• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.23 no.1
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• pp.65-71
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• 2020

Recently, interest in the DC transmission is rapidly increasing worldwide. In many countries and leading companies are prior to the aggressive development of HVDC technology and application. Especially, VSC-HVDC system has been widely applied to transfer power at long distance between power plant and power consumption area. Therefore in this paper, we analyzed the benefit-cost of VSC-HVDC system which has more advantages than existing transmission system. The proposed system is MMC(Modular Multilevel Converter) VSC-HVDC system that have stability of Power Grid, interconnect Large-scale New Power Generation Plants by prevents Blackout. And MMC VSC-HVDC system Reduced the loss importing foreign systems. And the benefits were calculated in four stages, and the costs were applied to the actual project. By evaluating the various avoidance costs compared to the benefit-cost, it was confirmed that MMC VSC-HVDC system was advantageous in system stability and economic and social benefits.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.161-162
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• 2015

최근 세계적으로 전력계통의 대륙 간 연계나 신재생에너지, 분산전원의 계통 연계를 위해 HVDC(High voltage Direct Current)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대용량, 장거리 송전이 필요한 경우 HVAC에서의 전력손실과 송전거리의 한계를 극복하기 위하여 HVDC가 새로운 대안으로 떠오르고 있으며, LCC(Line commutated Converter)와 VSC(Voltage Source Converter)의 기술발전이 비약적으로 이뤄지고 있다. 특히, DC Grid화를 위해서 유럽에서는 해상풍력을 연계한 Windfarm을 DC Grid화 하는 프로젝트가 활발히 진행되고 있다. 이러한 신재생 에너지의 계통 연계를 위해서 DC Grid가 본격적으로 논의가 되고 있고 관련분야에서는 기술개발을 앞다퉈 진행하고 있는 상황이다. DC Grid 구현을 위해 VSC HVDC가 최근 주목받고 있으며, VSC로 연계된 DC Grid의 AC 계통과의 연계를 위해 가장 필요한 것이 바로 DC 차단기라고 할 수 있겠다. 본 논문에서는 DC Grid의 고장분석을 위한 기초연구로써 MMC(Modular Multilevel Converter) VSC를 기반으로 한 Point-to-Point HVDC Grid에서의 DC 고장에 대한 분석을 실시하였으며 그 특징을 분석하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.341-342
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• 2014

VSC-HVDC system based on Modular Multilevel Converter (MMC) is an emerging technology since compared to the conventional VSC-HVDC system an MMC presents several advantages such as modularity, low dv/dt, low harmonics, and low switching losses. In this paper, a comprehensive control strategy of an MMC-based VSC-HVDC system is proposed. In contrast to the conventional system control strategy, the DC side of the MMC operates as a controlled voltage source by the proposed method, and the dynamics of the transmission line voltage and current can be actively controlled. Validity of the proposed strategy was verified by 201-level full-scale computer simulation.

• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.24 no.4_1
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• pp.377-385
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• 2021

High voltage direct current(HVDC) systems has been an alternative method of a power transmission to replace high voltage alternate current(HVAC), which is a traditional AC transmission method. Due to technical limitations, Line commutate converter HVDC(LCC-HVDC) was mainly used. However, result from many structural problems of LCC-HVDC, the voltage source converter HVDC(VSC-HVDC) are studied and applied recently. In this paper, after analyzing the reactive power and output voltage ripple, which are the main problems of LCC-HVDC, the characteristics of each HVDC are summarized. Based on this result, a new LCC-HVDC structure is proposed by combining LCC-HVDC with the MMC structure, which is a representative VSC-HVDC topology. The proposed structure generates lower reactive power than the conventional method, and greatly reduces the 12th harmonic, a major component of output voltage ripple. In addition, it can be easily applied to the already installed LCC-HVDC. When the proposed method is applied, the control of the reactive power compensator becomes unnecessary, and there is an advantage that the cut-off frequency of the output DC filter can be designed smaller. The validity of the proposed LCC-HVDC is verified through simulation and experiments.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.25 no.1
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• pp.61-67
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• 2020

This study deals with the modulation index (MI) of a voltage source converter (VSC) HVDC system based on a modular multilevel converter (MMC). In the two-level converter, the purpose of the MI is to maximize the achievable AC voltage of the converter from a fixed DC voltage. Unlike that in a two-level converter, the MI in the MMC topology plays a role in making the converter a voltage source using a capacitor. The circulating current in the MMC distorts the AC voltage reference, and the distortion affects the MI. In addition, the AC network conditions, such as AC voltage variation and reactive power, affect the MI. Therefore, the MI should be optimized with consideration of internal and external factors. This study proposes a method to optimize the MI of an MMC HVDC system.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.64 no.2
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• pp.232-239
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• 2015

Faced with unbalanced grid operation mode, the high voltage direct current (HVDC) based on voltage source converter (VSC) can be properly controlled by a dual current control scheme. For the modular multilevel converter (MMC) controlling the AC side current is able to limit the arm current which flows along the IGBT of submodule (SM) to rated current. However the limitation of the arm current results in leaving the control range of active power at MMC confined to below the rated capacity. As a result, limiting the arm current causes the problem that the DC side voltage of the HVDC can not be controlled to the reference value since MMC HVDC adjusts the DC side voltage through the active power. In this paper, we propose the algorithm adjusting the active powers of both MMCs to resolve the problem. The back-to-back MMC HVDC applying the algorithm is modeled by PSCAD/EMTDC to verify the algorithm.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.280-281
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• 2020

본 논문은 MMC 기반의 전압형 HVDC System의 절연설계에 대한 내용을 담고 있다. 절연설계 시 필요한 Surge Arrester 전압결정, 이격거리, 연면거리에 대해 DC측과 AC측을 비교하고 그에 따른 계산 방법에 관한 내용을 기술한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.339-340
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• 2015

본 논문에서는 HVDC 제어 시스템의 기능 검증을 위해 구축한 RTDS 기반의 HILS(Hardware-In-the Loop Simulation)시스템 및 시험 결과를 소개하였다. MMC 기반 VSC HVDC는 다수의 직렬 연결된 SM(Sub-Module)을 개별 제어해야 하므로 기존의 LCC HVDC 및 2/3-Level 컨버터 기반의 VSC HVDC와 같은 설비들보다 훨씬 더 복잡한 VBE 구조를 가지고 있다. 또한 짧은 시간 내에 정밀한 제어가 가능해야 하므로 높은 제어 정밀도가 요구된다. (주)효성에서는 제어 시스템의 성능 검증을 위해 RTDS 기반의 HILS(Hardware-In-the Loop Simulation)시스템을 구축하였으며, 이를 이용하여 HVDC 제어 시스템의 성능 시험을 수행하였다. 본 논문에서는 구축된 RTDS 기반의 HILS 시스템 및 시험 결과를 소개하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.982-983
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• 2015

본 논문은 CIGRE 492 보고서를 따른 것으로 최근 해외 선도 기업 및 미국, 유럽, 중국 등에서 도입하고 있는 LCC-HVDC, VSC-HVDC와 기존 송전시스템인 HVAC의 기술 및 경제적 효율성을 비교분석하였다. 분석 방법은 동일한 조건을 설정하여 각 시스템에 모의 적용하였으며, (1) HVAC와 VSC-HVDC와의 비교 (2) LCC-HVDC와 VSC-HVDC와의 비교를 진행하였다. 그 결과 시간 흐름에 따라 AC보다 DC에서의 경제적 효율성을 확인하였고, 또한 HVDC의 전류형과 전압형의 비용 분석에서는 오차범위, 추가적 편익 등을 고려할 시 전압형의 경제성에 대한 긍정적 측면을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 일반적인 PWM 방식을 택하였으나, 추후 연구에서는 최근 선도 기술이라 평가받는 MMC 방식의 전압형 HVDC를 적용하여 연구하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.468-469
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• 2018

본 논문에서는 MMC(Modular Multi-level Converter)타입 전압형 HVDC 서브모듈의 커패시터 용량을 추정하는 방법을 기술하였다. 서브모듈 내 별도의 전류센서 및 계측 시스템을 추가하지 않고 커패시터 용량을 추정하여 안정적인 HVDC 시스템의 동작이 가능하도록 하였으며 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.