3레벨 NPC 인버터는 구조상 DC Link가 두 개의 커패시터로 직렬 구성되어 있어 두 커패시터 간의 전압 불균형의 문제가 발생한다. 중성점의 변동으로 인하여 스위치 소자의 소손과 제어기의 오작동 등 시스템의 안정도가 떨어지게 된다. 기존의 중성점 전압을 제어하는 오프셋 전압 인가 방식은 zero point 지점에서 불연속 스위칭 구간이 존재하기 때문에 중성점 제어가 불가능하다. 본 논문에서는 중성점 전압을 제어하기 위하여 DPWM 기법에서 중성점 전압을 제어하는 방식을 제안하였다. DC Link의 두 커패시터 전압 불균형이 발생하면 $60^{\circ}(+30^{\circ})$ DPWM 기법으로 Positive 벡터와 Negative 벡터의 스위칭 인가 시간을 조절하여 두 커패시터의 전압 균형을 이루게 한다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제안한 방식에 대한 타당성을 검증하였다.
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.
Kim, June-Ho;Lim, Hee-Taek;Yu, Nam-Cheol;Lim, Il-Hyung;Choi, Myeon-Song;Lee, Seung-Jae;Ha, Bok-Nam
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.58
no.11
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pp.2079-2088
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2009
The optimal operation in distribution system is to select tie switches considering important elements(Load balance, Loss minimization, Voltage drop, Restoration index..) in distribution system. Optimal Tie Switches Selection is very important in operation of distribution system because that is closely related with efficiency and reliability. In this paper, a new algorithm considering important elements is proposed to find optimal location of tie switches. In the case study, the proposed algorithm has been testified using real distribution network of KEPCO for verifying algorithm and complex network for applying future distribution network.
Park, Joon-Young;Cho, Byung-Hak;Byun, Seung-Hyun;Lee, Jae-Kyung;Park, Doo-Yong
Proceedings of the KIEE Conference
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2007.07a
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pp.1769-1770
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2007
To prevent an insulator failure, an automatic cleaning robot was developed for suspension insulator strings. The robot autonomously moves along the insulator string using the clamps installed on its two moving frames, and adopts a dry cleaning method using rotating brushes and a circular motion guide. In addition, a mechanized brush bristles and a voltage-balancing contactor are devised to increase cleaning efficiency and to prevent arc generation under live-line conditions, respectively. Moreover, a manual tool for its installation and removal is presented. We confirmed its effectiveness through experiments.
This paper presents parallel operation of two 3-phase PWM converters whose Power and control schemes can be directly applied to a large capacity system. This paper describes power circuit, dc voltage regulation, input power factor correction and balancing load control of two converters. Switching device Is IGBT and CPU of control is 32-bit floating point DSP for real time instantaneous control. Simulations and experimental results for 20kw model conform the validity of proposed schemes.
본 논문에서는 3레벨 무정전전원장치의 직류링크 전압 불균형을 제거할 수 있는 3레벨 인터리브드 충방전기의 장치 및 제어 기법을 제안하였다. 기존 2레벨에 비해서 3레벨 인터리브드 충방전기는 배터리 전류의 리플감소와 전력변환손실을 절감할 수 있으며, 중성점 전압 제어로 직류링크의 전압편차를 균등화 할 수 있다. 제안된 기법은 방전 시 독립방전모드와 중복방전모드가 자동 전환되며, 간단하고도 효과적으로 중성점 전압제어가 가능하다. 제안된 방식의 유효성은 PSIM 시뮬레이션과 300kVA 무정전전원장치 시제품의 동작파형으로 검증하였다.
3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 high-power medium voltage(MV)에서 많이 응용된다. 하지만 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터는 각 스위치 소자에서 손실이 불균형하게 발생하게 되어 스위치 소자 간 성능이 불균형하게 된다. 따라서 본 논문에서는 단상 3-레벨 중성점 다이오드 클램프(NPC) 컨버터의 기존 모델 예측 제어의 스위칭 패턴을 분석 및 스위칭 순환방식을 이용한 효율적인 스위칭 상태를 갖는 모델 예측 제어를 제안한다. 이를 통해 PI 제어기 기반의 펄스 폭 변조 방법과 기존 모델 예측 제어 방법의 손실 비교를 통하여 제안하는 모델 예측 제어 성능을 검증한다.
본 논문에서는 Carrier-Based Pulse Width Modulation(CBPWM)을 사용한 Active Neutral Point Clamped (ANPC) 인버터의 안정적인 고장 허용 운전을 위한 중성점 전압 균형 제어 기법을 제안한다. 제안된 기법은 ANPC 인버터를 구성하고 있는 전력 반도체 스위치의 고장으로 인한 고장 허용 운전 시, 출력 특성이 저하되는 문제점을 해결하기 위해 스위칭 조합의 재구성과 기준 출력전압의 변조를 통한 중성점 전압 균형을 유지한다. 제안된 기법의 타당성은 RT-BOX를 통한 HIL 시뮬레이터를 이용하여 확인하였다.
양극성 DC 배전 시스템에는 높은 전압과 낮은 전압을 가진 두 양극성 버스가 사용된다. 두 양극성 버스간의 양방향 전력제어를 위해 DAB 컨버터가 사용된다. 또한, 양극성 DC 버스에는 두 극성에 균등한 전력 흐름이 형성되지 않기 때문에 이를 해결하는 전압 벨런서가 각각의 양극성 DC 버스마다 필요하다. 따라서 양극성 DC 배전 시스템을 구동하기 위해서는 총 3개의 전력변환장치가 필요하고 다수의 장치로 인해 전력밀도와 전력변환효율이 낮아지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 복수의 양극성 DC 버스 전압을 벨런싱하고 양방향 전력제어도 가능한 새로운 구조의 DAB 컨버터를 제안한다. 기존의 3단 구조와 달리 전력변환단계를 하나로 줄일 수 있어 전력밀도와 전력변환효율이 상승하게 된다. 제안하는 DAB 컨버터는 입력과 출력에 인덕터를 사용하여 입력과 출력에 접속되는 두 양극성 DC 버스 전압의 벨런싱을 가능하게 한다. 3-kW급 프로토타입을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증한다.
입력 전압과 출력 전압의 변환비가 큰 시스템에서는 전압 변환비가 큰 한 개의 컨버터 설계하기보다는 다수의 컨버터를 직렬 혹은 병렬로 구성하여 용량을 증가시키는 것이 유리하며, 모듈형으로 컨버터를 제작하여 연결할 경우, 다양한 용량의 컨버터를 구현할 수 있다. 입력 전압이 출력 전압보다 큰 시스템에서는 ISOP(Input Series-Output Parallel) 방식을 사용한다. 시스템을 ISOP로 시스템을 구성할 경우 직렬로 연결된 모듈들의 직류단 전압 불균형 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 각 모듈의 직류단 전압을 제어한다. 본 논문에서는 EtherCAT 통신을 사용하여 ISOP 연결된 컨버터를 제어하였고 10개의 컨버터 모듈을 이용한 실험을 통해 제시하는 방법의 성능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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