KR20190096622A - 전력 계통 감시 장치 - Google Patents

전력 계통 감시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190096622A
KR20190096622A KR1020180016283A KR20180016283A KR20190096622A KR 20190096622 A KR20190096622 A KR 20190096622A KR 1020180016283 A KR1020180016283 A KR 1020180016283A KR 20180016283 A KR20180016283 A KR 20180016283A KR 20190096622 A KR20190096622 A KR 20190096622A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
failure type
phase
determination unit
type determination
parameters
Prior art date
Application number
KR1020180016283A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102046920B1 (ko
Inventor
윤선영
조욱래
조정수
유기상
김대윤
강병관
Original Assignee
한전케이디엔주식회사
디아이케이(주)
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 한전케이디엔주식회사, 디아이케이(주) filed Critical 한전케이디엔주식회사
Priority to KR1020180016283A priority Critical patent/KR102046920B1/ko
Publication of KR20190096622A publication Critical patent/KR20190096622A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102046920B1 publication Critical patent/KR102046920B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40Testing power supplies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487Neutral point clamped inverters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 분산형 전원의 인버터 또는 PCS(Power Conditioning System)의 출력 전류값을 dq변환하여 d+, q+, d-, q- 4개의 파라미터를 산출하는 변환부; 상기 4개의 파라미터를 기준 파라미터 값과 비교하여 변화 여부를 판단하는 비교부; 싱기 4개의 파라미터의 변화 여부에 따라 고장 유형을 분류하는 고장유형 판단부; 및 분류된 고장 유형에 대응되는 보상 명령을 출력하는 제어부를 포함하는 전력 계통 감시 장치를 제공한다.

Description

전력 계통 감시 장치{APPARATTUS FOR MONITORING OF POWER SYSTEM}
본 발명의 일실시예는 전력 계통 감시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신재생에너지원과 에너지저장을 위해 설치된 인버터, PCS(Power Conditioning System)등에 적용 가능한 전력 계통 감시 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 스위칭 기술을 이용하여 교류를 직류로 변환하는 컨버터 및 직류를 교류로 변환하는 인버터는 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있다. 불시의 전원이상(정전 및 전압/주파수 변동)에 대비하여 항상 안정된 전원을 공급하는 무정전전원장치, 태양전지의 직류 출력을 교류로 변환하여 공급하는 태양광 인버터, 경부하시나 심야시의 전력을 축전지에 저장하였다가 필요할 경우에 공급하는 ESS용 PCS는 모두 이러한 컨버터 및 인버터 기술을 적용한 제품이다.
따라서, 많은 분야에서 사용되는 컨버터 및 인버터의 전력변환 효율은 에너지 관리 차원에서 굉장히 중요한 사항이며 효율 개선을 위한 다양한 방법이 연구 및 개발되고 있다.
기존에 중/저전압 분야에서 교류를 직류로 변환하는 컨버터나 직류를 교류로 변환하는 인버터에는 각 상당 2개의 스위칭 소자를 사용하는 2레벨 방식이 주로 사용되어 왔다.
2레벨 방식에서는 PWM 동작시 직류 전압을 (+), (-)의 2가지로만 제어하므로 스위칭 소자 구성이 간단하고 제어가 용이한 장점이 있다. 그러나 고조파 발생이 많고 스위칭 소자의 전압 스트레스가 크기 때문에 손실이 많은 단점이 있다.
최근에, 효율 개선에 대한 이슈로 멀티레벨 전력변환 기술 적용이 연구되고 있으며 연구 및 실험 결과에 의하면 중/저전압 분야에서는 3레벨 방식이 효율 개선에 효과가 있는 것으로 알려지고 있다.
이미 선진국(미국, 유럽, 일본)에서는 3레벨 방식을 적용한 제품이 일부 상용화되고 있는 상황이다. 3레벨 방식은 각 상당 4개의 스위칭 소자를 사용하여 PWM 동작시 직류 전압을 (+), 0, (-)의 3가지로 제어한다.
따라서, 고조파 발생 및 스위칭 소자의 전압 스트레스가 기존 2레벨 방식에 의하여 절반 이하가 되어 스위칭 소자 및 필터 회로에서의 손실을 상당 부분 줄일 수 있으므로 효율을 개선할 수 있다.
이러한, 3레벨 방식은 스위칭 소자의 구성에 따라 NPC(Neutral Point Clamped) 방식과 TNPC(T-type Neutral Point Clamped) 방식의 2종류로 구분할 수 있다.
현재 일부 상용화된 UPS 및 PCS에 적용된 3레벨 방식은 주로 NPC 방식이지만 최근에 제안된 TNPC 방식이 스위칭 소자의 도통 손실을 보다 줄일 수 있기 때문에 효율 개선에 보다 효과가 있다.
그러나, NPC, TNPC 방식 모두 각 상당 4개의 스위칭 소자를 제어해야 하므로 스위칭 소자 구성이 복잡하고 제어가 어려운 단점이 있다.
한편, 종래에 교류를 직류로 변환하는 삼상 컨버터, 직류를 교류로 변환하는 삼상 인버터에 많이 적용되고 있는 제어 방법은 벡터 제어이다. 벡터 제어에서는 시간에 따라 변하는 ABC 좌표축의 삼상 전압, 전류 값들을 전원주파수의 각속도와 동일한 속도로 회전하는 DQ 좌표축으로 변환한 후 제어를 수행한다.
이러한, 벡터 제어에서는 좌표 변환 과정에서 유효분과 무효분이 구분되므로 유효전력과 무효전력을 각각 독립적으로 제어 가능하며, 전압 및 전류값이 시간에 따라 변하지 않는 직류 성분이 되기 때문에 PI 제어기의 정상 상태 오차가 발생하지 않는 장점이 있다.
그러나, 종래의 벡터 제어 방식으로 현재 범용으로 사용되고 있는 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하여 삼상 3레벨 컨버터나 인버터를 제어하고자 할 경우, 각 상별로 위상 변화에 따른 PWM값 비교 방법 및 제어 스위칭 소자의 선택 문제, 3레벨 방식의 동작 시퀀스를 고련한 각 상당 4개 스위칭 소자의 제어를 위한 PWM 출력 문제 때문에 복잡한 알고리즘이 추가된 별도의 삼상 3레벨용 벡터 제어기 설계 및 복잡한 부가 회로의 추가가 필요하다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 계통 고장 유형을 신속하고 정밀하게 분류할 수 있는 전력 계통 감시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 분산형 전원의 인버터 또는 PCS(Power Conditioning System)의 출력 전류값을 dq변환하여 d+, q+, d-, q- 4개의 파라미터를 산출하는 변환부; 상기 4개의 파라미터를 기준 파라미터 값과 비교하여 변화 여부를 판단하는 비교부; 싱기 4개의 파라미터의 변화 여부에 따라 고장 유형을 분류하는 고장유형 판단부; 및 분류된 고장 유형에 대응되는 보상 명령을 출력하는 제어부를 포함하는 전력 계통 감시 장치를 제공한다.
상기 비교부는 Δq+, d-의 값이 0인지 여부를 판단하고, d+, q- 파라미터의 값이 0인지 여부와 음수인지 양수인지 여부를 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 Δq+, q-의 값이 모두 0이면 정상상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 Δq+는 0이고, q-는 0이 아닌 경우 왜란(distortion)이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 q- 및 d+의 부호가 동일한 경우 C상에서 왜란이 발생한 것으로 판단하며, q- 및 d+의 부호가 상이한 경우 B상에서 왜란이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 Δq+는 0이 아니고, d+ 및 d-는 0인 경우 위상 균형이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 Δq+ 및 d-는 0이 아니고, d+는 0인 경우 전압강하가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 Δq+ 및 d+가 0이 아닌 경우 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 고장유형 판단부는 판단부는 q- 및 d+의 부호가 동일한 경우 C상에서 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단하며, q- 및 d+의 부호가 상이한 경우 B상에서 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 2개의 PI제어기를 포함할 수 있다.
상기 제어부의 제어명령을 3상 신호로 역변환하여 상기 인버터 또는 PCS로 출력하는 dq역변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명인 전력 계통 감시 장치는 계통 고장 유형을 신속하고 정밀하게 분류할 수 있다.
또한, 고장 유형에 따른 보상 제어를 체계적으로 수행할 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환 장치 계통도에 대한 도면이고,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 감시 장치의 구성도이고,
도3 및 도4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 감시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환 장치 계통도에 대한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환 장치 계통도는 분산 전원 장치(10), 전력계통(20) 및 전력 계통 감시장치(100)를 포함하며, 부하(미도시)로 전력을 공급하는 시스템이다.
분산 전원 장치(10)는 일례로 제1전원공급원인 태양광발전장치(11)와 에너지 저장장치(ESS: Battery Energy Storage System)(12)를 포함하고, 3상 인버터(13) 및 PCS(Powe Conditioning System)(14)를 포함한다.
그리고, 전력 계통(20)은 제2 전원공급원(Grid)(21) 및 변압기(22)를 포함한다.
제1 전원공급원은 전력 계통 외에 독자적으로 전력을 생산하는 것으로서, 태양광 발전 장치외에 풍력 발전 장치 등이 제1 전원공급원에 포함될 수 있다.
3상 인버터(13) 및 PCD(14)는 제1 전원공급원으로부터 출력된 전력 신호를 조정하여 부하로 전력을 공급한다.
여기서, 3상 인버터(13) 및 PCS(14)에서 출력된 전력은 고조파 필터(미도시)를 통해 부하로 공급될 수 있다. 고조파 필터는 예를 들면, 필터 저항(Rf) 및 필터 인덕터(Lf)로 구성될 수 있다.
전력 계통 감시 장치(100)는 3상 인버터(13) 또는 PCS(14)를 제어하기 위한 인버터 제어 신호를 생성하며, 인버터 제어 신호를 3상 인버터(13) 또는 PCS(14)로 인가한다. 따라서, 3상 인버터 또는 PCS(14)는 인버터 제어 신호에 기초하여 부하로 전력을 공급한다. 이하 본 발명의 실시예에서는 3상 인버터를 기준으로 설명하기로 하나, PCS(14)에도 동일한 원리에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 인버터 제어 신호는 3상 인버터(13)가 정상분 전류 신호와 역상분 전류 신호를 출력하도록 제어하며, 이에 따라 3상 인버터(13)는 정상분 전류 신호와 역상분 전류 신호를 모두 출력한다.
여기서, "역상분"의 의미는 "정상분"과 대응되는 것으로서 3상 회로에서 원 전압과 위상의 순서가 반대로 되는 성분을 의미한다. 예를 들어 3상 회로에 공급되는 전압의 위상이 시계 방향으로 0도, 120도, 240도를 갖는 경우 역상분 전압 신호 성분은 반시계 방향순으로 0도, 120도 240도의 위상을 갖는 전압 성분을 의미한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 감시 장치(100)의 구성도이다. 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 감시 장치(100)는 변환부(110), 비교부(120), 고장유형 판단부(130), 제어부(140) 및 역변환부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
변환부(110)는 분산형 전원의 인버터의 출력 전류값을 dq변환하여 d+, q+, d-, q- 4개의 파라미터를 산출할 수 있다. 변환부(110)는 예를 들면 하기 수학식 1에 따라 d+ 및 q+를 산출할 수 있다. 수학식 1에서 Vd+는 d+파라미터를 의미하며, Vq+는 q+파라미터를 의미한다. 수학식 1에서 Va, Vb, Vc는 각 상별 전압 크기를 의미하며, w는 각속도를 의미한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
Figure pat00002
수학식 1에 따른 정방향 dq변환의 경우 3상과 같은 방향으로 각속도를 측정하여 직류값을 구할 수 있는 반면, 반대방향으로 각속도를 설정하고 측정을 하면 기본주파수의 2배 크기의 교류값을 dq값으로 얻을 수 있다. 이때 2배 주파수값을 제거하면 사고에 의해 발생한 값들을 dc값으로 얻을 수 있어 역방향 dq변환 정보를 활용할 수 있다. 변환부(110)는 예를 들면 하기 수학식 2에 따라 d- 및 q-를 산출할 수 있다. 수학식 2에서 Vd-는 d-파라미터를 의미하며, Vq-는 q-파라미터를 의미한다. 수학식 2에서 Va, Vb, Vc는 각 상별 전압 크기를 의미하며, w는 각속도를 의미한다.
[수학식 2]
Figure pat00003
Figure pat00004
비교부(120)는 변환부(110)에서 산출한 4개의 파라미터를 기준 파라미터 값과 비교하여 변화 여부를 판단할 수 있다. 기준 파라미터는 정상상태에서의 d+, q+, d-, q-값을 의미하여, 예를 들면 아래 수학식 3과 같이 설정될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00005
비교부(120)는 4개의 파라미터 중 q+와 d-의 값이 변화하였는지 여부를 판단하고, d+, q-의 값이 변화하였는지 여부와 부호가 음수 또는 양수인지를 판단한다. 즉, 비교부(120)는 Δq+, d-의 값이 0인지 여부를 판단하고, d+, q- 파라미터의 값이 0인지 여부와 음수인지 양수인지 여부를 판단하게 된다.
고장유형 판단부(130)는 4개의 파라미터의 변화 여부에 따라 고장 유형을 분류할 수 있다. 도3 및 도4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 감시 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 아래 표1은 일실시예에 따라 4개의 파라미터(d+, q+, d-, q-)의 변화와 부호에 따른 고장유형을 분류한 것이다.
Δq + q- d+ d-
정상 0 0
B선행 0 + -
C선행 0 - -
B후행 0 - +
C후행 0 + +
위상균형(Splay) ≠0 - 0 0
위상균형(Narrow) ≠0 + 0 0
전압강하 ≠0 0 ≠0
전압강하 C선행 ≠0 - -
전압강하 B선행 ≠0 + -
전압강하 B후행 ≠0 - +
전압강하 C후행 ≠0 + +
도1 및 도3 내지 도4 및 <표1>을 참조하면, 고장유형 판단부(130)는 Δq+, q-의 값이 모두 0이면 정상상태인 것으로 판단할 수 있다. 고장유형 판단부(130) 는 Δq+, q-의 값이 모두 0인 경우에는 d+, d-의 변화 여부를 판단하지 않고 계통이 정상인 것으로 판단할 수 있다.
고장유형 판단부(130)는 Δq+는 0이고, q-는 0이 아닌 경우 왜란(distortion)이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 고장유형 판단부(130)는 q- 및 d+의 부호가 동일한 경우 C상에서 왜란이 발생한 것으로 판단하며, q- 및 d+의 부호가 상이한 경우 B상에서 왜란이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
좀 더 구체적으로 고장유형 판단부(130)는, q-가 양수이고, d+가 음수인 경우 B상이 선행(leading)하는 것으로 판단하고, q-가 음수이고, d+가 양수인 경우 B상이 후행(lagging)하는 것으로 판단할 수 있다. 또는 고장유형 판단부(130)는 q-와 d+가 모두 양수인 경우 C상이 후행하는 것으로 판단할 수 있고, q-와 d+가 모두 음수인 경우 C상이 후행하는 것으로 판단할 수 있다.
고장유형 판단부(130)는 Δq+는 0이 아니고, d+ 및 d-는 0인 경우 위상 균형이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 고장유형 판단부(130)는 Δq+는 0이 아니고, d+ 및 d-는 0인 경우에 있어서, q-가 음수인 경우에는 B상과 C상의 위상차이가 120도를 초과하는 위상균형(splay)이 발생한 것으로 판단하고, q-가 양수인 경우에는 B상과 C상의 위상차이가 120도 미만인 위상균형(narrow)이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
고장유형 판단부(130)는 Δq+ 및 d-는 0이 아니고, d+는 0인 경우 A상, B상 및 C상 중 어느 하나의 상에서 전압강하가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
고장유형 판단부(130)는 Δq+ 및 d+가 0이 아닌 경우 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 고장유형 판단부(130)는 q- 및 d+의 부호가 동일한 경우 C상에서 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단하며, q- 및 d+의 부호가 상이한 경우 B상에서 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 고장유형 판단부(130)는 Δq+ 및 d+가 0이 아닌 경우에 있어서, q- 및 d+가 모두 음수인 경우 전압강하 및 C상 선행이 발생한 것으로 판단하고, q- 및 d+가 모두 양수인 경우 전압강하 및 C상 후행이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 고장유형 판단부(130)는 Δq+ 및 d+가 0이 아닌 경우에 있어서, q-는 양수이고, d+는 음수인 경우 전압강하 및 B상 선행이 발생한 것으로 판단하고, q-는 음수이고, d+는 양수인 경우 전압강하 및 B상 후행이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다시 도2를 참조하면, 제어부(140)는 분류된 고장 유형에 대응되는 보상 명령을 출력할 수 있다. 제어부(140)는 예를 들면, 2개의 PI제어기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 2개의 PI제어기는 각각 정방향 dq에 대한 보상 명령과 역방향 dq에 대한 보상 명령을 출력하도록 설계될 수 있다.
역변환부(150)는 제어부의 제어명령을 3상 신호로 역변환하여 인버터 로 출력할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전력계통 감시 장치
110: 변환부
120: 비교부
130: 고장유형 판단부
140: 제어부
150: 역변환부

Claims (11)

  1. 분산형 전원의 인버터 또는 PCS(Power Conditioning System)의 출력 전류값을 dq변환하여 d+, q+, d-, q- 4개의 파라미터를 산출하는 변환부;
    상기 4개의 파라미터를 기준 파라미터 값과 비교하여 변화 여부를 판단하는 비교부;
    싱기 4개의 파라미터의 변화 여부에 따라 고장 유형을 분류하는 고장유형 판단부; 및
    분류된 고장 유형에 대응되는 보상 명령을 출력하는 제어부를 포함하는 전력 계통 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교부는 Δq+, d-의 값이 0인지 여부를 판단하고, d+, q- 파라미터의 값이 0인지 여부와 음수인지 양수인지 여부를 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 Δq+, q-의 값이 모두 0이면 정상상태인 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 Δq+는 0이고, q-는 0이 아닌 경우 왜란(distortion)이 발생한 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 q- 및 d+의 부호가 동일한 경우 C상에서 왜란이 발생한 것으로 판단하며, q- 및 d+의 부호가 상이한 경우 B상에서 왜란이 발생한 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 Δq+는 0이 아니고, d+ 및 d-는 0인 경우 위상 균형이 발생한 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 Δq+ 및 d-는 0이 아니고, d+는 0인 경우 전압강하가 발생한 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 Δq+ 및 d+가 0이 아닌 경우 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고장유형 판단부는 판단부는 q- 및 d+의 부호가 동일한 경우 C상에서 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단하며, q- 및 d+의 부호가 상이한 경우 B상에서 전압강하 및 왜란이 발생한 것으로 판단하는 전력 계통 감시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 2개의 PI제어기를 포함하는 전력 계통 감시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어명령을 3상 신호로 역변환하여 상기 인버터 또는 PCS로 출력하는 dq역변환부를 더 포함하는 전력 계통 감시 장치.
KR1020180016283A 2018-02-09 2018-02-09 전력 계통 감시 장치 KR102046920B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180016283A KR102046920B1 (ko) 2018-02-09 2018-02-09 전력 계통 감시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180016283A KR102046920B1 (ko) 2018-02-09 2018-02-09 전력 계통 감시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190096622A true KR20190096622A (ko) 2019-08-20
KR102046920B1 KR102046920B1 (ko) 2019-11-20

Family

ID=67807349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180016283A KR102046920B1 (ko) 2018-02-09 2018-02-09 전력 계통 감시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102046920B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220144527A (ko) * 2021-04-20 2022-10-27 현대엘리베이터주식회사 엘리베이터용 전력변환장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312930A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Meidensha Corp 電力系統の故障検出保護方式
JP2005094873A (ja) * 2003-09-16 2005-04-07 Nissan Motor Co Ltd 3相交流電動機の制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312930A (ja) * 1996-05-21 1997-12-02 Meidensha Corp 電力系統の故障検出保護方式
JP2005094873A (ja) * 2003-09-16 2005-04-07 Nissan Motor Co Ltd 3相交流電動機の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220144527A (ko) * 2021-04-20 2022-10-27 현대엘리베이터주식회사 엘리베이터용 전력변환장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102046920B1 (ko) 2019-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. A fast and fixed switching frequency model predictive control with delay compensation for three-phase inverters
Yang et al. A constant switching frequency model predictive control without weighting factors for T-type single-phase three-level inverters
US10263535B2 (en) Method and device for voltage balancing of DC bus capacitors of neutral-point clamped four-level inverter
EP3501091B1 (en) Modulation of ac/ac mmc
CN107017793B (zh) 一种三相三电平逆变电路的空间矢量调制方法和系统
Shahin et al. Zero-sequence current based diagnostic method for open-switch fault detection in parallel inverters system
Yu et al. Power-matching based SOC balancing method for cascaded H-bridge multilevel inverter
Rech Modified five-level ANPC inverter with output voltage boosting capability
Yang et al. A novel continuous control set model predictive control for LC-filtered three-phase four-wire three-level voltage-source inverter
CN113746108B (zh) 一种t型三电平sapf开路故障序列模型预测容错控制方法
KR102046920B1 (ko) 전력 계통 감시 장치
Bagawade et al. A new discrete four-quadrant control technique for grid-connected full-bridge AC–DC converters
Lin et al. A two-staged optimization approach to modulated model-free predictive current control for RL-connected three-phase two-level four-leg inverters
KR102031077B1 (ko) 불평형 제어를 통한 전력 계통 보상 장치
Hussain et al. Current controlled operation of cascaded H-bridge converter for fast SoC balancing in grid energy storage
WO2016155035A1 (zh) 一种三电平逆变器中点电位平衡控制方法
Wang et al. An Improved Model Predictive Voltage Control With Reduced Computational Burden for T-Type Three-Phase Three-Level Inverters
Luo et al. Multi-vector based model predictive control for nested neutral point piloted converters with constant switching frequency
Tang et al. DC-bus voltage regulation strategy for three-phase back-to-back active power conditioners
Kumari et al. Design Analysis and Development of Inverter Topologies for Industries
Chen et al. A SVPWM based on fluctuate capacitor voltage in 3L-NPC back-to-back converter applied to wind energy
Sha et al. A multiport electric energy routing scheme applied to battery energy storage system
He et al. Control strategy of high-performance active rectifier using modular multilevel converter without DC-link voltage sensors
JP7305594B2 (ja) 電力変換装置
CN113725894B (zh) 多模态无缝切换光伏逆变器控制器和光伏逆变器系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant