KR20140078229A - Method for compensating reactive power of offshore wind power generator in low voltage ride through of the power grid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 국내·외의 계통 연계 기준 항목 중에 계통 저전압 보상(LVRT) 기준을 만족하도록 계통에서 저전압 발생시 해상 풍력발전기의 무효전력을 보상하여 해상 풍력발전기에서 생산된 전력을 계통에 안정적으로 공급할 수 있도록 한 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for compensating reactive power of an offshore wind turbine during a system low voltage, and more particularly, to a method for compensating for reactive power of an offshore wind turbine when a low voltage is generated in a system satisfying a system low voltage compensation (LVRT) The present invention relates to a method for compensating reactive power of an offshore wind turbine at a low voltage system in which a power generated from an offshore wind turbine generator can be stably supplied to a system.
최근 풍력발전은 기술의 진보, 국가적 지원 등에 의해 가격이 떨어지고 있고, 세계적으로 활발히 진행되고 있다.Recently, the price of wind power has been decreasing due to the progress of technology and national support, and it is actively proceeding worldwide.
또한 현재 전 세계적으로 해상풍력발전단지의 용량증가로 전력망에 연계되는 에너지 양 또한 급증하여 해상풍력발전기 및 해상풍력발전단지 운영의 안정성과 지속성이 전력망에 영향을 줄 만큼 중요해졌다. 다시 말해 전력망에 고장이 발생할 경우에 해상풍력발전단지는 계통에 연계되어 지속적인 운전과 전력망 안정도에 협조하는 특별한 형태로 그 역할이 변경되고 있고, 계통 안정도에 대한 중요성 인식으로 계통 운영자들이 계통운영의 안정성 확보를 위해 계통영향 및 제한에 대한 계통 연계 기준을 규정화하고 있다.In addition, due to the increase in the capacity of offshore wind farms worldwide, the amount of energy connected to the grid has also increased so that the stability and sustainability of offshore wind turbine and offshore wind farm operation have become important to affect the grid. In other words, when a power grid breaks down, the offshore wind farms are being changed to a special form that cooperates with the grid for continuous operation and grid stabilization. In recognition of the importance of grid stability, And to establish grid linkage criteria for system influences and limitations.
기존의 계통 연계 기준은 주로 계통 사고 발생시 전력 변환 장치의 단독 운전 방지를 목적으로 하였으나, 최근에는 해상풍력 발전 단지의 규모가 점점 커지면서 계통에 협조적인 형태로 계통 연계 기준이 제시되고 있다. 특히 풍력발전기의 경우에 계통 저전압 보상(Low Voltage Ride Through : LVRT)을 수행하기 위한 능력이 요구된다. LVRT로 요구되는 전압 저하 패턴 등과 같은 계통 저전압이 발생한 경우에는 풍력발전기와 전력계통의 접속을 유지하여 풍력 발전을 계속 실시하도록 규격화되고 있다.The existing grid linkage standard is mainly aimed at preventing single power operation of power inverter in the event of a grid accident. Recently, as the size of offshore wind power grid has been increasing, grid linkage standards have been proposed in cooperation with the grid. In particular, in the case of wind turbines, the ability to perform low voltage ride through (LVRT) is required. In case of low voltage system such as voltage drop pattern required by LVRT, it is standardized to maintain the connection between wind power generator and power system to continue wind power generation.
따라서 계통에서 저전압 발생시 해상 풍력발전기의 무효전력을 보상하여 계통 저전압 보상(LVRT) 기준을 만족시킬 수 있는 방법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a method that can compensate the reactive power of the offshore wind turbine to meet the system low voltage compensation (LVRT) when low voltage is generated in the system.
본 발명의 목적은, 국내·외의 계통 연계 기준 항목 중에 계통 저전압 보상(LVRT) 기준을 만족하도록 계통에서 저전압 발생시 해상 풍력발전기의 무효전력을 보상하여 해상 풍력발전기에서 생산된 전력을 계통에 안정적으로 공급할 수 있도록 한 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a system and method for compensating reactive power of an offshore wind power generator when a low voltage is generated in a system so as to satisfy a system low voltage compensation (LVRT) The present invention provides a method for compensating reactive power of an offshore wind power generator in a system under low voltage.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해상 풍력발전기에 의해 생산된 전력을 HVAC(High Voltage Alternating Current)을 거쳐 계통에 제공하는 해상 풍력 발전 시스템을 이용하여 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법으로서, 상기 해상 풍력 발전 시스템의 전력변환장치 주제어기에 의해, 전력변환장치의 인버터로부터 감시된 상기 해상 풍력발전기와 연계된 계통의 전압 및 전류를 수신하는 단계; 상기 전력변환장치 주 제어기에 의해, 상기 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인지 여부를 판단하는 단계; 상기 해상 풍력 발전 시스템의 풍력발전기 주제어기에 의해, 상기 판단하는 단계의 판단결과 상기 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인 경우, 상기 전력주변환장치 주제어기로부터 수신된 계통의 전압 및 전류를 이용하여 무효전력치를 산출하는 단계; 및 상기 풍력발전기 주제어기에 의해, 상기 산출된 무효전력치를 미리 설정된 무효전력기준치와 비교하여 상기 산출된 무효전력치와 상기 무효전력기준치간의 차이를 보상하도록 생성된 무효전력 보상용 값을 상기 전력변환장치 주제어기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an offshore wind power generation system for providing power generated by an offshore wind power generator to a system through a High Voltage Alternating Current (HVAC) Receiving a voltage and a current in a grid associated with the offshore wind turbine monitored from an inverter of the power inverter by a power inverter main controller of the offshore wind turbine system; Determining by the power converter main controller whether the voltage of the received grid is less than a predetermined grid reference voltage; Wherein when the voltage of the received grid is less than a predetermined grid reference voltage as a result of the determination of the wind power generator main controller of the offshore wind power generation system, Calculating a reactive power value; And a controller for comparing the calculated reactive power value with a predetermined reactive power reference value by the main controller of the wind power generator to calculate a value for reactive power compensation generated to compensate for a difference between the calculated reactive power value and the reactive power reference value, And supplying the main wind power to the main controller. The method for compensating reactive power of an offshore wind power generator is provided.
상기 수신하는 단계는 상기 계통에서 상기 해상 풍력발전기로 연계된 계통의 전압 및 전류를 수신하는 것이 바람직하다.The receiving step preferably receives the voltage and current of the grid linked to the offshore wind power generator in the grid.
상기 수신하는 단계는 상기 계통에서 상기 해상 풍력발전기로 연계된 계통의 역률을 더 수신하는 것이 바람직하다.Preferably, the receiving further receives a power factor of the system associated with the offshore wind power generator in the system.
상기 전력변환장치 주제어기는 상기 전력변환장치의 출력전압 및 출력전류를 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 구성하는 상기 전력변환장치를 제어하는 것이 바람직하다.The main controller of the power conversion apparatus preferably controls the power conversion apparatus that constitutes the output voltage and output current of the power conversion apparatus by a multi-level pulse width modulation scheme.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법은 상기 제공하는 단계 이후에, 상기 전력변환장치 주제어기에 의해, 상기 풍력발전기 주제어기로부터 제공받은 무효전력 보상용 값을 기반으로 상기 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 전력 변환을 수행하여 무효전력을 보상하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, the method of compensating reactive power of offshore wind turbine according to an embodiment of the present invention may further include, after the providing step, And compensating the reactive power by performing power conversion using a multi-level pulse width modulation scheme.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해상 풍력발전기에 의해 생산된 전력을 HVAC(High Voltage Alternating Current)을 거쳐 계통에 제공하는 해상 풍력 발전 시스템에 있어서, 전력변환장치의 인버터로부터 감시된 상기 해상 풍력발전기와 연계된 계통의 전압 및 전류를 수신하고, 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인지 여부를 판단하여 판단결과 상기 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인 경우 상기 수신된 계통의 전압 및 전류를 외부로 제공하는 전력변환장치 주제어기; 및 상기 전력변환장치 주제어기로부터 제공받은 계통의 전압 및 전류를 이용하여 무효전력치를 산출하고, 상기 산출된 무효전력치를 미리 설정된 무효전력기준치와 비교하여 상기 산출된 무효전력치와 상기 무효전력기준치간의 차이를 보상하도록 생성된 무효전력 보상용 값을 상기 전력변환장치 주제어기에 제공하는 풍력발전기 주제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an offshore wind power generation system for providing power generated by an offshore wind power generator to a system via an HVAC (High Voltage Alternating Current) And if it is determined that the voltage of the received system is less than a predetermined system reference voltage, if it is determined that the received system voltage is less than a predetermined system reference voltage, To the outside of the system; And calculating a reactive power value using the voltage and current of the system provided from the main controller of the power conversion apparatus, comparing the calculated reactive power value with a preset reactive power reference value, and comparing the calculated reactive power value and the reactive power reference value And a wind turbine main controller for providing a value for reactive power compensation generated to compensate for the difference to the power converter main controller.
상기 전력변환장치 주제어기는 상기 전력변환장치의 출력전압 및 출력전류를 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 구성하는 상기 전력변환장치를 제어하는 것이 바람직하다.The main controller of the power conversion apparatus preferably controls the power conversion apparatus that constitutes the output voltage and output current of the power conversion apparatus by a multi-level pulse width modulation scheme.
상기 전력변환장치 주제어기는 상기 무효전력 보상용 값을 기반으로 상기 멀티 레벨 펄스폭 변조 방식으로 전력 변환을 수행하여 무효전력을 보상하는 것이 바람직하다.The main controller of the power conversion apparatus performs power conversion based on the value for the reactive power compensation using the multi-level pulse width modulation scheme to compensate for the reactive power.
본 발명의 실시예에 따르면 국내·외의 계통 연계 기준 항목 중에 계통 저전압 보상(LVRT) 기준을 만족하도록 계통에서 저전압 발생시 해상 풍력발전기의 무효전력을 보상하여 해상 풍력발전기에서 생산된 전력을 계통에 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, the reactive power of the offshore wind turbine is compensated when the low voltage is generated in the system so as to satisfy the system low voltage compensation (LVRT) criterion among domestic and external grid connection standard items, There is an effect that can supply.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 전력변환장치 주제어기에 의해 제어되는 전력변환장치의 출력전압을 많은 수의 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 구성함에 따라 별도의 필터를 추가할 필요가 없이 계통에 안정적인 출력전압 및 출력전류의 공급을 가능하게 한 효과도 있다.According to the embodiment of the present invention, since the output voltage of the power conversion apparatus controlled by the main controller of the power conversion apparatus is composed of a large number of multilevel pulse width modulation methods, there is no need to add a separate filter, And the output current can be supplied.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법을 구현하는 해상 풍력 발전 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도, 그리고
도 3은 계통 저전압 발생시 저전압 보상(Low Voltage Ride Through: LVRT) 기능을 요구하는 계통 규정에 대한 실시예의 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining an offshore wind power generation system implementing a reactive power compensation method of an offshore wind power generator in a grid low voltage state according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for compensating reactive power of an offshore wind turbine generator in a system under low voltage according to an embodiment of the present invention; and
FIG. 3 is a graph illustrating an embodiment of a system requirement that requires a low voltage ride through (LVRT) function when a system under voltage is generated.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법을 구현하는 해상 풍력 발전 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.FIG. 1 is a view for explaining an offshore wind power generation system implementing a reactive power compensation method of an offshore wind power generator in a grid low voltage state according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 육상 풍력 발전 시스템(1)은 풍력발전기(10)가 풍력으로 블레이드(15)를 회전시켜 전력을 얻는다. 풍력 발전으로 얻은 전력은 컨버터(20)를 통해 직류 전력으로 변환하여 DC 버스에 출력한다. 인버터(30)는 DC-AC 인버터로, DC 버스로부터 받은 직류 전력을 전력 계통과 동일한 주파수의 교류 전력으로 변환한다. 이때 전력변환장치(40)의 멀티레벨 폴스폭 변조방식으로 구성함으로써 별도의 필터를 추가할 필요가 없으며 출력 전압 및 출력전류가 계통에 안정적인 정현파 형태를 공급할 수 있다.Referring to FIG. 1, an onshore wind
본 발명에 따른 해상 풍력 발전 시스템(1)은 상술된 컨버터(20), DC 버스(미도시) 및 DC-AC인버터(30)를 포함하는 전력변환장치(40)를 제어하는 전력변환장치 주제어기(50)와, 전력변환장치 주제어기(50)로부터 제공된 계통의 전압 및 전류에 근거하여 계통에서 저전압 발생시 무효전력의 보상을 위한 무효전력 보상용 값을 전력변환장치 주제어기(50)에 제공하는 풍력발전기 주제어기(60)를 포함한다.The offshore wind
더 자세하게 설명하면 전력변환장치 주제어기(50)는 전력을 생산하는 풍력발전기(10)와 연계된 계통, 즉 계통연계지점(2)의 전압 및 전류를 수신하고, 수신된 계통(20)의 전압을 미리 설정된 계통기준전압과 비교하여 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인 경우, 즉 계통연계지점(2)에서 저전압이 발생되었는지 여부를 판단한다. 여기서, 계통연계지점(2)의 전압 및 전류는 상술된 전력변환장치(40)의 DC-AC인버터(30)에 의해 해상 풍력발전기(10)와 연계된 계통의 전압 및 전류를 감시하고, 감시된 계통의 전압 및 전류를 전력변환장치 주제어기(50)에서 수신한다.More specifically, the power
또한 전력변환장치 주제어기(50)는 수신된 계통연계지점(2)의 전압이 계통기준전압 미만인 경우, 즉 계통연계지점(2)에서 저전압 발생된 경우 계통연계지점(2)에서 발생된 저전압을 보상하기 위하여 풍력발전기 주제어기(60)에 수신된 계통연계지점(2)의 전압 및 전류를 제공한다. 만일, 수신된 계통연계지점(2)의 전압이 계통기준전압을 초과하는 경우 즉 계통에서 고전압이 발생된 경우에도 마찬가지로 고전압을 제어하기 위하여 수신된 계통의 전압 및 전류를 풍력발전기 주제어기(60)에 제공한다.Further, the power inverter
추가적으로, 전력변환장치 주제어기(50)는 계통연계지점(2)의 역률을 수신하여 풍력발전기 주제어기(60)에 제공한다. 풍력발전기 주제어기(60)는 수신된 역률이 역률 기준을 만족하는지를 판단하여 만족하지 않은 경우 역률 기준으로 역률을 조절할 수 있다. 역률이 낮은 경우 계통 선로의 전압 변동을 일으킬 수 있고 무효전력이 그만큼 커지므로, 풍력발전기 주제어기(60)는 역률을 조절하는 역률 조절부(미도시)에 의해 역률 기준을 만족하는 값으로 역률을 보상한다.In addition, the power inverter
여기서, 역률 기준이 진상 0.95 및 지상 0.925(0.925 lagging<PF<0.95leading)로 설정되어 있으나, 이는 사전에 설정된 수치로 해당 국가별로 역률 기준이 상이하므로 본 발명이 적용되는 국가에 따라 설정되는 수치가 상이할 수 있다.In this case, the power factor reference is set to 0.95 and 0.925 (0.925 lagging <PF <0.95leading). However, since the power factor is different for each country, the value set according to the country to which the present invention is applied Can be different.
풍력발전기 주제어기(60)는 전력변환장치 주제어기(50)로부터 제공받은 계통(2)의 전압, 전류 및 역률을 아래의 수학식 1을 적용시켜 무효전력치를 산출한다.The
여기서, V는 수신된 계통연계지점(2)의 전압이고, I는 수신된 계통연계지점(2)의 전류이며, 는 수신된 역률(코사인값임)을 사인(sin)값으로 변환한 값이다.Where V is the voltage of the received
또한 풍력발전기 주제어기(60)는 산출된 무효전력치를 미리 설정된 무효전력기준치와 비교하여 둘간의 차이, 즉 산출된 무효전력치와 무효전력기준치간의 차이만큼 무효전력을 보상하도록 무효전력 보상용 값을 생성하고 생성된 무효전력 보상용 값을 전력변환장치 주제어기(50)에 제공한다.Further, the
이에 따라 전력변환장치 주제어기(50)는 풍력발전기 주제어기(60)로부터 제공받은 무효전력 보상용 값을 근거로 하여 멀티레벨 펄스폭 변조방식으로 구성된 DC-AC 인버터(30)를 제어하여 출력전압 및 출력전류가 계통망(3)에 안정적인 정현파 형태를 공급할 수 있도록 한다. 즉, 전력변환장치 주제어기(50)는 해상 풍력발전기(10)와 연계된 계통연계지점(2)에 공급되는 무효전력을 보상할 수 있도록 DC-AC 인버터(40)를 제어하게 된다.Accordingly, the
한편, 해상 풍력발전기(10)에서 생산된 전력을 해저 케이블(L)을 통해 계통연계지점(2)에 전송한다. 여기서 해저 케이블(L)은 HVAC(High Voltage Alternating Current)를 사용한 케이블이다.On the other hand, the power generated by the offshore
전력망(3)은 해상 풍력발전기(10)와 연계된 계통연계지점(2)을 거쳐 해상 풍력발전기(10)에서 생산된 전력을 수신한다. 계통연계지점(2)은 데이터 확보, 운영관리, 효율성 측면에서 변전 시스템에 구비되고, 도시되지 않은 변압기, 단로기(disconnector), 차단기, 조상설비, 피뢰기, 배전반 등으로 구성될 수 있다. The
상술된 바와 같이 본 발명의 해상 풍력 발전 시스템(1)은 계통연계지점(2)에서 저전압 발생시 저전압을 보상하기 위한 무효전력 보상방법을 구현하기 위하여 전력변환장치 주제어기(50) 및 풍력발전기 주제어기(60)를 포함하여, 각 국가별로 상이한 계통 연계 기준에 탄력적으로 적용될 수 있는 계통에서 저전압 발생시 해상 풍력발전기의 무효전력을 보상할 수 있다.As described above, the offshore wind
도 3은 계통 저전압 발생시 저전압 보상(Low Voltage Ride Through: LVRT) 기능을 요구하는 계통 규정에 대한 실시예의 그래프를 나타낸다.FIG. 3 shows a graph of an embodiment of a system regulation requiring a low voltage ride through (LVRT) function when a system undervoltage occurs.
도 3에 도시된 바와 같이 계통연계지점(2)이 정상적으로 동작되는 경우에는 계통 전압(PU)이 '1'이 유지되나, 계통연계지점(2)에 문제가 발생되어 저전압이 발생되면 계통 전압(PU)이 순간적으로 급격히 감소하게 된다. 따라서, 계통(2)의 전압이 순간적으로 저하되는 저전압 발생시에 극히 짧은 시간 내에 전력 회복이나 주파수 변동 회복 등을 위하여 해상 풍력 발전 시스템(1)에서 발생시키는 유효 전력뿐만 아니라 무효전력도 기여시키고자 하는 것이며, 이때 여러 국가별로 상이한 계통 연계에 탄력적으로 적용되는 풍력발전기(10)의 무효전력을 보상할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the
이하에서는 상술된 해상 풍력 발전 시스템(1)을 통해 본 발명에 따른 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력을 보상하는 방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for compensating for reactive power of an offshore wind turbine generator in a grid low voltage system according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 through the above-described offshore wind
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 계통 저전압시 해상 풍력발전기의 무효전력 보상 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of compensating reactive power of an offshore wind turbine generator in a system under low voltage according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
해상 풍력 발전 시스템(1)의 전력변환장치 주제어기(50)는 풍력발전기(10)와 연계된 계통연계지점(2)의 전압 및 전류를 수신한다(S11). 더 자세하게는 전력변환장치 주제어기(50)에 의해 제어되는 전력변환장치(40)의 DC-AC 인버터(30)에 의해 계통의 전압 및 전류를 감시한다. DC-AC 인버터(30)에 의해 감시된 계통(20)의 전압 및 전류는 전력변환장치 주제어기(50)에서 수신한다. 전력변환장치 주제어기(50)는 추가적으로 DC-AC 인버터(30)에 의해 감시된 계통연계지점(2)의 역률을 더 수신한다.The
전력변환장치 주제어기(50)는 수신된 계통연계지점(2)의 전압을 미리 설정된 계통기준전압과 비교하여 감시된 계통(2)의 전압이 계통기준전압 미만인지 여부를 판단한다(S13). The power inverter
상술된 S13 단계의 판단결과, 수신된 계통연계지점(2)의 전압이 계통기준전압을 초과하는 경우, 즉 계통에서 고전압이 발생된 경우 풍력발전기 주제어기(60)는 풍력발전기의 무효전력을 제어하도록 무효전력 제어용 값을 전력변환장치 주제어기(50)에 제공한다(S16).If it is determined in step S13 that the voltage of the received
상기 S13 단계의 판단결과, 수신된 계통연계지점(2)의 전압이 계통기준전압 미만인 경우, 즉 계통에서 저전압이 발생된 경우 풍력발전기 주제어기(60)는 전력변환장치 주제어기(50)로부터 수신된 계통연계지점(2)의 전압, 전류 및 역률을 상술된 수학식 1에 적용시켜 무효전력치를 산출한다(S15).If it is determined in step S13 that the voltage of the received
풍력발전기 주제어기(60)는 산출된 무효전력치를 미리 설정된 무효전력기준치와 비교하여 무효전력치와 무효전력기준치간의 차이를 보상하도록 무효전력 보상용 값을 생성하고, 생성된 무효전력 보상용 값을 전력변환장치 주제어기(50)에 제공한다(S17). The
전력변환장치 주제어기(50)는 풍력발전기 주제어기(60)로부터 제공받은 무효전력 보상용 값에 따라 풍력발전기의 무효전력을 보상하도록 전력변환장치(40)를 제어한다(S19). 즉, 전력변환장치 주제어기(50)는 무효전력 보상용 값을 기반으로 멀티레벨 펄스폭 변조 방식으로 전력 변환을 수행하여 무효전력을 보상한다.The
이렇게 함으로써, 해상 풍력발전기(10)에 생산된 전력을 HVAC 케이블(L)를 거쳐 계통연계지점(2)에 공급하는 중에 계통망(3)의 문제로 인해 저전압이 발생되면 풍력발전기(10)의 무효전력을 보상하므로, 계통망(3)에서 저전압이 발생되더라도 해상 풍력발전기(10)를 계통(2)으로부터 떼어내지 않고 해상 풍력발전기(10)로부터 생산된 전력을 계통망(3)에 안정적으로 공급할 수 있다. 이에 따라 해상 풍력발전단지 계통연계에 있어서 계통망(3)에서 저전압 발생시 무효전력안정화로 인해 계통연계를 안정적으로 유지할 수 있다.Thus, when a low voltage is generated due to the problem of the
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such modifications are intended to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 해상 풍력 발전 시스템 2 : 계통연계지점
3 : 계통망 10 : 해상 풍력발전기
15 : 블레이드 20 : 컨버터
30 : 인버터 40 : 전력변환장치
50 : 전력변환장치 주제어기 60 : 풍력발전기 주제어기
L : 해저 케이블1: offshore wind power generation system 2: grid connection point
3: grid network 10: offshore wind power generator
15: blade 20: converter
30: inverter 40: power converter
50: Power conversion device main controller 60: Wind power generator main controller
L: Submarine cable
Claims (8)
상기 해상 풍력 발전 시스템의 전력변환장치 주제어기에 의해, 전력변환장치의 인버터로부터 감시된 상기 해상 풍력발전기와 연계된 계통의 전압 및 전류를 수신하는 단계;
상기 전력변환장치 주 제어기에 의해, 상기 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인지 여부를 판단하는 단계;
상기 해상 풍력 발전 시스템의 풍력발전기 주제어기에 의해, 상기 판단하는 단계의 판단결과 상기 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인 경우, 상기 전력주변환장치 주제어기로부터 수신된 계통의 전압 및 전류를 이용하여 무효전력치를 산출하는 단계; 및
상기 풍력발전기 주제어기에 의해, 상기 산출된 무효전력치를 미리 설정된 무효전력기준치와 비교하여 상기 산출된 무효전력치와 상기 무효전력기준치간의 차이를 보상하도록 생성된 무효전력 보상용 값을 상기 전력변환장치 주제어기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법.A method for compensating reactive power of an offshore wind power generator using a offshore wind power generation system that provides power generated by a offshore wind power generator to a system through a High Voltage Alternating Current (HVAC)
Receiving the voltage and current of the grid connected to the offshore wind turbine monitored from the inverter of the power inverter by the power inverter main controller of the offshore wind power system;
Determining by the power converter main controller whether the voltage of the received grid is less than a predetermined grid reference voltage;
Wherein when the voltage of the received grid is less than a predetermined grid reference voltage as a result of the determination of the wind power generator main controller of the offshore wind power generation system, Calculating a reactive power value; And
A reactive power compensation value generated to compensate for a difference between the calculated reactive power value and the reactive power reference value by comparing the calculated reactive power value with a predetermined reactive power reference value by the wind power generator main controller, Wherein the step of supplying the reactive power to the wind power generator includes the step of providing the power to the wind power generator.
상기 수신하는 단계는 상기 계통에서 상기 해상 풍력발전기로 연계된 계통의 전압 및 전류를 수신하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법.The method according to claim 1,
Wherein the receiving step receives the voltage and current of the grid associated with the offshore wind power generator in the system.
상기 수신하는 단계는 상기 계통에서 상기 해상 풍력발전기로 연계된 계통의 역률을 더 수신하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법.The method of claim 2,
Wherein the receiving further receives a power factor of the grid associated with the offshore wind power generator in the system.
상기 전력변환장치 주제어기는 상기 전력변환장치의 출력전압 및 출력전류를 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 구성하는 상기 전력변환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법.The method according to claim 1,
Wherein the main controller of the power conversion apparatus controls the power conversion apparatus constituting the output voltage and the output current of the power conversion apparatus by a multi-level pulse width modulation method.
상기 제공하는 단계 이후에,
상기 전력변환장치 주제어기에 의해, 상기 풍력발전기 주제어기로부터 제공받은 무효전력 보상용 값을 기반으로 상기 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 전력 변환을 수행하여 무효전력을 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기의 무효전력 보상방법.The method of claim 4,
After the providing step,
And compensating for the reactive power by performing power conversion by the multi-level pulse width modulation method based on the value for reactive power compensation provided from the main controller of the power generator by the power inverter main controller. A method for compensating reactive power of an offshore wind turbine.
전력변환장치의 인버터로부터 감시된 상기 해상 풍력발전기와 연계된 계통의 전압 및 전류를 수신하고, 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인지 여부를 판단하여 판단결과 상기 수신된 계통의 전압이 미리 설정된 계통기준전압 미만인 경우 상기 수신된 계통의 전압 및 전류를 외부로 제공하는 전력변환장치 주제어기; 및
상기 전력변환장치 주제어기로부터 제공받은 계통의 전압 및 전류를 이용하여 무효전력치를 산출하고, 상기 산출된 무효전력치를 미리 설정된 무효전력기준치와 비교하여 상기 산출된 무효전력치와 상기 무효전력기준치간의 차이를 보상하도록 생성된 무효전력 보상용 값을 상기 전력변환장치 주제어기에 제공하는 풍력발전기 주제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전 시스템.1. An offshore wind power generation system for providing power generated by an offshore wind power generator to a system via a High Voltage Alternating Current (HVAC)
And a controller for receiving the voltage and current of the grid associated with the offshore wind turbine monitored from the inverter of the power conversion apparatus and determining whether the voltage of the received grid is below a predetermined grid reference voltage, A power converter main controller for externally supplying the voltage and current of the received system when the voltage is less than a predetermined system reference voltage; And
And calculates a reactive power value using the voltage and current of the system provided from the main controller of the power conversion apparatus, compares the calculated reactive power value with a predetermined reactive power reference value, and calculates a difference between the calculated reactive power value and the reactive power reference value And a wind power generator main controller for providing a reactive power compensation value to the main controller of the power conversion system.
상기 전력변환장치 주제어기는 상기 전력변환장치의 출력전압 및 출력전류를 멀티 레벨 펄스폭 변조방식으로 구성하는 상기 전력변환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전 시스템.The method of claim 6,
Wherein the main controller of the power conversion apparatus controls the power conversion apparatus that constitutes an output voltage and an output current of the power conversion apparatus by a multi-level pulse width modulation scheme.
상기 전력변환장치 주제어기는 상기 무효전력 보상용 값을 기반으로 상기 멀티 레벨 펄스폭 변조 방식으로 전력 변환을 수행하여 무효전력을 보상하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력 발전 시스템.The method of claim 7,
Wherein the main controller of the power conversion apparatus performs power conversion based on the value for the reactive power compensation using the multi-level pulse width modulation scheme to compensate the reactive power.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120147356A KR20140078229A (en) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | Method for compensating reactive power of offshore wind power generator in low voltage ride through of the power grid |
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KR20140078229A true KR20140078229A (en) | 2014-06-25 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160012032A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-02 | 전북대학교산학협력단 | Method and system for controlling low-voltage ride through of a wind farm |
KR20160094810A (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-10 | 두산중공업 주식회사 | Wind turbine and Method for LVRT control of wind turbine |
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2012
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