KR20230161903A - Inertial output auxiliary control device linked to synchronous condenser - Google Patents
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Abstract
본 개시 내용은 동기조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치에 관한 것이다. 하나 또는 복수 개의 동기조상기 연계 관성 출력 보조 제어기는 하나 또는 복수 개의 동기조상기의 출력 및 주파수를 측정하여 계산된 유효전력 변화량의 지령치를 전력 계통 연계 전력변환장치의 제어기로 전달하고, 동기조상기의 관성 에너지 출력을 하나 또는 복수 개의 전력계통 연계 전력변환장치가 관성을 모사하여 출력을 낼 수 있게 보조하도록 구성될 수 있다. 본 개시 내용에 따르면, 동기조상기 연계 관성 출력 보조 제어기를 활용하여 기존에 운영 중인 비-그리드포밍 전력변환장치에 계통 관성 및 안전성 공급을 위한 그리드포밍 기능을 제공할 수 있다.The present disclosure relates to an inertial output auxiliary control device linked to a synchronous generator. The inertial output auxiliary controller linked to one or more synchronous generators measures the output and frequency of one or more synchronous generators and transmits the command value of the calculated active power change to the controller of the power conversion device linked to the power system, and the inertial energy of the synchronous generators. It may be configured to assist one or more power system-connected power conversion devices to produce output by simulating inertia. According to the present disclosure, a grid forming function for supplying system inertia and safety can be provided to an existing non-grid forming power conversion device by utilizing an inertial output auxiliary controller linked to a synchronous generator.
Description
본 개시 내용은 관성 출력 보조 제어기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 동기 조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to an inertial output auxiliary controller, and more specifically, to an inertial output auxiliary control device linked to a synchronous generator.
전 세계적인 탄소 저감 정책에 따라 2050년 화력발전소의 완전 퇴출을 목표로 정부를 중심으로 재생에너지 발전 증대와 화력발전소 감소가 꾸준히 추진되고 있다. 그러나, 재생에너지를 변환하기 위한 전력전자가 적용된 인버터기반 발전설비가 증가함에 따라 전력망의 전압 및 주파수 유지능력이 약화되는 약계통(Weak Grid) 이슈가 발생하고 있다.In accordance with global carbon reduction policies, the government is steadily promoting increased renewable energy generation and reduction of thermal power plants, with the goal of completely phasing out thermal power plants by 2050. However, as the number of inverter-based power generation facilities using power electronics to convert renewable energy increases, a weak grid issue is occurring in which the power grid's ability to maintain voltage and frequency is weakened.
화력발전소를 위시한 기존의 발전소는 동기발전기를 사용하여 회전력에 기반하는 관성력 공급이 가능하여 문제가 되지 않았으나, 재생에너지의 경우 출력조정에 기반하여 전력변환장치를 통해 전력을 공급하는 방식을 사용하기 때문에 전력 계통의 전압 및 주파수 유지에 기여하지 못하고 있다.Existing power plants, including thermal power plants, used synchronous generators to supply inertial force based on rotational force, so this was not a problem, but in the case of renewable energy, power is supplied through a power conversion device based on output adjustment. It is not contributing to maintaining the voltage and frequency of the power system.
전력망에 재생에너지가 증가함에 따라 계통의 강건도가 저하되며, 단락비가 2 이하인 경우에는 전력 계통 연계 전력변환장치를 위상동기화 기능을 사용하여 제어하는 경우, 위상동기화 기능의 오작동으로 제어가 불가능하다. 또한, 기존의 제어기를 사용하는 전력 계통 연계 전력변환장치는 각종 시험 및 인증을 통과한 제품이기 때문에 교체가 매우 어렵거나 불가능한 경우가 많다. As renewable energy increases in the power grid, the robustness of the system decreases, and when the short-circuit ratio is less than 2, when the power converter connected to the power grid is controlled using the phase synchronization function, control is impossible due to malfunction of the phase synchronization function. In addition, since power conversion devices linked to power grids that use existing controllers are products that have passed various tests and certifications, replacement is often very difficult or impossible.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 개시 내용은 동기 조상기 연계 관성 출력 보조 제어기를 통하여 외부에서 전력계통 연계 전력변환장치의 출력을 조절할 수 있는 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve these problems, the purpose of the present disclosure is to provide a method of controlling the output of a power conversion device linked to the power system from the outside through an inertial output auxiliary controller linked to a synchronous generator.
본 개시 내용에 따르면, 동기조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치가 제공될 수 있다. 상기 관성 출력 보조 제어 장치는, 전력 계통에 관성을 제공하도록 동작가능한 동기조상기; 및 상기 동기조상기의 출력 및 주파수를 측정하도록 구성되는 보조 제어기를 포함할 수 있다. 상기 동기조상기는 분산 발전원(DG)을 상기 전력 계통에 연결시키는 비-그리드포밍 전력변환장치와 병렬로 연결될 수 있다. 상기 보조 제어기는 상기 동기조상기의 주파수를 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기로 제공하도록 구성될 수 있으며, 상기 동기조상기의 주파수는 상기 비-그리드포밍 전력변환장치에서의 주파수 응답 지령값 계산에 사용될 수 있다.According to the present disclosure, a synchronous generator-linked inertial output auxiliary control device can be provided. The inertial output auxiliary control device includes a synchronous generator operable to provide inertia to a power system; and an auxiliary controller configured to measure the output and frequency of the synchronous generator. The synchronous generator may be connected in parallel with a non-gridforming power conversion device that connects a distributed generation source (DG) to the power system. The auxiliary controller may be configured to provide the frequency of the synchronous generator to the controller of the non-gridforming power converter, and the frequency of the synchronous generator may be used to calculate the frequency response command value in the non-gridforming power converter. can be used
또한, 상기 보조 제어기는 상기 출력 및 계산된 유효전력 변화량을 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기로 추가로 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 비-그리드포밍 전력변환장치는 상기 주파수, 상기 출력 및 상기 유효전력 변화량에 기초하여 상기 동기조상기의 관성 에너지 출력을 모사하도록 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기에 의해 제어될 수 있다.Additionally, the auxiliary controller may be configured to additionally provide the output and the calculated amount of active power change to the controller of the non-gridforming power conversion device. The non-gridforming power conversion device may be controlled by a controller of the non-gridforming power conversion device to simulate the inertial energy output of the synchronous generator based on the frequency, the output, and the amount of change in active power.
또한, 상기 보조 제어기는 RS-485, CAN 및 이더넷 중 적어도 하나의 통신 방식으로 정보를 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기로 전달하도록 구성될 수 있다.Additionally, the auxiliary controller may be configured to transmit information to the controller of the non-gridforming power conversion device through at least one communication method among RS-485, CAN, and Ethernet.
또한, 상기 분산 발전원은 태양광 발전기, 풍력 발전기 및 에너지 저장 장치(ESS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Additionally, the distributed power generation source may include at least one of a solar power generator, a wind power generator, and an energy storage system (ESS).
본 개시 내용에 따르면, 동기 조상기 연계 관성 출력 보조 제어기를 활용하여 기존에 운영 중인 비-그리드포밍 전력변환장치에 계통 관성 및 안전성 공급을 위한 그리드포밍 기능을 만들어줄 수 있는 효과가 있다.According to the present disclosure, there is an effect of creating a gridforming function for supplying system inertia and safety to an existing non-gridforming power converter by utilizing an inertial output auxiliary controller linked to a synchronous generator.
또한, 섬지역 등을 위시한 동기발전기가 적고 대규모 재생발전소의 비율이 높은 계통에서 발생하는 순환 출력제한에서 재생발전소가 우선 제한 대상이 되고 있으나, 기존의 대규모 재생발전소 내에서 근방 지역의 동기조상기와 연계하여 본 개시 내용에 따른 관성 출력 보조 기능을 구현하여 일부 전력변환장치에 그리드포밍 기능을 추가함으로써 출력제한 대상에서의 배제가 가능하게 할 수 있다.In addition, renewable power plants are subject to priority restrictions due to cyclical output restrictions that occur in systems with few synchronous generators and a high proportion of large-scale renewable power plants, including in island areas. However, within existing large-scale renewable power plants, they are connected to synchronous generators in nearby areas. Therefore, by implementing the inertial output auxiliary function according to the present disclosure and adding a grid forming function to some power conversion devices, it is possible to exclude them from output restrictions.
또한, 하나 또는 복수 개의 전력계통 연계 전력변환장치가 계통 주파수의 정보를 하나 또는 복수 개의 동기 조상기를 통하여 취득할 수 있도록 함으로써, 계통 주파수의 정보가 정확하여 제어가 원활하게 되며, 위상각 제어기의 지연 및 과도에서의 오작동이 방지되어 단락비 2 이하인 경우의 전력 계통 연계에서도 원활한 제어가 가능한 효과가 있다.In addition, by allowing one or more power system-connected power conversion devices to acquire grid frequency information through one or more synchronization units, the grid frequency information is accurate and control is smooth, and the delay of the phase angle controller is ensured. and transient malfunctions are prevented, enabling smooth control even when connected to a power system when the short-circuit ratio is 2 or less.
또한, 동기조상기의 출력의 변화량이 전력 계통 연계 비-그리드포밍 전력변환장치의 출력과 동기되어 전력 계통의 관성 제공 능력이 향상되는 효과가 있다.In addition, the amount of change in the output of the synchronous generator is synchronized with the output of the power system-connected non-gridforming power conversion device, which has the effect of improving the ability to provide inertia of the power system.
도 1은 그리드팔로잉 방식의 인버터를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 비-그리드포밍 전력변환장치와 함께 전력 계통에 적용된 동기 조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치를 나타내는 도면이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing a grid-following type inverter.
FIG. 2 is a diagram showing a synchronous generator-linked inertial output auxiliary control device applied to a power system along with a non-gridforming power conversion device according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. First, when adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.Various aspects of the invention are described below. It is to be understood that the inventions presented herein may be implemented in a wide variety of forms and that any particular structure, function, or both, presented herein is illustrative only. Based on the inventions presented herein, those skilled in the art will understand that one aspect presented herein can be implemented independently of any other aspects and that two or more of these aspects can be implemented in various ways. You will understand that it can be combined with . For example, an apparatus may be implemented or a method may be practiced using any number of the aspects set forth herein. Additionally, such an apparatus may be implemented or such a method may be practiced using other structure, functionality, or structure and functionality in addition to or other than one or more aspects described herein.
도 1은 그리드팔로잉(Grid-Following) 방식의 인버터를 나타내는 예시적인 도면이다.1 is an exemplary diagram showing a grid-following inverter.
태양광 발전기, 풍력 발전기, 에너지 저장 장치(ESS) 등과 같은 신재생에너지 기반 분산 발전원(DG: Distributed Generation)은 전력 계통 연계 전력변환장치를 통해 전력 계통과 연결될 수 있다. 기존의 전력 계통 연계 전력변환장치는 도 1에 예시된 바와 같은 그리드팔로잉 인버터(100)로서 구현되어 기존의 많은 재생에너지 발전 설비에 설치되어 있다.Distributed generation (DG) based on renewable energy, such as solar power generators, wind power generators, and energy storage systems (ESS), can be connected to the power system through a power system-connected power conversion device. The existing power grid-connected power conversion device is implemented as a grid-following inverter 100 as illustrated in FIG. 1 and is installed in many existing renewable energy power generation facilities.
그리드팔로잉 인버터(100)는 연계 계통의 외부 전압 및 주파수를 추종하는 방식으로 동작하기 때문에 동작시 외부 전원이 필수로 있어야 한다. 따라서, 그리드팔로잉 방식에서는 외부 전원의 이상 발생시 불안정 현상이 연쇄적으로 계통에 파급될 수 있는 문제점을 가지고 있다. 또한, 이러한 그리드팔로잉 방식으로 동작하는 기존의 전력 계통 연계 전력변환장치는 관성을 모사하는 기능을 제공할 수 없으며, 이는 그리드팔로잉 인버터(100) 내의 위상 고정 루프(PLL)(110)의 위상 동기화 기능의 응답이 느리고 과도 상태에서 정확한 주파수 추종이 힘들어지기 때문이다. 이러한 현상은 전력 계통의 강건도가 낮을수록 심화되어 PLL(100)의 정상적인 동작을 방해하며, 이로 인하여 전력변환장치의 안정화 출력 성능 저하를 일으킬 수 있다.Since the grid-following inverter 100 operates by following the external voltage and frequency of the connected system, an external power source is essential when operating. Therefore, the grid-following method has a problem in that when an external power supply abnormality occurs, instability phenomenon can be successively spread to the system. In addition, the existing power grid-connected power conversion device operating in this grid-following manner cannot provide a function to simulate inertia, which is due to the phase locking loop (PLL) 110 in the grid-following inverter 100. This is because the response of the synchronization function is slow and it is difficult to accurately follow the frequency in transient conditions. This phenomenon worsens as the robustness of the power system decreases and interferes with the normal operation of the PLL (100), which may cause a decrease in the stabilization output performance of the power conversion device.
한편, 동기조상기(Synchronous Condenser)는 무부하 상태로 운전하는 동기전동기를 의미하며, 무효 전력을 조정하여 전력 계통의 전압을 조정하고 역률을 개선하는 역할을 할 수 있다. 또한, 동기조상기는 동기발전기와 유사한 방식으로 플라이 휠을 적용하여 지속적으로 회전력을 보유할 수 있으며, 전력 계통에서 관성력 제공을 요청할 때 자동으로 해당하는 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 동기조상기는 전력 계통의 안정성 및 관성을 공급하기 위한 목적으로 전력 계통에 적용되도록 활용가능하다.Meanwhile, a synchronous condenser refers to a synchronous motor that operates in a no-load state, and can play a role in adjusting the voltage of the power system and improving the power factor by adjusting reactive power. In addition, a synchronous generator can continuously maintain rotational force by applying a flywheel in a similar way to a synchronous generator, and can automatically supply the corresponding power when the power system requests the provision of inertial force. Therefore, the synchronous generator can be utilized to be applied to the power system for the purpose of providing stability and inertia to the power system.
이에 따라, 본 개시 내용에서는 후술할 바와 같이 동기 조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치를 이용하여 기존에 운영 중인 비-그리드포밍 전력변환장치에 그리드포밍(Grid-Forming) 기능을 제공할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.Accordingly, as will be described later, this disclosure proposes a method of providing a grid-forming function to an existing non-gridforming power conversion device by using an inertial output auxiliary control device linked to a synchronous generator. I want to do it.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 비-그리드포밍 전력변환장치와 함께 전력 계통에 적용된 동기조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a synchronous generator-linked inertial output auxiliary control device applied to a power system along with a non-gridforming power conversion device according to an embodiment of the present disclosure.
도 2에 도시된 바와 같이, 동기조상기 연계 관성 출력 보조 제어 장치(220)는 전력 계통(200)에 관성을 제공하도록 동작가능한 동기조상기(221) 및 동기조상기(221)의 출력 및 주파수를 측정하도록 구성되는 보조 제어기(222)를 포함할 수 있다. 또한, 전력 계통(200)에는 여러 종류(태양광 발전기, 풍력 발전기, 에너지 저장 장치(ESS) 등)의 분산 발전원(DG)(210-1, 210-2, 210-3)을 각각 전력 계통(200)에 연결시키는 기존의 비-그리드포밍 방식의 전력계통 연계 전력변환장치들(235-1, 235-2)이 존재할 수 있다.As shown in FIG. 2, the synchronous generator-linked inertial output auxiliary control device 220 is configured to measure the output and frequency of the synchronous generator 221 and the synchronous generator 221, which are operable to provide inertia to the power system 200. It may include a configured auxiliary controller 222. In addition, the power system 200 includes distributed generation sources (DG) (210-1, 210-2, 210-3) of various types (solar power generators, wind power generators, energy storage devices (ESS), etc.), respectively, in the power system. There may be existing non-grid forming power system-linked power conversion devices (235-1, 235-2) connected to (200).
여기서, 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)는 도 1에 예시된 그리드팔로잉 인버터(100)와 같은 관성 제공 기능이 없는 전력변환장치일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 동기조상기(221)는 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)와 병렬로 설치될 수 있다. Here, the non-grid forming power conversion devices 235-1 and 235-2 may be power conversion devices without an inertia providing function, such as the grid following inverter 100 illustrated in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the synchronous generator 221 may be installed in parallel with the non-gridforming power conversion devices 235-1 and 235-2.
구현예에 따라, 분산 발전원(210)이 태양광 발전기(210-1) 또는 에너지 저장 장치(ESS)(210-2)인 경우 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1)는 태양광 발전기(210-1) 또는 에너지 저장 장치(ESS)(210-2)에서 발생하는 DC 전압을 AC 전압으로 변환시키기 위한 DC-AC 인버터를 가지도록 구현될 수 있다. 또한, 구현예에 따라, 분산 발전원(210)이 풍력 발전기(235-3)인 경우 비-그리드포밍 전력변환장치(235-2)는 풍력 발전기(235-3)에 의해 발생하는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 AC-DC 인버터 및 해당 DC 전압을 다시 AC 전압으로 변환하는 DC-AC 인버터를 가지도록 구현될 수 있다.Depending on the implementation, when the distributed power generation source 210 is a solar power generator 210-1 or an energy storage device (ESS) 210-2, the non-grid forming power conversion device 235-1 is a solar power generator. (210-1) or may be implemented to have a DC-AC inverter for converting the DC voltage generated from the energy storage device (ESS) (210-2) to AC voltage. In addition, depending on the implementation, when the distributed power generation source 210 is a wind power generator 235-3, the non-grid forming power conversion device 235-2 converts the AC voltage generated by the wind power generator 235-3 to It can be implemented to have an AC-DC inverter that converts the DC voltage back to AC voltage and a DC-AC inverter that converts the DC voltage back to AC voltage.
전술한 바와 같이, 보조 제어기(222)는 동기조상기(221)의 출력 및 주파수(즉, 축회전수)를 측정할 수 있으며, 이에 따라 유효전력의 변화량을 계산할 수 있다. 보조 제어기(222)는 관성 출력 보조를 위해 상기 출력, 상기 주파수 및 상기 유효전력의 변화량을 포함하는 정보를 각각의 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기(230-1, 230-2)로 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 정보는 아날로그 신호 또는 디지털 신호로서 보조 제어기(222)로부터 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기(230-1, 230-2)로 통신으로 전달될 수 있다. 구현예에 따라, 보조 제어기(221)는 RS-485, CAN(Controller Area Network), 이더넷(Ethernet) 등과 같은 통신 방식으로 정보를 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기(230-1, 230-2)로 전달하도록 구성될 수 있다.As described above, the auxiliary controller 222 can measure the output and frequency (i.e., shaft rotation speed) of the synchronous generator 221 and calculate the amount of change in active power accordingly. The auxiliary controller 222 transmits information including the amount of change in the output, the frequency, and the active power to the controllers 230-1 and 230-2 of each non-grid forming power converter for inertial output assistance. It can be configured. This information may be communicated as an analog signal or digital signal from the auxiliary controller 222 to the controllers 230-1 and 230-2 of the non-grid forming power conversion device. Depending on the implementation, the auxiliary controller 221 transmits information to the controller (230-1, 230-2) of the non-gridforming power conversion device through a communication method such as RS-485, CAN (Controller Area Network), Ethernet, etc. ) can be configured to be transmitted.
비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기(230-1, 230-2)는 보조 제어기(222)로부터 전달받은 정보에 기초하여 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)를 제어함으로써 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)가 동기조상기(221)의 관성 에너지 출력을 모사하여 출력을 생성하게 할 수 있다.The controllers (230-1, 230-2) of the non-grid forming power conversion devices control the non-grid forming power conversion devices (235-1, 235-2) based on the information received from the auxiliary controller 222. The non-gridforming power conversion devices 235-1 and 235-2 can generate output by simulating the inertial energy output of the synchronous generator 221.
동기조상기(221)의 주파수(축회전수)는 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기(230-1, 230-2)에 의해 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)의 주파수 응답 지령값 계산에 사용될 수 있으며, 이에 의해 계통 주파수의 측정오차로부터 발생하는 과도 출력을 제한하고 제어의 안정도를 높일 수 있다. 또한, 동기조상기(221)의 출력, 유효전력 변화량 등은 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기(230-1, 230-2)에 의해 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)의 출력 변화량 계산에 사용될 수 있으며, 이에 의해 동기조상기(221)의 출력의 변화량이 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)의 출력과 동기되어 전력 계통의 관성 제공 능력이 향상될 수 있다.The frequency (shaft rotation speed) of the synchronous generator 221 is controlled by the controllers 230-1 and 230-2 of the non-gridforming power conversion devices 235-1 and 235-2. It can be used to calculate the frequency response command value, thereby limiting transient output resulting from measurement errors in system frequency and improving control stability. In addition, the output of the synchronous generator 221, the amount of change in active power, etc. are controlled by the controllers 230-1 and 230-2 of the non-gridforming power conversion devices 235-1 and 235-2. ) can be used to calculate the output change amount, whereby the change amount of the output of the synchronous generator 221 is synchronized with the output of the non-gridforming power conversion devices 235-1 and 235-2, thereby increasing the inertia provision ability of the power system. It can be improved.
전술한 구성을 통해, 본 개시 내용은 재생에너지원의 비중이 높아 약계통 이슈가 있는 전력 계통에서 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)가 해당 전력 계통의 전압 및 주파수를 추종하는 대신에 관성 출력 보조 제어 장치(220)에 의해 제공되는 정보를 이용하여 출력을 제어함으로써, 비-그리드포밍 전력변환장치(235-1, 235-2)가 동기조상기(221)의 관성의 기능을 모사하거나 또는 계통 외란에도 불구하고 안정적으로 동기화를 유지하며 계통안정화 출력을 생성할 수 있도록 할 수 있다.Through the above-described configuration, the present disclosure provides that in a power system with a weak system issue due to a high proportion of renewable energy sources, the non-gridforming power conversion devices (235-1, 235-2) adjust the voltage and frequency of the power system. By controlling the output using the information provided by the inertial output auxiliary control device 220 instead of following, the non-gridforming power conversion devices 235-1 and 235-2 control the inertia of the synchronous generator 221. It can simulate functions or stably maintain synchronization despite system disturbances and generate system stabilization output.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
100: 그리드팔로잉 인버터
110: PLL
200: 전력 계통
210-1, 210-2, 210-3: 분산 발전원
220: 관성 출력 보조 제어 장치
221: 동기조상기
222: 보조 제어기
230-1, 230-2: 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기
235-1, 235-2: 비-그리드포밍 전력변환장치100: Grid following inverter
110:PLL
200: Power system
210-1, 210-2, 210-3: Distributed power generation sources
220: Inertial output auxiliary control device
221: Synchronous ancestor
222: Auxiliary controller
230-1, 230-2: Controller of non-gridforming power conversion device
235-1, 235-2: Non-gridforming power conversion device
Claims (4)
전력 계통에 관성을 제공하도록 동작가능한 동기조상기; 및
상기 동기조상기의 출력 및 주파수를 측정하도록 구성되는 보조 제어기를 포함하고,
상기 동기조상기는 분산 발전원(DG)을 상기 전력 계통에 연결시키는 비-그리드포밍 전력변환장치와 병렬로 연결되며,
상기 보조 제어기는 상기 동기조상기의 주파수를 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기로 제공하도록 구성되고, 상기 동기조상기의 주파수는 상기 비-그리드포밍 전력변환장치에서의 주파수 응답 지령값 계산에 사용되는,
관성 출력 보조 제어 장치.As a synchronous generator-linked inertial output auxiliary control device,
A synchronous generator operable to provide inertia to the power system; and
An auxiliary controller configured to measure the output and frequency of the synchronizer,
The synchronous generator is connected in parallel with a non-gridforming power conversion device that connects a distributed generation source (DG) to the power system,
The auxiliary controller is configured to provide the frequency of the synchronous generator to the controller of the non-gridforming power converter, and the frequency of the synchronous generator is used to calculate a frequency response command value in the non-gridforming power converter. ,
Inertial output auxiliary control device.
상기 보조 제어기는 상기 출력 및 계산된 유효전력 변화량을 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기로 추가로 제공하도록 구성되고, 상기 비-그리드포밍 전력변환장치는 상기 주파수, 상기 출력 및 상기 유효전력 변화량에 기초하여 상기 동기조상기의 관성 에너지 출력을 모사하도록 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기에 의해 제어되는,
관성 출력 보조 제어 장치.According to claim 1,
The auxiliary controller is configured to additionally provide the output and the calculated amount of change in active power to the controller of the non-gridforming power converter, and the non-gridforming power converter is configured to provide the frequency, the output, and the amount of change in active power. Controlled by a controller of the non-gridforming power converter to simulate the inertial energy output of the synchronous generator based on
Inertial output auxiliary control device.
상기 보조 제어기는 RS-485, CAN 및 이더넷 중 적어도 하나의 통신 방식으로 정보를 상기 비-그리드포밍 전력변환장치의 제어기로 전달하도록 구성되는,
관성 출력 보조 제어 장치.According to claim 2,
The auxiliary controller is configured to transmit information to the controller of the non-gridforming power converter by at least one communication method among RS-485, CAN, and Ethernet,
Inertial output auxiliary control device.
상기 분산 발전원은 태양광 발전기, 풍력 발전기 및 에너지 저장 장치(ESS) 중 적어도 하나를 포함하는,
관성 출력 보조 제어 장치.According to claim 1,
The distributed power generation source includes at least one of a solar power generator, a wind power generator, and an energy storage device (ESS),
Inertial output auxiliary control device.
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