KR20170079760A - Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법 - Google Patents

Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170079760A
KR20170079760A KR1020150190668A KR20150190668A KR20170079760A KR 20170079760 A KR20170079760 A KR 20170079760A KR 1020150190668 A KR1020150190668 A KR 1020150190668A KR 20150190668 A KR20150190668 A KR 20150190668A KR 20170079760 A KR20170079760 A KR 20170079760A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
output voltage
submodule
mmc
statcom
Prior art date
Application number
KR1020150190668A
Other languages
English (en)
Inventor
홍정원
김준성
정종규
Original Assignee
주식회사 효성
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 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020150190668A priority Critical patent/KR20170079760A/ko
Priority to PCT/KR2016/006639 priority patent/WO2017115954A1/ko
Publication of KR20170079760A publication Critical patent/KR20170079760A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H02M2001/325—
    • 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/14—Energy storage units

Abstract

본 발명은 무효전력 보상장치(STATCOM:Static Synchronous Compensator)에 적용된 모듈러 멀티레벨 컨버터(MMC:Multilevel Modular Converter)에 관한 것으로서, 특히 MMC의 운전중 더 이상 투입될 리던던시 서브모듈(Redundancy Sub Module)이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈의 고장 시 MMC를 지속적으로 운전시키기 위한 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어 방법은 STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서, 상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 상기 운전중인 서브모듈에 고장이 발생하는지 확인하는 단계; 및 상기 제1 상의 서브모듈에 고장이 발생한 경우, 상기 제1 상의 각 서브모듈의 출력전압을 높여 상기 제1 상의 출력전압이 다른 상의 출력전압과 동일하도록 제어하는 단계; 를 포함한다.

Description

ＳＴＡＴＣＯＭ용 ＭＭＣ의 리던던시 제어방법{CONTOL METHOD FOR REDUNDANCY OF MMC CONVERTER FOR STATCOM}
본 발명은 무효전력보상장치(STATCOM:Static Synchronous Compensator)에 적용된 모듈러 멀티레벨 컨버터(MMC:Multilevel Modular Converter)에 관한 것으로, 특히 MMC의 운전중 더 이상 투입될 리던던시 서브모듈(Redundancy Sub Module)이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈의 추가 고장 시 MMC를 지속적으로 운전시키기 위한 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법에 관한 것이다.
MMC는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 온ㆍ오프 제어 가능한 스위칭소자를 사용하고 스위칭소자의 내압 이상의 전압을 출력할 수 있는 변환기이며, HVDC(High Voltage Direct Current)이나 STATCOM, 모터 드라이브 인버터 등에 응용되고 있다.
STATCOM의 MMC는 다수의 상(phase)으로 구성되며 각 상은 다수의 서브모듈이 직렬연결되어 구성된다. 이들 각각의 서브모듈은 예컨대 에너지저장부와 전력용반도체를 포함한다. 전력용반도체는 파워반도체스위치 및 환류다이오드로 구성될 수 있으며, 예컨대 IGBT로 구현될 수 있다. 이러한 서브모듈은 다수의 전력용반도체가 이른바, 하프브릿지(Half-Bridge) 또는 풀브릿지(Full-Bridge) 회로를 구성하도록 연결된다.
이러한 MMC가 연계된 STATCOM은 무효전력을 계통으로 제공하도록 하며 가동률을 높이기 위해 일반적으로 정격에서 요구하는 서브모듈 외에 서브모듈의 고장을 대비하여 예비로 리던던시 서브모듈을 더 구비하여 운전중인 서브모듈에 고장이 발생할 경우 리던던시 서브모듈을 투입함으로써 시스템이 중단없이 가동되도록 한다. 이와 같이 고장이 발생한 서브모듈을 대신하여 리던던시 서브모듈이 운전하도록 하여 시스템의 안정적인 동작을 구현할 수 있도록 한다.
그러나 운전중인 서브모듈의 계속되는 고장으로 인해 더이상 투입 가능한 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈에 추가적으로 고장이 발생할 경우 다수의 상 간의 전압 불균형에 의해 시스템이 중지되어 STATCOM의 전력계통에 영향을 미치게 된다.
한국공개특허 제10-2013-0095257호 한국공개특허 제10-2013-0111252호
본 발명은 STATCOM용 MMC에서 더이상 투입될 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈이 고장날 경우, MMC를 지속적으로 운전시키기 위해 고장발생한 상의 나머지 서브모듈의 출력전압을 높여 운전하도록 하는 리던던시 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 STATCOM용 MMC에서 더이상 투입될 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈에 고장이 발생할 경우 고장이 발생하지 않은 다른 상의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 운전하는 리던던시 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 STATCOM용 MMC에서 더이상 투입될 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈이 고장날 경우, 고장이 발생하지 않은 다른 상의 서브모듈 중 고장이 발생한 서브모듈의 개수만큼의 서브모듈은 전류를 바이패스시키고 나머지 서브모듈마 운전시키도록 하는 리던던시 제어방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법은,
STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서, 상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 상기 제1 상의 나머지 서브모듈의 출력전압을 높여 상기 제1 상의 출력전압이 다른 상의 출력전압과 동일하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법은,
STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서, 상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 다른 상의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 상기 다른 상의 출력전압이 상기 제1 상의 출력전압과 동일하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 하는 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법은,
STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서, 상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 다른 각 상의 출력전압이 상기 제1 상의 최대 출력전압이 되도록 상기 다른 각 상의 서브모듈의 출력전압을 제한하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제1 상의 고장 발생한 서브모듈을 제외한 나머지 서브모듈은 정격 출력전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 각 상에 포함된 운전중인 다수의 서브모듈은 각각 동일한 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 STATCOM용 MMC에서 더 이상 투입될 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 MMC의 운전중인 서브모듈이 고장날 경우, MMC의 고장이 발생한 상의 나머지 서브모듈의 출력전압을 높여 운전하거나 고장나지 않은 다른 상의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 운전하거나 또는 고장이 발생한 상의 고장난 서브모듈의 개수만큼 다른 각 상의 서브모듈은 전류를 바이패스시키고 나머지 서브모듈만 운전시키도록 제어함으로써 MMC를 지속적으로 운전시킬 수 있고, 시스템 정지에 따른 손해를 줄이고 고장이 발생한 서브모듈에 대한 교체 및 수리일정을 유연하게 조정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어 방법 중 서브모듈의 정격 출력전압을 높이는 제어방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어 방법 중 서브모듈의 정격 출력전압을 낮추는 제어방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어 방법 중 일부 서브모듈의 전류를 바이패스시키는 제어방법의 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC(100)는 3개의 상(110,120,130)을 포함하여 구성되며, 각 상(110,120,130)은 서로 직렬연결된 다수의 서브모듈(111)과 리던던시 서브모듈(112)을 포함한다. 서브모듈(111)은 운전에 참여하며 리던던시 서브모듈(112)은 운전중인 서브모듈(111)에 고장이 발생할 경우 대신해서 투입되어 운전에 참여하도록 제어된다.
각 상(110,120,130)은 부하접속단자인 교류전압단자(A,B,C)를 통해 각기 위상을 달리하는 동일한 교류전압을 출력하며, 이러한 출력전압은 3상 부하, 예컨대 3상 교류전력시스템에 연계될 수 있다.
각 상(110,120,130)에 포함된 서브모듈(111)은 운전중 각각 동일한 전압을 출력하고, 이러한 전압은 각 상(110,120,130)의 서브모듈(111)의 직렬접속 및 위상 제어에 의해 합쳐져 교류전압단자(A,B,C)에 교류전압으로 출력된다.
이러한 서브모듈(111)이 운전중에 고장이 발생하거나 임의의 사고로 인해 동작이 불가능하게 되면 리던던시 서브모듈(112)이 대체모듈로써 투입되는 것이다.
이처럼, 본 발명의 STATCOM용 MMC(100)는 정격에서 요구하는 서브모듈(111) 외에 예비모듈인 리던던시 서브모듈(112)을 더 구비하고 있으며, 이에 따라 서브모듈(111)의 고장시에도 리던던시 서브모듈(112)을 투입하여 MMC가 적용된 시스템의 운전을 중단하는 일 없이 정상적으로 시스템 가동이 가능하다.
만약 다수의 상(110,120,130) 중 어느 한 상에서, 일례로 제1 상(110)에서 리던던시 서브모듈(112)이 모두 투입된 상황에서 운전중인 서브모듈(111)에 고장이 발생한다면 더 이상 투입될 리던던시 서브모듈(112)이 없기 때문에 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 서브모듈(111)의 출력이 합쳐져 제1 상(110)의 출력전압이 된다.
이 경우, 제1 상(110)의 출력전압은 다른 상(120,130)의 출력전압보다 작은 값을 갖게 되어 3상 교류전원에 불균형이 생기게 된다. STATCOM용 MMC(100)의 경우 출력되는 교류 전원에 불균형이 생기면 부하에 문제를 일으킬 수 있기 때문에 시스템을 중지시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 시스템의 운전 중지를 막기 위해, STATCOM용 MMC(110)는 운전중인 서브모듈(111)의 출력전압 및 출력전류를 조정하여 각 상(110,120,130)의 출력전압을 동일하게 맞추어 시스템이 정상적으로 가동될 수 있도록 제어한다.
먼저, 고장이 발생한 제1 상(110)의 나머지 운전 가능한 서브모듈(111)의 출력전압을 각각 높여 제1 상(110)의 전체 출력전압이 다른 상(120,130)의 전체 출력전압과 동일하도록 제어하는 방법이 있다.
예를 들어, 각 상(110,120,130)의 전체 서브모듈이 10개이고, 각 서브모듈의 출력전압이 5V인 MMC에서 각 상의 정격 전체 출력전압이 50Vp-p 일 때, 제1 상의 서브모듈 중 2개가 고장이 나고 투입될 리던던시 서브모듈이 없다고 한다면, 제1 상에서 운전 가능한 서브모듈의 개수는 8개가 되고 상기 8개의 서브모듈은 각각 약 6.2V로 출력전압을 높여 상기 제1 상의 정격 전체 출력전압이 50Vp-p로 유지하도록 제어한다.
다른 방법으로는 고장이 발생하지 않은 다른 상(120,130)의 각 서브모듈의 출력전압을 낮추어 다른 상(120,130)의 전체 출력전압이 상기 고장이 발생한 제1 상(110)의 전체 출력전압과 동일하도록 제어하는 방법이 있다.
예를 들어, 각 상(110,120,130)의 전체 서브모듈이 10개이고, 각 서브모듈의 출력전압이 5V인 MMC에서 각 상의 정격 전체 출력전압이 50Vp-p일 때, 제1 상의 서브모듈 중 2개가 고장이 나고 투입될 리던던시 서브모듈이 없다고 한다면, 제1 상에서 운전 가능한 서브모듈의 개수는 8개가 되고, 이에 따라 제1 상의 전체 출력전압은 40Vp-p로 낮아지는데, 고장이 발생하지 않은 다른 상의 전체 출력을 상기 제1 상의 전체 출력인 40Vp-p로 맞추기 위해 상기 다른 상의 10개의 서브모듈을 각각 4V로 출력전압을 낮추어 제어한다.
또 다른 방법으로는 고장이 발생하지 않은 다른 각 상(120,130)에서 고장이 발생한 제1 상(110)에서 고장 발생한 서브모듈(111)의 개수만큼의 서브모듈(111)은 전류를 바이패스 시키고 나머지 서브모듈로 운전하도록 제어한다. 이로써 다른 각 상(120,130)의 나머지 서브모듈(111)의 출력전압은 제1 상(110)의 서브모듈(111) 출력전압과 동일하도록 제어하는 방법이 있다.
예를 들어, 각 상(110,120,130)의 서브모듈이 10개이고, 각 서브모듈의 출력전압이 5V인 MMC에서 각 상의 정격 전체 출력전압이 50Vp-p일 때, 제1 상의 서브모듈 중 2개가 고장이 나고 더이상 투입될 리던던시 서브모듈이 없다고 한다면, 고장이 발생하지 않은 다른 각 상(120,130)에서 각각 2개의 서브모듈(제1 상에서 2개의 서브모듈에 고장이 발생하였으므로)에 대해 전류를 바이패스시키도록 제어하고 나머지 8개의 서브모듈은 정상적으로 동작을 제어함으로서 제1 상의 동작중인 서브모듈과 동일한 출력전압을 출력하도록 한다. 이로써, 각 상은 모두 8개의 서브모듈이 각각 5V의 출력전압으로 동작하는 것과 같으며 각 상의 전체 출력전압은 40Vp-p로 전체 무효전력은 낮아지지만 동일하게 제어되어 시스템을 지속적으로 가동할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어 방법 중 서브모듈의 정격 출력전압을 높이는 제어 방법의 흐름도이다.
도 2를 참고하면, STATCOM에 연계되고, 다수의 상(110,120,130)으로 구성되며, 이들 각 상(110,120,130)은 운전중인 다수의 서브모듈(111)과 예비모듈인 리던던시 서브모듈(112)을 포함하는 STATCOM용 MMC(100)에서, 각 상(110,120,130) 중에 제1 상(110)의 서브모듈(111)에 고장이 발생하면(S100), 제1 상(110)에 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 있는지 확인한다(S110).
만약, 제1 상(110)의 리던던시 서브모듈(112)이 모두 운전에 투입된 상태에서 더 이상 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 없는 경우, 제1 상(110)의 고장이 발생한 서브모듈 외 다른 정상적인 서브모듈(111)의 출력전압을 높여 제1 상(110)의 전체 출력전압이 다른 상(120,130)의 전체 출력전압과 동일하도록 제어하여(S120), STATCOM용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S140).
이 경우, 제1 상(110)의 고장이 발생하지 않은 나머지 서브모듈(111)의 출력전압은 기존의 정격 출력전압보다 증가하게 되어 각 서브모듈(111)의 전압출력에 대한 스트레스는 증가할 수 있지만 시스템의 운전 중단을 원하는 일정만큼 지연시킬 수 있으며 고장이 발생한 서브모듈에 대한 교체 및 수리일정을 유연하게 조정할 수 있게 된다.
한편, 제1 상(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대체할 상기 리던던시 서브모듈(112)이 있는 경우 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대신하여 리던던시 서브모듈(113)을 투입하도록 제어하고(S130), STATCOM용 MMC(100)를 계속 운전시키도록 한다(S140).
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법 중 서브모듈의 정격 출력전압을 낮추는 제어 방법의 흐름도이다.
도 3을 참고하면, STATCOM에 연계되고, 다수의 상(110,120,130)으로 구성되며, 이들 각 상(110,120,130)은 운전중인 다수의 서브모듈(111)과 예비모듈인 리던던시 서브모듈(112)을 포함하는 STATCOM용 MMC(100)에서, 각 상(110,120,130) 중에 제1 상(110)의 서브모듈(111)에 고장이 발생하면(S200), 제1 상(110)에 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 있는지 확인한다(S210).
만약, 제1 상(110)의 리던던시 서브모듈(112)이 모두 운전에 투입된 상태에서 더 이상 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 없는 경우, 상기 제1 상(110)을 제외한 다른 상(120,130)의 각 서브모듈(111)의 출력전압을 낮춰 다른 상(120,130)의 전체 출력전압이 제1 상(110)의 출력전압과 동일하도록 제어하여(S220), STATCOM용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S240).
이때, 제1 상(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 정상적인 서브모듈(111)의 출력전압은 정격 출력전압으로 제어된다. 이 경우 제1 상(110)의 고장이 발생하지 않은 각 서브모듈(111)의 출력전압은 기존과 동일한 정격 출력전압이기 때문에 제1 상(110)의 전체 출력전압은 기존의 정격 전체 출력전압보다 작아진다. 이에 따라 제1 상(110)을 제외한 다른 상(120,130)의 전체 출력전압도 제1 상(110)의 전체 출력전압과 동일하도록 각 서브모듈(111)의 출력전압을 기존의 정격 출력전압보다 낮추게 되므로 각 상(110,120,130)의 전체 무효전력은 줄어들게 되지만 시스템의 운전 중단을 원하는 일정만큼 지연시킬 수 있으며 고장이 발생한 서브모듈에 대한 교체 및 수리일정을 유연하게 조정할 수 있게 된다.
한편, 제1 상(110)의 고장난 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 있는 경우에는 리던던시 서브모듈(112)을 투입하도록 제어하여(S230), 상기 STATCOM용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S240).
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 따른 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어 방법 중 일부 서브모듈의 전류를 바이패스시키는 제어방법의 흐름도이다.
도 4를 참고하면, STATCOM에 연계되고, 다수의 상(110,120,130)으로 구성되며, 이들 각 상(110,120,130)은 운전중인 다수의 서브모듈(111)과 예비모듈인 리던던시 서브모듈(112)을 포함하는 STATCOM용 MMC(100)에서, 각 상(110,120,130) 중에 제1 상(110)의 서브모듈(111)에 고장이 발생하면(S300), 제1 상(110)에 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 있는지 확인한다(S310).
만약, 제1 상(110)의 리던던시 서브모듈(112)이 모두 운전에 투입된 상태에서 더 이상 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 없는 경우, 상기 제1 상(110)의 운전중인 서브모듈(111)에 고장발생 시 상기 제1 상(110)의 최대 출력전압으로 다른 각 상(120,130)의 출력전압을 제한한다(S320). 즉, 다른 각 상(120,130)의 출력전압이 제1 상(110)의 최대 출력전압이 되도록 다른 각 상(120,130)의 출력전압을 제한하는 것이다. 이는 제1 상(110)에서는 고장이 발생한 서브모듈이 있으므로 최대 출력전압은 정격보다 낮아지게 되고, 다른 상(120,130)은 모두 정상적인 서브모듈로 운전되고 있으므로 최대 출력전압은 제1 상(110)의 최대 출력전압보다 높다. 이에, 다른 상(120,130)은 상 간 평형을 유지하기 위해 제1 상(110)의 최대 출력가능한 전압(최대 출력전압)만큼 출력전압을 유지하도록 전체 출력전압을 제한하도록 하는 것이다. 이를 위해 일례로, 다른 상(120,130)은 제1 상(110)에서 고장이 발생한 서브모듈(111)의 개수만큼의 서브모듈(111)은 전류를 바이패스시키고 나머지 서브모듈(111)은 출력전압이 제1 상(110)의 서브모듈(111)의 출력전압과 동일하도록 제어한다. 이후에, STATCOM용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S340).
이때, 제1 상(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 정상적인 서브모듈(111)의 출력전압은 정격 출력전압으로 제어된다. 이 경우 제1 상(110)의 고장이 발생하지 않은 각 서브모듈(111)의 출력전압은 기존과 동일한 정격 출력전압이기 때문에 제1 상(110)의 전체 출력전압은 기존의 정격 전체 출력전압보다 작아진다. 이에 따라 상기 제1 상(110)을 제외한 다른 상(120,130)은 제1 상(110)의 전체 출력전압과 동일하게 하기 위해 제1 상(110)의 최대 출력전압만큼 출력전압을 제한하게 된다. 이를 위해 제1 상(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)의 개수만큼 다른 상(120,130)의 서브모듈(111)도 동작이 제한되도록 전류를 바이패스시키고 나머지 서브모듈만으로 동작시키도록 한다. 이는 제1,2,3 상(110,120,130)에서 각각 동일한 개수의 서브모듈을 이용하여 출력전압을 출력하도록 제어하는 것이다.
이로써, 각 서브모듈(111)의 출력전압은 기존의 정격 출력전압보다 낮아지게 되므로 각 상(110,120,130)의 전체 무효전력은 줄어들게 되지만 시스템의 운전 중단을 원하는 일정만큼 지연시킬 수 있으며 고장이 발생한 서브모듈에 대한 교체 및 수리일정을 유연하게 조정할 수 있게 된다.
한편, 제1 상(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 있는 경우에는 리던던시 서브모듈(113)을 투입하도록 제어하여(S330), STATCOM용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S340).
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : STATCOM용 MMC 110 : 제1 상
111 : 서브모듈 112 : 리던던시 서브모듈

Claims (5)

  1. STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서,
    상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈의 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 상기 제1 상의 나머지 서브모듈의 출력전압을 높여 상기 제1 상의 출력전압이 다른 상의 출력전압과 동일하도록 제어하는 단계; 를 포함하는 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법.
  2. STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서,
    상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 다른 상의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 상기 다른 상의 출력전압이 상기 제1 상의 출력전압과 동일하도록 제어하는 단계; 를 포함하는 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법.
  3. STATCOM에 연계되고 다수의 상(phase)으로 구성되며 상기 각 상은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 STATCOM용 MMC의 제어방법에 있어서,
    상기 다수의 상 중 제1 상의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 상의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 상기 제1 상의 최대 출력전압으로 상기 다른 각 상의 출력전압을 제한하는 단계; 를 포함하는 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 상의 고장 발생한 서브모듈을 제외한 나머지 서브모듈은 정격 출력전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 상에 포함된 운전중인 다수의 서브모듈은 각각 동일한 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 STATCOM용 MMC의 리던던시 제어방법.
KR1020150190668A 2015-12-31 2015-12-31 Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법 KR20170079760A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190668A KR20170079760A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법
PCT/KR2016/006639 WO2017115954A1 (ko) 2015-12-31 2016-06-22 Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190668A KR20170079760A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170079760A true KR20170079760A (ko) 2017-07-10

Family

ID=59225883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150190668A KR20170079760A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20170079760A (ko)
WO (1) WO2017115954A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065871A (ko) 2018-11-30 2020-06-09 동명대학교산학협력단 필요 무효전력 평가방식을 이용한 하이브리드 statcom의 통합적 제어알고리즘

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111478352B (zh) * 2020-03-25 2021-10-01 南方电网科学研究院有限责任公司 一种柔性直流输电系统的控制方法、装置及存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5986909A (en) * 1998-05-21 1999-11-16 Robicon Corporation Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass
JP5455055B2 (ja) * 2010-02-26 2014-03-26 国立大学法人東京工業大学 電力変換器
JP5721096B2 (ja) * 2010-08-23 2015-05-20 国立大学法人東京工業大学 電力変換器
WO2012033958A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-15 Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation System and method for controlling a m2lc system
WO2015155112A1 (en) * 2014-04-07 2015-10-15 Abb Technology Ag Modular multilevel converter with redundant converter cells in standby mode

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065871A (ko) 2018-11-30 2020-06-09 동명대학교산학협력단 필요 무효전력 평가방식을 이용한 하이브리드 statcom의 통합적 제어알고리즘

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017115954A1 (ko) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK1927182T3 (en) Control method for applying redundancy in case of failure of a multi-phase converter with distributed energy storage
CA2606369C (en) Power converter system and method
JP6545425B1 (ja) 電力変換装置
US10003273B2 (en) Power conversion device
EP2471164B1 (en) Converter cell module with autotransformer bypass, voltage source converter system comprising such a module and a method for controlling such a system
EP3285388A1 (en) Electric power conversion device
WO2015090428A1 (en) Method and system for handling converter cell failure
US11165332B2 (en) DC-link capacitor protection
Wang et al. Recovering partial three-level operation in a T-type inverter with fault management redundant unit
KR20170079760A (ko) Ｓｔａｔｃｏｍ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법
WO2016163066A1 (ja) 電力変換装置
KR102186503B1 (ko) 배전계통에 연계된 분산전원 시스템
WO2018087891A1 (ja) 電力変換装置
KR101774978B1 (ko) Ｈｖｄｃ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법
JP7102776B2 (ja) 無効電力補償装置及びその制御回路
JP2008141804A (ja) 直列多重型交直変換装置及び制御方法
JP2009136098A (ja) 高圧ダイレクトインバータ装置
JP2019054641A (ja) 電力変換装置
JP7251339B2 (ja) 電力変換装置
JP6541155B2 (ja) 電力変換装置及びその制御方法
JP2018023230A (ja) 電力変換装置
JP6842812B2 (ja) 電力変換装置
JP7414380B2 (ja) 電力変換装置
WO2021111526A1 (ja) 電力変換装置
JP4048161B2 (ja) 電圧補償装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application