• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.107-112
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• 2013

본 논문에서는 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 모듈의 속도 제어 및 온도 제어 기법을 제안한다. 지속적인 전력 수요의 증가에 따른 발전 설비 및 송 배전설비의 신규 건설이 요구되고 있으며, 전력수송설비의 신 증설로 전력수송로의 병목현상에 따른 문제점이 나타나고 있다. 따라서 기존설비의 이용률을 극대화하고, 신규건설 없이 송전용량을 증대시키는 방안이 연구 되고 있다. 기존의 정지형 무효전력 보상장치 제어 방식에서는 전원입력회로에서 전위 검출하여 SCR를 직접 스위칭 동작하게 되어 있어서 노이즈가 발생하게 된다. 제안한 방법은 SCR 양단의 전위차를 바탕으로 스위칭 제어하여 스위칭 속도가 향상되고 노이즈가 감소하게 된다. 또한 스위칭 속도 증가로 발생하는 발열을 실시간 온도 제어함으로 안정성을 향상하였다. 실제 실험 환경을 구성하여 제안한 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 속도 및 온도 제어를 실험하고, 실제 현장에서 성능을 검증하였다. 제안한 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 모듈을 통한 온도 제어를 실험하고, 실제 현장에서 성능을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.26-31
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• 2017

전력계통의 과도안정도를 향상시키기 위해 종래에는 무효전력 보상장치를 설치하는 방법을 주로 사용하였다. 전통적인 무효전력 보상장치 중 SVC(Static Var Compensator), 변압기의 탭 변환기는 값이 싸고 기계적 스위칭으로 동작하여 속도가 느리다는 단점이 있고, 전력전자기술을 바탕으로 하는 STATCOM(Static Synchronous Compensator)은 고속으로 동작할 수 있는 장점이 있어 최근에 각광을 받고 있지만 고가의 장치라는 단점이 있다. 또한, 무효전력 보상장치에 기반한 전통적인 방법은 무효전력만을 공급하여 과도안정도를 향상시키기에 대형 전동기의 트립에 의한 급격한 전압붕괴를 막을 수 없다. 반면에 에너지 저장시스템은 무효전력과 유효전력을 동시에 공급할 수 있다. 즉, 선로사고로 인하여 부하에 유효전력의 공급이 감소하는 것을 ESS을 통한 유효전력을 공급함과 동시에 적절한 무효전력의 공급을 통하여 과도안정도를 향상시킬 수 있다. 전력계통의 사고 시 유효전력의 빠른 공급은 과도안정도 향상에 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 대형 전동기 부하와 같은 큰 동적부하를 가지는 전력계통에 대하여 에너지저장시스템을 사용한 과도안정도 향상방법을 제시한다. 또한, 유효전력과 무효전력을 보상하는 방법이 기존의 방법보다 더 효과적으로 과도안정도를 향상시킴을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.451-455
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• 2004

본 논문은 사이리스터를 이용한 HVDC 시스템에서 발생하는 무효전력보상에 대한 특성을 무효전력 발생원인과 보상방법에 대하여 고찰하고자 하였다. HVDC 시스템은 무효전력을 컨버터의 제어를 통하여 한정적으로 보상할 수 있으며, 고조파 제거를 위하여 설계하는 교류필터의 커패시터를 이용하여 무효전력보상기능을 추가하고 있다. 하지만 이러한 방법으로는 완전하게 무효전력을 보상할 수 없으므로 추가적인 무효전력 보상장치를 설계하여야 한다. 그러므로 본 논문에서는 현재 제주-해남에 설치 되어있는 HVDC 시스템을 대상으로 무효전력 보상에 대한 시뮬레이션을 하였다. 제주 인버터단의 특성을 고려하여 무효전력보상을 위한 커패시터와 동기 조상기의 Hybrid형 방법에 대하여 동적 특성을 분석하였으며 논문에서 사용된 방법은 PSCAD/EMTDC를 이용한 시뮬레이션을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.54-56
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• 2008

본 논문은 연료전지 발전출력을 이용해서 정전 시에도 연속적으로 부하에 전력을 공급하기 위한 백업 시스템을 구성하는데 있어 필요한 보상장치를 제안한다. 보상장치는 삼상 PWM 정류기와 Load Bank로 구성되어 있으며 다음과 같은 기능을 수행한다. 첫째, 보상전력에 해당하는 유효전력을 소비하는 역할을 한다. 둘째, 부하에서 발생하는 무효전력을 보상해서 역률을 개선하는 기능을 수행한다. 셋째, 삼상부하에서 언밸런스가 발생할 때 역상분 유효 또는 무효전력에 해당하는 성분을 보상하는 역할을 수행한다. 넷째, 비선형 부하에서 발생하는 고조파를 보상하는 역할을 수행한다. 상기 기능을 수행하기 위한 제어알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 보상장치의 우수성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.72-73
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• 2014

본 논문에서는 ITER 펄스전원계통의 무효전력보상기(Reactive Power Compensator)의 해석 및 검증에 대하여 기술하였다. ITER 펄스전원계통은 66kV에 흐르는 무효전력량을 250MVar이하로 제한하기 위하여 정지형 무효전력보상기(Static Var Compensator)의 대표적인 장치인 싸이리스터 제어 리액터(TCR)와 고조파 필터(HF)로 구성된 무효전력보상기(RPC)를 사용한다. RPC에 적용되어 여러 ITER 초전도 코일 전원장치에서 발생하는 무효전력의 크기를 예측하여 보상하는 무효전력 보상기법을 해석한다. 본 논문에서는 RPC의 무효전력 보상동작을 실제 제어기와 RTDS를 연동하여 실험하여 검증하였고, RPC의 유무에 따라서 66kV 계통의 무효전력 최대값이 120MVar에서 40MVar로 감소하는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.374-375
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• 2018

신재생에너지의 보급 확산과 전력수요의 증가에 따라 전력계통이 분산화되는 추세이며 이에 따라 배전계통의 안정화를 위한 전력계통 안정화 장치(Power System Stabilizer)로 그 사용이 확대되고 있는 추세이다. 따라서 대표적인 전력계통 안정화 장치인 정지형 무효전력보상장치(SVC: Staic Var Compensator)에 대한 다양한 토폴로지로 개발되고 있다. 또한 기술의 트랜드는 SVC에서 Statcom 기술 개발로 이어지고 있다. 최근 Statcom의 변환손실 및 경제적 단점을 극복하기 위해 Statcom과 SVC를 병렬로 사용하는 Hybrid 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 SVC 기능에서 TCC(Thyristor Controlled Capacitor)방식에서 문제가 되는 돌입전류 제한을 위한 새로운 Soft-Step Switching 방식을 제안한다. 또한 Statcom의 용량을 줄이기 위해 SVC용 무효전력 보상 리액터 및 콘덴서 군을 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.251-252
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• 2012

ITER(국제핵융합실험로) 제어시스템은 중앙제어와 Plant System으로 구성되며 CODAC, Central Interlock, Central Safety System으로 구분된다. 초전도자석에 전류를 공급하는 AC/DC 컨버터 시스템은 2상한, 4상한 구조의 전원 장치, 초기 플라즈마 발생에 필요한 Switching Network Unit, 코일에 저장된 에너지의 급속 방전을 위한 Fast Discharge Unit 및 무효 전력 보상장치로 구성된다. 4상한 전원장치는 1, 2, 4, 6대의 전원 장치가 직렬 접속되어 무효전력 발생이 최소로 하도록 제어된다. 대용량의 무효전력이 급격히 변화는 환경에서 계통 전압을 유지하기위해 무효전력보상장치는 각 전원 장치가 예측한 무효전력 값을 이용하여 제어한다. 본 논문은 ITER 전원 장치를 운전하기 위한 제어시스템의 개요와 예비설계 결과이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.513-514
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• 2016

본 논문에서는 스위칭 셀 구조의 직접형 PWM ac-ac 컨버터를 이용한 새로운 단상 무효전력 보상 장치를 제안한다. 제안한 보상기는 최근에 개발된 가변 임피던스 개념을 이용한 무효전력 보상기에서 발전된 형태이다. 기존 보상기에는 시스템 신뢰성에 심각한 악영향을 주는 커뮤테이션 문제가 존재하는데 제안한 보상기에서는 스위칭셀 구조와 결합인덕터로 구성된 ac-ac 컨버터를 사용하여서 커뮤테이션 문제를 해결하였다. 이로인해 기존 시스템에 비해 스위칭 신호 구현이 매우 간편하고 RC 스너버가 필요하지 않으며 결과적으로 매우 신뢰성이 높은 시스템을 구현할 수 있다. 간략화 된 단상시스템을 구축하여 실험을 통해 성능을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.170-171
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• 2011

현재 제주지역 전력계통은 원형 모양의 다중계통으로 구성되어 있어 송전선로 고장 발생시 단일계통으로 운전됨에 따라 말단 측에 전압문제가 발생할 우려가 있을 뿐만 아니라, 대규모 풍력발전단지 조성 및 #2 HVDC 제주연계로 제주지역내 무효전력 수급 불균형 상황이 발생할 것으로 예상된다. 이에 따라 제주지역 전력계통 전압안정도 개선을 위하여 순동 무효전력 보상장치를 154kV 한라, 신제주변전소에 설치하기로 계획하였으며 154kV급 STATCOM(정지형 무효전력 보상장치)으로 결정되었다. 이번에 제주에 적용된 STATCOM은 미금변전소에 설치된 345kV급 STATCOM에 이어 국내기술로 개발된 설비로 154kV급으로는 처음 국내에 설치되었다. 제주지역 특성을 반영하여 변압기, 인버터 등 STATCOM 구성 주요기기에 대한 정격을 결정, 기술규격을 확정한 후 구매를 추진하였고 2011년 1월부터 설치를 착수하여 2011년 5월말 시운전 목표로 추진하고 있다. 본 논문에서는 국내에 최초로 적용되는 154kV급 STATCOM의 현장설치 주요과정에 대한 소개와 현장시험 주요항목 및 유의사항에 대해 기술하고 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.189-194
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• 2012

수배전 무효전력 보상 감시 제어시스템은 수배전단에 설치된 유도 모터, 또는 아크 용접기 등과 같은 유도성 부하에서 발생되는 지상무효전력을 보상하고 역률의 개선, 전압 강하의 경감, 전력손실을 감소 시켜줌으로써 전력설비 계통을 경제적이고 안정적으로 운영하도록 도와준다. 그리고 이러한 시스템은 중앙전력감시반이 획득한 수변전설비의 운전상태 및 계측 Data를 근거로 역률 및 위상각을 분석하여 기준 위상각이상으로 전압과 전류의 위상차가 발생 되었을 경우, 무효전력 보상장치의 ON/OFF제어를 수행하여 효율적인 계통관리가 가능하도록 한다. 본 연구에서는 능동데이터베이스를 이용하여 무효전력 보상장치 감시제어 시스템을 구현하는 방안을 제시함으로써, 공장 부하의 지상무효전력이 급격한 증가로 인한 역률 저하, 전압 강하, 손실 발생 등의 징후 발생 시 이에 대한 대처를 사용자(operator)의 개입 없이 데이터베이스 스스로 수행하도록 함으로써 인위에 의한 실수를 최소화 하도록 하였다.