KR101774978B1 - Ｈｖｄｃ용 ｍｍｃ의 리던던시 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 HVDC(High Voltage Direct Current : 고압 직류 송전 시스템)용 MMC(Multilevel Modular Converter)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템의 가동률을 높이기 위한 리던던시 모듈(Redundancy Module)이 적용되고 더이상 투입될 리던던시 모듈이 없는 상태에서 상기 MMC 컨버터의 서브모듈(Sub Module)이 고장날 경우, 시스템을 지속적으로 운전시키기 위해 고장 나지 않은 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 운전하도록 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 HVDC용 MMC의 리던던시 제어 방법은 HVDC에 연계되고, 다수의 컨버터 암을 포함하며 상기 각 컨버터 암은 운전중인 다수의 서브모듈과 리던던시 모듈을 포함하는 MMC에 있어서, 상기 다수의 컨버터 암 중 제1컨버터 암의 리던던시 모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1컨버터 암의 상기 운전중인 서브모듈에 고장이 발생하는지 확인하는 단계; 및 상기 제1컨버터 암의 서브모듈에 고장이 발생한 경우, 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 상기 다른 컨버터 암의 DC링크 전압이 상기 제1컨버터 암의 DC링크 전압과 동일하도록 제어하는 단계; 를 포함한다.

Description

ＨＶＤＣ용 ＭＭＣ의 리던던시 제어방법{CONTOL METHOD FOR REDUNDANCY OF MMC CONVERTER FOR HVDC}
본 발명은 고전압 직류송전(HVDC:High Voltage Direct Current)에 적용된 모듈러 멀티레벨 컨버터(MMC:Multilevel Modular Converter)에 관한 것으로, 상세하게는 HVDC용 MMC에서 더이상 투입될 리던던시 서브모듈(Redundancy Sub Module)이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈의 추가 고장시 MMC를 지속적으로 운전시키기 위한 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법에 관한 것이다.
MMC는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 온ㆍ오프 제어 가능한 스위칭소자를 사용하고 스위칭소자의 내압 이상의 전압을 출력할 수 있는 변환기이며, HVDC(High Voltage Direct Current)이나 STATCOM, 모터 드라이브 인버터 등에 응용되고 있다.
HVDC용 MMC는 다수의 컨버터 암(Arm)으로 구성되며, 각 컨버터 암은 다수의 서브모듈이 직렬연결되어 구성된다. 이들 각 서브모듈은 예컨대 에너지저장부와 전력용반도체를 포함한다. 전력용반도체는 파워반도체스위치 및 환류다이오드로 구성될 수 있으며 예컨대 IGBT로 구현될 수 있다. 이러한 서브모듈은 다수의 전력용반도체가 이른바, 하프브릿지(Half-Bridge) 또는 풀브릿지(Full-Bridge) 회로를 구성하도록 연결된다.
이러한 MMC가 연계된 HVDC 시스템은 가동률을 높이기 위해 일반적으로 정격에서 요구하는 서브모듈 외에 서브모듈의 고장을 대비하여 예비로 리던던시 서브모듈을 더 구비하여 운전중인 서브모듈에 고장이 발생할 경우 리던던시 서브모듈을 투입함으로써 시스템이 중단없이 가동되도록 한다. 이와 같이 고장이 발생한 서브모듈을 대신하여 리던던시 서브모듈이 운전하도록 하여 시스템의 안정적인 동작을 구현할 수 있도록 한다.
그러나 운전중인 서브모듈의 계속되는 고장으로 인해 더이상 투입 가능한 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈에 추가적으로 고장이 발생할 경우 다수의 상 간의 전압 불균형에 의해 시스템이 중지되어 HVDC의 전력계통에 영향을 미치게 된다.
한국공개특허 제10-2013-0095257호 한국공개특허 제10-2013-0111252호
본 발명은 HVDC용 MMC에서 더이상 투입될 리던던시 서브모듈이 없는 상태에서 운전중인 서브모듈이 고장날 경우, MMC를 지속적으로 운전시키기 위해 각 컨버터 암에 입력되는 DC링크 전압을 낮추고, 고장이 발생하지 않은 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 운전하도록 제어함으로써 MMC를 지속적으로 운전할 수 있는 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 HVDC용 MMC의 리던던시 제어 방법은, HVDC에 연계되고, 다수의 컨버터 암(Arm)으로 구성되며 상기 각 컨버터 암은 운전중인 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 HVDC용 MMC의 제어방법에 있어서, 상기 다수의 컨버터 암 중 제1 컨버터 암의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 컨버터 암의 운전중에 서브모듈의 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및 상기 제1 컨버터 암의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 상기 다수의 컨버터 암에 공급되는 DC링크 전압을 상기 제1 컨버터 암의 고장이 발생한 서브모듈을 제외한 나머지 각 서브모듈의 출력전압의 합과 같도록 제어하고, 상기 제1 컨버터 암을 제외한 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압을 상기 DC링크 전압에 맞게 낮춰 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 제1컨버터 암의 고장이 발생한 서브모듈을 제외한 나머지 서브모듈은 정격 출력전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압은 기존 각 서브모듈의 정격출력전압에 상기 DC링크 전압을 다른 컨버터 암의 정격 DC링크 전압으로 나눈 값을 곱한 값과 같은 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 각 컨버터 암에 포함된 운전중인 다수의 서브모듈은 각각 동일한 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, HVDC용 MMC에서 더이상 투입될 리던던시 모듈이 없는 상태에서 MMC의 운전중인 서브모듈이 고장날 경우, MMC를 지속적으로 운전시키기 위해 MMC의 각 컨버터 암에 입력되는 DC링크 전압을 낮추고, 고장이 발생하지 않은 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압을 낮춰 운전하도록 제어함으로써 MMC를 지속적으로 운전시킬 수 있고, 시스템 정지에 따른 손해를 줄이고 고장이 발생한 서브모듈에 대한 교체 및 수리일정을 유연하게 조정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 HVDC용 MMC의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법에 대한 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 HVDC용 MMC의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 HVDC용 MMC(100)는 3개의 컨버터 암(110,120,130)으로 구성되며, 이들 각각의 컨버터 암(110,120,130)은 서로 직렬 연결된 다수의 서브모듈(111)과 예비모듈인 리던던시 모듈(112)을 포함한다. 서브모듈(111)은 운전에 참여하며 리던던시 서브모듈(112)은 운전중인 서브모듈(111)에 고장이 발생할 경우 대신해서 투입되어 운전에 참여하도록 제어된다.
각 컨버터 암(110,120,130)은 입력되는 DC링크 전압인 Vdc 전압에 따라 각각의 서브모듈(111)의 전압이 제어되며, 또한 부하접속단자인 교류전압단자(A,B,C)를 통해 각기 위상을 달리하는 동일한 교류전압을 출력하며 이러한 출력전압은 3상 부하, 예컨대 3상 교류전력시스템에 연계될 수 있다.
각 컨버터 암(110,120,130)에 포함된 서브모듈(111)은 운전중 각각 동일한 전압을 출력하고, 이러한 전압은 각 컨버터 암(110,120,130)의 서브모듈(111)의 직렬접속 및 위상 제어에 의해 합쳐져 교류전압단자(A,B,C)를 통해 교류전압으로 출력된다.
이러한 서브모듈(111)이 운전중에 고장이 발생하거나 임의의 원인에 의해 동작이 불가능하게 되면 예비모듈인 리던던시 모듈(112)이 그 고장난 서브모듈(111)의 대체모듈로서 투입되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 HVDC용 MMC(100)는 일반적으로 정격에서 요구하는 운전에 참여하는 서브모듈(111) 외에 예비모듈인 리던던시 서브모듈(112)을 더 구비하고 있으며, 이에 따라 운전중인 서브모듈(111)의 고장 시에도 리던던시 서브모듈(112)을 투입하여 HVDC용 MMC가 적용된 시스템의 운전을 중단하는 일없이 정상적으로 시스템 가동이 가능하다.
그러나, 만약 다수의 컨버터 암(110,120,130) 중 어느 한 컨버터 암에서, 일례로 제1 컨버터 암(110)에서 리던던시 서브모듈(112)이 모두 투입된 상황에서 운전중인 서브모듈(111)에 고장이 발생한다면 더이상 투입될 리던던시 서브모듈(112)이 없기 때문에 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 서브모듈(111)의 각 출력전압을 합쳐져 제1 컨버터 암(110)의 출력전압이 된다.
이 경우, 제1 컨버터 암(110)의 출력전압은 다른 컨버터 암(120,130)의 출력전압보다 작은 값을 갖게 되어 3상 교류전원에 불균형이 생기게 된다. 이에, HVDC용 MMC(100)의 경우 출력되는 교류전원에 불균형이 생기면 부하에 문제를 일으킬 수 있기 때문에 시스템을 중지시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 시스템의 운전 중지를 막기 위해 HVDC용 MMC(110)는 입력전압인 DC링크 전압(Vd)을 고장이 발생한 서브모듈이 있는 제1 컨버터 암(110)의 나머지 서브모듈의 출력전압을 기준으로 조정하여 제어하고, 제1 컨버터 암(110)을 제외한 다른 컨버터 암(120,130)의 각 서브모듈(111)의 출력적압을 상기와 같이 조정된 DC링크 전압에 맞도록 낮추어 제어함으로써 각 컨버터 암(110,120,130)별로 출력전압을 균일하게 맞추어 시스템이 정상적으로 가동될 수 있도록 제어한다.
여기서, 각 컨버터 암(110,120,130)에 공급되는 DC링크 전압(Vdc)는 제1 컨버터 암(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 서브모듈(111)의 출력전압을 모두 더한 값으로 변경되어 제어된다. 이때, 제1 컨버터 암(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 서브모듈(111)의 출력전압은 정격 출력전압으로 제어된다.
다음으로, 제1 컨버터 암(110)을 제외한 다른 컨버터 암(120,130)의 서브모듈(111)의 출력전압을 각 컨버터 암(110,120,130)에 공급되는 DC 링크 전압 Vdc의 변경에 따라 낮추어 제어한다. 다른 컨버터 암(120,130)의 각 서브모듈(111)의 출력전압은 각 서브모듈(111)의 기존 정격출력전압에 다른 컨버터 암(120,130)의 기존 정격 Vdc로 나눈값을 곱한 결과값이 된다.
예를 들어, 각 컨버터 암(110,120,130)의 서브모듈의 개수가 10개이고, 각 컨버터 암(110,120,130)에 입력되는 정격 DC링크 전압 Vdc가 50V이며 각 서브모듈의 출력전압이 5V인 MMC를 가정한다. 이때, 제1 컨버터 암(110)의 서브모듈 중 2개가 고장이 발생하고 더이상 투입될 리던던시 모듈이 없다고 가정한다면, 제1 컨버터 암(110)에서 운전 가능한 서브모듈의 개수는 8개가 되고 DC링크 전압 Vdc는 서브모듈 8개에 각 서브모듈의 출력전압인 5V를 곱하여 40V로 조정된다.
또한, 제1 컨버터 암(110)을 제외한 다른 컨버터 암(120,130)의 DD링크 전압 Vdc 역시 40V로 동일하게 입력되므로, 다른 컨버터 암(120,130)의 각 서브모듈의 출력전압은 Vdc 전압인 40V에 맞추어 기존 출력전압인 5V에 40V/50V를 곱한 값인 4V로 제어된다. 즉, 2개의 서브모듈이 고장난 제1컨버터 암(110)의 8개의 서브모듈은 5V로 기존 정격출력전압과 동일하게 제어되고, 이에 따라 각 컨버터 암에 입력되는 DC 링크 전압인 Vdc는 기존 정격전압인 50V보다 10V 작은 40V로 운전제어되며, 나머지 다른 컨버터 암(120,130)의 각 10개의 서브모듈의 출력전압은 DC링크 전압(Vdc)인 40V에 맞추어 4V로 제어된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 HVDC용 MMC의 리던던시 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 2를 참고하면, HVDC에 연계되고, 다수의 컨버터 암(110,120,130)으로 구성되며, 이들 각 컨버터 암(110,120,130)은 운전중인 다수의 서브모듈(111)과 예비모듈인 리던던시 서브모듈(112)을 포함하는 HVDC용 MMC(100)에서, 다수의 컨버터 암(110,120,130) 중에서 제1 컨버터 암(110)의 서브모듈(111)에 고장이 발생한다면(S100), 제1 컨버터 암(110)에 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 서브모듈(112)이 있는지를 확인한다(S110).
만약, 제1 컨버터 암(110)의 리던던시 서브모듈(112)이 모두 운전에 투입된 상태에서 더 이상 대체하여 투입할 리던던시 서브모듈(112)이 없는 경우, 다수의 컨버터 암(110,120,130)에 공급되는 DC링크 전압(Vdc)을 제1 컨버터 암(110)의 고장이 발생한 서브모듈(111)을 제외한 나머지 정상적인 서브모듈(111)의 출력전압의 합과 같도록 제어하고, 다른 컨버터 암(120,130)의 각 서브모듈(111)의 출력전압을 상기와 같이 조정된 DC링크 전압에 맞게 낮춰 제어하여(S120), HVDC용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S140).
이때, 제1 컨버터 암(110)의 고장이 발생하지 않은 나머지 서브모듈(111)의 출력전압은 기존과 동일하게 유지시키도록 하고, 제1 컨버터 암(110)을 제외한 다른 컨버터 암(120,130)의 각 서브모듈(111)의 출력전압은 기존 출력전압에 제1 컨버터 암(110)의 각 서브모듈(111)에 의해 변경된 DC링크 전압(Vd)을 다른 컨버터 암(120,130)의 정격 DC링크 전압으로 나눈값을 곱하여 구해진다.
다른 컨버터 암(120,130)의 각 서브모듈(111)의 출력전압은 기존의 정격 출력전압보다 감소하게 되며, 입력되는 DC링크 전압(Vd)이 감소하게 된 만큼 각 컨버터 암에서 출력되는 전체 유효전력은 줄어들게 되지만 시스템의 운전 중단을 원하는 일정만큼 지연시킬 수 있으며 고장난 모듈에 대한 교체 및 수리일정을 유연하게 조정할 수 있게 된다.
반대로, 고장이 발생한 서브모듈(111)을 대체할 리던던시 모듈(112)이 있는 경우 해당 리던던시 모듈(113)을 투입하도록 제어하여(S130), HVDC용 MMC(100)를 계속 운전시킨다(S140).
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : HVDC용 MMC 110 : 제1컨버터 암
111 : 서브모듈 112 : 리던던시 모듈

Claims (4)

  1. HVDC에 연계되고 다수의 컨버터 암(Arm)으로 구성되며 상기 각 컨버터 암은 다수의 서브모듈과 리던던시 서브모듈을 포함하는 HVDC용 MMC의 제어방법에서,
    상기 다수의 컨버터 암 중 제1 컨버터 암의 리던던시 서브모듈이 모두 운전에 투입된 상태에서 상기 제1 컨버터 암의 운전중인 서브모듈의 고장발생 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 컨버터 암의 운전중인 서브모듈에 고장발생 시 상기 다수의 컨버터 암에 공급되는 DC링크 전압을 상기 제1 컨버터 암의 고장이 발생한 서브모듈을 제외한 나머지 각 서브모듈의 출력전압의 합과 같도록 제어하고, 상기 제1 컨버터 암을 제외한 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압을 상기 DC링크 전압에 맞게 낮춰 제어하는 단계; 를 포함하는 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1컨버터 암의 고장이 발생한 서브모듈을 제외한 나머지 서브모듈은 정격 출력전압을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다른 컨버터 암의 각 서브모듈의 출력전압은 기존 각 서브모듈의 정격출력전압에 상기 DC링크 전압을 다른 컨버터 암의 정격 DC링크 전압으로 나눈 값을 곱한 값과 같은 것을 특징으로 하는 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 컨버터 암에 포함된 운전중인 다수의 서브모듈은 각각 동일한 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 HVDC용 MMC의 리던던시 제어방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230024130A (ko) 2021-08-11 2023-02-20 한국전기연구원 불평형 상황에서 pod 제어를 위한 모듈형 멀티레벨 컨버터 에너지 균형 조절 방법, 장치 및 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013027260A (ja) 2011-07-26 2013-02-04 Hitachi Ltd 電力変換装置
KR101521105B1 (ko) 2014-07-31 2015-05-19 연세대학교 산학협력단 모듈 다중 레벨 컨버터의 서브 모듈 고장 검출 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5986909A (en) * 1998-05-21 1999-11-16 Robicon Corporation Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass
EP2614567A4 (en) * 2010-09-09 2016-03-09 Benshaw Inc SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A M2LC SYSTEM
JP5664966B2 (ja) * 2011-01-14 2015-02-04 株式会社安川電機 直列多重電力変換装置
WO2012140008A2 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Multilevel converter and method of starting up a multilevel converter
JP5894777B2 (ja) * 2011-12-07 2016-03-30 株式会社日立製作所 電力変換装置
EP2870689B1 (en) * 2012-07-06 2016-09-21 ABB Schweiz AG Controlling a modular converter
JP6091781B2 (ja) 2012-07-11 2017-03-08 株式会社東芝 半導体電力変換装置
US9685878B2 (en) * 2013-12-03 2017-06-20 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas AC line connector with intermediate DC link
WO2015155112A1 (en) 2014-04-07 2015-10-15 Abb Technology Ag Modular multilevel converter with redundant converter cells in standby mode
KR101723094B1 (ko) * 2014-12-29 2017-04-18 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈 제어기용 전원장치
KR101711947B1 (ko) * 2014-12-29 2017-03-03 주식회사 효성 모듈러 멀티레벨 컨버터
CN107431428A (zh) * 2015-03-30 2017-12-01 通用电器技术有限公司 电压源换流器的控制
US10084371B2 (en) * 2015-09-21 2018-09-25 Abb Schweiz Ag Multilevel converter with a chopper circuit
GB2545445A (en) * 2015-12-16 2017-06-21 General Electric Technology Gmbh Voltage balancing of voltage source converters

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013027260A (ja) 2011-07-26 2013-02-04 Hitachi Ltd 電力変換装置
KR101521105B1 (ko) 2014-07-31 2015-05-19 연세대학교 산학협력단 모듈 다중 레벨 컨버터의 서브 모듈 고장 검출 방법

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