KR20170035935A - 전압원 컨버터 - Google Patents

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KR20170035935A
KR20170035935A KR1020177003663A KR20177003663A KR20170035935A KR 20170035935 A KR20170035935 A KR 20170035935A KR 1020177003663 A KR1020177003663 A KR 1020177003663A KR 20177003663 A KR20177003663 A KR 20177003663A KR 20170035935 A KR20170035935 A KR 20170035935A
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KR1020177003663A
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오마르 파델 자심
안드레 파울로 카넬하스
Original Assignee
제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
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Publication date
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Abstract

고전압 직류(HVDC) 송전망의 분야에서, 전압원 컨버터(10)는 컨버터에 의해 전송될 희망하는 양의 유효 전력을 포함하는 유효 전력 차수 및 컨버터에 의해 전송될 희망하는 양의 무효 전력을 포함하는 무효 전력 차수를 수신하고; 다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 전압의 측정치를 수신하고; 각각의 위상 전류 기준치에 대하여 서로 독립적이고, 유효 전력 차수 및 무효 전력 차수에 의해 규정된 AC 전기 회로망과의 유효 전력 및 무효 전력 교환을 실행하기 위해 AC 전기 회로망의 대응하는 위상으로부터 인출해오거나 상기 대응하는 위상에 전달하도록 각각의 단상 림이 요구하는 전류를 규정하는 각각의 단상 림에 대한 유효 및 무효 위상 전류 기준치를 결정하도록 구성된 제어기(36)를 포함하고, 상기 유효 위상 전류 기준치는 수신된 유효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 유효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 무효 전력의 결정에 기초하여 결정되고/결정되거나, 상기 무효 위상 전류 기준치는 수신된 무효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 무효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 유효 전력의 결정에 기초하여 결정된다.

Description

전압원 컨버터{A VOLTAGE SOURCE CONVERTER}
본 발명은 전압원 컨버터에 관한 것이다. 특히 본 발명은 유효 전력(active power) 수요와 무효 전력(reactive power) 수요를 독립적으로 만족시키는 전기적 변수를 결정하도록 구성된 제어기를 구비한 전압원 컨버터에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 전압원 컨버터를 포함한 고전압 송전망과 같은 송전망에 관한 것이다.
송전망에서, 교류(alternating current; AC) 전력은 전형적으로 가공 선로(overhead line) 및/또는 해저 케이블을 통해 전송하기 위해 직류(direct current; DC) 전력으로 변환된다. 이러한 변환은 전송 선로 또는 케이블에 의해 부과되는 AC 용량 부하 효과를 보상할 필요성을 제거하고, 이로써 선로 및/또는 케이블의 킬로미터당 비용을 줄인다. 따라서, AC로부터 DC로의 변환은 전력을 장거리에 걸쳐 전송할 필요가 있을 때 비용 효율적이다.
AC 전력과 DC 전력 간의 변환은 상이한 주파수로 동작하는 AC 전기 회로망을 상호접속할 필요가 있는 송전망에서 또한 활용된다. 임의의 이러한 송전망에서, 컨버터는 필요한 변환을 실행하기 위해 AC 전력과 DC 전력 간의 각 인터페이스에서 요구되고, 한가지 이러한 형태의 컨버터는 전압원 컨버터(voltage source converter; VSC)이다.
발명의 양태에 따르면, 전압원 컨버터는 DC 전기 회로망에 접속하기 위한 제1 및 제2 DC 단자와;
상기 제1 및 제2 DC 단자 사이에 각각 접속된 복수의 단상 림(limb) - 각각의 단상 림은 위상 요소를 포함하고, 각 위상 요소는 DC 전압과 AC 전압을 상호접속하도록 구성된 적어도 하나의 스위칭 요소를 포함하며, 각 위상 요소의 AC 측은 다상 AC 전기 회로망의 각 위상에 접속가능한 것임 - 과;
제어기
를 포함하고, 상기 제어기는,
컨버터에 의해 전송될 희망하는 양의 유효 전력과 무효 전력을 각각 포함하는 유효 전력 차수(active power order) 및 무효 전력 차수(reactive power order)를 수신하고;
다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 전압의 측정치를 수신하고;
각각의 위상 전류 기준치에 대하여 서로 독립적이고, 유효 전력 차수 및 무효 전력 차수에 의해 규정된 AC 전기 회로망과의 유효 전력 및 무효 전력 교환을 실행하기 위해 AC 전기 회로망의 대응하는 위상으로부터 인출해오거나 상기 대응하는 위상에 전달하도록 각각의 단상 림이 요구하는 전류를 규정하는 각각의 단상 림에 대한 유효 및 무효 위상 전류 기준치를 결정하도록 구성되며,
상기 유효 위상 전류 기준치는 수신된 유효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 유효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 무효 전력의 결정에 기초하여 결정되고/결정되거나,
상기 무효 위상 전류 기준치는 수신된 무효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 무효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 유효 전력의 결정에 기초하여 결정된다.
유효 및 무효 전력 차수를 구현하기 위해 각 위상에 대하여 서로의 전류 기준치를 독립적으로 결정하는 능력, 및 이것에 의해 이러한 양을 제어 및 변경하는 능력은 전압원 컨버터가 동작하는 조건, 예를 들면, 단상 림에서 흐르는 전류가 본질적으로 밸런싱되는 정상 조건과 단상 림에서 흐르는 전류가 언밸런싱되는 장애(fault) 조건에 관계없이 AC 전기 회로망과 DC 전기 회로망 간에 최적량의 에너지가 전송되게 한다. 따라서, 유효 전력 차수는 최소량의 에너지(즉, 전류)를 사용하는 전류 기준치의 집합을 이용함으로써 만족될 수 있다. 무효 전력 차수도 유사하게 구현되어 제어기가 과도 이벤트 중에 유리한 안정성을 갖게 할 수 있다.
이러한 기능은 전압원 컨버터가 접속되는 AC 전기 회로망이 약할 때, 즉, AC 전기 회로망이 고임피던스를 갖고/갖거나 AC 전기 회로망이 낮은 관성을 갖는 경우에 특히 유용하다.
전형적인 고임피던스 AC 전기 회로망은 낮은 단락 회로 용량을 가진 취약 지점에서 종료하는 고전압 직류(HVDC) 링크 내에서 발생한다. 낮은 관성의 AC 전기 회로망은 제한된 수의 회전 기계를 갖거나 회전 기계를 전혀 갖지 않는 것으로 생각된다. 이러한 약한 AC 전기 회로망은 둘 다 섬에 전력을 공급하거나 풍력 발전 기지에 접속된 HVDC 링크에서 가끔 발견된다.
제어기는 유효 위상 전류 기준치가 수신된 유효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 유효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 무효 전력의 결정에 기초하여 결정되고, 무효 위상 전류 기준치가 수신된 무효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 무효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 유효 전력의 결정에 기초하여 결정되도록 구성될 수 있다. 무효 전력 차수와 유효 전력 차수 둘 다에 대하여 이 방법으로 각 위상에 대한 위상 전류치를 결정하는 것이 유리하다.
제어기는 유효 위상 전류 기준치로부터 결정된 순시 무효 전력이 실질적으로 0이 되도록 유효 위상 전류 기준치가 선택되게끔 구성될 수 있다. 이것은 순시 전력 이론에 기초해서 유효 전력 차수를 만족시키기 위해 필요한 위상에서의 최소 유효 전류가, 생성된 무효 전력 흐름이 0일 때 달성되기 때문에 유리하다. 무효 전력이 계산될 수 있고, 그러므로 유효 전류 기준치의 집합에 대하여, 무효 전력이 0(또는 실질적으로 0)이고 이것에 의해 유효 전력 차수를 만족시키는 최소 전류량을 발생하는 때를 결정할 수 있다.
제어기는 n개 위상의 각 위상(i)에 대한 유효 위상 전류 기준치
Figure pct00001
가 하기 수학식에 따라 결정되도록 구성될 수 있다.
Figure pct00002
상기 수학식에서 Porder는 유효 전력 차수를 포함하고, Vi_ pcc(t)는 유효 위상 전류가 계산되는 위상의 순시 전압을 포함하며,
Figure pct00003
+ ㆍㆍㆍ
Figure pct00004
은 다상 AC 전기 회로망의 위상들에 대한 각각의 순시 전압 측정치의 제곱들의 합을 나타낸다. 이 방법으로 유효 전류 기준치를 계산하는 것은 역시 유리하게 AC 전기 회로망과의 동기화를 유지한다.
3개의 위상(a, b, c)을 포함하는 AC 전기 회로망에 대하여, 각 위상에 대한 유효 위상 전류 기준치
Figure pct00005
(여기에서, i=a, i=b 및 i=c임)는 하기 수학식에 따라 결정된다.
Figure pct00006
상기 수학식에서 Porder는 유효 전력 차수를 포함하고, Va_ pcc, Vb _ pcc 및 Vc _ pcc는 각 위상에 대한 순시 전압 측정치를 포함한다.
제어기는 무효 위상 전류 기준치로부터 결정된 순시 유효 전력이 실질적으로 0이 되도록 무효 위상 전류 기준치가 선택되게끔 구성될 수 있다. 이것은 순시 전력 이론에 기초해서 무효 전력 차수를 만족시키기 위해 필요한 위상에서의 최소 무효 전류가, 생성된 유효 전력 흐름이 0일 때 달성되기 때문에 유리하다. 유효 전력은 계산될 수 있고, 그러므로 각 위상에 대한 무효 전류 기준치의 집합에 대하여, 유효 전력이 0(또는 실질적으로 0)이고 이것에 의해 무효 전력 차수를 만족시키는 최소 전류량을 발생하는 때를 결정할 수 있다.
3개의 위상(a, b, c)을 포함하는 AC 전기 회로망에 대하여, 제어기는 각 위상에 대한 무효 위상 전류 기준치
Figure pct00007
(여기에서, i=a, b 또는 c임)가 다음과 같이 계산되도록 구성될 수 있다.
Figure pct00008
상기 수학식에서 Qorder는 무효 전력 차수를 포함하고, Vab _ pcc, Vbc _ pcc 및 Vca _ pcc는 위상 a와 위상 b 사이, 위상 b와 위상 c 사이, 및 위상 c와 위상 a 사이의 순시 전압 측정치를 각각 포함한다.
3개의 위상(a, b, c)을 포함하는 AC 전기 회로망에 대하여, 제어기는 다음과 같이 계산되는 각 위상에 대한 무효 위상 전류 기준치(
Figure pct00009
또는
Figure pct00010
또는
Figure pct00011
)를 결정하도록 구성될 수 있다.
Figure pct00012
상기 수학식에서 Qorder는 무효 전력 차수를 포함하고, Vxy _ pcc(t)는 위상 x의 순시 전압 측정치와 위상 y의 순시 전압 측정치 간의 차를 포함하고, 여기에서 x와 y는 3개의 위상 네트워크의 경우에 ab, bc 및 ca를 포함하는 AC 전기 회로망의 상이한 위상 조합을 표시한다.
제어기는 각각의 단상 림에 대하여 유효 위상 전류 기준치 및 대응하는 무효 위상 전류 기준치를 조합하여 상기 단상 림에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성될 수 있다. 특정 위상에 대한 유효 및 무효 전류 기준치는 함께 합산될 수 있다.
제어기는 전압원 컨버터에 대한 입력 전압의 고조파 성분의 결정에 기초하여 각각의 단상 림에 대한 고조파 전류 기준치를 결정하도록 구성될 수 있고, 고조파 전류 기준치는 고조파 전류 기준치에 대하여 서로 독립적으로 결정되고 상기 결정된 고조파 성분에 대하여 실질적으로 동일한 진폭 및 반대의 위상을 갖는다.
제어기는 각각의 단상 림에 대하여 유효 전류 기준치, 무효 위상 전류 기준치 및 고조파 전류 기준치를 조합하여 상기 단상 림에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어기는 다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 유효 전류를 결정하도록 구성될 수 있고, 상기 제어기는 상기 단상 림에 대한 제어 신호의 결정에 있어서 상기 결정된 유효 전류 기준치와 각 위상에 대한 대응하는 순시 유효 전류 측정치 간의 차를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어기는 다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 무효 전류를 결정하도록 구성될 수 있고, 상기 제어기는 상기 단상 림에 대한 제어 신호의 결정에 있어서 상기 결정된 무효 전류 기준치와 각 위상에 대한 대응하는 순시 무효 전류 측정치 간의 차를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어기는 라그랑주(Lagrange) 승수법을 이용하여,
a) 유효 전력 차수를 만족시키고 최소 무효 전력을 발생하는 유효 전류 기준치를 결정하고/결정하거나,
b) 무효 전력 차수를 만족시키고 최소 유효 전력을 발생하는 무효 전류 기준치를 결정하도록 구성될 수 있다.
라그랑주 승수의 이용은 소정 조건, 즉 i) 관련된 전력 차수에 부합하고, ii) 유효 전류 기준치에 대한 무효 전력을 최소화하고 무효 전류 기준치에 대한 유효 전력을 최소화하는 조건을 만족시키는 각 위상에 대한 전류 기준치를 결정하기 위한 유리한 수학적 기법이다. 상기 조건이 주어질 때 위상에 대한 전류 기준치의 집합을 결정하기 위해 다른 수학적 기법을 이용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
제어기는 다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 전압 및 전류의 측정치를 수신하고 이 측정치를 이용하여 유효 위상 전류 기준치에 기인하는 결과적인 순시 무효 전력을 계산하도록 구성될 수 있다. 제어기는 다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 전압 및 전류의 측정치를 수신하고 이 측정치를 이용하여 무효 위상 전류 기준치에 기인하는 결과적인 순시 유효 전력을 계산하도록 구성될 수 있다.
제어기는 공통 결합점에서 다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 전압을 측정하도록 구성될 수 있다.
각각의 단상 림은 적어도 2개의(또는 그 이상의) 위상 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 상기 제1 양태의 전압원 컨버터를 포함한 배전망이 제공된다. 배전망은 선 정류형 컨버터(line commutated converter)를 추가로 포함할 수 있다.
발명의 제3 양태에 따르면, DC 전기 회로망에 접속하기 위한 제1 및 제2 DC 단자 - 상기 제1 및 제2 DC 단자 사이에는 복수의 단상 림이 각각 접속되고 각각의 단상 림은 위상 요소를 포함하며, 각 위상 요소는 DC 전압과 AC 전압을 상호접속하도록 구성된 적어도 하나의 스위칭 요소를 포함하고, 각 위상 요소의 AC 측은 다상 AC 전기 회로망의 각 위상에 접속 가능한 것임 - 을 포함한 전압원 컨버터를 동작시키는 방법에 있어서,
컨버터에 의해 전송될 희망하는 양의 유효 전력과 무효 전력을 각각 포함하는 유효 전력 차수 및 무효 전력 차수를 수신하는 단계와;
다상 AC 전기 회로망의 각 위상의 순시 전압의 측정치를 수신하는 단계와;
각각의 위상 전류 기준치에 대하여 서로 독립적이고, 유효 전력 차수 및 무효 전력 차수에 의해 규정된 AC 전기 회로망과의 유효 전력 및 무효 전력 교환을 실행하기 위해 AC 전기 회로망의 대응하는 위상으로부터 인출해오거나 상기 대응하는 위상에 전달하도록 각각의 단상 림이 요구하는 전류를 규정하는 각각의 단상 림에 대한 유효 및 무효 위상 전류 기준치를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 유효 위상 전류 기준치는 수신된 유효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 유효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 무효 전력의 결정에 기초하여 결정되고/결정되거나,
상기 무효 위상 전류 기준치는 수신된 무효 전력 차수, 순시 전압 측정치, 및 상기 무효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 유효 전력의 결정에 기초하여 결정되는 전압원 컨버터 동작 방법이 제공된다.
이제, 비제한적인 예로서 발명의 양호한 실시형태의 간단한 설명을 제공하는 하기의 도면을 참조한다.
도 1은 각각의 AC 전기 회로망과 DC 전기 회로망 사이에 배치된 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전압원 컨버터를 포함한 송전망의 개략도이다.
도 2는 제어기를 포함한, 도 1에 도시된 송전망의 AC 측에 대응하는 등가 회로의 개략도이다.
도 3은 제어기의 제1 실시형태의 개략도이다.
도 4는 제어기의 제2 실시형태의 개략도이다.
본 발명의 제1 실시형태에 따른 전압원 컨버터는 참조 번호 10으로 표시되고 도 1에 도시되어 있다.
전압원 컨버터(10)는 송전망(12) 내에 있고, 더 구체적으로 말하면 각각의 AC 및 DC 전기 회로망(14, 16)을 상호접속한다. 도시된 실시형태에 있어서, AC 전기 회로망(14)은 3상(a, b, c) 회로망이지만, 3상 미만의 또는 3상 초과의 AC 전기 회로망이 또한 발명에 따른 전압원 컨버터에 의해 수용될 수 있다. 또한, AC 전기 회로망은 (도 2에 도시된 것처럼) 높은 등가 임피던스(18)를 갖는다는 점에서 취약하다.
AC 전기 회로망(14)은 만일 낮은 관성을 가지면, 즉 만일 주파수 변화에 민감하면, 예컨대 만일 발전기가 회로망(14) 내에서 제거되면 취약한 것으로 또한 고려될 수 있다. 이러한 낮은 관성의 회로망은 전형적으로 짧은 선로에 또는 매우 긴 선로에 소수의 발전기가 접속된 경우에 발생한다.
임의의 이러한 예에서, 약한 AC 전기 회로망으로 교체될 수 있는 유효 전력, 즉 실제 전력의 레벨은 강한 AC 전기 회로망(14), 즉 훨씬 더 낮은 등가 임피던스 및/또는 훨씬 더 높은 관성을 가진 AC 전기 회로망(14)으로 교체될 수 있는 유효 전력에 비하여 감소된다. 그럼에도 불구하고 본 발명의 전압원 컨버터(10)는 약한 AC 전기 회로망 및 강한 AC 전기 회로망(14) 둘 다에서 동작할 수 있다.
도시된 실시형태에 있어서, 전압원 컨버터(10)는 도 2에 도시된 등가 회로에서 인덕터(21)에 의해 표시된 변압기 임피던스로의 상승을 제공하는 변압기(20)에 의해 AC 전기 회로망(14)과 접속된다. 전압원 컨버터(10)는 반드시 변압기(20)를 통해 AC 전기 회로망(14)과 접속될 필요가 있는 것은 아니다. 임의의 경우에, 전압원 컨버터(10)와 AC 전기 회로망(14) 간의 접속은 그들 사이에 공통 결합점(point of common coupling, PCC)(22)을 규정한다.
전압원 컨버터(10) 자체는 사용시에 DC 전기 회로망(16)에 접속되는 제1 및 제2 DC 단자(24, 26)를 포함한다. 전압원 컨버터(10)는 또한 3개의 단상 림(28)을 포함한다(도 1에는 그중 1개만이 개략적으로 도시되어 있다). 각각의 단상 림(limb)은 제1 및 제2 DC 단자(24, 26)에 각각 접속된 2개의 림 부분(limb portion)들을 포함하고 림 부분의 다른 단부는 관련 위상에 대한 AC 단자(34)에 접속되는 것으로 생각할 수 있다. 각각의 단상 림 부분은 도시된 실시형태에서 DC 전기 회로망(16)의 DC 전압(Vdc)과 AC 전기 회로망(14)의 AC 전압을 상호접속하도록 구성된 단일 스위칭 요소(32)를 포함하는 위상 요소(30)를 포함한다. 더 구체적으로 말하면, 각 위상 요소(30)의 AC 측(34)은 사용시에 변압기 임피던스, 즉 등가 인덕터(21)를 통해 AC 전기 회로망(14)의 각 위상(a, b, c)에 접속되고, 각각의 단상 림(28)은 제1 DC 단자(24)와 제2 DC 단자(26) 사이에 접속된다. 발명의 다른 실시형태(도시 생략됨)에서, 하나 이상의 위상 요소(30)는 2개 이상의 스위칭 요소(32)(즉, 적어도 2개의 스위칭 요소)를 포함할 수 있고, 또 다른 실시형태에서, 하나 이상의 위상 요소(30)는 예컨대 커패시터의 형태로 에너지 저장 장치를 추가로 포함할 수 있다. 당업자라면 하프 브릿지 및/또는 풀 브릿지 구조를 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 각각의 림(28), 더 구체적으로 림 부분은 당업계에 잘 알려진 바와 같이 직렬 접속된 위상 요소의 사슬을 형성하는 적어도 하나의 위상 요소, 즉 복수의 위상 요소를 포함할 수 있다.
전압원 컨버터(10)는 도 2에 개락적으로 도시되고 도 3 및 도 4에 더 자세히 도시된 바와 같은 제어기(36)를 또한 포함한다. 제어기(36)는 컨버터(10)를 제어하기 위한 제어 시스템의 일부일 수 있다. 따라서, 컨버터(10)의 동작을 제어하기 위해 사용되는 측정치 및/또는 차수와 같은, 다른 파라미터가 도 2에서는 도시 생략된 제어 시스템의 부분들에 의해 결정될 수 있다.
제어기(36)는 도 3 및 도 4를 참조하여 뒤에서 자세히 설명하는 바와 같이 전력 수요를 만족시키기 위해 각 위상에 대한 기준 전류를 결정하도록 구성된 기준 위상 전류 결정 블록(38)을 포함한다. 각 위상에 대한 기준 전류는 서로 독립적으로 계산되고, 또한 유효 전력 차수 및 별도의 무효 전력 차수에 대하여 독립적으로 계산된다. 이로써 다른 위상 전류에 영향을 주지 않고 다상 AC 전기 회로망으로부터 인출된 적어도 하나의 위상 전류를 수정할 수 있다. 이것은 다상 AC 전기 회로망으로부터 광범위한 위상 전류 조합을 쉽게 인출해오는 능력을 가진 전압원 컨버터를 제공한다.
블록(38)에 의해 결정된 각 위상에 대한 기준 전류(IrefA, IrefB, IrefC)는 각각의 개별 위상 제어 블록(40a, 40b, 40c)에 공급된다. 위상 제어 블록(40a, 40b, 40c)은 PCC(22)에서 각 그리드 위상(grid phase)의 순시 전압(Va, Vb, Vc) 및 각 위상의 순시 전류(Ia, Ib, Ic)의 측정치를 또한 수신한다. 이러한 값들을 이용해서, 각각의 위상 제어 블록(40a, 40b, 40c)은 각각의 다른 위상에 대한 위상 제어 신호에 독립적으로 각 위상에 대한 위상 제어 신호를 결정한다. 각 위상에 대한 위상 제어 신호(Vconva, Vconvb, Vconvc)는 컨버터(10)에, 더 구체적으로 말하면 제어 시스템의 다른 부분에 공급된다. 따라서, 당업계에 잘 알려진 바와 같이 위상 제어 신호(Vconva, Vconvb, Vconvc)에 의해 결정된 전압을 발생하거나 동기화시키도록 스위칭 제어 모듈(도시 생략됨)을 이용하여 스위칭 요소(32)를 전환할 수 있다.
도 3은 제어기(36) 및 특히 기준 위상 전류 결정 블록(38)의 실시형태를 개략적으로 보인 것이다. 제어기(36)는 3개의 섹션, 즉 제1 섹션(40), 제2 섹션(42) 및 제3 섹션(44)으로 나누어진다. 제어기를 이처럼 섹션으로 묘사한 것은 설명을 위한 것이고 제어기(36)의 실제 구현을 반영하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
제1 섹션(40)은 다른 파라미터들 중에서도 특히 유효 전력 차수(Porder)를 결정하도록 구성된 제어기의 외부 제어 루프(41)를 개괄적으로 보인 것이다. 유효 전력 차수는 컨버터가 AC 전기 회로망(14)과 DC 전기 회로망(16) 사이에서 전달시켜야 하는 소정량의 유효 전력 또는 실제 전력을 포함한다. 컨버터가 인버터로서 동작하고 그에 따라서 DC 에너지를 AC 에너지로 변환하는 경우에, 유효 전력 차수는 이용 가능한 DC 전력일 수 있다. 일반적으로, 전력 차수는 소정 시점에서 AC 전기 회로망(14)으로/로부터 전송되고 PCC(22)에서 "주입"되어야 하는 희망하는 양의 전력을 포함한다.
제1 섹션(40)은 또한 무효 전력 또는 가상 전력 차수(Qorder)를 결정한다. 무효 전력 차수는 컨버터가 AC 전기 회로망(14)의 위상들 간에 교체해야 하는 소정량의 무효 전력을 포함한다. 실제 시스템에서, AC 전기 회로망의 손실 및 낮은 강도는 다른 유효 전력 차수에 대하여 컨버터 출력 전압의 변동을 야기한다. 무효 전력 차수는 컨버터(10)의 전압 출력이 실제 전력 흐름에 기여하지 않고 실질적으로 일정하게 되도록 선택될 수 있다.
전력 차수 계산 블록(41)은 수요 블록(46), 측정 블록(48) 및 피드백(50)에 의해 결정된 적어도 일부 값에 기초하여 유효 전력 차수(Porder) 및 무효 전력 차수(Qorder)를 결정한다. 수요 블록(46)은 DC 전압 수요(Vdc), AC 전압 수요(Vac), DC 전력 수요(Pdc) 및 공칭 무효 전력 수요(Qnominal)를 제공한다. 측정 블록(48)은 DC 전압 측정치 및 DC 전류 측정치를 제공한다. 수요 블록(46)은 수요 값을 계산하거나 수요 값을 제어 시스템의 다른 부분으로부터 공급받을 수 있다. 측정은 측정 블록(48)에 의해 행하여지거나 제어 시스템의 다른 부분으로부터 수신될 수 있다. 피드백은 제2 스테이지(42)와 관련하여 후술하는 바와 같이 PCC(22)에서 순시 전압 및 전류의 측정으로부터 결정된 순시 유효 전력(Ppcc) 및 순시 무효 전력(Qpcc)을 포함한다.
제어기(36)는 제2 및 제3 섹션(42, 44)에서 수행되는, 유효 전력 차수 및 무효 전력 차수가 구현되는 방법과 특히 관련된다.
제2 섹션(42)은 4개의 계산 블록(52, 54, 56, 58)을 포함한다. 각각의 계산 블록(52, 54, 56, 58)은 공통 결합점(22)에서 각 위상의 순시 전압(Va_ pcc, Vb _ pcc, Vc_pcc)의 측정치 및 공통 결합점(22)에서 각 위상의 전류(Ia, Ib, Ic)의 측정치를 수신한다. 계산 블록은 순시 유효 전력 계산 블록(52), 순시 무효 전력 계산 블록(54), 순시 유효 전류 계산 블록(56) 및 순시 무효 전류 계산 블록(58)을 포함한다.
블록(52)은 하기 수학식에 의해 순시 유효 전력(Ppcc(t))을 결정한다.
Figure pct00013
상기 수학식에서 Vx _ pcc(t)는 접지에 대하여 위상(a, b, c)들 중 하나에 대해 측정된 순시 전압을 포함하고, Ix(t)는 위상(a, b, c)들 중 하나에 대해 측정된 전류를 포함한다. 위상(a, b, c)들 중 하나에 대해 측정된 순시 전압은 하기의 것을 포함한다.
Figure pct00014
상기 수학식에서 Va, Vb 및 Vc는 위상 전압(Vx _ pcc)의 rms 값이고, 3상 회로망의 경우 θ=120°이다.
블록(54)은 하기 수학식에 의해 순시 무효 전력(Qpcc(t))을 결정한다.
Figure pct00015
상기 수학식에서 Vxy _ pcc(t)는 위상 x의 측정된 순시 전압과 위상 y의 측정된 순시 전압 간의 차를 포함하고, x와 y는 이 실시형태에서 위상 a, b 및 c를 포함한 AC 전기 회로망의 다른 위상 조합을 표시한다(ab, bc, ca를 포함한 xy를 유도함).
블록(56)은 하기 수학식에 따라 각 위상에 대한 순시 유효 전류(Ip _a(t), Ip_b(t), Ip _c(t))를 결정한다.
Figure pct00016
블록(56)은 하기 수학식에 따라 각 위상에 대한 순시 무효 전류(Iq _a(t), Iq_b(t), Iq _c(t))를 결정한다.
Figure pct00017
순시 유효 전력 계산 블록(52)과 순시 무효 전력 계산 블록(54)은 그들의 출력을 피드백(50)으로서 제1 섹션(40)에 제공한다. 순시 유효 전류 계산 블록(56)과 순시 무효 전류 계산 블록(58)은 그들의 출력을 제3 섹션(44)에 제공한다.
따라서, 제3 섹션(44)은 제1 섹션(40)에 의해 표시되는 외부 제어 루프(41)에 의해 결정된 유효 전력 차수(Porder)와 섹션(42)에 의해 결정된 순시 유효 전력 및 순시 무효 전력을 수신한다. 또한, 제3 섹션(44)은 PCC(22)로부터 결정된 각 위상에 대한 순시 전압 측정치(Va_pcc, Vb_pcc, Vc_pcc)를 수신한다.
제3 섹션(44)은 순시 유효 전류 기준 발생기(60) 및 순시 무효 전류 기준 발생기(62)를 포함한다.
전류 기준 발생기(60, 62)는 제1 섹션(40)에서 결정된 유효 및 무효 전력 차수들을 구현하는 방법을 결정한다. 컨버터(10)의 각각의 위상 림(28)의 독립적 제어에 의해, 전력 차수를 만족시키는 복수의 위상에 대한 위상 전류치의 많은 치환이 있다는 것을 이해할 것이다. 전력 차수를 구현하기 위한 바람직한 위상 전류의 선택은 전류 기준 발생기(60, 62)에 의해 수행된다. 전력 차수를 구현하기 위한 위상 전류의 특수한 선택은 효율적인 컨버터 및 제어 방식뿐만 아니라, AC 전기 회로망(14)에서의 심각한 교란에도 불구하고 신뢰성 있게 동작할 수 있는 컨버터를 유도할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이것은 AC 전기 회로망(14)이 약한 경우에 유리하다. 전력 차수를 만족시키기 위한 위상 전류의 최소 순시치는 전압 안정성이 중요한 조건에서 AC 접속 그리드를 통한 최소 전압 변동을 일으키는 것으로 결정되었다.
유효 전류 기준 발생기(60)는 유효 전력 차수(Porder) 및 각 위상에 대한 순시 전압 측정치(Va_ pcc, Vb _ pcc, Vc _ pcc)를 수신한다. 각 위상에 대한 유효 전류 기준치는 총 개수의 위상들에 대한 총 전류를 최소화하도록 결정된다. 이것은 PCC(22)에서 무효 전력을 최소화하는 유효 전류 기준치를 선택함으로써 달성된다. 특히, 유효 전류 기준치는 PCC(22)에서 임의의 무효 전력이 제공되지 않고 유효 전력 차수(Porder)가 만족되도록 선택된다. 이것은 당업계에 잘 알려진 라그랑주 방법과 같은 최적화 방법에 의해 결정될 수 있다. 하기의 수학식은 그러한 유효 전류 기준치(
Figure pct00018
)의 집합을 산출하는 것으로 결정되었다.
Figure pct00019
비록 이 실시형태에서는 유효 전류 기준치의 선택이 PCC(22)에서 무효 전력을 실질적으로 제공하지 않는 것에 기초를 두지만, 다른 실시형태에서는 "무효" 역치 아래의 유효 전류 기준치를 선택함으로써 생성되는 PCC에서의 무효 전력을 유지하도록 블록이 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 상기 수학식은 0과 같은 무효 전력의 계산에 기초하여 도출되지만, 제어기는 그 대신에 미리 정해진 무효 역치를 이용하고 상기 무효 역치 아래의 무효 전력을 제공하는 유효 전류 기준치를 선택하도록 구성될 수 있다. 어느 경우이든, 유효 전류 기준치의 결정은 유효 전류 기준치의 사용으로부터 야기되는 무효 전력(0 또는 역치 이하로 제한됨)의 결정에 기초를 둔다는 것을 이해할 것이다.
무효 전류 기준 발생기(62)는 무효 전력 차수(Qorder) 및 각 위상에 대한 순시 전압 측정치(Va_ pcc, Vb _ pcc, Vc _ pcc)를 수신한다. 각 위상에 대한 무효 전류 기준치는 무효 전력 차수를 만족시키면서 총 개수의 위상들에 대한 총 전류를 최소화하도록 결정된다. 이것은 PCC(22)에서 유효 전력을 0 또는 거의 0으로 최소화하는 무효 전류 기준치를 선택함으로써 달성된다. 특히, 무효 전류 기준치는 PCC(22)에서 임의의 유효 전력이 제공되지 않고 무효 전력 차수(Qorder)가 만족되도록 선택된다. 이것은 당업계에 잘 알려진 라그랑주 방법과 같은 최적화 방법에 의해 결정될 수 있다. 하기의 수학식은 그러한 무효 전류 기준치(
Figure pct00020
)의 집합을 산출한다고 결정되었다.
Figure pct00021
비록 이 실시형태에서는 무효 전류 기준치의 선택이 PCC(22)에서 유효 전력을 실질적으로 제공하지 않는 것에 기초를 두지만, 다른 실시형태에서는 역치 아래의 무효 전류 기준치를 선택함으로써 생성되는 PCC에서의 유효 전력을 유지하도록 블록이 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 상기 수학식은 0과 같은 유효 전력의 계산에 기초하여 도출되지만, 제어기는 그 대신에 미리 정해진 유효 역치를 이용하고 상기 유효 역치 아래의 유효 전력을 제공하는 무효 전류 기준치를 선택하도록 구성될 수 있다. 어느 경우이든, 무효 전류 기준치의 결정은 무효 전류 기준치의 사용으로부터 야기되는 유효 전력(0 또는 역치 이하로 제한됨)의 결정에 기초를 둔다는 것을 이해할 것이다.
유효 및 무효 전력 차수를 만족시키는 이러한 유효 및 무효 전류 기준치의 선택이 유리하다. 유효 전류 기준치를 이용하면 유효 전력만이 컨버터(10)에 전송되어 유효 전력 차수를 만족시키는 것이 증명될 수 있다. 마찬가지로, 무효 전류 기준치를 이용하면 무효 전력만이 컨버터(10)에 전송되어 무효 전력 차수를 만족시키는 것이 증명될 수 있다. 이것은 컨버터 안정성을 개선하는 것으로 밝혀졌다.
그러므로, 유효 전류 기준치는 각 위상(a, b, c)마다 독립적으로 결정된 유효 전류 기준치를 포함한다. 무효 전류 기준치는 각 위상(a, b, c)마다 독립적으로 결정된 무효 전류 기준치를 포함한다.
차(difference) 블록(64)은 결정된 유효 전류 기준치와 대응하는 위상에 대한 대응하는 순시 유효 전류치 간의 차를 제공한다. 차 블록(66)은 결정된 무효 전류 기준치와 대응하는 위상에 대한 대응하는 순시 무효 전류치 간의 차를 제공한다. 차 블록(64, 66)은 각 위상에 대한 이러한 차를 제공한다.
이 방법으로, VSC 컨버터(10)는 동기식 기계의 동작과 유사한 방법으로 AC 전기 회로망(14)과의 동기화를 유지한다. AC 시스템에서, 동기식 기계는 회전자 각을 계속적으로 정렬하기 위해 전기자에서 과도 전력 전송 및 이러한 전류의 반응에 의해 동기성을 유지한다. 이 제어기에서, 전력 전송은 위상 고정 루프(phase-locked loop; PLL)를 이용하는 대신에 상호접속 네트워크에 의해 결정되는 미지의 전류를 수반한다. 반응 전력은 네트워크 전력에 기여하지 않고, 실제로, 반응 전력은 그 권선에서 전류의 조정을 일으켜서 전력을 설정된 레벨로 유지하는 전압만을 조정하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 제어기는 AC 전기 회로망(14)과의 동기화를 유지할 수 있다.
차 블록(64)으로부터의 "유효" 차들은 단일 블록으로 도시되어 있지만 각 위상마다 블록을 포함하는 유효 위상 명령 블록(68)에 제공된다. 마찬가지로, 차 블록(66)으로부터의 "무효" 차들 역시 각 위상마다 블록을 포함하는 무효 위상 명령 블록(70)에 제공된다. 각 위상 마다의 이러한 명령 블록은 비례 적분(Proportional-Integral, PI) 제어기, 비례 공명(Proportional-Resonant, PR) 제어기 또는 임의의 다른 적당한 제어기로서 구체화된다. 명령 블록(68, 70)은 3개의 유효 위상 명령 블록과 3개의 무효 위상 명령 블록을 포함한다. 블록(68, 70)은 시간에 따른 각 차의 변화를 결정하고 각 위상에 대한 및 유효 및 무효 전력 차수에 대한 컨버터 기준 전압을 발생하도록 구성된다.
합산 블록(72)은 유효 전력 차수의 3개의 위상들에 대한 컨버터 기준 전압 및 무효 전력 차수의 3개의 위상에 대한 컨버터 기준 전압을 수신한다. 블록(72)은 각 위상에 대한 순시 전압 측정치(Va_ pcc, Vb _ pcc, Vc _ pcc)를 또한 수신한다. 합산 블록은, 각 위상에 대하여, 대응하는 유효 컨버터 기준 전압, 대응하는 무효 컨버터 기준 전압 및 대응하는 순시 전압 측정치를 합산한다. 이 합산의 결과는 각 위상에 대한 위상 제어 신호(Vconva, Vconvb, Vconvc)를 제공하고, 이 신호는 제어 시스템의 다른 부분에 의해 사용된다. 제어 시스템의 상기 다른 부분은 예를 들면 위상 제어 신호의 위상에 대응하는 림의 스위칭 요소(32)의 전환 방식을 제어할 수 있다.
도 4는 제어기(36) 및 특히 기준 위상 전류 결정 블록(38)의 제2 실시형태를 개략적으로 보인 것이다. 제1 실시형태와 유사하게, 제어기(36)는 3개의 섹션, 즉 제1 섹션(40), 제2 섹션(42) 및 제3 섹션(44)으로 나누어진다. 제어기를 이처럼 섹션으로 묘사한 것은 설명을 위한 것이고 제어기(36)의 실제 구현을 반영하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 동일 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하였고, 그러므로 제2 실시형태와 제1 실시형태 간의 차이점만을 설명한다.
제1 섹션(40)은 제1 실시형태와 동일하다. 이 실시형태에서 제2 섹션(42)은 순시 유효 전류 계산 블록(56)과 순시 무효 전류 계산 블록(58)이 없는 것을 제외하면 실질적으로 동일하다. 따라서, 순시 유효 및 무효 전류는 제3 섹션(44)에 전달되지 않는다.
제3 섹션(44)은 순시 유효 전류 기준 발생기(60) 및 순시 무효 전류 기준 발생기(62)를 포함한다. 발생기(60, 62)는 제1 실시형태와 관련하여 설명한 것처럼 동작한다.
제3 섹션(44)은 합산 블록(74)이 각각의 개별 위상에 대하여 유효 전류 기준치와 무효 전류 기준치를 합산한다는 점에서 상이하다. 차 블록(76)은 그 다음에 각각의 개별 위상에 대하여 합산된 (유효 및 무효) 전류 기준치와 PCC(22)에서 대응하는 위상 전류의 측정치 간의 차를 계산한다.
제3 섹션(44)은 단일 블록으로 도시되어 있지만 각 위상마다 블록을 포함하는 3개의 유효 위상 명령 블록(78)을 포함한다. 각각의 위상 명령 블록은 블록(76)으로부터 그 위상에 대응하는 차, 및 PCC(22)에서 대응하는 위상 전압의 측정치를 수신한다. 각각의 위상 명령 블록(78)은 그 다음에 그 위상에 대한 위상 제어 신호(Vconva,b,c)를 발생하고, 이 신호는 전술한 바와 같이 제어 시스템의 다른 부분에 의해 사용된다. 이러한 명령 블록은 당업계에 공지된 비례 공명(PR) 제어기 또는 이산 시간 슬라이딩 모드 제어(discrete time sliding mode control; DSMC)로서, 또는 임의의 다른 적당한 제어기에 의해 구체화될 수 있다.
제어기(36)의 다른 양태는 고조파 요소를 보상하는 것일 수 있다. 특히, 고조파 전류 주입을 측정 또는 예측함으로써, 제어기(36)는 포화 변압기로부터 또는 부근의 LCC 컨버터로부터 야기된 왜곡을 보상하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이것은 임의의 고조파 왜곡을 소거하고 정류 전압(commutating voltage)의 품질을 개선하기 위한 것과 같이, 위상은 반대이지만 진폭 레벨이 동일한 고조파 성분을 포함하기 위한 수정을 위에서 결정된 위상 전류에 대해 적용하는 고조파 제어 블록(도시 생략됨)에 의해 달성된다. 이것은 작은 정류 장애를 복구할 때 LCC 컨버터를 보조할 수 있다. 이 경우에, VSC 컨버터(10)는 유효 및 무효 전력을 교체하는 것 외에 능동 필터로서 작용하는 것으로 생각할 수 있다.
여기에서 설명한 실시형태는 임의 유형의 전압원 컨버터에 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 전압원 컨버터에 있어서,
    DC 전기 회로망에 접속하기 위한 제1 및 제2 DC 단자와;
    상기 제1 및 제2 DC 단자 중의 하나에 그리고 다상 AC 전기 회로망의 각 위상에 접속 가능한 AC 위상 단자에 접속된 제1 및 제2 림 부분(limb portion) - 상기 제1 및 제2 림 부분은 각각 위상 요소를 포함하고, 각각의 위상 요소는 DC 전압과 AC 전압을 상호접속하도록 구성된 적어도 하나의 스위칭 요소를 포함함 - 을 각각 포함한 복수의 단상 림(limb)과;
    제어기
    를 포함하고, 상기 제어기는,
    상기 컨버터에 의해 전송될 희망하는 양의 유효 전력과 무효 전력을 각각 포함하는 유효 전력 차수(active power order) 및 무효 전력 차수(reactive power order)
    를 수신하고;
    상기 다상 AC 전기 회로망의 각각의 위상의 순시 전압의 측정치를 수신하고;
    각각의 위상 전류 기준치에 대하여 서로 독립적이고, 상기 유효 전력 차수 및 상기 무효 전력 차수에 의해 규정된 상기 AC 전기 회로망과의 유효 전력 및 무효 전력 교환을 실행하기 위해 상기 AC 전기 회로망의 대응하는 위상으로부터 인출해오거나 상기 대응하는 위상에 전달하도록 각각의 단상 림이 요구하는 전류를 규정하는 각각의 단상 림에 대한 유효 및 무효 위상 전류 기준치를 결정하도록 구성되며,
    상기 유효 위상 전류 기준치는 상기 수신된 유효 전력 차수, 상기 순시 전압 측정치, 및 상기 유효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 무효 전력의 결정에 기초하여 결정되고/결정되거나,
    상기 무효 위상 전류 기준치는 상기 수신된 무효 전력 차수, 상기 순시 전압 측정치, 및 상기 무효 위상 전류 기준치를 이용한 결과적인 순시 유효 전력의 결정에 기초하여 결정되는 것인 전압원 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유효 위상 전류 기준치는 상기 유효 위상 전류 기준치로부터 결정된 상기 순시 무효 전력이 실질적으로 0이 되도록 선택된 것인 전압원 컨버터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    n개 위상들의 각각의 위상(i)에 대한 상기 유효 위상 전류 기준치(
    Figure pct00022
    )는 수학식,
    Figure pct00023

    에 따라 결정되고, 상기 수학식에서, Porder는 유효 전력 차수를 포함하고, Vi_pcc(t)는 유효 위상 전류가 계산되는 위상의 순시 전압을 포함하며,
    Figure pct00024
    + ㆍㆍㆍ
    Figure pct00025
    은 상기 다상 AC 전기 회로망의 위상들에 대한 각각의 순시 전압 측정치의 제곱들의 합을 나타내는 것인 전압원 컨버터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무효 위상 전류 기준치는 상기 무효 위상 전류 기준치로부터 결정된 상기 순시 유효 전력이 실질적으로 0이 되도록 선택된 것인 전압원 컨버터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    3개의 위상들(a, b, c)을 포함하는 AC 전기 회로망에 대하여, 각각의 위상에 대한 상기 무효 위상 전류 기준치(
    Figure pct00026
    ,
    Figure pct00027
    ,
    Figure pct00028
    )가 하기 수학식에 의해 주어지고,
    Figure pct00029

    상기 수학식에서, Qorder는 무효 전력 차수를 포함하고, Vab _ pcc, Vbc _ pcc 및 Vca _ pcc는 위상 a와 위상 b 사이, 위상 b와 위상 c 사이, 및 위상 c와 위상 a 사이의 순시 전압 측정치를 각각 포함하는 것인 전압원 컨버터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 단상 림에 대한 유효 위상 전류 기준치 및 무효 위상 전류 기준치를 조합하여 상기 각각의 단상 림에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전압원 컨버터에 대한 입력 전압의 고조파 성분의 결정에 기초하여 각각의 단상 림에 대한 고조파 전류 기준치를 결정하도록 구성되고, 상기 고조파 전류 기준치는 상기 고조파 전류 기준치에 대하여 서로 독립적으로 결정되고 상기 결정된 고조파 성분에 대하여 실질적으로 동일한 진폭 및 반대의 위상을 갖는 것인 전압원 컨버터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 단상 림에 대한 유효 전류 기준치, 무효 위상 전류 기준치 및 고조파 전류 기준치를 조합하여 상기 단상 림에 대한 제어 신호를 결정하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 다상 AC 전기 회로망의 각각의 위상의 순시 유효 전류를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 단상 림에 대한 제어 신호의 결정에서 상기 결정된 유효 전류 기준치와 각 위상에 대한 대응하는 순시 유효 전류 측정치 간의 차를 결정하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 다상 AC 전기 회로망의 각각의 위상의 순시 무효 전류를 결정하도록 구성되고, 상기 제어기는 상기 단상 림에 대한 제어 신호의 결정에서 상기 결정된 무효 전류 기준치와 각 위상에 대한 대응하는 순시 무효 전류 측정치 간의 차를 결정하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 다상 AC 전기 회로망의 각각의 위상의 순시 전압의 측정치를 수신하고 이 측정치를 이용하여 상기 유효 위상 전류 기준치에 기인하는 결과적인 순시 무효 전력을 계산하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 다상 AC 전기 회로망의 각각의 위상의 순시 전압의 측정치를 수신하고 이 측정치를 이용하여 상기 무효 위상 전류 기준치에 기인하는 결과적인 순시 유효 전력을 계산하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 라그랑주(Lagrange) 승수법을 이용하여,
    a) 상기 유효 전력 차수를 만족시키고 최소 무효 전력을 발생하는 상기 유효 전류 기준치를 결정하고/결정하거나,
    b) 상기 무효 전력 차수를 만족시키고 최소 유효 전력을 발생하는 상기 무효 전류 기준치를 결정하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 공통 결합점에서 상기 다상 AC 전기 회로망의 각각의 위상의 순시 전압을 측정하도록 구성된 것인 전압원 컨버터.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 전압원 컨버터를 포함한 배전망.
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