에 도시된 바와 같이, 전력변환부(20)마다의 유효전력에 대비한 측정된 무효전력 값(Qmax j,c)을 구하되, 수학식 1을 만족하게 된다. That is, the reactive power reference values Q set j and s for each
이때, 상술한 수학식 1은 상기 발명의 상세한 설명에 개시된 바와 동일함으로 중복됨을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다. In this case, Equation 1 described above is the same as described in the detailed description of the invention to avoid overlapping the detailed description.
단계 S450에서 구동기(72)는 산출된 무효전력 기준 값(Qset j,s)를 이용하여 전력변환부(20)를 제어한다. 전력변환부(20)는 연결된 발전기(10)를 제어하여 본 발명에 따른 발전 시스템 전체의 구동을 안정적으로 용이하게 제어할 수 있게 된다. In operation S450, the
이어서, 단계 S460에서 구동 비교기(73)는 무효전력 기준 값(Qset j,s)의 합과 분배기(71)를 통해 분배된 무효전력 값(Qp)의 합의 차이에 근거하여 편차신호(es)를 산출한다. Subsequently, in step S460, the driving
이어서, 단계 S470에서 누적 방지기(62)는 산출된 편차신호가 추적시정수(Tracking Time Constant: kt)를 곱하여 출력된 신호와 오차전압(ev)과의 합을 이용하여 제어기(61)의 적분제어기(I)로 입력된다. Subsequently, in step S470, the
누적방지기(62)는 궤환 경로에 의해 적분제어기(I) 입력을 감소시켜서 제어기(61)의 누적현상을 방지할 수 있다.
따라서, 누적방지기(62)는 구동부(70)의 포화가 없는 경우 편차신호(es)가 0 이므로 추적형 누적방지 기법은 구동부의 포화가 발생되지 않는 범위에서 정상적인 동작에 전혀 영향을 주지 않는다. Therefore, since the deviation signal es is zero when there is no saturation of the driving
반면에, 누적방지기(62)는 구동부(70)가 포화되면, 편차신호(es≠0)가 발생하면, 누적방지기(62)인 kt를 통한 궤환 경로에 의해 적분제어기(I) 입력을 감소 시켜서 누적을 방지할 수 있다. On the other hand, when the driving
결국, 본 발명은 계통연계 점 전압제어를 이용하여 발전 시스템의 계통사고에 의한 전압저하, 전압상승 등을 방지하고 더 나아가 발전기가 동시 차단되는 것을 방지할 수 있다. As a result, the present invention can prevent the voltage drop, the voltage rise due to the system accident of the power generation system using grid connection point voltage control, and further prevent the generator from being blocked at the same time.
특히, 본 발명은 전력변환부(20)를 구비하는 발전기(10)들로 구성된 발전단지의 구조나 규모에 상관없이 적용 가능할뿐더러 범용성을 추구할 수 있다. In particular, the present invention is not only applicable to the structure or scale of the power generation complex composed of the
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. Embodiments of the invention may include computer readable media containing program instructions for performing various computer-implemented operations. The computer readable medium may include program instructions, local data files, local data structures, or the like, alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
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.The detailed description with reference to the drawings is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 구성도. 1 is a block diagram of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 장치의 블록도. 2 is a block diagram of a voltage control device according to an embodiment of the present invention.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압제어를 이용한 발전 시스템의 제어부 및 구동부를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a control unit and a driving unit of a power generation system using voltage control according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 시스템의 전압 제어 방법을 설명하기 위한 순서도. 4 is a flowchart illustrating a voltage control method of a power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환부에서 측정된 최대 무효 전력 값(Qmax j,c)을 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining the maximum reactive power value (Q max j, c ) measured by the power converter according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 발전기 20: 전력변환부 10: generator 20: power conversion unit
30: 전력계통 망 40: 전압비교기30: power system network 40: voltage comparator
50: 전압제어장치 60: 제어부 50: voltage controller 60: control unit
61: 제어기 62: 누적방지기61: controller 62: cumulative preventer
70: 구동부 71: 분배기70: drive unit 71: distributor
72: 구동기 73: 구동비교기72: drive 73: drive comparator
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080052311A KR100980266B1 (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Apparatus and Method of Voltage control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080052311A KR100980266B1 (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Apparatus and Method of Voltage control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090126127A true KR20090126127A (en) | 2009-12-08 |
KR100980266B1 KR100980266B1 (en) | 2010-09-06 |
Family
ID=41687404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080052311A KR100980266B1 (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Apparatus and Method of Voltage control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100980266B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101039431B1 (en) * | 2010-09-29 | 2011-06-08 | 한국전력공사 | Voltage management system and method |
KR101044631B1 (en) * | 2010-10-13 | 2011-06-29 | 그리드온(주) | Synchronization control method for reconnecting microgrid to upstream network |
CN110687377A (en) * | 2019-10-12 | 2020-01-14 | 广东电网有限责任公司 | Online monitoring data processing method and device for distributed energy system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04248400A (en) * | 1991-01-10 | 1992-09-03 | Toshiba Corp | Automatic voltage controller for generator |
JPH08289597A (en) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Toshiba Corp | Device for restricting operation of generator |
KR100453158B1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-10-15 | 한국전기연구원 | Automatic voltage regulator of generator |
JP2006129639A (en) | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nishishiba Electric Co Ltd | Receiving reactive power controlling device by private power-generating facility |
-
2008
- 2008-06-03 KR KR1020080052311A patent/KR100980266B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101039431B1 (en) * | 2010-09-29 | 2011-06-08 | 한국전력공사 | Voltage management system and method |
WO2012044058A2 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 한국전력공사 | Voltage management system and method |
WO2012044058A3 (en) * | 2010-09-29 | 2012-06-07 | 한국전력공사 | Voltage management system and method |
KR101044631B1 (en) * | 2010-10-13 | 2011-06-29 | 그리드온(주) | Synchronization control method for reconnecting microgrid to upstream network |
CN110687377A (en) * | 2019-10-12 | 2020-01-14 | 广东电网有限责任公司 | Online monitoring data processing method and device for distributed energy system |
CN110687377B (en) * | 2019-10-12 | 2021-07-30 | 广东电网有限责任公司 | Online monitoring data processing method and device for distributed energy system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100980266B1 (en) | 2010-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101129625B1 (en) | Apparatus and Method of Power control | |
US7679208B1 (en) | Apparatus and system for pitch angle control of wind turbine | |
Oshnoei et al. | Novel load frequency control scheme for an interconnected two-area power system including wind turbine generation and redox flow battery | |
EP2325716B2 (en) | Reactive power regulation and voltage support for renewable energy plants | |
CN108270241B (en) | Control method of virtual synchronous generator of fan grid-connected inverter | |
EP2936643B1 (en) | Coordinated control method of generator and svc for improving power plant active power throughput and controller thereof | |
Li et al. | Nonlinear decoupling control of two-terminal MMC-HVDC based on feedback linearization | |
JP4846450B2 (en) | Inverter power controller | |
JPWO2019116419A1 (en) | Power converter | |
Kassem | Robust voltage control of a stand alone wind energy conversion system based on functional model predictive approach | |
Kim et al. | Coordinated fuzzy-based low-voltage ride-through control for pmsg wind turbines and energy storage systems | |
CN112838588B (en) | Short-circuit current suppression method considering unit start-stop and line switching | |
Zhou et al. | Synergetic governing controller design for the hydraulic turbine governing system with complex conduit system | |
KR100980266B1 (en) | Apparatus and Method of Voltage control | |
JP2011015493A (en) | Distributed power supply device | |
JP5400161B2 (en) | Pitch control device and system for wind power generator | |
US9970417B2 (en) | Wind converter control for weak grid | |
KR101043430B1 (en) | System for pitch angle control of wind turbine | |
Tian et al. | Finite-time Takagi–Sugeno fuzzy controller design for hydraulic turbine governing systems with mechanical time delays | |
Shankar et al. | Integration of wind and solar farms in a doubly fed induction generator using hybrid GA-ANN controllers | |
KR20210011727A (en) | System and Method for Controlling Inertial of Energy Storage System | |
JP5498100B2 (en) | Inverter control circuit, grid-connected inverter system equipped with this inverter control circuit | |
Qiao et al. | DHP-based wide-area coordinating control of a power system with a large wind farm and multiple FACTS devices | |
KR20090105342A (en) | Power generation system using voltage control and driving method of the same | |
JP2011055591A5 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130801 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160801 Year of fee payment: 7 |