• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.67-68
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• 2011

본 논문에서는 Modular Multi-Level Converter(MMLC)의 셀(Cell) 캐패시터(Capacitor) 전압 밸런싱에서 전압맥동 최소화 방법을 제안한다. 암(Arm) 평균 전류를 직류성분으로만 제어 할 경우 기본파 주파수와 2 고조파로 흔들리는 순시전력 항이 셀 캐패시터 전압 맥동을 만든다. 이를 억제 하기위해 암 평균 전류에 2 고조파 교류 성분을 직류성분과 함께 제어하는 방법을 제안한다. 이 방법을 통하여 전압맥동을 줄일 수 있음을 밝히고, 주입되는 2 고조파 전류의 크기와 위상각 계산 방법을 제시한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.438-439
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• 2018

본 논문은 (주)효성 중공업연구소에서 국책과제를 통해 자체 개발한 MMC(Modular Multi-level Converter) type ${\pm}12kV$ 25MVA HVDC 시스템의 시험결과에 대해 소개한다. 제주에 구축된 HVDC 실증단지는 국내 유일의 MMC type 전압형 HVDC 시스템이며 11-레벨의 AC 출력 전압을 형성하는 2개의 컨버터가 Back-to-Back 형태로 구성되어 있다. 각 컨버터의 AC 출력단은 각각 계통과 풍력발전단지에 연계되어 풍력발전단지에서 생산된 전력을 계통으로 전송하는 역할을 한다. 본 논문에서는 국책과제의 정량적 목표항목을 달성하기 위한 시험을 수행한 결과에 대해서 소개한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.129-130
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• 2016

본 논문에서는 근사 계단 제어 변조(Nearest Level Control Modulation)로 동작하는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi level Converter)에서 충전 회로나 반송파(Carrier)없이 초기 충전(Pre-charging)하는 새로운 방식을 제안하였다. 이의 성능을 검증하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통해 암(Arm)당 12개의 서브모듈(Sub-Module)로 구성된 3상 10kVA 모듈형 멀티레벨 컨버터를 구현 및 시뮬레이션을 수행하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.22 no.4
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• pp.285-296
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• 2017

This paper proposes an improved modulation scheme for the medium voltage modular multi-level converter (MMC), which operates in the nearest level control and applies in the medium voltage direct current (MVDC) system. In the proposed modulation scheme, the offset (neutral-to-zero output) voltage is adjusted, with the phase voltage magnitude, thereby maintaining a constant value with N+1 level in the controllable modulation index (MI) range. In order to confirm the proposed scheme's validity, computer simulations for the 22.9 kV - 25 MVA MMC were performed with PSCAD/EMTDC, as well as hardware experiments for the 380 V - 10 kVA MMC. The proposed modulation scheme offers to build a constant pole voltage regardless of the MI value, and to build a phase voltage with improved total harmonic distortion (THD).

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.351-352
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• 2012

본 논문에서는 최근 직류송전용 컨버터로 많은 관심이 집중되고 있는 MMC(Modular Multi-level Converter)에 대해서 소개하고 있다. 대용량 전압원 컨버터로 MMC가 적합한 이유에 대해서 설명하고, MMC의 동작원리, SM(Sub-Module) dc capacitor voltage balancing 기술, 전체 제어 시스템에 대해 자세하게 설명하고 있다. 제안하는 MMC는 Staircase Modulation 방식으로 사인파형에 가까운 출력전압을 형성하고, Sorting 알고리즘을 구현하여 개별 SM의 커패시터 전압이 균등하게 일정 값을 유지하도록 하였다. 제안하는 MMC의 성능평가를 위하여 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 3상 11-level MMC를 모의하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.282-283
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• 2017

본 논문은 (주)효성 중공업연구소에서 국책과제를 통해 자체 개발한 MMC(Modular Multi-level Converter) type ${\pm}12kV$ 25MVA HVDC 시스템에 대하여 실증단지 구축 및 commissioning test에 대한 소개를 한다. 제주에 구축된 HVDC 실증단지는 국내 유일의 MMC type 전압형 HVDC 시스템이며 11-레벨의 AC 출력 전압을 형성하는 2개의 컨버터가 Back-to-Back 형태로 구성되어 있다. 각 컨버터의 AC 출력단은 각각 계통과 풍력발전단지에 연계되어 풍력발전단지에서 생산된 전력을 계통으로 전송하는 역할을 한다. 주요 AC/DC Yard 기기들로는 AC 고조파 필터, 밸브리액터, DC 리액터, 변압기, CGIS등이 있다. HVDC 의 commissioning test를 위해 IEEE, IEC, Cigre TB 등의 문서들을 종합 분석하여 당사의 시스템에 알맞은 시험절차서와 검증항목을 준비하였다. 본 논문에서는 당사에서 준비한 시험절차서 및 검증항목에 대하여 소개하고자 한다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.65 no.10
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• pp.1655-1663
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• 2016

Recently the researches on Modular Multi-level Converter (MMC) are being highlighted because high quality and efficient power transmission are key issues in the High Voltage Direct Current (HVDC) transmission system. This paper proposes an improved pre-charging method for the sub-module capacitors in MMC that operates in Nearest Level Control (NLC) modulation. The proposed method does not require additional circuits or Pulse Width Modulation (PWM) techniques. The feasibility of proposed method was verified through computer simulations for a scaled 3-phase 10kVA MMC with 12 sub-modules per each arm. Hardware experiments with a scaled prototype were performed in the lab to confirm the simulation results.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.62 no.9
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• pp.1240-1248
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• 2013

This paper describes a switching-level operation analysis of BTB(Back-To-Back) converter for HVDC(high voltage DC) application based on MMC(modular multi-level converter). A switching-level operation analysis for BTB converter is very important to understand the converter operation in detail and check the voltage and current transients in each components. However, the development of switching-level simulation model for the actual size BTB Converter is very difficult because the MMC normally has more than 150 sub-modules for each arm. So, a switching level simulation model for the 11-level MMC-based BTB converter was developed with PSCAD/EMTDC software, which has 12 sub-modules for the positive arm and another 12 sub-modules for the negative arm. The DC-voltage balance algorithm, the circulating-current reduction algorithm, the harmonic reduction algorithm, and the redundancy operation algorithm were included in this simulation model. The developed simulation model can be utilized to analyze the MMC-based BTB converter for HVDC application in switching level and to develop the protection scheme for the MMC-based BTB converter for HVDC application.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.63 no.12
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• pp.1640-1648
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• 2014

This paper proposes a switching frequency reduction method for MMC (Modular Multilevel Converter) utilizing redundancy operation of sub-module, which can offer reduction of voltage harmonics and switching loss. The feasibility of proposed method was verified through computer simulations with PSCAD/EMTDC software. Based on simulation analysis, a hardware scaled-model of 10kVA, DC-1000V MMC was designed and manufactured in the lab. Various experiments were conducted to verify the feasibility of proposed method in the actual hardware system. The hardware scaled-model can be effectively utilized for analyzing the performance of MMC according to the modulation scheme and redundancy operation.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.59-60
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• 2015

본 논문에서는 직류송전 적용을 위해 전력계통과 연계된 모듈형 멀터레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter)의 유 무효 전력제어에 대해 시뮬레이션 모델을 개발하고 그 특성을 분석하였다. 분석에 고려한 모듈형 멀티레벨 컨버터는 한 암당 12개의 서브모듈로 구성되어 있고 모듈레이션은 NLC (Nearest Level Control) 방식을 사용한다. 또한 DC 커패시터의 밸런싱은 버블소팅 방식을 적용하였고 순환전류를 억제하는 알고리즘을 고려하였다. 시뮬레이션을 통해 분석한 유 무효전류제어를 실험적으로 검증하기 위해 10kVA DC 1000V 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다. 실험결과는 시뮬레이션 결과와 일치함을 확인할 수 있었다. 향후에는 교류전압 불평형 보상과 순환전류 제어, 컨버터 보호에 대한 다양한 알고리즘을 도출할 예정이다.