KR20030027888A - 다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법 - Google Patents

다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030027888A
KR20030027888A KR1020027014416A KR20027014416A KR20030027888A KR 20030027888 A KR20030027888 A KR 20030027888A KR 1020027014416 A KR1020027014416 A KR 1020027014416A KR 20027014416 A KR20027014416 A KR 20027014416A KR 20030027888 A KR20030027888 A KR 20030027888A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
controlling
inverter
series
supply voltage
Prior art date
Application number
KR1020027014416A
Other languages
English (en)
Inventor
코닉카이스요셉
리홍쿤
히팍키안
Original Assignee
에스피 시스템즈 피티이 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스피 시스템즈 피티이 리미티드 filed Critical 에스피 시스템즈 피티이 리미티드
Priority to KR1020027014416A priority Critical patent/KR20030027888A/ko
Publication of KR20030027888A publication Critical patent/KR20030027888A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1807—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
    • H02J3/1814—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators wherein al least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. unified power flow controllers [UPFC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

AC 전력시스템의 전압강하를 보상하는 다이나믹 직력전압보상기(10)를 설명한다. 상기 보상기는 각각의 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c)를 제어하도록 결합된 제어기(11)를 가진다. 상기 제어기(11)는 각 위상으로/에 공급전압을 모니터링한다. 공급전압의 모니터링으로부터의 입력은 제어기(11)에 의하여 제어신호를 생성하도록 처리된다. 이들 제어신호는 공급전압의 현재와 이전의 전압 사이클 주기의 전압크기를 비교하는 것을 기초로 한다. 현재와 이전의 전압 사이클 주기간의 차이가 대응하는 시간주기에 대한 소정값을 초과하면, 인버터 제어신호가 해당 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c)에 제공되어 이에 따라 보상전압을 제공한다. 보상전압은 직접 해당 컨덕터에 삽입된다. 보상전압의 전압크기는 이전의 전압 사이클 주기를 기초로 공급전압을 정상수준으로 보상하게 된다.

Description

다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법{DYNAMIC SERIES VOLTAGE COMPENSATOR AND METHOD THEREOF}
공지된 바와 같이, 교류(AC) 전력시스템은 AC 전력을 발전하고 송전한 다음 수용자 장소로 배전한다. 이들 수용자 장소로는 예를 들어, 주택, 점포 및 산업 건물이나 공장을 들 수 있다. 통상, AC 전력시스템은 무엇보다도 전력을 수용자 장소로 공급하는 컨덕터를 구비하고 있다. 이러한 컨덕터의 예로서, 지하케이블과 공중선로가 있다.
종래에, 전원으로부터 발전된 AC 전력의 전압은 송전을 위해 우선 승압된 다음 배전을 위해 감압된다. 일반적으로 배전 전압은 킬로볼트(kV) 범위이다. 그러한 배전 전압은 그후 보통 400볼트(V) 수준의 소비 전압 수준으로 감압된다. 대부분의 AC 전력시스템에서, AC 전력은 AC 전원 네트워크를 형성하는 복잡한 연결을 통해 수용자 장소로 공급된다.
수용자 장소로 AC 전력을 배전할 때, AC 전원 네트워크내에 장애가 생길 수있다. 이들 장애에는 예로서, 민간 공사로 인해 파손된 지하케이블이나 낙뢰로 인한 공중선로 장애를 들 수 있다. 그러한 장애는 수용자 장소로의 공급전압에 악영향을 미치며 속칭 전압외란(voltage disturbance)이라고 한다.
전압외란중 하나로서 전압강하(voltage dip)라고 알려진 것이 있다. 전압강하는 공급전압이 정상적인 수준에서 갑자기 일시적으로 감소하는 것이다. 일반적으로, 전압강하의 크기 및 지속시간은 전압강하의 원인과 함께 그 공급전압을 정상 수준으로 복원하기 위해 실시되는 제어방법에 달려있다. 예를 들어, 전압강하의 지속시간은 통상 다른 무엇보다도 전압강하를 유발하는 장애 장소를 파악하고 회로차단기가 고장 장소를 찾아 격리시키는 데 드는 시간에 좌우된다.
일반적으로, 전압강하의 크기는 전압강하를 유발한 고장 장소에서 전기적인 측면에서 가까울수록 더 크다. 따라서, 전압강하의 크기는 수용자 장소마다 상이하며 공급전압의 10% 내지 80% 범위일 수 있다. 또한, 2이상의 위상으로(다상) 공급전압을 제공하는 AC 전력 시스템에서는 전압강하의 크기가 일반적으로 이들 각각의 위상에서 다르다. 흔히 고장 장소에서 단상 라인 대 접지(line-to-ground) 장애는 수용자 장소에서 결국에는 모든 위상의 전압강하로 이어질 수 있다. 이것은 단상에서의 전압강하의 크기중 적어도 일부를 다른 위상(들)에 전달하는 것으로 알려진 스타델타 변압기(star-delta transformer)의 사용으로 인한 것이다.
전압강하를 보상하기 위한 기술중 하나는 1994년 7월 12일자로 발행된 Gyugyi 등의 US 특허 제 5,329,222호에 개시되어 있다. 상기 특허는 직렬 삽입전압으로 유틸리티 라인 과도현상을 보상하기 위한 장치 및 방법을 서술한다. 하지만, 3상 인버터와 상기 3상 인버터를 고전압 배전 시스템에 결합하기 위한 변합기를 사용하는 것은 각 위상의 직렬 삽입전압이 어느 정도 서로 결합되게 하는 결과를 가져온다. 이와 같이 직렬전압 삽입전압을 결합하는 것은 3상 모두에서 전압강하가 상이해지고 이들 3상 각각에 대하여 시간적으로 다르게 변하기 때문에 적절치 않다.
전압강하를 보상하기 위한 다른 기술이 1999년 3월 16일자로 발행된 Cheng 등의 US 특허 제 5,883,796호에 개시되어 있다. 상기 특허는 3상 직렬 삽입 인버터를 사용하여 전압강하를 복구하기 위한 장치 및 방법을 서술한다. 결론적으로, 상기 특허의 장치 및 방법에 의하여 제공된 삽입전압은 삽입전압이 마찬가지로 어느 정도 결합된다는 점에서 상기 US 특허 5,329,222호에서와 같은 한계를 가진다.
공급전압시 전압강하를 보상하기 위한 또다른 기술로서 전류 대 전압 보상기가 있다. 전류 대 전압 보상기는 대부분의 전압외란이 나머지 위상(들)은 정상으로 있는 단상 라인 대 접지 장애에 기인한다는 것을 기초로 하여 작동한다. 단상 전압강하 동안 정상 위상(들)으로부터 전류를 취하고 이 전류를 직렬 보상 전압으로 변환하는 반도체 인버터에 의하여, 전압강하를 가진 위상은 그에 따라 보상될 수 있다. 결과로써, 전류 대 전압 보상기는 특히 3상 모두가 전압강하를 가질 때 모든 위상에 대한 전압강하를 적절히 보상할 수 없다.
다상 AC 전력시스템에 대한 단상의 전압강하를 보상하는 어려움과 더불어, 상기 보상기내의 에너지 저장도 문제이다. 이것은 삽입전압 또는 보상전압을 제공하기 위한 에너지를 저장하는 데에 통상 커패시터가 사용되기 때문이다. 이러한커패시터는 장시간의 전압강하에 대한 보상 전압을 제공하기 위해서 큰 에너지 저장용량을 요구할 경우 비용이 많이 든다.
또한, 직렬 삽입 인버터를 사용하는 전압보상기는 통상 AC 전력 배전시스템에서의 전압강하를 보상하기에는 크기가 불충분한 인버터 전압을 제공한다. 이와 같이, 이들 인버터 전압은 승압 변압기를 사용하여 크기면에서 승압되어야 한다. 승압 변압기의 사용은 종래의 전압보상기보다 비용이 현저히 추가되며 이것은 그러한 보상기가 보통의 저가 용도로는 부적합하게 만든다.
상기 전압보상기와 더불어, AC 전력 시스템의 1이상의 위상에서의 전압강하를 보상하기 위해서 무정전 전원장치(UPS)를 사용할 수 있다. 하지만, UPS는 주로 정전(voltage collapse)라고 알려진 다른 종류의 전압외란을 보상하기 위한 것이다. 정전시 수용자 장소로의 공급전압은 완전히 차단된다. 결과로, UPS는 순전히 정전의 전 지속시간동안 공급전압을 제공해야 한다. 이 지속시간은 통상 전압강하의 지속시간보다 훨씬 더 길다. 따라서, UPS는 직렬 삽입 인버터를 가진 전압보상기에 비하여 실질적으로 용량이 큰 에너지 저장을 필요로 한다. 또한, UPS의 인버터는 어떠한 전압외란이 없는 경우에도 연속적인 고주파수 절환모드로 작동한다. 연속적인 고주파수 절환모드시의 부수적 손실은 정상적인 공급전압상태하에서는 UPS를 비효율적이게 한다.
전압강하는 특히 상업적 또는 산업적 활동에 영향을 미치는 경우에 실질적으로 경제적 손실을 유발한다. 따라서, AC 전력시스템에서의 전압강하를 경감시키는 것이 바람직하다. 따라서, 실질적인 추가 비용을 들이지 않고도 안정되고 신뢰할만한 공급전압을 제공하기 위해서 AC 전력시스템에서의 상기 문제를 해결하는 직렬전압보상기의 필요성이 있음은 분명하다.
본 발명은 교류(AC) 전력을 제공하는 교류전력시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 그러한 AC 전력시스템에서의 전압강하를 보상하기 위한 직렬전압보상기 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이나믹 직렬전압보상기를 도시한 개략적인 블럭도,
도 2는 도 1의 다이나믹 직렬전압보상기를 사용하여 전압강하를 보상하는 방법의 플로우차트.
도 3은 도 1의 다이나믹 직렬전압보상기의 직렬 삽입 인버터 및 에너지 저장장치의 예를 도시한 개략도,
도 4는 도 1의 다이나믹 직렬전압보상기의 제어기의 신호처리흐름도,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 제어기에 의하여 인버터 제어신호를 생성하기 위한 단순화된 방법을 도시한 도면,
도 6a 및 도 6b는 각각 도 1의 다이나믹 직렬전압보상기의 2개의 대안 실시예를 도시한 개략적인 블럭도,
도 7은 도 1의 다이나믹 전압보상기로 도 2의 방법을 구현할 수 있는 컴퓨터 시스템의 예를 도시한 블럭도.
본 발명의 한 실시형태에 따라, 각각 해당하는 위상에 인가되는 적어도 하나의 공급전압을 제공하는 교류전력시스템에서의 전압강하를 보상하는 다이나믹 직렬전압보상기에 있어서,
상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 독립적으로 모니터링하는 수단;
현재 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 디지털신호를 발생시키는 수단;
이전의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교하는 수단;
현재와 이전의 전압사이클 주기내의 대응하는 시간 주기에서 상기 디지털신호와 상기 저장된 데이터간의 차이를 판정하는 수단; 및
대응하는 시간 주기에 대하여 상기 차이가 소정값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각이 공급되는 해당 컨덕터에, 대응하는 시간 주기에서의 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 전압크기로 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 보상할 크기를 가진 보상전압을 직접 삽입하도록 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하는 수단을 포함하는 다이나믹 직렬전압보상기가 개시된다.
일반적으로 상기 신호를 발생시키는 수단은 디지털신호를 필터링하는 수단을 포함할 수 있다.
통상, 상기 다이나믹 직렬전압보상기는 디지털신호를 저장하는 수단을 더욱 구비할 수 있다.
또한 통상적으로, 상기 저장하는 수단은 저장된 데이터를 로킹(locking)하는 수단을 구비할 수 있다.
일반적으로 상기 제어하는 수단은 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하여 보상전압을 위한 적어도 하나의 에너지 저장장치로부터 에너지를 받게 하는 수단을 구비할 수 있다.
통상적으로, 상기 제어하는 수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 기준 접지 또는 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각에 선택적으로 접속시키는 수단을 구비할 수 있다.
일반적으로, 상기 제어하는 수단은 적어도 하나의 펄스 생성기를 제어하여 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 구동하도록 동기화된 펄스를 제공하는 상기 적어도 하나의 펄스 생성기가 하나의 스위칭 주기내에 2개의 출력 펄스를 제공하게 하는 수단을 구비할 수 있다.
통상적으로, 상기 제어하는 수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치(bypass switch)를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 출력에 접속하게 하는 수단을 구비할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따라, 각각 해당하는 위상에 인가되는 적어도하나의 공급전압을 제공하는 교류전력시스템에서의 전압강하를 보상하는 방법이 개시된다. 상기 방법은,
상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 독립적으로 모니터링하는 단계;
상기 독립적으로 모니터링하는 단계에 응답하여, 현재 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 디지털신호를 발생시키는 단계;
이전의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교하는 단계;
현재와 이전의 전압사이클 주기내의 대응하는 시간 주기에서 상기 디지털신호와 상기 저장된 데이터간의 차이를 판정하는 단계; 및
대응하는 시간 주기에 대하여 상기 차이가 소정값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각이 공급되는 해당 컨덕터에, 대응하는 시간 주기에서의 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 전압크기로 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 보상할 크기를 가진 보상전압을 직접 삽입하도록 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하는 단계를 포함한다.
일반적으로, 상기 신호를 발생시키는 단계는 디지털신호를 필터링하는 단계를 포함할 수 있다.
통상적으로, 상기 방법은 디지털신호를 저장하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
또한 통상적으로, 상기 저장하는 단계는 저장된 데이터를 로킹하는 단계를포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하여 보상전압을 위한 적어도 하나의 에너지 저장장치로부터 에너지를 받게 하는 단계를 포함할 수 있다.
통상적으로, 상기 제어하는 단계는 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 기준 지면 또는 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각에 선택적으로 접속시키는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 제어하는 단계는 적어도 하나의 펄스 생성기를 제어하여 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 구동하도록 동기화된 펄스를 제공하는 상기 적어도 하나의 펄스 생성기가 하나의 스위칭 주기내에 2개의 출력 펄스를 제공하게 하는 단계를 포함할 수 있다.
통상적으로, 상기 제어하는 단계는 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 출력에 접속하게 하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따라, 각각 해당하는 위상에 인가되는 적어도 하나의 공급전압을 제공하는 교류전력시스템에서의 전압강하를 보상하는 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단이 내장된 컴퓨터용 매체를 구비한 컴퓨터 프로그램물이 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램물은,
상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 독립적으로 모니터링하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단;
현재 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 디지털신호를 발생시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단;
이전의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단;
현재와 이전의 전압사이클 주기내의 대응하는 시간 주기에서 상기 디지털신호와 상기 저장된 데이터간의 차이를 판정하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단; 및
대응하는 시간 주기에 대하여 상기 차이가 소정값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각이 공급되는 해당 컨덕터에, 대응하는 시간 주기에서의 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 전압크기로 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 보상할 크기를 가진 보상전압을 직접 삽입하도록 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 포함한다.
일반적으로, 상기 신호를 발생시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 디지털신호를 필터링하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비할 수 있다.
통상적으로, 상기 컴퓨터 프로그램물은 디지털신호를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 더욱 구비할 수 있다.
또한 통상적으로, 상기 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 저장된 데이터를 로킹하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비할 수 있다.
일반적으로, 상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하여 보상전압을 위한 적어도 하나의 에너지 저장장치로부터 에너지를 받게 하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비할 수 있다.
통상적으로, 상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 기준 지면 또는 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각에 선택적으로 접속시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비할 수 있다.
일반적으로, 상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 적어도 하나의 펄스 생성기를 제어하여 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 구동하도록 동기화된 펄스를 제공하는 상기 적어도 하나의 펄스 생성기가 하나의 스위칭 주기내에 2개의 출력 펄스를 제공하게 하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비할 수 있다.
통상적으로, 상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 출력에 접속하게 하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명한다.
전력시스템에서의 전압강하를 보상하기 위한 다이나믹 직렬전압보상기, 방법 및 컴퓨터 프로그램물을 설명한다. 이하에서는 더욱 완벽한 설명을 위해 많은 세부요소들이 제공된다. 하지만, 당업자라면 본 발명이 그러한 세부요소들 없이도 실현될 수 있음을 알 수 있다. 기타 예시에서 이미 잘 알려진 세부요소들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 길게 설명하지 않았다.
본 발명의 실시예의 장점은 다양하다. 한 가지 장점은 공급전압의 상이한 위상의 전압강하가 독립적으로 보상된다는 것이다. 따라서, 그러한 전압강하는 상이한 위상의 각각에 대하여 상이한 크기의 보상전압으로 보상될 수 있다. 결국 공급전압은 종래의 직렬전압보상기 또는 시스템에 비하여 본 발명의 실시예를 사용하여 더 정확히 복구된다.
본 발명의 또다른 장점은 보상전압이 변압기를 사용하지 않고도 전력시스템의 컨덕터로 직접 삽입된다는 것이다. 이것은 보상전압이 변압기를 거쳐 컨덕터로 삽입되는 종래의 직렬전압보상기와 비교할 때 본 발명의 실시예의 비용이 현저히 감소된다.
본 발명의 또다른 장점은 본 발명의 실시예에 의하여 제공된 보상전압은 정상수준의 공급전압을 기준으로 하며 절대전압기준에 대한 것이 아니라는 것이다. 결국, 그러한 보상전압은 정확하지 않을 수 있는 절대전압기준보다는 실제 수용자의 공급전압소요에 따른 공급전압을 보상한다.
본 발명의 실시예중 적어도 하나의 또다른 장점은 정전시 공급전압을 대체하도록 제공된 보상전압을 위한 대지귀로가 이탈되지 않는다는 것이다. 이것은 본발명의 한 실시예에서 정전이 발생한 경우 접지 스위치가 대지귀로를 제공하기 때문이다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 교류(AC) 전력시스템에서 전압강하를 보상하는 다이나믹 직렬전압보상기(10)의 개략적인 블럭도가 도시된다. 다이나믹 직렬전압보상기(10)는 제어기(11), 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c) 및, 각각 상기 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c)에 결합된 적어도 하나의 에너지 저장장치(13a, 13b, 13c)를 구비한다. 제어기(11)는 각각의 공급전압(Vsupply_A, Vsupply_B, Vsupply_C)이 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c)를 거쳐 해당하는 부하에 공급되는 각각의 컨덕터(14a, 14b, 14c)에 결합된다. 이들 각각의 공급전압(Vsupply_A, Vsupply_B, Vsupply_C)은 각각의 위상을 가진다. 각각의 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c)는 각각 입력(15a, 15b, 15c) 및 출력(16a, 16b, 16c)을 가진다. 각각의 공급전압(Vsupply_A, Vsupply_B, Vsupply_C)은 출력(16a, 16b, 16c)으로부터, 주택, 점포 및 산업건물이나 공장과 같은 수용자 장소(도시되지 않음)로 각각 제공된다. 이들 수용자 장소는 Vload_A, Vload_B, Vload_C으로 도시된 전압부하소요를 가진다.
또한 직렬 삽입 인버터(12a)에는 제어기(11)로부터 제어신호를 수신하는 제어입력(17a) 및 에너지 저장장치(13a)로부터 에너지를 받도록 결합된 에너지 커플링(18a, 19a)도 나타나 있다. 도 1의 표기를 간소화하기 위해서, 나머지 2개의 직렬 삽입 인버터(12b, 12c)에 대하여는 제어입력(17a) 및 에너지 커플링(18a, 19a)를 표시하지 않는다.
본 발명을 모호하게 하지 않기 위해서, 공급전압(Vsupply_A), 직렬 삽입 인버터(12a) 및 그와 연계된 구성요소들을 사용하여 다이나믹 직렬전압보상기(10)의 작동를 설명하게 될 것이다. 나머지 직렬 삽입 인버터(12b, 12c)도 유사하게 작동한다. 도 2를 참조하면, 다이나믹 직렬전압보상기(10)를 사용하여 AC 전력시스템에서 전압강하를 보상하는 방법(20)이 플로우차트로 도시되어 있다.
상기 방법(20)은 제어기(11)가 공급전압(Vsupply_A)을 독립적으로 모니터링하는 단계(21)에서 시작된다. 단계(21)는 컨덕터(14a)상에 전도된 공급전압(Vsupply_A)으로부터 태핑된(tapped) 입력을 처리한다. 그런 다음, 상기 방법(20)은 계속하여 단계(22)에서 상기 입력을 처리하여 디지털신호를 생성한다. 이들 디지털신호는 현재의 전압 사이클 주기에 대한 공급전압(Vsupply_A)의 전압크기를 표시한다. 단계(22)에 뒤이어 단계(23)에서 제어기(11)는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교한다. 저장된 데이터는 이전의 전압 사이클 주기에 대한 공급전압(Vsupply_A)의 전압크기를 표시한다.
이들 전압크기를 비교하여, 결정단계(24)에서 제어기(11)가 디지털신호와 저장된 데이터간의 차이를 판정하도록 한다. 상기 차이는 현재와 이전의 전압 사이클 주기의 대응하는 시간 주기에서 계산된다. 상기 차이가 대응하는 시간 주기에 대한 소정값을 초과하는 경우, 결정단계(24)로부터의 출력은 "Yes"이다. 따라서, 그후 단계(25)에서 제어기(11)는 컨덕터(14a)에 직접 보상전압을 삽입하도록 직렬삽입 인버터(12a)를 제어한다. 보상전압은 Vsupply_A를 대응하는 시간 주기에서 전압강하 직전의, 이전의 전압 사이클 주기의 전압크기로 보상하는 크기를 가진다. 공급전압(Vsupply_B, Vsupply_C)을 전압강하전 그것들의 해당하는 이전의 전압 사이클 주기의 전압크기로 보상하도록 각각의 공급전압(Vsupply_B, Vsupply_C)을 보상하는 것도 필요에 따라 소정값을 근거로 하여 독립적으로 행해진다. 반면에, 상기 차이가 소정값보다 작으면 결정단계(24)로부터의 출력은 "No"이다. 상기 "No"라는 응답에 따라 상기 방법(20)은 단계(21)로 돌아가 제어기(11)는 공급전압(Vsupply_A)의 현재 전압 사이클 주기의 또다른 시간 주기를 모니터링한다.
디지털신호와 저장된 데이터간의 차이가 공급전압(Vsupply_A)의 현재와 이전의 전압 사이클 주기의 전압크기를 기초로 함에 따라, 보상전압의 크기는 공급전압(Vsupply_A)을 대응하는 시간 주기에서 이전의 전압 사이클 주기의 전압크기로 보상하도록 결정될 수 있다. 그러므로 상기 크기는 전압강하 직전 이전의 전압 사이클 주기의 대응하는 시간 주기에서 제공되었던 정상 수준으로부터 현재 전압 사이클 주기의 전압크기를 감소시킨 만큼의 전압강하를 보상한다.
에너지 저장장치(13a)로부터 에너지를 받도록 직렬 삽입 인버터(12a)를 제어함으로써, 보상전압을 직접 컨덕터(14a)에 삽입할 수 있다. 도 3을 참조하면, 직렬 삽입 인버터(12a) 및 에너지 저장장치(13a)의 예가 개략적인 블럭도로 도시된다.
직렬 삽입 인버터(12a)는 4개의 스위칭 블럭(31a, 31b, 31c, 31d)을 구비한 H형 브릿지를 가진다. 이들 4개의 스위칭 블럭(31a, 31b, 31c, 31d)의 각각은 다이오드에 결합된 솔리드스테이트 스위치(solid-state switch)를 가진다. 인덕터(32)와 커패시터(33)로 H형 브릿지로부터의 출력을 필터링한 후 커패시터(33)의 양단에 보상전압이 공급되도록, H형 브릿지를 구동하기 위해서 펄스폭변조(PWM) 신호를 사용한다. 인덕터(32)와 커패시터(33)는 PWM 신호의 고주파수 성분을 필터링한다.
솔리드스테이트 인버터용 전력은 커패시터 뱅크(34) 및 배터링 뱅크(35)를 구비한 에너지 저장장치(13a)로부터 얻는다. 에너지 저장장치(13a)는 또한 브릿지 정류기(34) 및 변압기(37)를 구비한다.
제어기(11)로부터의 제어신호(VG)는 각각의 스위칭 블럭(31a, 31b, 31c, 31d)의 해당하는 게이트에 선택적으로 제공된다. 이들 제어신호(VG)는 에너지 저장장치(13a)로부터 에너지를 받도록 직렬 삽입 인버터(12a)를 활성화시킨다. 에너지 저장장치(13a)는 변압기(37) 및 브릿지 정류기(36)에 의하여 일정 주기의 시간에 걸쳐 충전된다.
제어기(11)로부터의 제어신호(VG)는 PWM 신호이다. 이들 PWM 신호는 에너지 저장장치(13a)로부터 소정의 보상전압이 도출되도록 H형 브릿지를 구동한다. 제어기(11)로부터의 PWM 신호의 생성은 컨덕터(14a)상에 전도된 공급전압(Vsupply_A)으로부터 태핑된 입력의 처리를 요구한다.
이제 도 4를 참조하면, 제어기(11)의 신호처리흐름(40)이 도시된다. 입력은 공급전압(Vsupply_A)의 전압크기를 표시하는 디지털신호가 도출되는 아날로그 대 디지털(A/D) 컨버터(41)를 통과한다. 이들 디지털신호는 능동형 저역필터(42)에 제공된다. 전압강하가 검출되었는지 여부에 따라 A/D 컨버터(41) 또는 능동형 저역필터(42)로부터 회로 게이트(43)에 입력될 수 있다. 이하, 회로 게이트(43)의 세팅을 설명한다.
능동형 저역필터(42)로부터 Vpresent(정상)으로 표기된 저소음 신호출력이 다이나믹 순람표(44)에 저장된 데이터와 비교된다. 다이나믹 순람표(44)는 하나의 사이클 주기내에서 일정 간격으로 샘플링된 공급전압(Vsupply_A)의 순간값을 저장한다. 상기 사이클 주기는 공급전압(Vsupply_A)의 연속적으로 이동하는 시간 윈도우이다. 다이나믹 순람표(44)에 저장된 데이터는 공급전압(Vsupply_A)의 하나의 사이클 주기를 커버하도록 계속해서 업데이트된다.
다이나믹 순람표(44)로부터 저장된 데이터(Vpreceding) 및 회로 게이트(45)로부터의 신호출력(Vpresent)는 차이 검출기(45)로 제공된다. 차이 검출기(45)로부터의 차이신호(Vdifference)가 생성된다. Vdifference는 대응하는 시간 주기에 대한 공급전압(Vsupply_A)의 전압 사이클 주기의 현재와 이전의 전압크기의 차이를 표시한다.
전압강하 검출기(46)에서 Vdifference는 소정값을 기준으로 검사된다. Vdifference가 소정값보다 크면, 명령신호(Vlock)가 다이나믹 순람표(44)로 다시 보내어져 저장된 데이터를 로킹한다. 따라서, 전압강하가 발생한 경우, 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 다이나믹 순람표(44)내 순간값이 로킹된다. 그러므로, 전압강하의 시초에 다이나믹 순람표(44)에 저장된 데이터는 전압강하 직전의 공급전압(Vsupply_A)의 전압 사이클 주기의 복제물이다. 저장된 데이터를 로킹하면 하나의 사이클 주기보다 오랜 지속시간을 가진 전압강하를 정압강하 직전의 이전의 전압 사이클 주기과 일관되게 비교할 수 있게 된다. 유념할 것은 전압강하는 사이클 주기의 임의의 시점에서 발생한다는 것이다. 게이트 제어신호(VGate_1)는 또한 회로 게이트(43)를 "정상"에서 "강하"로 바꾸도록 전송된다.
회로 게이트(43)의 작동은 VGate_1에 달려있다. 전압강하가 없는 정상상태하에서 VGate_1은 능동형 저역필터(42)로부터 직접 수신된 출력을 기초로 Vpresent(정상)를 제공하도록 회로 게이트(43)를 세팅한다. 반면에, 전압강하가 검출되면, VGate_1은 A/D 컨버터(41)로부터 직접 수신된 출력을 기초로 Vpresent(강하)를 제공하도록 게이트 회로(43)를 세팅한다.
Vdifference가 소정값보다 큰 경우, 또다른 게이트 제어신호(VGate_2)가 게이트 회로(48)를 정상모드에서 PWM 모드로 바꾼다. 정상모드에서는 게이트 회로(48)로부터의 출력이 정상모드 신호 생성기(49)에 의하여 제공된다. PWM 모드에서는 Vdifference가 PWM 신호 생성기(47)에 의하여 제공되고 게이트 회로(48)로부터의 출력이 PWM 신호 생성기(47)에 의하여 제공된다.
PWM 모드에서, PWM 신호 생성기(47)는 인버터 제어신호로서 역할하는 PWM 출력신호를 생성한다. 상기 인버터 제어신호는 다이나믹 직렬 삽입 인버터(12a)를 제어하도록 VG_A로서 제공된다. VG_A는 스위칭 블럭(31a, 31b, 31c, 31d)을 제어하여 전압강하를 보상하도록 보상전압을 제공한다.
소정값보다 큰 Vdifference에 응답하여 PWM 신호 생성기(47)가 활성화될 때 PWM 출력신호가 생성된다. 도 5a 및 도 5b는 인버터 제어신호를 생성하는 간략화된 방법을 도시한다.
도 5a는 컨덕터(14a) 안으로 삽입되도록 요구될 수 있는 사인파의 형태인 보상전압(Vcomp)을 도시한다. 상기 사인파는 스위칭 블럭(31a, 31b, 31c, 31d)에 의하여 예를 들어, 3.3㎑의 주파수로 생성된 일련의 펄스로부터 형성된다. 도 3의 인덕터(32)와 커패시터(33)는 보상전압(Vcomp)을 제공하도록 이들 펄스의 고조파성분(harmonic component)를 필터링한다. PWM 신호생성기(47)는 스위칭블럭 (31a, 31b, 31c, 31d)을 스위칭하는 데 필요한 펄스를 만들고, 스위칭블럭을 경유하여 보상전압(Vcomp)이 생성된다. 스위칭블럭(31a, 31b, 31c, 31d)에 대하여 2세트의 펄스가 필요하다. 1세트의 펄스는 스위칭블럭(31a)을 제어하고 다른 세트의 펄스는 스위칭블럭(31c)을 제어한다.
스위칭블럭(31b, 31d)은 스위칭블럭(31a, 31c)에 대한 인버터 제어신호(VG_A)에 따라 작동하는 배선회로소자(hard-wired circuitry)에 의하여 변환된 삽입된 신호에 의하여 제어된다. 도 5b는 PWM 신호 생성기(47)에 의하여 생성된 펄스의 시퀀스를 도시한다. PWM 펄스 패턴이 계산되는 기본 반복속도는 1.66㎑이며 이에 따라 0.6ms의 스위칭주기(Ts)를 제공한다. 스위칭블럭(31a)이 스위치 'on'되면 스위칭블럭(31d)도 초기에 스위치 'on'되어 이에 따라 부하에 전류가 제공되게 한다. 스위칭블럭(31d)이 스위치 'on'되어 있는 초기 주기동안 스위칭블럭(31b, 31c)는 스위치 'off'된다. 하지만, 스위칭블럭(31a)의 'on' 주기의 중간에 스위칭블럭(31c)가 스위치 'on'되고 스위칭블럭(31d)은 스위치 'off'된다. 이것은 스위칭블럭(31c)이 스위치 'on'되어 있는 지속시간동안 부하로의 전류가 차단된다는 것을 의미한다. 이 시퀀스의 결과, 부하 양단의 전압은 스위칭 주기(Ts)내의 2개의 펄스로 구성되게 된다. 이 시퀀스의 결과로서, 직렬 삽입 인버터(12a)의 스위칭 주파수는 사실상 1.66㎑에서 3.33㎑로 두배가 되었다. 따라서 스위칭블럭(31a, 31b, 31c, 31d)내 스위칭 손실은 상기 3.33㎑의 스위칭 주파수에 대하여 사실상 반으로 줄었다. 상기 주파수 배증의 또다른 이점은 다이나믹 직렬 전압보상기910)의 더 빨라진 응답속도이다.
모든 스위칭 주기마다 두 번씩, 다이나믹 직렬 삽입 인버터(12a)의 출력전압펄스의 평균값이 각각의 반 스위칭주기(0.5Ts)에 대하여 요구되는 보상전압의 평균값과 같도록 하기 위해서 제어기(11)에 의하여 시간(Ta, Tb)이 계산된다. 보상전압(Vcomp)의 평균값은 하기의 관계를 따라, 노드(38)에서 반 스위칭주기(0.5Ts) DC 버스 전압(VDC) 및 시간(Tb)에 관련된다.
Vcomp= VDCx (Tb/0.5Ts)
또는,Tb= (Vcomp/VDC) x 0.5Ts
이때, Ta= Tc이면 Ta= (0.5Ts- Tb)/2
따라서, 시간(Tb)은 전압강하를 복구하도록 요구되는 Vcomp의 값뿐만 아니라 DC 버스 전압(VDC)에도 의존한다. 이것은 이러한 계산으로 Vcomp의 값이 DC 버스 변화에 대하여 교정된다는 것을 의미한다. 그래서, Ta및 Tb의 값을 알고 있으면 스위칭블럭(31a)의 점호시간(firing time)은 Ta이고 스위칭블럭(31c)의 점호시간은 (Ta+ Tb)이다. 그 다음의 반 스위칭주기(0.5Ts)에서도 유사하게, 스위칭블럭(31a)의 턴오프시간은 (Ta+ Tb)이고 스위칭블럭(31c)의 턴오프시간은 Ta이다. 제어기(11)는 3상 모두에 대하여 직렬 삽입 인버터(12a, 12b, 12c)의 각각에 대한 이들 계산을 실행하고, 또한 3상의 각각에서 반 스위칭주기(0.5Ts)의 트랙을 유지시킨다. 각 위상에 대한 각각의 새로운 반 스위칭주기(0.5Ts)는 대략 0.3ms로 계산된다.
이제 도 6a를 참조하면, 다이나믹 직렬 전압보상기(10)의 대안 실시예(60)의개략적인 블럭도이다. AC 전력시스템이 정전 상태가 됨에 따라, 대안 실시예(60)는 각각의 솔리드스테이트 접지스위치를 제공한다. 도 6a를 단순화하기 위해서 다이나믹 직렬 전압보상기(10)에 대하여 하나의 솔리드스테이트 접지스위치(61a)만 표시된다. 상기 솔리드스테이트 접지스위치(61a)는 직렬 삽입 인버터(12a)의 입력(15a)을 기준 접지(62)나 공급전압(Vsupply_A)에 선택적으로 접속시킨다. 상기 솔리드스테이트 접지스위치(61a)는 공급전압(Vsupply_A)의 공급측에 입력(15a)의 앞에 있는 컨덕터(14a)의 한 쪽에 배치된다. 솔리드스테이트 접지스위치(61a)는 2개의 스위치(63, 64)를 가진다. 정상작동시와 전압강하시, 제어기(11)는 스위치(63)를 닫힌 위치로, 스위치(64)를 열린 위치로 세팅하여, 이에 따라 공급전압(Vsupply_A)을 직렬 삽입 인버터(12a)에 접속시킨다. 제어기(11)가 정전을 검출한 경우, 제어입력(65)에 스위치 제어신호가 제공되어 정전동안 스위치(63)를 열고 스위치(64)를 닫는다.
이제 도 6b를 참조하면, 다이나믹 직렬 전압보상기(10)의 또다른 대안 실시예(66)의 개략적인 블럭도이다. 상기 대안 실시예(66)는 직렬 삽입 인버터(12a)의 입력(15a)과 출력(16a)의 사이에 접속된 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)를 제공한다. 전압강하가 없는 정상상태하에서, 솔리드스테이트 바이패스 스위치(670는 닫힌 위치에서 작동한다. 이 닫힌 위치에서, 부하전류는 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)는 통과하지만 직렬 전압 삽입 인버터(12a)는 통과하지 못한다. 이것은 본 대안 실시예(66)가 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)가 없는 다이나믹 직렬전압보상기(10)이 비하여 더 높은 효율로 작동하게 한다. 이것은 직렬전압 삽입 인버터(12a)를 거쳐 전도되는 때보다는 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)를 거쳐 전도되는 때에, 부하전류가 손실이 더 작아지기 때문이다. AC 전력시스템상의 전압강하가 발생한 경우에, 제어기(11)는 전압강하를 검출하고 제어입력(68)을 거쳐 제1제어신호를 보내 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)를 개방한다. 제어기(11)는 또한 동시에 제어입력(17a)을 거쳐 제2제어신호를 직렬전압 삽입 인버터(12a)에 보내 직렬 삽입 인버터(12a)를 활성화시킨다. 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)는 'off' 위치로 남아있고 직렬전압 삽입 인버터(12a)는 전압강의 지속시간동안 작동상태에 있게 된다. 전압강하가 종료되면, 제어기(11)는 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)와 직렬전압 삽입 인버터(12a)에 동시 제어신호를 보내, 이에 따라 솔리드스테이트 바이패스 스위치(67)를 닫고 직렬전압 삽입 인버터(12a)를 비작동상태로 세팅한다.
본 발명의 실시예에서 제어기(11)는 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같은 컴퓨터 시스템(70)을 구비한 컴퓨터 프로그램물을 사용하여 구현될 수 있다. 특히 제어기(11)는 컴퓨터 시스템(70)상에서 실행되는 소프트웨어나 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드로서 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(70)은 컴퓨터(71), 비디오 디스플레이(72), 입력장치(73, 74)를 구비한다. 통신 입/출력(I/O) 신호버스(75)는 제어기(11)와 다이나믹 직렬전압보상기(10)와 컨덕터(14a)간에 입력과 출력을 제공한다.
컴퓨터(71)는 제어기(11), 랜덤액세스메모리(RAM)와 리드온리메모리(ROM)를구비할 수 있는 메모리(76), 입/출력(I/O) 인터페이스(77, 78), 비디오 인터페이스(79) 및, 도 7에서는 개략적으로 표현된 저장장치(80)와 같은 1이상의 저장장치를 구비한다. 메모리(76)는 디지털신호를 저장하는 데 사용될 수 있고 다이나믹 순람표(44)로서 역할한다. 메모리(76)에 저장된 때의, 현재 전압 사이클 주기으로부터 도출된 디지털신호는 제어기(11)로부터의 제어신호에 의하여 이전의 전압 사이클 주기의 저장된 데이터를 겹쳐쓰기 할 수 있다.
비디오 인터페이스(79)는 비디오 디스플레이(72)에 접속되고 비디오 디스플레이(72)상에 디스플레이하기 위하여 컴퓨터(71)로부터 비디오 신호를 제공한다. 컴퓨터(71)를 작동시키기 위한 사용자 입력은 I/O 인터페이스(78)를 거쳐 1이상의 입력장치(73, 74)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(71)의 사용자는 I/O 인터페이스(73)로서 키보드 및/또는 I/O 인터페이스(74)로서 마우스와 같은 포인팅장치를 사용할 수 있다. 키보드와 마우스는 컴퓨터(71)에 입력을 제공한다. 저장장치(80)는 다음의 1이상으로 구성될 수 있는데 즉, 플로피 디스크, 하드디스크 드라이브, 자기광학 디스크 드라이브, CD-ROM, 마그네틱 테입 또는, 당업자에게 잘 알려진 기타 다수의 비휘발성 저장장치이다. 컴퓨터 시스템(71)내 구성요소의 각각은 통상 데이터, 어드레스 및 콘트롤 버스로 구성될 수 있는 버스(81)를 거쳐 다른 장치에 연결된다.
다이나믹 직렬전압보상기(10)를 사용하여 AC 전력시스템내 전압강하를 보상하기 위한 방법의 단계들은 상기 컴퓨터 시스템(70)에 의하여 실행되는 소프트웨어내의 명령에 의하여 행해진다. 또한, 소프트웨어는 방법 단계들을 구현하기 위한1이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 즉, 제어기(11)는 보통 특별한 기능이나 관련된 기능을 수행하는 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드의 일부일 수 있다.
특히, 소프트웨어는 저장장치(80)를 구비한 컴퓨터 판독가능한 매체내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 시스템(70)은 소프트웨어나 프로그램 코드의 명령이 실행되도록 기록된 소프트웨어 또는 프로그램 코드를 가진 컴퓨터 판독가능한 매체를 구비한다. 컴퓨터 시스템(70)의 사용은 본 발명의 실시예에 따른 다이나믹 직렬전압보상기(10)를 사용하여 AC 전력시스템내 전압강하를 보상하기 위한 장치에 바람직한 이점을 제공한다.
컴퓨터 시스템(70)은 단순히 예시의 목적으로 제공되었으며 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 그와 다른 구성을 채용할 수 있다. 상기 내용은 본 발명의 실시예를 실현할 수 있는 단순히 예시적인 형태의 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템을 서술한 것이다. 통상, 본 실시예의 프로세스는 컴퓨터 판독가능한 매체인 하드디스크 드라이브(일반적으로 저장장치(80)로 도시됨)상에 기록된 소프트웨어나 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드로서 존재하며, 제어기(11)를 사용하여 판독 및 제어된다. 프로그램 코드의 중간저장 및 미디어 콘텐트 데이터와 네트워크로부터 가져온 어떠한 데이터는 아마도 저장장치(80)와 함께 메모리(76)를 사용하여 성취될 수 있다.
어떤 예로서, 프로그램은 CD-ROM 또는 플로피디스크(양자 모두 일반적으로 저장장치(80)로 도시됨)상에 엔코딩되어 사용자에게 공급될 수도 있고, 또는 컴퓨터(71)에 접속된 모뎀장치를 통해 네트워크로부터 사용자에 의하여 읽히게 될 수도있다. 또한, 컴퓨터 시스템(70)은 다른 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 소프트웨어를 로딩할 수 있다. 이것은 마그네틱 테이프, ROM이나 집적회로, 자기광학 디스크, 컴퓨터와 기타 장치간의 무선 또는 적외선 전송채널, PCMCIA 카드와 같은 컴퓨터 판독가능한 카드, 이메일 전송과 인터넷 사이트상에 기록된 정보를 구비한 인터넷과 인트라넷 등등을 포함할 수 있다. 상기 내용은 관련 컴퓨터 판독가능한 매체를 단순히 예를 든 것이다. 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 기타 컴퓨터 판독가능한 매체를 실현할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에서 서술된 다이나믹 직렬전압보상기(10)는 AC 전력시스템의 전압강하를 보상하기 위한 종래의 직렬전압보상기의 단점을 극복하거나 적어도 보완하는 장점이 있다.
이상과 같이, 전력시스템의 전압강하를 보상하기 위한 다이나믹 직렬전압보상기, 방법 및 컴퓨터 프로그램물을 서술하였다. 2개의 실시예가 설명되었지만, 이들 실시예의 관점에서 당업자라면 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 많은 변경 및/또는 수정이 있을 수 있음을 이해할 수 있다.

Claims (24)

  1. 각각 해당하는 위상에 인가되는 적어도 하나의 공급전압을 제공하는 교류전력시스템에서의 전압강하를 보상하는 다이나믹 직렬전압보상기에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 독립적으로 모니터링하는 수단;
    현재의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각의 전압크기를 나타내는 디지털신호를 발생시키는 수단;
    이전의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각의 전압크기를 나타내는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교하는 수단;
    현재와 이전의 전압사이클 주기내의 대응하는 시간 주기에서 상기 디지털신호와 상기 저장된 데이터간의 차이를 판정하는 수단; 및
    대응하는 시간 주기에 대하여 상기 차이가 소정값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각이 공급되는 해당 컨덕터에, 대응하는 시간 주기에서의 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 전압크기로 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각을 보상할 크기를 가진 상기 보상전압을 직접 삽입하도록 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호를 발생시키는 수단은 디지털신호를 필터링하는 수단을 구비하는것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  3. 제1항에 있어서,
    디지털신호를 저장하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저장하는 수단은 저장된 데이터를 로킹하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어하는 수단은 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하여 상기 보상전압을 위한 적어도 하나의 에너지 저장장치로부터 에너지를 받게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어하는 수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 기준 접지 또는 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각에 선택적으로 접속시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어하는 수단은 적어도 하나의 펄스 생성기를 제어하여 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 구동하도록 동기화된 펄스를 제공하는 상기 적어도 하나의 펄스 생성기가 하나의 스위칭 주기내에 2개의 출력 펄스를 제공하게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어하는 수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 출력에 접속하게 하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 다이나믹 직렬전압보상기.
  9. 각각 해당하는 위상에 인가되는 적어도 하나의 공급전압을 제공하는 교류전력시스템에서의 전압강하를 보상하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 독립적으로 모니터링하는 단계;
    상기 독립적으로 모니터링하는 단계에 응답하여, 현재의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각의 전압크기를 나타내는 디지털신호를 발생시키는 단계;
    이전의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각의 전압크기를 나타내는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교하는 단계;
    현재와 이전의 전압사이클 주기내의 대응하는 시간 주기에서 상기 디지털신호와 상기 저장된 데이터간의 차이를 판정하는 단계; 및
    대응하는 시간 주기에 대하여 상기 차이가 소정값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각이 공급되는 해당 컨덕터에, 대응하는 시간 주기에서의 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 전압크기로 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각을 보상할 크기를 가진 보상전압을 직접 삽입하도록 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 신호를 발생시키는 단계는 디지털신호를 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    디지털신호를 저장하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 저장하는 단계는 저장된 데이터를 로킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하여 보상전압을 위한 적어도 하나의 에너지 저장장치로부터 에너지를 받게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 기준 접지 또는 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각에 선택적으로 접속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 적어도 하나의 펄스 생성기를 제어하여 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 구동하도록 동기화된 펄스를 제공하는 상기 적어도 하나의 펄스 생성기가 하나의 스위칭 주기내에 2개의 출력 펄스를 제공하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 출력에 접속하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 각각 해당하는 위상에 인가되는 적어도 하나의 공급전압을 제공하는 교류전력시스템에서의 전압강하를 보상하는 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단이 내장된 컴퓨터용 매체를 구비한 컴퓨터 프로그램물에 있어서,
    상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 독립적으로 모니터링하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단;
    현재의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각의 전압크기를 나타내는 디지털신호를 발생시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단;
    이전의 전압사이클 주기에 대한 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각의 전압크기를 나타내는 저장된 데이터와 상기 디지털신호를 비교하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단;
    현재와 이전의 전압사이클 주기내에서 대응하는 시간 주기에서 상기 디지털신호와 상기 저장된 데이터간의 차이를 판정하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단; 및
    대응하는 시간 주기에 대하여 상기 차이가 소정값을 초과하는 경우, 상기 적어도 하나의 공급전압의 상기 각각이 공급되는 해당 컨덕터에, 대응하는 시간 주기에서의 전압강하 직전의 이전 전압 사이클 주기의 전압크기로 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각을 보상할 크기를 가진 보상전압을 직접 삽입하도록 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 신호를 발생시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 디지털신호를 필터링하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  19. 제17항에 있어서,
    디지털신호를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 저장된 데이터를 로킹하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 제어하여 상기 보상전압을 위한 적어도 하나의 에너지 저장장치로부터 에너지를 받게 하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 접지 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 기준 접지 또는 상기 적어도 하나의 공급전압의 각각에 선택적으로 접속시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 적어도 하나의 펄스 생성기를 제어하여 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터를 구동하도록 동기화된 펄스를 제공하는 상기 적어도 하나의 펄스 생성기가 하나의 스위칭 주기내에 2개의 출력 펄스를 제공하게 하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제어하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단은 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치를 제어하여 상기 적어도 하나의 솔리드스테이트 바이패스 스위치가 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 입력을 상기 적어도 하나의 직렬 삽입 인버터의 출력에 접속하게 하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램물.
KR1020027014416A 2002-10-25 2000-04-25 다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법 KR20030027888A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020027014416A KR20030027888A (ko) 2002-10-25 2000-04-25 다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020027014416A KR20030027888A (ko) 2002-10-25 2000-04-25 다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030027888A true KR20030027888A (ko) 2003-04-07

Family

ID=49322896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027014416A KR20030027888A (ko) 2002-10-25 2000-04-25 다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20030027888A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685135B1 (ko) * 2006-02-20 2007-02-22 엘에스산전 주식회사 계통 연계형 인버터의 전류 제어기
KR100870669B1 (ko) * 2006-12-29 2008-11-26 엘에스산전 주식회사 계통 연계형 인버터용 전류 제어장치
CN112816913A (zh) * 2021-01-28 2021-05-18 厦门拓宝科技有限公司 一种单相交流电压信号掉电快速检测方法、装置、存储介质、程序产品及终端设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685135B1 (ko) * 2006-02-20 2007-02-22 엘에스산전 주식회사 계통 연계형 인버터의 전류 제어기
KR100870669B1 (ko) * 2006-12-29 2008-11-26 엘에스산전 주식회사 계통 연계형 인버터용 전류 제어장치
CN112816913A (zh) * 2021-01-28 2021-05-18 厦门拓宝科技有限公司 一种单相交流电压信号掉电快速检测方法、装置、存储介质、程序产品及终端设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5771161A (en) Uninterruptable capability for an active power line conditioner
Chen et al. Combination voltage-controlled and current-controlled PWM inverters for UPS parallel operation
US6144191A (en) Voltage regulator
Chandorkar et al. Novel architectures and control for distributed UPS systems
US5017800A (en) AC to DC to AC power conversion apparatus with few active switches and input and output control
EP1410490B1 (en) Control system for a power converter and method of controlling operation of a power converter
CN100483894C (zh) 不间断电源***,电压调节器和操作方法
Prasad et al. Realization of cascaded H-bridge 5-Level multilevel inverter as Dynamic Voltage Restorer
KR20040008610A (ko) 중성선 전류 제거를 위한 저감된 정격의 능동 전력 필터장치
CN101521385A (zh) 用于三相电源***的动态电压补偿器
US6670793B1 (en) Dynamic series voltage compensator and method thereof
Taher et al. New switching approach for DVR using one cycle control method
AU2000241632A1 (en) Dynamic series voltage compensator and method thereof
US6175510B1 (en) Direct conversion uninterruptible power supply
KR20030027888A (ko) 다이나믹 직렬전압보상기 및 그 방법
KR20040057673A (ko) 독립적 제어구조를 갖는 엔 플러스 1 모듈형 무정전전원장치
JP3259308B2 (ja) インバータ装置及びそれを使用した無停電電源装置
Sree et al. Voltage sag mitigation using a high-frequency-link cycloconverter-based DVR
Biel et al. Control strategy for parallel-connected three-phase inverters
US5701241A (en) Recovery of transmitted power in an installation for transmission of high-voltage direct current
NZ522417A (en) Dynamic series voltage compensator and method thereof
Zaveri et al. Simulation and analysis of control strategies for DSTATCOM
Korobeynikov et al. Solid-state fault current limiter for medium voltage distribution systems
JP2006311725A (ja) 電力変換装置の制御装置
US4608626A (en) Electrical inverter with minority pole current limiting

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid