• Journal of Power Electronics
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• 제7권2호
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• pp.146-158
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• 2007

A multi-pulse GTO based voltage source converter (VSC) topology together with a fundamental frequency switching mode of gate control is a mature technology being widely used in static synchronous compensators (STATCOMs). The present practice in utility/industry is to employ a high number of pulses in the STATCOM, preferably a 48-pulse along with matching components of magnetics for dynamic reactive power compensation, voltage regulation, etc. in electrical networks. With an increase in the pulse order, need of power electronic devices and inter-facing magnetic apparatus increases multi-fold to achieve a desired operating performance. In this paper, a competitive topology with a fewer number of devices and reduced magnetics is evolved to develop an 18-pulse, 2-level $\pm$ 100MVAR STATCOM in which a GTO-VSC device is operated at fundamental frequency switching gate control. The inter-facing magnetics topology is conceptualized in two stages and with this harmonics distortion in the network is minimized to permissible IEEE-519 standard limits. This compensator is modeled, designed and simulated by a SimPowerSystems tool box in MATLAB platform and is tested for voltage regulation and power factor correction in power systems. The operating characteristics corresponding to steady state and dynamic operating conditions show an acceptable performance.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.42-51
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• 2007

AC 전기철도 시스템은 동적 단상부하가 빠르게 변화하고, 전철 급전변전소에서 3상 전력을 단상 전력으로 변환한다. 이것은 일반 배전 시스템과 비교해서 AC 전기철도 시스템의 전기적인 현상들이 다르다는 것을 나타낸다. AC 전기철도 열차부하의 전기적인 특성은 동적부하의 운영과 운행 스케줄, 트랙의 구배 등에 따라 연속적인 변화를 받고 있다. 이와 같은 열차부하의 운영에 따른 급전거리가 길어 전압강하, 전압 불평형 및 고조파 왜곡현상 등의 전력 품질 저하요인이 발생하게 된다. 이러한 문제점은 상위계통인 송전시스템의 안정도에 악영향을 줄뿐만 아니라, 전기철도 급전시스템의 전력품질 저하, 전기철도차량의 통신장비, 운행 및 수송량 제한에도 영향을 미치게 된다. 따라서 본 논문에서는 전기철도시스템의 과도상태 평가를 위해 PSCAD/EMTDC를 이용한 평가모델을 제시하고, 전압 강하에 주안점을 두어, 전기철도 급전시스템의 말단 분기점(Sectioning Post)에 정지형 무효전력 보상장치인 단상 배전 STATCOM(Single-phase Static Synchronous Compensator)을 설치하여 그 작용에 따른 전압강하 보상을 평가하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-80
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• 2013

MMC(Modular Multilevel Converter)는 여러 개의 Power Module을 직렬로 연결하여 정현파에 가까운 고전압의 파형을 얻을 수 있는 토폴로지로 대용량 전력변환 분야의 요구를 만족하면서 전력 품질을 향상시킬 수 있어 근래에 상당히 주목받고 있다. 당사에서는 5Mvar급 STATCOM(STATic synchronous COMpensator)을 MMC 형태로 제작하였다. 제작된 5Mvar급 STATCOM은 한 상당 12대의 Power Module로 구성하여 25-Level로 제작되었다. 제어시스템은 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하였으며, 하나의 Main Controller와 다수의 Cell Controller, FPGA 보드 등으로 구성되어 있다. Controller 간의 상호 정보를 교환하기 위해 CAN 통신을 이용하였고, Power Module의 스위칭을 위한 보드는 각각에 연결되어 있으며, Cell Controller보드와는 절연을 위해 광신호로 연결하였다. 본 논문에서는 MMC 시스템의 제어기간 CAN 통신인터페이스와 Power Module의 PWM 동기화에 대해 설명을 하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.336-337
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• 2020

Static synchronous compensator(STATCOM)은 무효전력을 공급하여 외란을 완화하는 등 전력 품질을 향상시켜 전력 계통을 안정화하는 시스템이다. Cascaded H-bridge(CHB) 컨버터는 멀티레벨 구조를 가지므로 STATCOM 시스템 적용에 많은 이점이 있다. 하지만, 이러한 멀티레벨 CHB 컨버터의 안정적인 동작을 위해서는 균형 제어가 필수적이다. 본 논문에서는 Y 결선 CHB 컨버터의 레그 에너지 균형 제어에 사용되는 주입 영상분 전압에 대하여 분석하고 균형 제어의 동특성 향상을 위한 전향 보상 계산 방법을 제안하였다. 제안한 방법을 적용하여 부하 불평형뿐만 아니라 계통 사고로 인한 계통 및 부하 동시 불균형에서도 안정적으로 시스템을 동작할 수 있다. 마지막으로 제안한 방법에 대한 수학적 타당성을 제시하고, 50MVA의 실제 스케일의 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법을 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.592-597
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• 2019

전력계통의 과도안정도를 향상시키기 위한 종래의 방법은 STATCOM(Static Synchronous Compensator), SVC(Static Var Compensator)와 같은 무효전력 보상장치를 이용하는 것이다. 하지만 무효전력 보상장치에 기반한 전통적인 방법은 대형 전동기의 트립에 의한 급격한 전압붕괴를 막을 수 없다. 반면에 에너지 저장시스템은 무효전력과 유효전력을 동시에 공급할 수 있다. 전력계통의 사고 시 유효전력의 빠른 공급은 과도안정도 향상에 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 대형 전동기부하와 같은 큰 동적부하를 가지는 전력계통에 대하여 에너지저장시스템을 사용한 과도 안정도 향상방법을 제시한다. 또한 유효전력과 무효전력을 보상하는 방법이 기존의 방법보다 더 효과적으로 과도 안정도를 향상시킴을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.17-24
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• 2010

송변전설비들이 점점 중부하로 운용되어짐에 따라 송전용량이 전력회사에서 중요한 문제로 부각되어 왔다. 한전 시스템의 경우 전체송전용량은 주로 전압 안정도에 의해 제한을 받고 있으며, 이의 향상을 위한 연구들이 계속하여 수행되어 오고 있다. 본 논문에서는 전압안정도 관점에서의 전체송전용량을 향상시키기 위하여 STATCOM 설비를 설치하는 위치를 효과적으로 선택하기 위한 송전용량지수가 제시된다. 이 지수를 소규모 전력시스템인 IEEE 39모선 시스템에 적용하여 제시된 지수의 효과를 보여준다. 그리고, 이 소규모 시스템을 활용하여 부하가 증가할 때 전체송전용량에 전압안정도뿐 만이 아니라 과도안정도가 미치는 영향을 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 A
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• pp.192-193
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• 2006

An AC electrical railroad system has rapidly changing dynamic single-phase load, and at a feeding substation, three-phase electric power is transformed to the paired directional single-phase electric power. There is a great difference in electrical phenomenon between the load of AC electrical railroad system and that of general power system. Electric characteristics of AC electrical railroad's trainload are changed continuously according to the traction, operating characteristic, operating schedule, track slope, etc. Because of the long feeding distance of the dynamic trainload, power quality problems such as voltage drop, voltage imbalance and harmonic distortion may also occur to AC electrical railroad system. These problems affect not only power system stability. but also power quality deterioration in AC electrical railroad system. The dynamic simulation model of AC electrical railroad system presented by PSCAD/EMTDC is modeled in this paper, and then, it is analyzed voltage drop and power quality for AC electrical railroad system both with single-Phase distributed STATCOM(Static Synchronous Compensator) installed at SP(Sectioning Post) and without.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.299-305
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• 2013

The complexity and severe nonlinearity of multi-machine power systems make it difficult to design a control input for voltage regulation using modern control theory. This paper presents a model-based PID control scheme for the regulation of the bus voltage to a desired value. To this end, a fourth-order linear system is constructed using input and output data obtained using the TSAT (Transient Security Assessment Tool); the input is assumed to be applied to the grid through the STATCOM (STATic synchronous COMpensator) and the output from the grid is a bus voltage. On the basis of the model, it is identified as to which open-loop poles of the system make the response to a step input oscillatory. To reduce this oscillatory response effectively, a model-based PID control is designed in such a way that the oscillatory poles are no longer problematic in the closed loop. Simulation results show that the proposed PID control dampens the response effectively.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.494-502
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• 2014

This paper presents a control method of the modular multilevel converter - high-voltage direct current (MMC-HVDC) system to regulate grid voltage on the basis of the Jeju Island power system. In this case, the MMC-HVDC system is controlled as a static synchronous compensator (Statcom) to exchange the reactive power with the power grid. The operation of the MMC-HVDC system is verified by using the PSCAD/EMTDC simulation program. The Jeju Island power system is first established on the basis of the parameters and measured data from the real Jeju Island power system. This power system consists of two line-commutated converter - high-voltage direct current (LCC-HVDC) systems, two Statcom systems, wind farms, thermal power plants, transformers, and transmission and distribution lines. The proposed control method is then applied by replacing one LCC-HVDC system with a MMC-HVDC system. Simulation results with and without using the MMC-HVDC system are compared to evaluate the effectiveness of the control method.