KR20180097062A - 모듈형 멀티레벨 컨버터 - Google Patents

모듈형 멀티레벨 컨버터 Download PDF

Info

Publication number
KR20180097062A
KR20180097062A KR1020170023693A KR20170023693A KR20180097062A KR 20180097062 A KR20180097062 A KR 20180097062A KR 1020170023693 A KR1020170023693 A KR 1020170023693A KR 20170023693 A KR20170023693 A KR 20170023693A KR 20180097062 A KR20180097062 A KR 20180097062A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitor voltage
sub
mmc
module
algorithms
Prior art date
Application number
KR1020170023693A
Other languages
English (en)
Inventor
조진상
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
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 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020170023693A priority Critical patent/KR20180097062A/ko
Publication of KR20180097062A publication Critical patent/KR20180097062A/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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • 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
    • H02M7/493—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 the static converters being arranged for operation in parallel
    • H02M2007/4835—
    • 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)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터는, 복수개의 서브 모듈; 및 제1캐패시터 전압을 입력 받는 경우, 다수의 알고리즘을 적용하여 상기 제1캐패시터 전압을 제2캐패시터 전압으로 변환하고, 상기 제2캐패시터 전압을 상기 복수개의 서브 모듈에 인가하는 밸브 제어부를 포함하되, 상기 밸브 제어부는, 상기 제1캐패시터 전압을 상기 제2캐패시터 전압으로 비례하여 변환하기 위한 변환 계수를 상기 다수의 알고리즘 각각에 대응하여 적용함으로써, 상기 다수의 알고리즘을 병렬 처리한다.

Description

모듈형 멀티레벨 컨버터{Modular Multi-level Converter}
본 발명은 모듈형 멀티레벨 컨버터에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 시뮬레이터에서 출력되는 캐패시터 전압을 알고리즘에 따라 병렬 처리하는 모듈형 멀티레벨 컨버터에 관한 것이다.
고전압직류송전(High Voltage Direct Current: HVDC) 시스템이란 반도체 소자로 구성된 전력변환장치를 통하여 공급받은 교류 전력을 직류로 변환하여 송전한 후, 수전단에서 다시 교류 전력으로 변환시켜 계통에 전력을 공급하는 시스템이다.
HVDC 시스템은 그 변환 방식에 따라, 사이리스터 소자를 사용하는 전류형 HVDC 시스템과 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor: IGBT)를 사용하는 전압형 HVDC 시스템으로 분류할 수 있다. 전압형 HVDC 시스템은 전류형 HVDC 시스템에 비하여, 독립적인 유 무효전력의 제어가 가능하고 AC 고조파 필터의 최소화를 구현할 수 있는 등의 다양한 장점을 가지고 있다.
초기의 전압형 HVDC 시스템은 2-레벨이나 3-레벨 컨버터를 기반으로 개발되었으나, 대용량 전력 전송의 한계와 높은 스위칭 손실 등의 문제점을 가지고 있었다. 이후 대용량 IGBT 소자의 개발과 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter: MMC)의 도입으로 대용량 송전이 가능하게 되었다.
MMC는 모듈화된 하프 브리지(Half-Bridge) 또는 풀 브리지(Full-Bridge) 인버터를 직렬로 연결하여 계단 형태의 정현파 전압을 형성한다. 따라서, 직렬 연결된 서브 모듈 개수를 조절함으로써 대용량 송전이 가능하다. 또한, 기존의 2-레벨 및 3-레벨의 높은 스위칭 주파수에 비하여, 전력망 기본 주파수의 약 3배 정도까지 스위칭 주파수를 낮추어, 변환 손실률을 1% 수준까지 낮출 수 있다. 나아가, 낮은 고조파 특성으로 AC 고조파 필터를 생략하거나 최소화할 수 있기 때문에, 설치 면적이 줄어드는 장점이 있다.
MMC 방식의 HVDC 시스템에 포함되는 MMC에는 고전압 및 고전류가 인가되므로 전류 스트레스 및 전압 스트레스가 과도하게 발생할 수 있다. 이에 의해 MMC에 문제가 발생하는 경우, 고가의 소자들을 포함하는 HVDC 시스템에 영향을 미치게 되고, 시스템 고장 시 전력 계통에 미치는 파급 효과가 크다. 따라서, MMC 시뮬레이터를 사용하여 MMC에 실제로 인가될 레벨의 전압과 전류를 미리 인가함으로써, 실제로 시스템에 적용될 제어 로직을 시험할 필요가 있다.
MMC 시뮬레이터는 MMC에 포함되는 다수의 서브 모듈들이 등가회로로 모델링되어 사용자의 제어기와 연결되는 형태로 구성된다. 이에 의해, 사용자는 MMC 시뮬레이터를 통하여 시스템에 실제 적용될 제어 로직을 시험할 수 있다.
MMC 시뮬레이터는 MMC에 포함되는 다수의 서브 모듈들에 캐패시터 전압을 출력한다. 이를 위해, MMC 시뮬레이터 또는 MMC는 다수의 서브 모듈들에 캐패시터 전압을 출력하기 위한 다수의 알고리즘을 수행한다. 그러나, 현재 MMC 또는 MMC 시뮬레이터는 각각의 알고리즘의 특성에 대한 고려 없이 캐패시터 전압을 일률적으로 출력하고 있다.
본 발명은 시뮬레이터에서 출력된 캐패시터 전압을 MMC에 적용하기 위하여 다수의 알고리즘을 수행하는데 있어서, 각각의 알고리즘의 특성을 고려하여 다수의 알고리즘을 병렬적으로 처리하는 모듈형 멀티레벨 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 MMC 시뮬레이터가 캐패시터 전압을 출력하기 위하여 다수의 알고리즘을 수행하는데 있어서, 각각의 알고리즘의 특성을 고려하여 다수의 알고리즘을 병렬적으로 처리하는 MMC 시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재에 의해 제안되는 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터는, 복수개의 서브 모듈; 및 제1캐패시터 전압을 입력 받는 경우, 다수의 알고리즘을 적용하여 상기 제1캐패시터 전압을 제2캐패시터 전압으로 변환하고, 상기 제2캐패시터 전압을 상기 복수개의 서브 모듈에 인가하는 밸브 제어부를 포함하되, 상기 밸브 제어부는, 상기 제1캐패시터 전압을 상기 제2캐패시터 전압으로 비례하여 변환하기 위한 변환 계수를 상기 다수의 알고리즘 각각에 대응하여 적용함으로써, 상기 다수의 알고리즘을 병렬 처리한다.
본 발명에 따른 실시 예들에 의하면, MMC에 포함되는 서브 모듈들에 캐패시터 전압을 출력하기 위하여 다수의 알고리즘을 수행하는 경우, 각각의 알고리즘의 특성을 고려하여 scale factor를 다르게 적용함으로써 다수의 알고리즘을 병렬적으로 처리할 수 있다.
또한, 알고리즘에 따라 다르게 설정되는 입력범위에 맞도록 병렬 Scale Factor를 용이하게 조정하고, 이에 의해 연산의 정확도를 증가시킬 수 있다.
나아가, 시뮬레이터마다 다르게 출력되는 MMC 캐패시터 전압의 형태를 scale factor를 사용하여 원하는 형태로 가공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템에 포함되는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터의 상세 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터에 포함되는 서브 모듈의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터에 포함되는 VBE Controller의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터에서 알고리즘 별로 환산 계수를 병렬 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이하에서 기술되는 실시 예들에 의하여 제한되는 것은 아니며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경 및 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예들을 용이하게 제안할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 해당 기술과 관련하여 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특별한 경우에는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 상세히 기재하였다. 그러므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 미리 밝혀둔다. 이하에서 기술하는 설명에 있어서, 단어 '포함하는'은 열거된 것과 다른 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템(100)은 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter: MMC)를 사용하여 전류를 변환하는 전압형 고전압직류송전 시스템일 수 있다. MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템(100)은 다수(수십개~수백개)의 서브 모듈로 구성되어, 짧은 제어 주기 내에 서브 모듈의 상태 정보를 수집하고, 다음 제어 주기에 온/오프 되어야 할 서브 모듈을 결정할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템(100)은 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)와 상위 제어기(120)를 포함할 수 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 복수개의 서브 모듈을 스위칭함으로써, 직류를 교류로 변환하거나 교류를 직류로 변환할 수 있다. 이를 위해, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 서브 모듈의 턴 온(turn-on) 및 턴 오프(turn-off)의 타이밍을 제어할 수 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 복수개의 서브 모듈과, 서브 모듈 인터페이스(Sub Module Interface: SMI) 및 Valve Base Electronics(VBE) 등을 포함할 수 있다.
복수개의 서브 모듈은 직렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 3상(3-phase)을 구성하는 어느 하나의 상의 양극 또는 음극에 연결된 복수개의 서브 모듈은 하나의 암(Arm)을 구성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 3상 MMC로서, 6개의 암으로 구성될 수 있다. 구체적으로, A상, B상 및 C상의 3상 각각에 대해 양극(+)과 음극(-)을 포함하는 6개의 암으로 구성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 A상 양극에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 제1암, A상 음극에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 제2암, B상 양극에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 제3암, B상 음극에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 제4암, C상 양극에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 제5암, C상 음극에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 제6암으로 구성된다.
이 경우, 하나의 상에 대한 복수개의 서브 모듈은 레그(Leg)를 구성할 수 있다. 구체적으로, 하나의 상에 포함되는 양극 및 음극에 대한 복수개의 서브 모듈은 레그를 구성할 수 있다. 도 1에서, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 A상에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 A상 레그, B상에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 B상 레그, C상에 대한 복수개의 서브 모듈로 구성되는 C상 레그를 포함한다.
복수개의 서브 모듈로 구성되는 암 및 레그 각각은 전력 계통의 3상, 즉 A 상과 B 상 및 C상과 각각 연결될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 복수개의 서브 모듈은 극성에 따라 양극 암(미도시)과 음극 암(미도시)을 구성할 수도 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 상세 구성 및 동작에 대해서는 도 2에 대한 설명에서 후술한다.
상위 제어기(120)는 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 상위 제어기(120)는 HVDC 시스템의 제어 및 보호를 위한 동작을 수행하는 C&P(Control and Protection) 시스템일 수 있다.
상위 제어기(120)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상위 제어기(120)는 참조 전류값(Current Reference) 및 참조 전압값(Voltage Reference)에 기초하여, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)에 지령값을 인가할 수 있다. 여기서, 지령값은 MMC 캐패시터 전압값, 기준 유효 전력값, 기준 무효 전력값, 기준 전류값 및 기준 전압값 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템에 포함되는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템(100)에 포함되는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 서브 모듈(210), 서브 모듈 인터페이스(220) 및 밸브 제어부(230)를 포함할 수 있다. 이 경우, 서브 모듈(210)과 서브 모듈 인터페이스(220)는 각각 복수개가 포함될 수 있다. 복수개의 서브 모듈(210)과 복수개의 서브 모듈 인터페이스(220)는 각각 서로 대응되게 연결될 수 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 MMC 시뮬레이터(250)에서 출력된 캐패시터 전압을 서브 모듈(210)에 적용하기 위하여 다수의 알고리즘을 수행하는 경우, 각각의 알고리즘의 특성을 고려하여 다수의 알고리즘을 병렬적으로 처리할 수 있다. 구체적으로, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 알고리즘 별로 환산 계수(Scale Factor)를 다르게 적용하여 다수의 알고리즘을 병렬 처리할 수 있다.
여기서, 환산 계수(Scale Factor)는 두 변수가 비례 관계에 있는 경우 한쪽을 다른 쪽으로 변환하기 위하여 곱하는 계수이다. 예를 들어, 입력 변수를 이에 비례한 전압 또는 전류로 변환하기 위한 비례 정수일 수 있다. 이러한 환산 계수는 프로세스에서 처리 가능한 범위 내에 포함되도록 출력값을 변환하거나, 노이즈 또는 잡음 등의 오차를 최소화하기 위하여 연산 알고리즘에서 사용될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, MMC 시뮬레이터(250)가 캐패시터 전압을 출력하기 위하여 다수의 알고리즘을 수행하되, 각각의 알고리즘의 특성을 고려하여 다수의 알고리즘을 병렬적으로 처리할 수도 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 복수개의 서브 모듈(210)을 스위칭시켜, 직류 전력을 교류 전력으로 변환하거나, 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다.
서브 모듈(210)은 온 오프 되어, 전류를 충전 또는 방전 및 바이패스 할 수 있다.
서브 모듈(210)은 해당 서브 모듈(210)의 상태 데이터를 측정할 수 있다. 구체적으로, 서브 모듈(210)은 해당 서브 모듈(210)의 전류 및 전압 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다. 또한, 서브 모듈(210)은 해당 서브 모듈(210)의 물리적인 상태를 감지할 수 있다. 예를 들어, 서브 모듈(210)은 해당 서브 모듈(210)의 물리적인 균열 및 온도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.
이 경우, 서브 모듈(210)은 측정된 상태 데이터를 서브 모듈 인터페이스(220) 및 밸브 제어부(230) 중 적어도 하나 이상에 전송할 수 있다. 여기서, 상태 데이터는, 서브 모듈(210)이 측정한 전류 또는 전압이거나, 서브 모듈(210)이 감지한 물리적인 균열 및 온도 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상태 데이터는 제어 신호의 수신 여부에 대한 응답 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브 모듈(210)은 서브 모듈 인터페이스(220) 및 밸브 제어부(230) 중 적어도 하나 이상으로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 대응하여 응답 신호를 송신할 수 있다.
서브 모듈(210)은 해당 서브 모듈(210)에 입 출력되는 전류를 스위칭할 수 있다. 이를 위해, 서브 모듈(210)은 적어도 하나 이상의 스위치를 포함하고, 제어 신호를 발생시켜 상기 적어도 하나의 이상의 스위치가 스위칭 되도록 제어할 수 있다. 여기서, 스위치는 다이오드를 포함할 수 있고, 스위칭 동작과 다이오드의 정류 동작으로, 서브 모듈(210)의 충전, 방전 또는 바이패스 동작이 수행될 수 있다. 구체적으로, 서브 모듈(210)은 해당 서브 모듈(210)에 입력되는 전류를 기초로 에너지를 충전하는 충전 동작을 수행하거나. 충전된 에너지를 기초로 전류를 출력하는 방전 동작을 수행할 수 있다.
모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 복수개의 서브 모듈(210)을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수개의 서브 모듈(210)은 밸브 제어부(230)에 의해 생성되는 온 오프 명령에 따라 구동되고, 상기 온 오프 명령에 대응하여 상태 데이터를 측정하여 서브 모듈 인터페이스(220)에 전송할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 복수개의 서브 모듈(210)은 온 오프 명령에 상태 데이터의 수집명령코드가 포함되는 경우, 상태 데이터를 측정할 수 있다. 여기서, 상태 데이터는 복수개의 서브 모듈(210) 각각의 전류, 전압 및 물리적인 상태 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 복수개의 서브 모듈 인터페이스(220)를 포함할 수 있다. 복수개의 서브 모듈 인터페이스(220)는 복수개의 서브 모듈(210) 각각에 대응되게 연결되어, 밸브 제어부(230)로부터 수신한 온 오프 명령을 대응되는 서브 모듈(210)에 전송하고, 대응되는 서브 모듈(210)로부터 수신한 상태 데이터를 밸브 제어부(230)에 전송할 수 있다.
서브 모듈 인터페이스(220)는 밸브 제어부(230)가 전송한 제어 신호를 수신하여 대응하는 서브 모듈(210)에 송신할 수 있다.
구체적으로, 서브 모듈 인터페이스(220)는 해당 서브 모듈 인터페이스(220)에 연결된 밸브 제어부(230)로부터 서브 모듈(210)의 제어 동작에 대한 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호를 서브 모듈 인터페이스(220)에 연결된 복수의 서브 모듈(210)에 송신할 수 있다.
밸브 제어부(230)로부터 수신한 제어 신호를 복수개의 서브 모듈(210)에 송신하는 경우, 서브 모듈 인터페이스(220)는 상기 제어 신호를 기초로 복수개의 서브 모듈(210) 각각에 대응하는 제어 신호를 각각 송신할 수 있다.
서브 모듈 인터페이스(220)는 해당 서브 모듈 인터페이스(220)의 물리적인 상태를 감지할 수 있다. 예를 들어, 서브 모듈 인터페이스(220)는 해당 서브 모듈 인터페이스(220)의 물리적인 균열 및 온도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.
또한, 서브 모듈 인터페이스(220)는 연결된 서브 모듈(210)이 송신한 응답 신호를 기초로 연결된 서브 모듈(210)의 제어 신호 수신 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 서브 모듈 인터페이스(220)는 연결된 서브 모듈(210)에 제어 신호를 전달하고, 전달된 제어 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하여 서브 모듈(210)이 제어 신호를 수신하였는지 여부를 판단할 수 있다.
서브 모듈 인터페이스(220)는 서브 모듈(210), 다른 서브 모듈 인터페이스(220) 및 밸브 제어부(230)와 데이터를 주고 받을 수 있다. 이를 위해, 서브 모듈 인터페이스(220)는 서브 모듈(210), 다른 서브 모듈 인터페이스(220) 및 밸브 제어부(230)와 다양한 형태의 유무선 통신을 수행할 수 있다.
서브 모듈 인터페이스(220)는 외부 장치와 연결될 수 있다.
구체적으로, 서브 모듈 인터페이스(220)는 외부 장치와 연결되어, 연결된 서브 모듈(210)의 상태 데이터를 전달할 수 있다. 예를 들어, 서브 모듈 인터페이스(220)는 HMI(Human Machine Interface)를 포함하여, 대응하는 복수의 서브 모듈(210)의 상태 데이터를 연결된 외부 장치에 전달할 수 있다.
또한, 서브 모듈 인터페이스(220)는 외부 장치로부터, 사용자에 의해 입력되는 제어 정보를 입력 받을 수 있다.
나아가, 서브 모듈 인터페이스(220)는 외부 장치와 연결되어, 서브 모듈(210)의 동작에 필요한 소프트웨어를 입력 받을 수 있다.
밸브 제어부(230)는 복수 개의 서브 모듈(210)을 구동시키기 위한 온 오프 명령을 생성하여 복수 개의 서브 모듈 인터페이스(220)에 동시에 전송하고, 상기 복수 개의 서브 모듈 인터페이스(220)로부터 수신되는 서브 모듈(210)의 상태 데이터를 수집하여, 상기 상태 데이터에 오류가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.
오류가 발생한 것으로 판단되면, 밸브 제어부(230)는 오류가 발생한 것으로 판단되는 상태 데이터를 전송한 서브 모듈(210)을 동작시키지 않을 수 있다. 또한, 밸브 제어부(230)는 오류가 발생한 것으로 판단되는 상태 데이터를 제외한 나머지 상태 데이터들에 기초하여 새로운 온 오프 명령을 생성할 수 있다.
밸브 제어부(230)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)에 연결된 전력 계통의 3상각각에 대한 전류 및 전압을 측정할 수 있다.
밸브 제어부(230)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 밸브 제어부(230)는 상위 제어기(120)로부터 지령값을 수신하고, 수신된 지령값에 기초하여 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서, 지령값은 MMC 캐패시터 전압값, 기준 유효 전력값, 기준 무효 전력값, 기준 전류값 및 기준 전압값 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 밸브 제어부(230)는 상위 제어기(120)로부터 수신한 지령값에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 밸브 제어부(230)는 수신한 MMC 캐패시터 전압값에 기초하여 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 밸브 제어부(230)는 전체 제어값을 직접 산출할 수 있다. 여기서 전체 제어값이란, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 출력 교류 전력의 전압, 전류 및 주파수 크기에 대한 목표값일 수 있다. 예를 들어, 밸브 제어부(230)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)와 연계된 HVDC 시스템의 교류 파트 및 직류 송전 파트의 전류와 전압 중 적어도 하나 이상을 기초로 전체 제어값을 산출할 수 있다.
밸브 제어부(230)는 MMC 시뮬레이터(250)로부터 출력 전압에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이를 위해, 밸브 제어부(230)는 광 신호 또는 전기신호를 통해 MMC 시뮬레이터(250)로부터 출력 전압에 대한 정보를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 출력 전압에 대한 정보는 MMC 캐패시터 전압값을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터의 상세 구성을 도시한 도면이다.
복수개의 서브 모듈(210)은 직렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수개의 서브 모듈(210)은 풀 브릿지(Full-Bridge) 또는 하프 브릿지(Half-Bridge) 형태로 구성되어 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 서브 모듈(210)은 전력용 반도체 소자인 IGBT로 구현될 수 있다.
서브 모듈 인터페이스(Sub-Module Interface: SMI)(220)는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 제어 보드일 수 있다.
상기 복수개의 서브 모듈(210)과 복수개의 서브 모듈 인터페이스(220)는 서로 대응하여 연결된다.
밸브 제어부(230)는 Valve Base Electronics(VBE)(310)와 VBE Controller (320)를 포함할 수 있다. 상기 VBE(310)는 VBE 정보 수집부(312)와 복수개의 광 입출력 모듈(314)을 포함할 수 있다.
이 경우, 복수개의 서브 모듈(210)과 VBE(310)는 온 오프 명령, 온 오프 상태값, 캐패시터 전압값 등의 데이터를 송수신하는 통신을 수행할 수 있다. 직렬 연결된 수십 내지 수백 개의 서브 모듈(210)이 모두 다른 시간에 전압, 온 오프 상태를 측정하여 VBE(310)로 보내게 되면 제어가 되지 않는다. 따라서, VBE(310)는 복수개의 서브 모듈(210)에 동시에 상태 데이터 수집 명령을 전송하고, 복수개의 서브 모듈(210)은 동기화되어 측정된 상태 데이터 값들을 전송할 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수개의 서브 모듈(210)과 SMI(220) 및 VBE(310)의 연결 구조가 도시되어 있다.
복수개의 서브 모듈(210) 각각에는, SMI(220) 및 광 입/출력 모듈(314)이 대응되게 연결되어, 제어명령이나 데이터를 상호간에 송수신한다.
VBE(310)는 SMI(220)로, 서브 모듈(210)의 온 오프 명령을 지령할 수 있다. 구체적으로, VBE(310)는 서브 모듈(210)의 온 오프 명령 메시지에 상태 데이터 수집 시작명령, 광 출력포트 ID 및 시간 태그를 인코딩하여 포함시킨 후, 상기 서브 모듈(210)의 온 오프 명령 메시지를 광 입출력 모듈(314)을 통하여 SMI(220)로 전송할 수 있다.
SMI(220)는 수신된 메시지를 디코딩하고, 온 오프 명령에 기초하여 복수개의 서브 모듈(210)을 구동함과 동시에, 캐패시터 전압값과 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 상태값 등에 대한 데이터를 수집할 수 있다.
이 경우, VBE(310)는 동시에 모든 광 입출력 모듈(314)로부터 수십 개에서 수백 개에 이르는 SMI(220)로 데이터를 송신할 수 있다. 이에 의해, 각각의 광 케이블 길이에 의한 오차나 광 모듈 회로 오차 등의 원인으로 수십 내지 수백 개의 SMI(220)에서 수신한 데이터의 SMI(220)간의 시간 오차는 수 마이크로초(us) 이내로 허용 범위를 만족하며 수신된다. 직렬 연결된 수십 내지 수백 개의 서브 모듈(210)은 수 us이내의 오차를 가지고 상태 데이터 수집 명령을 받아 수행하기 때문에, 같은 시간에 데이터를 수집할 수 있다. 이렇게 수집된 데이터는 SMI(220)에서 수신되었던 광 출력 포트 ID, 시간 태그와 함께 인코딩되어 VBE 정보 수집부(312)로 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터에 포함되는 서브 모듈의 상세 구조를 도시한 도면이다.
모듈형 멀티레벨 컨버터에 포함되는 서브 모듈(210)은, 전력 에너지를 저장하는 캐패시터, 전력 반도체 소자, 스위칭 소자 및 보호 회로 등을 포함할 수 있다.
캐패시터의 크기는 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 크기에 비례하여 설정될 수 있다. 캐패시터의 용량은 전압의 제곱에 비례할 수 있다. 따라서, 이를 고려하여 서브 모듈(210)의 적정한 동작 전압이 설정될 수 있다. 이 경우, 실험에 의해 얻어진 수식을 통해 캐패시터의 사양이 결정되면, MMC 시뮬레이터(250)를 통해 제어 로직을 확인한 후, 가장 적정한 캐패시터 용량을 설정할 수 있다.
캐패시터의 용량 선정은 HVDC 시스템의 출력 특성 및 시스템을 구성하는 리액터 값들과 밀접한 관련이 있다. 따라서, HVDC 시스템이 설치될 전력 계통의 특성을 파악한 후, 여러 가지 동작 상황에 따른 출력 특성을 비교 및 분석할 수 있다.
보호 스위치는 서브 모듈(210)을 보호하기 위한 스위치이다. 보호 스위치는 바이 패스(By-Pass) 스위치로 구현될 수 있다. 일반적으로, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 하나의 서브 모듈(210)에 발생한 고장으로 인해 시스템이 정지되는 것을 방지하기 위하여, 충분한 여분을 고려하여 설계된다. 따라서, 바이 패스 스위치는 고장난 서브 모듈(210)은 바이 패스 시키고, 여분의 서브 모듈(210)을 동작시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, n번째 서브 모듈(Module n)은 n-1번째 서브 모듈(Module n-1) 및 n+1번째 서브 모듈(Module n+1)과 직렬로 연결된다. 이 경우, n-1번째 서브 모듈(Module n-1)로부터 입력된 전류는 n번째 서브 모듈(Module n)을 통해 n+1번째 서브 모듈(Module n+1)로 흐르게 된다. 이 경우, n번째 서브 모듈(Module n)은 두 개의 IGBT(T1, T2)와 캐패시터(C0) 및 보호 스위치(K1, K2)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터에 포함되는 VBE Controller의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)에 포함되는 VBE controller(320)는 MMC 시뮬레이터(250)로부터 출력되는 MMC 캐패시터 전압값을 서브 모듈(210)에 적용하기 위하여, 다수의 알고리즘을 적용하여 상기 MMC 캐패시터 전압값을 연산할 수 있다. 이를 위해, VBE controller(320)는 복수개의 연산블록들을 포함할 수 있다. 구체적으로, VBE Controller는 캐패시터 전압 입력 블록(510), Scale factor 계산 블록(520), 알고리즘 블록(530) 및 연산 블록(540)을 포함할 수 있다.
캐패시터 전압 입력 블록(510)은 MMC 시뮬레이터(250)로부터 캐패시터 전압값을 입력 받을 수 있다. 캐패시터 전압 입력 블록(510)은 입력 받은 캐패시터 전압값을 Scale factor 계산 블록(520)에 전달할 수 있다.
Scale factor 계산 블록(520)은 환산 계수를 산출할 수 있다.
구체적으로, Scale factor 계산 블록(520)은 입력된 캐패시터 전압을 서브 모듈(210)의 인가 전압으로 변환하기 위한 환산 계수를 산출할 수 있다.
이 경우, Scale factor 계산 블록(520)은 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)의 동작을 위해 필요한 복수개의 알고리즘을 판단하고, 복수개의 알고리즘 각각의 특성을 고려하여 알고리즘 별로 환산 계수를 산출할 수 있다. 구체적으로, Scale factor 계산 블록(520)은 MMC 시뮬레이터(250)가 출력하는 데이터 중에서 캐패시터 전압을 입력 받은 경우, 캐패시터 전압을 오름 차순(내림 차순)으로 배열하는 정렬 알고리즘과 온 오프해야 할 서브 모듈을 결정하는 선택 알고리즘을 생성하고, 알고리즘 별로 서로 다른 환산 계수를 곱하여 변환된 캐패시터 전압을 출력할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 정렬 알고리즘의 경우 세밀하게 보아야 하는 값의 영역이 좀 더 넓은 영역으로 표현되도록 환산 계수 값을 조정할 수 있다. 구체적으로, 입력된 제1 캐패시터 전압을 서브 모듈(210)에 인가하기 위한 제2 캐패시터 전압으로 변환하는 경우, 변환된 제2캐패시터 전압의 범위가 제1캐패시터 전압의 범위보다 넓어지도록, 정렬 알고리즘에 대응하는 환산 계수를 설정할 수 있다.
또한, 선택 알고리즘의 경우 실제값과 같은 실수값으로 변환되도록 환산 계수 값을 조정할 수 있다. 구체적으로, 입력된 제1 캐패시터 전압을 서브 모듈(210)에 인가하기 위한 제2 캐패시터 전압으로 변환하는 경우, 제1캐패시터 전압의 값과 제2캐패시터 전압의 값이 동일하도록, 선택 알고리즘에 대응하는 환산 계수를 설정할 수 있다.
한편, 전압형 HVDC 시스템의 용량에 따라 캐패시터 전압값이 변경되는 경우, 각 알고리즘의 환산 계수 값도 조정될 수 있다.
Scale factor 계산 블록(520)은 산출된 복수개의 환산 계수 값들을 알고리즘 블록(530)에 전송할 수 있다.
알고리즘 블록(530)은 복수개의 알고리즘 각각의 특성을 고려하여, 입력된 복수개의 환산 계수를 대응하는 알고리즘에 할당할 수 있다. 구체적으로, 알고리즘 블록(530)은 복수개의 알고리즘을 특성에 따라 분류하고, 각각의 알고리즘에 대응하는 환산 계수를 할당할 수 있다. 이에 의해, 알고리즘 별로 서로 다른 환산 계수가 할당될 수 있다.
연산 블록(540)은 캐패시터 전압값을 연산할 수 있다.
이 경우, 연산 블록(540)은 복수개의 알고리즘 각각에 대응하는 환산 계수 값을 연산할 수 있다. 연산 블록(540)은 알고리즘 별로 상이한 환산 계수를 곱하고, 이에 기초하여 변환된 캐패시터 전압을 출력한다.
일반적으로, 모듈형 멀티레벨 컨버터(110)는 MMC 시뮬레이터(250)에서 출력되는 MMC 캐패시터 전압값을 서브 모듈(210)에 적용하기 위하여, 다수의 알고리즘을 적용하여 상기 MMC 캐패시터 전압값을 연산할 수 있다.
이 경우, 기존에는 다수의 알고리즘을 순차적으로 적용하여 연산을 수행하였다. 즉, 각각의 연산 알고리즘의 특성을 고려하지 않고, 다수의 알고리즘에서 모두 동일한 환산 계수를 적용하여 MMC 캐패시터 전압값에 대한 연산을 수행하였다.
본 발명의 실시 예에 의하면, MMC는 다수의 알고리즘을 병렬 처리하여 MMC 캐패시터 전압값을 연산한다. 즉, 각각의 연산 알고리즘의 특성을 고려하여 알고리즘 별로 환산 계수를 다르게 적용하고 이에 기초하여 다수의 알고리즘을 병렬 처리함으로써, MMC 캐패시터 전압값을 환산한다. 이에 의해, MMC의 동작을 위해 최적화된 MMC 캐패시터 전압값이 MMC의 서브 모듈(210)에 인가될 수 있다.
또한, MMC 시뮬레이터(250) 마다 출력되는 MMC 캐패시터 전압의 형태가 다르므로, MMC 시뮬레이터(250)에서 출력된 캐패시터 전압이 밸브 제어부(230)가 원하는 형태의 전압이 아니거나 또는 MMC가 동작 가능한 범위를 벗어날 수도 있다. 따라서, MMC 캐패시터 전압을 입력 받은 후 알고리즘 별로 서로 다른 환산 계수를 곱하는 연산을 수행하고, 연산이 수행된 전압값을 출력하는 경우, 알고리즘 검증 및 연산의 정확도를 증가시킬 수 있다.
나아가, 알고리즘에 따라 다르게 설정되는 입력범위에 맞도록 환산 계수를 병렬적으로 조정함으로써, MMC 캐패시터 전압을 원하는 형태로 용이하게 변환할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모듈형 멀티레벨 컨버터에서 알고리즘 별로 환산 계수를 병렬 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
MMC 시뮬레이터(250)에서 출력되는 MMC 캐패시터 전압은 VBE Controller(320)로 입력되어 알고리즘에 대응하여 병렬 처리될 수 있다. MMC 캐패시터 전압을 병렬 처리하는 경우, VBE Controller(320)는 복수개의 알고리즘 각각의 특성 및 용도에 맞도록 환산 계수를 조정할 수 있다. 이에 의해, 캐패시터 전압 변환을 위한 연산의 정확도를 증가시킬 수 있다.
MMC 시뮬레이터(250)는 시스템의 제어 로직을 시험하기 위한 장치이다. 이를 위해, MMC 시뮬레이터(250)는 수십에서 수백 개의 서브 모듈이 등가회로로 모델링되어 사용자의 제어기와 연결되고, 고속 직렬 광통신으로 서브 모듈 각각의 캐패시터 전압을 MMC(110)에 출력할 수 있다.
MMC 시뮬레이터(250)에 포함되는 서브 모듈은 캐패시터와, 2개 또는 4개의 IGBT 스위치로 구성될 수 있다.
VBE Controller(320)는 MMC 시뮬레이터(250)로부터 MMC 캐패시터 전압을 입력 받는 경우 순환 계수를 적용하여 이를 변환하고, 변환된 캐패시터 전압을 서브 모듈(210)에 인가할 수 있다.
구체적으로, VBE Controller(320)는 MMC 시뮬레이터(250)에서 출력되는 MMC 캐패시터 전압을 오름차순으로 정렬하고, 상위 제어기(120)에서 전송한 지령치에 기초하여 온 오프 해야 할 서브 모듈(210)을 선택할 수 있다. VBE Controller(320)는 온 오프해야 할 서브 모듈이 결정되면, 오름 차순으로 정렬된 서브 모듈에서 선택하게 된다. 따라서, VBE Controller(320)는 온 오프 해야 할 서브 모듈(210)을 결정하기 위한 선택 알고리즘(로직)과, MMC 캐패시터 전압을 오름차순으로 정렬하기 위한 정렬 알고리즘(로직)이 필요하게 된다.
이 경우, VBE Controller(320)는 MMC 캐패시터 전압을 필요로 하는 서브 모듈(210)을 오름 차순(또는 내림 차순)으로 정렬하는 정렬 알고리즘과, 온 오프 해야 할 서브 모듈을 결정하는 선택 알고리즘을 생성하고, 각각의 알고리즘에 대하여 MMC 캐패시터 전압을 병렬 처리한다.
구체적으로, 알고리즘의 특성을 고려하여 알고리즘 별로 서로 다른 환산 계수를 생성하고, 생성된 환산 계수를 적용하여 캐패시터 전압을 연산할 수 있다.
도 6을 참조하면, MMC 시뮬레이터(250)가 VBE Controller(320)로 MMC 캐패시터 전압값을 출력한다. 이 경우, VBE Controller(320)는 알고리즘의 특성 및 용도를 고려하여 알고리즘마다 서로 다른 환산 계수를 생성하여 적용한다. 구체적으로, 알고리즘 1을 수행하는 알고리즘 블럭 1(531)에는 Scale Factor 1(521)이 생성되어 적용된다. 알고리즘 2를 수행하는 알고리즘 블럭 2(532)에는 Scale Factor 2(522)가 생성되어 적용된다. 알고리즘 3을 수행하는 알고리즘 블럭 3(533)에는 Scale Factor 3(523)이 생성되어 적용된다. 이에 의해, 알고리즘 블록 단위 별로 서로 다른 환산 계수를 적용하여, 알고리즘 별로 Scale factor를 병렬 처리할 수 있게 한다.
이에 의하여, 각각의 알고리즘의 특성 및 용도에 맞게 실제값을 그대로 나타내도록 실수값으로 환산 계수를 조정할 수 있다. 또한, 특정 영역을 세밀하게 나타내도록 대응하는 알고리즘의 환산 계수를 조정하여 연산의 정확도를 증가시킬 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: MMC 방식의 전압형 고전압직류송전 시스템
110: 모듈형 멀티레벨 컨버터 120: 상위 제어기
210: 서브 모듈 220: 서브 모듈 인터페이스
230: 밸브 제어부 310: VBE
312: VBE 정보 수집부 314: 광 입/출력 모듈
320: VBE controller 510: 캐패시터 전압 입력 블록
520: Scale factor 계산 블록 530: 알고리즘 블록
540: 연산 블록

Claims (7)

  1. 모듈형 멀티레벨 컨버터에 있어서,
    복수개의 서브 모듈; 및
    시뮬레이터로부터 제1캐패시터 전압을 입력 받는 경우, 다수의 알고리즘을 적용하여 상기 제1캐패시터 전압을 상기 모듈형 멀티레벨 컨버터를 동작시키기 위한 제2캐패시터 전압으로 변환하고, 상기 제2캐패시터 전압을 상기 복수개의 서브 모듈에 인가하는 밸브 제어부를 포함하되,
    상기 밸브 제어부는,
    상기 제1캐패시터 전압을 상기 제2캐패시터 전압으로 대응하여 변환하기 위한 변환 계수를 상기 다수의 알고리즘 각각에 대응하여 적용함으로써, 상기 다수의 알고리즘을 병렬 처리하는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 제어부는,
    상기 다수의 알고리즘 각각에 대응하여 상기 변환 계수를 생성하고,
    상기 다수의 알고리즘 각각을 적용하는 경우, 대응하여 생성된 상기 변환 계수를 상기 제1캐패시터 전압에 곱하는 연산을 수행하는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 알고리즘은,
    상기 복수개의 서브 모듈 중 상기 제2캐패시터 전압이 인가되어야 하는 제1서브 모듈을 소정 기준으로 배열하는 정렬 알고리즘과,
    상기 복수개의 모듈 중 온 오프 해야 할 제2 서브 모듈을 결정하는 선택 알고리즘을 포함하는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 제어부는,
    상기 제2캐패시터 전압의 범위가 상기 제1캐패시터 전압의 범위보다 넓어지도록, 상기 정렬 알고리즘에 대응하는 상기 환산 계수를 설정하는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 제어부는,
    상기 제1캐패시터 전압의 값과 상기 제2캐패시터 전압의 값이 동일하도록, 상기 선택 알고리즘에 대응하는 상기 환산 계수를 설정하는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 제어부는,
    상기 제2캐패시터 전압의 범위가 상기 모듈형 멀티레벨 컨버터의 동작 범위에 속하도록, 상기 다수의 알고리즘에 대응하는 상기 환산 계수를 설정하는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1캐패시터 전압은,
    상기 모듈형 멀티레벨 컨버터의 시뮬레이터로부터 출력되는 모듈형 멀티레벨 컨버터.
KR1020170023693A 2017-02-22 2017-02-22 모듈형 멀티레벨 컨버터 KR20180097062A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170023693A KR20180097062A (ko) 2017-02-22 2017-02-22 모듈형 멀티레벨 컨버터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170023693A KR20180097062A (ko) 2017-02-22 2017-02-22 모듈형 멀티레벨 컨버터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180097062A true KR20180097062A (ko) 2018-08-30

Family

ID=63453715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170023693A KR20180097062A (ko) 2017-02-22 2017-02-22 모듈형 멀티레벨 컨버터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180097062A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220108562A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 엘에스일렉트릭(주) 멀티레벨 컨버터 방식의 statcom 시스템 및 동작 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220108562A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 엘에스일렉트릭(주) 멀티레벨 컨버터 방식의 statcom 시스템 및 동작 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5449893B2 (ja) 電力変換装置
KR101666712B1 (ko) 모듈형 멀티레벨 컨버터
EP2883069B1 (en) Method and device for controlling a multilevel converter
EP2427959B1 (en) Method and arrangement to determine the cell capacitor voltage of a cell of a multi- cell power converter
CN102916592A (zh) 一种模块化多电平换流器的子模块分组均压控制方法
Sadigh et al. Investigation of conduction and switching power losses in modified stacked multicell converters
KR20170004345A (ko) 모듈형 멀티 레벨 컨버터 및 모듈형 멀티 레벨 컨버터의 전압 밸런싱 제어 방법
Dekka et al. Voltage-balancing approach with improved harmonic performance for modular multilevel converters
KR101630510B1 (ko) 모듈형 멀티레벨 컨버터
CN105098817B (zh) 电压互感器的偏差补偿方法
CN105099241A (zh) 控制器、电能变换系统和方法
CN105098813B (zh) 高压直流输电系统
US10270250B2 (en) Insulation design apparatus of high voltage direct current transmission system
KR101578292B1 (ko) 계기용 변압기의 편차 보상 방법
KR101529146B1 (ko) 계기용 변압기의 편차 보상 방법
KR20180097062A (ko) 모듈형 멀티레벨 컨버터
CN108604797B (zh) 多电平功率变流器及用于控制多电平功率变流器的方法
Park et al. A new scheme for nearest level control with average switching frequency reduction for modular multilevel converters
KR20160098896A (ko) Hvdc 시스템에서 전력 값 측정 방법
CN110071653A (zh) 五电平npc变换器低调制度直流侧电容电压自平衡方法
KR20160072499A (ko) 모듈형 멀티 레벨 컨버터의 운전 방법
JP6512710B2 (ja) 電力変換装置
KR20150130864A (ko) 모듈형 멀티레벨 컨버터 및 그의 제어 방법
KR20150124329A (ko) Hvdc 시스템의 컨버터 장치 및 그의 제어 방법
JP6110535B2 (ja) 高電圧直流送電システムのデータ処理装置及び方法