KR20160033362A - Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치 - Google Patents

Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160033362A
KR20160033362A KR1020140123912A KR20140123912A KR20160033362A KR 20160033362 A KR20160033362 A KR 20160033362A KR 1020140123912 A KR1020140123912 A KR 1020140123912A KR 20140123912 A KR20140123912 A KR 20140123912A KR 20160033362 A KR20160033362 A KR 20160033362A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
value
voltage
command value
comparator
Prior art date
Application number
KR1020140123912A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102224966B1 (ko
Inventor
김찬기
이성두
박용훈
최순호
김진영
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020140123912A priority Critical patent/KR102224966B1/ko
Publication of KR20160033362A publication Critical patent/KR20160033362A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102224966B1 publication Critical patent/KR102224966B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
    • 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
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 3상 전압을 스칼라적으로 합성하여 합성 전압값을 생성하는 전압 스칼라 합성부, 3상 전류를 스칼라적으로 합성하여 합성 전류값을 생성하는 전류 스칼라 합성부, 합성 전압값과 합성 전류값을 곱하여 전력 지령값을 생성하는 제1 곱셈기, 합성 전압값과 기 설정된 제1 합성 전압 기준값을 비교하는 제1 전압 비교기, 합성 전류값과 기 설정된 제1 합성 전류 기준값을 비교하는 제1 전류 비교기, 전력 지령값을 기 설정된 제1 전력지령 기준값과 비교하는 제1 지령값 비교기, 제1 전압 비교기와 제1 전류 비교기 및 제1 지령값 비교기의 비교 결과에 따라 HVDC 시스템의 단상 고장을 판별하는 제1 판별부 및 제1 판별부의 판별 결과 단상 고장으로 판별되면, 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 전류 지령값을 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값으로 출력하는 전류 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＨⅤＤＣ 시스템의 정류실패 제어 장치{APPARATUS CONTROLLING COMMUTATION FAILURE OF HVDC SYSTEM}
본 발명은 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AC 전압을 기반으로 단상 및 3상에서의 정류실패를 사전에 예측하고 예측 결과를 토대로 정류실패를 사전에 제어하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치에 관한 것이다.
전류형 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템은 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 정류기(Rectifier)측과 DC 전력을 다시 AC 전력으로 변환하는 인버터(Inverter)측으로 구성된다. 전류형 HVDC는 기본적으로 AC 계통의 선간전압을 기준으로 AC-DC-AC변환 과정인 정류과정을 구성하게 된다.
이러한 전류형 HVDC 시스템의 HVDC 제어는 계층구조로 이루어져 있으며, 최상위 계층은 정류기측과 인버터측을 통합하여 변환소 간의 전력전송을 제어하는 Bipole 레벨 제어기가 있으며, 그 하위에 각 Pole의 제어를 담당하는 Pole 레벨 제어기가 있으며, 최하단에는 컨버터 밸브를 직접 제어하는 밸브 그룹 레벨 제어기가 있다. 밸브 그룹 레벨 제어기는 점호각 및 소호각을 생성하여 사이리스터 밸브의 도통을 제어하게 된다.
이러한 HVDC 인버터에 있어 가장 자주 발생되는 비정상적인 동작은 정류실패이다. 정류실패는 턴-오프되어야 하는 컨버터 밸브가 점호 순서에서 다음 밸브로 전류를 전환시키지 못하고 계속해서 도통되는 고장이다.
이러한 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위해 종래에는 최대 소호각 지령 방법이 이용되었다.
최대 소호각 지령 방법은 DC 전류와 AC 전류 사이의 차에 의해 정류실패를 감지한 후에, 최대 소호각 지령을 2 사이클 동안 정상상태 값(165°)에서 과도상태 값(135°)으로 변동시키는 것으로서, 정류실패 발생을 막지는 못하지만 연속적으로 발생되는 정류실패를 방지하는데 큰 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 종래의 최대 소호각 지령 방법과 같은 정류실패 저감 방법은, AC 전류와 DC 전류를 비교하여 정류실패를 감지하기 때문에 정류실패에 대한 강인성은 보장되나 정류실패에 대한 예방은 가능하지 않다. 즉, 종래의 정류실패 저감 방법은 정류실패가 발생한 후에 최소 소호각 45도를 최대 소호각 45도로 수정하기 때문에, 원거리 고장으로 인한 전압강하로 발생되는 정류실패는 예방이 가능하지 않는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0036797호(2014.03.26)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 AC 전압을 기반으로 단상 및 3상에서의 정류실패를 예측하고 예측 결과를 토대로 정류실패를 사전에 제어하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 HVDC 시스템에 고장이 발생하더라도 고장 회복속도가 빠르고 추가적인 정류실패를 예방할 수 있도록 한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치는 3상 전압을 스칼라적으로 합성하여 합성 전압값을 생성하는 전압 스칼라 합성부; 3상 전류를 스칼라적으로 합성하여 합성 전류값을 생성하는 전류 스칼라 합성부; 상기 합성 전압값과 상기 합성 전류값을 곱하여 전력 지령값을 생성하는 제1 곱셈기; 상기 합성 전압값과 기 설정된 제1 합성 전압 기준값을 비교하는 제1 전압 비교기; 상기 합성 전류값과 기 설정된 제1 합성 전류 기준값을 비교하는 제1 전류 비교기; 상기 전력 지령값을 기 설정된 제1 전력지령 기준값과 비교하는 제1 지령값 비교기; 상기 제1 전압 비교기와 상기 제1 전류 비교기 및 상기 제1 지령값 비교기의 비교 결과에 따라 HVDC 시스템의 단상 고장을 판별하는 제1 판별부; 및 상기 제1 판별부의 판별 결과 단상 고장으로 판별되면, 상기 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 상기 전류 지령값을 상기 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값으로 출력하는 전류 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제1 판별부는 상기 합성 전압값이 상기 제1 합성 전압 기준값 이상이고, 상기 합성 전류값이 상기 제1 합성 전류 기준값 이상이며, 상기 전력 지령값이 상기 제1 전력지령 기준값 이상이면 단상 고장으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전류 제어기는 상기 전력 지령값을 상기 전류 지령값으로 변환하는 PCD(Power Command Drive); 및 상기 전류 지령값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전류 제어기는 상기 HVDC 시스템의 전력을 기반으로 전류 지령값을 생성하는 전력 제어기, 및 상기 HVDC 시스템의 전압에 설정된 전류 지령값을 검출하는 VDCOL(Voltage Dependant Current Order Limit) 모듈을 더 포함하되, 상기 선택부는 상기 PCD, 상기 전력 제어기 및 상기 VDCOL 모듈 각각으로부터 입력된 상기 전류 지령값 중 최소값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 HDC 시스템의 정류실패 제어 장치는 3상 전압을 벡터적으로 합성하여 합성 전압값을 생성하는 전압 벡터 합성부; 3상 전류를 벡터적으로 합성하여 합성 전류값을 생성하는 전류 벡터 합성부; 상기 합성 전압값과 상기 합성 전류값에 근거하여 전력 지령값을 생성하는 제2 곱셈기; 상기 합성 전압값과 기 설정된 제2 합성 전압 기준값을 비교하는 제2 전압 비교기; 상기 합성 전류값과 기 설정된 제2 합성 전류 기준값을 비교하는 제2 전류 비교기; 상기 전력 지령값을 기 설정된 제2 전력지령 기준값과 비교하는 제2 지령값 비교기; 상기 제2 전압 비교기와 상기 제2 전류 비교기 및 상기 제2 지령값 비교기의 비교 결과에 따라 HVDC 시스템의 3상 고장을 판별하는 제2 판별부; 및 상기 제2 판별부의 판별 결과 3상 고장으로 판별되면, 상기 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 상기 전류 지령값을 상기 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값으로 출력하는 전류 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제2 판별부는 상기 합성 전압값이 상기 합성 전압 기준값 이상이고, 상기 합성 전류값이 상기 합성 전류 기준값 이상이며, 상기 전력 지령값이 상기 합상 기준값 이상이면 단상 고장으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전류 제어기는 상기 전력 지령값을 상기 전류 지령값으로 변환하는 PCD(Power Command Drive); 및 상기 전류 지령값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전류 제어기는 상기 HVDC 시스템의 전력을 기반으로 전류 지령값을 생성하는 전력 제어기, 및 상기 HVDC 시스템의 전압에 설정된 전류 지령값을 검출하는 VDCOL(Voltage Dependant Current Order Limit) 모듈을 더 포함하되, 상기 선택부는 상기 PCD, 상기 전력 제어기 및 상기 VDCOL 모듈 각각으로부터 입력된 상기 전류 지령값 중 최소값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 AC 전압을 기반으로 단상 및 3상에서의 정류실패를 예측하고 예측 결과를 토대로 정류실패를 사전에 제어한다.
본 발명은 HVDC 시스템에 고장이 발생하더라도 고장 회복속도가 빠르고 추가적인 정류실패를 예방할 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 고장에 대한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 고장에 대한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCD를 이용하는 전류 제어기의 블럭 구성도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
일반적으로 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템에서 정류실패를 유발하는 AC 계통의 고장은 단상 고장과 3상 고장으로 구분된다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치는 단상 고장을 판별하여 HVDC 시스템의 정류실패를 저감하기 위한 실시예 및 3상 고장을 판별하여 HVDC 시스템의 정류실패를 저감하기 위한 실시예로 각각 설명한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치는 단상 고장을 판별하기 위해 3상 전압과 3상 전류를 각각 스칼라적으로 합성하며, 상기한 바와 같이 각각 합성된 전압과 전류를 곱하여 전력 지령값을 생성한 후, 이 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 최종적으로 HVDC 시스템의 정류실패를 저감하기 위한 전류 기준값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치는 3상 고장을 판별하기 위해 3상 전압과 3상 전류를 벡터적으로 합성하며, 상기한 바와 같이 각각 합성된 전압과 전류를 곱하여 전력 지령값을 생성한 후, 이 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 HVDC 시스템의 정류실패를 저감하기 위한 전류 기준값을 검출하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 정류 실패 저감 장치를 도 1 내지 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 고장에 대한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 고장에 대한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCD를 이용한 전류 제어기의 블럭 구성도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 고장에 대한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치는 전압 스칼라 합성부(110), 전류 스칼라 합성부(120), 제1 곱셈기(130), 제1 전압 비교기(140), 제1 전류 비교기(150), 제1 지령값 비교기(160), 제1 판별부(170) 및 전류 제어기(10)(도 3 에 도시)를 포함한다.
먼저, 전압 스칼라 합성부(110)는 3상 전압(ua(t),ub(t),uc(t))을 스칼라적으로 합성하여 절대값으로 생성하고, 이와 같이 생성된 합성 전압값(uO)을 제1 전압 비교기(140) 및 제1 곱셈기(130) 각각에 입력한다.
제1 전압 비교기(140)는 상기한 전압 스칼라 합성부(110)로부터 입력된 합성 전압값(u0)을 기 설정된 제1 합성 전압 기준값(KU0uM0)과 비교하고 비교 결과(1 or 0)를 제1 판별부(170)로 입력한다.
여기서, 제1 합성 전압 기준값(KUOuMO)은 HVDC 시스템의 단상 고장을 예측할 수 있도록 사전에 설정된 전압 기준값이다.
전류 스칼라 합성부(120)는 3상 전류(ian(t),ibn(t),icn(t))를 스칼라적으로 합성하여 절대값으로 생성하고, 이와 같이 생성된 합성 전류값(ion)을 제1 전류 비교기(150) 및 제1 곱셈기(130) 각각에 입력한다.
제1 전류 비교기(150)는 상기한 전류 스칼라 합성부(120)로부터 입력된 합성 전류값(ion)을 기 설정된 제1 합성 전류 기준값(KIOiMOn)과 비교하고 비교 결과(1 or 0)를 제1 판별부(170)로 입력한다.
여기서, 제1 합성 전류 기준값(KIOiMOn)은 HVDC 시스템의 단상 고장을 예측할 수 있도록 사전에 설정된 전류 기준값이다.
제1 곱셈기(130)는 상기한 전압 스칼라 합성부(110)로부터 입력된 합성 전압값(uO)과 전류 스칼라 합성부(120)로부터 입력된 합성 전류값(ion)을 곱하여 전력 지령값(Pon)을 생성하고, 생성된 전력 지령값(Pon)을 제1 지령값 비교기(160)에 입력한다. 여기서, 제1 곱셈기(130)에 의해 생성된 전력 지령값(Pon)은 전류 제어기(10)의 PCD(Power Command Drive)(11)에 입력된다.
제1 지령값 비교기(160)는 상기한 제1 곱셈기(130)로부터 입력된 전력 지령값(Pon)을 기 설정된 제1 전력지령 기준값(KpoPNOn)과 비교하고 비교 결과(1 or 0)를 제1 판별부(170)에 입력한다.
여기서, 제1 전력지령 기준값(KpoPNOn)은 HVDC 시스템의 단상 고장을 예측할 수 있도록 사전에 설정된 전력 기준값이다.
제1 판별부(170)는 제1 전압 비교기(140)와 제1 전류 비교기(150) 및 제1 지령값 비교기(160)의 비교 결과에 따라 단상 고장을 판별한다.
이러한 제1 판별부(170)는 합성 전압값(uo)이 제1 합성 전압 기준값(KU0uM0) 이상이고, 합성 전류값(ion)이 제1 합성 전류 기준값(KIOiMOn) 이상이며, 전력 지령값(Pon)이 제1 전력지령 기준값(KpoPNOn) 이상이면 단상 고장으로 판별한다. 즉, 3상 전압(ua(t),ub(t),uc(t))을 스칼라적으로 합성한 합성 전압값(uo)과, 3상 전류(ian(t),ibn(t),icn(t))를 스칼라적으로 합성한 합성 전류값(ion) 및 합성 전압값(uo)과 합성 전류값(ion)을 곱하여 생성된 전력 지령값(Pon)이 각각의 기준값 이상인 경우에는, 3상 중 단상에 전압값이나 전류값이 과도하게 상승하여 단상 고장이 발생한 것으로 볼 수 있기 때문이다.
반면에, 제1 판별부(170)는 합성 전압값(uo)이 제1 합성 전압 기준값(KUOuMO) 미만이거나, 합성 전류값(ion)이 제1 합성 전류 기준값(KIOiMOn) 미만이거나, 또는 전력 지령값(Pon)이 제1 전력지령 기준값(KpoPNOn) 미만이면 단상 고장이 발생되지 않은 것으로 판별한다.
여기서, 단상 고장시 전류 제어기(10)는 제1 판별부(170)의 판별 결과에 따라 제1 곱셈기(130)로부터 전력 지령값(Pon)을 입력받고, 이 전력 지령값(Pon)을 이용하여 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값(Idcref)을 출력한다. 이에 대해서는 도 3 을 참조하여 후술한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 고장에 대한 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치의 블럭 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전압 벡터 합성부(210), 전류 벡터 합성부(220), 제2 곱셈기(230), 제2 전압 비교기(240), 제2 전류 비교기(250), 제2 지령값 비교기(260), 제2 판별부(270) 및 전류 제어기(10)(도 3 에 도시)를 포함한다.
먼저, 전압 벡터 합성부(210)는 3상 전압(ua(t),ub(t),uc(t))을 Park's Equation으로 변환한 후 벡터적으로 합성하여 절대값으로 생성하고, 이와 같이 생성된 합성 전압값(unth)을 제2 전압 비교기(240) 및 제2 곱셈기(230) 각각에 입력한다.
제2 전압 비교기(240)는 상기한 전압 벡터 합성부(210)로부터 입력된 합성 전압값(unth)을 기 설정된 제2 합성 전압 기준값(KUthuNth)과 비교하고 비교 결과(1 or 0)를 제2 판별부(270)에 입력한다.
여기서, 제2 합성 전압 기준값(KUthuNth)은 HVDC 시스템의 3상 고장을 예측할 수 있도록 사전에 설정된 전압 기준값이다.
전류 벡터 합성부(220)는 3상 전류(ian(t),ibn(t),icn(t))를 Park's Equation으로 변환한 후 벡터적으로 합성하여 절대값으로 생성하고, 이와 같이 생성된 합성 전류값(ithn)을 제2 전류 비교기(250) 및 제2 곱셈기(230) 각각에 입력한다.
제2 전류 비교기(250)는 상기한 전류 벡터 합성부(220)로부터 입력된 합성 전류값(ithn)을 기 설정된 제2 합성 전류 기준값(KIthiNthn)과 비교하고 비교 결과(1 or 0)를 제2 판별부(270)로 입력한다.
여기서, 제2 합성 전류 기준값(KIthiNthn)은 HVDC 시스템의 3상 고장을 예측할 수 있도록 사전에 설정된 전류 기준값이다.
제2 곱셈기(230)는 상기한 전압 벡터 합성부(210)로부터 입력된 합성 전압값(unth)과 전류 벡터 합성부(220)로부터 입력된 합성 전류값(ithn)을 곱하여 전력 지령값(ΔPnth)을 생성하고, 생성된 전력 지령값(ΔPnth)을 제2 지령값 비교기(260)에 입력한다. 여기서, 제2 곱셈기(230)에 의해 생성된 전력 지령값(ΔPnth)은 전류 제어기(10)의 PCD(11)에 입력된다.
제2 지령값 비교기(260)는 상기한 제2 곱셈기(230)로부터 입력된 전력 지령값(ΔPnth)을 기 설정된 제2 전력지령 기준값(KpthΔPNth)과 비교하고 비교 결과(1 or 0)를 제2 판별부(270)에 입력한다.
여기서, 제2 전력지령 기준값(KpthΔPNth)은 HVDC 시스템의 3상 고장을 예측할 수 있도록 사전에 설정된 전력 기준값이다.
제2 판별부(270)는 제2 전압 비교기(240)와 제2 전류 비교기(250) 및 제2 지령값 비교기(260)의 비교 결과에 따라 3상 고장을 판별한다.
이러한 제2 판별부(270)는 합성 전압값(unth)이 제2 합성 전압 기준값(KUthuNth) 이상이고, 합성 전류값(ithn)이 제2 합성 전류 기준값(KIthiNthn) 이상이며, 전력 지령값(ΔPnth)이 제2 전력지령 기준값(KpthΔPNth) 이상이면 3상 고장으로 판별한다. 즉, 3상 전압(ua(t),ub(t),uc(t))을 벡터적으로 합성한 합성 전압값(unth)과, 3상 전류(ian(t),ibn(t),icn(t))를 벡터적으로 합성한 합성 전류값(ithn) 및 합성 전압값(unth)과 합성 전류값(ithn)을 곱하여 생성된 전력 지령값(ΔPnth)이 각각의 기준값 이상인 경우에는, 3상 전체의 전압값이나 전류값이 과도하게 상승하여 그 벡터적 합성값이 과도하게 증가한 것으로 볼 수 있기 때문에 3상 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
반면에, 제2 판별부(270)는 합성 전압값(unth)이 제2 합성 전압 기준값(KUthuNth) 미만이거나, 합성 전류값(ithn)이 제2 합성 전류 기준값(KIthiNthn) 미만이거나 전력 지령값(ΔPnth)이 제2 전력지령 기준값(KpthΔPNth) 미만이면 3상 고장이 발생되지 않은 것으로 판별한다.
도 3 을 참조하면, 전류 제어기(10)는 단상 고장 또는 3상 고장에 따른 전력 지령값(Pon or ΔPnth) 중 어느 하나를 입력받고 입력된 전력 지령값(Pon or ΔPnth)을 이용하여 전류 기준값(Idcref)을 출력한다.
즉, 단상 고장시 전류 제어기(10)는 제2 판별부(170)의 판별 결과에 따라 제1 곱셈기(130)로부터 전력 지령값(Pon)을 입력받고, 이 전력 지령값(Pon)을 이용하여 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값(Idcref)을 출력한다.
또는 3상 고장시 전류 제어기(10)는 제2 판별부(270)의 판별 결과에 따라 제2 곱셈기(230)로부터 전력 지령값(ΔPnth)을 입력받고, 전력 지령값(ΔPnth)을 이용하여 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값(Idcref)을 출력한다.
이를 위해, 전류 제어기(10)는 도 3 에 도시된 바와 같이 PCD(Power Command Drive)(11), 전력 제어기(12), VDCOL(Voltage Dependant Current Order Limit) 모듈(13) 및 선택부(14)를 포함한다.
PCD(11)는 전력 지령값(Pon or ΔPnth)을 전류 지령값(Iordl)으로 변환하여 선택부(14)에 입력한다.
전력 제어기(12)는 HVDC 시스템의 전력을 기반으로 전류 지령값(Iord2)을 생성한다.
VDCOL(Voltage Dependant Current Order Limit) 모듈(13)은 HVDC 시스템의 전압에 설정된 전류 지령값을 검출하는 것으로서, 계통의 전압이 강하하는 경우 기 설정된 룩업 테이블을 바탕으로 해당 전압에 대해 설정된 전류 지령값(Iord3)을 검출하고 이 전류 지령값(Iord3)을 선택부(14)에 입력한다.
참고로, 전력 제어기(12) 및 VDCOL 모듈(13)은 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
선택부(14)는 상기한 PCD(11)로부터 입력되는 전류 지령값(Iordl)을 상기한 전류 기준값(Idcref)으로 선택할 수 있으며, 이외에도 PCD(11)로부터 입력되는 전류 지령값(Iordl)과, 전력 제어기(12)로부터 입력된 전류 지령값(Iord2) 및 VDCOL 모듈(13)로부터 입력된 전류 지령값(Iord3) 중 최소값을 전류 기준값(Idcref)으로 선택하여 출력할 수 있다.
이와 같은 본 실시예는 AC 전압을 기반으로 단상 및 3상에서의 정류실패를 사전에 예측하고 예측 결과를 토대로 정류실패를 사전에 제어한다.
또한 본 실시예는 HVDC 시스템에 고장이 발생하더라도 고장 회복속도가 빠르고 추가적인 정류실패를 예방할 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 전류 제어기
11: PCD
12: 전력 제어기
13: VCDOL 모듈
14: 선택부
110: 전압 스칼라 합성부
120: 전류 스칼라 합성부
130: 제1 곱셈기
140: 제1 전압 비교기
150: 제1 전류 비교기
160: 제1 지령값 비교기
170: 제1 판별부
210: 전압 벡터 합성부
220: 전류 벡터 합성부
230: 제2 곱셈기
240: 제2 전압 비교기
250: 제2 전류 비교기
260: 제2 지령값 비교기
270: 제2 판별부

Claims (8)

  1. 3상 전압을 스칼라적으로 합성하여 합성 전압값을 생성하는 전압 스칼라 합성부;
    3상 전류를 스칼라적으로 합성하여 합성 전류값을 생성하는 전류 스칼라 합성부;
    상기 합성 전압값과 상기 합성 전류값을 곱하여 전력 지령값을 생성하는 제1 곱셈기;
    상기 합성 전압값과 기 설정된 제1 합성 전압 기준값을 비교하는 제1 전압 비교기;
    상기 합성 전류값과 기 설정된 제1 합성 전류 기준값을 비교하는 제1 전류 비교기;
    상기 전력 지령값을 기 설정된 제1 전력지령 기준값과 비교하는 제1 지령값 비교기;
    상기 제1 전압 비교기와 상기 제1 전류 비교기 및 상기 제1 지령값 비교기의 비교 결과에 따라 HVDC 시스템의 단상 고장을 판별하는 제1 판별부; 및
    상기 제1 판별부의 판별 결과 단상 고장으로 판별되면, 상기 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 상기 전류 지령값을 상기 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값으로 출력하는 전류 제어기를 포함하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 판별부는 상기 합성 전압값이 상기 제1 합성 전압 기준값 이상이고, 상기 합성 전류값이 상기 제1 합성 전류 기준값 이상이며, 상기 전력 지령값이 상기 제1 전력지령 기준값 이상이면 단상 고장으로 판별하는 것을 특징으로 하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 제어기는
    상기 전력 지령값을 상기 전류 지령값으로 변환하는 PCD(Power Command Drive); 및
    상기 전류 지령값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전류 제어기는
    상기 HVDC 시스템의 전력을 기반으로 전류 지령값을 생성하는 전력 제어기, 및 상기 HVDC 시스템의 전압에 설정된 전류 지령값을 검출하는 VDCOL(Voltage Dependant Current Order Limit) 모듈을 더 포함하되,
    상기 선택부는 상기 PCD, 상기 전력 제어기 및 상기 VDCOL 모듈 각각으로부터 입력된 상기 전류 지령값 중 최소값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 HDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  5. 3상 전압을 벡터적으로 합성하여 합성 전압값을 생성하는 전압 벡터 합성부;
    3상 전류를 벡터적으로 합성하여 합성 전류값을 생성하는 전류 벡터 합성부;
    상기 합성 전압값과 상기 합성 전류값에 근거하여 전력 지령값을 생성하는 제2 곱셈기;
    상기 합성 전압값과 기 설정된 제2 합성 전압 기준값을 비교하는 제2 전압 비교기;
    상기 합성 전류값과 기 설정된 제2 합성 전류 기준값을 비교하는 제2 전류 비교기;
    상기 전력 지령값을 기 설정된 제2 전력지령 기준값과 비교하는 제2 지령값 비교기;
    상기 제2 전압 비교기와 상기 제2 전류 비교기 및 상기 제2 지령값 비교기의 비교 결과에 따라 HVDC 시스템의 3상 고장을 판별하는 제2 판별부; 및
    상기 제2 판별부의 판별 결과 3상 고장으로 판별되면, 상기 전력 지령값을 전류 지령값으로 변환하여 상기 전류 지령값을 상기 HVDC 시스템의 정류실패를 제어하기 위한 전류 기준값으로 출력하는 전류 제어기를 포함하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 판별부는 상기 합성 전압값이 상기 합성 전압 기준값 이상이고, 상기 합성 전류값이 상기 합성 전류 기준값 이상이며, 상기 전력 지령값이 상기 합상 기준값 이상이면 단상 고장으로 판별하는 것을 특징으로 하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 전류 제어기는
    상기 전력 지령값을 상기 전류 지령값으로 변환하는 PCD(Power Command Drive); 및
    상기 전류 지령값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전류 제어기는
    상기 HVDC 시스템의 전력을 기반으로 전류 지령값을 생성하는 전력 제어기, 및 상기 HVDC 시스템의 전압에 설정된 전류 지령값을 검출하는 VDCOL(Voltage Dependant Current Order Limit) 모듈을 더 포함하되,
    상기 선택부는 상기 PCD, 상기 전력 제어기 및 상기 VDCOL 모듈 각각으로부터 입력된 상기 전류 지령값 중 최소값을 상기 전류 기준값으로 선택하는 것을 특징으로 하는 HDC 시스템의 정류실패 제어 장치.
KR1020140123912A 2014-09-17 2014-09-17 Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치 KR102224966B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140123912A KR102224966B1 (ko) 2014-09-17 2014-09-17 Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140123912A KR102224966B1 (ko) 2014-09-17 2014-09-17 Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160033362A true KR20160033362A (ko) 2016-03-28
KR102224966B1 KR102224966B1 (ko) 2021-03-11

Family

ID=57007515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140123912A KR102224966B1 (ko) 2014-09-17 2014-09-17 Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102224966B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108493977A (zh) * 2018-03-15 2018-09-04 四川大学 一种串联混合直流输电系统的暂态无功协调控制方法
CN110968073A (zh) * 2019-11-22 2020-04-07 四川大学 一种hvdc系统换相失败故障原因双层溯源辨识方法
CN112567620A (zh) * 2018-08-30 2021-03-26 日立汽车系统株式会社 逆变装置
CN113791294A (zh) * 2021-09-07 2021-12-14 国网安徽省电力有限公司 一种边云协同的特高压直流输电系统换相失败溯源方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101096146B1 (ko) * 2011-01-20 2011-12-19 한국전력공사 Ｈｖｄｃ 제어기 및 이를 포함하는 ｈｖｄｃ 시스템
KR20120106461A (ko) * 2011-03-18 2012-09-26 엘에스산전 주식회사 Ｈｖｄｃ시스템의 전류 실패 방지 장치
KR20130046113A (ko) * 2011-10-27 2013-05-07 한국전력공사 Ｈｖｄｃ 제어기
KR20140036797A (ko) * 2012-09-18 2014-03-26 한국전력공사 Ｈｖｄｃ 시스템의 정류실패 방지를 위한 소호각 제어 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101096146B1 (ko) * 2011-01-20 2011-12-19 한국전력공사 Ｈｖｄｃ 제어기 및 이를 포함하는 ｈｖｄｃ 시스템
KR20120106461A (ko) * 2011-03-18 2012-09-26 엘에스산전 주식회사 Ｈｖｄｃ시스템의 전류 실패 방지 장치
KR20130046113A (ko) * 2011-10-27 2013-05-07 한국전력공사 Ｈｖｄｃ 제어기
KR20140036797A (ko) * 2012-09-18 2014-03-26 한국전력공사 Ｈｖｄｃ 시스템의 정류실패 방지를 위한 소호각 제어 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108493977A (zh) * 2018-03-15 2018-09-04 四川大学 一种串联混合直流输电系统的暂态无功协调控制方法
CN108493977B (zh) * 2018-03-15 2021-03-16 四川大学 一种串联混合直流输电系统的暂态无功协调控制方法
CN112567620A (zh) * 2018-08-30 2021-03-26 日立汽车系统株式会社 逆变装置
CN112567620B (zh) * 2018-08-30 2024-03-01 日立安斯泰莫株式会社 逆变装置
CN110968073A (zh) * 2019-11-22 2020-04-07 四川大学 一种hvdc系统换相失败故障原因双层溯源辨识方法
CN110968073B (zh) * 2019-11-22 2021-04-02 四川大学 一种hvdc系统换相失败故障原因双层溯源辨识方法
CN113791294A (zh) * 2021-09-07 2021-12-14 国网安徽省电力有限公司 一种边云协同的特高压直流输电系统换相失败溯源方法
CN113791294B (zh) * 2021-09-07 2023-10-31 国网安徽省电力有限公司 一种边云协同的特高压直流输电系统换相失败溯源方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102224966B1 (ko) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4664699B2 (ja) 電力変換器の並列運転制御装置
WO2015178376A1 (ja) 直流送電電力変換装置および直流送電電力変換方法
KR20160033362A (ko) Ｈⅴｄｃ 시스템의 정류실패 제어 장치
WO2001067590A1 (en) Pwm cycloconverter and power fault detector
WO2010146024A2 (en) Controlling an inverter device for supporting an ac system
KR101806595B1 (ko) 인버터 제어장치
JP5589141B2 (ja) 太陽光発電システムの運転制御装置
KR101553765B1 (ko) Hvdc 시스템의 전류 실패 방지를 위한 방법 및 시스템
JP6583922B2 (ja) 電力変換装置
JPH09163752A (ja) Ｐｗｍ制御自励式整流装置
JP5522182B2 (ja) 電源回生装置、電力変換装置および電源回生方法
JP2018093558A (ja) 電力変換装置
JP6258806B2 (ja) 系統連系用電力変換装置
JP6312558B2 (ja) 直流き電システム
JP4893113B2 (ja) 整流回路の制御装置
JP5490801B2 (ja) 自励式無効電力補償装置
JP4421246B2 (ja) 分散型電源装置
KR101936564B1 (ko) 멀티레벨 인버터 제어장치
JP2005065423A (ja) 自励式変換器の制御装置
JP2014023310A (ja) コンバータシステムの制御方法および制御装置
JP6834804B2 (ja) 発電機用自動電圧調整装置
JP2007025740A (ja) 電源異常検出装置
JP2009177901A (ja) 無停電電源装置
JP2008312370A (ja) 無効電力補償装置及びその制御方法
JP2013243934A (ja) 自励式無効電力補償装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant