KR20190097469A

KR20190097469A - Temperature control device of power compensation apparatus and method thereof

Info

Publication number: KR20190097469A
Application number: KR1020180016939A
Authority: KR
Inventors: 손금태
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2019-08-21

Abstract

The present invention relates to a temperature control device of a power compensation apparatus to stably manage the temperature of sub-modules of the power compensation apparatus, and to a method thereof. A temperature control device of a power compensation apparatus comprises: a plurality of sub-modules connected in series; a temperature sensor measuring the temperature of the sub-modules; a cooling module cooling the sub-modules; and a control unit driving the cooling module to cool the sub-modules based on the temperature measured from the temperature sensor.

Description

전력보상장치의 온도제어장치 및 방법{Temperature control device of power compensation apparatus and method thereof}Temperature control device and method of power compensation device

실시예는 전력보상장치의 온도제어장치 및 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a temperature control device and a method of a power compensation device.

산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 전력 수요는 급증하는데 반해, 전력생산에는 한계가 있다. As industry develops and population grows, soaring demand for electricity has limits.

이에 따라, 생산지에서 생성된 전력을 손실 없이 안정적으로 수요지로 공급하기 위한 전력계통이 점차 중요해지고 있다. Accordingly, the power system for supplying the power generated in the production site stably without loss is becoming increasingly important.

전력조류와 계통전압, 안정도 향상을 위한 FACTS(Flexible AC Transmission System) 설비의 필요성이 대두되고 있다. FACTS 설비 중 3세대로 불리는 전력보상장치의 일종인 STATCOM(STATic synchronous COMpensator) 설비는 전력계통에 병렬로 병입되어 전력계통에서 필요로 하는 무효전력 및 유효전력을 보상해 주고 있다. There is a need for a flexible AC transmission system (FACTS) facility to improve power flow, grid voltage, and stability. The STATCOM (STATCOM) equipment, a kind of power compensation device called the third generation of FACTS facilities, is fed in parallel to the power system to compensate for reactive and active power required by the power system.

도 1은 일반적인 전력계통시스템을 도시한다.1 shows a general power system system.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 전력계통시스템(1)은 전력생성원(2), 전력계통(3), 부하(4) 및 다수의 전력보상장치(5)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the general power system 1 may include a power generation source 2, a power system 3, a load 4, and a plurality of power compensation devices 5.

전력생성원(2)은 전력을 생성하는 장소나 설비를 의미하는 것으로서, 전력을 생성하는 생산자로 이해될 수 있다. The power generation source 2 means a place or a facility for generating power and can be understood as a producer for generating power.

전력계통(3)은 전력생성원(2)에서 생성된 전력을 부하(4)로 송전하도록 하여 주는 전력선, 철탑, 피뢰기, 애자 등을 포함하는 일체의 설비를 의미할 수 있다. The power system 3 may refer to any facility including a power line, a pylon, an arrester, an insulator, etc. for transmitting power generated from the power generation source 2 to the load 4.

부하(4)는 전력생성원(2)에서 생성된 전력을 소비하는 장소나 설비를 의미하는 것으로서, 전력을 소비하는 소비자로 이해될 수 있다.The load 4 means a place or a facility that consumes the power generated by the power generation source 2, and may be understood as a consumer consuming power.

전력보상장치(5)는 전력계통(3)에 연계되어, 전력계통(3)으로 흐르는 전력 중에서 유효전력 또는 무효전력의 공급 또는 부족에 따라 해당 유효전력 또는 무효전력을 보상하여 주는 장치일 수 있다.The power compensation device 5 may be a device that is connected to the power system 3 and compensates for the corresponding active power or reactive power according to the supply or shortage of active power or reactive power among the power flowing to the power system 3. .

전력보상장치(5)는 최근 모듈형 멀티레벨 컨버터(MMC: Modular Multilevel Converter) 타입의 STATCOM 설비가 증가하는 추세이다. 멀티레벨 컨버터타입의 STATCOM은 다수의 서브모듈로 구성되어 있으며, 이러한 서브모듈은 내부의 다양한 장치들로 구성되어 있다.The power compensator 5 is a recent trend of increasing the number of modular multilevel converter (MMC) type STATCOM equipment. The multilevel converter type STATCOM consists of a number of submodules, and these submodules consist of various internal devices.

서브모듈에는 다수의 스위치소자가 포함되는데, 이러한 스위칭소자의 빈번한 스위칭 동작에 의해 상당한 열이 발생된다. 이러한 열이 제때 방출되지 않으면 서브모듈이 폭발할 수 있다. 따라서, 전력보상장치(5)의 서브모듈이 적정한 온도가 되도록 안정적으로 관리될 필요가 있다. The submodule includes a plurality of switch elements, which generate a considerable amount of heat due to frequent switching operations of the switch elements. If this heat is not released in a timely manner, the submodule may explode. Therefore, it is necessary to stably manage the submodule of the power compensation device 5 to have an appropriate temperature.

실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The embodiment aims to solve the above and other problems.

실시예의 다른 목적은 전력보상장치의 서브모듈의 온도를 안정적으로 관리할 수 있는 전력보상장치의 온도제어장치 및 방법을 제공한다.Another object of the embodiment is to provide a temperature control device and method for a power compensation device capable of stably managing the temperature of a submodule of the power compensation device.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 전력보상장치의 온도제어장치는, 서로 직렬로 연결되는 다수의 서브모듈; 상기 서브모듈의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 서브모듈을 냉각시키는 냉각모듈: 및 상기 온도센서로부터 측정된 온도를 바탕으로 상기 서브모듈이 냉각되도록 상기 냉각모듈을 구동시키는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the embodiment to achieve the above or another object, the temperature control device of the power compensation device, a plurality of sub-modules connected in series with each other; A temperature sensor measuring a temperature of the submodule; Cooling module for cooling the sub-module: and a control unit for driving the cooling module to cool the sub-module based on the temperature measured from the temperature sensor.

실시예의 다른 측면에 따르면, 전력보상장치의 온도제어방법은, 서로 직렬로 연결되는 다수의 서브모듈 각각의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 서브모듈의 온도가 제1 설정온도보다 큰 경우, 냉각모듈이 구동되도록 제어하는 단계;를 포함한다. 상기 냉각모듈은 상기 서브모듈이 장착된 보드에 면 접촉되거나 면 대향될 수 있다. 상기 제1 설정온도는 상기 서브모듈이 폭발할 수 있는 온도보다 적어도 20%이상 낮은 온도일 수 있다.According to another aspect of the embodiment, the temperature control method of the power compensation device, the step of measuring the temperature of each of the plurality of sub-modules connected in series; And controlling the cooling module to be driven when the temperature of the submodule is greater than the first set temperature. The cooling module may face or face the board on which the sub module is mounted. The first set temperature may be at least 20% lower than a temperature at which the submodule may explode.

실시예에 따른 전력보상장치의 온도제어장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the temperature control device and method of the power compensation device according to the embodiment are as follows.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 서브모듈에 직접 냉각모듈이 구비되어, 서브모듈이 과열될 때 마다 서브모듈을 신속히 냉각시켜 줌으로써, 전력보상장치의 서브모듈의 온도를 안정적으로 관리할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, the cooling module is provided directly in the submodule, by cooling the submodule quickly whenever the submodule is overheated, it is possible to stably manage the temperature of the submodule of the power compensation device There is this.

실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 냉각모듈의 성능이 우수하고 냉각모듈의 사이즈를 확대시킴으로써 냉각모듈의 개수가 제1 실시예에서의 냉각모듈의 개수보다 획기적으로 줄여 비용을 절감하고 MMC 기반 전력보상장치의 구조를 컴팩트화시킬 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, the performance of the cooling module is excellent and by increasing the size of the cooling module, the number of cooling modules is significantly reduced than the number of cooling modules in the first embodiment, thereby reducing costs and MMC-based power compensation The advantage is that the structure of the device can be made compact.

실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of the applicability of the embodiments will become apparent from the detailed description below. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the embodiments can be clearly understood by those skilled in the art, and therefore, specific embodiments, such as the detailed description and the preferred embodiments, are to be understood as given by way of example only.

도 1은 일반적인 전력계통시스템을 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 사시도이다.
도 3는 제1 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어장치를 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 서브모듈을 구성하는 회로도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 냉각모듈을 도시한다.
도 6은 제2 실시예에 따른 냉각모듈을 도시한다.
도 7은 제3 실시예에 따른 냉각모듈을 도시한다.
도 8은 제1 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어방법을 설명하는 순서도이다.
도 9는 제2 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어장치를 도시한다.
도 10은 제2 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어방법을 설명하는 순서도이다.1 shows a general power system system.
2 is a perspective view of an MMC-based power compensation device according to an embodiment.
3 shows a temperature control device of the MMC-based power compensation device according to the first embodiment.
4 is a circuit diagram of a submodule according to an embodiment.
5 shows a cooling module according to the first embodiment.
6 shows a cooling module according to a second embodiment.
7 shows a cooling module according to a third embodiment.
8 is a flowchart illustrating a temperature control method of the MMC-based power compensation apparatus according to the first embodiment.
9 illustrates a temperature control device of the MMC-based power compensation device according to the second embodiment.
10 is a flowchart illustrating a temperature control method of the MMC-based power compensation apparatus according to the second embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the embodiments, It should be understood to include equivalents and substitutes.

도 2는 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 사시도이다.2 is a perspective view of an MMC-based power compensation device according to an embodiment.

도 2 를 참조하면, 실시예에 따른 전력보상장치는 프레임(70)에 구비되어 서로 적층되는 다수의 절연유닛(81, 83, 85)과 다수의 캐비닛(91, 93, 95)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 절연유닛(81) 상에 제1 캐비닛(91)이 위치되고, 제1 캐비닛(91) 상에 제2 절연유닛(83)이 위치되고, 제2 절연유닛(83) 상에 제2 캐비닛(93)이 위치될 수 있다. 아울러, 제2 캐비닛(93) 상에 제3 절연유닛(85)이 위치되고, 제3 절연유닛(85) 상에 제3 캐비닛(95)이 위치될 수 있다. Referring to FIG. 2, the power compensator according to the embodiment may include a plurality of insulation units 81, 83, 85, and a plurality of cabinets 91, 93, 95 provided on the frame 70 and stacked on each other. have. For example, the first cabinet 91 is positioned on the first insulating unit 81, the second insulating unit 83 is positioned on the first cabinet 91, and the first cabinet 91 is positioned on the second insulating unit 83. 2 cabinet 93 may be located. In addition, the third insulation unit 85 may be positioned on the second cabinet 93, and the third cabinet 95 may be positioned on the third insulation unit 85.

절연유닛(81, 83, 85)은 적어도 하나 이상의 애자가 설치되는 공간일 수 있다. 캐비닛(91, 93, 95)은 다수의 서브모듈(92, 94, 96)이 직렬로 접속되어 구성되는 3상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)이 수용되는 수용공간일 수 있다. 각 캐비닛(91, 93, 95) 사이에 위치되는 절연유닛(81, 83, 85)은 각 캐비닛(91, 93, 95)에 수용되는 3상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)을 절연시킬 수 있다.The insulation units 81, 83, 85 may be spaces in which at least one insulator is installed. The cabinets 91, 93, and 95 may be accommodation spaces in which the three-phase clusters 11-1, 11-3, and 11-5, in which a plurality of submodules 92, 94, and 96 are connected in series, are accommodated. have. Insulation units 81, 83, 85 located between each cabinet 91, 93, 95 are three-phase clusters 11-1, 11-3, 11-5 housed in each cabinet 91, 93, 95. ) Can be insulated.

도 2 에서는 설명의 편의를 위하여 3개의 캐비닛(91, 93, 95) 및 3개의 절연유닛(81, 83, 85)이 도시하였으나, 사용자의 필요에 따라 캐비닛(91, 93, 95)의 개수 및 절연유닛(81, 83, 85)의 개수는 다양하게 변형 가능하며, 이는 실시예의 권리범위를 제한하지 아니한다.In FIG. 2, three cabinets 91, 93, and 95 and three insulation units 81, 83, and 85 are illustrated for convenience of description, but the number of cabinets 91, 93, and 95 may be changed according to user needs. The number of the insulating units 81, 83, 85 can be variously modified, which does not limit the scope of the embodiment.

프레임(70)의 하부에는 프레임(70)을 이동시키는 바퀴(103)가 설치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. A wheel 103 for moving the frame 70 may be installed below the frame 70, but is not limited thereto.

도 3는 제1 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어장치를 도시하고, 도 4는 실시예에 따른 서브모듈을 구성하는 회로도이다.3 is a diagram illustrating a temperature control device of an MMC-based power compensation device according to a first embodiment, and FIG. 4 is a circuit diagram of a submodule according to the embodiment.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어장치는 컨버터(10)와 제어부(20)를 포함할 수 있다. 3 and 4, the temperature control apparatus of the MMC-based power compensation apparatus according to the first embodiment may include a converter 10 and a controller 20.

컨버터(10)는 3상 클러스터(11-1, 11-2, 11-3)을 포함할 수 있다. 3상 클러스터(11-1, 11-2, 11-3) 각각의 일측은 일 단자에 공통으로 접속되고, 3상 클러스터(11-1, 11-2, 11-3) 각각의 타측은 전력계통에 접속될 수 있다. The converter 10 may include three-phase clusters 11-1, 11-2, and 11-3. One side of each of the three-phase clusters 11-1, 11-2, and 11-3 is commonly connected to one terminal, and the other side of each of the three-phase clusters 11-1, 11-2, and 11-3 is a power system. Can be connected to.

제1 상 클러스터(11-1), 제2 상 클러스터(11-2) 및 제3 상 클러스터(11-3) 각각은 서로 직렬로 접속된 다수의 서브모듈(92, 94, 96)을 포함할 수 있다. 다수의 서브모듈(92, 94, 96)의 동작에 의해 전력계통으로 유효전력이나 무효전력이 공급되거나 전력계통으로부터 유효전력이나 무효전력이 흡수될 수 있다. Each of the first phase cluster 11-1, the second phase cluster 11-2, and the third phase cluster 11-3 may include a plurality of submodules 92, 94, and 96 connected in series with each other. Can be. By the operation of the plurality of submodules 92, 94, and 96, active power or reactive power may be supplied to the power system, or active power or reactive power may be absorbed from the power system.

제1 상 클러스터(11-1)은 3상 교류전압 중에서 예컨대 a 상의 전압을 컨버팅하기 위한 다수의 제1 서브모듈(92)을 포함할 수 있다. 제2 상 클러스터(11-3)은 3상 교류전압 중에서 예컨대 b 상의 전압을 컨버팅하기 위한 다수의 제2 서브모듈(94)을 포함할 수 있다. 제3 상 클러스터(11-5)은 3상 교류전압 중에서 예컨대 c 상의 전압을 컨버팅하기 위한 다수의 제3 서브모듈(96)을 포함할 수 있다. The first phase cluster 11-1 may include a plurality of first submodules 92 for converting, for example, a phase voltage among three phase AC voltages. The second phase cluster 11-3 may include a plurality of second submodules 94 for converting a voltage of, for example, b phase among the three phase AC voltages. The third phase cluster 11-5 may include a plurality of third submodules 96 for converting, for example, the c phase voltage among the three phase AC voltages.

도 3에서는 Y-형 컨버터(10)를 도시하고 있지만, Δ-형 컨버터 또한 실시예에 채택될 수 있다. 각 상에 구비된 다수의 서브모듈(92, 94, 96)이 하나의 밸브(valve)로 정의될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Although a Y-type converter 10 is shown in FIG. 3, a Δ-type converter may also be employed in the embodiment. A plurality of submodules 92, 94, and 96 provided in each phase may be defined as one valve, but is not limited thereto.

도 4에서는 설명의 편의를 위해 제1 상 클러스터(11-1)에 포함된 하나의 서브모듈(92)의 회로도를 도시하고 있지만, 다른 서브모듈(94, 96) 또한 서브모듈(92)와 동일한 회로 구성을 가질 수 있다.Although FIG. 4 shows a circuit diagram of one submodule 92 included in the first phase cluster 11-1 for convenience of description, the other submodules 94 and 96 are also identical to the submodule 92. It may have a circuit configuration.

도 4를 참조하면, 서브모듈(92, 94, 96)은 파워팩(13) 및 커패시터팩(55)을 포함할 수 있다. 파워팩(13)과 커패시터팩(55)은 전기적으로 접속될 수 있다. 파워팩(13)의 스위칭 동작에 의해 커패시터팩(55)이 충방전될 수 있다.Referring to FIG. 4, the submodules 92, 94, and 96 may include a power pack 13 and a capacitor pack 55. The power pack 13 and the capacitor pack 55 may be electrically connected. The capacitor pack 55 may be charged and discharged by the switching operation of the power pack 13.

커패시터팩(55)은 커패시터소자(56)를 포함할 수 있다. 커패시터소자(56)는 서브모듈(92, 94, 96)로 입력되는 에너지(전력)를 저장하여 주고, 이 에너지가 서브모듈(92, 94, 96) 내에 설치되는 각종 장치들을 구동시키기 위한 전원으로 사용될 수 있으며 전력계통에 무효전력으로 공급될 수도 있다. The capacitor pack 55 may include a capacitor device 56. The capacitor element 56 stores energy (power) input to the submodules 92, 94, and 96, and this energy is a power source for driving various devices installed in the submodules 92, 94, and 96. It can be used and can be supplied as reactive power to the power system.

파워팩(13)은 스위칭모듈(15), 인터페이스(53), 저항소자(49) 및 셀프파워서플라이(SPS: Self Power Supply, 51)를 포함할 수 있다. 파워팩(13)의 구성 요소는 실시예에 도시된 구성 요소보다 더 많이 구비될 수도 있고 더 적게 구비될 수도 있다. 스위칭모듈(15), 인터페이스(53), 저항소자(49), 셀프파워서플라이(51) 등은 전기적으로 연결될 수 있다. The power pack 13 may include a switching module 15, an interface 53, a resistor 49, and a self power supply 51. The components of the power pack 13 may be provided more or less than the components shown in the embodiment. The switching module 15, the interface 53, the resistance element 49, the self power supply 51, and the like may be electrically connected.

스위칭모듈(15)은 제1 내지 제4 스위칭모듈(17, 19, 21, 23)을 포함할 수 있다. 각 스위칭모듈(17, 19, 21, 23)은 스위칭소자(25, 27, 29, 31), 다이오드(33, 35, 37, 39) 및 게이트드라이버(41, 43, 45, 47)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 스위칭소자(25, 27, 29, 31) 각각은 인터페이스(53)에서 제공되는 게이트신호에 의해 스위칭제어될 수 있다. 제1 내지 제4 스위칭소자(25, 27, 29, 31) 각각은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The switching module 15 may include first to fourth switching modules 17, 19, 21, and 23. Each switching module 17, 19, 21, 23 may include switching elements 25, 27, 29, 31, diodes 33, 35, 37, 39, and gate drivers 41, 43, 45, 47. Can be. Each of the first to fourth switching elements 25, 27, 29, and 31 may be controlled to be controlled by a gate signal provided from the interface 53. Each of the first to fourth switching devices 25, 27, 29, and 31 may include an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) device, but is not limited thereto.

제1 실시예에서는 이와 같이 구성된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각의 제1 내지 제4 스위칭모듈(17, 19, 21, 23)의 동작에 의해 교류전력이 직류전력으로 그리고 직류전력이 교류전력으로 변환될 수 있다. In the first embodiment, AC power is converted into DC power and DC power by the operation of the first to fourth switching modules 17, 19, 21, 23 of each of the plurality of sub modules 92, 94, and 96 configured as described above. This can be converted into AC power.

파워팩(13)의 일측으로 제1 및 제2 입력부스바(57, 59)가 구비되고, 타측으로 제1 및 제2 연결부스바(63, 65)가 구비될 수 있다. 제1 및 제2 입력부스바(57, 59) 중 하나는 이전 서브모듈에 접속되고 다른 하나는 다음 서브모듈에 접속될 수 있다. 아울러, 제1 및 제2 입력부스바(57, 59) 사이에 바이패스스위치(61)이 접속될 수 있다. 바이패스스위치(61)는 파워팩(13) 내에 스위칭모듈(17, 19, 21, 23)을 포함하는 장치에 에러가 발생되어 고장나는 경우, 제1 및 제2 입력부스바(57, 59) 사이를 전기적으로 쇼트시켜, 제1 입력부스바(57)로부터 바이스패스스위치(61)를 경유하여 제2 입력부스바(59)로 전류를 바이패스시킬 수 있다. 이에 따라, 해당 파워팩(13)을 포함하는 서브모듈이 탈락될 수 있다. 여기서, 탈락이라 함은 해당 서브모듈이 사용되지 않음을 의미할 수 있다. 제1 및 제2 연결부스바(63, 65)은 커패시터팩(55)에 접속될 수 있다.The first and second input bus bars 57 and 59 may be provided at one side of the power pack 13, and the first and second connection bus bars 63 and 65 may be provided at the other side of the power pack 13. One of the first and second input bus bars 57 and 59 may be connected to the previous submodule and the other may be connected to the next submodule. In addition, a bypass switch 61 may be connected between the first and second input bus bars 57 and 59. The bypass switch 61 is provided between the first and second input bus bars 57 and 59 when an error occurs in an apparatus including the switching modules 17, 19, 21, and 23 in the power pack 13. Can be electrically shorted to bypass the current from the first input bus bar 57 to the second input bus bar 59 via the bypass pass switch 61. Accordingly, the submodule including the power pack 13 may be dropped. Here, the dropout may mean that the corresponding submodule is not used. The first and second connection bus bars 63 and 65 may be connected to the capacitor pack 55.

인터페이스(53)는 서브모듈(92, 94, 96)에 설치되는 모든 장치들은 전체적으로 관리 및/또는 제어할 수 있다. 예컨대, 인터페이스(53)는 게이트드라이버(41, 43, 45, 47)를 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. The interface 53 may manage and / or control all devices installed in the submodules 92, 94, and 96 as a whole. For example, the interface 53 may generate a control signal for controlling the gate drivers 41, 43, 45, and 47.

한편, 서브모듈(92, 94, 96) 각각은 온도센서(205, 206, 207)와 냉각모듈(201, 202, 203)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 온도센서(205, 206, 207)는 서브모듈(92, 94, 96) 각각의 파워팩(13)에 구비될 수 있다. Meanwhile, each of the sub modules 92, 94, and 96 may include temperature sensors 205, 206, and 207 and cooling modules 201, 202, and 203. In detail, the temperature sensors 205, 206, and 207 may be provided in the power packs 13 of the sub modules 92, 94, and 96, respectively.

온도센서(205, 206, 207)는 각 서브모듈(92, 94, 96)의 온도를 측정하여 제어부(20)로 제공할 수 있다. 이러한 온도를 바탕으로 특정 서브모듈이 과열되는 경우, 냉각모듈(201, 202, 203)이 구동되어 특정 서브모듈이 냉각될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.The temperature sensors 205, 206, and 207 may measure the temperature of each submodule 92, 94, and 96 and provide the same to the controller 20. When the specific submodule is overheated based on the temperature, the cooling modules 201, 202, and 203 may be driven to cool the specific submodule. This will be described later in detail.

냉각모듈(201, 202, 203) 서브모듈(92, 94, 96) 각각의 파워팩(13) 및/또는 커패시터팩(55)에 구비될 수 있다. 즉, 각 서브모듈(92, 94, 96)에 적어도 하나 이상의 냉각모듈(201, 202, 203)이 구비될 수 있다. 예컨대, 냉각모듈(201, 202, 203)은 서브모듈(92, 94, 96) 각각의 파워팩(13)에서 스위칭모듈(15)이 장착된 보드에 면접촉되도록 설치되거나 보드 내에 구비되거나 보드에 면 대향되도록 설치될 수 있다. The cooling modules 201, 202, and 203 may be provided in the power pack 13 and / or the capacitor pack 55 of each of the submodules 92, 94, and 96. That is, at least one cooling module 201, 202, 203 may be provided in each submodule 92, 94, 96. For example, the cooling modules 201, 202, and 203 are installed in, provided in, or face-to-side with the board on which the switching module 15 is mounted in the power pack 13 of each of the sub-modules 92, 94, and 96. Can be installed to face.

냉각모듈(201, 202, 203)은 예컨대, 공냉식모듈(210, 도 5), 수냉식모듈(220, 도 6) 또는 열교환모듈(230, 도 7)일 수 있다. The cooling module 201, 202, 203 may be, for example, an air cooling module 210 (FIG. 5), a water cooling module 220 (FIG. 6), or a heat exchange module 230 (FIG. 7).

도 5에 도시한 바와 같이, 공냉식모듈(210)은 팬(211)과 팬(211)의 일측에 설치되는 방열부(213)를 포함할 수 있다. 예컨대, 팬(211)은 스위칭모듈(15)이 장착된 보드에 면 대향되도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 보드에 장착되는 스위칭모듈(15)에서 발생되는 열이 팬(211)에 의해 팬(211)의 후방으로 전달될 수 있다. 팬(211)의 후방으로 전달된 열은 방열부(213)를 통해 외부로 방출될 수 있다. As shown in FIG. 5, the air cooling module 210 may include a fan 211 and a heat dissipation unit 213 installed at one side of the fan 211. For example, the fan 211 may be installed to face the board on which the switching module 15 is mounted. Accordingly, heat generated from the switching module 15 mounted on the board may be transferred to the rear of the fan 211 by the fan 211. Heat transmitted to the rear of the fan 211 may be discharged to the outside through the heat dissipation unit 213.

방열부(213)는 방출 성능이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 방열부(213)는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질이나 알루미늄합금과 같은 합금 물질로 이루어질 수 있다. The heat dissipation unit 213 may be made of a material having excellent emission performance. For example, the heat dissipation unit 213 may be made of a metal material such as aluminum (Al) or an alloy material such as an aluminum alloy.

공냉식모듈(210)은 각 서브모듈(92, 94, 96)에 적어도 하나 이상 설치되거나 다수의 서브모듈마다 하나씩 설치될 수도 있다. 또는 공냉식모듈(210)은 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)마다 하나씩 설치될 수도 있다. The air-cooled module 210 may be installed at least one or more in each submodule (92, 94, 96) or one for each of the plurality of submodules. Alternatively, one air cooling module 210 may be installed for each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5.

도 6에 도시한 바와 같이, 수냉식모듈(220)은 바디(221), 유입구(223) 및 유출구(225)를 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 바디(221) 내에 유체가 흐를 수 있는 튜브(tube)가 구비될 수 있다. 튜브는 바디(221) 내에서 다양한 형태로 구비될 수 있다. 예컨대, 튜브는 바디(221) 내에서 나선형으로 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이 튜브는 유입구(223)와 유출구(225)에 연통될 수 있다. 따라서, 유체가 유입구(223)를 통해 입수되어 바디(221)의 튜브 내를 흐른 후 유출구(225)를 통해 출수될 수 있다. 유체는 유체는 냉각수(cooling water)나 냉매(coolant)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 6, the water cooling module 220 may include a body 221, an inlet 223, and an outlet 225. Although not shown, a tube through which fluid can flow may be provided in the body 221. The tube may be provided in various forms in the body 221. For example, the tube may be disposed spirally within the body 221, but is not limited thereto. This tube may be in communication with the inlet 223 and the outlet 225. Thus, fluid may be obtained through the inlet 223 and flow through the outlet 225 after flowing through the tube of the body 221. The fluid may include cooling water or a coolant.

도 6에서 바디(221)가 원형으로 형성되고 있지만, 바디(221)는 판(plate) 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 바디(221)는 스위칭모듈(15)이 장착된 보드에 면접촉되어 설치될 수 있다. 따라서, 유체가 바디(221) 내의 튜브를 흐르므로, 스위칭모듈(15)에서 발생되는 열이 바디(221) 내의 튜브에 흐르는 유체에 의해 열교환된 후 유출구(225)를 통해 출수될 수 있다. 바디(221) 내의 튜브에 흐르는 유체와 스위칭모듈(15)에서 발생된 열에 의한 열교환에 의해 스위칭모듈(15)이 냉각될 수 있다. Although the body 221 is formed in a circular shape in FIG. 6, the body 221 may be formed in a plate shape. In this case, the body 221 may be installed in surface contact with the board on which the switching module 15 is mounted. Therefore, since the fluid flows through the tube in the body 221, heat generated in the switching module 15 may be heat-exchanged by the fluid flowing through the tube in the body 221 and then exit through the outlet 225. The switching module 15 may be cooled by heat exchange by fluid flowing through the tube in the body 221 and heat generated by the switching module 15.

수냉식모듈(220)은 각 서브모듈(92, 94, 96)에 적어도 하나 이상 설치되거나 다수의 서브모듈마다 하나씩 설치될 수도 있다. 또는 수냉식모듈(220)은 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)마다 하나씩 설치될 수도 있다. The water-cooled module 220 may be installed at least one or more in each submodule (92, 94, 96) or one for each of the plurality of submodules. Alternatively, one water cooling module 220 may be installed for each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5.

도 7에 도시한 바와 같이, 열교환모듈(230)은 냉각부(231)와 냉각부(231)의 일측에 구비되는 방열열교환부(237)를 포함할 수 있다. 열교환부(237)는 냉각부(231)의 일측에 면접촉될 수 있다. As illustrated in FIG. 7, the heat exchange module 230 may include a cooling unit 231 and a heat dissipation heat exchanger 237 provided at one side of the cooling unit 231. The heat exchanger 237 may be in surface contact with one side of the cooling unit 231.

냉각부(231)는 제1 절연기판(232), 제1 반도체소자(233), 제2 반도체소자(234) 및 제2 절연기판(235)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 절연기판(232, 235)은 절연 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 절연기판(232, 235)은 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어질 수 있다.The cooling unit 231 may include a first insulating substrate 232, a first semiconductor device 233, a second semiconductor device 234, and a second insulating substrate 235. For example, the first and second insulating substrates 232 and 235 may be formed of an insulating material. For example, the first and second insulating substrates 232 and 235 may be made of aluminum oxide (Al 2 O 3).

제1 반도체소자(233)는 n형 도펀트를 포함하는 반도체물질로 형성되는 n형 반도체소자이고, 제2 반도체소자(234)는 p형 도펀트를 포함하는 반도체물질로 형성되는 p형 반도체소자일 있다. The first semiconductor device 233 may be an n-type semiconductor device formed of a semiconductor material including an n-type dopant, and the second semiconductor device 234 may be a p-type semiconductor device formed of a semiconductor material including a p-type dopant. .

도시되지 않았지만, 제1 및 제2 절연기판(232, 235) 각각에는 다수의 전극이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제1 반도체소자(233)는 제1 절연기판(232)의 전극과 제2 절연기판(235)의 전극에 전기적으로 연결되고, 제2 반도체소자(234)는 제1 절연기판(232)의 전극과 제2 절연기판(235)의 전극에 전기적으로 연결될 수 있다. 이들 전극은 전기 전도도가 우수한 금속 물질로 형성될 수 있다. 제1 절연기판(232)의 전극과 제2 절연기판(235)의 전극에 전원이 인가될 수 있다. 에컨대, 냉각부(231)의 제1 절연기판이 스위칭모듈(15)이 장착된 보드에 면접촉되어 설치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 절연기판(232)와 제2 절연기판(235) 사이에 배치되는 제1 반도체소자(233)와 제2 반도체소자(234)에 의한 펠티에효과(Peltier effect)로 인해, 제1 절연기판(232)은 흡열되고 제2 절연기판(235)은 발열될 수 있다. 따라서, 제1 절연기판에 면접촉되는 스위칭모듈(15)이 장착된 보드는 냉각될 수 있다. 아울러, 제2 절연기판에서 발생된 발열은 열교환부(237)에 의해 열교환된 후 방출될 수 있다. Although not shown, a plurality of electrodes may be formed in each of the first and second insulating substrates 232 and 235. In this case, the first semiconductor element 233 is electrically connected to the electrode of the first insulating substrate 232 and the electrode of the second insulating substrate 235, and the second semiconductor element 234 is the first insulating substrate 232. ) And an electrode of the second insulating substrate 235. These electrodes may be formed of a metal material having excellent electrical conductivity. Power may be applied to the electrodes of the first insulating substrate 232 and the electrodes of the second insulating substrate 235. For example, the first insulating substrate of the cooling unit 231 may be installed in surface contact with the board on which the switching module 15 is mounted. In this case, due to the Peltier effect of the first semiconductor element 233 and the second semiconductor element 234 disposed between the first insulating substrate 232 and the second insulating substrate 235, The insulating substrate 232 may be absorbed and the second insulating substrate 235 may generate heat. Therefore, the board on which the switching module 15 is in surface contact with the first insulating substrate may be cooled. In addition, heat generated in the second insulating substrate may be released after heat exchange by the heat exchanger 237.

펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려 보내면, 전류 방향에 따라 제1 절연기판(232)은 흡열하고, 제2 절연기판(235)은 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트·텔루륨 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열 및 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이러한 펠티에소자는 전류 방향에 따라 흡열 및 발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열 및 발열량이 조절될 수 있다. The Peltier effect is a phenomenon in which two types of metal tips are connected and a current is flowed therein, whereby the first insulating substrate 232 absorbs heat and the second insulating substrate 235 generates heat. If semiconductors such as bismuth and tellurium having different electric conduction methods are used instead of the two kinds of metals, a Peltier device having an efficient endothermic and exothermic effect can be obtained. The Peltier device can switch between endothermic and exothermic according to the current direction, and the endothermic and exothermic amount can be adjusted according to the amount of current.

정리하면, 냉각부(231)는 전원에 의해 구동되어 냉각부(231)의 일측이 흡열되고 타측이 발열될 수 있다. 냉각부(231)의 일측에 면접촉되는 스위칭모듈(15)이 장착된 보드는 냉각될 수 있다. 냉각부(231)의 타측에 접촉되는 열교환부(237)에 의해 열교환되어 냉각부(231)의 타측에서 발생된 발열이 방출될 수 있다. In summary, the cooling unit 231 may be driven by a power source so that one side of the cooling unit 231 is heat absorbed and the other side may generate heat. The board on which the switching module 15 is in surface contact with one side of the cooling unit 231 may be cooled. Heat generated by the heat exchanger 237 in contact with the other side of the cooling unit 231 may emit heat generated at the other side of the cooling unit 231.

열교환부(237)는 냉각부(231)의 타측, 즉 스위칭모듈(15)이 장착된 보드에 면접촉되는 냉각부(231)의 일측의 반대편에 배치될 수 있다. 구체적으로, 열교환부(237)의 일측은 냉각부(231)의 제2 절연기판(235)에 면접촉될 수 있다. 열교환부(237)는 냉각부(231)와 동일한 사이즈를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The heat exchanger 237 may be disposed on the other side of the cooling unit 231, that is, opposite to one side of the cooling unit 231 which is in surface contact with the board on which the switching module 15 is mounted. Specifically, one side of the heat exchanger 237 may be in surface contact with the second insulating substrate 235 of the cooling unit 231. The heat exchanger 237 may have the same size as the cooling unit 231, but is not limited thereto.

열교환부(237)는 냉각부(231)를 방열시킬 수 있다, 즉, 열교환부(237)는 냉각부(231)에서 생성된 열을 신속히 외부로 방출시켜 줄 수 있다. 열교환부(237)는 방열부(213), 냉각 부재, 냉각플레이트, 방열 부재, 방열플레이트 등으로 지칭될 수 있다. The heat exchanger 237 may radiate the cooling unit 231, that is, the heat exchanger 237 may quickly release heat generated by the cooling unit 231 to the outside. The heat exchanger 237 may be referred to as a heat radiator 213, a cooling member, a cooling plate, a heat radiating member, a heat radiating plate, or the like.

열교환부(237)의 내부에는 냉매 또는 냉각수가 흐를 수 있는 튜브가 배치될 수 있다. 이러한 튜브는 다양한 형태로 배치될 수 있으며, 이미 널리 공지된 바 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다. 튜브는 예컨대 나선 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Inside the heat exchanger 237, a tube through which a refrigerant or coolant may flow may be disposed. Such tubes may be arranged in various forms, and are already well known, and thus, further description thereof will be omitted. The tube may, for example, have a spiral shape, but is not limited thereto.

열교환부(237)는 판(plate) 형상으로 형성될 수 있다. 열교환부(237)는 방출 성능이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 열교환부(237)는 알루미늄과 같은 금속 물질이나 알루미늄합금과 같은 합금 물질로 이루어질 수 있다. The heat exchanger 237 may be formed in a plate shape. The heat exchanger 237 may be made of a material having excellent discharge performance. For example, the heat exchanger 237 may be made of a metal material such as aluminum or an alloy material such as aluminum alloy.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제어부(20)는 제1 내지 제3 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 각각에 구비된 다수의 제1 내지 제3 서브모듈(92, 94, 96) 각각에서 입력되는 온도 정보를 바탕으로 과열된 서브모듈이 있는지를 판단하고, 과열된 서브모듈이 있는 경우 냉각모듈을 구동시켜 해당 서브모듈을 냉각시킬 수 있다. 3 and 4, the control unit 20 includes a plurality of first to third submodules 92 provided in each of the first to third phase clusters 11-1, 11-3, and 11-5. , 94, 96) It may be determined whether there is an overheated submodule based on the temperature information input from each, and if there is an overheated submodule, the corresponding cooling module may be cooled by driving a cooling module.

예컨대, 제2 상 클러스터(11-3)에 100개의 서브모듈이 서로 직렬로 접속되고, 이 중 50번째 서브모듈이 빈번하게 스위칭된다고 가정한다. 이러한 경우, 제2 상 클러스터(11-3)에 포함되는 100개의 서브모듈 각각의 온도 정보를 바탕으로 해당 서브모듈이 과열되었는지 판단될 수 있다. 판단을 위해 각 서브모듈로부터 입력된 온도와 기 설정된 온도(제1 설정온도)가 비교될 수 있다. 기 설정된 온도는 서브모듈이 폭발할 수 있는 온도보다 적어도 20%이상 낮은 온도로 설정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 기 설정된 온도는 서브모듈이 폭발할 수 있는 온도보다 20% 내지 40% 낮은 온도로 설정될 수 있다.For example, it is assumed that 100 submodules are connected to each other in series with the second phase cluster 11-3, and the 50th submodule is frequently switched. In this case, it may be determined whether the corresponding submodule is overheated based on temperature information of each of the 100 submodules included in the second phase cluster 11-3. For determination, a temperature input from each submodule may be compared with a preset temperature (first set temperature). The preset temperature may be set to a temperature at least 20% lower than the temperature at which the submodule may explode, but is not limited thereto. For example, the preset temperature may be set to a temperature of 20% to 40% lower than the temperature at which the submodule may explode.

예컨대, 서브모듈이 250℃에서 폭발하는 경우, 175℃가 기 설정된 온도로서 설정될 수 있다. 판단 결과, 다른 서브모듈의 온도는 70℃ 내지 140℃인 데 반해 50번째 서브모듈의 온도는 190℃인 경우, 50번째 서브모듈에 구비된 냉각모듈이 구동되어 서브모듈의 온도가 기 설정된 온도, 예컨대 175℃ 이하가 되도록 50번째 서브모듈, 구체적으로 스위칭모듈(15)이 장착된 보드가 냉각될 수 있다. For example, when the submodule explodes at 250 ° C, 175 ° C may be set as a preset temperature. As a result of determination, when the temperature of the other submodule is 70 ℃ to 140 ℃, the temperature of the 50th submodule is 190 ℃, the cooling module provided in the 50th submodule is driven so that the temperature of the submodule is a preset temperature, For example, a board on which the 50th sub module, specifically, the switching module 15 is mounted, may be cooled to be 175 ° C. or less.

일 예로, 50번째 서브모듈의 온도가 기 설정된 온도 이하가 될 때까지 50번째 서브모듈에 구비된 냉각모듈이 구동될 수 있다. 즉, 50번째 서브모듈의 온도가 기 설정된 온도 이하가 되면 냉각모듈의 구동이 중지되고 50번째 서브모듈의 온도가 기 설정된 온도 이상이 되는 경우 다시 해당 냉각모듈이 구동될 수 있다. For example, the cooling module provided in the 50th submodule may be driven until the temperature of the 50th submodule becomes less than or equal to the preset temperature. That is, when the temperature of the 50th submodule is less than the preset temperature, the driving of the cooling module is stopped, and when the temperature of the 50th submodule is greater than or equal to the preset temperature, the corresponding cooling module may be driven again.

다른 예로, 50번째 서브모듈의 온도가 또 다른 기 설정된 온도(제2 설정온도)가 될 때까지 50번째 서브모듈에 구비된 냉각모듈이 구동될 수 있다. 제2 설정온도는 제1 설정온도보다 낮을 수 있다. 예컨대, 제2 설정온도는 제1 설정온도보다 적어도 10%이상 낮은 온도일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제2 설정온도는 제1 설정온도보다 10% 내지 20% 낮은 온도일 수 있다. 제1 설정온도가 190℃인 경우 제2 설정온도는 152℃로 설정될 수 있다. As another example, the cooling module provided in the 50th submodule may be driven until the temperature of the 50th submodule becomes another preset temperature (second set temperature). The second set temperature may be lower than the first set temperature. For example, the second set temperature may be at least 10% lower than the first set temperature, but is not limited thereto. For example, the second set temperature may be 10% to 20% lower than the first set temperature. When the first preset temperature is 190 ° C, the second preset temperature may be set to 152 ° C.

도 8은 제1 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어방법을 설명하는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a temperature control method of the MMC-based power compensation apparatus according to the first embodiment.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 제어부(20)는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각으로부터 온도 정보를 수신할 수 있다(S310). 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각에 온도센서(205, 206, 207)가 설치될 수 있다. 온도센서(205, 206, 207)는 MMC 기반 전력보상장치가 동작되는 동안 항상 구동될 수 있다. 2 to 8, the controller 20 receives temperature information from each of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. It may be (S310). Temperature sensors 205, 206, and 207 may be installed in each of the plurality of sub-modules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. The temperature sensors 205, 206, 207 can always be driven while the MMC based power compensation device is operating.

각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96)의 온도는 서로 상이할 수 있다. 서브모듈(92, 94, 96)의 온도는 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)의 스위칭 횟수에 의존될 수 있다. 따라서, 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)의 스위칭 횟수가 적을수록 서브모듈(92, 94, 96)의 온도는 비교적 낮아지고, 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)의 스위칭 횟수가 많을수록 비교적 높아진다.The temperatures of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5 may be different from each other. The temperature of the submodules 92, 94, 96 may depend on the number of switching of the switching module 15 provided in the submodules 92, 94, 96. Therefore, as the number of switching of the switching module 15 included in the submodules 92, 94, and 96 decreases, the temperature of the submodules 92, 94, and 96 becomes relatively low, and the submodules 92, 94, and 96 are reduced. The more the number of switching of the switching module 15 provided in the relatively becomes higher.

서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)의 스위칭 횟수는 MMC 기반 전력보상장치의 무효전력 및/또는 유효전력 보상 상황에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 무효전력이나 유효전력 보상이 필요 없는 경우, 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)이 동작되지 않을 수 있다. 즉 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)의 스위칭소자(25, 27, 29, 31)가 스위칭하지 않는다. 이러한 경우, 서브모듈(92, 94, 96)의 온도는 낮아질 수 있다. 예컨대, 무효전력이나 유효전력이 끊임없이 보상되어야 하는 경우, 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 스위칭모듈(15)이 빈번하게 스위칭될 수 있다. 이러한 경우, 서브모듈(92, 94, 96)의 온도는 서서히 또는 급격히 놓아질 수 있다. The number of switching of the switching module 15 provided in the submodules 92, 94, and 96 may vary depending on reactive power and / or active power compensation of the MMC-based power compensation device. For example, when reactive power or active power compensation is not required, the switching module 15 provided in the submodules 92, 94, and 96 may not operate. That is, the switching elements 25, 27, 29, 31 of the switching module 15 provided in the submodules 92, 94, 96 do not switch. In this case, the temperature of the submodules 92, 94, 96 may be lowered. For example, when reactive power or active power must be constantly compensated, the switching module 15 provided in the submodules 92, 94, 96 may be frequently switched. In this case, the temperature of the submodules 92, 94, 96 may be released slowly or rapidly.

동일 상 클러스터, 예컨대 제1 상 클러스터(11-1)에 포함된 다수의 제1 서브모듈(92) 각각의 스위칭 빈도가 다르므로, 이들 다수의 제1 서브모듈(92) 각각의 온도 또한 달라질 수 있다. Since the switching frequency of each of the plurality of first submodules 92 included in the same phase cluster, for example, the first phase cluster 11-1 is different, the temperature of each of the plurality of first submodules 92 may also vary. have.

제어부(20)는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각으로부터 입력된 온도 정보를 바탕으로 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각의 현재 온도를 설정온도(제1 설정온도)와 비교할 수 있다(S312). 상술한 바와 같이, 제1 설정온도는 서브모듈(92, 94, 96)이 폭발할 수 있는 온도보다 적어도 20%이상 낮은 온도로 설정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The controller 20 controls the plurality of submodules 92 based on temperature information input from each of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. 94 and 96 may compare the current temperature with the set temperature (first set temperature) (S312). As described above, the first set temperature may be set to a temperature at least 20% lower than the temperature at which the submodules 92, 94, and 96 may explode, but is not limited thereto.

비교결과 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 중 특정 서브모듈의 현재 온도가 제1 설정온도보다 큰 경우, 제어부(20)는 특정 서브모듈이 과열되었다고 판단할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(20)는 특정 서브모듈로 냉각신호(제1 제어신호)를 전송하여 특정 서브모듈에 구비된 냉각모듈이 구동될 수 있다. 이에 따라 특정 서브모듈이 냉각되도록 제어될 수 있다(S314). As a result of the comparison, when the current temperature of the specific submodule among the plurality of submodules 92, 94, and 96 is greater than the first set temperature, the controller 20 may determine that the specific submodule is overheated. In this case, the controller 20 may transmit a cooling signal (first control signal) to the specific submodule to drive the cooling module provided in the specific submodule. Accordingly, the specific submodule may be controlled to be cooled (S314).

특정 서브모듈은 하나일 수도 있고, 하나 이상일 수도 있으며, 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 모두일 수도 있다. 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 모두 과열된 것으로 판단되는 경우, 제어부(20)는 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각으로 냉각신호를 전송하여 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각이 냉각되도록 제어할 수 있다. One specific submodule may be one, or may be more than one, and may be all of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. When it is determined that all of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5 are overheated, the controller 20 controls the plurality of submodules 92,. The cooling signals may be transmitted to each of the plurality of sub-modules 92, 94, and 96 to be cooled.

비교결과 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 모두의 현재 온도가 제1 설정온도보다 작은 경우, 제어부(20)는 서브모듈(92, 94, 96) 모두 과열되지 않았다, 즉 정상이라고 판단할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(20)는 서브모듈(92, 94, 96) 모두로 어떠한 냉각신호도 전송하지 않게 되어, 서브모듈(92, 94, 96)에 구비된 냉각모듈 또한 구동되지 않게 된다.As a result of the comparison, when the present temperature of all the plurality of submodules 92, 94, and 96 is smaller than the first set temperature, the controller 20 may determine that all of the submodules 92, 94, and 96 are not overheated, that is, it is normal. Can be. In this case, the control unit 20 does not transmit any cooling signals to all of the sub-modules 92, 94, and 96, and thus the cooling module provided in the sub-modules 92, 94, and 96 is also not driven.

이와 달리, 서브모듈(92, 94, 96)이 과열 또는 정상인지 여부에 관계없이 냉각신호가 서브모듈(92, 94, 96) 모두에게 전송될 수 있다. 이러한 경우, 냉각신호는 로우레벨의 냉각신호와 하이레벨의 냉각신호를 포함할 수 있다. 예컨대, 특정 서브모듈이 정상인 경우, 로우레벨의 냉각신호가 서브모듈로 전송되어, 특정 서브모듈에 구비된 냉각모듈이 구동되지 않을 수 있다. 예컨대, 또 다른 특정 서브모듈이 과열된 경우, 하이레벨의 냉각신호가 또 다른 특정 서브모듈로 전송되어, 또 다른 특정 서브모듈에 구비된 냉각모듈이 구동되어 또 다른 특정 서브모듈이 냉각될 수 있다. Alternatively, a cooling signal may be sent to all of the submodules 92, 94, and 96 regardless of whether the submodules 92, 94 and 96 are overheated or normal. In this case, the cooling signal may include a low level cooling signal and a high level cooling signal. For example, when the specific submodule is normal, a low level cooling signal is transmitted to the submodule, and thus the cooling module provided in the specific submodule may not be driven. For example, when another specific submodule is overheated, a high level cooling signal may be transmitted to another specific submodule, so that the cooling module provided in the other specific submodule is driven to cool another specific submodule. .

도시되지 않았지만, 특정 서브모듈의 냉각은 또 다른 설정온도(제2 설정온도)가 될 때가지 지속될 수 있다. 제2 설정온도는 제1 설정온도이거나 제1 설정온도보다 적어도 10%이상 낮은 온도일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.Although not shown, cooling of a particular submodule may be continued until another set temperature (second set temperature) is reached. The second set temperature may be the first set temperature or a temperature at least 10% lower than the first set temperature, but is not limited thereto.

현재 냉각 중인 서브모듈의 온도가 제2 설정온도 이하가 되는 경우, 제어부(20)는 냉각중지신호(제2 제어신호)가 서브모듈로 전송되어 서브모듈에서 구동 중인 냉각모듈의 구동이 중지되도록 제어할 수 있다. When the temperature of the submodule currently being cooled is equal to or lower than the second set temperature, the controller 20 controls the cooling stop signal (second control signal) to be transmitted to the submodule to stop driving of the cooling module being driven by the submodule. can do.

제1 실시예에 따르면, 서브모듈(92, 94, 96)에 직접 냉각모듈(201, 202, 203)이 구비되어, 서브모듈(92, 94, 96)이 과열될 때 마다 서브모듈(92, 94, 96)을 신속히 냉각시켜 줌으로써, 전력보상장치의 서브모듈(92, 94, 96)의 온도를 안정적으로 관리할 수 있다.According to the first embodiment, the cooling module 201, 202, 203 is provided directly in the sub-modules 92, 94, 96, so that whenever the sub-modules 92, 94, 96 are overheated, the sub-modules 92, By rapidly cooling the 94 and 96, the temperature of the submodules 92, 94 and 96 of the power compensation device can be stably managed.

도 9는 제2 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어장치를 도시한다. 9 illustrates a temperature control device of the MMC-based power compensation device according to the second embodiment.

제2 실시예는 냉각모듈(201, 202, 203)의 개수를 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 즉, 제2 실시예의 냉각모듈(201, 202, 203)의 개수가 제1 실시예의 냉각모듈(201, 202, 203)의 개수보다 적다. 제2 실시예에 따르면, 냉각모듈(201, 202, 203)의 개수가 줄어들어, 비용이 절감되고 MMC 기반 전력보상장치의 구조가 컴팩트화(compact)될 수 있다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. The second embodiment is the same as the first embodiment except for the number of cooling modules 201, 202, and 203. That is, the number of cooling modules 201, 202, 203 of the second embodiment is smaller than the number of cooling modules 201, 202, 203 of the first embodiment. According to the second embodiment, the number of cooling modules 201, 202, and 203 is reduced, so that cost can be reduced and the structure of the MMC-based power compensator can be compacted. In the second embodiment, components having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어장치는 컨버터(10)와 제어부(20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the temperature control apparatus of the MMC-based power compensation apparatus according to the second embodiment may include a converter 10 and a controller 20.

서브모듈(92, 94, 96) 각각은 온도센서(205, 206, 207)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 온도센서(205, 206, 207)는 서브모듈(92, 94, 96) 각각의 파워팩(13)에 구비될 수 있다. Each of the submodules 92, 94, and 96 may include temperature sensors 205, 206, and 207. In detail, the temperature sensors 205, 206, and 207 may be provided in the power packs 13 of the sub modules 92, 94, and 96, respectively.

이와 달리, 적어도 하나 이상의 온도센서(205, 206, 207) 또한 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 단위 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 내에 포함되는 다수의 서브모듈그룹 단위로 설치될 수도 있다. 각 서브모듈그룹에는 적어도 2개 이상의 서브모듈이 구비될 수 있다. Alternatively, at least one of the temperature sensors 205, 206, 207 may also be in units of each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 or each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5. It may be installed in units of a plurality of submodule groups included therein. Each submodule group may be provided with at least two submodules.

각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)는 냉각모듈(201, 202, 203)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 상 클러스터(11-1)는 제1 냉각모듈(201)을 포함하고, 제2 상 클러스터(11-3)는 제2 냉각모듈(202)을 포함하며, 제3 상 클러스터(11-5)는 제3 냉각모듈(203)을 포함할 수 있다. Each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5 may include cooling modules 201, 202, and 203. That is, the first phase cluster 11-1 includes the first cooling module 201, the second phase cluster 11-3 includes the second cooling module 202, and the third phase cluster 11. -5) may include a third cooling module 203.

제1 실시예에서는 냉각모듈(201, 202, 203)이 각 서브모듈(92, 94, 96)에 포함되는데 반해, 제2 실시예에서는 냉각모듈(201, 202, 203)이 서브모듈(92, 94, 96)에 포함되지 않고 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함될 수 있다. 즉 제2 실시예에서는 냉각모듈(201, 202, 203)이 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)마다 하나 또는 그 이상 설치될 수 있다. 예컨대, 냉각모듈(201, 202, 203) 각각이 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함되는 다수의 서브모듈(92, 94, 96)이 적어도 하나 이상을 포함하는 서브모듈그룹 단위로 구비될 수 있다. 즉, 서브모듈그룹에 적어도 하나 이상의 냉각모듈이 구비될 수 있다. 예컨대, 제1 상 클러스터(11-1)에 포함되는 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각이 3개의 서브모듈그룹, 즉 제1 내지 제3 서브모듈그룹으로 분류되는 경우, 제1 내지 제3 서브모듈그룹 각각에 냉각모듈이 설치될 수 있다. 이러한 경우, 냉각모듈의 사이즈는 제1 내지 제3 서브모듈그룹의 전체 사이즈만큼 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. In the first embodiment, the cooling modules 201, 202, and 203 are included in the sub modules 92, 94, and 96, whereas in the second embodiment, the cooling modules 201, 202, and 203 are the submodules 92,. 94 and 96, but may be included in each phase cluster (11-1, 11-3, 11-5). That is, in the second embodiment, one or more cooling modules 201, 202, and 203 may be installed in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. For example, each of the cooling modules 201, 202, and 203 includes at least one or more of the plurality of sub-modules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. It may be provided in a sub module group unit. That is, at least one cooling module may be provided in the sub module group. For example, when each of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in the first phase cluster 11-1 is classified into three submodule groups, that is, the first to third submodule groups, the first to third submodule groups are classified into first to third submodule groups. Cooling modules may be installed in each of the third submodule groups. In this case, the size of the cooling module may be as large as the total size of the first to third submodule groups, but is not limited thereto.

이상과 같이 구성되는 제2 실시예에서는 서브모듈 단위로 과열 여부가 판단되는 것이 아니라 적어도 하나 이상의 냉각모듈이 설치된 단위, 예컨대 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 단위 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 내에 포함되는 다수의 서브모듈그룹 단위로 판단될 수 있다. 즉, 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 각각에 적어도 하나 이상의 냉각모듈이 구비되거나 서브모듈그룹 각각에 적어도 하나 이상의 냉각모듈이 구비될 수 있다. 이에 따라, 제어부(20)는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 단위 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 내에 포함되는 다수의 서브모듈그룹 단위로 온도를 평균되어 평균온도를 산출하고, 그 산출된 평균온도를 바탕으로 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 단위 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 내에 포함되는 다수의 서브모듈그룹 단위로 과열 여부를 판단할 수 있다. 특정 상 클러스터 또는 특정 상 클러스터 내에 포함된 특정 서브모듈그룹이 과열이라고 판단되는 경우, 제어부(20)는 특정 상 클러스터 또는 특성 상 클러스터 내에 포함된 특정 서브모듈그룹에 대응되어 설치된 냉각모듈을 구동시켜 특정 상 클러스터 또는 특성 상 클러스터 내에 포함된 특정 서브모듈그룹을 냉각시킬 수 있다. In the second embodiment configured as described above, it is not determined whether overheating is performed on a sub-module basis, but at least one cooling module is installed, for example, each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 unit or each It may be determined in units of a plurality of submodule groups included in the phase clusters 11-1, 11-3, and 11-5. That is, at least one cooling module may be provided in each of the phase clusters 11-1, 11-3, and 11-5, or at least one cooling module may be provided in each submodule group. Accordingly, the control unit 20 includes a plurality of submodule groups included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 or each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5. The average temperature is calculated by unit, and the average temperature is calculated, and based on the calculated average temperature, each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5, or each phase cluster 11-1, 11-3, It is possible to determine whether overheating is performed in units of a plurality of submodule groups included in 11-5). When it is determined that the specific phase cluster or the specific submodule group included in the specific phase cluster is overheated, the controller 20 drives the cooling module installed corresponding to the specific submodule group included in the specific phase cluster or the characteristic cluster to determine It is possible to cool a specific group of submodules included in a phase cluster or a cluster due to characteristics.

도 10은 제2 실시예에 따른 MMC 기반 전력보상장치의 온도제어방법을 설명하는 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a temperature control method of the MMC-based power compensation apparatus according to the second embodiment.

도 9 및 도 10을 참조하면, 제어부(20)는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 각각으로부터 온도 정보를 수신할 수 있다(S320). S320은 도 8에 도시된 S310와 동일하므로, 도 8에 대한 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있으므로, 더 이상의 설명은 생략한다. 9 and 10, the controller 20 receives temperature information from each of the plurality of submodules 92, 94, and 96 included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5. It may be (S320). Since S320 is the same as S310 shown in FIG. 8, it can be easily understood from the description of FIG. 8, and thus, further description is omitted.

제어부(20)는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 서브모듈(92, 94, 96)로부터 입력된 온도 정보를 바탕으로 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 단위 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈그룹 단위로 서브모듈의 온도를 평균하여 평균온도를 산출할 수 있다(S322). The control unit 20 is based on the temperature information input from the sub-modules 92, 94, 96 included in each phase cluster (11-1, 11-3, 11-5) each phase cluster (11-1, 11) The average temperature may be calculated by averaging the temperatures of the submodules in units of -3, 11-5) or in units of a plurality of submodule groups included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5 ( S322).

예컨대, 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 3개의 서브모듈그룹이 포함되고, 각 서브모듈그룹에 10개의 서브모듈이 포함되는 경우, 각 서브모듈그룹에 포함된 10개의 서브모듈의 온도를 평균하여 각 서브모듈그룹에 대한 평균온도가 산출될 수 있다. For example, when three submodule groups are included in each phase cluster 11-1, 11-3, and 11-5, and each submodule group includes 10 submodules, the 10 included in each submodule group The average temperature of each submodule group may be calculated by averaging temperatures of two submodules.

제어부(20)는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 단위 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 다수의 서브모듈그룹 단위로 산출된 평균온도를 설정온도(제1 설정온도)와 비교할 수 있다(S324). 상술한 바와 같이, 제1 설정온도는 서브모듈(92, 94, 96)이 폭발할 수 있는 온도보다 적어도 20%이상 낮은 온도로 설정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.The control unit 20 calculates each of the phase clusters 11-1, 11-3, 11-5 or a plurality of submodule group units included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5. The average temperature can be compared with the set temperature (first set temperature) (S324). As described above, the first set temperature may be set to a temperature at least 20% lower than the temperature at which the submodules 92, 94, and 96 may explode, but is not limited thereto.

비교결과 특정 상 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹에서 산출된 평균온도가 제1 설정온도보다 큰 경우, 제어부(20)는 특정 상 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹이 과열되었다고 판단할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(20)는 특정 상 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹으로 냉각신호(제1 제어신호)를 전송하여 특정 상 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹에 구비된 냉각모듈이 구동될 수 있다. 이에 따라 특정 상 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹이 냉각되도록 제어될 수 있다(S326). As a result of the comparison, when the average temperature calculated in the specific phase cluster or the specific submodule group included in the specific phase cluster is greater than the first set temperature, the control unit 20 determines that the specific submodule group included in the specific phase cluster or the specific phase cluster is It may be determined that it is overheated. In this case, the control unit 20 transmits a cooling signal (first control signal) to a specific phase cluster or a specific submodule group included in the specific phase cluster and is provided in a specific phase cluster or a specific submodule group included in the specific phase cluster. The cooling module can be driven. Accordingly, the specific phase cluster or the specific submodule group included in the specific phase cluster may be controlled to be cooled (S326).

비교결과 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹에서 산출된 평균온도가 제1 설정온도보다 작은 경우, 제어부(20)는 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹에 포함된 모든 서브모듈이 정상이라고 판단할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(20)는 클러스터 또는 특정 상 클러스터에 포함된 특정 서브모듈그룹으로 어떠한 냉각신호도 전송하지 않게 되어, 서브모듈에 구비된 냉각모듈 또한 구동되지 않게 된다.As a result of the comparison, when the average temperature calculated in the specific submodule group included in the cluster or the specific phase cluster is smaller than the first set temperature, the controller 20 may control all the subs included in the specific submodule group included in the cluster or the specific phase cluster. You can determine that the module is normal. In this case, the controller 20 does not transmit any cooling signal to the specific submodule group included in the cluster or the specific phase cluster, and thus the cooling module provided in the submodule is not driven.

이와 달리, 서브모듈이 과열 또는 정상인지 여부에 관계없이 냉각신호가 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 모든 서브모듈그룹에게 전송될 수 있다. 이러한 경우, 냉각신호는 로우레벨의 냉각신호와 하이레벨의 냉각신호를 포함할 수 있다. 예컨대, 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 서브모듈그룹이 정상인 경우, 로우레벨의 냉각신호가 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 모든 서브모듈그룹으로 전송되어, 해당 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 모든 서브모듈그룹에 구비된 냉각모듈이 구동되지 않을 수 있다. 예컨대, 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 서브모듈그룹이 과열된 경우, 하이레벨의 냉각신호가 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 서브모듈그룹으로 전송되어, 해당 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5) 또는 각 상 클러스터(11-1, 11-3, 11-5)에 포함된 서브모듈그룹에 구비된 냉각모듈이 구동되어 해당 서브모듈이 냉각될 수 있다. In contrast, the cooling signal may be displayed in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 or each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 regardless of whether the submodule is overheated or normal. It can be sent to all submodule groups included in. In this case, the cooling signal may include a low level cooling signal and a high level cooling signal. For example, when the submodule group included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 or each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 is normal, a low level cooling signal. Is transmitted to all submodule groups included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5, or each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5, so that each phase cluster ( 11-1, 11-3, 11-5) or the cooling module provided in all submodule groups included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 may not be driven. For example, when the submodule groups included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 or each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 are overheated, high-level cooling The signal is transmitted to each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 or a submodule group included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5, so that each phase cluster ( 11-1, 11-3, 11-5) or the cooling module included in the submodule group included in each phase cluster 11-1, 11-3, 11-5 may be driven to cool the corresponding submodule. have.

제2 실시예에 따르면, 냉각모듈(201, 202, 203)의 성능이 우수하고 냉각모듈(201, 202, 203)의 사이즈를 확대시킴으로써 냉각모듈(201, 202, 203)의 개수가 제1 실시예에서의 냉각모듈(201, 202, 203)의 개수보다 획기적으로 줄여 비용을 절감하고 MMC 기반 전력보상장치의 구조를 컴팩트화시킬 수 있다. According to the second embodiment, the performance of the cooling modules 201, 202, and 203 is excellent, and the number of the cooling modules 201, 202, and 203 is increased by increasing the size of the cooling modules 201, 202, and 203. In the example, the number of cooling modules 201, 202, and 203 can be significantly reduced, thereby reducing costs and making the structure of the MMC-based power compensation device compact.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the embodiments should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the embodiments are included in the scope of the embodiments.

10: 컨버터
11-1, 11-3, 11-5: 상 클러스터
13: 파워팩
15, 17, 19, 21, 23: 스위칭모듈
20: 제어부
25, 27, 29, 31: 스위칭소자
33, 35, 37, 39: 다이오드
41, 43, 45, 47: 게이트드라이버
49: 저항소자
51: 셀프파워서플라이
53: 인터페이스
55: 커패시터팩
56: 커패시터소자
57, 59: 입력부스바
61: 바이패스스위치
63, 65: 연결부스바
81, 83, 85: 절연유닛
91, 93, 95: 캐비닛
92, 94, 96: 서브모듈
201, 202, 203: 냉각모듈
205, 206, 207: 온도센서
210: 공냉식모듈
211: 팬
213: 방열부
220: 수냉식모듈
221: 바디
223: 유입구
225: 유출구
230: 열교환모듈
231: 냉각부
232, 235: 절연기판
233, 234: 반도체소자
237: 열교환부10: converter
11-1, 11-3, 11-5: phase cluster
13: power pack
15, 17, 19, 21, 23: switching module
20: control unit
25, 27, 29, 31: switching elements
33, 35, 37, 39: diode
41, 43, 45, 47: gate driver
49: resistance element
51: self-power supply
53: interface
55: capacitor pack
56: capacitor element
57, 59: input booth
61: bypass switch
63, 65: connecting booth
81, 83, 85: insulation unit
91, 93, 95: cabinet
92, 94, 96: submodule
201, 202, 203: cooling module
205, 206, 207: temperature sensor
210: air cooled module
211: fan
213: heat dissipation unit
220: water cooling module
221 body
223: inlet
225: outlet
230: heat exchange module
231: cooling section
232, 235: insulated substrate
233 and 234: semiconductor devices
237 heat exchanger

Claims

서로 직렬로 연결되는 다수의 서브모듈;
상기 서브모듈의 온도를 측정하는 온도센서;
상기 서브모듈을 냉각시키는 냉각모듈: 및
상기 온도센서로부터 측정된 온도를 바탕으로 상기 서브모듈이 냉각되도록 상기 냉각모듈을 구동시키는 제어부;를 포함하는 전력보상장치의 온도제어장치.A plurality of submodules connected in series with each other;
A temperature sensor measuring a temperature of the submodule;
Cooling module for cooling the sub-module: And
And a control unit for driving the cooling module to cool the sub module based on the temperature measured by the temperature sensor.

제1항에 있어서,
상기 다수의 서브모듈을 포함하는 제1 내지 제3 상 클러스터를 포함하는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 1,
Temperature control device of the power compensation device including a first to third phase cluster comprising a plurality of sub-modules.

제2항에 있어서,
상기 냉각모듈은 상기 서브모듈 각각에 설치되는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 2,
The cooling module is a temperature control device of the power compensation device installed in each of the sub-modules.

제2항에 있어서,
상기 제 내지 제3 상 클러스터에는 상기 다수의 서브모듈이 그룹화된 다수의 서브모듈그룹이 포함되고,
상기 냉각모듈은 상기 서브모듈그룹에 설치되는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 2,
The third to third phase clusters include a plurality of submodule groups in which the plurality of submodules are grouped.
The cooling module is a temperature control device of the power compensation device installed in the sub module group.

제2항에 있어서,
상기 냉각모듈은 상기 제1 내지 제3 상 클러스터 각각에 설치되는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 2,
The cooling module is a temperature control device of the power compensation device installed in each of the first to third phase cluster.

제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 서브모듈의 온도가 제1 설정온도보다 큰 경우, 상기 상기 서브모듈이 냉각되도록 상기 냉각모듈을 구동시키고,
상기 제1 설정온도는 상기 서브모듈이 폭발할 수 있는 온도보다 적어도 20%이상 낮은 온도인 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 1,
The control unit,
If the temperature of the submodule is greater than the first set temperature, the cooling module is driven to cool the submodule,
And the first set temperature is at least 20% lower than a temperature at which the submodule may explode.

제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 서브모듈의 온도가 제2 설정온도보다 작은 경우, 상기 냉각모듈의 구동을 중지시키고,
상기 제2 설정온도는 제1 설정온도보다 적어도 10%이상 낮은 온도인 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 6,
The control unit,
When the temperature of the sub module is less than the second set temperature, the driving of the cooling module is stopped,
And the second set temperature is at least 10% lower than the first set temperature.

제1항에 있어서,
상기 냉각모듈은 상기 서브모듈이 장착된 보드에 면 접촉되거나 면 대향되는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 1,
The cooling module is a temperature control device of the power compensation device which is in surface contact or face-to-face to the board on which the submodule is mounted.

제1항에 있어서,
상기 냉각모듈은 공냉식모듈, 수냉식모듈 및 열교환모듈 중 하나를 포함하는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 1,
The cooling module temperature control device of the power compensation device comprising one of an air-cooled module, a water-cooled module and a heat exchange module.

제9항에 있어서,
상기 열교환모듈은,
상기 서브모듈이 장착된 보드에 면 접촉되어 상기 서브모듈을 냉각시키기 위해 흡열을 발생시키는 냉각부; 및
상기 냉각부에 면 접촉되어 상기 냉각부에서 발생되는 발열을 방출시키는 열교환부를 포함하는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 9,
The heat exchange module,
A cooling unit which is in surface contact with the board on which the sub module is mounted and generates heat absorption to cool the sub module; And
And a heat exchanger which is in surface contact with the cooling unit and emits heat generated in the cooling unit.

제10항에 있어서,
상기 냉각부는 펠티에효과를 유발하는 반도체소자를 포함하는 전력보상장치의 온도제어장치.The method of claim 10,
The cooling unit temperature control apparatus of the power compensation device including a semiconductor element for causing a Peltier effect.

서로 직렬로 연결되는 다수의 서브모듈 각각의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 서브모듈의 온도가 제1 설정온도보다 큰 경우, 냉각모듈이 구동되도록 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 냉각모듈은 상기 서브모듈이 장착된 보드에 면 접촉되거나 면 대향되고,
상기 제1 설정온도는 상기 서브모듈이 폭발할 수 있는 온도보다 적어도 20%이상 낮은 온도인 전력보상장치의 온도제어방법.Measuring a temperature of each of the plurality of submodules connected in series with each other; And
And controlling the cooling module to be driven when the temperature of the submodule is greater than a first set temperature.
The cooling module is in surface contact or face-to-face with the board on which the submodule is mounted,
And the first set temperature is at least 20% lower than a temperature at which the submodule may explode.

제12항에 있어서,
상기 서브모듈의 온도가 제2 설정온도보다 작은 경우, 상기 냉각모듈의 구동을 중지시키는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 설정온도는 제1 설정온도보다 적어도 10%이상 낮은 온도인 전력보상장치의 온도제어방법.The method of claim 12,
Stopping the driving of the cooling module when the temperature of the sub module is lower than a second set temperature;
And the second set temperature is at least 10% lower than the first set temperature.

제13항에 있어서,
상기 다수의 서브모듈을 포함하는 제1 내지 제3 상 클러스터를 포함하고,
상기 제 내지 제3 상 클러스터에는 상기 다수의 서브모듈이 그룹화된 다수의 서브모듈그룹이 포함되는 전력보상장치의 온도제어방법.The method of claim 13,
Including first to third phase clusters including the plurality of submodules,
And a plurality of submodule groups in which the plurality of submodules are grouped in the third to third phase clusters.

제14항에 있어서,
상기 냉각모듈은 상기 서브모듈그룹에 설치되고,
상기 냉각모듈이 구동되도록 제어하는 단계는,
상기 서브모듈그룹 단위로 서브모듈의 온도를 평균하여 상기 서브모듈그룹에 대한 평균온도를 산출하는 단계; 및
상기 서브모듈그룹에 대한 평균온도가 상기 제1 설정온도보다 큰 경우, 상기 냉각모듈이 구동되도록 제어하는 단계를 포함하는 전력보상장치의 온도제어방법.The method of claim 14,
The cooling module is installed in the sub module group,
Controlling the cooling module is driven,
Calculating an average temperature for the submodule group by averaging temperatures of the submodules in units of the submodule group; And
And controlling the cooling module to be driven when the average temperature of the sub module group is greater than the first set temperature.

제15항에 있어서,
상기 냉각모듈의 구동을 중지시키는 단계는,
상기 서브모듈그룹에 대한 평균온도가 상기 제2 설정온도보다 작은 경우, 상기 냉각모듈의 구동을 중지시키는 단계를 포함하는 전력보상장치의 온도제어방법.The method of claim 15,
Stopping the drive of the cooling module,
And stopping the driving of the cooling module when the average temperature of the sub module group is smaller than the second set temperature.

제14항에 있어서,
상기 냉각모듈은 상기 제1 내지 제3 상 클러스터에 설치되고,
상기 냉각모듈이 구동되도록 제어하는 단계는,
상기 상 클러스터에 단위로 서브모듈의 온도를 평균하여 상기 상 클러스터에 대한 평균온도를 산출하는 단계; 및
상기 상 클러스터에 대한 평균온도가 상기 제1 설정온도보다 큰 경우, 상기 냉각모듈이 구동되도록 제어하는 단계를 포함하는 전력보상장치의 온도제어방법.The method of claim 14,
The cooling module is installed in the first to third phase cluster,
Controlling the cooling module is driven,
Calculating an average temperature of the phase clusters by averaging temperatures of the submodules in units of the phase clusters; And
And controlling the cooling module to be driven when the average temperature of the phase cluster is greater than the first set temperature.

제17항에 있어서,
상기 냉각모듈의 구동을 중지시키는 단계는,
상기 상 클러스터에 대한 평균온도가 상기 제2 설정온도보다 작은 경우, 상기 냉각모듈의 구동을 중지시키는 단계를 포함하는 전력보상장치의 온도제어방법.The method of claim 17,
Stopping the drive of the cooling module,
And stopping the driving of the cooling module when the average temperature of the phase cluster is smaller than the second set temperature.