KR20120002787A - Apparatus and method for restricting current of statcom(static compensator) - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 레벨 인버터 방식의 무효전력 보상제어기에서 인버터의 전류를 정격전류 이내로 제한하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a current limiting apparatus and method for a reactive power compensation controller, and more particularly, to a current limiting apparatus and method for a reactive power compensation controller that limits a current of an inverter to a rated current in a reactive power compensation controller of a multi- .
일반적으로, 교류(AC) 전력계통의 안정적인 운영을 위해서는 무효전력의 보상이 필수적이다. 교류(AC) 전력계통에서는 무효전력의 보상을 위해 분로 리액터(Shunt Reactor) 또는 분로 커패시터(Shunter Capacitor) 등이 사용된다.In general, compensation for reactive power is essential for stable operation of an alternating current (AC) power system. In the AC power system, shunt reactors or shunter capacitors are used to compensate for reactive power.
최근에는 전력전자소자의 빠른 속응성(速應性)을 이용한 SVC(Static Var Compensation), 무효전력 보상제어기(STATCOM; Static synchronous compensator) 등이 전력계통의 순동 무효전력원으로 투입되고 있다.In recent years, SVC (Static Var Compensation) and STATCOM (Static Synchronous Compensator), which utilize fast coercivity of power electronic devices, have been introduced as a reactive power source of the power system.
인버터 기술을 이용한 무효전력 보상제어기는 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식과 다중 레벨 펄스(Multi Level Pulse) 방식 사용된다. 이때, 전력계통의 무효전력을 보상하기 위해 사용되는 무효전력 보상제어기의 경우 운전손실을 줄이기 위해 다중 레벨 펄스 방식이 주로 사용된다.Pulse width modulation (PWM) and multi-level pulses are used for the reactive power compensation controller using inverter technology. In this case, in the case of the reactive power compensation controller used to compensate the reactive power of the power system, a multi-level pulse method is mainly used to reduce the operation loss.
도 1 내지 도 3은 종래의 무효전력 보상제어기를 설명하기 위한 도면이다.1 to 3 are views for explaining a conventional reactive power compensation controller.
도 1에 도시된 바와 같이, 다중 레벨 펄스 방식의 무효전력 보상제어기는 제1인버터(110)와 제2인버터(120) 및 클램프(130)로 구성되어 각 폴(즉, 도 2의 A상(112), B상(114), C상(116), D상(122), E상(124), F상(126))에서 (+) 전위, 영전위, (-) 전위로 구성되는 3 레벨의 펄스를 발생시키는 인버터 회로(100)와, 인버터 회로(100)에서 발생한 3 레벨의 펄스를 24 레벨의 펄스로 합성하는 중재변압기(20)를 포함하여 구성된다.1, the multi-level pulse type reactive power compensation controller includes a
무효전력 보상제어기는 보상전압을 증가시키기 위한 주변압기(10), 인버터 회로(100)와 제어기(40) 사이에 단락이나 맴돌이전류 등의 이상 상태가 일어났을 때, 인버터 회로(100)의 보호를 위해 회로를 절단시키는 보호계전기(30), 인버터 회로(100)로 안정된 전력을 공급하는 무전전원공급장치(50; 이하, "UPS" 라 함), GPS(60; Gate Power), 냉각시스템(70), 인버터 회로(100)를 제어하는 제어기(40)를 더 포함할 수도 있다.The reactive power compensating controller controls the protection of the
이때, 제어기(40)는 인버터 회로(100)에서 3 레벨의 펄스를 발생시키기 위해 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 구성되며, 인버터에서 발생하는 펄스의 폭을 결정하는 변수인 감마(γ)는 7.5˚로 고정된다. 즉, 제어기(40)는 각 폴에서 고정된 펄스 폭을 갖는 전류를 출력하도록 인버터를 제어한다. 여기서, 감마(γ)는 인버터에서 발생하는 펄스에서 영전위 영역의 폭에 영향을 주는 변수이다.At this time, the
상술한 바와 같은 다중 레벨 펄스 방식의 경우 무효전력 보상제어기가 설치된 변전소 또는 인근 변전소의 단락/지락 사고 발생시 인버터에 과다한 전류가 흘러 전력전자 소자의 소손이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서는 과다한 전류가 흐를 경우 무효전력 보상제어기를 전력계통으로부터 분리한다.In the case of the multi-level pulse method as described above, when a short circuit or a ground fault occurs in a substation installed with a reactive power compensating controller or in a nearby substation, an excessive current may flow to the inverter, and the power electronic device may be burned out. To prevent this, the reactive power compensation controller is disconnected from the power system when excessive current flows.
하지만, 다중 레벨 펄스 방식의 무효전력 보상제어기는 과전류가 흘러 전력전자 소자의 소손이 발생하는 것을 방지하기 위해 무효전력 보상제어기를 전력계통으로부터 분리하거나, 무효전력 보상제어기가 설치된 변전소 또는 인근의 심각한 계통사고에 따라 무효전력 보상제어기에 고장이 발생하는 경우에, 무효전력 보상제어기의 재기동을 위해서는 일정 수준의 시간이 필요하게 된다. 이 경우 전력계통의 전압안정도가 떨어지는 문제점이 있다.However, in the multi-level pulse type reactive power compensation controller, it is necessary to separate the reactive power compensation controller from the power system in order to prevent the occurrence of burnout of the power electronic device due to overcurrent flow, When a failure occurs in the reactive power compensating controller due to an accident, a certain amount of time is required for restarting the reactive power compensating controller. In this case, voltage stability of the power system is deteriorated.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 다중 레벨 펄스 방식의 무효전력 보상제어기가 설치된 변전소 또는 인근 계통에 심각한 계통사고가 발생하더라도 무효전력 보상제어기의 인버터 전류가 정격전류 이내로 제한되도록 제어하여 무효전력 보상제어기의 소자 소손을 방지하고, 무효전력 보상제어기가 계통으로 분리되지 않도록 하여 전력계통의 전압안정도를 향상시키도록 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a reactive power compensating controller in which the inverter current of the reactive power compensating controller is limited within a rated current even if a serious system accident occurs in a substation or a nearby system equipped with a multi- The present invention provides a current limiting apparatus and method of a reactive power compensation controller that prevents a component of a reactive power compensating controller from being burned out and prevents a reactive power compensating controller from being separated into a system so as to improve a voltage stability of a power system. .
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치는, 무효전력 보상제어기의 인버터 회로의 출력값을 근거로 과다전류발생 여부를 판단하는 판단부; 및 판단부에서 과다전류발생으로 판단하면 무효전력 보상제어기의 각 폴 전류의 펄스 폭을 변경하여 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a current limiting apparatus for a reactive power compensation controller including: a determination unit for determining whether an excessive current is generated based on an output value of an inverter circuit of a reactive power compensation controller; And a control unit for controlling the pulse width of each pole current of the reactive power compensation controller so as to maintain the inverter current at or below the rated current when it is determined that the excessive current is generated in the determination unit.
제어부는, 판단부에서 과다전류발생으로 판단하면 각 폴 전류의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 증가시켜 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어한다.If it is determined that the overcurrent is generated in the determination unit, the control unit controls the inverter current to keep the inverter current below the rated current by increasing the width of the zero-potential region in the pulse of each pole current.
판단부는 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류가 전류 설정값 이상이면 과다전류발생으로 판단한다.If the inverter current output from the inverter circuit is higher than the current setting value, the determination unit determines that an excessive current is generated.
판단부는, 인버터 회로의 계통임피던스가 임피던스 설정값 이하이면 과다전류발생으로 판단한다.If the system impedance of the inverter circuit is below the impedance set value, the determination unit determines that an excessive current is generated.
인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류 및 인버터 전압을 근거로 계통임피던스를 산출하는 산출부를 더 포함한다.And a calculation section for calculating the system impedance based on the inverter current and the inverter voltage output from the inverter circuit.
인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류를 감지하는 전류 감지부를 더 포함한다.And a current sensing unit for sensing an inverter current output from the inverter circuit.
인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전압을 감지하는 전압 감지부를 더 포함한다.
And a voltage sensing unit for sensing an inverter voltage output from the inverter circuit.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법은, 판단부에 의해, 무효전력 보상제어기의 인버터 회로의 출력값을 근거로 과다전류발생 여부를 판단하는 판단단계; 및 제어부에 의해, 판단단계에서 과다전류발생으로 판단하면 무효전력 보상제어기의 각 폴 전류의 펄스 폭을 변경하여 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하는 제어단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a current limiting method for a reactive power compensation controller, comprising: a determining step of determining whether an excessive current is generated based on an output value of an inverter circuit of a reactive power compensation controller, ; And a control step of controlling the pulse width of each pole current of the reactive power compensation controller so as to keep the inverter current at or below the rated current when it is determined by the control unit that an excessive current is generated in the determination step.
제어단계에서는, 판단부에서 과다전류발생으로 판단하면 제어부에 의해 각 폴 전류의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 증가시켜 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어한다.In the control step, when it is determined that the overcurrent is generated in the determination unit, the control unit controls the inverter current to keep the inverter current below the rated current by increasing the width of the zero-potential region in the pulse of each pole current.
판단단계에서는, 판단부에 의해 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류가 전류 설정값 이상이면 과다전류발생으로 판단한다.In the determination step, it is determined that an excessive current is generated when the inverter current outputted from the inverter circuit by the determination unit is equal to or larger than the current setting value.
판단단계에서는, 판단부에 의해 인버터 회로의 계통임피던스가 임피던스 설정값 이하이면 과다전류발생으로 판단한다.In the determination step, if the system impedance of the inverter circuit is lower than the impedance set value by the determination unit, it is determined that an overcurrent is generated.
산출부에 의해, 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류 및 인버터 전압을 근거로 계통임피던스를 산출하는 산출단계를 더 포함한다.And a calculating step of calculating the system impedance based on the inverter current and the inverter voltage output from the inverter circuit by the calculating unit.
전류 감지부에 의해, 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류를 감지하는 전류 감지단계를 더 포함한다.And a current sensing step of sensing an inverter current output from the inverter circuit by the current sensing unit.
전압 감지부에 의해, 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전압을 감지하는 전압 감지단계를 더 포함한다.And a voltage sensing step of sensing an inverter voltage output from the inverter circuit by the voltage sensing unit.
본 발명에 의하면, 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치 및 방법은 무효전력 보상제어기의 폴 전류(인버터 전류), 계통임피던스에 따라 펄스 폭을 가변함으로써, 인버터의 전류를 정격 이하로 유지하여 인버터를 계통에서 분리하지 않고도 전력계통의 전압안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the apparatus and method for limiting the current of the reactive power compensation controller vary the pulse width according to the pole current (inverter current) and the system impedance of the reactive power compensation controller, thereby maintaining the current of the inverter below the rated value, It is possible to improve the voltage stability of the power system without separating the power system from the power system.
부수적으로, 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치 및 방법은 인버터의 전류를 정격 이하로 유지하도록 제한함으로써, 무효전력 보상제어기의 소자 소손을 방지하고, 무효전력 보상제어기가 계통으로 분리되지 않도록 하여 전력계통의 전압안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Incidentally, the current limiting device and method of the reactive power compensating controller limits the current of the inverter to be kept below the rated value, thereby preventing the element of the reactive power compensating controller from being burned out and preventing the reactive power compensating controller from being separated into the system, It is possible to improve the voltage stability of the transistor.
도 1 내지 도 3은 무효전력 보상제어기를 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법을 설명하기 위한 흐름도.1 to 3 are diagrams for explaining a reactive power compensation controller;
4 to 6 are diagrams for explaining a current limiting device of a reactive power compensation controller according to a first embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a current limiting method of a reactive power compensation controller according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are views for explaining a current limiting device of a reactive power compensation controller according to a second embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a current limiting method of a reactive power compensation controller according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, the current limiting device of the reactive power compensation controller according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 4 to 6 are views for explaining a current limiting device of a reactive power compensation controller according to a first embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200)는 전류 감지부(220), 판단부(240), 제어부(260), 저장부(280)를 포함한다.4, the current
전류 감지부(220)는 인버터 회로(100)의 각 폴에서 출력되는 인버터 전류(Ipole)를 감지한다. 즉, 전류 감지부(220)는 제1인버터(110)의 각 폴(즉, A상(112), B상(114), C상(116)) 및 제2인버터(120)의 각 폴(즉, D상(122), E상(124), F상(126))에서 발생하는 인버터 전류(Ipole)를 감지한다.The
판단부(240)는 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류를 미리 설정된 전류 설정값과 비교하여 과다전류발생 여부를 판단한다. 즉, 판단부(240)는 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류(Ipole)를 미리 설정되어 저장부(280)에 저장된 전류 설정값(예를 들면, Iref1, Iref2, Iref3)과 비교하여 과다전류발생 여부를 판단한다(도 5 참조). 이때, 판단부(240)는 인버터 전류(Ipole)가 저장부(280)에 저장된 전류 설정값(Iref1, Iref2, Iref3) 이상이면 과다전류발생으로 판단한다.The
판단부(240)는 과다전류발생 여부를 전류 설정값에 따라 복수의 단계로 판단할 수도 있다. 즉, 판단부(240)는 복수의 전류 설정값(즉, Iref1, Iref2, Iref3)을 설정하고, 각 전류 설정값과 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류(Ipole)를 비교하여 과다전류발생 단계를 판단한다. 예를 들어, 전류 설정값으로 Iref1, Iref2, Iref3이 저장부(280)에 저장되어 있고, 각 전류 설정값의 크기를 Iref1>Iref2>Iref3으로 가정하면, 판단부(240)는 인버터 전류(Ipole)가 Iref2 내지 Iref3의 범위에 속하면 과다전류발생 1단계로, 인버터 전류(Ipole)가 Iref1 내지 Iref2의 범위에 속하면 과다전류발생 2단계로, 인버터 전류(Ipole)가 Iref1을 초과하면 과다전류발생 3단계로 판단한다.The
제어부(260)는 판단부(240)의 판단결과(즉, 과다전류발생 여부)에 따라 인버터 회로(100)의 각 폴에서 발생하는 인버터 전류(Ipole)의 펄스 폭을 변경하여 인버터 전류(Ipole)를 정격전류 이하로 유지하도록 제어한다. 이때, 제어부(260)는 판단부(240)에서 과다전류발생으로 판단하면 인버터 전류(Ipole)의 펄스 폭에서 영전위 영역의 폭을 증가시켜 인버터 전류(Ipole)를 정격전류 이하로 유지하도록 제어한다. 이를 위해, 제어부(260)는 판단부(240)의 판단결과(즉, 과다전류발생 여부, 과다전류발생 단계)에 따라 인버터 회로(100)의 출력 전류인 인버터 전류(Ipole)의 펄스 폭을 변경하기 위해 설정된 보상값을 저장부(280)로부터 검출하고, 이를 인버터 회로(100)를 제어하는 제어기(40)로 전송한다. 그에 따라, 제어기(40)는 감마(γ)값을 제어부(260)로부터 수신한 보상값으로 변경하여 펄스 폭이 변경된 인버터 전류를 출력하도록 인버터 회로(100)를 제어한다. 여기서, 보상값은 인버터의 각 폴 전류의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 증가시키기 위한 값이며, 제어부(260)는 영전위의 폭을 증가시켜 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하기 위해 과다전류발생 단계가 높아질수록 큰 값을 갖는 보상값을 검출한다.The
예를 들어, 저장부(280)에 보상값(감마(γ))으로 과다전류발생 1단계는 Alpha3, 과다전류발생 2단계는 Alpha2, 과다전류발생 3단계는 Alpha1으로 설정되어 있는 경우, 제어부(260)는 판단부(240)에서 판단한 과다전류발생 단계에 해당하는 보상값을 저장부(280)로부터 검출하여 제어기(40)로 전송한다. 즉, 판단부(240)에서 과다전류발생 1단계로 판단하면, 제어부(260)는 저장부(280)로부터 보상값으로 Alpha1을 검출하여 제어기(40)로 전송한다. 이때, 보상값(감마(γ))은 과다전류발생 단계가 높을수록 펄스의 영전위 영역의 폭을 증가시키도록 Alpha3 < Alpha2 < Alpha1의 크기를 갖도록 설정된다.For example, when the excess current is generated in the
도 6에 도시된 그래프는 인버터 전류의 펄스 폭이 고정된 경우(즉, 감마(γ)가 고정된 경우(도 6의 (a))와, 인버터 전류의 펄스 폭이 변경된 경우(즉, 감마(γ)가 보상값으로 변경된 경우(도 6의 (b))를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 이때, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 인버터 전류의 펄스 폭이 고정되면(즉, 감마(γ)가 고정), 인버터 회로(100)의 각 폴에 흐르는 전류가 정격전류 이상으로 흐르는 것을 확인할 수 있다. 반면, 인버터 전류의 펄스 폭이 변경되면(즉, 감마(γ)가 보상값으로 변경), 각 폴에 흐르는 전류가 정격 이내로 제한되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제어부(260)는 인버터 전류가 일정이상 흘러 과다전류가 발생하는 경우 인버터의 각 폴에서 발생하는 펄스의 영전위 영역 폭을 증가시키도록 제어하기 위한 보상값을 제어기(40)로 전송하여 인버터 전류를 정격전류 이내로 제한하도록 한다.The graph shown in Fig. 6 shows a case where the pulse width of the inverter current is fixed (i.e., when the gamma is fixed (Fig. 6A) and when the pulse width of the inverter current is changed 6 (b)). In this case, when the pulse width of the inverter current is fixed (that is, when the pulse width of the gamma is fixed), it can be seen that the current flowing in each pole of the
저장부(280)는 과다전류발생 여부 판단의 근거가 되는 전류 설정값, 및 인버터 전류의 펄스 폭 변경을 위한 보상값을 저장한다. 즉, 저장부(280)는 판단부(240)에서 과다전류발생 여부를 판단하는데 근거가 되는 하나 이상의 전류 설정값(예를 들면, Iref1, Iref2, Iref3)을 저장하고, 각 전류 설정값에 따른 보상값(예를 들면, 도 5의 Alpha1, Alpha2, Alpha3)을 저장한다. 여기서, 저장부(280)는 인버터에서 발생하는 펄스의 폭을 결정하는 변수인 감마(γ)값(도 3의 (b) 참조)에 해당하는 보상값을 저장한다.
The
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Hereinafter, the current limiting method of the reactive power compensation controller according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 7 is a flowchart illustrating a current limiting method of a reactive power compensation controller according to an embodiment of the present invention.
먼저, 전류 감지부(220)는 인버터 회로(100)의 각 폴에서 출력되는 인버터 전류를 측정한다(S110). 즉, 전류 감지부(220)는 전류 감지부(220)는 제1인버터(110)의 각 폴(즉, A상(112), B상(114), C상(116)) 및 제2인버터(120)의 각 폴(즉, D상(122), E상(124), F상(126))에서 발생하는 인버터 전류(Ipole)를 감지한다.First, the
판단부(240)는 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류를 전류 설정값과 비교하여 과다전류발생 여부를 판단한다(S120). 이때, 판단부(240)는 인버터 전류(Ipole)가 저장부(280)에 저장된 전류 설정값(Iref1, Iref2, Iref3) 이상이면 과다전류발생으로 판단한다. 판단부(240)는 과다전류발생 여부를 전류 설정값에 따라 복수의 단계로 판단할 수도 있다. 즉, 판단부(240)는 복수의 전류 설정값(즉, Iref1, Iref2, Iref3)을 설정하고, 각 전류 설정값과 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류(Ipole)를 비교하여 과다전류발생 단계를 판단한다.The
판단부(240)에서 과다전류발생으로 판단하면(S120; YES), 제어부(260)는 인버터 전류의 펄스폭 변경을 위한 보상값을 저장부(280)로부터 검출한다(S132). 즉, 제어부(260)는 판단부(240)에서 과다전류발생으로 판단하면 인버터 전류(Ipole)의 펄스 폭을 좁혀 인버터 전류(Ipole)를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하기 위해서, 인버터 회로(100)의 출력 전류인 인버터 전류(Ipole)의 펄스 폭을 변경하기 위해 설정된 보상값을 저장부(280)로부터 검출한다. 이때, 제어부(260)는 인버터 전류가 일정이상 흘러 과다전류가 발생하는 경우 인버터의 각 폴에서 발생하는 펄스의 영전위 영역 폭을 증가시켜 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하기 위한 보상값을 검출한다.If the
제어부(260)는 검출한 보상값을 제어기(40)로 전송한다. 제어기(40)는 제어부(260)로부터 수신한 보상값을 이용하여 인버터 전류의 펄스 폭을 변경한다(S134). 제어기(40)는 감마(γ)값을 제어부(260)로부터 수신한 보상값으로 변경한다. 그에 따라, 인버터 회로(100)에서는 펄스의 영전위 영역 폭이 정상펄스의 영전위 영역 폭보다 넓은 폭을 갖는 전류를 출력한다.The
제어기(40)는 펄스 폭이 변경되어 정격전류 이내로 제한된 인버터 전류를 중재변압기(20)에 공급한다(S136). The
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200) 및 방법은 무효전력 보상제어기의 폴 전류(인버터 전류), 계통임피던스에 따라 펄스 폭을 가변함으로써, 인버터의 전류를 정격 이하로 유지하여 인버터를 계통에서 분리하지 않고도 전력계통의 전압안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the current limiting
부수적으로, 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200) 및 방법은 인버터의 전류를 정격 이하로 유지하도록 제한함으로써, 무효전력 보상제어기의 소자 소손을 방지하고, 무효전력 보상제어기가 계통으로 분리되지 않도록 하여 전력계통의 전압안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Incidentally, the current limiting
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200)를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200)를 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, the current limiting
도 8에 도시된 바와 같이, 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200)는 전압 감지부(210), 전류 감지부(220), 산출부(230), 판단부(240), 제어부(260), 저장부(280)를 포함한다.8, the current limiting
전압 감지부(210)는 인버터 회로(100)에서 출력되는 인버터 전압(Vsys)을 감지한다.The
전류 감지부(220)는 인버터 회로(100)에서 출력되는 인버터 전류(Isys)를 감지한다.The
산출부(230)는 인버터 전압 및 인버터 전류를 이용하여 인버터 회로(100)의 계통임피던스를 산출한다. 즉, 산출부(230)는 전압 감지부(210)에서 감지한 인버터 전압(Vsys) 및 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류(Isys)를 하기의 수학식 1에 대입하여 인버터 회로(100)의 계통임피던스를 산출한다.The calculating
판단부(240)는 산출부(230)에서 감지한 인버터 회로(100)의 계통임피던스를 미리 설정된 임피던스 설정값과 비교하여 과다전류발생 여부를 판단한다. 즉, 판단부(240)는 산출부(230)에서 산출한 계통임피던스(△Zsys)를 미리 설정되어 저장부(280)에 저장된 임피던스 설정값(예를 들면, △Z1, △Z2, △Z3)과 비교하여 과다전류발생 여부를 판단한다(도 9 참조). 이때, 판단부(240)는 산출부(230)에서 산출한 계통임피던스(△Zsys)가 임피던스 설정값(예를 들면, △Z1, △Z2, △Z3) 이하이면 과다전류발생으로 판단한다.The
판단부(240)는 과다전류발생 여부를 임피던스 설정값에 따라 복수의 단계로 판단할 수도 있다. 즉, 판단부(240)는 복수의 임피던스 설정값(즉, △Z1, △Z2, △Z3)을 설정하고, 각 임피던스 설정값과 산출부(230)에서 산출한 계통임피던스(△Zsys)를 비교하여 과다전류발생 단계를 판단한다. 예를 들어, 임피던스 설정값으로 △Z1, △Z2, △Z3이 저장부(280)에 저장되어 있고, 각 임피던스 설정값의 크기를 △Z1<△Z2<△Z3으로 가정하면, 판단부(240)는 계통임피던스(△Zsys)가 △Z2 내지 △Z3의 범위에 속하면 과다전류발생 1단계로, 계통임피던스(△Zsys)가 △Z1 내지 △Z2의 범위에 속하면 과다전류발생 2단계로, 계통임피던스(△Zsys)가 △Z1 미만이면 과다전류발생 3단계로 판단한다.The
제어부(260)는 판단부(240)의 판단결과(즉, 과다전류발생 여부)에 따라 인버터 회로(100)의 각 폴에서 발생하는 인버터 전류(Ipole)의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 변경하여 인버터 전류(Ipole)를 정격전류 이하로 유지하도록 제어한다. 이를 위해, 제어부(260)는 판단부(240)의 판단결과(즉, 과다전류발생 여부, 과다전류발생 단계)에 따라 인버터 회로(100)의 출력 전류인 인버터 전류(Ipole)의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 변경하기 위해 설정된 보상값을 저장부(280)로부터 검출하고, 이를 인버터 회로(100)를 제어하는 제어기(40)로 전송한다. 그에 따라, 제어기(40)는 감마(γ)값을 제어부(260)로부터 수신한 보상값으로 변경하여 펄스 폭이 변경된 인버터 전류를 출력하도록 인버터 회로(100)를 제어한다.The
예를 들어, 저장부(280)에 보상값(감마(γ))으로 과다전류발생 1단계는 Alpha3, 과다전류발생 2단계는 Alpha2, 과다전류발생 3단계는 Alpha1으로 설정되어 있는 경우, 제어부(260)는 판단부(240)에서 판단한 과다전류발생 단계에 해당하는 보상값을 저장부(280)로부터 검출하여 제어기(40)로 전송한다. 즉, 판단부(240)에서 과다전류발생 1단계로 판단하면, 제어부(260)는 저장부(280)로부터 보상값으로 Alpha3을 검출하여 제어기(40)로 전송한다. 이때, 보상값(감마(γ))은 과다전류발생 단계가 높을수록 펄스의 영전위 영역의 폭을 증가시키도록 Alpha3 < Alpha2 < Alpha1의 크기를 갖도록 설정된다.For example, when the excess current is generated in the
저장부(280)는 과다전류발생 여부 판단의 근거가 되는 임피던스 설정값, 및 인버터 전류의 펄스 폭 변경을 위한 보상값을 저장한다. 즉, 저장부(280)는 판단부(240)에서 과다전류발생 여부를 판단하는데 근거가 되는 하나 이상의 임피던스 설정값(예를 들면, △Z1, △Z2, △Z3)을 저장하고, 각 전류 설정값에 따른 보상값(예를 들면, 도 9의 Alpha1, Alpha2, Alpha3)을 저장한다. 여기서, 저장부(280)는 인버터에서 발생하는 펄스의 폭을 결정하는 변수인 감마(γ)값(도 3의 (b) 참조)에 해당하는 보상값을 저장한다.
The
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Hereinafter, the current limiting method of the reactive power compensation controller according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 10 is a flowchart illustrating a current limiting method of a reactive power compensation controller according to an embodiment of the present invention.
전류 감지부(220)는 인버터 회로(100)에서 출력되는 인버터 전류를 측정한다(S210).The
전압 감지부(210)는 인버터 회로(100)에서 출력되는 인버터 전압을 측정한다(S220).The
산출부(230)는 인버터 전압 및 인버터 전류를 이용하여 인버터 회로(100)의 계통임피던스를 산출한다(S230). 즉, 산출부(230)는 전압 감지부(210)에서 감지한 인버터 전압(Vsys) 및 전류 감지부(220)에서 감지한 인버터 전류(Isys)를 상기의 수학식 1에 대입하여 인버터 회로(100)의 계통임피던스를 산출한다.The calculating
판단부(240)는 산출부(230)에서 산출한 인버터 회로(100)의 계통임피던스를 임피던스 설정값과 비교하여 과다전류발생 여부를 판단한다(S240). 이때, 판단부(240)는 계통임피던스(△Zsys)가 저장부(280)에 저장된 임피던스 설정값(△Z1, △Z2, △Z3) 이상이면 과다전류발생으로 판단한다. 판단부(240)는 과다전류발생 여부를 전류 설정값에 따라 복수의 단계로 판단할 수도 있다. 즉, 판단부(240)는 복수의 임피던스 설정값(즉, △Z1, △Z2, △Z3)을 설정하고, 각 임피던스 설정값과 산출부(230)에서 산출한 계통임피던스(△Zsys)를 비교하여 과다전류발생 단계를 판단한다.The
판단부(240)에서 과다전류발생으로 판단하면(S240; YES), 제어부(260)는 인버터 전류의 펄스폭 변경을 위한 보상값을 저장부(280)로부터 검출한다(S252). 즉, 제어부(260)는 판단부(240)에서 과다전류발생으로 판단하면 인버터 전류(Isys)의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 증가시켜 인버터 전류(Isys)를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하기 위해서, 인버터 회로(100)의 출력 전류인 인버터 전류(Isys)의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 변경하기 위해 설정된 보상값을 저장부(280)로부터 검출한다. 이때, 제어부(260)는 계통임피던스가 일정수준 이하로 떨어져 과다전류가 발생하는 경우 인버터의 각 폴에서 발생하는 펄스에서 영전위 영역의 폭이 증가하도록 제어하기 위한 보상값을 검출한다.If the
제어부(260)는 검출한 보상값을 제어기(40)로 전송한다. 제어기(40)는 제어부(260)로부터 수신한 보상값을 이용하여 인버터 전류의 펄스 폭을 변경한다(S254). 제어기(40)는 감마(γ)값을 제어부(260)로부터 수신한 보상값으로 변경한다. 그에 따라, 인버터 회로(100)에서는 펄스의 영전위 영역 폭이 정상펄스의 영전위 영역 폭보다 넓은 폭을 갖는 전류를 출력한다.The
제어기(40)는 펄스 폭이 변경되어 정격전류 이내로 제한된 인버터 전류를 중재변압기(20)에 공급한다(S256). The
상술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200) 및 방법은 무효전력 보상제어기의 폴 전류(인버터 전류), 계통임피던스에 따라 펄스 폭을 가변함으로써, 인버터의 전류를 정격 이하로 유지하여 인버터를 계통에서 분리하지 않고도 전력계통의 전압안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the current limiting
부수적으로, 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치(200) 및 방법은 인버터의 전류를 정격 이하로 유지하도록 제한함으로써, 무효전력 보상제어기의 소자 소손을 방지하고, 무효전력 보상제어기가 계통으로 분리되지 않도록 하여 전력계통의 전압안정도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Incidentally, the current limiting
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
10: 주변압기 20: 중재변압기
30: 보호계전기 40: 제어기
50: UPS 60: GPS
70: 냉각시스템 100: 인버터회로
110: 제1인버터 112: A상
114: B상 116: C상
120: 제2인버터 122: D상
124: E상 126: F상
130: 클램프 200: 전류 제한 장치
210: 전압 감지부 220: 전류 감지부
230: 산출부 240: 판단부
260: 제어부 280: 저장부10: main transformer 20: intervention transformer
30: Protection relay 40: Controller
50: UPS 60: GPS
70: cooling system 100: inverter circuit
110: First inverter 112: A phase
114: B phase 116: C phase
120: Second inverter 122: D phase
124: Phase E 126: Phase F
130: Clamp 200: Current limiting device
210: Voltage sensing unit 220: Current sensing unit
230: Calculator 240:
260: Control unit 280:
Claims (14)
상기 판단부에서 과다전류발생으로 판단하면 상기 무효전력 보상제어기의 각 폴 전류의 펄스 폭을 변경하여 상기 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.A determination unit for determining whether an excessive current is generated based on an output value of an inverter circuit of the reactive power compensation controller; And
And a control unit for controlling the pulse width of each pole current of the reactive power compensation controller to maintain the inverter current at or below a rated current when the determination unit determines that an overcurrent is generated, Current limiting device.
상기 제어부는,
상기 판단부에서 과다전류발생으로 판단하면 상기 각 폴 전류의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 증가시켜 상기 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the control unit increases the width of the zero-potential region in the pulses of the pole currents when the determination unit determines that the excessive current is generated, and controls the inverter current to be maintained at or below the rated current.
상기 판단부는 상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류가 전류 설정값 이상이면 과다전류발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.The method according to claim 1,
Wherein the determination unit determines that an overcurrent is generated when the inverter current output from the inverter circuit is equal to or greater than a current set value.
상기 판단부는,
상기 인버터 회로의 계통임피던스가 임피던스 설정값 이하이면 과다전류발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And determines that an overcurrent is generated when the system impedance of the inverter circuit is lower than an impedance set value.
상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류 및 인버터 전압을 근거로 계통임피던스를 산출하는 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.The method according to claim 1,
And a calculation unit for calculating a system impedance based on the inverter current and the inverter voltage output from the inverter circuit.
상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류를 감지하는 전류 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.The method according to claim 1,
And a current sensing unit for sensing an inverter current outputted from the inverter circuit.
상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전압을 감지하는 전압 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 장치.The method according to claim 1,
And a voltage sensing unit for sensing an inverter voltage output from the inverter circuit.
제어부에 의해, 상기 판단단계에서 과다전류발생으로 판단하면 상기 무효전력 보상제어기의 각 폴 전류의 펄스 폭을 변경하여 상기 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.A determination step of determining whether an excessive current is generated based on an output value of the inverter circuit of the reactive power compensation controller by the determination unit; And
And a control step of controlling the pulse width of each pole current of the reactive power compensation controller so as to maintain the inverter current at or below a rated current when it is determined that the excessive current is generated in the determination step Current limiting method for reactive power compensation controller.
상기 제어단계에서는,
상기 판단부에서 과다전류발생으로 판단하면 상기 제어부에 의해 상기 각 폴 전류의 펄스에서 영전위 영역의 폭을 증가시켜 상기 인버터 전류를 정격전류 이하로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.The method of claim 8,
In the control step,
Wherein the controller controls the control unit to increase the width of the zero-potential region in the pulses of the respective pole currents so as to maintain the inverter current at or below the rated current when the determination unit determines that the excessive current is generated, Current limiting method.
상기 판단단계에서는,
상기 판단부에 의해 상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류가 전류 설정값 이상이면 과다전류발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.The method of claim 8,
In the determination step,
Wherein the determination unit determines that an excessive current is generated when the inverter current outputted from the inverter circuit is equal to or higher than a current setting value.
상기 판단단계에서는,
상기 판단부에 의해 상기 인버터 회로의 계통임피던스가 임피던스 설정값 이하이면 과다전류발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.The method of claim 8,
In the determination step,
Wherein the determination unit determines that an overcurrent is generated when the system impedance of the inverter circuit is equal to or lower than an impedance set value.
산출부에 의해, 상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류 및 인버터 전압을 근거로 계통임피던스를 산출하는 산출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.The method of claim 8,
Further comprising a calculating step of calculating a system impedance based on the inverter current and the inverter voltage output from the inverter circuit by the calculating unit.
전류 감지부에 의해, 상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전류를 감지하는 전류 감지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.The method of claim 8,
Further comprising a current sensing step of sensing an inverter current output from the inverter circuit by the current sensing unit.
전압 감지부에 의해, 상기 인버터 회로로부터 출력되는 인버터 전압을 감지하는 전압 감지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상제어기의 전류 제한 방법.The method of claim 8,
Further comprising a voltage sensing step of sensing an inverter voltage output from the inverter circuit by a voltage sensing unit.
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