일반기술

정적 보상기의 전압제어기

본 기술은 무효전력 명령치를 갖는 정적 보상기(STATCOM; Static compensator)의 전압제어기에 관한 것으로, 특히 전력계통의 전압을 제어하여 안정적인 전력을 수요자에게 공급함과 더불어, 정적 보상기의 이용률을 높이기 위한 전력품질 향상기기인 정적 보상기의 전압제어기에 관한 것이다.정적 보상기는 전압제어기 무효전력 제어기로 구성되는 정적 보상기의 제어기와, 이 정적 보상기의 제어기로부터의 제어신호로 구동되는 인버터 및 계통모선과의 연결을 위해 설치되는 변압기를 구비하여 구성된다. 또한 정적 보상기는 각각 전압과 무효전력을 제어하기 위해, CT 및 PT로부터 전류 및 전압신호를 그 입력으로 받고 있다.더욱이 정적 보상기의 대부분을 차지하고 있는 주요 구성품은 인버터인데, 이는 정적 보상기의 제어기로부터의 제어신호를 변환하여 전력전자소자의 게이트를 구동하여 3상의 전압을 발생시키기 위함이다. 정적 보상기의 제어기는 통상 전압제어기와 무효전력 제어기로 구성되는데, 먼저 전압 명령치와 계통전압과의 오차가 전압제어기에 입력, 연산되어 출력으로 전류 명령치를 발생시킨다.무효전력 제어기는 전류제어를 통해 이루어지므로, 전류 명령치를 그 무효전력 제어기의 입력으로 받는다. 그리고, 무효전력 제어기는 정적 보상기 전류를 궤환받아 출력으로 인버터의 제어신호를 발생시킴으로써, 정적 보상기의 전압 및 전류를 제어하게 된다.본 기술은 계통전압이 밤과 낮, 계절에 따라 가변 되더라도 계통전압의 변동에 따른 전압보상을 정상적으로 수행하여 계통의 신뢰성을 향상시키기 위한 무효전력 명령치를 갖는 STATCOM의 전압제어기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.본 기술은 무효전력 명령치만큼 무효전력을 공급하면서 고유의 전압제어특성을 유지하는 정적 보상기의 전압제어기에 있어서, 상시 제어시에는 동일한 특성 전압제어신호를 발생하는 로패스 필터와, 계통 사고시에는 추종의 상하한치를 제한하여 피드 포워드로 신속한 제어를 수행할 수 있도록 하는 제어신호 상하한 제어기로 구성됨과 더불어, 전압제어명령을 계통전압에 추종시켜 상기 정적 보상기가 부하로 동작하지 않고, 계통전압 변화에 대해 동일한 특성을 유지하도록 하는 전압 명령 추종부와; PI 제어기와, 드롭 제어기 및 정적 보상기가 상시에 0[MVAR]이 아닌 무효전력을 공급하면서 전압제어특성을 유지하도록 하는 Qref로 구성된 드롭 제어부를 구비하여 구성된다.따라서 본 기술은, 계통전압을 추종하는 전압 명령치를 갖도록 하고, 간단한 로패스 필터와 제어신호 상하한 제한기로 간단히 구성되어, 계통 사고시에도 정저거 보상기의 과도특성을 유지하면서, 상시에 부하로 동작하지 않고 계통의 전압을 보상함으로써, 정적 보상기 시스템의 활용도를 높일 수 있다.