WO2020189863A1 - 무효 전력을 공급 또는 흡수하는 유연전송 장치를 제어하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

무효 전력을 공급 또는 흡수하는 유연전송 장치를 제어하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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voltage
transmission device
point
flexible transmission
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손금태
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LS Electric Co Ltd
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    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
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    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Definitions

  • the present invention relates to a flexible transmission device for supplying or absorbing reactive power to a system, and to a control system and a control method for a flexible transmission device for controlling the amount of reactive power supplied or absorbed by the flexible transmission device.
  • the power supplied from the power source to the system may include active power P and reactive power Qi. That is, reactive power determined according to the active power P and Q values may be supplied to the system.
  • the reactive power is power that is unintentionally supplied from a power source to the system, and may mean additionally additional power supplied by the active power.
  • the current supplied from the power source to the grid generally maintains a constant voltage.
  • the amount of power supplied to the system may fluctuate due to the characteristics of the current transmission path and the unusual situation during power generation. That is, on average, the current supplied from the grid maintains a constant level of voltage, but a current of a higher voltage or a current of a lower voltage may be supplied than a certain level of voltage.
  • fluctuations in the supply power may cause a stress abnormality or failure in a lower system connected to the system, that is, a load.
  • the power system that supplies power to the grid is through a flexible AC Transmission System (FACTS) such as a static Var Compensator (SVC) or a static synchronous compensator (STATCOM). It is possible to compensate for a voltage fluctuation of the current supplied to the system by further supplying reactive current to the current supplied to the system or absorbing reactive current from the current supplied from the system.
  • FACTS Flexible AC Transmission System
  • SVC static Var Compensator
  • STATCOM static synchronous compensator
  • the flexible transmission device may determine a specific Q value according to the power characteristic supplied to the system based on a voltage set as a reference.
  • the flexible transmission device may determine the Q value as a specific value corresponding to the reference voltage among characteristic curves of power supplied to the system.
  • the flexible transmission device is based on a reference voltage curve corresponding to a specific voltage and a characteristic curve of power supplied to the system, that is, based on a system characteristic curve, on a graph in which the X-axis is set as the Q value and the Y-axis as the voltage of the grid power Value can be determined.
  • the system characteristic curve may be formed in the form of a straight line having a constant slope with respect to the Q value on the graph. Accordingly, the flexible transmission device may supply or absorb the reactive current and determine the magnitude of the reactive current to be supplied or absorbed according to the Q value corresponding to the intersection of the system characteristic curve and the reference voltage curve.
  • the flexible transmission device has limits on the maximum and minimum values of Q values that can be provided.
  • a reference voltage curve corresponding to a specific voltage since it has a specific voltage for all Q values, it may be formed parallel to the X axis. That is, there is a problem that the fluctuation range of the Q value is very large, and there is a problem that the Q value determined accordingly exceeds the range of the Q value that can be provided by the flexible transmission device.
  • the current flexible transmission device determines the Q value based on the system characteristic curve.
  • two methods are used: a drop control method and a deadband control method. .
  • the two-loop control method is such that the reference voltage curve 110 forms a slope having a constant slope, as shown in FIG. 1A.
  • the reference voltage curve 110 forms a slope having a constant slope, as shown in FIG. 1A.
  • the fluctuation range of the Q value according to the fluctuation of the system characteristics is reduced.
  • the Q value determined according to the variation of the system characteristics may be determined within the range of the Q value that can be provided by the flexible transmission device.
  • the flexible transmission device can secure a larger margin, which is a range of the controllable Q value, within the range of the maximum Q value and the minimum Q value that can be provided by the flexible transmission device.
  • the deadband control method forms a predetermined region (deadband region, 150) formed with a preset upper and lower limit voltage, and a minimum Q value and a maximum Q value, and a specific Q value within the deadband region 150 Is to have. Therefore, in the deadband region 150, even if the system characteristic curve fluctuates, a reactive current corresponding to a specific Q value may be absorbed or supplied. Therefore, there is an advantage that a constant Q value can be determined even when the system characteristic curve is frequently changed.
  • the present invention provides a control system and a control method for a flexible transmission device that prevents frequent change of reactive current unnecessarily and secures a margin of the Q value by reducing the fluctuation range of the Q value against the fluctuation of system characteristics. The purpose.
  • Another object of the present invention is to provide a control system and a control method for a flexible transmission device capable of solving the problem of frequently changing the reactive current supplied or absorbed when the power supplied to the system in the droop control method is changed. For that purpose.
  • Another object of the present invention is to provide a flexible transmission device capable of supplying or absorbing reactive power in order to compensate for fluctuations in system characteristics even when the characteristics of power supplied to the system are out of the deadband region set in the deadband control method.
  • An object thereof is to provide a control system and a control method.
  • the flexible transmission device control system includes a preset upper limit voltage and a lower limit voltage, and a flexible transmission device with respect to the applied first voltage.
  • a deadband generator for generating a dead band region based on a range of Q values that can be provided by and a slope of a reference voltage curve for determining an output value Q of a reactive current corresponding to the first voltage
  • a plurality of different output values Q in the deadband region are upper limit of the deadband region based on a slope generator generating a slope, a first slope having a preset slope, the deadband region, and a preset Q reference value.
  • the control unit detects a first point and a second point from an upper limit and a lower limit of the deadband region corresponding to the Q reference value, respectively, and the first slope and the deadband region cross each other.
  • a second partial slope having a slope of 0 from the second intersection to the second point and a third partial slope connecting the first intersection and the second intersection are generated, and the first voltage is a voltage within the deadband region.
  • the output value Q is determined according to the first partial slope or the second partial slope, and when the first voltage is a voltage outside the deadband region, the control unit determines the output value Q according to the first slope. It is characterized.
  • the third slope is a slope having a vertical slope corresponding to the Q reference value between the first intersection point and the second intersection point.
  • control unit controls the flexible transmission device so that the determined output value Q of the reactive current is output to the flexible transmission device so that the flexible transmission device absorbs or supplies the reactive current corresponding to the output value Q. Characterized in that.
  • the deadband region and the reference voltage curve are formed on a two-dimensional graph having the first voltage as a Y-axis and Q values that can be provided by the flexible transmission device as an X-axis, and the The first partial slope or the second partial slope is characterized in that it is a slope having a slope of zero.
  • the flexible transmission device control system includes a dead band based on a preset upper limit voltage and a lower limit voltage, and a range of Q values that can be provided by the flexible transmission device with respect to the applied first voltage.
  • a deadband generator for generating a region, a slope generator for generating a slope of a reference voltage curve for determining the output value Q of the reactive current corresponding to the first voltage, and a plurality of slopes having a predetermined slope
  • the deadband region and based on a preset Q reference value, a first slope such that the first voltage in the deadband region corresponds to one of the Q reference values is generated, and the first voltage is outside the deadband region.
  • a control unit for controlling the flexible transmission device to output a reactive current according to one of the first slope or the plurality of slopes based on whether or not it is within the range.
  • the controller detects a first point and a second point from an upper limit and a lower limit of the deadband region corresponding to the Q reference value, respectively, and connects the first point and the second point.
  • a slope is generated, and based on the first point and the second point, a second slope and a third slope having preset slopes in opposite directions, respectively, are generated, and the first voltage is a voltage within the deadband region.
  • the output value Q is determined according to the first slope, and when the first voltage is a voltage outside the deadband region, a control unit for determining the output value Q according to the second slope or the third slope. do.
  • control unit is characterized in that generating the second slope and the third slope so as not to overlap the deadband region.
  • control unit controls the flexible transmission device so that the determined output value Q of the reactive current is output to the flexible transmission device so that the flexible transmission device absorbs or supplies the reactive current corresponding to the output value Q. Characterized in that.
  • the deadband region and the reference voltage curve are formed on a two-dimensional graph having the first voltage as a Y-axis and Q values that can be provided by the flexible transmission device as an X-axis, and the The first slope is characterized in that it is a slope having a vertical inclination.
  • the flexible transmission device control system includes a dead band based on a preset upper limit voltage and a lower limit voltage, and a range of Q values that can be provided by the flexible transmission device with respect to the applied first voltage.
  • a deadband generator for generating a region, a slope generator for generating a slope of a reference voltage curve for determining the output value Q of the reactive current corresponding to the first voltage, and a plurality of slopes having a predetermined slope
  • a first slope for allowing the first voltage in the deadband region to correspond to one of the Q reference values based on the deadband region and a preset Q reference value, and a plurality of different output values Q within the deadband region.
  • a control unit for controlling the flexible transmission device to output a current and to output a reactive current according to any one of the plurality of slopes when the first voltage is outside the deadband region.
  • the control unit when the Q reference value has a positive value, detects a first point on a deadband upper limit line corresponding to the Q reference value and locates a second point on the deadband lower limit line having the same Q value. Detection, generating the first slope successively from the first point and the second point, detecting a third point on the lower limit of the deadband having a Q value of 0, and connecting the second point and the third point to the second Generates a slope, and generates a third slope and a fourth slope each having a preset slope in opposite directions based on the first point and the third point, and the first voltage is a voltage within the deadband region.
  • the output value Q is determined according to either the first slope or the second slope, and when the first voltage is a voltage outside the deadband region, the output value Q is determined according to the third slope or the fourth slope. It characterized in that it comprises a control unit.
  • the control unit when the Q reference value has a negative value, detects a first point on a deadband lower limit line corresponding to the Q reference value and locates a second point on the deadband upper limit line having the same Q value. Detection, generating the first slope successively from the first point and the second point, detecting a third point on the deadband upper limit line having a Q value of 0, and following the second point and the third point Generates a slope, and generates a third slope and a fourth slope each having a preset slope in opposite directions based on the first point and the third point, and the first voltage is a voltage within the deadband region.
  • the output value Q is determined according to either the first slope or the second slope, and when the first voltage is a voltage outside the deadband region, the output value Q is determined according to the third slope or the fourth slope. It characterized in that it comprises a control unit.
  • control unit controls the flexible transmission device so that the determined output value Q of the reactive current is output to the flexible transmission device, and the flexible transmission device absorbs or supplies the reactive current corresponding to the output value Q. Characterized in that.
  • the deadband region and the reference voltage curve are formed on a two-dimensional graph having the first voltage as a Y-axis and Q values that can be provided by the flexible transmission device as an X-axis, and the The first slope is a slope having a vertical slope, and the second slope is a slope having a slope of 0.
  • control unit is characterized in that the third slope and the fourth slope are generated so as not to overlap the deadband region.
  • the flexible transmission device is located between a power supply and a grid, or between the grid and a load connected to the grid
  • the control unit includes: When located between systems, the voltage measured from the point where the power source and the system are connected is applied as the first voltage, or when the flexible transmission device is located between the system and the load, the system and the load are connected It is characterized in that the voltage measured from the point is applied as the first voltage.
  • the present invention has a specific Q value or a specific reference voltage within a range of a certain Q value based on a specified Q value and a slope, and a preset upper and lower limit voltage. And a slope having a preset slope can be generated for a region outside the range of the constant Q value. Then, based on the generated slope, the flexible transmission device determines a Q value for generating reactive power.
  • the present invention allows a specific Q value to be determined irrespective of variations in system characteristics within a certain Q value range, and for a region outside the Q value range, the Q value is determined according to a reference voltage curve having a preset slope.
  • the present invention allows a plurality of Q values to correspond to a specific reference voltage within a certain range of Q values, so that a flexible transmission device can generate reactive power according to the same reference voltage even with different Q values. Accordingly, there is a design advantage in that a margin of the Q value that can be set in the flexible transmission device can be secured.
  • FIG. 1A and 1B are conceptual diagrams for explaining a droop control method and a deadband control method.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a system power supply structure including a control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a control system for controlling a flexible transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation process of determining a Q value according to a characteristic of power supplied to a system and providing it to a flexible transmission device in a control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process according to the first embodiment of the present invention in which a slope of a reference voltage curve is generated based on a Q value and a slope designated in the process of FIG. 4 and a deadband region.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a slope of a reference voltage curve generated according to the process of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation process according to a second embodiment of the present invention for generating a slope of a reference voltage curve based on a Q value and a slope designated in the process of FIG. 4 and a deadband area.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a slope of a reference voltage curve generated according to the process of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation process according to a third exemplary embodiment of the present invention for generating a slope of a reference voltage curve based on a Q value and a slope designated in the process of FIG. 4 and a deadband region.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating slopes of a reference voltage curve generated when a Q value designated according to the process of FIG. 9 is a positive number and a negative number, respectively.
  • FIG. 11 is an exemplary view showing an example of a process in which an operating point of a flexible transmission device is formed according to a reference voltage curve formed according to a third embodiment of the present invention when a system voltage rises and falls.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a system power supply structure including the control system 230 according to an embodiment of the present invention.
  • the system power supply structure including the control system includes a power supply 200 for supplying power, a flexible transmission device 210, and a flexible transmission device 210. It may be configured to include a grid 220 for supplying power to other connected devices, and a control system 230 for controlling the flexible transmission device 210.
  • the flexible transmission device 210 may transmit power supplied from the power source 200 to the system 220.
  • the flexible transmission device 210 further supplies reactive power according to fluctuations in power supplied from the power source 200 while transferring power to the system 220 or absorbs reactive power from the power supplied from the power source 200 can do.
  • the reactive power further supplied or absorbed may be determined according to the Q value input from the control system 230.
  • the flexible transmission device 210 when the Q value input from the control system 230 is negative, the flexible transmission device 210 further supplies reactive power corresponding to the Q value to the power supplied from the power supply 200 to the system 220 ). Conversely, when the Q value input from the control system 230 is positive, the flexible transmission device 210 absorbs reactive power corresponding to the size of the Q value from the power supplied from the power supply 200 and transmits it to the system 220. have.
  • the flexible transmission device 210 may be a static reactive power compensator (SVC) or a static synchronous compensator (STATCOM).
  • SVC static reactive power compensator
  • STATCOM static synchronous compensator
  • a plurality of flexible transmission devices 210 may be provided, and in this case, power supplied to the system 220 through each flexible transmission device may be different from each other. That is, the power required by the system 220 can be transmitted to the system 220 through a plurality of flexible transmission devices, and in this case, power of a different size according to the power burden ratio borne by each flexible transmission device is flexible. It may be transmitted to the system 220 through a transmission device.
  • control system 230 may analyze the power input from the power supply 200 and determine a characteristic of the power input to the current system, that is, a Q value according to the system characteristic according to the analysis result. To this end, the control system 230 may generate a graph in which the X-axis is the Q value and the Y-axis is the voltage of the system power, and the Q value to be provided to the flexible transmission device 210 from the system characteristic graph corresponding to the system characteristic A reference voltage curve can be generated to determine
  • the reference voltage curve may be generated along a slope generated based on a preset Q value (Q designated value) and a designated slope, and a preset upper and lower limit voltages.
  • the control system 230 may determine a Q value to be provided to the flexible transmission device 210 based on the reference voltage curve generated according to the slope and the characteristic of the power input to the current system, that is, the system characteristic curve.
  • the reference voltage curve may mean reference voltages to be directed by the system characteristic curve. That is, the control system 230 may adjust the amount of reactive current so that the voltage supplied to the system 220 and the reference voltage are the same by comparing the reference voltage curve and the system specific curve. To this end, the control system 230 may determine the Q value based on the intersection of the reference voltage curve and the system special curve and provide the determined Q value to the flexible transmission device 210. Then, the flexible transmission device 210 may absorb or supply reactive power corresponding to the Q value.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a control system 230 for controlling the flexible transmission device 210 according to an embodiment of the present invention.
  • the control system 230 includes a control unit 300, a system characteristic analysis unit 310, a slope generation unit 320, a deadband generation unit 330, and a control unit 300. It can be configured. In addition, an output unit 350 and a memory 340 may be further included.
  • the system characteristic analysis unit 310 may analyze the characteristics of power input to the system 220. For example, the system characteristic analysis unit 310 may analyze power input from a power source by measuring a voltage at a point where the power source and the grid are connected.
  • the analysis result of the system characteristic analysis unit 310 may be a characteristic of power input to the system 220 from the current power supply 200, that is, a system characteristic.
  • the system characteristic may be expressed as a curve (system characteristic curve) generated on a two-dimensional graph according to voltage and Q value.
  • the graph may be a graph having a Y-axis as a voltage, an X-axis as a Q value, and a point at which the Q value and the voltage are 0 as the origin.
  • the system characteristic curve may appear in the form of a straight line having a constant slope on the graph.
  • the slope generator 320 may generate a slope for generating a reference voltage curve on the graph.
  • the slope may be a slope for controlling the flexible transmission device 210 according to the two loop control method.
  • the slope generation unit 320 may generate a slope connecting one point and another point determined according to the control of the controller 300, and may generate a slope having a preset slope.
  • the slope generator 320 may generate the slope so that it does not overlap an area designated by the controller 300 on the graph.
  • the deadband generation unit 330 may generate a deadband region according to an upper limit voltage and a lower limit voltage specified by the control unit 300.
  • the deadband region may be a region formed only with the upper limit voltage and the lower limit voltage without limiting the maximum Q value and the minimum Q value. That is, a region between the upper limit voltage and the lower limit voltage corresponding to all Q values may be a deadband generated by the deadband generator 330 according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 300 may control each connected component.
  • the deadband region may be generated by controlling the deadband generation unit 330.
  • points corresponding to the designated Q values from the upper and lower limits of the deadband area may be detected, respectively.
  • control the slope generation unit 320 to generate a slope connecting each point, or control the slope generation unit 320 to generate a slope having a predetermined slope from the respective points.
  • I can.
  • a reference voltage curve is generated based on the generated at least one slope, and the Q value is calculated based on the generated reference voltage curve and the system characteristic curve analyzed by the system characteristic analysis unit 310. You can decide.
  • the memory 340 may store information related to the overall operation of the controller 300.
  • the memory 340 may store information on a voltage upper limit value and a voltage lower limit value for generating the deadband region. Also, information on at least one slope for generating a slope may be stored. In addition, information on the designated Q value may be stored.
  • the designated Q value that is, the Q designated value may be a value previously designated by the user.
  • the Q designation value may be a specific Q value determined according to the result of an optimization test performed a plurality of times in connection with the present invention.
  • the Q specified value may be a value determined in the same manner as a specific Q value that can be determined in a conventional deadband control scheme.
  • the Q designation value may be a value differently determined for each flexible transmission device according to a power burden ratio borne by each flexible transmission device when there are a plurality of flexible transmission devices 210 according to an embodiment of the present invention.
  • the output unit 350 may input the determined Q value to the flexible transmission device 210.
  • the output unit 350 may include an interface that can be connected to the flexible transmission device 210, and the Q value may be transmitted to the flexible transmission device 210 through the interface.
  • FIG. 4 is an operation of determining a Q value according to an embodiment of the present invention from the power characteristics supplied to the system 220 in the control system 230 according to the embodiment of the present invention and outputting it to the flexible transmission device 210 It shows the process.
  • the control unit 300 of the control system 230 may first analyze the system characteristics based on the current and voltage supplied to the system (S400).
  • the controller 300 may analyze the system characteristics with a curve generated on a two-dimensional graph according to voltage and Q value.
  • the graph may be a graph in which the Y-axis is the voltage, the X-axis is the Q value, and the point at which the Q value and the voltage are 0 as the origin.
  • controller 300 may generate a deadband region according to an exemplary embodiment of the present invention based on the upper limit voltage and the lower limit voltage stored in the memory 340 (S500).
  • the controller 300 may generate a slope based on the Q specified value, a preset slope, and the deadband region generated in step S500.
  • the slope generated here may be a slope generated by connecting at least one slope to each other.
  • the controller 300 may form a reference voltage curve along a slope, and the formed reference voltage curve and a system special curve according to the system characteristics analyzed in step S400 may determine the intersection point.
  • the Q value may be determined based on the intersection point (S600).
  • control unit 300 may output the Q value determined in step S600 to the flexible transmission device 210 (S700). Then, according to whether the Q value input from the control unit 300 is positive or negative, the flexible transmission device 210 further supplies reactive power corresponding to the Q value to transmit power to the system 220 or the system ( The reactive power corresponding to the Q value may be absorbed from the power delivered to 220). That is, the controller 300 may control the flexible transmission device 210 so that the flexible transmission device 210 further supplies or absorbs reactive power corresponding to the Q value according to the determined Q value.
  • the control unit 300 may generate a slope including a region in which reference voltages corresponding to a plurality of Q values have the same value within a certain range of Q values. This is a design advantage that the flexible transmission device 210 generates reactive power according to the same reference voltage even if the Q value is different, thereby securing the width of the Q value that can be designated for the flexible transmission device 210, that is, a margin. Because there is.
  • a slope including a region in which reference voltages corresponding to a plurality of Q values have the same value within a certain range of Q values will be referred to as a first embodiment of the present invention. . And it will be described with reference to FIGS. 5 to 6 below.
  • the controller 300 may generate a slope including a region in which a specific Q value is determined irrespective of fluctuations in the grid voltage within a certain range of the grid voltage. This is because even though the system characteristics fluctuate within a certain range, a specific Q value is determined, thereby preventing the case where the reactive power is frequently changed unnecessarily.
  • an embodiment of the present invention that generates a slope including a region that allows a specific Q value to be determined regardless of variations in system characteristics within a certain range will be referred to as a second embodiment of the present invention. And it will be described with reference to FIGS. 7 to 8 below.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process according to the first embodiment of the present invention for generating a slope of a reference voltage curve based on a Q value and a slope designated in the process of FIG. 4 and a deadband region.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a slope of a reference voltage curve generated according to the process of FIG. 5.
  • the process illustrated in FIG. 5 may be a more detailed illustration of a case where the controller 300 performs step S600 of FIG. 4. Therefore, it may be a process performed in a state in which the deadband region is generated through step S500 of FIG. 4.
  • control unit 300 of the control system 230 may first generate a first slope 660 having a preset slope.
  • the controller 300 may detect the intersections 661 and 662 of the first slope 660 and the upper and lower limits of the currently generated deadband region (S604).
  • an intersection point detected at the upper limit line of the deadband region may be a first intersection point 661
  • an intersection point detected at the lower limit line of the deadband region may be a second intersection point 662.
  • the controller 300 may generate partial slopes having a slope of 0 from each of the first and second intersections 661 and 662 to one point of the deadband upper and lower limit lines corresponding to the Q-designated value 650.
  • a partial slope connecting the first and second intersections 661 and 662 may be generated (S606).
  • control unit 300 may generate the first partial slope 681 having a slope of 0 from the first intersection 661 to the first point 671 on the deadband upper limit corresponding to the designated Q value. Accordingly, the reference voltage for the region according to the first partial slope 681, that is, the Q values corresponding to the first point 671 from the first intersection 661 may be set as the deadband upper limit voltage.
  • a second partial slope 682 having a slope of 0 from the second intersection 662 to a second point 672 on the lower limit of the deadband corresponding to the designated Q value may be generated. Accordingly, the reference voltage for the region according to the second partial slope 682, that is, the Q values corresponding to the second point 672 from the second intersection 662 may be set as the deadband lower limit voltage.
  • control unit 300 may generate a third partial slope 683 connecting the first point 671 and the second point 672 to each other.
  • the third slope 683 may be a slope having a vertical slope in which a slope corresponding to the Q specified value 650 between the first intersection point 671 and the second intersection point 672 is infinite. Accordingly, when the system characteristic curve passes between the first intersection 671 and the second intersection 672, the Q designation value 650 may be output as a Q value.
  • the control unit 300 may form a reference voltage curve along the first slope 660 and the partial slopes 681, 682, 683. I can. Therefore, when the slope is generated according to the first embodiment of the present invention, the reference voltage curve is based on the Q specified value 650, and the reference voltages corresponding to the plurality of Q values have the same value (the first and The second partial slopes 681 and 682 may be included. That is, the first and second partial slopes 681 and 682 are voltages in which a plurality of different output values Q correspond to either an upper limit voltage or a lower limit voltage of the deadband region, and indicate an operating point at which the system voltage is induced. It can be a slope to form.
  • controller 300 may detect an intersection of the reference voltage curve formed along the first slope 660 and the partial slopes 681, 682, 683 and the system characteristic curve analyzed in step S400 of FIG. 4. (S608). Then, the Q value determined based on the detected intersection point may be output to the flexible transmission device 210 in step S600 of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation process according to a second embodiment of the present invention for generating a slope of a reference voltage curve based on a Q value and a slope designated in the process of FIG. 4 and a deadband region.
  • 8 is an exemplary diagram illustrating a slope of a reference voltage curve generated according to the process of FIG. 7.
  • the process illustrated in FIG. 7 may be a more detailed illustration of a case where the controller 300 performs step S600 of FIG. 4. Therefore, it may be a process performed in a state in which the deadband region is generated through step S500 of FIG. 4.
  • the control unit 300 of the control system 230 first includes a first point 801 and a second point 802 on the deadband upper and lower limits corresponding to the Q specified value. ) Can be detected (S702).
  • the control unit 300 may generate a first slope 810 connecting the detected first point 801 and the second point 802 to each other (S704).
  • the controller 300 controls the second slope 820 and the third slope having preset slopes in opposite directions from each of the first and second points 801 and 802. It is possible to generate 830 (S706). In this case, the controller 300 may generate the second slope 820 and the third slope 830 from each of the first point 801 and the second point 802 so as not to overlap the deadband region. Accordingly, the second slope 820 and the third slope 830 are formed outside the deadband region based on the first point 801 and the second point 802, respectively, as shown in FIG. 8. I can.
  • the control unit 300 may form a reference voltage curve along the first slope 810 and the second and third slopes 820 and 830. Therefore, when the slope is generated according to the second embodiment of the present invention, the reference voltage curve includes a region (first slope 810) that allows a specific Q value to be determined regardless of fluctuations in system characteristics within a certain range. I can.
  • the first slope 810 may be a slope having an infinite slope, that is, a vertical slope.
  • control unit 300 can detect the intersection of the reference voltage curve formed along the first slope 810 and the second to third slopes 820 and 830 and the system characteristic curve analyzed in step S400 of FIG. 4. Yes (S708). Then, the Q value determined according to the detected intersection point may be output to the flexible transmission device 210 in step S600 of FIG. 4.
  • the reference voltage curve includes a first partial slope 681 and a second partial slope 682 parallel to the X-axis, although only a part. Therefore, when the system characteristic curve is changed in a state where the first partial slope 681 or the second partial slope 682 crosses a point, the Q value varies greatly according to the change of the system characteristic. Problems can arise. In addition, such a large fluctuation of the Q value may reduce the range of the Q value that can be set in the flexible transmission device 210, that is, a margin.
  • the Q value when the Q value is greater than 0 (in the case of the inductive region), reactive power is absorbed, and when the Q value is less than 0 (in the case of the capacitive region), the reactive power is supplied. Therefore, as shown in FIG. 8, when the Q value 650 is positive, the Q value between the point where the Q value is 0 is determined from the intersection of the deadband lower limit line and the designated Q value (the second point, 802). The Q value is a positive number and absorbs reactive power when output to the flexible transmission device 210.
  • the Q value is determined by the third slope 830, and when the corresponding region and the system characteristic curve intersect, the system voltage corresponds to the lower limit of the deadband. It may be a voltage lower than the voltage.
  • the grid voltage must be increased by further supplying reactive current, but as shown in FIG. 8, a Q value (a Q value having a positive value) absorbing reactive power can be output to the flexible transmission device 210 there is a problem.
  • the specified Q value is negative, if the Q value between the point where the Q value is 0 is detected from the intersection of the deadband upper limit line and the specified Q value (the first point, 801), the determined Q value is a negative number and is transmitted flexibly.
  • the device 210 reactive power is supplied.
  • the Q value is determined by the second slope 820, and when the corresponding region and the system characteristic curve intersect, the system voltage corresponds to the upper limit of the deadband. It may be a voltage higher than the voltage. In this case, the grid voltage must be reduced by absorbing the reactive current, but there is a problem that a Q value (a Q value having a negative value) supplying reactive power may be output to the flexible transmission device 210.
  • the controller 300 may generate a slope having all of the features shown in the first and second embodiments of the present invention.
  • an embodiment of the present invention that generates a slope having all of the features according to the first and second embodiments of the present invention will be referred to as a third embodiment of the present invention.
  • a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 10 below.
  • the slope according to the third embodiment of the present invention is a slope connecting a point where the Q value is 0 from a point on the lower limit of the deadband corresponding to the specified Q value 650 when the specified Q value 650 is positive.
  • the minimum value of the reference voltage becomes the deadband lower limit voltage.
  • the Q value 650 is negative, the Q value is smaller than 0 by including a region with a slope of 0 connecting a point on the deadband upper limit corresponding to the specified Q value 650 to a point where the Q value is 0.
  • the maximum value of the reference voltage can be the deadband upper limit voltage.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation process according to a third embodiment of the present invention in which a slope of a reference voltage curve is generated based on a Q value and a slope designated in the process of FIG. 4 and a deadband region.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram showing slopes of a reference voltage curve generated when the Q value designated according to the process of FIG. 9 is a positive number (FIG. 10A) and a negative number (FIG. 10B) admit.
  • the process illustrated in FIG. 9 may be a more detailed illustration of a case in which the controller 300 performs step S600 of FIG. 4. Therefore, it may be a process performed in a state in which the deadband region is generated through step S500 of FIG. 4.
  • the controller 300 of the control system 230 may first determine whether the Q designation value 650 is a positive number or a negative number (S900).
  • the first point 1000 on the deadband upper limit corresponding to the Q-designated value 650 may be detected (S910).
  • the controller 300 may detect a second point 1002 on the lower limit of the deadband having the same Q value as the first point 1000 (S912).
  • the control unit 300 may generate a first slope 1004 connecting the detected first point 1000 and the second point 1002. Yes (S914).
  • the first slope 1004 may be formed perpendicular to the X axis. That is, even when the system characteristics change, when crossing the first slope 1004, a specific Q value, that is, a Q designation value 650 may be output to the flexible transmission device 210.
  • the controller 300 may detect the third point 1006 on the lower limit of the deadband whose Q value is 0 (S916).
  • the controller 300 may generate a second slope 1008 connecting the second point 1002 and the third point 1006 (S930).
  • the second slope 1008 may be a slope having a slope of zero. That is, the second slope 1008 may be formed parallel to the X axis, and accordingly, a voltage corresponding to the deadband lower limit voltage is set as the reference voltage between the second point 1002 and the third point 1006 Can be.
  • the controller 300 connects the third slope 1010 and the fourth slope 1012 having a preset slope from each of the first point 1000 and the point 1006. It can be generated in the opposite direction (S932). In this case, the controller 300 may generate the third slope 1010 and the fourth slope 1012 so as not to overlap the deadband region. Accordingly, the third slope 1010 and the fourth slope 1012 may be formed outside the deadband area as shown in FIG. 10A.
  • the controller 300 may generate a reference voltage curve along the first to fourth slopes 1004, 1008, 1010, and 1012.
  • an intersection point between the system characteristic curve analyzed in step S400 of FIG. 4 and the generated reference voltage curve may be detected.
  • the Q value may be determined based on the detected intersection point (S934).
  • the Q value determined in step S934 may be input to the flexible transmission device 210 through the output unit 350, and the flexible transmission device 210 may be controlled according to the input Q value. I can.
  • a first point 1050 on the deadband upper limit corresponding to the Q designation value 650 may be detected (S920).
  • the controller 300 may detect a second point 1052 on the lower limit of the deadband having the same Q value as the first point 1050 (S922).
  • the control unit 300 may generate a first slope 1054 connecting the detected first point 1050 and the second point 1052. Yes (S924).
  • the first slope 1054 may be formed perpendicular to the X axis.
  • the controller 300 may detect a third point 1056 on the upper limit of the deadband whose Q value is 0 (S926).
  • the controller 300 may generate a second slope 1058 connecting the first point 1050 and the third point 1056 (S930).
  • the second slope 1058 may be a slope having a slope of zero.
  • the control unit 300 determines the third slope 1060 and the fourth slope 1062 having a preset slope from each of the second point 1052 and the third point 1056. They can be generated in opposite directions (S932). In this case, the controller 300 may generate the third slope 1060 and the fourth slope 1062 so as not to overlap the deadband region. Accordingly, the third slope 1060 and the fourth slope 1062 may be formed outside the deadband area as shown in FIG. 10B.
  • the controller 300 may generate a reference voltage curve along the first to fourth slopes 1054, 1058, 1060, and 1062. And it is possible to detect the intersection of the system characteristic curve and the reference voltage curve. In addition, the Q value may be determined based on the detected intersection point (S934).
  • (a) and (b) of Figure 11 is a process in which the operating point of the flexible transmission device 210 is formed according to the reference voltage curve formed according to the third embodiment of the present invention when the system voltage rises and falls. It shows an example of.
  • the output reference voltage value of the flexible transmission device 210 may be determined as Vref_a.
  • Vref_b the output reference voltage value of the flexible transmission device 210
  • the output reference voltage value of the flexible transmission device 210 may be determined as Vref_a.
  • Vref_b when the system voltage changes to b, a fast inductive output is generated within the deadband region, and then the existing reactive power returns.
  • the output reference voltage value of the flexible transmission device 210 may be changed to Vref_b.
  • control unit 300 first generates a deadband region by performing step S500 of FIG. 4, and based on the designated Q value, a preset slope, and the deadband region, the first to the first to the first to the first described in FIGS.
  • the slope according to any one of the third embodiments may be generated first.
  • the system characteristics may be analyzed through step S400 of FIG. 4 in a state in which the slope is generated, and the Q value may be detected based on the system characteristic curve and the generated slope according to the analyzed result.
  • the flexible transmission device according to the embodiment of the present invention has been described as an example that is located between the power supply 200 and the system 230, but between the system 230 and the load connected to the system 230
  • a flexible transmission device according to an embodiment of the present invention may be provided. In this case, it may be connected in the order of power supply 200-system 230-flexible transmission device-load (not shown).
  • the flexible transmission device when a flexible transmission device is provided between the system and the load, the flexible transmission device, instead of the system characteristic analysis unit 310, measures the voltage at the point where the system 230 and the load are connected, and from the system 230 A characteristic analysis unit (hereinafter, a load characteristic analysis unit) for analyzing power supplied to the load may be provided. Further, the flexible transmission device 210 further supplies reactive current to the current supplied from the system 230 to the load based on the analysis result of the load characteristic analysis unit, or absorbs reactive current from the current supplied from the system 230 It is also possible to compensate for the voltage fluctuation of the current supplied to the load.
  • a characteristic analysis unit hereinafter, a load characteristic analysis unit
  • a plurality of flexible transmission devices may be provided.
  • a first flexible transmission device may be provided between the power supply and the system, and a second flexible transmission device may be provided between the system and the load.
  • the first flexible transmission device may be controlled to further supply reactive current or absorb the reactive current according to the situation of the current supplied to the system, and the second flexible transmission device may be controlled according to the situation of the current supplied to the load. .
  • the present invention described above can be implemented as a computer-readable code in a medium on which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc.
  • HDD Hard Disk Drive
  • SSD Solid State Disk
  • SDD Silicon Disk Drive
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Compact Disc
  • CD-ROM Compact Disk
  • magnetic tape floppy disk
  • optical data storage device etc.
  • carrier wave e.g., transmission over the Internet
  • the computer may include the control unit. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative.
  • the scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은, 계통(grid)으로 인가되는 계통 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부와, 상기 계통 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부 및, 기 설정된 기울기를 가지는 제1 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내에서 복수의 서로 다른 출력값 Q가 상기 데드밴드 영역의 상한 전압 또는 하한 전압 중 어느 하나에 대응되도록 하는 부분 슬로프를 적어도 하나 생성하고, 계통 전압이 상기 데드밴드 영역 외인지 내인지 여부에 근거하여 상기 제1 슬로프 또는 상기 적어도 하나의 부분 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효 전류가 출력되도록 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무효 전력을 공급 또는 흡수하는 유연전송 장치를 제어하기 위한 시스템 및 방법
본 발명은 계통에 무효 전력을 공급 또는 흡수하는 유연전송 장치에 대한 것으로, 상기 유연전송 장치에서 공급 또는 흡수되는 무효 전력의 크기를 제어하는 유연전송 장치의 제어 시스템 및 제어 방법에 대한 것이다.
전원으로부터 계통에 공급되는 전력은, 유효 전력(P)과 무효 전력(Qi)을 포함할 수 있다. 즉, 유효 전력(P)과 Q값에 따라 결정되는 무효 전력이 계통으로 공급될 수 있다. 여기서 무효 전력은, 전원에서 의도치 않게 계통으로 공급되는 전력으로, 상기 유효 전력으로 인해 부가적으로 더 공급되는 전력을 의미할 수 있다.
한편 전원으로부터 계통(grid)으로 공급되는 전류는 일반적으로 일정한 수준의 전압을 유지한다. 그러나 전류 전달 경로 특성과 전력 발전시의 특이상황 등으로 인해 계통으로 공급되는 전력의 양이 변동될 수 있다. 즉 평균적으로는 계통으로부터 공급되는 전류가 일정한 수준의 전압을 유지하지만, 일정 수준의 전압보다 더 높은 전압의 전류가 공급되거나 또는 더 낮은 전압의 전류가 공급될 수 있다. 그리고 이러한 공급 전력의 변동은 계통과 연결된 하부 시스템, 즉 부하에 스트레스 이상 또는 고장을 유발할 우려가 있다.
따라서 현재, 계통에 전력을 공급하는 전력 시스템은, 정적 Var 보상기 (Static Var Compensator, SVC) 또는 정적 동기식 보상기 (STATic synchronous COMpensator, STATCOM)와 같은 유연전송 장치(Flexible AC Transmission System, FACTS)를 통해, 계통으로 공급되는 전류에 무효 전류를 더 공급하거나, 계통으로부터 공급되는 전류로부터 무효 전류를 흡수함으로써 상기 계통에 공급되는 전류의 전압 변동을 보상할 수 있도록 한다.
이러한 유연전송 장치는 기준으로 설정된 전압에 근거하여, 계통에 공급되는 전력 특성에 따라 특정 Q값을 결정할 수 있다. 이러한 유연전송 장치는, 계통에 공급되는 전력의 특성 곡선 중, 기준 전압에 대응하는 특정 값으로, Q값을 결정할 수 있다. 일 예로 유연전송 장치는 X축을 Q값으로, Y축을 계통 전력의 전압으로 설정한 그래프 상에서, 특정 전압에 대응하는 기준 전압 곡선과 계통에 공급되는 전력의 특성 곡선, 즉 계통특성 곡선에 근거하여 Q값을 결정할 수 있다. 실제로 계통특성 곡선은 상기 그래프 상에서 Q값에 대해 일정한 기울기를 가지는 직선의 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라 유연전송 장치는 상기 계통특성 곡선과 기준 전압 곡선의 교차점에 대응하는 Q값에 따라 무효 전류를 공급하거나 흡수 및, 공급하거나 흡수할 무효 전류의 크기를 결정할 수 있다.
한편 유연전송 장치는 제공 가능한 Q값의 최대값 및 최소값의 한계를 가진다. 그런데 특정 전압에 대응하는 기준 전압 곡선의 경우, 모든 Q값에 대해 특정 전압을 가지므로, X축에 평행하게 형성될 수 있다. 즉, Q값의 변동폭이 무척 크다는 문제가 있었으며, 이에 결정되는 Q값이 유연전송 장치에서 제공 가능한 Q값의 범위를 초과한다는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 현재의 유연전송 장치는 계통특성 곡선에 근거하여 Q값을 결정하는 방식으로 현재 두루프(Droop) 제어 방식과 데드밴드(Deadband) 제어 방식의 2가지의 방식을 사용하고 있다.
먼저 두루프 제어 방식은, 도 1a에서 보이고 있는 바와 같이 기준 전압 곡선(110)이 일정한 기울기를 가지는 슬로프를 형성하도록 하는 것이다. 도 1a에서 보이고 있는 바와 같이 기준 전압 곡선(110)이 계통특선 곡선(100)에 대해 더 큰 기울기를 가지도록 함으로써, 계통특성의 변동에 따른 Q값의 변동폭이 줄어들도록 한다. 이에 따라 계통특성의 변동에 따라 결정되는 Q값이, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위 내에서 결정될 수 있다. 또한 상기 유연전송 장치가 제공할 수 있는 최대 Q값 및 최소 Q값의 범위 내에서 상기 유연전송 장치가 제어 가능한 Q값의 범위인 마진(margin)을 보다 크게 확보할 수 있다는 이점이 있다.
반면 데드밴드 제어 방식은 기 설정된 상한 전압과 하한 전압, 및 최소 Q값과 최대 Q값으로 형성되는 일정 영역(데드밴드 영역, 150)을 형성하고, 상기 데드밴드 영역(150) 내에서는 특정한 Q값을 가지도록 하는 것이다. 따라서 데드밴드 영역(150) 안에서는 계통특성 곡선이 변동하더라도 특정 Q값에 대응하는 무효 전류가 흡수 또는 공급될 수 있다. 따라서 계통특성 곡선이 잦은 빈도로 변경하는 경우에도 일정한 Q값이 결정될 수 있다는 이점이 있다.
그런데 상술한 드루프 제어 방식의 경우, 계통특성 곡선에 대해 선형 특성을 가지므로, 계통특성 곡선이 변경될 때마다 Q값이 달라진다는 문제가 있다. 즉, 계통에 공급되어도 문제가 없는 정도의 변동이라고 할지라도 드루프 제어 방식에서는 Q값이 변동되므로, 불필요하게 무효 전류가 계속 변경된다는 문제가 있다. 반면 데드밴드 제어 방식의 경우, 데드밴드 영역 내에서는 일정한 Q값이 결정될 수 있으나, 데드밴드 영역을 벗어나는 경우에는 Q값을 결정할 수 없다는 문제가 있다.
이에 상기 드루프 제어 방식과 상기 데드밴드 제어 방식의 장점은 모두 가지면서도, 각 제어 방식의 단점들은 해결할 수 있는 유연전송 장치의 제어 방법이 활발하게 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 불필요하게 무효 전류가 빈번히 변경되지 않도록 하면서도, 계통특성의 변동에 대해 Q값의 변동폭을 줄여 Q값의 마진을 확보할 수 있도록 하는 유연전송 장치의 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 드루프 제어 방식에서 계통으로 공급되는 전력이 변경되는 경우에 공급 또는 흡수되는 무효 전류가 빈번하게 변경되는 문제점을 해결할 수 있는 유연전송 장치의 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 계통으로 공급되는 전력의 특성이 데드밴드 제어 방식에서 설정된 데드밴드 영역을 벗어나는 경우에도, 계통 특성의 변동을 보상하기 위해 무효 전력을 공급하거나 흡수할 수 있는 유연전송 장치의 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 유연전송 장치 제어 시스템은, 인가되는 제1 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부와, 상기 제1 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부 및, 기 설정된 기울기를 가지는 제1 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내에서 복수의 서로 다른 출력값 Q가 상기 데드밴드 영역의 상한 전압 또는 하한 전압 중 어느 하나에 대응되도록 하는 부분 슬로프를 적어도 하나 생성하고, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외인지 내인지 여부에 근거하여 상기 제1 슬로프 또는 상기 적어도 하나의 부분 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효 전류가 출력되도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 Q 기준값에 대응하는 상기 데드밴드 영역의 상한과 하한으로부터 각각 제1 지점 및 제2 지점을 검출하고, 상기 제1 슬로프와 상기 데드밴드 영역이 교차하는 상기 데드밴드 영역의 상한의 일 지점인 제1 교차점과 상기 데드밴드 영역의 하한의 일 지점인 제2 교차점을 검출하며, 상기 제1 교차점으로부터 상기 제1 지점까지 기울기가 0인 제1 부분 슬로프 및, 상기 제2 교차점으로부터 상기 제2 지점까지 기울기가 0인 제2 부분 슬로프 및, 상기 제1 교차점과 제2 교차점을 잇는 제3 부분 슬로프를 생성하고, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 부분 슬로프 또는 제2 부분 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제1 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일실시 예에 있어서, 상기 제3 슬로프는, 상기 제1교차점과 제2교차점 사이에서 상기 Q기준값에 대응하는 수직의 기울기를 가지는 슬로프임을 특징으로 한다.
일실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 결정된 무효전류의 출력값 Q를 상기 유연전송장치에 출력하여, 상기 유연전송장치가 상기 출력값 Q에 대응하는 무효전류를 흡수 또는 공급하도록 상기 유연전송장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 데드밴드 영역과 상기 기준 전압 곡선은, 상기 제1 전압을 Y축으로 하고, 상기 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값들을 X축으로 하는 2차원 그래프 상에 형성되며, 상기 제1 부분 슬로프 또는 제2 부분 슬로프는, 기울기가 0인 슬로프임을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유연전송 장치 제어 시스템은, 인가되는 제1 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부와, 상기 제1 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부 및, 기 설정된 기울기를 가지는 복수의 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내의 상기 제1전압이 상기 Q 기준값 하나에 대응하도록 하는 제1 슬로프를 생성하고, 상기 제1전압이 상기 데드밴드 영역 외인지 내인지 여부에 근거하여 상기 제1 슬로프 또는 상기 복수의 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효 전류가 출력되도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 Q 기준값에 대응하는 상기 데드밴드 영역의 상한과 하한으로부터 각각 제1 지점 및 제2 지점을 검출하고, 상기 제1 지점과 제2 지점을 잇는 상기 제1 슬로프를 생성하며, 상기 제1 지점 및 제2 지점을 기준으로, 각각 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제2 슬로프 및 제3 슬로프를 생성하고, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제2 슬로프 또는 제3 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제2 슬로프 및 제3 슬로프를 생성하는 것을 특징으로 한다.
일실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 결정된 무효전류의 출력값 Q를 상기 유연전송장치에 출력하여, 상기 유연전송장치가 상기 출력값 Q에 대응하는 무효전류를 흡수 또는 공급하도록 상기 유연전송장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 데드밴드 영역과 상기 기준 전압 곡선은, 상기 제1 전압을 Y축으로 하고, 상기 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값들을 X축으로 하는 2차원 그래프 상에 형성되며, 상기 제1 슬로프는, 수직의 기울기를 가지는 슬로프임을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유연전송 장치 제어 시스템은, 인가되는 제1 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부와, 상기 제1 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부 및, 기 설정된 기울기를 가지는 복수의 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내의 상기 제1전압이 상기 Q 기준값 하나에 대응하도록 하는 제1 슬로프 및, 상기 데드밴드 영역 내에서 복수의 서로 다른 출력값 Q가 상기 데드밴드 영역의 상한 전압 또는 하한 전압 중 어느 하나에 대응되도록 하는 제2 슬로프를 생성하고, 상기 제1전압이 상기 데드밴드 영역 내인 경우 상기 제1 슬로프 또는 제2 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효전류가 출력되도록 하고, 상기 제1전압이 상기 데드밴드 영역 외인 경우 상기 복수의 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효전류가 출력되도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 Q 기준값이 양의 값을 가지는 경우, 상기 Q 기준값에 대응하는 데드밴드 상한선 상의 제1 지점을 검출 및 동일한 Q값을 가지는 데드밴드 하한선 상의 제2 지점을 검출하며, 상기 제1 지점과 제2 지점을 이어서 상기 제1 슬로프를 생성하고, Q값이 0인 데드밴드 하한선 상의 제3 지점을 검출 및 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 이어서 상기 제2 슬로프를 생성하며, 상기 제1 지점 및 제3 지점을 기준으로, 각각 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제3 슬로프 및 제4 슬로프를 생성하고, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 슬로프 또는 제2 슬로프 중 어느 하나에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제3 슬로프 또는 제4 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 Q 기준값이 음의 값을 가지는 경우, 상기 Q 기준값에 대응하는 데드밴드 하한선 상의 제1 지점을 검출 및 동일한 Q값을 가지는 데드밴드 상한선 상의 제2 지점을 검출하며, 상기 제1 지점과 제2 지점을 이어서 상기 제1 슬로프를 생성하고, Q값이 0인 데드밴드 상한선 상의 제3 지점을 검출 및 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 이어서 상기 제2 슬로프를 생성하며, 상기 제1 지점 및 제3 지점을 기준으로, 각각 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제3 슬로프 및 제4 슬로프를 생성하고, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 슬로프 또는 제2 슬로프 중 어느 하나에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제3 슬로프 또는 제4 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 결정된 무효전류의 출력값Q를 상기 유연전송장치에 출력하여, 상기 유연전송장치가 상기 출력값Q에 대응하는 무효전류를 흡수 또는 공급하도록 상기 유연전송장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 데드밴드 영역과 상기 기준 전압 곡선은, 상기 제1 전압을 Y축으로 하고, 상기 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값들을 X축으로 하는 2차원 그래프 상에 형성되며, 상기 제1 슬로프는, 수직의 기울기를 가지는 슬로프이며, 상기 제2 슬로프는, 기울기가 0인 슬로프임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제3 슬로프 및 제4 슬로프를 생성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유연전송 장치는, 전원과 계통(grid) 사이에 위치하거나 또는 상기 계통과, 상기 계통에 연결된 부하 사이에 위치하며, 상기 제어부는, 상기 유연전송 장치가 상기 전원과 상기 계통 사이에 위치하는 경우 상기 전원과 상기 계통이 연결되는 지점으로부터 측정되는 전압을 상기 제1 전압으로 인가 받거나, 상기 유연전송 장치가 상기 계통과 상기 부하 사이에 위치하는 경우 상기 계통과 상기 부하가 연결되는 지점으로부터 측정되는 전압을 상기 제1 전압으로 인가 받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유연전송 장치의 제어 시스템 및 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 지정된 Q값과 기울기, 그리고 기 설정된 상한 전압과 하한 전압에 근거하여, 일정한 Q값의 범위 내에서는 특정 Q값을 가지거나 또는 특정 기준 전압을 가지도록 하고, 상기 일정한 Q값의 범위를 벗어나는 영역에 대해서는 기 설정된 기울기를 가지는 슬로프를 생성할 수 있도록 한다. 그리고 생성된 슬로프에 근거하여 유연전송 장치에서 무효 전력을 생성하기 위한 Q값을 결정하도록 한다.
이에 따라 본 발명은 일정한 Q값의 범위 내에서는 계통 특성의 변동과 상관없이 특정한 Q값이 결정되도록 하고, 상기 Q값의 범위를 벗어나는 영역에 대해서는 기 설정된 기울기를 가지는 기준 전압 곡선에 따라 Q값이 결정되도록 함으로써, 불필요하게 무효 전력이 변경되지 않도록 하면서도, 계통특성의 변동에 대한 Q값의 마진을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명은 일정한 Q값의 범위 내에서는 복수의 Q값이 특정 기준 전압에 대응하도록 함으로써 서로 다른 Q값으로도 유연전송 장치가 동일한 기준 전압에 따라 무효 전력을 생성하도록 할 수 있다. 이에 따라 유연전송 장치에 설정할 수 있는 Q값의 마진을 확보할 수 있다는 설계상의 장점이 있다.
도 1a와 1b는 드루프 제어 방식 및 데드밴드 제어 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템을 포함하는 계통 전력 공급 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 유연전송 장치를 제어하는 제어 시스템의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템에서, 계통에 공급되는 전력의 특성에 따라 Q값을 결정하여 유연전송 장치로 제공하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는, 도 4의 과정에서 지정된 Q값과 기울기 및, 데드밴드 영역에 근거하여 기준 전압 곡선의 슬로프를 생성하는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은, 도 5의 과정에 따라 생성된 기준 전압 곡선의 슬로프를 도시한 예시도이다.
도 7은, 도 4의 과정에서 지정된 Q값과 기울기 및, 데드밴드 영역에 근거하여 기준 전압 곡선의 슬로프를 생성하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8은, 도 7의 과정에 따라 생성된 기준 전압 곡선의 슬로프를 도시한 예시도이다.
도 9는, 도 4의 과정에서 지정된 Q값과 기울기 및, 데드밴드 영역에 근거하여 기준 전압 곡선의 슬로프를 생성하는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 10은, 도 9의 과정에 따라 지정된 Q값이 양수인 경우와 음수인 경우에 각각 생성되는 기준 전압 곡선의 슬로프들을 도시한 예시도들이다.
도 11은 계통 전압이 상승하는 경우와 하강하는 경우에 본 발명의 제3 실시 예에 따라 형성된 기준 전압 곡선에 따라 유연전송 장치의 동작점이 형성되는 과정의 예를 도시한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템(230)을 포함하는 계통 전력 공급 구조를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템을 포함하는 계통 전력 공급 구조는 전력을 공급하는 전원(200)과, 유연전송 장치(210), 유연전송 장치(210)로부터 전달된 전력을 연결된 다른 기기들에 공급하는 계통(grid)(220), 그리고 상기 유연전송 장치(210)를 제어하는 제어 시스템(230)을 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 유연전송 장치(210)는 전원(200)으로부터 공급되는 전력을 계통(220)에 전달할 수 있다. 유연전송 장치(210)는 전력을 계통(220)에 전달하면서, 전원(200)으로부터 공급되는 전력의 변동에 따라 무효 전력을 더 공급하거나 또는 상기 전원(200)으로부터 공급되는 전력으로부터 무효 전력을 흡수할 수 있다.
여기서 더 공급되거나 또는 흡수되는 무효 전력은 제어 시스템(230)으로부터 입력되는 Q값에 따라 결정될 수 있다. 일 예로 제어 시스템(230)으로부터 입력되는 Q값이 음수인 경우, 유연전송 장치(210)는 전원(200)으로부터 공급되는 전력에, Q값의 크기에 대응하는 무효 전력을 더 공급하여 계통(220)에 전달할 수 있다. 반대로 제어 시스템(230)으로부터 입력되는 Q값이 양수인 경우, 유연전송 장치(210)는 전원(200)으로부터 공급되는 전력으로부터 Q값의 크기에 대응하는 무효 전력을 흡수하여 계통(220)에 전달할 수 있다.
이러한 유연전송 장치(210)는 정적 무효전력 보상기 (Static Var Compensator, SVC) 또는 정적 동기식 보상기 (STATic synchronous COMpensator, STATCOM)일 수 있다.
또한 유연전송 장치(210)는 복수개 구비될 수 있으며, 이 경우 각각의 유연전송 장치를 통해 계통(220)으로 공급되는 전력은 서로 다를 수 있다. 즉 계통(220)에서 요구되는 전력이, 복수의 유연전송 장치를 통해 계통(220)으로 전달될 수 있으며, 이 경우 각 유연전송 장치가 부담하는 전력 부담비율에 따라 서로 다른 크기의 전력이 각 유연전송 장치를 통해 계통(220)으로 전달될 수 있다.
한편 제어 시스템(230)은 전원(200)으로부터 입력되는 전력을 분석하고 분석한 결과에 따라 현재 계통에 입력되는 전원의 특성, 즉 계통특성에 따른 Q값을 결정할 수 있다. 이를 위해 제어 시스템(230)은 X축을 Q값으로, Y축을 계통 전력의 전압으로 하는 그래프를 생성할 수 있으며, 상기 계통특성에 대응하는 계통특성 그래프로부터 유연전송 장치(210)에 제공할 Q값을 결정하기 위한 기준 전압 곡선을 생성할 수 있다.
한편 상기 기준 전압 곡선은, 미리 지정된 Q값(Q 지정값) 및 지정된 기울기, 그리고 기 설정된 상한 전압과 하한 전압에 근거하여 생성되는 슬로프를 따라 생성될 수 있다. 그리고 제어 시스템(230)은 슬로프에 따라 생성된 기준 전압 곡선과, 현재 계통에 입력되는 전원의 특성, 즉 계통특성 곡선에 근거하여 유연전송 장치(210)에 제공할 Q값을 결정할 수 있다.
여기서 상기 기준 전압 곡선은 계통특성 곡선이 지향하여야 할 기준 전압들을 의미할 수 있다. 즉, 제어 시스템(230)은 기준 전압 곡선과 계통특선 곡선을 비교하여 계통(220)에 공급되는 전압과 기준 전압이 같아지도록 무효 전류의 양을 조절할 수 있다. 이를 위해 제어 시스템(230)은 기준 전압 곡선과 계통특선 곡선의 교차점에 근거하여 Q값을 결정하고 결정된 Q값을 유연전송 장치(210)에 제공할 수 있다. 그러면 유연전송 장치(210)는 상기 Q값에 대응하는 무효 전력을 흡수 또는 공급할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 유연전송 장치(210)를 제어하는 제어 시스템(230)의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템(230)은, 제어부(300)와, 계통 특성 분석부(310), 슬로프 생성부(320), 데드밴드 생성부(330) 및, 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 출력부(350)와 메모리(340)를 더 포함할 수 있다.
먼저 계통특성 분석부(310)는 계통(220)으로 입력되는 전력의 특성을 분석할 수 있다. 일 예로 계통 특성 분석부(310)는 전원과 계통(grid)가 연결된 지점의 전압을 측정하여 전원으로부터 입력되는 전력을 분석할 수 있다.
한편 계통특성 분석부(310)의 분석 결과는 현재 전원(200)으로부터 계통(220)에 입력되는 전력의 특성, 즉 계통특성이 될 수 있다. 상기 계통특성은 전압과 Q값에 따른 2차원 그래프상에 생성되는 곡선(계통특성 곡선)으로 나타날 수 있다. 이 경우 바람직하게, 상기 그래프는 Y축을 전압으로, X축을 Q값으로 하고, Q값과 전압이 0인 지점을 원점으로 하는 그래프일 수있다. 이 경우 상기 계통특성 곡선은 상기 그래프상에서 일정한 기울기를 가지는 직선의 형태로 나타날 수 있다.
그리고 슬로프 생성부(320)는, 상기 그래프 상에, 기준 전압 곡선을 생성하기 위한 슬로프를 생성할 수 있다. 여기서 상기 슬로프는 두루프 제어 방식에 따라 유연전송 장치(210)를 제어하기 위한 슬로프일 수 있다. 슬로프 생성부(320)는 제어부(300)의 제어에 따라 결정되는 일 지점과 다른 지점 사이를 잇는 슬로프를 생성할 수 있으며, 기 설정된 기울기를 가지는 슬로프를 생성할 수 있다. 또한 슬로프 생성부(320)는 상기 기 설정된 기울기를 가지는 슬로프를 생성하는데 있어서, 상기 그래프 상에서 상기 제어부(300)에 의해 지정된 영역에 중첩되지 않도록 슬로프를 생성할 수 있다.
한편 데드밴드 생성부(330)는 제어부(300)에 의해 지정되는 상한전압과 하한전압에 따른 데드밴드영역을 생성할 수 있다. 여기서 데드밴드영역은 최대 Q값과 최소 Q값의 제한 없이 상기 상한전압과 상기 하한전압만으로 형성되는 영역일 수 있다. 즉, 모든 Q값에 대응하는 상기 상한전압과 하한전압 사이의 영역이, 본 발명의 실시 예에 따른 데드밴드 생성부(330)에 의해 생성되는 데드밴드 일 수 있다.
한편 제어부(300)는 연결된 각 구성요소를 제어할 수 있다. 먼저 계통특성 분석부(310)로부터 계통 특성이 분석되면, 데드밴드 생성부(330)를 제어하여 상기 데드밴드 영역을 생성할 수 있다. 그리고 상기 데드밴드 영역의 상한선 및 하한선으로부터 지정된 Q값에 대응하는 지점들을 각각 검출할 수 있다. 그리고 검출된 지점들에 근거하여 각 지점들을 잇는 슬로프를 생성하도록 슬로프 생성부(320)를 제어하거나, 또는 상기 각 지점들로부터 기 설정된 기울기를 가지는 슬로프를 생성하도록 슬로프 생성부(320)를 제어할 수 있다. 그리고 적어도 하나의 슬로프가 생성되면, 생성된 적어도 하나의 슬로프에 근거하여 기준 전압 곡선을 생성하고, 생성된 기준 전압 곡선과 계통특성 분석부(310)로부터 분석된 계통특성 곡선에 근거하여 Q값을 결정할 수 있다.
메모리(340)는 상기 제어부(300)의 전반적인 동작과 관련된 정보들을 저장할 수 있다. 메모리(340)는 상기 데드밴드 영역을 생성하기 위한 전압 상한값과 전압 하한값에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한 슬로프를 생성하기 위한 적어도 하나의 기울기에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 지정된 Q값에 대한 정보를 저장할 수 있다.
여기서 지정된 Q값, 즉 Q지정값은 사용자의 의해 미리 지정된 값일 수 있다. 일 예로 상기 Q지정값은 본 발명과 관련되어 복수회 수행된 최적화 시험의 결과에 따라 결정되는 특정 Q값일 수 있다. 또는 상기 Q지정값은 통상적인 데드밴드 제어 방식에서 결정될 수 있는 특정한 Q값과 같은 방식으로 결정되는 값일 수도 있다.
또는 상기 Q 지정값은, 본 발명의 실시 예에 따른 유연전송 장치(210)가 복수인 경우 각 유연전송 장치가 부담하는 전력 부담비율에 따라 각 유연전송 장치 별로 서로 다르게 결정되는 값일 수 있다.
한편 출력부(350)는 제어부(300)에 의해 Q값이 결정되면, 결정된 Q값을 유연전송 장치(210)에 입력할 수 있다. 이를 위해 출력부(350)는 상기 유연전송 장치(210)와 연결될 수 있는 인터페이스를 포함할 수 있으며, 상기 인터페이스를 통해 상기 Q값이 유연전송 장치(210)에 전달될 수 있다.
한편 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템(230)에서, 계통(220)에 공급되는 전력 특성으로부터 본 발명의 실시 예에 따라 Q값을 결정하여 유연전송 장치(210)에 출력하는 동작 과정을 도시한 것이다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 본발명의 실시예에 따른 제어시스템(230)의 제어부(300)는 먼저 계통에 공급되는 전류 및 전압에 근거하여 계통특성을 분석할 수있다(S400). 이 경우 제어부(300)는 전압과 Q값에 따른 2차원 그래프 상에 생성되는 곡선으로 상기 계통특성을 분석할 수있다. 여기서 상기 그래프는 Y축을 전압으로, X축을 Q값으로 하고, Q값과 전압이 0인 지점을 원점으로 하는 그래프일 수있다.
그리고 제어부(300)는 메모리(340)에 저장된 상한 전압과 하한 전압에 근거하여 본 발명의 실시 예에 따른 데드밴드 영역을 생성할 수 있다(S500).
한편 데드밴드 영역이 생성되면, 제어부(300)는 Q 지정값과 기 설정된 기울기, 그리고 상기 S500 단계에서 생성된 데드밴드 영역에 근거하여 슬로프를 생성할 수 있다. 여기서 생성되는 슬로프는, 적어도 하나의 슬로프가 서로 연결되어 생성되는 슬로프일 수 있다. 그리고 제어부(300)는 슬로프를 따라 기준 전압 곡선을 형성하고, 형성된 기준 전압 곡선과 상기 S400 단계에서 분석된 계통특성에 따른 계통특선 곡선이 교차점을 결정할 수 있다. 그리고 교차점에 근거하여 Q값을 결정할 수 있다(S600).
그리고 제어부(300)는 상기 S600 단계에서 결정된 Q 값을 유연전송 장치(210)로 출력할 수 있다(S700). 그러면 유연전송 장치(210)는 제어부(300)로부터 입력된 Q값이 양수인지 음수인지 여부에 따라, 상기 Q값에 대응하는 무효 전력을 더 공급하여 계통(220)에 전력을 전달하거나 또는 계통(220)에 전달되는 전력으로부터 상기 Q값에 대응하는 무효 전력을 흡수할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 결정된 Q 값에 따라 유연전송 장치(210)가 상기 Q값에 대응하는 무효 전력을 더 공급하도록 하거나 또는 흡수하도록 상기 유연전송 장치(210)를 제어할 수 있다.
한편 상기 S600 단계에서 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(300)는, 일정한 Q값의 범위 내에서는 복수의 Q값에 대응하는 기준 전압이 동일한 값을 가지는 영역을 포함하는 슬로프를 생성할 수 있다. 이는 Q값이 다르더라도 유연전송 장치(210)가 동일한 기준 전압에 따라 무효 전력을 생성하도록 함으로써, 유연전송 장치(210)에 지정할 수 있는 Q 값의 폭, 즉 마진을 확보할 수 있다는 설계상의 이점이 있기 때문이다.
이처럼 일정한 Q값의 범위 내에서는 복수의 Q값에 대응하는 기준 전압이 동일한 값을 가지는 영역을 포함하는 슬로프를 생성하는 본 발명의 실시 예를, 이하에서는 본 발명의 제1 실시 예라고 하기로 한다. 그리고 하기 도 5 내지 도 6을 통해 설명하기로 한다.
한편 상기 S600 단계에서 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(300)는, 일정한 계통 전압의 범위 내에서는 계통 전압의 변동과 상관없이 특정한 Q값이 결정되도록 하는 영역을 포함하는 슬로프를 생성할 수 있다. 이는 계통특성이 변동하더라도 일정 범위 내에서 변동하는 경우에는 특정 Q값이 결정되도록 함으로써, 불필요하게 무효 전력이 빈번하게 변경되는 경우를 방지할 수 있다는 이점이 있기 때문이다.
이처럼 일정한 범위 내에서는 계통 특성의 변동과 상관없이 특정한 Q값이 결정되도록 하는 영역을 포함하는 슬로프를 생성하는 본 발명의 실시 예를, 이하에서는 본 발명의 제2 실시 예라고 하기로 한다. 그리고 하기 도 7 내지 도 8을 통해 설명하기로 한다.
이하에서는 이와 같이 구성된 제어 시스템(230)에서, Q 지정값과 기 설정된 기울기, 그리고 상한 전압과 하한 전압에 의해 결정되는 데드밴드 영역에 근거하여, 기준 전압 곡선을 형성하기 위한 슬로프를 생성하는 과정들을 첨부된 도면들을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
먼저 도 5는, 도 4의 과정에서 지정된 Q값과 기울기 및, 데드밴드 영역에 근거하여 기준 전압 곡선의 슬로프를 생성하는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 6은, 도 5의 과정에 따라 생성된 기준 전압 곡선의 슬로프를 도시한 예시도이다.
도 5에서 도시된 과정은, 제어부(300)가 상기 도 4의 S600 단계를 수행하는 경우를 보다 세부적으로 도시한 것일 수 있다. 따라서 상기 도 4의 S500 단계를 통해 데드밴드 영역이 생성된 상태에서 수행되는 과정일 수 있다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어시스템(230)의 제어부(300)는 먼저 기 설정된 기울기를 가지는 제1슬로프(660)를 생성할 수 있다.
그리고 제1 슬로프(660)가 생성되면, 제어부(300)는 제1 슬로프(660)와 현재 생성된 데드밴드 영역의 상한선과 하한선 각각의 교차점들(661, 662)을 검출할 수 있다(S604). 이 경우 상기 데드밴드 영역의 상한선에서 검출된 교차점은 제1 교차점(661), 상기 데드밴드 영역의 하한선에서 검출된 교차점은 제2 교차점(662)이 될 수 있다.
그러면 제어부(300)는 제1 및 제2 교차점(661, 662) 각각으로부터 Q 지정값(650)에 대응하는 데드밴드 상한선과 하한선의 일 지점까지, 기울기가 0인 부분 슬로프들을 생성할 수 있다. 그리고 제1 및 제2 교차점(661. 662)를 잇는 부분 슬로프를 생성할 수 있다(S606).
즉, 제어부(300)는 제1 교차점(661)으로부터, Q 지정값에 대응하는 데드밴드 상한선 상의 제1 지점(671)까지 기울기가 0인 제1 부분 슬로프(681)를 생성할 수 있다. 따라서 상기 제1 부분 슬로프(681)에 따른 영역, 즉 제1 교차점(661)으로부터 제1 지점(671)에 대응하는 Q 값들에 대한 기준 전압이 데드밴드 상한 전압으로 설정될 수 있다.
제2 교차점(662)으로부터, Q 지정값에 대응하는 데드밴드 하한선 상의 제2 지점(672)까지 기울기가 0인 제2 부분 슬로프(682)를 생성할 수 있다. 따라서 상기 제2 부분 슬로프(682)에 따른 영역, 즉 제2 교차점(662)으로부터 제2 지점(672)에 대응하는 Q 값들에 대한 기준 전압이 데드밴드 하한 전압으로 설정될 수 있다.
그리고 제어부(300)는 상기 제1 지점(671)과 제2 지점(672)을 서로 잇는 제3 부분 슬로프(683)를 생성할 수 있다. 여기서 상기 제3 슬로프(683)는 상기 제1 교차점(671)과 제2 교차점(672) 사이에서 상기 Q 지정값(650)에 대응하는 기울기가 무한대인, 수직의 기울기를 가지는 슬로프일 수 있다. 이에 따라 계통 특성 곡선이 상기 제1 교차점(671)과 제2 교차점(672) 사이를 지나는 경우 상기 Q 지정값(650)이 Q값으로 출력될 수 있다.
한편 제1 슬로프와 부분 슬로프들(681, 682, 683)이 생성되면, 제어부(300)는 상기 제1 슬로프(660)와 부분 슬로프들(681, 682, 683)을 따라 기준 전압 곡선을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명의 제1 실시 예에 따라 슬로프가 생성되는 경우, 기준 전압 곡선은 Q 지정값(650)을 기준으로, 복수의 Q값에 대응하는 기준 전압이 동일한 값을 가지는 영역들(제1 및 제2 부분 슬로프(681, 682))을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 부분 슬로프(681, 682)들은 복수의 서로 다른 출력값 Q가 상기 데드밴드 영역의 상한 전압 또는 하한 전압 중 어느 하나에 대응하는 전압으로, 계통 전압이 유도되는 동작점을 형성하는 슬로프일 수 있다.
그리고 제어부(300)는 상기 제1 슬로프(660)와 부분 슬로프들(681, 682, 683)을 따라 형성된 기준 전압 곡선과 상기 도 4의 S400 단계에서 분석된 계통특성 곡선의 교차점을 검출할 수 있다(S608). 그러면 검출된 교차점에 근거하여 결정되는 Q값이 도 4의 S600 단계에서 유연전송 장치(210)로 출력될 수 있다.
한편 도 7은, 도 4의 과정에서 지정된 Q값과 기울기 및, 데드밴드 영역에 근거하여 기준 전압 곡선의 슬로프를 생성하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 도 8은, 도 7의 과정에 따라 생성된 기준 전압 곡선의 슬로프를 도시한 예시도이다.
도 7에서 도시된 과정은, 제어부(300)가 상기 도 4의 S600 단계를 수행하는 경우를 보다 세부적으로 도시한 것일 수 있다. 따라서 상기 도 4의 S500 단계를 통해 데드밴드 영역이 생성된 상태에서 수행되는 과정일 수 있다.
도 7을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템(230)의 제어부(300)는 먼저 Q 지정값에 대응하는 데드밴드 상한선 및 하한선 상의 제1 지점(801) 및 제2 지점(802)을 검출할 수 있다(S702). 그리고 제어부(300)는 검출된 제1 지점(801)과 제2 지점(802)을 서로 잇는 제1 슬로프(810)를 생성할 수 있다(S704).
제1 슬로프(810)가 생성되면, 제어부(300)는 상기 제1 지점(801)과 제2 지점(802) 각각으로부터 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제2 슬로프(820) 및 제3 슬로프(830)를 생성할 수 있다(S706). 이 경우 제어부(300)는 상기 제1 지점(801)과 제2 지점(802) 각각으로부터 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제2 슬로프(820)와 제3 슬로프(830)를 생성할 수 있다. 이에 따라 상기 제2 슬로프(820)와 제3 슬로프(830)는, 도 8에서 보이고 있는 바와 같이 각각 제1 지점(801)과 제2 지점(802)을 기준으로 데드밴드 영역 외부에 대해 형성될 수 있다.
한편 슬로프들(810, 820, 830)이 생성되면, 제어부(300)는 상기 제1 슬로프(810)와 제2 및 제3 슬로프(820, 830)를 따라 기준 전압 곡선을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명의 제2 실시 예에 따라 슬로프가 생성되는 경우, 기준 전압 곡선은 일정한 범위 내에서는 계통 특성의 변동과 상관없이 특정한 Q값이 결정되도록 하는 영역(제1 슬로프(810))을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제1 슬로프(810)는 무한대의 기울기, 즉 수직의 기울기를 가지는 슬로프일 수 있다.
그리고 제어부(300)는 상기 제1 슬로프(810)와 제2 내지 제3 슬로프(820, 830)를 따라 형성된 기준 전압 곡선과 상기 도 4의 S400 단계에서 분석된 계통특성 곡선의 교차점을 검출할 수 있다(S708). 그러면 검출된 교차점에 따라 결정되는 Q값이 도 4의 S600 단계에서 유연전송 장치(210)로 출력될 수 있다.
한편 본 발명이 제1 실시 예의 경우, 일부에 불과하나 기준 전압 곡선이 X축과 평행한 제1 부분 슬로프(681) 및 제2 부분 슬로프(682)를 포함한다. 따라서 계통특성 곡선이 상기 제1 부분 슬로프(681) 또는 제2 부분 슬로프(682) 상이 일 지점과 교차하는 상태에서 계통특성이 변경되는 경우, 계통특성의 변경에 따라 Q값의 크기가 크게 변동된다는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 이러한 Q값의 큰 변동은, 유연전송 장치(210)에 설정할 수 있는 Q 값의 범위, 즉 마진을 감소시킬 수 있다.
한편 상술한 바와 같이 Q값이 0보다 큰 경우(Inductive 영역의 경우) 무효 전력을 흡수하고, Q값이 0보다 작은 경우(Capacitive 영역의 경우) 무효 전력을 공급한다. 따라서 도 8에서 보이고 있는 바와 같이 Q 지정값(650)이 양수일 때에는, 데드밴드 하한선과 지정된 Q값의 교차점(제2 지점, 802)으로부터 Q값이 0인 지점 사이의 Q값이 결정되면, 결정된 Q값은 양수로서 유연전송 장치(210)에 출력되는 경우 무효 전력을 흡수하게 된다.
그러나 제2 지점(802)으로부터 Q값이 0인 지점까지는 제3 슬로프(830)에 의해 Q값이 결정되는 영역으로서, 해당 영역과 계통특성 곡선이 교차하는 경우 계통 전압이 데드밴드 하한에 대응하는 전압 보다 낮은 전압일 수 있다.
이러한 경우 무효 전류를 더 공급함으로써 계통 전압을 상승시켜야 하나, 도 8에서 보이고 있는 바와 같이 무효 전력을 흡수하는 Q값(양의 값을 가지는 Q값)이 유연전송 장치(210)로 출력될 수 있다는 문제가 있다.
반대로 만약 지정된 Q값이 음수인 경우라면, 데드밴드 상한선과 지정된 Q값의 교차점(제1 지점, 801)으로부터 Q값이 0인 지점 사이의 Q값이 검출되면, 결정된 Q값은 음수로서 유연전송 장치(210)에 출력되는 경우 무효 전력을 공급하게 된다.
그러나 제1 지점(801)으로부터 Q값이 0인 지점까지는 제2 슬로프(820)에 의해 Q값이 결정되는 영역으로서, 해당 영역과 계통특성 곡선이 교차하는 경우 계통 전압이 데드밴드 상한에 대응하는 전압 보다 높은 전압일 수 있다. 이러한 경우 무효 전류를 흡수함으로써 계통 전압을 감소시켜야 하나, 무효 전력을 공급하는 Q값(음의 값을 가지는 Q값)이 유연전송 장치(210)로 출력될 수 있다는 문제가 있다.
이러한 상기 제1 실시 예 및 제2 실시 예에서 살펴본 문제점들을 해소하기 위해, 제어부(300)는 상기 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에서 도시된 특징들을 모두 가지고 있는 슬로프를 생성할 수 있다. 이하 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 특징들을 모두 가지고 있는 슬로프를 생성하는 본 발명의 실시 예를 본 발명의 제3 실시 예라고 하기로 한다. 그리고 본 발명의 제3 실시 예를 하기 도 9 내지 도 10을 통해 설명하기로 한다.
일 예로 본 발명의 제3 실시 예에 따른 슬로프는, 지정된 Q값(650)이 양수인 경우에는, Q 지정값(650)에 대응하는 데드밴드 하한선 상의 일 지점으로부터 Q값이 0인 지점을 잇는 기울기 0인 영역을 포함함으로써 Q값이 0보다 큰 경우에는 기준 전압의 최소값이 데드밴드 하한 전압이 될 수 있도록 한다. 반면 지정된 Q값(650)이 음수인 경우에는 Q 지정값(650)에 대응하는 데드밴드 상한선 상의 일 지점으로부터 Q값이 0인 지점을 잇는 기울기 0인 영역을 포함함으로써, Q값이 0보다 작은 경우에는 기준 전압의 최대값이 데드밴드 상한 전압이 될 수 있도록 한다.
먼저 도 9는, 도 4의 과정에서 지정된 Q값과 기울기 및, 데드밴드 영역에 근거하여 기준 전압 곡선의 슬로프를 생성하는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 도 10은, 도 9의 과정에 따라 지정된 Q값이 양수인 경우(도 10의 (a))와 음수인 경우(도 10의 (b))에 각각 생성되는 기준 전압 곡선의 슬로프들을 도시한 예시도들이다.
도 9에서 도시된 과정은, 제어부(300)가 상기 도 4의 S600 단계를 수행하는 경우를 보다 세부적으로 도시한 것일 수 있다. 따라서 상기 도 4의 S500 단계를 통해 데드밴드 영역이 생성된 상태에서 수행되는 과정일 수 있다.
도 9를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시스템(230)의 제어부(300)는 먼저 Q 지정값(650)이 양수인지 음수인지 여부를 판단할 수 있다(S900).
S900 단계의 판단 결과 Q 지정값(650)이 양수인 경우, Q 지정값(650)에 대응하는 데드밴드 상한선 상의 제1 지점(1000)을 검출할 수 있다(S910). 그리고 제어부(300)는 상기 제1 지점(1000)과 동일한 Q값을 가지는 데드밴드 하한선 상의 제2 지점(1002)을 검출할 수 있다(S912).
한편 제1 지점(1000)과 제2 지점(1002)이 검출되면, 제어부(300)는 검출된 제1 지점(1000)과 제2 지점(1002)을 잇는 제1 슬로프(1004)를 생성할 수 있다(S914). 이 경우 제1 지점(1000)과 제2 지점(1002)은 동일한 Q 값을 가지므로, 상기 제1 슬로프(1004)는 X축에 대해 수직으로 형성될 수 있다. 즉 계통특성이 변동되는 경우라도 상기 제1 슬로프(1004)에 교차하는 경우, 특정 Q 값, 즉 Q 지정값(650)이 유연전송 장치(210)로 출력될 수 있다. 그리고 제어부(300)는 Q값이 0인 데드밴드 하한선 상의 제3 지점(1006)을 검출할 수 있다(S916).
제3 지점(1006)이 검출되면, 제어부(300)는 상기 제2 지점(1002)과 제3 지점(1006)을 잇는 제2 슬로프(1008)를 생성할 수 있다(S930). 여기서 상기 제2 슬로프(1008)는 0의 기울기를 가지는 슬로프일 수 있다. 즉 제2 슬로프(1008)는 X축에 대해 평행하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 지점(1002)과 제3 지점(1006) 사이에서는 데드밴드 하한 전압에 대응하는 전압이 기준 전압으로 설정될 수 있다.
한편 제3 지점(1006)이 검출되면, 제어부(300)는 제1 지점(1000)과 제(1006) 지점 각각으로부터 기 설정된 기울기를 가지는 제3 슬로프(1010) 및 제4 슬로프(1012)를 서로 반대 방향으로 생성할 수 있다(S932). 이 경우 제어부(300)는 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제3 슬로프(1010) 및 제4 슬로프(1012)를 생성할 수 있다. 이에 따라 상기 제3 슬로프(1010) 및 제4 슬로프(1012)는 도 10의 (a)에서 보이고 있는 바와 같이 데드밴드 영역 외부에 대해 형성될 수 있다.
그러면 제어부(300)는 상기 제1 내지 제4 슬로프(1004, 1008, 1010, 1012)를 따라 기준 전압 곡선을 생성할 수 있다. 그리고 상기 도 4의 S400 단계에서 분석된 계통특성 곡선과 상기 생성된 기준 전압 곡선의 교차점을 검출할 수 있다. 그리고 검출된 교차점에 근거하여 Q값을 결정할 수 있다(S934). 그러면 도 4의 S700 단계에서, 상기 S934 단계에서 결정된 Q 값이 출력부(350)를 통해 유연전송 장치(210)에 입력될 수 있으며, 입력된 Q 값에 따라 유연전송 장치(210)가 제어될 수 있다.
상기 S900 단계의 판단 결과 Q 지정값(650)이 음수인 경우, Q 지정값(650)에 대응하는 데드밴드 상한선 상의 제1 지점(1050)을 검출할 수 있다(S920). 그리고 제어부(300)는 상기 제1 지점(1050)과 동일한 Q값을 가지는 데드밴드 하한선 상의 제2 지점(1052)을 검출할 수 있다(S922).
한편 제1 지점(1050)과 제2 지점(1052)이 검출되면, 제어부(300)는 검출된 제1 지점(1050)과 제2 지점(1052)을 잇는 제1 슬로프(1054)를 생성할 수 있다(S924). 이 경우 제1 지점(1050)과 제2 지점(1052)은 동일한 Q 값을 가지므로, 상기 제1 슬로프(1054)는 X축에 대해 수직으로 형성될 수 있다. 그리고 제어부(300)는 Q값이 0인 데드밴드 상한선 상의 제3 지점(1056)을 검출할 수 있다(S926).
제3 지점(1056)이 검출되면, 제어부(300)는 상기 제1 지점(1050)과 제3 지점(1056)을 잇는 제2 슬로프(1058)를 생성할 수 있다(S930). 여기서 상기 제2 슬로프(1058)는 0의 기울기를 가지는 슬로프일 수 있다.
한편 제3 지점(1056)이 검출되면, 제어부(300)는 제2 지점(1052)과 제3 지점(1056) 각각으로부터 기 설정된 기울기를 가지는 제3 슬로프(1060) 및 제4 슬로프(1062)를 서로 반대 방향으로 생성할 수 있다(S932). 이 경우 제어부(300)는 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제3 슬로프(1060) 및 제4 슬로프(1062)를 생성할 수 있다. 이에 따라 상기 제3 슬로프(1060) 및 제4 슬로프(1062)는 도 10의 (b)에서 보이고 있는 바와 같이 데드밴드 영역 외부에 대해 형성될 수 있다.
그러면 제어부(300)는 상기 제1 내지 제4 슬로프(1054, 1058, 1060, 1062)를 따라 기준 전압 곡선을 생성할 수 있다. 그리고 계통특성 곡선과 기준 전압 곡선의 교차점을 검출할 수 있다. 그리고 검출된 교차점에 근거하여 Q값을 결정할 수 있다(S934).
한편 도 11의 (a) 및 (b)는 계통 전압이 상승하는 경우와 하강하는 경우에 본 발명의 제3 실시 예에 따라 형성된 기준 전압 곡선에 따라 유연전송 장치(210)의 동작점이 형성되는 과정의 예를 도시한 것이다.
먼저 도 11의 (a)를 참조하여 살펴보면, 계통 전압이 a일 때, 유연전송 장치(210)의 출력 기준 전압값은 Vref_a로 결정될 수 있다. 이 때 계통 전압이 b로 변하게 되면, 데드밴드 영역 내에서 빠른 유도성 출력이 발생되었다가 기존의 무효전력으로 돌아가게 된다. 이 때 유연전송 장치(210)의 출력 기준 전압값은 Vref_b로 바뀌게 된다.
한편 계통 전압이 c로 바뀔 때, 데드밴드 영역과 교차하기 때문에 기존의 무효전력 값으로 돌아가지 못하고 데드밴드 영역과의 교차점에 동작점이 형성될 수 있다. 그리고 출력 기준 전압값은 Vref_c로 바뀔 수 있다. 이러한 상태에서 더욱 전압이 상승하게 되면, 드루프 제어 특성을 가지는 Vref_d 곡선에 동작점이 형성될 수 있다.
한편 도 11의 (b)를 참조하여 살펴보면, 계통 전압이 a일 때, 유연전송 장치(210)의 출력 기준 전압값은 Vref_a로 결정될 수 있다. 이 때 계통 전압이 b로 변하게 되면, 데드밴드 영역 내에서 빠른 유도성 출력이 발생되었다가 기존의 무효전력으로 돌아가게 된다. 이 때 유연전송 장치(210)의 출력 기준 전압값은 Vref_b로 바뀔 수 있다. 그리고 계통 전압이 c로 바뀔 때, 드루프 제어 특성을 가지는 Vref_c 곡선에 동작점이 형성될 수 있으며, 계통 전압이 d로 변경되도록 계속해서 드루프 제어 특성을 가지는 Vref_c(=Vref_d) 곡선에 동작점이 형성될 수 있다.
한편 상기 도 4의 설명에서는 S400 단계를 통해 계통에 공급되는 전류 및 전압에 근거하여 계통 특성을 먼저 분석하는 것을 언급하였으나, 상기 계통 특성의 분석은 슬로프의 생성이 완료된 이후에 수행될 수도 있음은 물론이다.
이 경우 제어부(300)는 먼저 도 4의 S500 단계를 수행하여 데드밴드 영역을 생성하고, 지정된 Q값과 기 설정된 기울기, 그리고 데드밴드 영역에 근거하여, 상기 도 5 내지 도 10에서 설명한 제1 내지 제3 실시 예 중 어느 하나에 따른 슬로프를 먼저 생성할 수도 있음은 물론이다. 그리고 슬로프가 생성된 상태에서 도 4의 S400 단계를 통해 계통 특성을 분석하고, 분석된 결과에 따른 계통특성 곡선과 생성된 슬로프에 근거하여 Q값을 검출할 수도 있음은 물론이다.
한편 상술한 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 유연 전송 장치가 전원(200)과 계통(230) 사이에 위치하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 계통(230)과 상기 계통(230)에 연결된 부하 사이에 본 발명의 실시 예에 따른 유연 전송 장치가 구비될 수도 있음은 물론이다. 이 경우, 전원(200) - 계통(230) - 유연 전송 장치 - 부하(도시되지 않음)의 순서로 연결될 수도 있다.
이처럼 계통과 부하 사이에 유연 전송 장치가 구비되는 경우, 상기 유연 전송 장치는, 계통 특성 분석부(310) 대신, 상기 계통(230)과 부하가 연결된 지점의 전압을 측정하여, 계통(230)으로부터 부하로 공급되는 전력을 분석하기 위한 특성 분석부(이하 부하 특성 분석부)를 구비할 수 있다. 그리고 유연 전송 장치(210)는 상기 부하 특성 분석부의 분석 결과에 근거하여 계통(230)에서 부하로 공급되는 전류에 무효 전류를 더 공급하거나, 계통(230)으로부터 공급되는 전류로부터 무효 전류를 흡수함으로써 상기 부하로 공급되는 전류의 전압 변동을 보상할 수도 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 유연 전송 장치는 복수 개가 구비될 수도 있음은 물론이다. 일 예로 상술한 바와 같이, 전원과 계통 사이에 제1 유연 전송 장치가 구비되고, 계통과 부하 사이에 제2 유연 전송 장치가 구비될 수도 있다. 이 경우 제1 유연 전송 장치는 계통으로 공급되는 전류의 상황에 따라, 제2 유연 전송 장치는 부하로 공급되는 전류의 상황에 따라 각각 무효 전류를 더 공급하거나 또는 무효 전류를 흡수하도록 제어될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한, 상기 컴퓨터는 상기 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (17)

  1. 유연전송 장치를 제어하는 제어 시스템에 있어서,
    인가되는 제1 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부;
    상기 제1 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부; 및,
    기 설정된 기울기를 가지는 제1 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내에서 복수의 서로 다른 출력값 Q가 상기 데드밴드 영역의 상한 전압 또는 하한 전압 중 어느 하나에 대응되도록 하는 부분 슬로프를 적어도 하나 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외인지 내인지 여부에 근거하여 상기 제1 슬로프 또는 상기 적어도 하나의 부분 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효 전류가 출력되도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 Q 기준값에 대응하는 상기 데드밴드 영역의 상한과 하한으로부터 각각 제1 지점 및 제2 지점을 검출하고, 상기 제1 슬로프와 상기 데드밴드 영역이 교차하는 상기 데드밴드 영역의 상한의 일 지점인 제1 교차점과 상기 데드밴드 영역의 하한의 일 지점인 제2 교차점을 검출하며,
    상기 제1 교차점으로부터 상기 제1 지점까지 기울기가 0인 제1 부분 슬로프 및, 상기 제2 교차점으로부터 상기 제2 지점까지 기울기가 0인 제2 부분 슬로프 및, 상기 제1 교차점과 제2 교차점을 잇는 제3 슬로프를 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 부분 슬로프 또는 제2 부분 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제1 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3 슬로프는,
    상기 제1 교차점과 제2 교차점 사이에서 상기 Q 기준값에 대응하는 수직의 기울기를 가지는 슬로프임을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 결정된 무효전류의 출력값 Q를 상기 유연전송 장치에 출력하여, 상기 유연전송 장치가 상기 출력값 Q에 대응하는 무효전류를 흡수 또는 공급하도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 데드밴드 영역과 상기 기준 전압 곡선은,
    상기 제1 전압을 Y축으로 하고, 상기 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값들을 X축으로 하는 2차원 그래프 상에 형성되며,
    상기 제1 부분 슬로프 또는 제2 부분 슬로프는,
    기울기가 0인 슬로프임을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  6. 유연전송 장치를 제어하는 제어 시스템에 있어서,
    인가되는 제1 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부;
    상기 제1 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부; 및,
    기 설정된 기울기를 가지는 복수의 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내의 제1 전압이 상기 Q 기준값 하나에 대응하도록 하는 제1 슬로프를 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외인지 내인지 여부에 근거하여 상기 제1 슬로프 또는 상기 복수의 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효 전류가 출력되도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 Q 기준값에 대응하는 상기 데드밴드 영역의 상한과 하한으로부터 각각 제1 지점 및 제2 지점을 검출하고, 상기 제1 지점과 제2 지점을 잇는 상기 제1 슬로프를 생성하며,
    상기 제1 지점 및 제2 지점을 기준으로, 각각 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제2 슬로프 및 제3 슬로프를 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제2 슬로프 또는 제3 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제2 슬로프 및 제3 슬로프를 생성하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 결정된 무효전류의 출력값 Q를 상기 유연전송 장치에 출력하여, 상기 유연전송 장치가 상기 출력값 Q에 대응하는 무효전류를 흡수 또는 공급하도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 데드밴드 영역과 상기 기준 전압 곡선은,
    상기 제1 전압을 Y축으로 하고, 상기 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값들을 X축으로 하는 2차원 그래프 상에 형성되며,
    상기 제1 슬로프는,
    수직의 기울기를 가지는 슬로프임을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  11. 유연전송 장치를 제어하는 제어 시스템에 있어서,
    인가되는 제1 전압에 대하여, 기 설정된 상한 전압과 하한 전압 및, 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값의 범위에 근거하여 데드밴드(dead band) 영역을 생성하는 데드밴드 생성부;
    상기 제1 전압에 대응하는 무효 전류의 출력값 Q를 결정하기 위한 기준 전압 곡선의 슬로프(slope)를 생성하는 슬로프 생성부; 및,
    기 설정된 기울기를 가지는 복수의 슬로프와 상기 데드밴드 영역, 그리고 기 설정된 Q 기준값에 근거하여, 상기 데드밴드 영역 내의 상기 제1 전압이 상기 Q 기준값 하나에 대응하도록 하는 제1 슬로프 및, 상기 데드밴드 영역 내에서 복수의 서로 다른 출력값 Q가 상기 데드밴드 영역의 상한 전압 또는 하한 전압 중 어느 하나에 대응되도록 하는 제2 슬로프를 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내인 경우 상기 제1 슬로프 또는 제2 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효전류가 출력되도록 하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외인 경우 상기 복수의 슬로프 중 어느 하나에 따른 무효전류가 출력되도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 Q 기준값이 양의 값을 가지는 경우, 상기 Q 기준값에 대응하는 데드밴드 상한선 상의 제1 지점을 검출 및 동일한 Q값을 가지는 데드밴드 하한선 상의 제2 지점을 검출하며,
    상기 제1 지점과 제2 지점을 이어서 상기 제1 슬로프를 생성하고,
    Q값이 0인 데드밴드 하한선 상의 제3 지점을 검출 및 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 이어서 상기 제2 슬로프를 생성하며,
    상기 제1 지점 및 제3 지점을 기준으로, 각각 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제3 슬로프 및 제4 슬로프를 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 슬로프 또는 제2 슬로프 중 어느 하나에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제3 슬로프 또는 제4 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 Q 기준값이 음의 값을 가지는 경우, 상기 Q 기준값에 대응하는 데드밴드 하한선 상의 제1 지점을 검출 및 동일한 Q값을 가지는 데드밴드 상한선 상의 제2 지점을 검출하며,
    상기 제1 지점과 제2 지점을 이어서 상기 제1 슬로프를 생성하고,
    Q값이 0인 데드밴드 상한선 상의 제3 지점을 검출 및 상기 제2 지점과 상기 제3 지점을 이어서 상기 제2 슬로프를 생성하며,
    상기 제1 지점 및 제3 지점을 기준으로, 각각 서로 반대 방향으로 기 설정된 기울기를 가지는 제3 슬로프 및 제4 슬로프를 생성하고,
    상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 내의 전압인 경우 상기 제1 슬로프 또는 제2 슬로프 중 어느 하나에 따라 상기 출력값 Q를 결정하며, 상기 제1 전압이 상기 데드밴드 영역 외의 전압인 경우 상기 제3 슬로프 또는 제4 슬로프에 따라 상기 출력값 Q를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 결정된 무효전류의 출력값 Q를 상기 유연전송 장치에 출력하여, 상기 유연전송 장치가 상기 출력값 Q에 대응하는 무효전류를 흡수 또는 공급하도록 상기 유연전송 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 데드밴드 영역과 상기 기준 전압 곡선은,
    상기 제1 전압을 Y축으로 하고, 상기 유연전송 장치가 제공 가능한 Q값들을 X축으로 하는 2차원 그래프 상에 형성되며,
    상기 제1 슬로프는,
    수직의 기울기를 가지는 슬로프이며,
    상기 제2 슬로프는,
    기울기가 0인 슬로프임을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 데드밴드 영역에 중첩되지 않도록 상기 제3 슬로프 및 제4 슬로프를 생성하는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
  17. 제1항, 제6항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연전송 장치는,
    전원과 계통(grid) 사이에 위치하거나 또는 상기 계통과, 상기 계통에 연결된 부하 사이에 위치하며,
    상기 제어부는,
    상기 유연전송 장치가 상기 전원과 상기 계통 사이에 위치하는 경우 상기 전원과 상기 계통이 연결되는 지점으로부터 측정되는 전압을 상기 제1 전압으로 인가 받거나, 상기 유연전송 장치가 상기 계통과 상기 부하 사이에 위치하는 경우 상기 계통과 상기 부하가 연결되는 지점으로부터 측정되는 전압을 상기 제1 전압으로 인가 받는 것을 특징으로 하는 유연전송 장치 제어 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008228454A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Hokuriku Electric Power Co Inc:The 分散型電源用のインバータ連系装置の制御方法及びその制御装置
KR101034542B1 (ko) * 2008-10-31 2011-05-12 한국전력공사 무효 전력 보상 장치 제어기
KR101375812B1 (ko) * 2012-09-24 2014-03-20 한국전력공사 마이크로그리드의 분산전원 제어 장치 및 방법
US20160149419A1 (en) * 2013-06-11 2016-05-26 Caterva Gmbh Method and system for charging an energy storage device
KR101904102B1 (ko) * 2017-06-28 2018-10-04 효성중공업 주식회사 정지형 동기 보상기(ｓｔａｔｃｏｍ)의 하이브리드 제어장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008228454A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Hokuriku Electric Power Co Inc:The 分散型電源用のインバータ連系装置の制御方法及びその制御装置
KR101034542B1 (ko) * 2008-10-31 2011-05-12 한국전력공사 무효 전력 보상 장치 제어기
KR101375812B1 (ko) * 2012-09-24 2014-03-20 한국전력공사 마이크로그리드의 분산전원 제어 장치 및 방법
US20160149419A1 (en) * 2013-06-11 2016-05-26 Caterva Gmbh Method and system for charging an energy storage device
KR101904102B1 (ko) * 2017-06-28 2018-10-04 효성중공업 주식회사 정지형 동기 보상기(ｓｔａｔｃｏｍ)의 하이브리드 제어장치

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