• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.207-208
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• 2012

최근 분산발전시스템에서 계통의 보호를 위해 계통전압 이상이 발생하더라도 일정시간 계통과의 연결을 강제하는 FRT기능이 요구되고 있으며 계통전압 불평형 시에도 계통과의 연결을 유지하도록 요구하고 있다. 이때 독립부하가 존재하는 경우 계통의 이상전압이 독립부하에 그대로 걸리게 되어 독립부하의 전압품질이 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 계통전압 불평형시 FRT를 수행함과 동시에 독립부하에도 일정한 품질의 전압을 공급할 수 있는 전압보상 기법을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.643-652
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• 2021

송·배전시스템에서 사고나 장애는 결코 완벽하게 피할 수 없으며, 단락 및 지락사고는 계통운영자의 노력에도 불구하고 발생한다. 최근 대용량 신재생 분산전원의 송·배전계통에 연계가 급증하여 계통 운영에 다양한 영향을 주고 있어, 이를 최소화하기 위해 FRT(Fault-Ride-Through)와 같은 연계기준을 마련하여 풍력터빈 또는 태양광 인버터가 계통의 중대 장애 시 연계유지 또는 신속한 계통분리 등을 원활히 수행하여 운영자가 안정적으로 계통을 운영할 수 있도록 지원을 하여야 한다. 본 논문에서는 대표적인 신재생 분산전원의 계통연계 기준인 FRT 조건의 충족여부를 적절하게 판단하기 위하여 동기페이저 측정을 하는 PMU(Phasor Measurement Unit)를 사용한 검출 시스템을 설계 및 구축하고 발전기 탈락으로 인한 계통사고 사례를 기반으로 제시한 시스템을 분석하고 평가한다.

• 전기학회논문지
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• 제65권9호
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• pp.1479-1485
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• 2016

This paper presents DC voltage recovery time improvement method in DC link of High Voltage Direct Current (HVDC) with offshore wind farm. The wind farm should be satisfied Low Voltage Ride Through(LVRT) control strategy when grid faults occur. The LVRT control strategy indicates actions which have to be executed according to the voltage dip ratio and the fault duration. However, The LVRT control strategy makes between wind farm and power system through DC Link voltage when grid fault occurs. The de-loading scheme is one of the method to control the DC voltage. But de-loading scheme need to long DC voltage recovery time. Thus, this paper proposes an improved de-loading scheme and we analysis DC voltage and active power reference through a simulation.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.182-190
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• 2011

본 논문은 계통 전압 사고 상황에서 계통 연계형 풍력 발전 시스템이 만족시켜줘야 할 LVRT(Low Voltage Ride Through) 제어 전략을 제안한다. LVRT 규정은 계통 전압 사고 시 풍력 발전 시스템이 지켜야 할 부분들을 전압 감소율과 사고 시간에 대해 나타내고 있다. 특히 전압 감소율이 10% 이상일 경우에는 풍력 발전 시스템은 규정된 무효 전류를 전력 계통에 제공하여 계통 전압 확보에 이바지해야 한다. 본 논문에서의 LVRT 규정은 세계적으로 가장 엄격한 규정인, 독일 계통 연계 규정(German Grid Code)을 기준으로 하고 풀 스케일(Full-scale) 가변 속도 전력 변환 시스템을 고려하여 제어 전략을 수립한다. 본 LVRT 제어 전략은 계통 사고 시 LVRT 규정을 모두 만족시킴과 동시에 직류단 전압 제어의 추가적인 알고리즘으로 직류단 전압의 제어를 통하여 전체 풍력 발전 시스템의 전력 균형을 기할 수 있다. 3상 전압 지락 사고의 경우 계통으로의 전력 제어가 불가능하여 계통 측 컨버터가직류단 전압을 제어할 수 없으므로, 전력 제어의 기능을 발전기 측 인버터로 이행 시켜 상황에 따라 유연한 직류단 전압 제어가 가능함을 보였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 LVRT 제어 전략의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제8권1호
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• pp.10-22
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• 2008

The wind-driven doubly fed induction generator (DFIG) is currently under pressure to be more grid-compatible. The main concern is the fault ride-through (FRT) requirement to keep the generator connected to the grid during faults. In response to this, the paper introduces a novel model and new control scheme for the DFIG. The model provides a means of direct stator power control and considers the stator transients. On the basis of the derived model, a robust linear quadratic (LQ) controller is synthesized. The control law has proportional and integral actions and takes account of one sample delay in the input owing to the microprocessor's execution time. Further, the influence of the grid voltage imperfection is mitigated using frequency shaped cost functional method. Compensation of the rotor current pulsations is proposed to improve the FRT capability as well as the generator performance under grid voltage unbalance. As a consequence, the control system can achieve i) fast direct power control without instability risk, ii) alleviation of the problems associated with the DFIG operation under unbalanced grid voltage, and iii) high probability of successful grid FRT. The effectiveness of the proposed solution is confirmed through simulation studies on 2MW DFIG.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제1권1호
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• pp.104-113
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• 2012

Wind farm grid codes require wind generators to ride through voltage sags, which means that normal power production should be re-initiated once the nominal grid voltage has been recovered. Doubly Fed Induction Generator (DFIG) based wind farm is gaining popularity these days because of its inherent advantages like variable speed operation and independent controllability of active and reactive power over conventional Induction Generator (IG). This paper proposes a new control strategy using DFIGs for stabilizing a wind farm composed of DFIGs and IGs. Simulation analysis by using PSCAD/EMTDC shows that the DFIGs can effectively stabilize the IGs and hence the entire wind farm through the proposed control scheme by providing sufficient reactive power to the system.

• 전기학회논문지
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• 제64권3호
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• pp.399-404
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• 2015

This paper presents the DC voltage control method in DC link of High Voltage Direct Current(HVDC) for an offshore wind farm in Low Voltage Ride Through(LVRT) situation. Wind generators in an offshore wind farm are connected to onshore network via HVDC transmission. Due to LVRT control of grid side inverter in HVDC, power imbalancing in DC link is generated and this consequentially causes rising of DC voltage. A de-loading scheme is one of the method to protect the wind power system DC link capacitors from over voltage. But the flaw of this method is slow control response time and that it needs long recovery time to pre-fault condition after fault clear. Thus, this paper proposes improved de-loading method and we analyze control performance for DC voltage in LVRT control of HVDC for an offshore wind farm.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.399-407
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• 2021

본 논문에서는 계통망 사업자의 High Voltage Ride-Through(HVRT) 기능 요구조건을 만족하며, 정상상태에서의 손실을 최소화할 수 있는 Type 4 풍력발전기의 직류단 전압 설계 방법을 제안한다. 대용량 해상 풍력 발전에 사용되는 Type 4 풍력발전기는 전력 계통과 연계된 컨버터와 풍력 발전기와 연계된 컨버터가 직류단을 공유하는 Back-to-Back 컨버터 형태이다. Type 4 풍력발전기에서 HVRT 조건인 계통 고전압 사고가 발생한 경우 사고 전압 크기에 비해 직류단 전압이 부족하다면 과변조로 인해 계통측 컨버터의 전류 제어기가 원활하게 동작되지 못한다. 따라서 HVRT 기능을 만족하기 위해서는 고전압 사고의 전압 크기를 기준으로 직류단 전압을 설계해야 한다. 그러나 직류단 전압의 크기의 증가는 정상상태에서의 컨버터 손실 증가를 야기하므로, 직류단 전압을 크게 설계하였을 때 증가될 손실에 대한 고려가 포함되어야 한다. 본 논문에서는 사고 전압의 크기와 발생 손실이 고려된 직류단 전압을 설계하는 방법에 대해 설명하고, 제안하는 설계 방법의 타당성을 2MVA급 Type 4 풍력발전기의 PSCAD 모델 기반 HVRT 기능 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제60권6호
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• pp.1128-1133
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• 2011

In a wind farm, a large number of small wind turbine generators (WTGs) operate whilst a small number of a large generator do in a conventional power plant. To maintain high quality and reliability of electrical energy, a wind farm should have equal performance to a thermal power plant in the transient state as well as in the steady state. The wind farm shows similar performance to the conventional power plant in the steady state due to the advanced control technologies. However, it shows quite different characteristics during fault conditions in a grid, which gives significant effects on the operation of a wind farm and the power system stability. This paper presents an analysis of response of a wind farm during grid fault conditions. During fault conditions, each WTG might produce different frequency components in the voltage. The different frequency components result in the non-fundamental frequencies in the voltage and the current of a wind farm, which is called by "beats". This phenomenon requires considerable changes of control technologies of a WTG to improve the characteristics in the transient state such as a fault ride-through requirement of a wind farm. Moreover, it may cause difficulties in protection relays of a wind farm. This paper analyzes the response of a wind farm for various fault conditions using a PSCAD/EMTDC simulator.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.43.1-43.1
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• 2011

The detail simulation modeling of fully-fed induction generator is investigated through PC based MATLAB/Simulink environment. Generator's stator currents are controlled by indirect vector control method. In this method, generator side converter controls the maximum excitation (air gap flux) by stator d-axis current and controls generator torque by stator q-axis current. Induction generator speed is controlled by tip speed ratio (TSR) upon the wind speed variations in order to generate the maximum output power. The generator torque model is specified as a 3-blade wind turbine with rating, then, the model is simulated under normal operating condition and three different fault conditions. The matlab model designed for fully-fed induction generator based wind farm provides good performance under normal and grid fault conditions. It provides good results for different pwm techniques and fault conditions except the single-phase line to ground fault, which should be verified with real time data from wind farms.