• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2018.07a
• /
• pp.372-373
• /
• 2018

HVDC(High Voltage Direct Current)전력망은 발전소에서 생산한 교류를 직류로 변환한 이후 송전하여 부하에 가까운 전력변환기를 이용하여 교류로 변환한 후에 사용하는 방식이며, 전압형 HVDC에 MMC(Modular Multilevel Converter)가 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 MMC가 적용된 HVDC를 이용한 해상 풍력 계통 제어 성능을 테스트하기 위해 실시간 시뮬레이션 툴인 RT-Lab에 적용한 모델에 대해 설명하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2016.11a
• /
• pp.7-8
• /
• 2016

본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multilevel Converter ; MMC) 고압 직류 송전 (High Voltage Direct Current ; HVDC) 시스템의 순환전류 성분을 제어하기 위해 VPI (Vector Proportional Integral) 제어기를 적용한 순환전류 제어 기법을 제안하였다. 제안한 방식은 기존의 준공진 (Quasi-Resonant) 제어기를 적용한 방식과 비교하여 계통 주파수 변동에 강인하고 넓은 공진 대역폭 선정이 용이한 장점을 갖는다. 제안한 순환전류 제어기의 성능은 기존의 준공진 제어기를 적용한 기법과 계통 전압 단상지락 및 계통 주파수 변동 상황에서 시뮬레이션을 통하여 비교 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• v.19 no.6
• /
• pp.1486-1495
• /
• 2019

Dealing with the DC link fault poses a technical problem for an HVDC based on a modular multilevel converter. The fault suppressing mechanisms of several sub-module topologies with DC fault current blocking capacity are examined in this paper. An improved half-bridge sub-module topology with double direction control switch is also designed to address the additional power consumption problem, and a sub-module topology called hybrid double direction blocking sub module (HDDBSM) is proposed. The DC fault suppression characteristics and sub-module capacitor voltage balance problem is also analyzed, and a self-startup method is designed according to the number of capacitors. The simulation model in PSCAD/EMTDC is built to verify the self-startup process and the DC link fault suppression features.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.183-185
• /
• 2019

최근 대용량 전력 전송 시스템에서 모듈형 다단 컨버터(Modular Multilevel Converter; MMC)를 이용한 고압 직류(high voltage DC; HVDC) 송전 시스템이 각광받고 있다. 일반적으로, 전압형 컨버터는 AC 단출력전압 합성 방법에 따라 AC 단 전압 사용률이 달라지며, MMC 시스템에 있어서도 마찬가지이다. 따라서, HVDC 송전시스템의 DC 단의 용량이 정해져 있는 경우에도 출력전압 합성 방법에 따라 AC 단으로 공급 가능한 최대 무효전력의 크기를 변화시킬 수 있다. 본 논문에서는 대표적인 전압 변조 방식에 따른 암 에너지 맥동을 수학적으로 분석하였으며, 이를 MMC의 실제 스케일의 시뮬레이션으로 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.414-415
• /
• 2019

본 논문은 HVDC(High Voltage Direct Current)에 적용된 MMC(Modular Multilevel Converter)의 제어 알고리즘 개발을 위한 HILS(Hardware In the Loop Simulation)을 위한 모델링 및 HILS 시스템 구축 예를 보인다. 전력 계통, MMC, 풍력 발전 등의 HILS 적용 MATLAB/SIMULINK 모델 및 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 제어기 개발 내용을 보인다. 시뮬레이션 모델과 FPGA 제어기를 이용하여 구축한 OPAL-RT 기반의 실험 결과를 보인다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.336-337
• /
• 2019

본 논문에서는 MMC (Modular Multilevel Converter) 기반 HVDC (High Voltage Direct Current) 시스템을 위한 서브모듈 시험회로를 제안한다. 서브모듈 시험회로는 MMC 기반 HVDC 시스템의 한 암(arm)의 전류를 모사한 서브모듈 시험전류를 만들어 서브모듈 성능시험을 하기 위한 것이다. 본 논문에서는 시험회로의 인덕턴스를 줄이기 위해 5 레벨 인버터를 사용한 새로운 방식의 회로를 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안하는 서브모듈 시험회로의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.303-304
• /
• 2019

본 논문에서는 모듈러 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC) 고압직류송전(High Voltage Direct Current, HVDC)의 전도 손실 계산을 위한 반도체 스위치 V-I 특성 곡선 근사 방법을 제안한다. 일반적으로 V-I 특성 곡선은 정격 전류 구간에 대해서만 선형화하여 사용하지만, MMC HVDC의 경우 암 전류의 직류 오프셋에 의해 V-I 특성 곡선의 비선형 구간에서 손실 계산에 오차가 크게 나타난다. 따라서 본 논문에서는 암 전류의 부호에 따라 별도의 V-I 특성 곡선 근사를 적용하여 MMC HVDC의 전도 손실 계산의 정확성을 향상하는 방안을 제안한다. 전도 손실 계산 결과는 PSCAD 시뮬레이션으로 취득한 손실 값과 비교하여 결과를 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2018.11a
• /
• pp.163-164
• /
• 2018

본 논문에서는 새로운 MMC(Modular Multilevel Converter)용 SM(Sub-Module) 시험회로와 이를 제어하기 위한 제어기법을 제안한다. 계통연계형 MMC 시스템에서 한 상의 암(arm)에 흐르는 전류는 계통주파수의 2고조파 성분과 DC 전류를 포함하고 있다. 제안하는 시험회로는 암 전류를 선형적으로 근사화하고, 시험전류의 DC 성분을 제어하여 시험할 SM의 전압을 일정하게 유지한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 SM 시험회로와 제어의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2020.08a
• /
• pp.253-254
• /
• 2020

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. MMC는 다수의 서브모듈이 직렬로 구성되어 있으며 DC-link단에 대용량 커패시터가 없다. MMC의 심각한 사고 중에 하나는 DC측 전력케이블의 단락사고로 시스템에 따라서 수십 kA 정도의 사고전류가 AC측 CB(Circuit Breaker)가 열리기 전까지 수십 ms에서 수백 ms동안 흐른다. 만약 하프브릿지 회로의 서브모듈로 구성된 컨버터에 별도 보호장치가 없으면 단락전류는 서브모듈의 하단 다이오드를 통해서 흐르게 되어 소손되게 된다. 이를 방지하기 위해 단락전류를 바이패스(by-pass) 시키기 위한 별도의 사이리스터를 추가하는데 이 기기의 사양은 DC 단락 전류를 충분히 견딜 수 있어야 한다. 본 논문에서는 사이리스터의 서지 전류 내력을 평가하기 위해 사양을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해서 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2020.08a
• /
• pp.320-321
• /
• 2020

본 논문은 AC 계통 불평형 발생 시 출력전력의 동요를 저감시키기 위한 POD 전략을 수행하는 MMC-HVDC 시스템의 내부 동적상태를 분석하였다. POD 전략을 통해서 MMC 출력전류의 역상분을 제어하여 계통에 주입되는 유효 전력의 발진을 제거함으로써, MMC-HVDC 시스템이 연계된 인근 계통에 공급 신뢰도를 향상시킬 수 있다. POD 전략에서 유효 전력만 출력할 경우, MMC의 각 상에는 동일한 전력이 흐른다. 반면, 계통 전압 보상을 위해서 무효 전력을 동시에 공급할 경우, 각 상에 흐르는 전력은 불균형해지기 때문에 MMC의 암전류 불평형이 발생하여 스위치 소자의 정격 용량 및 열 스트레스를 증가 시켜 MMC의 안정성을 저해시킨다. 본 논문은 POD 전략을 수행하기 위해서 무효 전력이 MMC 암 전류에 미치는 영향을 분석하였으며, 200 MW MMC-HVDC 모델을 바탕으로 PSCAD/EMTDC 시뮬레이션 툴을 이용하여 분석 결과를 검증하였다.