KR20170112059A - Apparatus and method for controlling switching module - Google Patents

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Abstract

풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 장치 및 방법에 관한 것으로 자세하게는 풍력 발전 시스템이 포함하는 병렬 연결된 복수의 컨버터 각각의 구동 시간을 동일하게 하여 컨버터의 수명을 최대화할 수 있는 기술이 개시된다.
제안된 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 병렬 연결된 복수의 컨버터 중 누적 구동 시간이 작은 컨버터부터 구동시켜서 복수의 컨버터의 구동 시간을 동등하게 하고, 이에 따라 특정 컨버터의 수명이 단축되는 것을 방지하는 것이다.
일 양상에 있어서, 풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 장치는 발전기와 계통 사이에 병렬로 연결된 복수의 컨버터 중 어느 하나의 컨버터를 구동시켜야 하는 경우, 누적 구동 시간이 가장 작은 컨버터를 구동시키거나, 설정된 컨버터의 구동 순서를 기초로 마지막으로 구동한 컨버터의 다음 순번의 컨버터를 구동시키는 컨버터 구동부를 포함한다.
The present invention relates to a converter control apparatus and method for a wind power generation system, and more particularly, to a technique for maximizing the lifetime of a converter by making each of a plurality of parallel-connected converters included in a wind power generation system have the same drive time.
One problem to be solved by the proposed invention is to drive a plurality of converters connected in parallel from a converter having a small cumulative drive time so as to equalize the drive times of the plurality of converters and thereby to prevent the life of the specific converter from being shortened .
According to an aspect of the present invention, a converter control apparatus of a wind power generation system may be configured to drive a converter having the smallest cumulative drive time when driving any one of a plurality of converters connected in parallel between a generator and a system, And a converter driving unit for driving a converter of the next sequential number of the last driven converter based on the driving order.

Description

풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling switching module}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a switching element of a wind turbine,

풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치 및 방법에 관한 것으로 자세하게는 컨버터가 포함하는 복수의 스위칭 소자 모듈의 구동 시점을 달리하여 컨버터가 생성하는 교류 전류에 포함된 고조파 성분을 최소화하는 기술이 개시된다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling a switching device module of a wind power generation system, and more particularly, to a technique for minimizing a harmonic component included in an alternating current generated by a converter by varying a driving timing of a plurality of switching device modules included in the converter.

풍력 발전기는 바람이 가진 운동에너지를 블레이드 회전에 의한 기계적인 에너지로 변환시킨다. 변환된 기계적인 에너지는 발전기를 통하여 전기 에너지로 변환된다.Wind turbines convert the kinetic energy of the wind into mechanical energy by rotating the blades. The converted mechanical energy is converted into electric energy through the generator.

풍력 발전기의 발전기와 계통 사이에 존재하는 컨버터는 단 하나의 스위칭 소자 모듈을 포함하였다. 바람이 불면, 풍력 발전기 시스템의 블레이드는 회전 하게 되고, 블레이드의 회전에 따른 운동에너지는 발전기를 통해 전기 에너지로 변환된다. 발전기가 변환하여 생성한 전기 에너지는 교류 전력으로 전술한 컨버터가 포함하는 스위칭 소자 모듈에 의해 직류로 변환되고, 다시 계통 방향으로 공급될 교류로 변환된다.The converter existing between the generator and the grid of the wind turbine included only one switching device module. When the wind is blowing, the blades of the wind turbine system are rotated, and the kinetic energy resulting from the rotation of the blades is converted into electrical energy through the generator. The electric energy generated and converted by the generator is converted into direct current by the switching element module included in the above-mentioned converter by the alternating current power, and is converted into alternating current to be supplied in the direction of the system again.

전술한 과정에 따라, 바람이 불면 컨버터가 포함하는 단 하나의 스위칭 소자 모듈은 구동해야 한다.According to the above-described procedure, when the wind blows, only one switching element module included in the converter must be driven.

이 경우, 펄스 폭 제어 방식으로 구동되는 스위칭 소자 모듈이 오프 되어 있는 경우에는 전류가 감소하는데, 컨버터의 출력단에 연결된 필터의 인덕터의 인덕턴스가 크면 전류가 서서히 감소한다. 전류를 서서히 감소시키기 위해 인덕턴스가 큰 인덕터를 사용하면 필터의 크기가 비대해지게 되고 비용 또한 증가한다.In this case, when the switching element module driven by the pulse width control method is off, the current decreases, but when the inductance of the inductor of the filter connected to the output terminal of the converter is large, the current gradually decreases. Using inductors with large inductances to slowly reduce the current leads to uneven size and cost of the filter.

제안된 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 풍력 발전 시스템의 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 포함하도록 하되, 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시켜 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분을 감소시키는 것이다.One of the problems to be solved by the proposed invention is to include a plurality of switching element modules connected in parallel between a generator and a system of a wind power generation system so that a plurality of switching element modules are driven so as to have a phase difference, To reduce the harmonic component to the alternating current.

제안된 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 풍력 발전 시스템의 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 포함하도록 하되, 복수의 스위칭 소자 모듈을 일정한 위상 차이가 나도록 구동시켜 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분을 감소시키는 것이다.Another problem to be solved by the proposed invention is that a converter connected between a generator and a system of a wind power generation system includes a plurality of switching element modules connected in parallel and drives the plurality of switching element modules with a predetermined phase difference, The harmonic component is reduced by the alternating current outputted by the inverter.

제안된 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 풍력 발전 시스템의 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 포함하도록 하되, 복수의 스위칭 소자 모듈을 360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 만큼의 위상 차이 가 나도록 구동시켜 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분을 감소시키는 것이다.Another problem to be solved by the proposed invention is to include a plurality of switching element modules connected in parallel between a generator and a system of a wind power generation system, wherein a plurality of switching element modules are included in one converter at 360 degrees And a plurality of switching elements connected in parallel to each other, so that the harmonic components are reduced by the alternating current outputted by the converter.

일 양상에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시키는 스위칭 소자 모듈 구동부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a switching device module control device of a wind power generation system includes: a plurality of switching device modules connected in parallel between a generator and a system, the plurality of switching device modules being turned on and off, And a switching element module driving unit.

다른 양상에 있어서, 위상 차이는 일정한 위상 차이일 수 있다.In another aspect, the phase difference may be a constant phase difference.

또 다른 양상에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는 360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 값으로 위상 차이를 산출하는 위상 차이 산출부를 더 포함하고, 상기 스위칭 소자 모듈 구동부는 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 산출된 위상 차이가 나도록 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In still another aspect, the switching device module control device of the wind power generation system further includes a phase difference calculation unit for calculating a phase difference by dividing the number of parallel-connected switching device modules included in one converter by 360 degrees And the switching device module driving unit drives the plurality of switching device modules so that the calculated phase difference is equal.

또 다른 양상에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는 하나 이상의 스위칭 소자 모듈을 포함하는 하나 이상의 컨버터;를 더 포함하되, 상기 하나 이상의 스위칭 소자 모듈은 6개의 스위칭 소자를 포함하는 AC/DC 컨버터, 상기 AC/DC 컨버터와 병렬 연결된 DC 링크 및 6개의 스위칭 소자를 포함하면서 상기 DC 링크와 병렬 연결된 DC/AC 인버터를 포함 할 수 있다.In another aspect, a switching device module control apparatus of a wind turbine system further includes at least one converter including at least one switching device module, wherein the at least one switching device module is an AC / DC A DC / AC inverter including a converter, a DC link connected in parallel with the AC / DC converter, and six switching elements and connected in parallel with the DC link.

제안된 발명은 풍력 발전 시스템의 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 포함하도록 하되, 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시켜 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분을 감소시킬 수 있다.The proposed invention includes a plurality of switching device modules connected in parallel between a generator and a system of a wind power generation system. The plurality of switching device modules are driven so as to have a phase difference so that a harmonic component .

제안된 발명은 풍력 발전 시스템의 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 포함하도록 하되, 복수의 스위칭 소자 모듈을 일정한 위상 차이가 나도록 구동시켜 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분을 감소시킬 수 있다.The proposed invention includes a plurality of switching element modules connected in parallel between a generator and a system of a wind power generation system. The plurality of switching element modules are driven so as to have a predetermined phase difference so that a harmonic component Can be reduced.

제안된 발명은 풍력 발전 시스템의 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 포함하도록 하되, 복수의 스위칭 소자 모듈을 360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 만큼의 위상 차이 가 나도록 구동시켜 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분을 감소시킬 수 있다.The proposed invention includes a plurality of switching device modules connected in parallel between a generator and a system of a wind power generation system, wherein a plurality of switching device modules are connected to a plurality of switching device modules So that the harmonic component can be reduced by the alternating current outputted by the converter.

도 1은 풍력 발전 시스템의 전체적인 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 스위칭 소자 모듈의 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 장치의 구성을 도시한다.
도 4는 종래 방식에 따라 구동된 스위칭 소자 모듈에 따라 컨버터가 출력하는 3상 중 어느 하나의 상의 전류 파형을 도시한다.
도 5는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치가 구동한 스위칭 소자 모듈에 따라 컨버터가 출력하는 3상 중 어느 하나의 상의 전류 파형을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 방법의 흐름을 도시한다.
Figure 1 shows the overall configuration of a wind power generation system.
2 shows a configuration of a switching element module according to an embodiment.
3 shows a configuration of a converter control apparatus of a wind power generation system according to an embodiment.
FIG. 4 shows a current waveform of any one of the three phases outputted by the converter according to the switching element module driven according to the conventional method.
5 shows a current waveform of any one of the three phases outputted by the converter according to the switching element module driven by the switching element module control apparatus of the wind power generation system.
6 shows a flow of a converter control method of a wind power generation system according to an embodiment.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 나아가 제안된 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. The foregoing and further aspects are embodied through the embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the components of each embodiment are capable of various combinations within an embodiment as long as no other mention or mutual contradiction exists. Furthermore, the proposed invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In order to clearly illustrate the claimed invention, parts not related to the description are omitted, and like reference numerals are used for like parts throughout the specification. And, when a section is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 명세서 전체에서 신호는 전압이나 전류 등의 전기량을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected", but also an "electrically connected" . Further, in the specification, a signal means a quantity of electricity such as a voltage or a current.

명세서에서 기술한 부란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.As used herein, the term " block " refers to a block of hardware or software configured to be changed or pluggable, i.e., a unit or block that performs a specific function in hardware or software.

도 1은 풍력 발전 시스템의 전체적인 구성을 도시한다.Figure 1 shows the overall configuration of a wind power generation system.

풍력 발전 시스템은 블레이드(10), 기어박스, 발전기(40), 복수의 컨버터(50-1, 50-2, 50-n), 트랜스포머(70) 및 풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 장치(100)를 포함한다.The wind power generation system includes a blade 10, a gear box, a generator 40, a plurality of converters 50-1, 50-2 and 50-n, a transformer 70 and a converter control device 100 of a wind power generation system .

일 실시예에 있어서, 블레이드(10)는 바람 에너지에 의해 회전하여 운동 에너지를 생성한다. 즉, 블레이드(10)는 물, 가스, 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 기계적 일로 변환시키는 기계이다. 블레이드(10)는 지면과 수직 또는 수평 방향으로 구현될 수 있으며 하나 이상의 날개를 포함한다.In one embodiment, the blades 10 are rotated by wind energy to generate kinetic energy. That is, the blade 10 is a machine that converts the energy of a fluid such as water, gas, or steam into mechanical work. The blades 10 may be embodied in a vertical or horizontal orientation with the ground and include one or more blades.

일 실시예에 있어서, 기어 박스(30)는 블레이드(10)와 후술할 발전기(40)의 회전자 사이에 위치한다. 기어 박스(30)는 풍속이 낮아서, 블레이드(10)의 회전속도가 낮은 경우 발전기(40)의 회전자의 회전 속도를 증가시키는 역할을 수행한다.In one embodiment, the gear box 30 is located between the blades 10 and the rotor of the generator 40 described below. The gear box 30 has a low wind speed and functions to increase the rotational speed of the rotor of the generator 40 when the rotational speed of the blade 10 is low.

일 실시예에 있어서, 발전기(40)는 유체가 가진 에너지가 회전자에 의해 회전력으로 변환된 후 그 회전력을 이용하여 전기를 발생시킨다. 즉, 발전기(40)는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치이다. 발전기(40)로는 크게 동기기나 유도기가 사용되는데, 동기기는 계자의 형태에 따라 권선계자형과 영구자석형으로 나눌수 있다. 유도기는 회전자의 구조에 따라 농형과 권선형으로 분류될 수 있다. 특히, 권선형 유도기, 권선형 유도발전기(40) 또는 유도발전기(40)는 가변 풍속이 특징인 장소에 설치 가능하다.In one embodiment, the energy generated by the fluid is converted into rotational force by the rotor, and then the rotational force is used to generate electricity. That is, the generator 40 is a device that converts mechanical energy into electrical energy. As the generator 40, a synchronous machine or an induction machine is largely used, and the synchronous machine can be divided into a winding machine type and a permanent magnet type according to the form of the field. The induction machine can be classified into a spiral type and a winding type according to the structure of the rotor. In particular, the wire-wound induction machine, the wire-wound induction generator 40 or the induction generator 40 can be installed in a place characterized by a variable wind speed.

일 실시예에 있어서, 컨버터(50-1, 50-2, 50-n)는 AC/DC 컨버터, DC/AC 인버터 및 AC/DC 컨버터, DC/AC 인버터를 연결하는 직류 링크를 포함한다. 컨버터(50-1, 50-2, 50-n)는 발전기(40)와 후술할 트랜스포머(70) 사이에 병렬로 연결된다. 도 1 은 n개의 병렬 연결된 컨버터(50-1, 50-2, 50-n)를 도시한다.In one embodiment, converters 50-1, 50-2, and 50-n include a DC link connecting an AC / DC converter, a DC / AC inverter, and an AC / DC converter and a DC / AC inverter. The converters 50-1, 50-2 and 50-n are connected in parallel between the generator 40 and a transformer 70 to be described later. Figure 1 shows n parallel connected converters 50-1, 50-2, 50-n.

AC/DC 컨버터는 발전기(40)로부터 출력되는 3상 교류 출력을 직류 형태로 변환한다. DC/AC 인버터는 변환된 직류 전력을 계통 측에서 사용하기에 적절한 교류 전력으로 변환한다. 직류 링크는 AC/DC 컨버터, DC/AC 인버터에 각각 병렬로 연결되어, AC/DC 컨버터, DC/AC 인버터 사이에서 에너지를 전송할 수 있다. 직류 링크는 커패시터로 구현될 수 있으나, 에너지를 충, 방전할 수 있는 소자라면 직류 링크로 이용될 수 있다. 도 1은 병렬 연결된 복수의 컨버터를 개시하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 단 하나의 컨버터만 존재할 수 있다.The AC / DC converter converts the three-phase AC output from the generator 40 into a DC form. The DC / AC inverter converts the converted DC power into AC power suitable for use on the grid side. DC links can be connected in parallel to AC / DC converters and DC / AC inverters to transfer energy between AC / DC converters and DC / AC inverters. The DC link can be implemented as a capacitor, but any device capable of charging and discharging energy can be used as a DC link. 1 illustrates a plurality of converters connected in parallel, but not limited thereto, only one converter may be present.

일 실시예에 있어서, 컨버터(50-1, 50-2, 50-n)는 하나 이상의 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m)을 포함한다. 도 1은 각 컨버터(50-1, 50-2, 50-n)가 포함하는 m개의 병렬연결된 스위칭 소자(60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m)모듈을 도시한다. 전술한 AC/DC 컨버터는 6개의 스위칭 소자를 포함하며, DC/AC 인버터도 6개의 스위칭 소자를 포함한다. 전술한 스위칭 소자는 트랜지스터로 예를 들면, GTO(gate turnoff thyristors), 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, 이하 IGBT), IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristors), BJT(Bipolar Junction Transistors), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 중 적어도 하나의 반도체 스위칭 소자로 이루어질 수 있다.In one embodiment, converters 50-1, 50-2, and 50-n include one or more switching element modules 60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1 , 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-nm. 1 is a block diagram showing a configuration of m parallel-connected switching elements 60-1-1, 60-1-2, 60-1-m and 60-2-m including the converters 50-1, 50-2 and 50- 1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-nm. The above-mentioned AC / DC converter includes six switching elements, and the DC / AC inverter also includes six switching elements. The above-mentioned switching elements may be transistors, for example, gate turnoff thyristors (GTO), insulated gate bipolar transistors (IGBTs), integrated gate commutated thyristors (IGCTs), bipolar junction transistors Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

발전기(40)가 출력하는 교류 전력은 3상 교류 전력으로 각각의 상은 AC/DC 컨버터의 2개의 스위칭 소자와 연결되며 계통으로 공급되는 3상 교류 전력 중 각각의 상은 DC/AC 인버터의 2개의 스위칭 소자와 연결된다. 즉, AC/DC 컨버터의 6개의 스위칭 소자 중 2개의 스위칭 소자는 하나의 상에 전류가 흐를 수 있도록 동작한다. DC/AC 인버터의 6개의 스위칭 소자 중 2개의 스위칭 소자는 하나의 상에 전류가 흐를 수 있도록 동작한다.The AC power output from the generator 40 is three-phase AC power. Each phase is connected to two switching elements of the AC / DC converter. Each phase of the three-phase AC power supplied to the system includes two switching Lt; / RTI > That is, two of the six switching elements of the AC / DC converter operate so that current can flow in one phase. Two of the six switching devices of the DC / AC inverter operate so that current can flow through one phase.

일 실시예에 있어서, 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m)은 AC/DC 컨버터의 6개의 스위칭 소자 및 DC/AC 인버터의 6개의 스위칭 소자 그리고 DC 링크를 포함한다. 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m)은 복수개가 병렬로 연결되어 하나의 컨버터(50-1, 50-2, 50-n)를 구성한다.In one embodiment, the switching element modules 60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60- 1, 60-n-2, 60-nm) includes six switching elements of an AC / DC converter and six switching elements of a DC / AC inverter and a DC link. The switching element modules 60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60- 2, and 60-nm are connected in parallel to constitute one converter 50-1, 50-2, and 50-n.

일 실시예에 있어서, 트랜스포머(70)는 전자기 유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 부분으로 계통(Grid)과 연결된다. 여기서, 계통은 풍력 발전 시스템이 연계된 전력 계통을 의미한다.In one embodiment, the transformer 70 is connected to the grid as a portion that changes the value of the AC voltage or current using electromagnetic induction. Here, the system means a power system in which the wind power generation system is connected.

도 2는 일 실시예에 따른 스위칭 소자 모듈(200)의 구성을 도시한다. 도 1에 도시된 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m)의 세부 구성은 도 2에 도시된 스위칭 소자 모듈(200)의 세부 구성과 같다. 스위칭 소자 모듈(200)은 AC/DC 컨버터(210)의 6개의 스위칭 소자 및 DC/AC 인버터(230)의 6개의 스위칭 소자 그리고 DC 링크(220)를 포함한다. AC/DC 컨버터(210)는 발전기에서 출력되는 교류 출력을 직류 형태로 변환시킨다. DC/AC 인버터(230)는 변환된 직류 전력을 교류 형태로 변환시켜서 계통 측으로 전달한다. 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 구성이나, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 구성은 당업자에게 자명하다.2 shows a configuration of the switching element module 200 according to one embodiment. The switching element modules 60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60- , 60-n-2, and 60-nm are the same as the detailed configuration of the switching element module 200 shown in FIG. The switching element module 200 includes six switching elements of the AC / DC converter 210 and six switching elements of the DC / AC inverter 230 and the DC link 220. The AC / DC converter 210 converts the AC output from the generator into a DC form. The DC / AC inverter 230 converts the converted direct-current power into an alternating-current form and transfers it to the system side. The configuration for converting AC power into DC power, and the configuration for converting DC power to AC power are obvious to those skilled in the art.

계통으로 공급되는 전력은 3상 교류 전력인데, 3상 중 어느 하나의 상을 예로 들면 교류 전력이 계통으로 전달되기 위해서는 AC/DC 컨버터(210)의 6개의 스위칭 소자 중 2개의 스위칭 소자가 온되야 하며, DC/AC 인버터(230)의 6개의 스위칭 소자중 2개의 스위칭 소자가 온되야 한다. 이러한 특징은 컨버터 분야에 통상의 지식을 가진자에게 자명하다.Power supplied to the system is three-phase alternating-current power. In the case of one of the three phases, two of the six switching elements of the AC / DC converter 210 must be turned on in order for AC power to be transmitted to the system And two of the six switching elements of the DC / AC inverter 230 should be turned on. These features are apparent to those of ordinary skill in the art of converters.

도 3은 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 장치(100)의 구성을 도시한다.3 shows a configuration of a converter control apparatus 100 of a wind power generation system according to an embodiment.

일 양상에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치(100)는 스위칭 소자 모듈 구동부(110)를 포함한다.In an aspect, the switching element module control apparatus 100 of the wind power generation system includes a switching element module driving unit 110. [

일 실시예에 있어서, 스위칭 소자 모듈 구동부(110)는 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시킨다. 도 1에 도시된 컨버터(50-1)를 예로 들면, 스위칭 소자 모듈 구동부(110)는 컨버터(50-1)가 포함하는 m개의 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, … 60-1-m)을 구동시키되 위상차이가 나도록 구동시킨다. 어느 하나의 상을 기준으로 계통에 교류 전력을 공급하기 위해서는 4개의 스위치 소자가 온되야 한다고 전술하였다. 결국, 어느 하나의 상을 예로 들었을때, 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, … 60-1-m) 각각이 포함하는 4개의 스위치 소자는 스위칭 소자 모듈별로 서로 위상차를 두고 동시에 온오프 된다. 어느 하나의 스위칭 소자 모듈이 포함하는 4개의 스위치 소자가 온되고, 일정한 위상차를 가지며 다음 스위칭 소자 모듈이 포함하는 4개의 스위치 소자가 온되는 일련을 과정이 m개의 스위칭 소자 모듈에 대해 발생하는 것이다.In one embodiment, the switching device module driving unit 110 turns on and off a plurality of switching device modules connected in parallel including a converter connected between the generator and the system, and drives the plurality of switching device modules with a phase difference. 1, for example, the switching element module driving unit 110 includes m switching element modules 60-1-1, 60-1-2, ... 60-1-m, and drives them so as to produce a phase difference. It has been described that four switch elements must be turned on in order to supply AC power to the system based on any one of the phases. As a result, when any one of the phases is taken as an example, the four switching elements included in each of the switching element modules 60-1-1, 60-1-2, ..., 60-1-m have a phase difference And simultaneously turned on and off. A series of processes in which the four switch elements included in any one of the switching element modules are turned on and have a constant phase difference and the four switch elements included in the next switching element module are turned on are generated for the m switching element modules.

스위칭 소자 모듈 구동부(110)가 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시킨다는 것은 3상 교류 신호가 서로 120도 차이가 나도록 계통에 전달되기 위해 스위칭 소자 모듈이 포함하는 12개의 스위치 소자 중 필요한 스위치 소자를 온 오프 시킨다는 것이다. 3상 교류 신호가 서로 120도 차이가 나도록 계통에 전달되기 위해 스위칭 소자 모듈이 포함하는 12개의 스위치 소자 중 필요한 스위치 소자가 무엇이고 그 스위치 소자가 언제 온 오프되야 하는지는 컨버터 분야에 통상의 지식을 가진자에게 자명하다.The switching device module driving unit 110 turns on and off a plurality of parallel-connected switching device modules included in the converter. That is, in order for the three-phase AC signals to be transmitted to the system such that the three- The switch element is turned on and off. What is required among the twelve switching elements included in the switching element module to be transmitted to the system so that the three-phase alternating signals are different from each other by 120 degrees and what kind of switching element should be turned on and off is a common knowledge in the field of converters Be clear to those who have.

3상 중 어느 하나의 상인 경우로 예를 들면, 스위칭 소자 모듈 구동부(110)가 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시킨다는 것은 스위칭 소자 모듈이 포함하는 4개의 스위치 소자를 온 오프 시킨다는 의미이다. For example, when the switching element module driving unit 110 turns on / off a plurality of parallel-connected switching element modules included in the converter, the four switching elements included in the switching element module are turned on / off .

3상을 예로 들면, 스위칭 소자 모듈 구동부(110)가 3상 교류 전력이 계통에 공급되도록 스위칭 소자 모듈이 포함하는 복수의 스위칭 소자 중 필요한 스위치 소자를 온 오프시킨다는 것이다. 전술한 필요한 스위치 소자들은 결국 스위칭 소자 모듈 별로 위상차를 가지며 온 오프 된다.For example, the switching device module driving unit 110 turns on and off necessary switching devices among a plurality of switching devices included in the switching device module so that the three-phase AC power is supplied to the system. The above-described necessary switch elements eventually have a phase difference for each switching element module and are turned on and off.

일 실시예에 있어서, 상기 위상 차이는 일정한 위상 차이다. 스위칭 소자 모듈 구동부(110)는 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시킨다.In one embodiment, the phase difference is a constant phase difference. The switching element module driving unit 110 turns on and off a plurality of switching element modules connected in parallel including a converter connected between the generator and the system, and drives the plurality of switching element modules with a phase difference.

3상 중 어느 하나의 상인 경우로 예를 들면, 스위칭 소자 모듈 구동부(110)가 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈 각각이 포함하는 4개의 스위치 소자를 온 오프 시키되, 복수의 스위칭 소자 모듈은 일정한 위상차이를 가지고 온오프 되는 것이다. 복수의 스위칭 소자 모듈이 온오프 되는 것의 정의는 전술하였다. 일정한 위상차이가 난다는 것은 복수의 스위칭 소자 모듈간에 일정한 위상차이가 나도록 동시에 온오프 된다는 것이다. 스위칭 소자 모듈이 포함하는 스위치 소자간에 일정한 위상차이가 나도록 제어된다는 의미가 아니다.For example, the switching element module driving unit 110 turns on and off the four switching elements included in each of the plurality of parallel-connected switching element modules included in the converter, Is turned on and off with a certain phase difference. The definition of turning on and off a plurality of switching element modules has been described above. The fact that a constant phase difference occurs means that the plurality of switching element modules are simultaneously turned on and off so as to have a constant phase difference therebetween. It does not mean that a certain phase difference is controlled between the switch elements included in the switching element module.

일 실시예에 있어서, 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치(100)는 위상 차이 산출부(120)를 더포함한다.In one embodiment, the switching device module control apparatus 100 of the power generation system further includes a phase difference calculating section 120. [

일 실시예에 있어서, 위상 차이 산출부(120)는 360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 값으로 위상 차이를 산출하고, 스위칭 소자 모듈 구동부(110)는 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 산출된 위상 차이가 나도록 구동시키는 것을 특징으로한다.In one embodiment, the phase difference calculator 120 calculates a phase difference by dividing the number of parallel-connected switching element modules included in one converter by 360 degrees, and the switching element module driving unit 110 calculates And the plurality of switching element modules are driven so as to produce a calculated phase difference.

도 1의 컨버터(50-1)을 예로 들면, 컨버터(50-1)는 m개의 스위칭 소자 모듈을 포함하는데 m이 4라고 가정한다. 위상 차이 산출부(120)는 360도에서 스위칭 소자 모듈의 개수인 4로 나누어 위상 차이를 90도로 산출한다. 스위칭 소자 모듈은 산출된 90도의 위상 차이가 나도록 컨버터(50-1)가 포함하는 4개의 스위칭 소자 모듈을 구동시킨다. 다른 컨버터(50-2, …, 50-n)도 컨버터(50-1)와 동일하게 동작한다. 종래에는 컨버터(50-1)가 포함하는 복수의 스위칭 소자 모듈이 동시에 온 오프가 되도록 구동되었다. 이에 따라, 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분이 많이 함유되어 있었다. 그러나 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치(100)가 포함하는 스위칭 소자 모듈 구동부(110)는 360도에서 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 만큼의 위상 차이가 나도록 스위칭 소자 모듈을 온오프 시켜서 컨버터가 출력하는 교류 전력에 고조파 성분이 적다.Taking the converter 50-1 of Fig. 1 as an example, the converter 50-1 includes m switching element modules, and m is assumed to be four. The phase difference calculating unit 120 calculates the phase difference by 90 degrees by dividing the number of the switching element modules by 4 at 360 degrees. The switching element module drives the four switching element modules included in the converter 50-1 so that the calculated phase difference is 90 degrees. The other converters 50-2, ..., 50-n also operate in the same manner as the converter 50-1. Conventionally, a plurality of switching element modules included in the converter 50-1 are driven so as to be simultaneously turned on and off. Accordingly, a large amount of harmonic components were contained in the alternating current outputted from the converter. However, the switching device module driving unit 110 included in the switching device module control device 100 of the wind power system turns on and off the switching device module so that a phase difference is obtained by dividing the number of the switching device modules by 360, There is less harmonic component in AC power.

일 실시예에 있어서, 상기 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는 하나 이상의 스위칭 소자 모듈을 포함하는 하나 이상의 컨버터;를 더 포함하되, 상기 하나 이상의 스위칭 소자 모듈은 6개의 스위칭 소자를 포함하는 AC/DC 컨버터, 상기 AC/DC 컨버터와 병렬 연결된 DC 링크 및 6개의 스위칭 소자를 포함하면서 상기 DC 링크와 병렬 연결된 DC/AC 인버터를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는 하나 이상의 컨버터(50-1, 50-2, …50-n)을 포함한다. 각각의 컨버터는 하나 이상의스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m)을 포함한다.In one embodiment, the switching device module control apparatus of the wind power generation system further includes at least one converter including at least one switching device module, wherein the at least one switching device module includes an AC / DC converter, a DC link connected in parallel with the AC / DC converter, and a DC / AC inverter including six switching elements and connected in parallel with the DC link. Referring to Fig. 1, a switching device module control apparatus of a wind power generation system includes one or more converters 50-1, 50-2, ..., 50-n. Each converter includes one or more switching element modules 60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n- 1, 60-n-2, 60-nm).

도 2를 참조하면, 각각의 스위칭 소자 모듈(200)은 6개의 스위칭 소자를 포함하는 AC/DC 컨버터(210), 6개의 스위칭 소자를 포함하는 DC/AC 인버터(230) 및 DC 링크를 포함한다. AC/DC 컨버터(210), DC/AC 인버터(230) 및 DC 링크는 서로 병렬로 연결된다.Referring to FIG. 2, each switching element module 200 includes an AC / DC converter 210 including six switching elements, a DC / AC inverter 230 including six switching elements, and a DC link . The AC / DC converter 210, the DC / AC inverter 230 and the DC link are connected in parallel with each other.

도 4는 종래 방식에 따라 구동된 스위칭 소자 모듈에 따라 컨버터가 출력하는 3상 중 어느 하나의 상의 전류 파형을 도시한다. 도 4에 도시된 구형파는 계통의 전압 파형이다. 스위칭 소자 모듈이 온이 되면 전압 파형은 최대가 되는데 이는 DC링크의 전압과 동일하다. 전압 파형의 유무에 따라 증가했다 감소했다 하는 실선으로 이어진 파형이 전류 파형이다. 어느 하나의 컨버터가 포함하는 복수의 스위칭 소자 모듈이 동시에 온되었다가 오프되는 경우에 컨버터의 출력 전류는 급격히 감소하고, 다시 스위칭 소자 모듈이 동시에 온되면 출력 전류는 급격히 증가한다. 이에 따라 고조파 성분이 많이 함유된 전류가 계통으로 전달된다.FIG. 4 shows a current waveform of any one of the three phases outputted by the converter according to the switching element module driven according to the conventional method. The square wave shown in Fig. 4 is a voltage waveform of the system. When the switching device module is turned on, the voltage waveform becomes maximum, which is the same as the voltage of the DC link. The current waveform is the waveform that follows the solid line with increasing or decreasing voltage waveforms. The output current of the converter rapidly decreases when a plurality of switching element modules included in any one of the converters are simultaneously turned on and off, and the output current increases sharply when the switching element module is turned on at the same time. As a result, a current containing a large amount of harmonics is transmitted to the system.

도 5는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치가 구동한 스위칭 소자 모듈에 따라 컨버터가 출력하는 3상 중 어느 하나의 상의 전류 파형을 도시한다. 어느 하나의 컨버터가 포함하는 복수의 스위칭 소자 모듈은 각각 일정한 위상차이를 두고 동작하기 때문에 모든 스위칭 소자 모듈이 동시에 온되고 오프되는 경우는 줄어든다. 도 5에 도시된 180도의 위상 구간 동안 모든 스위칭 소자 모듈이 모두 오프되는 경우는 거의 발생되지 않기에 전류 크기 자체가 급격히 하강하는 구간 자체가 존재하지 않는다.5 shows a current waveform of any one of the three phases outputted by the converter according to the switching element module driven by the switching element module control apparatus of the wind power generation system. Since a plurality of switching element modules included in any one of the converters operates with a constant phase difference, the number of switching elements is reduced when all of the switching element modules are turned on and off at the same time. There is hardly occurred when all of the switching element modules are turned off during the 180-degree phase interval shown in FIG. 5, so that there is no period in which the current magnitude itself falls sharply.

도 5는 컨버터가 3개의 스위치 소자 모듈을 포함한다는 가정하에 하나의 상에 대한 컨버터가 출력하는 전류 파형을 도시한다. 먼저 실선은 제일 먼저 온되는 스위칭 소자 모듈이고, 점선은 그 다음으로 온되는 스위칭 소자 모듈이고, 1점 쇄선은 3번째로 온되는 스위칭 소자 모듈이다. 전술한 3개의 스위칭 소자 모듈은 일정한 위상차를 두고 구동되는 것이다.5 shows the current waveform output by the converter for one phase under the assumption that the converter includes three switch element modules. First, the solid line is the switching element module that is first turned on, the dotted line is the switching element module that is turned on next, and the one-dot chain line is the switching element module that is turned on the third time. The three switching element modules described above are driven with a constant phase difference.

도 6은 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 컨버터 제어 방법의 흐름을 도시한다.6 shows a flow of a converter control method of a wind power generation system according to an embodiment.

일 양상에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법은 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)를 포함한다.In an aspect, a method of controlling a switching element module of a wind power generation system includes a step of driving a switching element module (S620).

일 실시예에 있어서, 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)는 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시킨다. 도 1에 도시된 컨버터(50-1)를 예로 들면, 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)는 컨버터(50-1)가 포함하는 m개의 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, … 60-1-m)을 구동시키되 위상차이가 나도록 구동시킨다. 어느 하나의 상을 기준으로 계통에 교류 전력을 공급하기 위해서는 4개의 스위치 소자가 온되야 한다고 전술하였다. 결국, 어느 하나의 상을 예로 들었을때, 스위칭 소자 모듈(60-1-1, 60-1-2, … 60-1-m) 각각이 포함하는 4개의 스위치 소자는 스위칭 소자 모듈별로 서로 위상차를 두고 동시에 온오프 된다. 어느 하나의 스위칭 소자 모듈이 포함하는 4개의 스위치 소자가 온되고, 일정한 위상차를 가지며 다음 스위칭 소자 모듈이 포함하는 4개의 스위치 소자가 온되는 일련을 과정이 m개의 스위칭 소자 모듈에 대해 발생하는 것이다.In an exemplary embodiment, the step of driving the switching element module S620 may turn on and off a plurality of parallel-connected switching element modules included in a converter connected between the generator and the system, and drives the plurality of switching element modules to have a phase difference . For example, in the converter 50-1 shown in FIG. 1, the step of driving the switching element module S620 includes m switching element modules 60-1-1 and 60-1-2 included in the converter 50-1 , ... 60-1-m), and drives them so as to produce a phase difference. It has been described that four switch elements must be turned on in order to supply AC power to the system based on any one of the phases. As a result, when any one of the phases is taken as an example, the four switching elements included in each of the switching element modules 60-1-1, 60-1-2, ..., 60-1-m have a phase difference And simultaneously turned on and off. A series of processes in which the four switch elements included in any one of the switching element modules are turned on and have a constant phase difference and the four switch elements included in the next switching element module are turned on are generated for the m switching element modules.

스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)가 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시킨다는 것은 3상 교류 신호가 서로 120도 차이가 나도록 계통에 전달되기 위해 스위칭 소자 모듈이 포함하는 12개의 스위치 소자 중 필요한 스위치 소자를 온 오프 시킨다는 것이다. 3상 교류 신호가 서로 120도 차이가 나도록 계통에 전달되기 위해 스위칭 소자 모듈이 포함하는 12개의 스위치 소자 중 필요한 스위치 소자가 무엇이고 그 스위치 소자가 언제 온 오프되야 하는지는 당업자에게 자명하다. 3상 중 어느 하나의 상인 경우로 예를 들면, 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)가 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시킨다는 것은 스위칭 소자 모듈이 포함하는 4개의 스위치 소자를 온 오프 시킨다는 의미이다. The step S620 of driving the switching element module turns on / off a plurality of parallel-connected switching element modules included in the converter means that the three-phase AC signals are transmitted to the system such that the three- And turning on and off the necessary switch elements among the elements. It is obvious to those skilled in the art which switching element among the twelve switching elements included in the switching element module to be transmitted to the system so that the three-phase AC signals are different from each other by 120 degrees and when the switching element should be on and off. For example, when the switching element module driving step S620 turns on / off a plurality of parallel-connected switching element modules included in the converter, it means that four switching elements included in the switching element module are turned on Off.

3상을 예로 들면, 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)가 3상 교류 전력이 계통에 공급되도록 스위칭 소자 모듈이 포함하는 복수의 스위칭 소자 중 필요한 스위치 소자를 온 오프시킨다는 것이다. 전술한 필요한 스위치 소자들은 결국 스위칭 소자 모듈 별로 위상차를 가지며 온 오프 된다.Taking the three-phase as an example, the step of driving the switching element module (S620) turns on and off necessary switching elements among the plurality of switching elements included in the switching element module so that the three-phase AC power is supplied to the system. The above-described necessary switch elements eventually have a phase difference for each switching element module and are turned on and off.

일 실시예에 있어서, 상기 위상 차이는 일정한 위상 차이다. 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)는 발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시킨다.In one embodiment, the phase difference is a constant phase difference. The step S620 of driving the switching device module turns on and off a plurality of switching device modules connected in parallel, which are connected to each other between a generator and a system, and drives the plurality of switching device modules so as to generate a phase difference.

3상 중 어느 하나의 상인 경우로 예를 들면, 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)가 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈 각각이 포함하는 4개의 스위치 소자를 온 오프 시키되, 복수의 스위칭 소자 모듈은 일정한 위상차이를 가지고 온오프 되는 것이다. 복수의 스위칭 소자 모듈이 온오프 되는 것의 정의는 전술하였다. 일정한 위상차이가 난다는 것은 복수의 스위칭 소자 모듈간에 일정한 위상차이가 나도록 동시에 온오프 된다는 것이다. 스위칭 소자 모듈이 포함하는 스위치 소자간에 일정한 위상차이가 나도록 제어된다는 의미가 아니다.For example, the step of driving the switching element module (S620) turns on / off the four switching elements included in each of the plurality of parallel-connected switching element modules included in the converter, The module is turned on and off with a constant phase difference. The definition of turning on and off a plurality of switching element modules has been described above. The fact that a constant phase difference occurs means that the plurality of switching element modules are simultaneously turned on and off so as to have a constant phase difference therebetween. It does not mean that a certain phase difference is controlled between the switch elements included in the switching element module.

일 실시예에 있어서, 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법은 위상 차이 산출 단계(S610)를 더포함한다.In one embodiment, the switching element module control method of the power generation system further includes a phase difference calculation step (S610).

일 실시예에 있어서, 위상 차이 산출 단계(S610)는 360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 값으로 위상 차이를 산출하고, 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)는 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 산출된 위상 차이가 나도록 구동시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the phase difference calculation step S610 calculates the phase difference by dividing the number of parallel-connected switching element modules included in one converter by 360 degrees, Is characterized in that the plurality of switching element modules are driven so that the calculated phase difference becomes equal.

도 1의 컨버터(50-1)을 예로 들면, 컨버터(50-1)는 m개의 스위칭 소자 모듈을 포함하는데 m이 4라고 가정한다. 위상 차이 산출 단계(S610)는 360도에서 스위칭 소자 모듈의 개수인 4로 나누어 위상 차이를 90도로 산출한다. 스위칭 소자 모듈은 산출된 90도의 위상 차이가 나도록 컨버터(50-1)가 포함하는 4개의 스위칭 소자 모듈을 구동시킨다. 다른 컨버터(50-2, …, 50-n)도 컨버터(50-1)와 동일하게 동작한다. 종래에는 컨버터(50-1)가 포함하는 복수의 스위칭 소자 모듈이 동시에 온 오프가 되도록 구동되었다. 이에 따라, 컨버터가 출력하는 교류 전류에 고조파 성분이 많이 함유되어 있었다. 그러나 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법이 포함하는 스위칭 소자 모듈 구동 단계(S620)는 360도에서 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 만큼의 위상 차이가 나도록 스위칭 소자 모듈을 온오프 시켜서 컨버터가 출력하는 교류 전력에 고조파 성분이 적다.Taking the converter 50-1 of Fig. 1 as an example, the converter 50-1 includes m switching element modules, and m is assumed to be four. The phase difference calculation step S610 calculates the phase difference by 90 degrees by dividing the number of the switching element modules by 4 at 360 degrees. The switching element module drives the four switching element modules included in the converter 50-1 so that the calculated phase difference is 90 degrees. The other converters 50-2, ..., 50-n also operate in the same manner as the converter 50-1. Conventionally, a plurality of switching element modules included in the converter 50-1 are driven so as to be simultaneously turned on and off. Accordingly, a large amount of harmonic components were contained in the alternating current outputted from the converter. However, in the switching device module driving step (S620) included in the switching device module control method of the wind power generation system, the switching device module is turned on and off so that the phase difference is obtained by dividing the number of the switching device modules by 360, There is less harmonic content in power.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해 져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

10: 블레이드
30: 기어 박스
40: 발전기
50-1, 50-2, 50-n: 컨버터
60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1, 60-n-2, 60-n-m: 스위칭 소자 모듈
70: 트랜스포머
100: 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치
110: 스위칭 소자 모듈 구동부
120: 위상 차이 산출부
210: AC/DC 컨버터
220: DC 링크
230: DC/AC 컨버터
200: 스위칭 소자 모듈
10: Blade
30: Gearbox
40: generator
50-1, 50-2, 50-n: converter
60-1-1, 60-1-2, 60-1-m, 60-2-1, 60-2-2, 60-2-m, 60-n-1,60- nm: Switching element module
70: Transformer
100: Switching element module control device of wind power generation system
110: Switching element module driving part
120: Phase difference calculating section
210: AC / DC converter
220: DC link
230: DC / AC Converter
200: Switching element module

Claims (7)

발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시키는 스위칭 소자 모듈 구동부;를 포함하는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치.
And a switching element module driving unit for turning on and off a plurality of switching element modules connected in parallel and including a converter connected between the generator and the system so as to drive the plurality of switching element modules with a phase difference, controller.
제 1 항에 있어서, 상기 위상 차이는
일정한 위상 차이인 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치.
2. The method of claim 1,
A device for controlling a switching device module of a wind power system having a constant phase difference.
제 1 항에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는
360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 값으로 위상 차이를 산출하는 위상 차이 산출부;를 더 포함하고,
상기 스위칭 소자 모듈 구동부는 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 산출된 위상 차이가 나도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치.
2. The wind turbine of claim 1, wherein the switching device module control device of the wind power generation system
And a phase difference calculator for calculating a phase difference by dividing the number of parallel-connected switching element modules included in one converter by 360 degrees,
Wherein the switching device module driving unit drives the plurality of switching device modules such that the calculated phase difference is increased.
제 1 항에 있어서, 상기 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치는
하나 이상의 스위칭 소자 모듈을 포함하는 하나 이상의 컨버터;를 더 포함하되,
상기 하나 이상의 스위칭 소자 모듈은 6개의 스위칭 소자를 포함하는 AC/DC 컨버터, 상기 AC/DC 컨버터와 병렬 연결된 DC 링크 및 6개의 스위칭 소자를 포함하면서 상기 DC 링크와 병렬 연결된 DC/AC 인버터를 포함하는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the switching device module control device of the wind power generation system
One or more converters comprising one or more switching element modules,
Wherein the at least one switching element module includes an AC / DC converter including six switching elements, a DC / AC inverter including a DC link and six switching elements connected in parallel with the AC / DC converter and connected in parallel with the DC link Switching element module control device of wind power system.
발전기와 계통 사이에 연결된 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈을 온 오프 시키되, 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 위상 차이가 나도록 구동시키는 스위칭 소자 모듈 구동 단계;를 포함하는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법.
And a switching element module driving step of turning on and off a plurality of switching element modules connected in parallel and including a converter connected between the generator and the system so as to drive the plurality of switching element modules with a phase difference, Module control method.
제 5 항에 있어서, 상기 위상 차이는
일정한 위상 차이인 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법.
6. The method of claim 5,
A method of controlling a switching element module of a wind power system having a constant phase difference.
제 5 항에 있어서, 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법은
360도에서 하나의 컨버터가 포함하는 병렬 연결된 복수의 스위칭 소자 모듈의 개수를 나눈 값으로 위상 차이를 산출하는 위상 차이 산출 단계;를 더 포함하고,
상기 스위칭 소자 모듈 구동 단계는 상기 복수의 스위칭 소자 모듈을 산출된 위상 차이가 나도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템의 스위칭 소자 모듈 제어 방법.






6. The method according to claim 5, wherein the switching element module control method of the wind power generation system
And a phase difference calculating step of calculating a phase difference by dividing the number of parallel-connected switching element modules included in one converter by 360 degrees,
Wherein the step of driving the switching device module drives the plurality of switching device modules such that the calculated phase difference is equal to or greater than a predetermined value.






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