Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
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SVC coupled UPQC for reactive power compensation capacity increase and DC link voltage reduction

무효전력 보상 용량 증대 및 DC 링크 전압 저감을 위한 SVC 결합형 UPQC

  • Pyo, Soo-Han (Dept. of Electrical Engineering, Mokpo National University) ;
  • Park, Jang-Hyun (Dept. of Electrical Engineering, Mokpo National University) ;
  • Oh, Jeong-Sik (Dept. of Electrical Engineering, Mokpo National University) ;
  • Park, Tae-Sik (Dept. of Electrical Engineering, Mokpo National University)
  • Received : 2019.03.07
  • Accepted : 2019.03.25
  • Published : 2019.03.31
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Abstract

This paper propose a new form of UPQC (Unified Power Quality Compensator) to compensate the current and voltage quality problems of nonlinear loads. The conventional UPQC system consists of a series inverter, a parallel inverter, and a common DC link. A new type of UPQC proposed is a parallel compensator with SVC (Static Var Compensator) added to compensate for the wide compensation range and low DC link voltage. The parallel inverter compensates the reactive power generated by the nonlinear load, and the series inverter compensates the sag and swell generated at the power supply side.

본 논문에서는 UPQC 시스템과 SVC를 결합한 새로운 형태의 보상장치를 제안하고자 한다. 기존의 UPQC는 직렬형 인버터, 병렬형 인버터, DC 링크로 구성되어 있어있으며 우수한 전력품질 보상 성능을 보이지만 높은 인버터 정격을 요구한다. 제안된 방식은 직렬형 인버터, 병렬형 인버터와 DC 링크 그리고 병렬형 인버터의 출력단에 결합된 SVC로 구성되어 있으며, 기존 UPQC에 비해 넓은 무효전력 보상 범위와 낮은 DC 링크 전압의 장점을 가지고 있다. 또한, SVC가 결합된 새로운 UPQC의 구성은 Matlab 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다.

Keywords

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Fig. 1. AC wave with reactive power. 그림 1. 무효전력을 함유한 AC 파형

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Fig. 2. Load, source reactive power phasor diagram. 그림 2. 전원, 부하 무효전력 페이저 다이어그램 해석

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Fig. 3. Pager Diagram Analysis with Compensator. 그림 3. 보상기가 있을 경우의 페이저 다이어그램 해석

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Fig. 4. V-I characteristic of SVC. 그림 4. SVC V-I 특성곡선

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Fig. 5. V-I characteristic of UPQC. 그림 5. UPQC V-I 특성곡선

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Fig. 6. V-I characteristic of SVC coupled UPQC. 그림 6. SVC 결합형 UPQC V-I 특성곡선

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Fig. 7. Configuration of the Hybrid UPQC System. 그림 7. 하이브리드 UPQC 시스템의 구성

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Fig. 8. Harmonics controller of Statcom. 그림 8. Statcom 고조파 제어기

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Fig. 9. dq, αβ frame of Statcom. 그림 9. Statcom dq, αβ 변환

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Fig. 10. Feedforward controller of Statcom. 그림 10. Statcom 전향 제어기

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Fig. 11. Voltage controller of DVR. 그림 11. DVR 전압 제어기

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Fig. 12. Current controller of SVC. 그림 12. SVC 전류 제어기

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Fig. 13. Matlab Simulink Simulation model. 그림 13. Matlab Simulink 시뮬레이션 모델

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Fig. 14. Sag, Sewll compensation simulation (a) VS Source voltage (b) VL Load voltage. 그림 14. Sag, Swell 보상 시뮬레이션 (a) VS 계통전압 (b) VS 부하전압

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Fig. 15. Reactive compensation simulation (a) QS Source reactive (b) QL Load reactive (c) QC Compensation reactive. 그림 15. 무효전력 보상 시뮬레이션 (a) QS 계통 무효전력 (b) QL 부하 무효전력 (c) QC 보상 무효전력

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Fig. 16. Voltage wave (a) VS Source voltage (b) STATCOM voltage (c) SVC voltage. 그림 16. STATCOM, SVC 출력전압 파형 (a) VS 계통전압 (b) STATCOM 전압 (c) SVC 전압

Table 1. Simulation System parameter. 표 1. 시뮬레이션 시스템 파라미터

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References

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