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아크로, 전기로, 대용량 전동기를 사용하는 압연공장, 전력전자기기를 사용하는 가변속 전동기 부하와 같은 불평형 선형부하, 비선형 부하는 전력 계통에서 인근 배전선로의 전압의 순간적인 변동, 고조파, 차수간고조파(Interharmonic) 등을 유발시킨다. 이런 전압의 순간적인 급강하, 급상승, 고조파 등은 전력 계통 내에서 ...

아크로, 전기로, 대용량 전동기를 사용하는 압연공장, 전력전자기기를 사용하는 가변속 전동기 부하와 같은 불평형 선형부하, 비선형 부하는 전력 계통에서 인근 배전선로의 전압의 순간적인 변동, 고조파, 차수간고조파(Interharmonic) 등을 유발시킨다. 이런 전압의 순간적인 급강하, 급상승, 고조파 등은 전력 계통 내에서 전력품질에 영향을 준다. 전력 품질 문제는 계통의 안정성과 신뢰도 및 사용자의 전기기기에도 영향을 미치기 때문에 전력 분야에서 지속적으로 이슈가 되는 사항이므로 전력품질의 향상을 위해 다양한 보상설비들이 사용되고 있다. 능동전력필터는 전력품질에서 기본적인 문제인 고조파의 제거에 주로 사용되는 보상설비로 특정 차수의 고조파만을 제거 할 수 있는 수동전력필터와는 달리 여러 차수의 고조파는 물론 차수간고조파의 보상이 가능하기 때문에 고조파의 변화가 큰 부하의 고조파 보상에 유용하다. 무효전력의 경우 STATCOM을 통한 보상이 가능하다. STATCOM은 복잡한 전력 계통을 안정화하고 공급 전원을 일정하게 유지할 목적으로 제안된 기술이며, TSC(Thyristor-Switched Capacitors)나 TCR(Thyristor-Controlled Reactors)와 같은 기존의 기술 보다 나은 성능을 보여준다. 능동전력필터와 STATCOM은 일반적으로 같은 형태의 전압형 인버터(Voltage Sourced Inverter)를 사용한다. 따라서 PWM(Pulse Width Modulation)을 이용한 제어 방법을 통해 능동전력필터의 고조파 보상 기능과 STATCOM의 무효전력 보상 기능을 동시에 가능하게 할 수 있다. PWM방식의 전압형 인버터를 사용함으로써 기존의 보상설비에 비해 빠른 응답특성을 가지고 계통의 전압 변동에 따라 계통에 필요한 만큼의 무효전력을 발생시켜 보상한다. 또한 높은 주파수의 PWM 방식의 사용이 가능하여 부하에서 발생하는 고조파를 보상하며 설치점의 고조파 함유율의 제한이 가능하고, SVC(Static Var Compensator)보다 빠른 보상속도로 낮은 전압에서도 무효전력을 발생시킨다. STATCOM에 에너지 저장장치를 추가할 경우 2상한 운전에서 4상한 운전까지 가능하게 되어 유효전력의 보상이 가능하기 때문에 순간적으로 그리드 코드를 준수하지 못하게 되거나 전력의 공급에 문제가 생길 경우를 대비 할 수 있다. 이 논문은 전압형 인버터와 에너지 저장장치를 통해 전기로와 같은 동적부하에서 발생하는 고조파 및 무효전력, 유효전력의 보상이 가능한 전압형 인버터의 제어 방법을 통해 전력품질을 개선할 수 있는 방안을 제시하고 PSCAD/EMTDC를 이용한 시뮬레이션을 통해 동작을 확인한다.

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