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복수의 고압 AC 계통(1,2) 사이에서 AC를 DC로 혹은 DC를 AC로 에너지를 변환하고 DC 케이블을 이용하여 에너지를 전송하는 고압직류송전 시스템에 있어서,, 다수개의 서브모듈(5)을 직렬로 적층하여 고전압원(High Voltage Source)을 생성하는 모듈형 멀티레벌 컨버터를 갖는 고압직류송전 시스템에 대한 것으로, 고압직류송전 시스템의 모듈형 멀티레벌 컨버터에서 발생되는 순환전류 억제 방법에 있어서,abc 3상 정지좌표계에서 a,b,c 상의 순환전류(idiffj; j=a,b,c), DC 케이블에 흐르는 직류전류(idc), DC 케이블에 흘러야 하는 DC 성분의 전류 기준치(i*dc)를 입력받는 단계;상기 a,b,c 상의 순환전류(idiffj)를 각각 0이 되게 제어하는 단계; 및상기 순환전류 중 고조파 성분을 억제하기 위한 보상값(V*diffj)을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 1에 있어서,상기 a,b,c 상의 순환전류(idiffj)를 각각 0이 되게 제어하는 단계는HVDC용 모듈형 멀티레벨 컨버터(3,4)에서 발생하는 순환전류(idiffj)를 DC 성분(idc/3)과 AC 성분(izj)으로 구분하는 단계; 하기식 (55)에 의해 상기 순환전류(idiffj)에서 DC 성분(idc/3)을 소거하는 방식으로 순환전류 성분의 AC 성분(izj)을 계산하는 단계;상기 DC 성분이 소거된 순환전류 성분의 AC 성분(izj)을 정상성분(ipzj), 역상성분(inzj), 영상성분(i0zj) 모두가 존재하는 형태로 모델링하는 단계; 하기식 (54)에 의해 순환전류 성분의 AC 성분인 정상성분(ipzj), 역상성분(inzj), 영상성분(i0zj)을 동시에 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 2에 있어서,상기 순환전류 성분의 AC 성분을 제거하기 위한 제어수단으로 전력계통 주파수 f0에서 각주파수(ω0)가 ω0=2πf0 일 때 ±2ω0 주파수에서 무한이득을 가지는 PIR 제어기(10)(Resonant and Proportional-Integral controller)를 적용하여 하기식 (56)과 (57)에 의해 3상 정지좌표계에서 순환전류의 AC 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 2에 있어서,상기 a,b,c 상의 순환전류(idiffj)를 각각 0이 되게 제어하는 단계는AC 계통(1,2)에서 측정한 에너지(Pacpower)와 DC 계통에서 측정한 에너지(Pdcpower)가 서로 같다는 에너지 보존법칙을 이용하여 DC 케이블에 흘러야 하는 DC 성분의 전류 기준치(i*dc)를 산정하는 단계;상기 산정된 DC 성분의 전류 기준치(i*dc)에서 DC 링크단에 흐르는 전류(idc)를 소거하는 방식으로 DC 링크단에 흐르는 AC 고조파 성분의 전류(i*dc-idc)를 추출하는 단계;상기 추출된 AC 고조파 성분의 전류(i*dc-idc)값을 PIR 제어기의 입력값으로 하고, ±2ω0 주파수에서 공진점을 가지는 PIR 제어기(10)(Resonant and Proportional-Integral controller)에서 하기 식 (61)에 의해 상기 AC 고조파 성분의 전류값(i*dc-idc)이 0이 되도록 제어하는 단계;를 포함하고, DC 케이블에 흐르는 직류전류에 포함되어 있는 AC 고조파 성분을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 1에 있어서,상기 순환전류 중 고조파 성분을 억제하기 위한 보상값(V*diffj)을 계산하는 단계는 하기식 (62)에 의해 순환전류 중 AC 성분 억제 제어기를 거친 출력값(Vj_diffcrtripple_rej_ref)과 DC 케이블 전류 중 AC 성분 억제 제어기를 거친 출력값(Vdccrtripple_rej_ref)을 합산하여 순환전류 억제 성분의 전압 기준치(V*diffa,V*diffb,V*diffc)를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 5에 있어서,상기 순환전류 중 고조파 성분을 억제하기 위한 보상값(V*diffj)을 계산하는 단계에서는 하기식 (63)과 (64)에 의해 모듈형 멀티레벨 컨버터(3,4)의 상부암(6a)과 하부암(6b)의 전압 기준치(Vpj,Vnj)를 계산하여, 상기 모듈형 멀티레벨 컨버터(3,4)의 제어 알고리즘과 연계할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 2에 있어서,상기 순환전류(idiffj)에서 DC 성분(idc/3)을 소거하는 방식으로 순환전류 성분의 AC 성분(izj)을 계산하는 단계는 AC 계통(1,2)에서 측정한 에너지와 DC 계통에서 측정한 에너지가 서로 같다는 에너지 보존법칙을 이용하여 DC 케이블에 흘러야 하는 DC 성분의 전류 기준치(i*dc)를 적용하고, 식 izj = idiffj - i*dc/3 에 의해 순환전류(idiffj)의 AC 성분 (izj)을 계산하는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 3에 있어서,상기 3상 정지좌표계에서의 순환전류(idiffa,idiffb,idiffc)를 2상의 정지좌표계(α-β frame)로 표현하는 경우에 순환전류 중 α축 AC 고조파 성분을 억제하기 위한 보상값(전압 기준치)은 식 에 의해 계산되고, 순환전류 중 β축 AC 고조파 성분을 억제하기 위한 보상값(전압 기준치)은 식 에 의해 계산되고, 상기 α축 성분을 idiffα, β축 성분을 idiffβ라고 표현하고, α축 순환전류에 대한 기준치를 i*diffα, β축 순환전류에 대한 기준치를 i*diffβ 라고 표현하는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 3에 있어서,상기 3상 정지좌표계에서의 순환전류(idiffa,idiffb,idiffc)를 d-q 회전좌표계로 표현하는 경우에 정상성분(ipdiffd,ipdiffq), 역상성분(indiffd,indiffq) 및 영상성분(i0diff)로 구분할 때 5개의 순환전류 성분(ipdiffd,ipdiffq,indiffd,indiffq,i0diff)을 동시에 모두 제거하는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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청구항 9에 있어서,d축 정상성분 순환전류를 억제하기 위한 기준전압 Vpdiffd는 식 에 의해 계산되고, q축 정상성분 순환전류를 억제하기 위한 기준전압 Vpdiffq는 식 에 의해 계산되고, d축 역상성분 순환전류를 억제하기 위한 기준전압 Vndiffd는 식 에 의해 계산하고, q축 역상성분 순환전류를 억제하기 위한 기준전압 Vndiffq는 식 에 의해 계산되고, 영상성분 순환전류를 억제하기 위한 기준전압 V0diff는 식 에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제방법
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