KR20220104202A - 그리드 아일랜딩 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20220104202A
KR20220104202A KR1020227020675A KR20227020675A KR20220104202A KR 20220104202 A KR20220104202 A KR 20220104202A KR 1020227020675 A KR1020227020675 A KR 1020227020675A KR 20227020675 A KR20227020675 A KR 20227020675A KR 20220104202 A KR20220104202 A KR 20220104202A
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스리다르 풀리칸티
사이먼 월튼
로버트 터너
니콜라스 제임스 엘리엇
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에이비비 슈바이쯔 아게
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 그리드 지원 전압원 변환기 시스템에서 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법은 그리드 지원 전압원 변환기의 출력에서 출력 전압을 변조하는 단계; 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 입력에서 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계; 및 적어도 하나의 그리드 파라미터에 기반하여 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 그리드 아일랜딩을 검출하는 단계를 포함한다.

Description

그리드 아일랜딩 검출 방법 및 장치
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 전력 변환기 시스템의 분야에 관한 것으로, 특히 전력 변환기 시스템, 특히 그리드 지원 전압원 변환기 시스템에서 그리드 아일랜딩(grid islanding)을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
그리드 연결 전력 변환기들은 주로 그리드 추종, 그리드 지원 및 그리드 형성 변환기들로 분류될 수 있다.
그리드-추종 변환기들은 전력을 전달하도록 설계될 수 있는 고임피던스와 병렬로 그리드에 연결된 교류(AC) 전류원으로 나타낼 수 있다. 이러한 유형의 변환기들은 그리드-연결 모드에서 다른 그리드-추종 전력 변환기들과 병렬로 동작하는 데 적합하다. 태양광(PV) 또는 풍력 시스템과 같은 대부분의 분산 그리드(DG) 시스템은 그리드-추종 변환기들로 동작한다. 이러한 변환기 시스템들에서, 중요한 요건들 중 하나는 전기 그리드의 일부에 전력을 공급하는 의도하지 않은 아일랜드(특히 고임피던스 아일랜드, 그리드 개방-회로)의 검출이다. 상이한 수동 및 능동 아일랜드 검출 메커니즘들이 이용가능하다. 능동 아일랜드 검출 메커니즘들은 수동 아일랜드 검출 메커니즘들의 단점들을 극복하기 위해 개발되었다. IEEE 표준들의 요건들에 기반하여, 특정 품질 계수(Q)를 갖는 병렬 RLC(Resistive-Inductive-Capacitive) 부하가 사용될 때(유틸리티 연결 PV 시스템들의 경우 IEEE 표준 929-2000 요건들이 고려됨) 성능을 설정하기 위해 능동 아일랜딩 검출 방법이 테스트된다.
그리드-형성 변환기들은 주어진 전압 크기와 주파수로 출력을 제어하는 저출력 임피던스를 갖는 AC 전압원으로 나타낼 수 있다. 그리드-연결 모드의 그리드-연결 시스템(예를 들어, PV 또는 풍력 시스템)의 대부분은 그리드 추종 변환기 시스템으로 동작하고 독립 모드에서는 그리드 형성 변환기 시스템으로 동작한다.
그리드 지원 변환기 시스템은 직렬 저임피던스를 갖는 전압원 또는 그리드에 연결된 병렬 고임피던스를 갖는 전류원으로 제어된다. 그리드 지원 변환기 시스템의 목표는 그리드에 전달되는 전력을 조절하여 AC 전압 크기와 주파수를 유지하는 것이다. 전압원으로 제어되는 그리드 지원 변환기 시스템에 의해 전달되는 전력은 AC 그리드 전압, 에뮬레이트된 전압원의 전압 및 이들 사이의 임피던스의 함수이다.
그리드 지원 전압원 변환기 시스템의 주요 요건들 중 하나는 입력 스위치를 분리하기 전에 그리드 지원 전압원 변환기 시스템과의 큰 그리드 위상각 불일치로 인한 부하 전압 중단을 피하기 위해 상류의 의도하지 않은 아일랜딩(특히 고임피던스 아일랜딩, 그리드 개방-회로 시나리오)를 검출하는 것이다. 이 시나리오를 극복하기 위해, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템에 대한 능동 아일랜딩 검출이 요구된다.
일반적으로, 본 개시내용의 예시적인 실시예들은 그리드 지원 전압원 변환기 시스템에서 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법 및 장치를 제공한다.
제1 양태에서, 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법이 제공된다. 이 방법은 그리드 지원 전압원 변환기의 출력에서 출력 전압을 변조하는 단계; 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 입력에서 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계; 및 적어도 하나의 그리드 파라미터에 기반하여 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 그리드 아일랜딩을 검출하는 단계를 포함한다.
제2 양태에서, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템이 있다. 그리드 지원 전압원 변환기 시스템은 그리드 지원 전압원 변환기; 및 그리드 지원 전압원 변환기에 결합되고 제1 양태의 방법을 구현하도록 구성된 제어기를 포함한다.
요약 섹션이 본 개시내용의 실시예들의 핵심 또는 필수 특징들을 식별하거나, 본 개시내용의 범위를 제한하기 위해 사용되는 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시내용의 다른 특징들은 다음 설명을 통해 쉽게 이해할 수 있게 될 것이다.
첨부된 도면들에서 본 개시내용의 일부 실시예들의 보다 상세한 설명을 통해, 본 개시내용의 상기 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들이 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 그리드 지원 전압원 변환기 시스템에서 그리드 아일랜딩 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 그리드-연결 모드에서 동작하는 그리드 지원 전압원 변환기 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 4는 아일랜드 모드에서 동작하는 도 3의 그리드 지원 전압원 변환기 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 그리드 지원 전압원 변환기 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 추가 실시예에 따른 그리드 지원 전압원 변환기 시스템을 예시하는 개략도이다.
도면들 전체에 걸쳐, 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.
본 개시내용의 원리는 이제 일부 예시적인 실시예들을 참조하여 설명된 것이다. 이들 실시예들이 예시의 목적으로만 설명되고 본 개시내용의 범위에 대한 임의의 제한들을 제안하지 않고 통상의 기술자들이 본 개시내용을 이해 및 구현하는 것을 돕는 것이 이해되어야 한다. 본원에 설명된 개시내용은 하기 설명된 것들 이외의 다양한 방식들로 구현될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "포함하다"라는 용어 및 이의 변형들은 "포함하다"이지만, "이로 제한되지 않는" 개방형 단어들로 판독되어야 한다. "기반으로 하는"이라는 용어는 "적어도 부분적으로 기반으로 하는"으로 판독되어야 한다. "일 실시예" 및 실시예"라는 용어는 "적어도 하나의 실시예"로 판독되어야 한다. "다른 실시예"라는 용어는 "적어도 하나의 다른 실시예"로 판독되어야 한다. 명시적 및 암시적 다른 정의들이 아래에 포함될 수 있다.
그리드-연결 모드의 임피던스 절연 단일 변환(ZISC) 기반 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템은 그리드-연결 모드와 독립형 모드 둘 모두에서 전압원으로 동작하는 그리드-지원 변환기 시스템과 유사하다. 그리드-연결 모드에서 ZISC 기반 UPS 시스템의 주요 요건들 중 하나는 입력 스위치를 분리하기 전 UPS와의 큰 위상각 불일치로 인한 부하 전압 전압을 피하기 위해 상류의 의도하지 않은 아일랜딩(특히 고임피던스 아일랜딩, 그리드 개방-회로 시나리오)을 검출하는 것이다. 이 시나리오를 극복하기 위해, 그리드-지원 전압원 변환기, 특히 ZISC 기반 UPS에 대한 능동 아일랜딩 검출이 요구된다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전력 시스템(10)을 예시하는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 그리드(12)는 그리드 지원 전압원 변환기 시스템(14)에 전기적으로 결합되고, 이는 차례로 부하(16)에 전기적으로 결합된다. 그리드 지원 전압원 변환기 시스템(14)은 그리드(12)를 출력 전압으로 변환하여 부하(16)에 전력을 공급하도록 구성된다.
상류의 의도하지 않은 아일랜드가 발생할 때, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템(14)은 유지보수 또는 서비스 요원을 위한 안전 문제가 되는 상류 네트워크에 에너지를 공급한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 그리드-지원 전압원 변환기 시스템(14)에 대해 능동 아일랜드 검출 방법이 제안된다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 그리드 지원 전압원 변환기 시스템(14)에서 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법(20)을 예시하는 흐름도이다. 방법(20)은 그리드 지원 전압원 변환기 시스템(14)의 시스템 제어기에서 구현될 수 있다. 대안적으로, 방법(20)은 그리드 지원 전압원 변환기 시스템(14)에 대한 다른 제어기에서 구현될 수 있다.
블록(22)에서, 출력 전압은 그리드 지원 전압원 변환기(14)의 출력에서 변조된다. 예를 들어, 시스템 제어기의 기준 전압에 기반하여 출력 전압이 제어될 수 있다. 이 경우, 출력 전압은 기준 전압을 변조함으로써 변조될 수 있고, 예를 들어, 기준 전압에 변조(예를 들어, 진폭 변조) 항을 연속적으로 또는 일정 기간 동안 부과하여 변조될 수 있다. 즉, 일정 기간 동안 기준 전압에 진폭 변조 항을 연속적으로 부과하여 출력 전압이 변조될 수 있다.
일부 실시예들에서, 그리드 지원 전압원 변환기(14)는 입력과 출력 사이에 병렬로 결합된 복수의 그리드 지원 전압원 변환기 유닛들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압을 변조하는 것은 그리드 지원 전압원 변환기의 출력에서 복수의 그리드 지원 전압원 변환기 유닛들의 출력 전압을 동기적으로 변조하는 것을 포함한다.
일부 실시예들에서, 그리드 지원 전압원 변환기는 요구되는 시간에 그리드 아일랜딩 이벤트를 검출하기 위해 경부하 조건에서 동작되도록 구성된다.
블록(24)에서, 적어도 하나의 그리드 파라미터는 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 입력에서 결정된다.
일부 실시예들에서, 블록(24)은 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 입력에서 입력 전압 및 입력 전류를 측정하는 단계; 및 입력 전압 및 입력 전류에 기반하여 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 적어도 하나의 그리드 파라미터는 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 입력에서의 입력 임피던스를 포함한다. 입력 임피던스는 입력 전압 및 입력 전류에 기반하여 결정될 수 있다.
블록(26)에서, 적어도 하나의 그리드 파라미터에 기반하여 그리드 지원 전압원 변환기에서 그리드 아일랜딩이 검출된다. 예를 들어, 입력 임피던스가 미리결정된 값을 초과하면, 그리드 지원 전압원 변환기에서 그리드 아일랜딩이 검출된다.
본 개시내용은 이제 ZISC 기반 UPS 시스템을 참조하여 설명될 것이다. ZISC-기반 UPS 시스템은 각각 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 주로 그리드-연결 모드 또는 아일랜드 모드로 동작한다.
도 3은 그리드-연결 모드 동안의 ZISC 기반 UPS 시스템을 예시하는 개략도이고 도 4는 아일랜드 모드 동안 도 3의 그리드 지원 전압원 변환기 시스템을 예시하는 개략도이다. ZISC 기반 UPS 시스템은 선택적 델타-와이 변압기(122)를 통해 그리드(102)에 전기적으로 결합된다. ZISC 기반 UPS 시스템은 그리드(102) 또는 델타-와이 변압기(122)에 결합된 입력 및 부하(124)에 결합된 출력을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, ZISC 기반 UPS 시스템은 ZISC 기반 UPS 시스템에 대한 입력에 전기적으로 결합된 입력 스위치(104), ZISC 기반 UPS 시스템의 출력에 전기적으로 결합된 출력 스위치(106), 및 ZISC 기반 UPS 시스템의 입력과 출력 사이에 결합된 바이패스 스위치(108)를 포함한다.
직렬 리액터(120)는 입력 스위치(104)와 출력 스위치(106) 사이에 전기적으로 결합된다. 전력 변환 시스템(126)은 직렬 리액터(120)와 출력 스위치(106) 사이의 노드에 전기적으로 결합된다. ZISC 기반 UPS 시스템은 전력 변환 시스템(126)에 전기적으로 결합된 에너지 저장장치(128)를 포함한다. 선택적인 델타-와이 변압기(140)는 전력 변환 시스템(126)과, 리액터(120)와 출력 스위치(106) 사이의 노드 사이에 결합된다.
ZISC 기반 UPS 시스템은 입력 스위치(104), 출력 스위치(106) 및 바이패스 스위치(108)에 결합된 시스템 제어기(160)를 포함한다. 시스템 제어기(160)는 스위치들(104, 106, 및 108)을 동작시킴으로써 UPS와 그리드 사이의 전력 교환을 조절하도록 구성된다.
그리드-연결 모드에서, UPS 시스템은 UPS와 그리드 간의 전력 교환을 조절하여 출력 전압 크기와 주파수를 제어한다. 정상 상태 출력 전압은 연결된 부하에 대한 고충실도 전압원을 달성하도록 제어된다. 상류의 의도하지 않은 아일랜드가 발생하면, 그리드-연결 모드의 UPS 시스템은 상류 네트워크에 에너지를 공급하고 이는 유지보수 또는 서비스 담당자에게 안전 문제가 된다. 이 시나리오에서, UPS 출력 전압은 짧은 시간 프레임 내에 주파수 드리프트를 야기할 것이고 입력 스위치(104)를 개방하기 전에 그리드를 재폐쇄하는 것은 큰 그리드 위상각 불일치로 인해 출력 전압(Vout)을 왜곡할 것이다.
UPS가 그리드-연결 모드에 있는 동안 의도하지 않은 그리드 아일랜딩의 발생은 유지보수 또는 서비스 직원의 안전, 고객 부하 보호 및 제품 자체 보호에 대한 우려를 상승시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, ZISC-기반 UPS 시스템에 적용될 수 있는 그리드-지원 전압원 변환기 시스템에 능동 아일랜드 검출 방법이 제안된다. 능동 아일랜드 검출 방법은 생성될 UPS 출력 전압에 대한 수정된 기준으로 사용되는 UPS 전압 기준에 대한 변조 항(예를 들어, 진폭 변조)의 연속적인 부과에 의존한다.
일부 실시예들에서, 주요 UPS 요건들 중 하나는 여기 신호 주파수들 및 그 크기들의 선택의 중요성을 강조하는 부하에 대한 고충실도 출력 전압이다.
여기 신호의 선택은 애플리케이션 사용 사례에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 그리드 임피던스 또는 개방 회로 그리드 임피던스가 순수하게 RL이고 그리드 전압이 순수하게 정현파인 경우, 변조 또는 비선형 UPS 부하로 인해 자연적으로 발생하는 고조파를 포함한 고주파 여기가 사용될 수 있다. 불행하게도, 많은 산업 플랜트들의 부하들은 복잡하고 비선형적이며 위의 기준을 충족하지 않는다.
그리드가 상당한 커패시턴스를 갖는 경우(예를 들어, 역률 커패시터들), 고주파 여기는 효과가 없다. 그리드 전압이 상당한 "정상" 고조파 왜곡을 갖는 경우, 홀수 고조파 여기는 효과가 없다. 짝수 고조파가 사용될 수 있지만 비대칭 요인으로 인해 일부 부하들에 미치는 영향으로 인해 허용가능 레벨들에 엄격한 제한이 있다. 예를 들어, 간단한 정류기(rectifier)들은 DC를 생성할 수 있고, 절반 위상에 과부하가 걸릴 수 있다. 저주파 변조(기본 측파대들)는 1% 레벨에서도 매우 효과적일 수 있다. 여기서 위험은 플리커 미터 레벨들이 매우 낮은 값들(9Hz에서 0.4%만큼 낮음)에서 5 내지 15Hz의 주파수에 민감하다는 것이다.
일부 실시예들에서, 여기 신호의 주파수 스펙트럼은 단일 주파수, 동일한 크기의 다중 주파수들, 상이한 크기들의 다중 주파수들, 및 주파수들의 랜덤 확산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기 신호로 인한 UPS 출력 전압의 변동은 그리드 전압을 변경하고 이는 그리드 소스 임피던스에 따라 그리드 전류를 추가로 변경한다. UPS 입력 전압(Vin) 및 입력 전류(Iin)는 적어도 하나의 그리드 파라미터, 예를 들어 임피던스, 전압 크기 및/또는 위상각을 추정하기 위해 측정될 수 있다. 노이즈가 너무 많으면 파라미터 추정이 손상된다. 이것은 그리드 전압의 고조파 신호들을 포함하고 - 어떤 것은 매우 가능성이 있다. 노이즈로 인한 파라미터들 추정 손상을 피하기 위해, 측정된 신호들은 원하는 여기 신호 주변에 작은 그룹의 신호들만을 허용하는 협대역 필터들을 통과한다. 추정된 그리드 파라미터들이 주어진 임계 제한들을 벗어나면, UPS는 그리드 아일랜딩을 검출한다.
능동 아일랜드 검출 방법은 상류 고임피던스 아일랜딩, 중간 임피던스 아일랜딩 및 저임피던스 아일랜딩의 검출을 구별할 수 있다. 모든 추정 기법들(특히 최소 제곱 추정 및 재귀 최소 제곱 추정)은 의도하지 않은 아일랜드 상태들을 검출하는 데 사용되는 그리드 파라미터들(특히 임피던스, 전압 크기 및 위상각)를 추정하는 데 사용되어야 한다. 추정 기법들은 3상 수량들 또는 고정 참조 프레임 시스템 또는 회전 참조 프레임 시스템에서 측정된 그리드 전압들 및 그리드 전류들로 구현된다. 능동 아일랜드 검출 방법은 전압원으로 제어되는 단상 또는 다상 그리드 지원 변환기 시스템들에 대한 그리드-아일랜드를 검출하는 데 사용되어야 한다.
그리드 아일랜딩이 검출되면, 시스템 제어기(160)는 입력 스위치(104)를 개방하도록 명령한다. 입력 스위치(104)가 개방될 때, UPS는 주어진 전압 크기 및 주파수 기준들로 출력 전압(Vout)을 제어함으로써 그리드 형성 변환기 시스템으로서 동작한다.
능동 그리드 검출 방법은 상류 전력 품질 이벤트 검출 조정 메커니즘을 구현하여 더욱 최적화될 수 있는 UPS 출력 전압 품질에 영향을 준다. 이 메커니즘은 제안된 방법이 다른 전력 품질 검출 방법과 조정하게 할 수 있다(예를 들어, 이 방법은 시스템이 경부하에서 동작할 때 활성화되어야 함).
다른 UPS 시스템이 전원의 겉보기 임피던스를 낮추기 때문에, 일부 실시예들에서, 병렬 연결된 다중 UPS 시스템들에서 좋지 못한 파라미터 추정이 있을 수 있다. 이를 피하기 위해, 병렬 연결된 다중 UPS 시스템들은 동기화된 여기 신호들을 가져야 한다. 예를 들어, N개의 병렬 UPS 시스템 여기 신호들이 동기화되고 그리드 아일랜드가 발생하면, 다른 병렬 UPS 시스템들의 지원으로 인해 단일 UPS 시스템의 관점에서 그리드 임피던스 추정이 N배 크다. 여기 신호가 동기화되지 않은 경우, 그리드 임피던스 추정은 직렬 리액터 임피던스의 1/N이다. 그리드-연결 모드에서 병렬 연결된 다중 유닛 시스템들은 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.
도 5는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 ZISC 기반 UPS 시스템을 예시하는 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템은 다수의 유닛들을 포함하고, 각각의 유닛은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 변환기에 의해 구현될 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 추가 실시예에 따른 ZISC 기반 UPS 시스템을 예시하는 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템은: 그리드 지원 전압원 변환기의 입력에 결합된 입력 스위치(104); 그리드 지원 전압원 변환기 시스템의 출력에 연결된 출력 스위치(106); 그리드 지원 전압원 변환기 시스템의 출력에 결합된 링-버스 리액터(164); 링-버스 리액터 양단에 결합된 바이패스 스위치(162); 입력 스위치(104)와 출력 스위치(106) 사이에 결합된 직렬 리액터(120); 직렬 리액터(120)에 결합된 전력 변환 시스템(126); 및 전력 변환 시스템(126)에 결합된 에너지 저장장치(128)를 포함한다.
도 6이 ZISC 기반 UPS 시스템의 복수의 유닛들 중 하나를 도시하는 것이 주목된다. 각 유닛은 입력과 버스 링(166)을 가로질러 결합되어 병렬 연결된 다중 유닛 시스템을 형성한다.
일반적으로, 본 개시내용의 다양한 실시예들은 하드웨어 또는 특수 목적 회로들, 소프트웨어, 로직 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 일부 양태들은 하드웨어로 구현될 수 있는 반면, 다른 양태들은 제어기, 마이크로프로세서 또는 다른 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행될 수 있는 펌웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들의 다양한 양태들이 블록도들, 흐름도들, 또는 일부 다른 그림 표현을 사용하여 예시되고 설명되지만, 본원에 설명된 블록들, 장치, 시스템들, 기법들 또는 방법들이 비제한적인 예들로서, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적 회로 또는 로직, 범용 하드웨어 또는 제어기 또는 다른 컴퓨팅 디바이스들, 또는 이들의 일부 조합으로 구현될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
예로서, 본 개시내용의 실시예들은 프로그램 모듈들에 포함되고, 타겟 실제 또는 가상 프로세서 상의 디바이스에서 실행되는 것들과 같은 기계-실행가능 명령들의 일반적인 맥락에서 설명될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정 작업들을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 라이브러리들, 객체들, 클래스들, 구성요소들, 데이터 구조들 등을 포함한다. 프로그램 모듈들의 기능은 다양한 실시예들에서 요구되는 바와 같이 프로그램 모듈들 사이에서 결합되거나 분할될 수 있다. 프로그램 모듈들에 대한 기계-실행가능 명령들은 로컬 또는 분산 디바이스 내에서 실행될 수 있다. 분산 디바이스에서, 프로그램 모듈들은 로컬 및 원격 저장 매체 둘 모두에 위치될 수 있다.
본 개시내용의 방법들을 수행하기 위한 프로그램 코드는 하나 이상의 프로그래밍 언어들의 임의의 조합으로 작성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드들은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터 또는 기타 프로그램가능 데이터 처리 장치의 프로세서 또는 제어기에 제공될 수 있으므로, 프로그램 코드들은, 프로세서 또는 제어기에 의해 실행될 때, 흐름도들 및/또는 블록도들에 지정된 기능들/동작들이 구현되게 한다. 프로그램 코드는 전체적으로 기계에서, 부분적으로 기계에서, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 부분적으로 기계에서 및 부분적으로 원격 기계에서 또는 전체적으로 원격 기계 또는 서버에서 실행될 수 있다.
본 개시내용의 맥락에서, 기계 판독가능 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 유형의 매체일 수 있다. 기계 판독가능 매체는 기계 판독가능 신호 매체 또는 기계 판독가능 저장 매체일 수 있다. 기계 판독가능 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 또는 이들의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 기계 판독가능 저장 매체의 더 구체적인 예들은 하나 이상의 와이어들, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), 소거가능 프로그램가능 판독전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유, 휴대용 콤팩트 디스크 판독전용 메모리(CD-ROM), 광학 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 또는 이들의 적합한 조합을 갖는 전기 연결을 포함할 것이다.
또한, 동작들이 특정 순서로 묘사되어 있지만, 이는 바람직한 결과들을 달성하기 위해 그러한 동작들이 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서로 수행되거나, 예시된 모든 동작들이 수행될 것을 요구하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 소정 상황들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 유사하게, 몇몇 특정 구현 세부사항들이 상기 논의들에 포함되어 있지만, 이들은 본 개시내용의 범위에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 되며, 오히려 특정 실시예들에 특정할 수 있는 특징들의 설명들로서 해석되어야 한다. 별도의 실시예들 맥락에서 설명된 소정 특징들은 또한 단일 실시예에서 조합하여 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 또한 개별적으로 또는 임의의 적합한 서브조합으로 다중 실시예들에서 구현될 수 있다.
본 개시내용이 구조적 특징들 및/또는 방법론적 행위들에 특정한 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구범위들에 정의된 본 개시내용이 반드시 위에서 설명된 특정한 특징들 또는 행위들에 제한되는 것이 아님이 이해되어야 한다. 오히려, 위에서 설명된 특정 특징들 및 행위들은 청구범위들을 구현하는 예시적인 형태로 개시된다.

Claims (15)

  1. 그리드 지원 전압원 변환기에서 그리드 아일랜딩(grid islanding)을 검출하는 방법에 있어서,
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 출력에서의 출력 전압을 변조하는 단계;
    상기 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 입력에서 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 그리드 파라미터에 기반하여 상기 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 상기 그리드 아일랜딩을 검출하는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력 전압을 변조하는 단계는:
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 제어기에 사용하기 위한 기준 전압을 변조하는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기준 전압을 변조하는 단계는:
    상기 기준 전압에 진폭 변조 항을 연속적으로 또는 일정 기간 동안 부과하는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계는:
    상기 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 상기 입력에서 입력 전압 및 입력 전류를 측정하는 단계; 및
    상기 입력 전압 및 상기 입력 전류에 기반하여 상기 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 입력 전압 및 상기 입력 전류에 기반하여 상기 적어도 하나의 그리드 파라미터를 결정하는 단계는:
    상기 입력 전압 및 상기 입력 전류에 기반하여 상기 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 상기 입력에서 입력 임피던스를 결정하는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 그리드 지원 전압원 변환기는 병렬로 결합된 복수의 그리드 지원 전압원 변환기 유닛들을 포함하고, 상기 출력 전압을 변조하는 단계는 상기 그리드 지원 전압원 변환기의 상기 출력에서 상기 복수의 그리드 지원 전압원 변환기 유닛들의 출력 전압을 동기적으로 변조하는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 전압을 변조하는 단계는:
    상기 그리드 지원 전압원 변환기를 경부하 조건에서 동작시키는 단계를 포함하는, 그리드 아일랜딩을 검출하는 방법.
  8. 그리드 지원 전압원 변환기 시스템에 있어서,
    그리드 지원 전압원 변환기; 및
    상기 그리드 지원 전압원 변환기에 결합되고 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하도록 구성된 제어기를 포함하는, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 그리드 지원 전압원 변환기는:
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 상기 입력에 결합된 입력 스위치;
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 상기 출력에 결합된 출력 스위치;
    상기 입력 스위치와 상기 출력 스위치 사이에 결합된 직렬 리액터;
    상기 직렬 리액터와 상기 출력 스위치 사이의 노드에 결합된 전력 변환 시스템; 및
    상기 전력 변환 시스템에 결합된 에너지 저장장치를 포함하는, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 그리드 지원 전압원 변환기는:
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 상기 입력과 출력 사이에 결합된 바이패스 스위치; 또는
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 출력과 링 버스(ring bus) 사이에 결합된 링-버스 리액터, 및 상기 링-버스 리액터 양단에 결합된 바이패스 스위치 중 적어도 하나를 더 포함하는, 그리드 지원 전압원 변환기 시스템.
  11. 그리드 지원 전압원 변환기에 있어서,
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 입력에 결합된 입력 스위치;
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 출력에 결합된 출력 스위치;
    상기 입력 스위치와 상기 출력 스위치 사이에 결합된 직렬 리액터;
    상기 직렬 리액터와 상기 출력 스위치에 결합된 전력 변환 시스템; 및
    상기 전력 변환 시스템에 결합된 에너지 저장장치; 및
    상기 입력 스위치, 출력 스위치, 및 상기 전력 변환 시스템에 통신가능하게 결합되고 상기 그리드 지원 전압원 변환기의 출력에서 출력 전압을 변조함으로써 상기 그리드 지원 전압원 변환기의 상기 입력의 적어도 하나의 그리드 파라미터에 기반하여 상기 그리드 지원 전압원 변환기에 대한 그리드 아일랜딩을 검출하도록 구성된 제어기를 포함하는, 그리드 지원 전압원 변환기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 그리드 지원 전압원 변환기는:
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 상기 입력과 출력 사이에 결합된 바이패스 스위치; 또는
    상기 그리드 지원 전압원 변환기의 출력과 링 버스 사이에 결합된 링-버스 리액터, 및 상기 링-버스 리액터 양단에 결합된 바이패스 스위치 중 적어도 하나를 더 포함하는, 그리드 지원 전압원 변환기.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 그리드 지원 전압원 변환기는 병렬로 결합된 복수의 그리드 지원 전압원 변환기 유닛들을 포함하고, 상기 제어기는 상기 복수의 그리드 지원 전압원 변환기 유닛들 각각의 출력 전압을 동기적으로 변조하도록 추가로 구성되는, 그리드 지원 전압원 변환기.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 그리드 지원 전압원 변환기는 경부하 조건에서 동작하도록 구성되는, 그리드 지원 전압원 변환기.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 출력 전압에 대한 기준 전압에 진폭 변조 항을 연속적으로 또는 일정 기간 동안 부과하도록 추가로 구성되는, 그리드 지원 전압원 변환기.
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