WO2021182836A1 - Frt를 위한 전류 출력 제어 장치 및 그 장치의 제어 방법 - Google Patents

Frt를 위한 전류 출력 제어 장치 및 그 장치의 제어 방법 Download PDF

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윤선재
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LS Electric Co Ltd
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    • Y04S10/123—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for controlling a current supplied to a distribution system such as a grid.
  • DER distributed energy resources
  • FRT Failure Ride Through
  • the inverter continues to operate even when the current output from the distributed power supply to the distribution grid temporarily increases or temporarily decreases to prevent interruption of the current supply to the distribution grid.
  • Research on a current output control device of a distributed power supply is being actively conducted.
  • An object of the present invention is to provide a current output control device capable of controlling the current output of a distributed power source connected to a distribution system to meet FRT requirements, and a method for controlling the same.
  • the present invention provides a current output capable of differently controlling the current output of the distributed power supply based on the operation mode according to the FRT regulation so as to compensate for the deteriorated current quality when the current state of the distribution system deteriorates.
  • An object of the present invention is to provide a control device and a method for controlling the device.
  • the present invention provides an apparatus for controlling current output of a distributed power supply and a method for controlling the same, which can easily set an operation mode for FRT regulation and an entry condition for each operation mode according to the characteristics of the distributed power supply or a user's request Its purpose is to provide
  • an apparatus for controlling current output of a distributed power supply includes a power source including at least one distributed power source, and When the inverter (inverter) that converts the supplied DC current into AC current and supplies it to the distribution system, a grid voltage measurement unit for detecting the voltage of the distribution system, and the voltage of the distribution system meets a preset condition, the A timer for detecting a time at which a voltage satisfying a preset condition is detected, any one area according to the detected voltage and the detected time among areas according to the FRT (Fault Ride Through) requirement, and detection an operation mode detection unit that detects an operation mode corresponding to the selected region and generates control information for controlling generation of active current and reactive current corresponding to voltages detected differently for each operation mode; A setpoint generator generating an effective current setpoint and a reactive current setpoint for generating active current and reactive current according to control information, and an inverter control unit that controls a current conversion operation of the invert
  • the regions complying with the FRT requirement include an overvoltage duty driving region (HVRT) and a low voltage duty driving region (LVRT) according to a voltage detected from the distribution system and a time at which the voltage is detected.
  • HVRT overvoltage duty driving region
  • LVRT low voltage duty driving region
  • the control information determines the size of the generated reactive current. It is characterized in that different slope values of the preset variable Q.
  • the operation mode detection unit includes a first control unit for controlling the inverter so that reactive current is absorbed when the region according to the FRT requirement detected by the detected voltage and the detected time is the overvoltage mandatory driving region.
  • a second operation mode for generating control information according to an operation mode and controlling the inverter to supply a reactive current when the region according to the FRT requirement detected by the detected voltage and the detected time is the low-voltage mandatory driving region It is characterized in that the control information is generated according to the
  • control information according to the first operation mode is a slope of the Q value of a first value having a value in an inductive direction
  • control information according to the second operation mode is a capacitive (Capacitive) is the Q value slope of the second value having a value
  • the command value generator when the Q value slope of the first value or the second value is input as the control information, the input Q value slope and , characterized in that it generates a reactive current command value corresponding to the detected voltage.
  • the regions conforming to the FRT requirement include an overvoltage selective driving region formed according to a voltage condition exceeding a voltage condition according to the overvoltage mandatory driving region and a preset time condition
  • the display device further includes at least one of a low voltage selection driving region formed according to a voltage condition less than the voltage condition and a preset time condition, wherein the operation mode detector is configured to operate according to the FRT requirement detected by the detected voltage and the detected time.
  • control information according to a third operation mode for controlling the inverter to absorb more reactive current than the first operation mode is generated, and by the detected voltage and the detected time
  • control information according to a fourth operation mode for controlling the inverter to supply more reactive current than the second operation mode is generated.
  • control information according to the third operation mode is a slope of the Q value of a third value having a value in an inductive direction greater than the first value, and
  • the corresponding control information is characterized in that it is a slope of the Q value of a fourth value having a larger value in the capacitive direction than the second value.
  • the operation mode detection unit may set a region setting parameter capable of setting voltage conditions and time conditions of each region according to the FRT requirement, and information on an operation mode corresponding to each region It characterized in that it further comprises a user input unit, a display unit for displaying information related to the voltage condition and time condition of each region according to the set FRT requirement, and an operation mode corresponding to each of the regions.
  • the distributed power supply is characterized in that it includes a power generation system and a battery system for generating renewable energy.
  • a control method of an apparatus for controlling the output of current supplied from at least one distributed power source to a distribution system the distribution system detecting a voltage from the , measuring a time at which the voltage is detected when the detected voltage meets a preset condition; detecting any one region according to generating control information for controlling generation of active current and reactive current corresponding to the detected voltage; and, based on the control information, for generating active current and reactive current corresponding to the detected voltage generating an active current setpoint and reactive current setpoint; and, based on the generated active current setpoint and reactive current setpoint, converting a direct current input from the at least one distributed power supply into alternating current and supplying it to the distribution system and controlling the inverter.
  • the regions complying with the FRT requirement include an overvoltage duty driving region (HVRT) and a low voltage duty driving region (LVRT) according to a voltage detected from the distribution system and a time at which the voltage is detected.
  • HVRT overvoltage duty driving region
  • LVRT low voltage duty driving region
  • the control information is characterized in that different slope values of a preset variable Q for determining the magnitude of the generated reactive current.
  • the generating of the control information includes controlling the inverter so that reactive current is absorbed when the region according to the FRT requirement detected by the detected voltage and the detected time is the overvoltage mandatory driving region. generating control information according to a first operation mode of and generating control information according to the second operation mode.
  • control information according to the first operation mode is a slope of the Q value of a first value having a value in an inductive direction
  • control information according to the second operation mode is a capacitive
  • the Q value slope of the second value having a value in the (capacitive) direction, and generating the effective current command value and the reactive current command value, the slope of the Q value of the first value or the second value is the control information.
  • the input Q value slope and characterized in that it comprises the step of generating a reactive current command value corresponding to the detected voltage.
  • the regions conforming to the FRT requirement include an overvoltage selective driving region formed according to a voltage condition exceeding a voltage condition according to the overvoltage mandatory driving region and a preset time condition
  • the FRT further includes at least one of a low voltage selection driving region formed according to a voltage condition that does not meet the voltage condition and a preset time condition
  • the generating of the control information includes: the FRT detected by the detected voltage and the detected time Generating control information according to a third operation mode for controlling the inverter so that more reactive current than the first operation mode is absorbed when the region according to the requirement is the overvoltage selective driving region, and the detected voltage and
  • the region according to the FRT requirement detected by the detected time is the low voltage selective driving region
  • generating control information according to the fourth operation mode for controlling the inverter so that more reactive current is supplied than the second operation mode It is characterized in that it further comprises a step.
  • control information according to the third operation mode is a slope of the Q value of a third value having a value in an inductive direction greater than the first value, and
  • the corresponding control information is characterized in that it is a slope of the Q value of a fourth value having a larger value in the capacitive direction than the second value.
  • the present invention enters into a specific operation mode according to the FRT regulation based on the time that the voltage measured from the grid and the voltage that meets the specific condition is measured, so that the inverter of the distributed power supply is By controlling it, there is an effect that the current supply to the distribution system can be maintained even when the voltage temporarily increases or decreases.
  • the present invention provides a different current output from the distributed power supply according to a specific operation mode determined at a time when a voltage measured from the system and a voltage meeting a specific condition are measured. By controlling, there is an effect that the power quality of the system deteriorated due to a temporary increase or decrease in voltage can be compensated.
  • the present invention provides a region setting parameter related to the entry condition of each operation mode according to the FRT regulation, so that the user can use the FRT according to the characteristics of the distributed power supply or the characteristics of the power equipment. There is an effect that the entry condition of each operation mode according to the regulation can be easily changed.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of an apparatus for controlling an output current of a distributed power supply according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example illustrating each operation mode according to a preset FRT regulation, and voltage conditions and time conditions corresponding to each operation mode.
  • 3A is a flowchart illustrating an operation process of an apparatus for controlling an output current according to an embodiment of the present invention to control a current output from a distributed power supply to a distribution system based on an operation mode according to an FRT regulation.
  • 3B is a conceptual diagram illustrating an inverter output current determined by a combination of an active current and a reactive current.
  • 4A to 4C are exemplary views illustrating examples in which voltages corresponding to different operation modes according to FRT regulations are detected from a distribution system.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining an example of generating a reactive current command value for generating different reactive currents according to the first and third control information in the output current control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are exemplary views illustrating an example in which the output current control apparatus according to an embodiment of the present invention changes the entry conditions of the operation mode according to the FRT regulation by the user according to the area setting parameter.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of an output current control apparatus 10 of a distributed power supply according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an example illustrating each operation mode according to a preset FRT regulation, and a voltage condition and a time condition corresponding to each operation mode.
  • the apparatus 10 for controlling an output current of a distributed power source includes a power source 100 corresponding to a distributed power source, and a direct current supplied from the power source 100 .
  • An inverter that converts a current into an alternating current (Inverter), a distribution grid (grid) 120 that outputs a current converted into an alternating current through the inverter, and a grid voltage measurement unit 130 that detects the voltage of the distribution system 120 ), a timer 140 , an operation mode detector 150 , a command value generator 160 , and an inverter controller 170 .
  • the components shown in FIG. 1 are not essential components of the output current control device 10, so the output current control device 10 includes more components than those shown in FIG. 1, or It goes without saying that fewer components may be included.
  • the power source 100 may mean at least one of various power generation systems capable of generating electric power, such as a renewable energy power generation system such as wind power, solar power, or small hydro power, a fuel cell, a gas engine, or a gas turbine. have.
  • a renewable energy power generation system such as wind power, solar power, or small hydro power
  • a fuel cell such as wind power, solar power, or small hydro power
  • ESS Energy Storage System
  • UPS Uninterruptible Power Supply
  • ESS Energy Storage System
  • the UPS, ESS, or similar battery system may also be a distributed power supply capable of supplying current to the distribution system.
  • the power that can be connected to the power generation system and the power distribution system such as the UPS or the ESS will be collectively referred to as an energy source.
  • the inverter 110 may convert the DC current supplied from the power source 100 into a current having a voltage required by the distribution system 120 . And the converted current may be supplied to the distribution system 120 .
  • the grid voltage measuring unit 130 may be connected to the distribution system 120 and measure the voltage of the distribution system 120 . And when the measured voltage satisfies a specific condition, the timer 140 may be driven. Accordingly, when the voltage detected from the system voltage satisfies a specific condition, the timer 140 may measure the time for which the voltage that satisfies the specific condition is detected.
  • the specific condition may be a condition determined according to an entry condition according to each of a plurality of operation modes preset according to the FRT regulation.
  • time value measured by the timer 140 and the voltage value measured by the grid voltage measurement unit 130 may be input to the operation mode detection unit 150 .
  • the operation mode detection unit 150 performs a plurality of operations according to the current power state of the distribution system 120 based on the time value measured by the timer 140 and the voltage value measured by the grid voltage measurement unit 130 . Any one of the modes can be detected.
  • the plurality of operation modes may be in accordance with the FRT regulation.
  • the FRT regulation is regulated so that a voltage to be measured and a voltage to be measured can be entered into different operation modes for each region in which the voltage is measured.
  • FIG. 2 is an example illustrating each operation mode and voltage condition and time condition corresponding to each operation mode according to the preset FRT regulation.
  • the voltage of the power distribution system according to the unit method when the voltage of the power distribution system according to the unit method (PU, Per Unit) is 0.87pu to 1.10pu, it can be determined as the normal voltage region 200 . However, from 1.10pu to 1.20pu can be determined as a region (HVRT, High Voltage Ride Through, 210) in which the inverter 110 continues to be driven in an overvoltage state. In addition, the range from 0.65pu to 0.87pu may be determined as a region (LVRT, Low Voltage Ride Through, 220) in which the inverter 110 continues to be driven in a low voltage state.
  • HVRT High Voltage Ride Through
  • LVRT Low Voltage Ride Through
  • the HVRT region 210 and the LVRT region 220 are designated as regions for driving the inverter 110 compulsorily so that the current supply to the distribution system can be maintained even though the voltage is excessive or less than the normal voltage level. It may be a Mandatory Operation Region.
  • the driving of the inverter 110 may be a region designated as a permissive operation region in which the driving of the inverter 110 may be selectively allowed.
  • the inverter 110 must be able to be controlled so that the operation of 110 is maintained.
  • the inverter 110 may be driven according to the selection of the operator.
  • the operator may set different operation modes of the inverter 110 for each area.
  • the operator may set different operation modes of the inverter 110 for the overvoltage mandatory driving region HVRT 210 and the low voltage mandatory driving region LVRT 220 .
  • the current output through the inverter 110 and supplied to the distribution system may also be changed.
  • an inverter operation mode different from the overvoltage mandatory driving region HVRT 210 and the low voltage mandatory driving region LVRT 220 may be set for the selective driving region 230 . Accordingly, the operator may set different inverter operation modes in each area according to the characteristics of the installed power source 100 and the characteristics of the distribution system 120 and the connected load.
  • the operation of the inverter 110 may be stopped (overvoltage blocking area: 240a).
  • overvoltage trip area: 250a when the overvoltage condition continues or a higher overvoltage occurs, a trip in which the circuit breaker separates the distribution system 120 from the PCS (Power Conversation System) may be performed (overvoltage trip area: 250a).
  • the operation of the inverter 110 may be stopped (low voltage blocking region 240b).
  • a trip in which the circuit breaker separates the distribution system 120 from the PCS may be performed (low voltage trip area: 250b).
  • the operation mode detection unit 150 may generate control information for controlling the driving of the inverter 110 according to a preset operation mode.
  • the operation mode detection unit 150 may generate control information for controlling the inverter 110 normally.
  • the operation mode detection unit 150 is configured to provide a lower voltage to the distribution system 120 so that a lower voltage can be supplied to the inverter 110. It is possible to generate control information for controlling the And if the low voltage is detected and the time when the low voltage is detected corresponds to the low voltage duty driving region (LVRT, 220), the operation mode detection unit 150 is configured to provide a higher voltage to the power distribution system 120 so that the inverter 110 can be supplied. It is possible to generate control information for controlling the
  • the operation mode detection unit 150 may generate control information for controlling the inverter 110 so that a higher voltage than control information according to the low voltage duty driving region LVRT 220 may be supplied.
  • the operation mode detection unit 150 may generate control information according to different operation modes according to the detected voltage and the region corresponding to the time at which the voltage is detected, and the operation mode detection unit 150 may generate control information according to the generated control information. Accordingly, the inverter control unit 170 may control the inverter 110 so that the current supplied to the power distribution system 120 varies.
  • the output current typically supplied to the distribution system 120 through the inverter 110 may have a size determined according to a combination of the active current and the reactive current. Therefore, the current output control device 10 according to an embodiment of the present invention is the current supplied to the distribution system 120 by differentiating the magnitudes of the active current and the reactive current based on the detected voltage and the time at which the voltage is detected. can make it different. Accordingly, the control information generated by the operation mode detection unit 150 may be control information for generating an active current and a reactive current.
  • command value generation unit 160 receiving the control information generated by the operation mode detection unit 150 is an effective current command value (Id * ) and reactive current command value ( Iq * ) can be generated.
  • control information generated by the operation mode detection unit 150 may be information on the slope of the Q value according to the voltage rising rate or the voltage falling rate of the detected voltage.
  • the Q value is for determining the magnitude of the reactive current to be further absorbed or supplied. When the value is greater than 0, that is, when it has a value in the inductive direction, the reactive current may be absorbed.
  • the inverter control unit 170 may control the inverter 110 to absorb the reactive current or to supply more reactive current. Accordingly, the voltage of the current output through the inverter 110 may be lower or higher.
  • the operation mode corresponding to the selective driving region 230 is an operation for controlling the inverter 110 so that the voltage output to the power distribution system 120 is higher than in the case of the low voltage duty driving region LVRT 220 . can be a mode.
  • the operation mode detection unit 150 provides control information for determining a Q value smaller than the Q value generated in response to the low voltage duty driving region LVRT 220 , that is, the Q value having a smaller value. Information on the slope may be generated as the control information. Then, as it has a smaller slope, a smaller Q value may be determined for the measured voltage, and accordingly, the setpoint generating unit 160 generates more reactive current than in the case of the low voltage duty driving region (LVRT, 220). It is possible to generate a reactive current command value (Iq * ) for controlling the inverter 110 to be supplied.
  • Iq * reactive current command value
  • 3A is an operation process of controlling the current output from the power source 100 to the distribution system 120 from the power source 100 based on the operation mode according to the FRT regulation, by the current output control device 10 according to an embodiment of the present invention. It is a flow chart shown.
  • the grid voltage measuring unit 130 may first detect a grid voltage from the distribution grid 120 .
  • the timer 140 may be driven to measure a time for which a voltage that meets the preset condition is detected ( S300 ).
  • the preset condition may be a voltage corresponding to an entry condition of different operation modes. That is, when the measured voltage is an overvoltage or undervoltage exceeding a normal voltage range, the grid voltage measuring unit 130 may measure the time at which the overvoltage or the undervoltage is detected.
  • the voltage measurement result or the voltage measurement result and the time measurement result of the grid voltage measurement unit 130 may be input to the operation mode detection unit 150 .
  • the operation mode detection unit 150 may detect an operation mode corresponding to the input voltage measurement result and time measurement result (S302). And as control information according to the detected operation mode, it is possible to determine the slope of the Q value that can determine the size of the reactive current absorption or supply and generated reactive current (S304).
  • 4A to 4C are exemplary views illustrating examples in which voltages corresponding to different operation modes according to FRT regulations are detected from a distribution system.
  • the grid voltage measuring unit 130 may determine that an overvoltage exceeding a normal voltage range is detected. Then, the grid voltage measuring unit 130 may detect the time at which the overvoltage is measured, and the detected overvoltage and the result of measuring the time at which the overvoltage is detected (the first measurement result, 410) are used as the operation mode detecting unit 150. can be entered.
  • the operation mode detection unit 150 may detect a region corresponding to the first measurement result 410 from among regions according to the FRT regulation. Accordingly, the operation mode detection unit 150 may identify that the first measurement result 410 corresponds to the overvoltage mandatory driving region HVRT 210 , and detects the operation mode according to the overvoltage mandatory driving region HVRT 210 . can do.
  • an operation mode corresponding to the overvoltage mandatory driving region 210 will be referred to as a first operation mode.
  • the operation mode detection unit 150 determines that it has entered the overvoltage blocking region 240a or the overvoltage trip region 250a. can do.
  • control information for stopping the operation of the inverter 110 may be generated according to the detected region.
  • the grid voltage measuring unit 130 may determine that a low voltage that is less than the normal voltage range is detected. Then, the grid voltage measuring unit 130 can detect the time at which the low voltage is measured, and the result of measuring the detected low voltage and the time at which the low voltage is detected (the second measurement result, 420 ) is used as the operation mode detection unit 150 . can be entered.
  • the operation mode detection unit 150 may detect a region corresponding to the second measurement result 420 among regions according to the FRT regulation as described with reference to FIG. 2 . Accordingly, the operation mode detection unit 150 may identify that the second measurement result 420 corresponds to the low voltage mandatory driving region LVRT 220 , and detects the operation mode according to the low voltage mandatory driving region LVRT 210 . can do.
  • an operation mode corresponding to the low voltage mandatory driving region 220 will be referred to as a second operation mode.
  • the operation mode detection unit 150 determines that it has entered the low voltage blocking region 240b or the low voltage trip region 250b. can do.
  • control information for stopping the operation of the inverter 110 may be generated according to the detected region.
  • the grid voltage measuring unit 130 determines that a low voltage lower than the temperature condition of the low voltage duty driving region LVRT 220 is detected. can do. Then, the grid voltage measuring unit 130 may detect the time when the lower low voltage is measured, and the result of measuring the detected voltage and the time at which the voltage is detected (the third measurement result, 430 ) is used by the operation mode detecting unit 150 . ) can be entered.
  • the operation mode detection unit 150 may detect a region corresponding to the third measurement result 430 among regions according to the FRT regulation as described with reference to FIG. 2 . Accordingly, the operation mode detection unit 150 may identify that the third measurement result 430 corresponds to the selected driving region 230 , and may detect the operation mode according to the selected driving region 230 .
  • an operation mode corresponding to the selected driving region 230 will be referred to as a third operation mode.
  • the selective driving region 230 is a region in which the inverter 110 can be selectively operated
  • the third operation mode may be an operation mode for stopping the driving of the inverter 110
  • the third operation mode The control information according to may be control information for stopping the driving of the inverter 110 .
  • the operation mode detection unit 150 may determine that it has entered the low voltage blocking region 240b or the low voltage trip region 250b. .
  • control information for stopping the operation of the inverter 110 may be generated according to the detected region.
  • the output current 353 output from the inverter 110 may be determined according to a combination of the active current 352 and the reactive current 351 as shown in FIG. 3B . Therefore, even when the effective current 352 is the same, if the value of the reactive current 351 is increased (when more reactive current is supplied), the output current 353 may become larger, and accordingly, the voltage of the output current 353 is can rise Conversely, when the value of the reactive current 351 is small (when the reactive current is absorbed), the output current 353 may be smaller, and accordingly, the voltage of the output current 353 may be lowered.
  • the first operation mode may be a mode for controlling the operation of the inverter 110 when the voltage of the power distribution system 120 is measured and in an overvoltage state.
  • the control information generated according to the first operation mode may be control information for compensating for a grid voltage in an overvoltage state.
  • the first control information may be control information for controlling the inverter 110 so that the reactive current is absorbed.
  • the first control information may be control information that allows the Q value for determining the reactive current to have a value greater than 0, and may be control information such that the higher the voltage, the greater the value. That is, a specific slope value having a positive (+) value with respect to the Q value may be the first control information. Therefore, when the operation mode corresponding to the detected voltage and time in step S304 is the first operation mode, the operation mode detection unit 150 first controls a specific slope value having the positive (+) value with respect to the Q value. information can be generated.
  • the second operation mode may be a mode for controlling the operation of the inverter 110 in a low voltage state as a result of measuring the voltage of the power distribution system 120 .
  • the control information generated according to the second operation mode may be control information for compensating for a grid voltage in a low voltage state.
  • the second control information may be control information for controlling the inverter 110 so that a reactive current is further supplied.
  • the second control information may be control information for allowing the Q value for determining the reactive current to have a value less than 0, and may be control information for having a larger value as the voltage decreases. That is, a specific slope value having a negative (-) value with respect to the Q value may be the first control information. Therefore, when the operation mode corresponding to the detected voltage and time in step S304 is the second operation mode, the operation mode detection unit 150 controls a specific slope value having a negative (-) value with respect to the Q value in a second control. information can be generated.
  • the third operation mode may be a mode for controlling the operation of the inverter 110 when a lower voltage than the voltage corresponding to the second operation mode is detected.
  • the control information generated according to the third operation mode that is, the third control information, may be control information for compensating for a system voltage lower than the low voltage condition corresponding to the second operation mode.
  • the third control information may be control information for controlling the inverter 110 so that more reactive current is supplied than the second control information. Therefore, the third control information is not only control information such that the Q value that determines the reactive current has a value less than 0, and has a larger value as the voltage is lowered, but also has a larger value than the slope according to the second control information. It may be information about a slope value having a negative (-) value. Therefore, the operation mode detection unit 150 in the step S304, when the operation mode corresponding to the detected voltage and time is the third operation mode, a third specific slope value having a smaller negative (-) value with respect to the Q value. It can be generated as control information.
  • step S304 when the operation mode detection unit 150 generates control information based on the detected voltage and the operation mode according to time, the command value generation unit 160 generates an effective current based on the generated control information. It is possible to generate an active current command value (Id * ) and a reactive current command value (Iq * ) for generating a reactive current (S306).
  • the effective current command value (Id * ) may be constant according to a preset supply current, but the reactive current command value (Iq * ) may vary according to the control information.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining an example in which a reactive current command value for generating different reactive currents is generated according to the first and third control information in the current output control device 10 according to an embodiment of the present invention. am.
  • FIG. 5 shows a Q value 550 for a voltage increase rate, and shows an example in which the normal driving region 500 is set when the voltage increase rate is 0.87pu to 1.10pu.
  • the operation mode detection unit 150 inputs control information for normal operation, that is, control information for generating preset effective current command values and reactive current command values, to the command value generator 160 . can do.
  • the operation mode detection unit 150 detects a first value having a positive (+) value according to the first operation mode.
  • a slope of the Q value of may be generated as the first control information.
  • the command value generator 160 may determine the Q value having a positive (+) value according to the positive (+) slope (first slope, 551 ). And it is possible to generate a reactive current command value (Iq * ) for generating a reactive current according to the determined Q value.
  • a reactive current command value for controlling the inverter 110 so that the reactive current is absorbed as the voltage rises may be generated.
  • the operation mode detection unit 150 sets a second value having a negative (-) value according to the second operation mode. It is possible to generate the Q value slope of , as the second control information. Then, as shown in FIG. 5 , the command value generator 160 may determine the Q value having a negative (-) value according to the negative (-) slope (second slope, 552 ). And it is possible to generate a reactive current command value (Iq * ) for generating a reactive current according to the determined Q value. In this case, since the Q value has a negative (-) value with respect to the voltage increase rate, a reactive current command value for controlling the inverter 110 so that the reactive current is more supplied as the voltage decreases may be generated.
  • the operation mode detector 150 when the voltage rise rate further decreases and leaves the LVRT region 520 (in the case of entering the selective driving region 530 ), the operation mode detector 150 generates a negative (-) value having a larger value according to the third operation mode. It is possible to generate the Q value gradient of , as the third control information. Then, as shown in FIG. 5 , the setpoint generating unit 160 may determine a Q value having a negative (-) value according to a larger negative (-) slope (third slope, 553). . And it is possible to generate a reactive current command value (Iq * ) for generating a reactive current according to the determined Q value. In this case, since the Q value has a larger negative (-) value with respect to the voltage increase rate, a reactive current command value for controlling the inverter 110 so that more reactive current is supplied more as the voltage decreases can be generated.
  • step S306 when the effective current command value and the reactive current command value that are different depending on the detected operation mode are generated, the inverter control unit 170 controls the inverter 110 according to the generated effective current command value and the reactive current command value. It can be (S308). Therefore, the current flowing into the distribution system 120 through the inverter 110 may be controlled according to the effective current command value and the reactive current command value.
  • the inverter 110 may be controlled to generate a current with a lower voltage through absorption of the reactive current, and the second operation mode detected in the undervoltage state is In this case, the inverter 110 may be controlled so that a current having a higher voltage can be generated through the supply of the reactive current.
  • the inverter 110 in the case of the third operation mode corresponding to the voltage condition lower than the voltage condition according to the second operation mode, if the inverter 110 is driven according to the user's setting, the inverter 110 so that more reactive current is supplied. can be controlled.
  • the operation of the inverter 110 may be controlled to stop.
  • the current output control apparatus 10 provides a region setting parameter so that the user can easily change the entry condition of each operation mode according to the FRT regulation. there is a bar
  • 6A and 6B are exemplary views illustrating an example in which the current output control apparatus 10 according to an embodiment of the present invention changes the entry conditions of the operation mode according to the FRT regulation by the user according to the area setting parameter.
  • the current output control apparatus 10 may provide various parameters that a user can arbitrarily set in each region to be provided in order to meet the FRT requirement.
  • the current output control apparatus 10 may further include a user input unit (not shown) that can be connected to the operation mode detection unit 150, and includes areas set according to the user's input and It may be configured to further include a display unit (not shown) capable of displaying information set for each area.
  • the parameters may be region setting parameters capable of setting a voltage condition and a time condition for classifying each region to be provided in order to meet the FRT requirement.
  • the region setting parameters may be parameters that allow the user to set the X-axis value and the Y-axis value of each region.
  • the X-axis value may mean a time for which a voltage is detected by the timer
  • the Y-axis value may mean a voltage (voltage level PU) detected from the power distribution system 120 . Examples of such area setting parameters are as shown in [Table 1] below.
  • Range setting parameter (voltage ride-through curve setting parameter) LVRT Curve Point X1 (Time) ... LVRT Curve Point X20 (Time) LVRT area setting X axis (time) total 20 LVRT Curve Point Y1 (Voltage Level) ... LVRT Curve Point Y20 (Time) LVRT area setting Y-axis (voltage level) total 20 LVRT Mandatory Operation Level Mandatory region segmentation parameter, above the value Mandatory region, below the value Permissive region HVRT Curve Point Xn (Time) HVRT area setting X axis (time) total 20 ... HVRT Curve Point X20 (Time) HVRT Curve Point Yn (Voltage Level) HVRT area setting Y-axis (voltage level) total 20 ... HVRT Curve Point Y20 (Time)
  • the user can determine the time conditions for each of the overvoltage mandatory driving region (HVRT, 210), the low voltage mandatory driving region (LVRT, 220), and the selective driving region 230, and Voltage level conditions can be changed.
  • the user can set the area setting parameters in [Table 1], the LVRT Mandatory Operation LEVEL parameter, LVRT Curve Point Xn, and LVRT Curve Point Yn parameters in more detail.
  • the LVRT mandatory Operation LEVEL parameter, LVRT Curve Point Xn, and LVRT Curve Point Yn parameters can be set to change the shape and size of the low voltage mandatory driving region LVRT 220 and the selective driving region 230 , that is, a time condition and a voltage level condition.
  • 6A and 6B show such an example.
  • the user selects the LVRT Curve Point Y1 parameter 601 and the LVRT Curve Point X1 parameter 602 as shown in FIG. 6a to select the driving region ( 230), the lower limit of the voltage level condition and the time condition may be changed. Also, by selecting the LVRT Curve Point Y2 parameter 603 and the LVRT Curve Point X2 parameter 604 , the voltage level condition corresponding to the selected driving region 230 in the low voltage state may be changed.
  • the voltage level condition that separates the low voltage mandatory driving region (LVRT, 220) and the selective driving region 230 can be changed, and the LVRT Curve Point Y3 parameter 605 and the LVRT Curve
  • the voltage level condition and the time condition corresponding to the low voltage duty driving region LVRT 220 may be changed.
  • the regions according to each FRT requirement divided as shown in FIG. 6A may be changed as shown in FIG. 6B . That is, based on the area setting parameter, the user may change the time condition and voltage level condition of each area defined according to the FRT requirement. And if the time condition and the voltage level condition are changed, the size and shape of each region defined according to the FRT requirement may be changed.
  • the current output control apparatus 10 is capable of performing detailed settings for operation mode parameters and each operation mode that the user can set the operation mode for each area according to the FRT requirements.
  • Detailed setting parameters may be provided.
  • the following [Table 2] and [Table 3] show examples of these operation mode parameters (Table 2) and detailed setting parameters (Table 3).
  • Operation mode setting parameters for each area Operation mode detailed setting parameters LVRT Current Maintains the same current as the operating current at normal voltage 80% of Last Current Maintain 80% of operating current at normal voltage Reactive Current Injection Proportional gain for reactive current compensation when voltage drops - Sag Gain (reactive current compensation gain) Proportional gain for reactive current compensation when voltage rises - Swell Gain (reactive current compensation gain) Output with separately set current Setting Current - d-axis setting current d-axis set current - q-axis setting current q-axis set current Cessation Stop PWM to pause the output Stop PWM to pause the output
  • the operation mode parameter may be a parameter for setting an operation mode that can be performed in each area.
  • an operation mode for stopping the inverter driving or an operation mode for driving the inverter may be set, and the overvoltage mandatory driving region 220 or the low voltage mandatory driving region 230 may be operated in an overvoltage situation.
  • an operation mode for driving the inverter 110 in a low voltage situation may be set.
  • an operation mode for controlling the inverter 110 to absorb reactive current is in the overvoltage mandatory driving region (HVRT, 210), and reactive current is in the low voltage mandatory driving region (LVRT, 220).
  • An operation mode for controlling the inverter 110 to further supply may be set.
  • the user can designate detailed setting values for each operation mode based on the detailed setting parameter. For example, in order to stop the supply of current to the distribution system 120, the setting to stop PWM (Pulse Width Modulation) of the inverter 110, the d-axis set current value or the q-axis set current value, the reactive current
  • the detailed setting parameters such as a related parameter, that is, the slope (first to third values) of the Q value, may provide various parameters that can be arbitrarily set by the user.
  • the operation mode detection unit 150 of the current output control apparatus 10 detects the voltage and Based on the time at which the voltage is detected, a corresponding region may be detected, and control information according to an operation mode corresponding to the detected region may be generated.
  • the control information may include information on the first slope having a positive (+) value and the second or third slope having a negative (-) value with respect to the Q value as described above.
  • the command value generation unit 160 can generate an effective current command value and a reactive current command value based on the control information, and the inverter control unit 170 receiving the generated command values outputs and disables the effective current according to the generated command values. It is possible to control the inverter 110 to absorb the current or to supply more reactive current. That is, the operation mode may be driven according to the operation mode corresponding to the area detected by the operation mode detection unit 150 .
  • the selective driving region 230 is set only when a lower voltage than the low voltage mandatory driving region LVRT 220 is detected, but on the contrary, the high voltage mandatory driving region HVRT. 210 It goes without saying that it may be set even when a higher voltage than ) is detected.
  • the selective driving region formed in the high voltage region may be a region in which whether or not to drive the inverter 110 can be selected according to the selection of the operator. And if the driving of the inverter 110 is selected, the positive (+) value greater than the Q value slope of the first value set according to the first operation mode corresponding to the high voltage duty driving region HVRT. The slope of the Q value having a value may be output as control information. Then, the inverter control unit 170 may control the inverter 110 to absorb more reactive current based on the control information.
  • the present invention described above can be implemented as computer-readable code on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), 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 Read Only Memory
  • magnetic tape floppy disk
  • optical data storage device etc.
  • carrier wave eg, transmission over the Internet
  • the computer may include the control unit. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 분산형 전원을 포함하는 전력원, 상기 전력원으로부터 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 배전 계통에 공급하는 인버터, 상기 배전 계통의 전압을 검출하는 계통 전압 측정부, 상기 배전 계통의 전압이 기 설정된 조건을 충족하는 경우 그 시간을 검출하는 타이머, FRT 요건에 따른 영역들 중 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 따른 영역 및, 검출된 영역에 대응하는 동작 모드를 검출하며, 동작 모드 별로 검출된 전압에 대응하는 유효 및 무효 전류의 생성을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 동작 모드 검출부, 상기 제어 정보에 따른 유효 및 무효 전류를 생성하기 위한 유효 및 무효 전류 지령치들을 생성하는 지령치 생성부 및, 상기 유효 및 무효 전류 지령치들에 근거하여 상기 인버터의 전류 변환을 제어하는 인버터 제어부를 포함한다.

Description

FRT를 위한 전류 출력 제어 장치 및 그 장치의 제어 방법
본 발명은 그리드(grid)와 같은 배전 계통에 공급되는 전류를 제어하기 위한 장치 및 방법에 대한 것이다.
현재 신재생에너지원을 이용한 소규모 발전 시스템이 등장하면서, 풍력, 태양광, 연료 전지, 소수력, 가스 엔진이나 가스 터빈 등의 다양한 발전 시스템이 배전 계통(grid)과 연계된다. 이와 같이 배전 계통에 연계되는 전원들을 분산형 전원(DER, Distributed Energy Resources)이라 하며, 다양한 종류의 서로 다른 분산형 전원들이 배전 계통의 전기 설비, 즉 부하들에 직접 또는 간접적으로 연결되어 가동 전력을 공급할 수 있다.
한편 이처럼 분산형 전원들이 배전 계통에 연계되는 경우, 일부 분산형 전원의 문제 또는 사고나 고장이 전체 부하에 영향을 줄 수 있다. 이에 분산형 전원을 배전 계통에 연계하여 운전하기 위해서는 이상 발생시에도 그 영향을 최소화할 수 있는 방안이 요구된다. 이를 위해 일시적인 전압의 상승이나 하강 등 배전 계통의 소란 현상이 발생하는 경우에도 전력 공급의 중단없이 분산형 전원에서 계통으로 전류를 공급하는 인버터가 운전을 지속할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
이러한 방안의 일환으로서, 인버터가 동작을 정지하지 않고 운전을 지속할 수 있는 요건이 상기 분산 전원과 배전 계통의 연계를 위해 규정되었으며, 이러한 요건을 FRT(Fault Ride Through)라고 한다.
한편 이러한 FRT 요건의 준수를 위해, 분산형 전원에서 배전 계통으로 출력되는 전류가 일시적으로 높아지거나 일시적으로 낮아지는 경우에도 인버터는 운전을 지속하여 배전 계통으로의 전류 공급이 중단되는 것을 방지할 수 있도록 하는 분산형 전원의 전류 출력 제어 장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있는 실정이다.
뿐만 아니라 이처럼 FRT 규정을 준수함과 동시에, 상기 배전 계통의 전류 상태가 악화되는 경우 악화된 전류의 품질을 보상할 수 있도록 상기 분산형 전원의 전류 출력을 제어하기 위한 연구가 활발하게 연구중이다.
본 발명은 FRT 요건에 부합되도록 배전 계통에 연계되는 분산형 전원의 전류 출력을 제어할 수 있는 전류 출력 제어 장치 및 그 장ㅊ의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 배전 계통의 전류 상태가 악화되는 경우 악화된 전류의 품질을 보상할 수 있도록, FRT 규정에 따른 동작 모드에 근거하여 상기 분산형 전원의 전류 출력을 서로 다르게 제어할 수 있는 전류 출력 제어 장치 및 그 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 분산형 전원의 특성 또는 사용자의 요구에 따라 상기 FRT 규정을 위한 동작 모드 및 각 동작 모드의 진입 조건을 용이하게 설정할 수 있는 분산형 전원의 전류 출력 제어 장치 및 그 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 전원의 전류 출력 제어 장치는, 적어도 하나의 분산형 전원을 포함하는 전력원과, 상기 전력원으로부터 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 배전 계통에 공급하는 인버터(inverter)와, 상기 배전 계통의 전압을 검출하는 계통 전압 측정부와, 상기 배전 계통의 전압이 기 설정된 조건을 충족하는 경우, 상기 기 설정된 조건을 충족하는 전압이 검출된 시간을 검출하는 타이머(timer)와, FRT(Fault Ride Through) 요건에 따른 영역들 중, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 따른 어느 하나의 영역 및, 검출된 영역에 대응하는 동작 모드를 검출하며, 동작 모드 별로 서로 다르게 검출된 전압에 대응하는 유효 전류 및 무효 전류의 생성을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 동작 모드 검출부와, 상기 동작 모드 검출부에서 생성된 제어 정보에 따른 유효 전류 및 무효 전류를 생성하기 위한 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치를 생성하는 지령치 생성부 및, 상기 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 근거하여 상기 인버터의 전류 변환 동작을 제어하는 인버터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 FRT 요건에 따른 영역들은, 상기 배전 계통으로부터 검출된 전압과 상기 전압이 검출된 시간에 따라 과전압 의무 구동 영역(HVRT, High Voltage Ride Through) 및 저전압 의무 구동 영역(LVRT, Low Voltage Ride Through)을 포함하는 복수의 영역으로 구분 및, 상기 과전압 의무 구동 영역과 상기 저전압 의무 구동 영역은 각각 서로 다른 동작 모드에 대응하며, 상기 제어 정보는, 상기 생성되는 무효 전류의 크기를 결정하는 기 설정된 변수 Q의 서로 다른 기울기값임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 동작 모드 검출부는, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제1 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하고, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제2 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 동작 모드에 따른 제어 정보는, 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제1값의 상기 Q값 기울기이고, 상기 제2 동작 모드에 따른 제어 정보는, 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제2값의 상기 Q값 기울기이며, 상기 지령치 생성부는, 상기 제1값 또는 제2값의 Q값의 기울기가 상기 제어 정보로 입력되면, 입력된 Q값 기울기 및, 상기 검출된 전압에 대응하는 무효 전류 지령치를 생성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 FRT 요건에 따른 영역들은, 상기 과전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건을 초과하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 과전압 선택 구동 영역과, 상기 저전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건에 미달하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 저전압 선택 구동 영역 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 동작 모드 검출부는, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제1 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제3 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하고, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제2 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제4 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제3 동작 모드에 따른 제어 정보는, 상기 제1값보다 더 큰 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제3값의 상기 Q값 기울기이고, 상기 제4 동작 모드에 따른 제어 정보는, 상기 제2값보다 더 큰 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제4값의 상기 Q값의 기울기임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 동작 모드 검출부는, 상기 FRT 요건에 따른 각 영역들의 전압 조건 및 시간 조건을 설정할 수 있는 영역 설정 파라미터 및, 상기 각 영역들에 대응하는 동작 모드에 대한 정보를 설정할 수 있는 사용자 입력부 및, 설정된 상기 FRT 요건에 따른 각 영역들의 전압 조건 및 시간 조건과, 상기 영역들 각각에 대응하는 동작 모드에 관련된 정보들을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 분산형 전원은, 재생 에너지를 발전하는 발전 시스템 및 배터리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따라 적어도 하나의 분산형 전원으로부터 배전 계통으로 공급되는 전류의 출력을 제어하는 장치의 제어 방법은, 상기 배전 계통으로부터 전압을 검출 및, 검출된 전압이 기 설정된 조건에 부합하는 경우 상기 전압이 검출된 시간을 측정하는 단계와, FRT(Fault Ride Through) 요건에 따른 영역들 중, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 따른 어느 하나의 영역을 검출하는 단계와, 상기 FRT 요건에 따른 영역들 각각에 대응하는 복수의 동작 모드 중, 상기 검출된 영역에 대응하는 동작 모드를 검출하는 단계와, 검출된 동작 모드에 근거하여, 검출된 전압에 대응하는 유효 전류 및 무효 전류의 생성을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 단계와, 상기 제어 정보에 근거하여, 상기 검출된 전압에 대응하는 유효 전류와 무효 전류를 생성하기 위한 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치를 생성하는 단계와, 생성된 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 근거하여, 상기 적어도 하나의 분산형 전원으로부터 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 상기 배전 계통으로 공급하는 인버터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 FRT 요건에 따른 영역들은, 상기 배전 계통으로부터 검출된 전압과 상기 전압이 검출된 시간에 따라 과전압 의무 구동 영역(HVRT, High Voltage Ride Through) 및 저전압 의무 구동 영역(LVRT, Low Voltage Ride Through)을 포함하며, 상기 제어 정보는, 상기 생성되는 무효 전류의 크기를 결정하는 기 설정된 변수 Q의 서로 다른 기울기값임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 정보를 생성하는 단계는, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제1 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계 및, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제2 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 동작 모드에 따른 제어 정보는, 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제1값의 상기 Q값 기울기이고, 상기 제2 동작 모드에 따른 제어 정보는, 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제2값의 상기 Q값 기울기이며, 상기 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치를 생성하는 단계는, 상기 제1값 또는 제2값의 Q값의 기울기가 상기 제어 정보로 입력되면, 입력된 Q값 기울기 및, 상기 검출된 전압에 대응하는 무효 전류 지령치를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 FRT 요건에 따른 영역들은, 상기 과전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건을 초과하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 과전압 선택 구동 영역과, 상기 저전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건에 미달하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 저전압 선택 구동 영역 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 제어 정보를 생성하는 단계는, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제1 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제3 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계 및, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제2 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제4 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제3 동작 모드에 따른 제어 정보는, 상기 제1값보다 더 큰 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제3값의 상기 Q값 기울기이고, 상기 제4 동작 모드에 따른 제어 정보는, 상기 제2값보다 더 큰 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제4값의 상기 Q값의 기울기임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분산형 전원의 전류 출력 제어 장치 및 그 장치의 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 계통으로부터 측정되는 전압과 특정 조건에 부합하는 전압이 계측된 시간에 근거하여 FRT 규정에 따른 특정 동작 모드로 진입하여, 분산형 전원의 인버터가 제어되도록 함으로써, 일시적으로 전압이 증가하거나 또는 감소하는 경우에도 배전 계통으로의 전류 공급이 유지될 수 있도록 한다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 계통으로부터 측정되는 전압과 특정 조건에 부합하는 전압이 계측된 시간에 결정되는 특정 동작 모드에 따라 서로 다르게 상기 분산형 전원으로부터 출력되는 전류를 제어함으로써, 일시적인 전압 증가 또는 감소로 인해 악화된 계통의 전력 품질을 보상할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 FRT 규정에 따른 각 동작 모드들의 진입 조건과 관련된 영역 설정 파라미터를 제공함으로써, 사용자가 분산형 전원의 특징 또는 전력 설비의 특성에 따라 상기 FRT 규정에 따른 각 동작 모드들의 진입 조건을 용이하게 변경할 수 있도록 한다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 전원의 출력 전류 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 기 설정된 FRT 규정에 따른 각 동작 모드 및 각 동작 모드에 대응하는 전압 조건과 시간 조건을 도시한 예이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 전류 제어 장치가, FRT 규정에 따른 동작 모드에 근거하여, 분산형 전원으로부터 배전 계통으로 출력되는 전류를 제어하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3b는 유효 전류와 무효 전류의 조합으로 결정되는 인버터 출력 전류를 도시한 개념도이다.
도 4a 내지 도 4c는 FRT 규정에 따른 서로 다른 동작 모드에 대응하는 전압이 배전 계통으로부터 검출되는 예들을 도시한 예시도들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 전류 제어 장치에서, 상기 제1 및 제3 제어 정보에 따라 서로 다른 무효 전류를 생성하기 위한 무효 전류 지령치가 생성되는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 출력 전류 제어 장치가, 영역 설정 파라미터에 따라 사용자가 FRT 규정에 따른 동작 모드의 진입 조건들을 변경하는 예를 도시한 예시도들이다.
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 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 전원의 출력 전류 제어 장치(10)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 그리고 도 2는 기 설정된 FRT 규정에 따른 각 동작 모드 및 각 동작 모드에 대응하는 전압 조건과 시간 조건을 도시한 예이다.
먼저 도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 분산형 전원의 출력 전류 제어 장치(10)는, 분산형 전원에 해당하는 전력원(100), 상기 전력원(100)으로부터 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터(Inverter), 상기 인버터를 통해 교류 전류로 변환된 전류가 출력되는 배전 계통(grid, 120), 상기 배전 계통(120)의 전압을 검출하는 계통 전압 측정부(130), 타이머(140), 동작 모드 검출부(150), 지령치 생성부(160), 그리고 인버터 제어부(170)를 포함할 수 있다. 한편 도 1에서 도시된 구성 요소들은 상기 출력 전류 제어 장치(10)의 필수 구성요소는 아니어서, 상기 출력 전류 제어 장치(10)는 상기 도 1에서 도시된 것보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나, 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있음은 물론이다.
먼저, 상기 전력원(100)은 상술한 바와 같이 풍력, 태양광, 소수력 등 재생 에너지 발전 시스템이나 연료 전지, 가스 엔진이나 가스 터빈 등 전력을 발전할 수 있는 다양한 발전 시스템 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한 UPS(Uninterruptible Power Supply) 또는 ESS(Energy Storage System)의 경우 역시 배전 계통과 연계되어 상기 배전 계통에 전류를 공급할 수 있다. 따라서 상기 UPS나 ESS, 또는 이와 유사한 배터리 시스템 역시 배전 계통에 전류를 공급할 수 있는 분산형 전원이 될 수도 있음은 물론이다. 이에 이하에서는 상기 발전 시스템 및 상기 UPS나 ESS 등 배전 계통과 연계될 수 있는 전원을 전력원(energy source)이라고 통칭하기로 한다.
그리고 인버터(110)는 상기 전력원(100)으로부터 공급되는 직류 전류를 배전 계통(120)에서 요구하는 전압을 가지는 전류로 변환할 수 있다. 그리고 변환된 전류를 상기 배전 계통(120)에 공급할 수 있다.
그리고 계통 전압 측정부(130)는 상기 배전 계통(120)과 연결될 수 있으며, 상기 배전 계통(120)의 전압을 측정할 수 있다. 그리고 측정된 전압이 특정 조건을 만족하는 경우에, 타이머(140)를 구동시킬 수 있다. 따라서 상기 계통 전압에서 검출되는 전압이 특정 조건을 만족하는 경우에, 타이머(140)는 상기 특정 조건을 만족하는 전압이 검출되는 시간을 측정할 수 있다. 여기서 상기 특정 조건은, 상기 FRT 규정에 따라 기 설정된 복수의 동작 모드 각각에 따른 진입 조건에 따라 결정되는 조건일 수 있다.
그리고 상기 타이머(140)에서 측정된 시간값과 상기 계통 전압 측정부(130)에서 측정된 전압값은 동작 모드 검출부(150)로 입력될 수 있다.
한편 동작 모드 검출부(150)는 상기 타이머(140)에서 측정된 시간값과 상기 계통 전압 측정부(130)에서 측정된 전압값에 근거하여, 현재 배전 계통(120)의 전력 상태에 따라 복수의 동작 모드 중 어느 하나를 검출할 수 있다.
여기서 상기 복수의 동작 모드는 상기 FRT 규정에 따른 것일 수 있다. 일 예로 FRT 규정에 따르면, FRT 규정은 측정되는 전압과 전압이 측정된 시간에 근거하여 설정되는 영역별로 각각 다른 동작 모드로 진입할 수 있도록 규정되어 있다.
도 2는 이처럼 기 설정된 FRT 규정에 따른 각 동작 모드 및 각 동작 모드에 대응하는 전압 조건과 시간 조건을 도시한 예이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 단위법(PU, Per Unit)에 따른 배전 계통의 전압이 0.87pu에서 1.10pu일 때에는 정상 전압 영역(200)으로 판정할 수 있다. 그러나 1.10pu에서 1.20pu까지는 과전압 상태에서 인버터(110)의 구동을 지속하는 영역(HVRT, High Voltage Ride Through, 210)으로 판정할 수 있다. 그리고 0.65pu에서 0.87pu까지는 저전압 상태에서 인버터(110)의 구동을 지속하는 영역(LVRT, Low Voltage Ride Through, 220)으로 판정할 수 있다.
여기서 상기 HVRT 영역(210)과 LVRT 영역(220)은 비록 전압이 정상 전압 수준에 비하여 과도하거나 미달되지만, 배전 계통으로의 전류 공급이 유지될 수 있도록 의무적으로 인버터(110)를 구동하는 영역으로 지정된 영역(Mandatory Operation Region)일 수 있다. 이에 반하여 0.30pu에서 0.65pu에 해당하는 저전압 상태인 경우에는 인버터(110)의 구동을 선택적으로 인버터(110)의 구동이 허용될 수 있는 선택 구동 영역(Permissive Operation region)으로 지정된 영역일 수 있다.
즉, FRT 규정에 따르면 일정 시간 동안 기 설정된 과전압 수준(예 : 1.20pu 이하) 이내에서 정상 전압을 초과하거나, 일정 시간 동안 저전압 수준(예 : 0.65pu 초과) 이내에서 정상 전압에 미달되는 경우, 인버터(110)의 구동이 유지되도록 상기 인버터(110)가 제어될 수 있어야 한다. 반면 상기 저전압 수준보다 일정 수준 더 낮은 전압이 검출되는 경우(0.30pu 이상 0.65pu 미만)에는 사업자의 선택에 따라 인버터(110)가 구동될 수 있다.
한편 이러한 FRT 규정에 따라, 사업자는 각각의 영역에 대해 서로 다른 인버터(110)의 동작 모드를 설정할 수 있다. 일 예로 상기 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)과 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에 대해 사업자는 서로 다른 인버터(110)의 동작 모드를 설정할 수 있다. 이 경우 동작 모드가 달라지면, 인버터(110)를 통해 출력되어 배전 계통으로 공급되는 전류 역시 달라질 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 선택 구동 영역(230)에 대해서도 상기 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)과 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)과는 다른 인버터 동작 모드를 설정할 수 있다. 이에 따라 사업자는 설치된 전력원(100)의 특성 및 배전 계통(120) 및 연결된 부하의 특성 등에 따라 각 영역에 서로 다른 인버터 동작 모드를 설정할 수 있다.
한편 배전 계통(120)의 과전압 상태가 기 설정된 시간 이상 지속되거나, 또는 일정 수준 이상의 과전압이 발생하는 경우, 인버터(110)의 동작은 정지될 수 있다(과전압 차단 영역 : 240a). 이 경우 상기 과전압 상태가 더 지속되거나 또는 더 높은 과전압이 발생하는 경우, 차단기가 PCS(Power Conversation System)으로부터 배전 계통(120)을 분리하는 트립이 수행될 수 있다(과전압 트립 영역: 250a).
이와 유사하게 배전 계통(120)의 저전압 상태가 기 설정된 시간 이상 지속되거나, 또는 일정 수준 이하의 저전압이 발생하는 경우, 인버터(110)의 동작은 정지될 수 있다(저전압 차단 영역 : 240b). 이 경우 상기 저전압 상태가 더 지속되거나 또는 더 낮은 저전압이 발생하는 경우, 차단기가 PCS(Power Conversation System)으로부터 배전 계통(120)을 분리하는 트립이 수행될 수 있다(저전압 트립 영역: 250b).
한편 도 2에서 살펴본 바와 같이, 배전 계통(120)으로부터 검출된 전압과, 특정 조건을 만족하는 전압이 검출되는 경우 상기 전압이 검출된 시간을 측정한 결과가 어느 영역에 해당되는지 여부에 근거하여, 동작 모드 검출부(150)는 기 설정된 동작 모드에 따라 인버터(110)의 구동을 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
일 예로 상기 검출된 전압이 정상 구동 영역(200)에 해당하는 경우라면, 동작 모드 검출부(150)는 통상적으로 인버터(110)를 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
반면 과전압이 검출 및 과전압이 검출된 시간이 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)에 해당하는 경우라면 동작 모드 검출부(150)는 배전 계통(120)에 더 낮은 전압이 공급될 수 있도록 인버터(110)를 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다. 그리고 저전압이 검출 및 저전압이 검출된 시간이 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에 해당하는 경우라면 동작 모드 검출부(150)는 배전 계통(120)에 더 높은 전압이 공급될 수 있도록 인버터(110)를 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
또한 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에서 지정된 전압 조건보다 더 낮은 전압이 검출 및 상기 더 낮은 전압이 검출된 시간이 상기 선택 구동 영역(230)에 해당하는 경우라면, 동작 모드 검출부(150)는 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에 따른 제어 정보보다 더 높은 전압이 공급될 수 있도록 인버터(110)를 제어하기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
즉, 검출된 전압 및 전압이 검출된 시간에 대응하는 영역에 따라 동작 모드 검출부(150)는 서로 다른 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성할 수 있으며, 동작 모드 검출부(150)에서 생성된 제어 정보에 따라 인버터 제어부(170)는 배전 계통(120)으로 공급되는 전류가 달라지도록 상기 인버터(110)를 제어할 수 있다.
한편 통상적으로 인버터(110)를 통해 배전 계통(120)으로 공급되는 출력 전류는 유효 전류와 무효 전류의 조합에 따라 그 크기가 결정될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)는 검출된 전압과 전압이 검출된 시간에 근거하여 상기 유효 전류와 무효 전류의 크기를 서로 다르게 함으로써 상기 배전 계통(120)으로 공급되는 전류가 달라지도록 할 수 있다. 따라서 상기 동작 모드 검출부(150)에서 생성되는 제어 정보는 유효 전류 및 무효 전류를 생성하기 위한 제어 정보일 수 있다.
그리고 상기 동작 모드 검출부(150)에서 생성된 제어 정보를 수신하는 지령치 생성부(160)는 상기 제어 정보에 근거하여 유효 전류 및 무효 전류를 생성하기 위한 유효 전류 지령치(Id *) 및 무효 전류 지령치(Iq *)를 생성할 수 있다.
일 예로 상기 동작 모드 검출부(150)에서 생성되는 제어 정보는, 검출된 전압의 전압 상승률 또는 전압 하강률에 따른 Q값의 기울기에 대한 정보일 수 있다. 여기서 Q값은 더 흡수되거나 또는 더 공급될 무효 전류의 크기를 결정하기 위한 것으로, Q값이 0보다 작은 경우, 즉 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 경우 무효 전류가 공급될 수 있으며, Q값이 0보다 큰 경우, 즉 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 경우 무효 전류가 흡수될 수 있다.
따라서 동작 모드 검출부(150)는 검출된 영역에 따른 동작 모드에 근거하여, 서로 다른 Q값의 기울기에 대한 정보를 제어 정보로서 생성함으로써, 무효 전류가 흡수되는 지령치가 상기 지령치 생성부(160)에서 생성되도록 하거나, 또는 무효 전류를 더 공급하는 지령치가 상기 지령치 생성부(160)에서 생성되도록 할 수 있다.
그러면 지령치 생성부(160)에서 생성된 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 근거하여, 인버터 제어부(170)는 무효 전류가 흡수되거나 또는 무효 전류를 더 공급하도록 상기 인버터(110)를 제어할 수 있다. 따라서 상기 인버터(110)를 통해 출력되는 전류의 전압이 더 낮아지거나 또는 더 높아질 수 있다.
한편, 상술한 바에 따르면 선택 구동 영역(230)의 경우, 기 설정된 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220) 보다 더 낮은 전압 조건에 해당하는 전압이 배전 계통(120)으로부터 검출되는 경우일 수 있다. 따라서 상기 선택 구동 영역(230)에 해당하는 동작 모드는, 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)의 경우보다 배전 계통(120)으로 출력되는 전압이 더 높아지도록 인버터(110)를 제어하기 위한 동작 모드일 수 있다.
그러므로 상기 동작 모드 검출부(150)는 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에 대응하여 생성되는 Q값보다 더 작은 값의 Q값이 결정될 수 있도록 하는 제어 정보, 즉 더 작은 값을 가지는 Q값의 기울기에 대한 정보를 상기 제어 정보로서 생성할 수 있다. 그러면 더 작은 기울기를 가짐에 따라, 측정된 전압에 대해 더 작은 Q값이 결정될 수 있으며, 이에 따라 지령치 생성부(160)는 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)의 경우보다 더 많은 무효 전류가 공급될 수 있도록 인버터(110)를 제어하기 위한 무효 전류 지령치(Iq *)를 생성할 수 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 전류 출력 제어 장치(10)에서, 배전 계통(120)으로부터 검출되는 전압 및 시간에 근거하여 인버터(110)를 제어하는 제어 방법을 살펴보기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)가, FRT 규정에 따른 동작 모드에 근거하여, 전력원(100)으로부터 배전 계통(120)으로 출력되는 전류를 제어하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3a를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)는 먼저 계통 전압 측정부(130)가 배전 계통(120)으로부터 계통 전압을 검출할 수 있다. 그리고 검출된 계통 전압이 기 설정된 조건에 부합하는 전압인 경우, 타이머(140)를 구동하여 상기 기 설정된 조건에 부합하는 전압이 검출되는 시간을 측정할 수 있다(S300).
여기서 상기 기 설정된 조건은 서로 다른 동작 모드의 진입 조건에 해당하는 전압일 수 있다. 즉, 상기 계통 전압 측정부(130)는 측정된 전압이 정상 전압 범위를 초과하는 과전압 또는 저전압인 경우 상기 과전압 또는 저전압이 검출된 시간을 측정할 수 있다.
그리고 계통 전압 측정부(130)의 전압 측정 결과 또는 전압 측정 결과와 시간 측정 결과는 동작 모드 검출부(150)로 입력될 수 있다. 그러면 동작 모드 검출부(150)는 입력받은 전압 측정 결과와 시간 측정 결과에 대응하는 동작 모드를 검출할 수 있다(S302). 그리고 검출된 동작 모드에 따른 제어 정보로서, 무효 전류의 흡수 또는 공급 및 생성되는 무효 전류의 크기를 결정할 수 있는 Q값의 기울기를 결정할 수 있다(S304).
도 4a 내지 도 4c는 FRT 규정에 따른 서로 다른 동작 모드에 대응하는 전압이 배전 계통으로부터 검출되는 예들을 도시한 예시도들이다.
예를 들어, 배전 계통(120)으로부터 도 4a에서 보이고 있는 바와 같이 전압이 측정되는 경우, 계통 전압 측정부(130)는 정상 전압 범위를 초과하는 과전압이 검출된 것으로 판단할 수 있다. 그러면 계통 전압 측정부(130)는 상기 과전압이 측정된 시간을 검출할 수 있으며, 검출된 과전압 및 과전압이 검출된 시간을 측정한 결과(제1 측정 결과, 410)를 동작 모드 검출부(150)로 입력할 수 있다.
그러면 동작 모드 검출부(150)는, 도 2에서 설명한 바와 같이 FRT 규정에 따른 영역들 중 상기 제1 측정 결과(410)에 대응하는 영역을 검출할 수 있다. 따라서 동작 모드 검출부(150)는 상기 제1 측정 결과(410)가 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)에 대응함을 식별할 수 있으며, 상기 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)에 따른 동작 모드를 검출할 수 있다. 이하 상기 과전압 의무 구동 영역(210)에 대응하는 동작 모드를 제1 동작 모드라고 하기로 한다.
한편 도 4a에서 보이고 있는 과전압 상태가 지속되어 상기 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)을 벗어나는 경우, 동작 모드 검출부(150)는 과전압 차단 영역(240a) 또는 과전압 트립 영역(250a)에 진입한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 검출된 영역에 따라 인버터(110)의 동작을 정지시키기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
한편 배전 계통(120)으로부터 도 4b에서 보이고 있는 바와 같이 전압이 측정되는 경우, 계통 전압 측정부(130)는 정상 전압 범위에 미달되는 저전압이 검출된 것으로 판단할 수 있다. 그러면 계통 전압 측정부(130)는 상기 저전압이 측정된 시간을 검출할 수 있으며, 검출된 저전압 및 저전압이 검출된 시간을 측정한 결과(제2 측정 결과, 420)를 동작 모드 검출부(150)로 입력할 수 있다.
그러면 동작 모드 검출부(150)는, 도 2에서 설명한 바와 같이 FRT 규정에 따른 영역들 중 상기 제2 측정 결과(420)에 대응하는 영역을 검출할 수 있다. 따라서 동작 모드 검출부(150)는 상기 제2 측정 결과(420)가 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에 대응함을 식별할 수 있으며, 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 210)에 따른 동작 모드를 검출할 수 있다. 이하 상기 저전압 의무 구동 영역(220)에 대응하는 동작 모드를 제2 동작 모드라고 하기로 한다.
한편 도 4b에서 보이고 있는 저전압 상태가 지속되어 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)을 벗어나는 경우, 동작 모드 검출부(150)는 저전압 차단 영역(240b) 또는 저전압 트립 영역(250b)에 진입한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 검출된 영역에 따라 인버터(110)의 동작을 정지시키기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
또한 배전 계통(120)으로부터 도 4c에서 보이고 있는 바와 같이 전압이 측정되는 경우, 계통 전압 측정부(130)는 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)의 온도 조건보다 더 낮은 저전압이 검출된 것으로 판단할 수 있다. 그러면 계통 전압 측정부(130)는 상기 더 낮은 저전압이 측정된 시간을 검출할 수 있으며, 검출된 전압 및 전압이 검출된 시간을 측정한 결과(제3 측정 결과, 430)를 동작 모드 검출부(150)로 입력할 수 있다.
그러면 동작 모드 검출부(150)는, 도 2에서 설명한 바와 같이 FRT 규정에 따른 영역들 중 상기 제3 측정 결과(430)에 대응하는 영역을 검출할 수 있다. 따라서 동작 모드 검출부(150)는 상기 제3 측정 결과(430)가 선택 구동 영역(230)에 대응함을 식별할 수 있으며, 상기 선택 구동 영역(230)에 따른 동작 모드를 검출할 수 있다. 이하 상기 선택 구동 영역(230)에 대응하는 동작 모드를 제3 동작 모드라고 하기로 한다. 이 경우 상기 선택 구동 영역(230)은 선택적으로 인버터(110)가 동작될 수 있는 영역으로, 상기 제3 동작 모드는 인버터(110)의 구동을 정지시키는 동작 모드일 수 있으며, 상기 제3 동작 모드에 따른 제어 정보는, 상기 인버터(110)의 구동을 정지시키기 위한 제어 정보일 수도 있다.
한편 도 4c에서 보이고 있는 저전압 상태가 지속되어 상기 선택 구동 영역(230)을 벗어나는 경우, 동작 모드 검출부(150)는 저전압 차단 영역(240b) 또는 저전압 트립 영역(250b)에 진입한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 검출된 영역에 따라 인버터(110)의 동작을 정지시키기 위한 제어 정보를 생성할 수 있다.
한편 인버터(110)에서 출력되는 출력 전류(353)는 도 3b에서 보이고 있는 바와 같이, 유효 전류(352)와 무효 전류(351)의 조합에 따라 결정될 수 있다. 따라서 유효 전류(352)가 동일한 경우에도, 무효 전류(351)의 값이 커지면(무효 전류가 더 공급되는 경우) 출력 전류(353)는 더 커질 수 있으며, 이에 따라 출력 전류(353)의 전압은 높아질 수 있다. 반대로 무효 전류(351)의 값이 작아지면(무효 전류가 흡수되는 경우) 출력 전류(353)는 더 작아질 수 있으며, 이에 따라 출력 전류(353)의 전압은 낮아질 수 있다.
그리고 상술한 바와 같이 제1 동작 모드는, 배전 계통(120)의 전압을 측정한 결과, 과전압 상태인 경우에 인버터(110)의 동작을 제어하는 모드일 수 있다. 따라서 상기 제1 동작 모드에 따라 생성되는 제어 정보, 즉 제1 제어 정보는 과전압 상태인 계통 전압을 보상하기 위한 제어 정보일 수 있다.
이러한 과전압 상태를 보상하기 위해, 제1 제어 정보는 무효 전류가 흡수되도록 인버터(110)를 제어하는 제어 정보일 수 있다. 따라서 상기 제1 제어 정보는 무효 전류를 결정하는 Q값이 0보다 큰 값을 가지도록 하는 제어 정보일 수 있으며, 전압이 높을수록 더 큰 값을 가지도록 하는 제어 정보일 수 있다. 즉, Q값에 대한 양(+)의 값을 가지는 특정 기울기값이 상기 제1 제어 정보일 수 있다. 따라서 동작 모드 검출부(150)는 상기 S304 단계에서, 검출된 전압 및 시간에 대응하는 동작 모드가 제1 동작 모드인 경우 Q값에 대한 상기 양(+)의 값을 가지는 특정 기울기값을 제1 제어 정보로서 생성할 수 있다.
반면 상기 제2 동작 모드는, 배전 계통(120)의 전압을 측정한 결과, 저전압 상태인 경우에 인버터(110)의 동작을 제어하는 모드일 수 있다. 따라서 상기 제2 동작 모드에 따라 생성되는 제어 정보, 즉 제2 제어 정보는 저전압 상태인 계통 전압을 보상하기 위한 제어 정보일 수 있다.
이러한 저전압 상태를 보상하기 위해, 제2 제어 정보는 무효 전류가 더 공급되도록 인버터(110)를 제어하는 제어 정보일 수 있다. 따라서 상기 제2 제어 정보는 무효 전류를 결정하는 Q값이 0보다 작은 값을 가지도록 하는 제어 정보일 수 있으며, 전압이 낮을수록 더 큰 값을 가지도록 하는 제어 정보일 수 있다. 즉, Q값에 대한 음(-)의 값을 가지는 특정 기울기값이 상기 제1 제어 정보일 수 있다. 따라서 동작 모드 검출부(150)는 상기 S304 단계에서, 검출된 전압 및 시간에 대응하는 동작 모드가 제2 동작 모드인 경우 Q값에 대한 상기 음(-)의 값을 가지는 특정 기울기값을 제2 제어 정보로서 생성할 수 있다.
그런데 상기 제3 동작 모드는, 상기 제2 동작 모드에 대응하는 전압보다 더 낮은 전압이 검출된 경우에 인버터(110)의 동작을 제어하는 모드일 수 있다. 따라서 상기 제3 동작 모드에 따라 생성되는 제어 정보, 즉 제3 제어 정보는 상기 제2 동작 모드에 대응하는 저전압 조건보다 더 낮은 계통 전압을 보상하기 위한 제어 정보일 수 있다.
이러한 저전압 상태를 보상하기 위해, 상기 제3 제어 정보는 상기 제2 제어 정보보다 더 많은 무효 전류가 공급되도록 인버터(110)를 제어하는 제어 정보일 수 있다. 따라서 상기 제3 제어 정보는 무효 전류를 결정하는 Q값이 0보다 작은 값을 가지며, 전압이 낮을수록 더 큰 값을 가지도록 하는 제어 정보일 뿐만 아니라, 상기 제2 제어 정보에 따른 기울기보다 더 큰 음(-)의 값을 가지는 기울기값에 대한 정보일 수 있다. 따라서 동작 모드 검출부(150)는 상기 S304 단계에서, 검출된 전압 및 시간에 대응하는 동작 모드가 제3 동작 모드인 경우 Q값에 대해 더 작은 음(-)의 값을 가지는 특정 기울기값을 제3 제어 정보로서 생성할 수 있다.
한편 S304 단계에서, 검출된 전압 및 시간에 따른 동작 모드에 근거하여 동작 모드 검출부(150)가 제어 정보를 생성하면, 지령치 생성부(160)는 생성된 제어 정보에 근거하여 유효 전류를 생성하기 위한 유효 전류 지령치(Id *) 및 무효 전류를 생성하기 위한 무효 전류 지령치(Iq *)를 생성할 수 있다(S306). 이 경우 유효 전류 지령치(Id *)는 기 설정된 공급 전류에 따라 일정할 수 있으나 상기 무효 전류 지령치(Iq *)는 상기 제어 정보에 따라 서로 달라질 수 있다.
도 5는 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)에서, 상기 제1 및 제3 제어 정보에 따라 서로 다른 무효 전류를 생성하기 위한 무효 전류 지령치가 생성되는 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 도 5는 전압 상승률에 대한 Q값(550)을 도시하는 것으로, 전압 상승률이 0.87pu에서 1.10pu인 경우에 정상 구동 영역(500)이 설정되는 예를 보이고 있다. 상기 정상 구동 영역(500)의 경우, 동작 모드 검출부(150)는 정상 동작을 위한 제어 정보, 즉 기 설정된 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치가 생성될 수 있는 제어 정보를 지령치 생성부(160)에 입력할 수 있다.
그런데 전압 상승률이 증가하여 정상 구동 영역(500)을 벗어나는 경우(HVRT 영역(510)에 진입하는 경우) 동작 모드 검출부(150)는 제1 동작 모드에 따라 양(+)의 값을 가지는 제1값의 Q값 기울기를 제1 제어 정보로서 생성할 수 있다. 그러면 지령치 생성부(160)는 도 5에서 보이고 있는 바와 같이, 상기 양(+)의 값을 가지는 기울기(제1 기울기, 551)에 따라 양(+)의 값을 가지는 Q값을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 Q값에 따라 무효 전류를 생성하기 위한 무효 전류 지령치(Iq *)를 생성할 수 있다. 이 경우 Q값이 전압 상승률에 대하여 양(+)의 값을 가지므로, 전압이 상승할수록 무효 전류가 흡수되도록 인버터(110)를 제어하기 위한 무효 전류 지령치가 생성될 수 있다.
반면 전압 상승률이 감소하여 정상 구동 영역(500)을 벗어나는 경우(LVRT 영역(520)에 진입하는 경우) 동작 모드 검출부(150)는 제2 동작 모드에 따라 음(-)의 값을 가지는 제2값의 Q값 기울기를 제2 제어 정보로서 생성할 수 있다. 그러면 지령치 생성부(160)는 도 5에서 보이고 있는 바와 같이 상기 음(-)의 값을 가지는 기울기(제2 기울기, 552)에 따라 음(-)의 값을 가지는 Q값을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 Q값에 따라 무효 전류를 생성하기 위한 무효 전류 지령치(Iq *)를 생성할 수 있다. 이 경우 Q값이 전압 상승률에 대하여 음(-)의 값을 가지므로, 전압이 감소할수록 무효 전류가 더 공급되도록 인버터(110)를 제어하기 위한 무효 전류 지령치가 생성될 수 있다.
그런데 전압 상승률이 더 감소하여 LVRT 영역(520)을 벗어나는 경우(선택 구동 영역(530)에 진입하는 경우), 동작 모드 검출부(150)는 제3 동작 모드에 따라 더 큰 값을 가지는 음(-)의 Q값 기울기를 제3 제어 정보로서 생성할 수 있다. 그러면 지령치 생성부(160)는 도 5에서 보이고 있는 바와 같이, 더 큰 음(-)의 값을 가지는 기울기(제3 기울기, 553)에 따라 음(-)의 값을 가지는 Q값을 결정할 수 있다. 그리고 결정된 Q값에 따라 무효 전류를 생성하기 위한 무효 전류 지령치(Iq *)를 생성할 수 있다. 이 경우 Q값이 전압 상승률에 대하여 더 큰 음(-)의 값을 가지므로, 전압이 감소할수록 더 많은 무효 전류가 더 공급되도록 인버터(110)를 제어하기 위한 무효 전류 지령치가 생성될 수 있다.
한편 상기 S306 단계에서, 유효 전류 지령치와, 검출된 동작 모드에 따라 서로 달라지는 무효 전류 지령치가 생성되면, 인버터 제어부(170)는 생성된 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 따라 인버터(110)를 제어할 수 있다(S308). 따라서 인버터(110)를 통해 배전 계통(120)으로 유입되는 전류가 상기 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 따라 제어될 수 있다. 즉, 과전압 상태에서 검출되는 제1 동작 모드인 경우, 무효 전류의 흡수를 통해 보다 전압이 낮은 전류가 생성될 수 있도록 인버터(110)가 제어될 수 있으며, 저전압 상태에서 검출되는 제2 동작 모드인 경우, 무효 전류의 공급을 통해 보다 전압이 높은 전류가 생성될 수 있도록 인버터(110)가 제어될 수 있다.
한편 상기 제2 동작 모드에 따른 전압 조건보다 더 낮은 전압 조건에 대응하는 제3 동작 모드의 경우, 사용자의 설정에 따라 인버터(110)가 구동되는 경우라면 더 많은 무효 전류가 공급되도록 인버터(110)가 제어될 수 있다. 반면 상기 제3 동작 모드의 경우, 사용자의 설정에 따라 인버터(110)가 구동되지 않도록 설정된 경우라면 인버터(110)의 동작이 정지되도록 제어될 수도 있다.
한편 상술한 설명에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)는 영역 설정 파라미터를 제공하여 사용자가 상기 FRT 규정에 따른 각 동작 모드들의 진입 조건을 용이하게 변경할 수 있음을 언급한 바 있다.
도 6a와 도 6b는 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)가, 영역 설정 파라미터에 따라 사용자가 FRT 규정에 따른 동작 모드의 진입 조건들을 변경하는 예를 도시한 예시도들이다.
예를 들어 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)는 FRT 요건에 부합하기 위해 구비되어야 하는 각 영역들을 사용자가 임의로 설정할 수 있는 다양한 파라미터들을 제공할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)는 동작 모드 검출부(150)에 연결될 수 있는 사용자 입력부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있으며, 사용자의 입력에 따라 설정된 영역들과 각 영역에 대해 설정된 정보들을 표시할 수 있는 표시부(도시되지 않음)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 파라미터들은 FRT 요건에 부합하기 위해 구비되어야 하는 각 영역들을 구분하기 위한 전압 조건과 시간 조건을 설정할 수 있는 영역 설정 파라미터들일 수 있다. 예를 들어 상기 도 2와 같이 FRT 요건에 따른 각 영역들이 설정되는 경우를 예로 들어 보면, 상기 영역 설정 파라미터들은 사용자가 각 영역의 X축 값과 Y축 값을 설정할 수 있도록 하는 파라미터들일 수 있다. 여기서 X축 값은 타이머에 의해 전압이 검출되는 시간을, Y축 값은 배전 계통(120)으로부터 검출되는 전압(전압 레벨(PU))을 의미할 수 있다. 이러한 영역 설정 파라미터의 예는 하기 [표 1]에서 보이고 있는 바와 같다.
영역설정 파라미터(전압 ride-through 커브 설정 파라미터)
LVRT Curve Point X1 (Time)
... LVRT Curve Point X20 (Time)		 LVRT 영역 설정 X축(시간) 총 20개
LVRT Curve Point Y1 (Voltage Level)
... LVRT Curve Point Y20 (Time)		 LVRT 영역 설정 Y축(전압 레벨) 총 20개
LVRT Mandatory Operation Level Mandatory 영역 분할 파라미터, 해당 값 이상이면 Mandatory 영역, 해당 값 미만이면 Permissive 영역
HVRT Curve Point Xn (Time) HVRT 영역 설정 X축(시간) 총 20개
... HVRT Curve Point X20 (Time)
HVRT Curve Point Yn (Voltage Level) HVRT 영역 설정 Y축(전압 레벨) 총 20개
... HVRT Curve Point Y20 (Time)
상기 [표 1]에서 보이고 있는 영역 설정 파라미터에 근거하여, 사용자는 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210), 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220), 및 선택 구동 영역(230) 각각에 대한 시간 조건 및 전압 레벨 조건등을 변경할 수 있다. 예를 들어 도 2와 같이 설정된 FRT 요건에 따른 각 영역들에 대해, 사용자는 상기 [표 1]의 영역 설정 파라미터, 보다 자세하게 상기 LVRT Mandatory Operation LEVEL 파라미터와, LVRT Curve Point Xn, LVRT Curve Point Yn 파라미터를 설정하여 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220) 및 선택 구동 영역(230)의 형태 및 크기, 즉 시간 조건 및 전압 레벨 조건을 변경할 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 이러한 예를 도시한 것이다.
먼저 도 2와 같이 설정된 FRT 요건에 따른 각 영역들에 대해, 사용자는 도 6a에서 보이고 있는 바와 같이, LVRT Curve Point Y1 파라미터(601)와 LVRT Curve Point X1 파라미터(602)를 선택하여 선택 구동 영역(230)의 전압 레벨 조건 하한 및 시간 조건을 변경할 수 있다. 또한 LVRT Curve Point Y2 파라미터(603)와 LVRT Curve Point X2 파라미터(604)를 선택하여, 저전압 상태에서 선택 구동 영역(230)에 해당되는 전압 레벨 조건을 변경할 수 있다.
또한 LVRT Mandatory Operation LEVEL 파라미터(710)를 변경하여 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)과 선택 구동 영역(230)을 구분하는 전압 레벨 조건을 변경할 수 있으며, LVRT Curve Point Y3 파라미터(605)와 LVRT Curve Point X3 파라미터(606), 그리고 LVRT Curve Point X4 파라미터(607)를 변경하여, 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에 해당되는 전압 레벨 조건과 시간 조건을 변경할 수 있다. 그러면 도 6a에서와 같이 구분된 각 FRT 요건에 따른 영역들은, 도 6b에서 보이고 있는 바와 같이 변경될 수 있다. 즉, 상기 영역 설정 파라미터에 근거하여 사용자는 FRT 요건에 따라 규정된 각 영역들의 시간 조건 및 전압 레벨 조건을 변경할 수 있다. 그리고 시간 조건 및 전압 레벨 조건의 변경되면, FRT 요건에 따라 규정된 각 영역들의 크기 및 형태가 변경될 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)는 FRT 요건에 따른 각 영역들에 대해 사용자가 동작 모드를 설정할 수 있는 동작 모드 파라미터들과 각 동작 모드에 대한 세부 설정을 수행할 수 있는 세부 설정 파라미터들을 제공할 수 있다. 하기 [표 2] 및 [표 3]은 이러한 동작 모드 파라미터(표 2)와, 세부 설정 파라미터(표 3)의 예를 도시한 것이다.
영역별 동작 모드
LVRT Mandatory Operation 영역별 동작 모드 설정 파라미터 중에서 동작을 선택
LVRT permissive Operation
May Ride-through or May Trip Cessation / Do trip 중에서 동작을 선택
HVRT Operation 영역별 동작 모드 설정 마라미터 중에서 동작을 선택
영역별 동작 모드 설정 파라미터 동작모드 세부설정 파라미터
LVRT Current 정상전압 시 동작하던 전류와 동일 전류를 유지
80% of Last Current 정상전압 시 동작하던 전류의 80%를 유지
Reactive Current Injection 전압 하강시 무효전류 보상에 대한 비례 게인
- Sag Gain(무효전류 보상 게인) 전압 상승시 무효전류 보상에 대한 비례 게인
- Swell Gain(무효전류 보상 게인) 별도 설정된 전류로 출력
Setting Current - d-axis setting current d축 설정 전류
- q-axis setting current q축 설정 전류
Cessation PWM을 중단하여 출력 일시 정지 PWM을 중단하여 출력 일시 정지
예를 들어 상기 동작 모드 파라미터는 각 영역에서 수행될 수 있는 동작 모드를 설정하기 위한 파라미터일 수 있다. 일 예로 선택 구동 영역(230)의 경우 인버터 구동 중지를 위한 동작 모드 또는 인버터 구동을 위한 동작 모드가 설정될 수 있으며, 과전압 의무 구동 영역(220), 또는 저전압 의무 구동 영역(230)은 과전압 상황에서 또는 저전압 상황에서 인버터(110)를 구동하기 위한 동작 모드가 설정될 수 있다. 이 경우 상술한 설명에 비추어 보면, 상기 과전압 의무 구동 영역(HVRT, 210)에는 무효 전류를 흡수하도록 인버터(110)를 제어하기 위한 동작 모드가, 상기 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)에는 무효 전류를 더 공급하도록 인버터(110)를 제어하기 위한 동작 모드가 설정될 수 있다.
한편 각 영역에 대한 동작 모드가 설정되면, 사용자는 세부 설정 파라미터에 근거하여 각 동작 모드에 대한 세부 설정값들을 지정할 수 있다. 예를 들어 배전 계통(120)으로의 전류 공급을 중단하기 위해, 인버터(110)의 PWM(Pulse Width Modulation)을 중단하도록 하기 위한 설정, d축 설정 전류값 또는 q축 설정 전류값, 무효 전류에 관련된 파라미터, 즉 Q값의 기울기(제1 내지 제3값)등 상기 세부 설정 파라미터는 사용자가 임의로 설정할 수 있는 다양한 파라미터들을 제공할 수 있다.
그리고 세부 설정 파라미터에 근거하여 각 동작 모드에 대한 세부 설정이 완료되면, 본 발명의 실시 예에 따른 전류 출력 제어 장치(10)의 동작 모드 검출부(150)는 배전 계통(120)으로부터 검출되는 전압 및 전압이 검출되는 시간에 근거하여, 대응하는 영역을 검출하고, 검출된 영역에 대응하는 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성할 수 있다. 여기서 제어 정보는 상술한 바와 같이 Q값에 대한 양(+)의 값을 가지는 제1 기울기, 음(-)의 값을 가지는 제2 또는 제3 기울기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그러면 지령치 생성부(160)가 상기 제어 정보에 근거하여 유효 전류 지령치 및 무효 전류 지령치를 생성할 수 있으며, 생성된 지령치들을 입력받은 인버터 제어부(170)는 생성된 지령치에 따라 유효 전류를 출력 및 무효 전류를 흡수하거나 무효 전류가 더 공급되도록 인버터(110)를 제어할 수 있다. 즉, 상기 동작 모드 검출부(150)에서 검출된 영역에 대응하는 동작 모드에 따라 구동될 수 있다.
한편 상술한 설명에서는 선택 구동 영역(230)이 저전압 의무 구동 영역(LVRT, 220)보다 더 낮은 전압이 검출되는 경우에 한하여 설정되는 예를 가정하여 설명하였으나, 이와는 반대로 고전압 의무 구동 영역(HVRT. 210)보다 더 높은 전압이 검출되는 경우에도 설정될 수도 있음은 물론이다. 이러한 경우 상기 고전압 영역에 형성된 선택 구동 영역은, 사업자의 선택에 따라 인버터(110)의 구동 여부가 선택될 수 있는 영역일 수 있다. 그리고 만약 인버터(110)의 구동이 선택되는 경우에는, 상기 고전압 의무 구동 영역(HVRT. 210)에 대응하는 제1 동작 모드에 따라 설정되는 제1값의 Q값 기울기보다 더 큰 양(+)의 값을 가지는 Q값의 기울기가 제어 정보로서 출력될 수도 있다. 그러면 인버터 제어부(170)는 상기 제어 정보에 근거하여, 더 많은 무효 전류를 흡수하도록 인버터(110)를 제어할 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 (14)

  1. 적어도 하나의 분산형 전원을 포함하는 전력원;
    상기 전력원으로부터 공급되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 배전 계통에 공급하는 인버터(inverter);
    상기 배전 계통의 전압을 검출하는 계통 전압 측정부;
    상기 배전 계통의 전압이 기 설정된 조건을 충족하는 경우, 상기 기 설정된 조건을 충족하는 전압이 검출된 시간을 검출하는 타이머(timer);
    FRT(Fault Ride Through) 요건에 따른 영역들 중, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 따른 어느 하나의 영역 및, 검출된 영역에 대응하는 동작 모드를 검출하며, 동작 모드 별로 서로 다르게 검출된 전압에 대응하는 유효 전류 및 무효 전류의 생성을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 동작 모드 검출부;
    상기 동작 모드 검출부에서 생성된 제어 정보에 따른 유효 전류 및 무효 전류를 생성하기 위한 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치를 생성하는 지령치 생성부; 및,
    상기 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 근거하여 상기 인버터의 전류 변환 동작을 제어하는 인버터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 FRT 요건에 따른 영역들은,
    상기 배전 계통으로부터 검출된 전압과 상기 전압이 검출된 시간에 따라 과전압 의무 구동 영역(HVRT, High Voltage Ride Through) 및 저전압 의무 구동 영역(LVRT, Low Voltage Ride Through)을 포함하는 복수의 영역으로 구분 및, 상기 과전압 의무 구동 영역과 상기 저전압 의무 구동 영역은 각각 서로 다른 동작 모드에 대응하며,
    상기 제어 정보는,
    상기 생성되는 무효 전류의 크기를 결정하는 기 설정된 변수 Q의 서로 다른 기울기값임을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 동작 모드 검출부는,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제1 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하고,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제2 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제1값의 상기 Q값 기울기이고,
    상기 제2 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제2값의 상기 Q값 기울기이며,
    상기 지령치 생성부는,
    상기 제1값 또는 제2값의 Q값의 기울기가 상기 제어 정보로 입력되면, 입력된 Q값 기울기 및, 상기 검출된 전압에 대응하는 무효 전류 지령치를 생성하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 FRT 요건에 따른 영역들은,
    상기 과전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건을 초과하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 과전압 선택 구동 영역과, 상기 저전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건에 미달하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 저전압 선택 구동 영역 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 동작 모드 검출부는,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제1 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제3 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하고,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제2 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제4 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    상기 제1값보다 더 큰 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제3값의 상기 Q값 기울기이고,
    상기 제4 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    상기 제2값보다 더 큰 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제4값의 상기 Q값의 기울기임을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 동작 모드 검출부는,
    상기 FRT 요건에 따른 각 영역들의 전압 조건 및 시간 조건을 설정할 수 있는 영역 설정 파라미터 및, 상기 각 영역들에 대응하는 동작 모드에 대한 정보를 설정할 수 있는 사용자 입력부; 및,
    설정된 상기 FRT 요건에 따른 각 영역들의 전압 조건 및 시간 조건과, 상기 영역들 각각에 대응하는 동작 모드에 관련된 정보들을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 분산형 전원은,
    재생 에너지를 발전하는 발전 시스템 및 배터리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치.
  9. 적어도 하나의 분산형 전원으로부터 배전 계통으로 공급되는 전류의 출력을 제어하는 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 배전 계통으로부터 전압을 검출 및, 검출된 전압이 기 설정된 조건에 부합하는 경우 상기 전압이 검출된 시간을 측정하는 단계;
    FRT(Fault Ride Through) 요건에 따른 영역들 중, 상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 따른 어느 하나의 영역을 검출하는 단계;
    상기 FRT 요건에 따른 영역들 각각에 대응하는 복수의 동작 모드 중, 상기 검출된 영역에 대응하는 동작 모드를 검출하는 단계;
    검출된 동작 모드에 근거하여, 검출된 전압에 대응하는 유효 전류 및 무효 전류의 생성을 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는 단계;
    상기 제어 정보에 근거하여, 상기 검출된 전압에 대응하는 유효 전류와 무효 전류를 생성하기 위한 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치를 생성하는 단계;
    생성된 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치에 근거하여, 상기 적어도 하나의 분산형 전원으로부터 입력되는 직류 전류를 교류 전류로 변환하여 상기 배전 계통으로 공급하는 인버터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 FRT 요건에 따른 영역들은,
    상기 배전 계통으로부터 검출된 전압과 상기 전압이 검출된 시간에 따라 과전압 의무 구동 영역(HVRT, High Voltage Ride Through) 및 저전압 의무 구동 영역(LVRT, Low Voltage Ride Through)을 포함하며,
    상기 제어 정보는,
    상기 생성되는 무효 전류의 크기를 결정하는 기 설정된 변수 Q의 서로 다른 기울기값임을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어 정보를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제1 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 의무 구동 영역인 경우 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제2 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제1값의 상기 Q값 기울기이고,
    상기 제2 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제2값의 상기 Q값 기울기이며,
    상기 유효 전류 지령치와 무효 전류 지령치를 생성하는 단계는,
    상기 제1값 또는 제2값의 Q값의 기울기가 상기 제어 정보로 입력되면, 입력된 Q값 기울기 및, 상기 검출된 전압에 대응하는 무효 전류 지령치를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 FRT 요건에 따른 영역들은,
    상기 과전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건을 초과하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 과전압 선택 구동 영역과, 상기 저전압 의무 구동 영역에 따른 전압 조건에 미달하는 전압 조건과 기 설정된 시간 조건에 따라 형성되는 저전압 선택 구동 영역 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 제어 정보를 생성하는 단계는,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 과전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제1 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 흡수되도록 상기 인버터를 제어하는 제3 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계; 및,
    상기 검출된 전압 및 검출된 시간에 의해 검출되는 FRT 요건에 따른 영역이, 상기 저전압 선택 구동 영역인 경우 상기 제2 동작 모드 보다 더 많은 무효 전류가 공급되도록 상기 인버터를 제어하는 제4 동작 모드에 따른 제어 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    상기 제1값보다 더 큰 인덕티브(Inductive) 방향의 값을 가지는 제3값의 상기 Q값 기울기이고,
    상기 제4 동작 모드에 따른 제어 정보는,
    상기 제2값보다 더 큰 캐파시티브(Capacitive) 방향의 값을 가지는 제4값의 상기 Q값의 기울기임을 특징으로 하는 출력 전류 제어 장치의 제어 방법.
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