This paper proposes a novel UPFC based on 3-level Half-bridge modules, isolated through single-phase multi-winding transformers. The dynamic performance of proposed system was analyzed by simulation with EMTDC, assuming that the UPFC is connected with the 138-kV transmission line of one-machine-infinite-bus power system. The proposed system can be directly connected to the transmission line without series injection transformers. It has flexibility in expanding the operation voltage by increasing the number of 3-level Half-bridge modules.
본 논문은 한전의 "FACTS 계통운용 기술개발연구(II단계:80MVA UPFC 도입, 설치)" 연구과제에서 수행된 연구내용 중 위치결정의 배경 및 기대효과에 대한 사항을 일부 발췌하여 논문으로 작성하였다. 위 연구과제는 한전 전력연구원과 (주)효성 중공업연구소, 전기연구소, 기초연, 미국의 Siemens사가 공동으로 참여하여 80MVA UPFC(Unified Power Flow Controller) 시스템, 변압기, 통신장치 등을 제작, 설치하여 2003년 4월에 완료되는 과제이다. 전력연구원은 80MVA UPFC가 효율적이고. 경제적인 운용이 가능하도록, 한전 본사 관련부서와 협의, 전남지역의 154kV 강진변전소를 설치위치로 최종 결정하였다.
This paper presents an UPFC (Unified Power Flow Controller) model for stability study using PSS/E. The proposed UPEC model was implemented by IPLAN which is a high level language. As a control strategy for damping electromechanical oscillations, energy function method was adopted. By the adopted control law, the damping effect is robust with respect to loading condition, fault location and network structure. Furthermore, the control imputs are based on local signals. The effect of control of the UPFC model was demonstrated on an one machine infinite bus system and a two area system.
This paper presents an UPFC(Unified Power Flow Controlled model that considered rating for stability study. The proposed UPFC model was implemented by PSS/E and IPLAN. As a control strategy for damping electromechnical oscillations, energy function method was adopted. By the adopted control law, the damping effect is robust with respect to loading condition, fault location and network structure. The effect of control of the UPFC model was demonstrated on a one machine infinite bus system.
본 논문에서는 직렬주입변압기가 없는 다중브리지 형태의 새로운 UPFC를 제안하고 그 특성을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 송전계통에 적용 가능한 UPFC의 새로운 토폴로지를 제안하고 상세모델을 통하여 계통의 전력조류제어 및 과도상태시의 동특성을 시뮬레이션 한다. 1기무한모선 전력계통인 138kV 송전선로에 UPFC가 연결되어 있는 것으로 가정하여 제안하는 시스템의 동특성을 EMTDC 시뮬레이션으로 분석하였다. 제안하는 시스템은 직렬주입변압기가 없이 직접 선로에 연결하는 것이 가능하다. 3-레벨 반브리지 인버터의 수를 증가시킴으로써 동작전압을 유연하게 높일 수 있다.
본 논문에서는 직렬주입변압기가 없는 다중브리지 형태의 새로운 UPFC를 제안하고 그 특성을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 송전계통에 적용 가능한 UPFC의 새로운 토폴로지를 제안하고 상세모델을 통하여 계통의 전력조류제어 및 파도상태시의 동특성을 시뮬레이션 한다. 1기무한모선 전력계통인 138kV 송전선로에 UPFC가 연결되어 있는 것으로 가정하여 제안하는 시스템의 동특성을 EMTDC 시뮬레이션으로 분석하였다. 제안하는 시스템은 직렬주입변압기가 없이 직접 선로에 연결하는 것이 가능하다. H-브리지 인버터의 수를 증가시킴으로써 동작전압을 유연하게 높일 수 있다.
A control method of UPFC (Unified Power Flow Controller) to reduce low frequency oscillation is proposed. UPFC is modelled by voltage source, which magnitude and phase angle can be controlled. Because there needs some time to change to desired value, d-axis voltage and Q-axis voltage is modeled by 1st order delay. LQG(Linear Quadratic Gaussian) is used. It is shown that low frequency can be damped by control of UPFC effectively.
최근의 전력 공급 시장에서는 전력 공급의 유연성을 확보함과 동시에 고품질의 전력을 높은 신뢰성을 가지면서 수용가에 공급하는 송전기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 시장의 요구에 부응하여 송전 시스템의 유효전력 및 무효전력을 능동적으로 제어할 수 있는 FACTS(Flexible AC Transmission System) 기기의 개념이 도입되었다 FACTS기술의 개념은 기존에 수동적으로 제어하였던 선로의 전압, 임피던스 및 위상각을 능동적으로 제어함으로써 전력공급의 유연성 및 신뢰성을 높이는 것이다 국내에서는 과거 일련의 project를 통하여 인버터형 FACTS 기기외 국내 적용을 위한 연구를 수행해 왔으며, 그 결과를 토대로 한전 전력연구원, (주)효성, 미국 Siemens사 및 국내 연구소와 협동연구의 형태로 한전의 154kV 계통에 적용되는 80MVA급 UPFC(Unified Power Flow Controller) pilot plant project를 진행하고 있다. 본 pilot plant project를 통하여 인버터형 FACTS 기기인 UPFC를 실제계통에 설치, 운영함으로써 향후 한국의 기간 계통인 345kV 송전 시스템에 적용할 시스템의 사양 및 운용전략을 도출할 계획이다. 본 논문에서는 국내 계통의 특징, pilot plant가 설치될 지역의 계통현황 및 기기의 사양을 소개하고 기기의 현장 설치 및 시험 진행 상황에 대하여 설명하였다.
This paper describes controller design and simulation-model development of a dynamic voltage compensator using series and shunt inverters. The control system was designed using PI controller and vector relationship between the supply voltage and load voltage. A simulation model with EMTP was developed to analyze performance of the controller and the whole system. The simulation and experiment results confirm that the dynamic compensator can restore the load voltage under the fault of the distribution system, such as single-line-ground fault, three-line-to-ground fault, and line-to-line fault.
전력계통분야의 복합 대형화에 유연한 대처와 전력조류의 최적화 도모를 위해 사용되는 FACTS(Flexible AC Transmission System)기기 중 가장 유용한 UPFC(Unified Power Flow Controller)는 선로의 전압을 임의의 크기와 위상을 갖도록 제어하여 선로로 전송되는 유ㆍ무효전력을 총체적으로 보상하는 기능을 갖는다. 이런 UPEC가 계통에 연계되어 운영된다면 송전선로 매개변수가 변하기 때문에 계통의 영향을 많이 받는 거리계전기는 불필요한 오동작이 발생하게 된다. 즉 거리계전기에서 바라본 임피던스 영역(Impedance Zone)이 송전선로에 UPFC 연계시 각각의 보상 값에 의해 상당한 변화를 보임으로, 기존의 방식으로 정정된 Relay Setting Zone과 Adaptive Setting Zone은 현저한 오차가 발생하게 된다. 그러므로 계통에 연계된 UPFC의 운전 조건을 고려한 거리계전기 보호구간의 재설정이 필요하게 된다. 따라서 본 논문의 목적은 학습이 가능한 신경회로망(ANN)을 이용하여 거리계전기 동작의 신속성(Speed)을 기본으로 전력계통의 다양한 환경에 대해 거리계전기 응동 특성을 향상시키는데 있다. 학습 방법으로는 정적 및 동적인 비선형 시스템의 인식과 다변수 시스템에 적용 가능한 역전파 알고리즘(Back-propagation Algorithm)을 사용했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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