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Performance Analysis of Grid Connected Back-to-Back Converter Composed of Multi-pulse Converter and PWM Converter

다중펄스 컨버터와 PWM 컨버터로 구성된 Back-to-Back 컨버터의 계통연계 성능 분석

  • Received : 2010.08.17
  • Accepted : 2010.09.28
  • Published : 2010.12.20

Abstract

This paper describes the performance comparison results for a hybrid back-to-back converter, which is composed of a 3-level 24-pulse converter and a 3-level PWM converter, in order to interconnect a large scale wind farm with the power grid. Also it describes the performance comparison results when the 24-pulse converter operates in only firing-angle control, and both firing-angle and the zero-voltage control. For the purpose of systematic performance comparison, computer simulations with PSCAD/EMTDC software were carried out, and based on simulation results a scaled hardware model with 2 kVA rating was built and tested.

본 논문은 대규모 풍력단지를 교류 전력망에 연계하기 위한 3-레벨 PWM 컨버터와 3-레벨 24-펄스 컨버터로 구성된 하이브리드 Back-to-Back 컨버터의 성능을 비교한 결과에 대해 기술하고 있다. 또한 3-레벨 24-펄스 컨버터를 점호각만 제어하는 경우와 영 전압제어를 같이 수행하는 경우 각각이 제어와 고조파레벨에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 구체적인 성능비교를 위해 먼저 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션을 실시하고 이를 바탕으로 2 kVA 용량의 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 영전압과 점호각을 동시에 조절하는 방식과 점호각만 제어하는 방식의 성능비교분석을 하였다.

Keywords

References

  1. K. Oguchi, Y Maki, Y. Sunaga "Three-Phase Multilevel Voltage Source Converters with Low Switching Frequencies and Less-Distorted Input Voltages", Industry Applications Society Annual meeting, Conference Record of the 1993 IEEE, Vol. 2, pp. 878, 1993, Oct., 2-8.
  2. C. Schauder, et. al., "Development of a ${\pm}$100Mvar static condenser for voltage control of transmission systems", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 10, No. 3, pp. 1486-1493, 1995, July. https://doi.org/10.1109/61.400933
  3. Portillo, R.C. Prats, M.M. Leon, J.I. Sanchez, J.A. Carrasco, J.M. Galvan, E. Franquelo, L.G. "Modeling Strategy for Back-to-Back Three-Level Converters Applied to High-Power Wind Turbines", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 53, No. 5, pp. 1483-1491, 2006, October. https://doi.org/10.1109/TED.2006.874724
  4. 이혜연, 이지헌, 한병문, 리위룽, 최남섭, "직류송전 적용을 위한 18-스텝 Back-to-Back 전압원 컨버터에 관한 연구", 대한전기학회 학술대회 논문집, Vol. 58, No. 4, pp. 748-755, 2009.
  5. B. Han, S. Baek, B. Bae, J. Choi, "Back-to-Back HVDC system using a 36-step voltage source converter", IEE Proc. Gener. Transm. Distrib, Vol. 153, No. 6, pp.677-683, 2006, November. https://doi.org/10.1049/ip-gtd:20060053
  6. D. Ramey, "Design, Installation, and Operation of American Electric Power (AEP) 320MVA Unified Power Flow Controller (UPFC)", EPRI (Electric Power Research Institute), Palo Altos, CA, Tech. Rep. TR-113839, 1999, Nov.
  7. Kalyan K. Sen, Eric J. Stacey, "UPFC - Unified Power Flow Controller : Theory, Modeling, and Application", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 13, No. 4, pp. 1453-1460, 1998. https://doi.org/10.1109/61.714629
  8. 한영성, 정정주, 최종윤, 김대희, 서인영, "10MVA STATCOM 설치 및 운영현황 사례 소개", 대한전기학회 학술대회 논문집, pp. 371-372, 2008.
  9. S. Masukawa and S. Iida, "A Method for Reducing Harmonics in output Voltages of a Double-Connected Inverter", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 9, No. 5, pp. 543-550, 1994, September. https://doi.org/10.1109/63.321039