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직렬 보상 선로에서의 SSR 억제를 위한 강인한 STATCOM 보조 제어기의 설계
Design of a Robust STATCOM Supplementary Controller to Suppress the SSR in the Series-compensated System 원문보기

전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. A / A, 전력기술부문, v.49 no.3, 2000년, pp.136 - 141  

서장철 (서울대 전기공학부) ,  문승일 (서울대 전기공학부) ,  박종근 (서울대 전기공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the design of an H$\infty$ based robust Static Synchronous Compensator (STATCOM) supplementary controller to suppress the subsynchronous resonance (SSR) in the series-compensated system. The IEEE second benchmark, System-l model is employed for this study. In order to ...

주제어

#Subsynchronous resonance   #Series compensation   #FACTS   #STATCOM   #Robust control  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서 STATCOM 보조제어기 설계 목적은 갑작스런 외란으로 인한 SSR 진동 모드의 억저], 전력 시스템 운전 조건의 변동에 따른 시스템 불확실성에 대한 강인한 안정성 확보, 과도한 제어기 출력의 억제 등이다. H8 제어기 설계를 위한 혼합감도 문제에서는 가중함수 WS, WU, WT를 적절하게 선정함으로써 이러한 설계 목적을 달성할 수 있다.
  • 따라서 본 논문에서는 모든 SSR 진동 모드의 억제를 위해 STATCOM 보조제어기의 새로운 설계 방법을 제안한다.
  • 본 논문에서 STATCOM 보조제어기 설계 목적은 갑작스런 외란으로 인한 SSR 진동 모드의 억저], 전력 시스템 운전 조건의 변동에 따른 시스템 불확실성에 대한 강인한 안정성 확보, 과도한 제어기 출력의 억제 등이다. H8 제어기 설계를 위한 혼합감도 문제에서는 가중함수 WS, WU, WT를 적절하게 선정함으로써 이러한 설계 목적을 달성할 수 있다.
  • 본 논문에서는 Hoc 제어 방식을 이용하여 직렬 보상선로 에서의 SSR을 억제하기 위한 STATCOM 보조제어기의 설계방법을 제안하였다. 보다 효과적인 제어기 설계를 위해 진동모드에 대한 모드가제어성 및 가관측성 지수가 도입되었다.

가설 설정

  • 본 논문에서는 직렬 보상된 송전선에서의 SSR을 억제하기 위하여 STATCOM을 이용하였다. IEEE second benchmark, System-1 모델 ⑸이 본 논문에서 사용되었는데, 이 모델의 발전기 단자에 기존의 비례-적분제어기를 가진 STATCOM 이 설치되어 있다고 가정하였다. 이 모델을 이용한 고유치 해석 결과는 기존의 비례-적분제어기만을 가진 STATCOM 으로는 모든 SSR 진동 모드를 억제할 수 없음을 보여준다.
  • 이 전력시스템 모델은 그림1에서 볼 수 있듯이 한쪽 송전선에 직렬 보상 커패시터가 장착된 두 병렬 송전선을 통해 무한 모선에 연결되어 있는 증기터빈과 발전기로 구성되어 있다. 본 논문에서는 STATCOM이 발전기 단자에 설치되어 있다고 가정하였다.
  • 제안된 H00 STATCOM 보조제어기가 직렬 보상선로에서 발생하는 SSR을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하기 위해 고유치 분석과 비선형 시스템을 이용한 시간 영역 시뮬레이션을 수행하였다. 직렬 커패시터 보상률은 50%를 가정하였고, 외란으로는 저압터빈의 토크가 0.1초 후 3주기 동안 10% 증가하는 것으로 상정하였다.
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참고문헌 (11)

  1. P.M. Anderson, B.L. Agrawal, and J.E. Van Ness, Subsynchronous Resonance in Power Systems, IEEE Press, 1990 

  2. IEEE SSR Working Group, 'Countermeasures to Subsynchronous Resonance Problems', IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-99, No.5, September/October 1980, pp. 1810-1818 

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  3. J.C. Seo, T.H. Kim, J.K. Park, and S.I. Moon, 'An LQG Based PSS Design for Controlling the SSR in Power Systems with Series-Compensated Lines', IEEE Trans. on Energy Conversion, Vol.11, No.2, June 1996, pp.423-428 

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  4. IEEE & CIGRE FACTS Working Group, FACTS Overview, IEEE, 1995 

  5. IEEE SSR Working Group, 'Second Benchmark Model for Computer Simulation of Subsynchronous Resonance', IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-104, No.5, May 1985, pp.1057-1066 

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  6. P.M.Anderson and A.A. Fouad, Power System Control and Stability, IEEE Press, New-York, 1994 

  7. C. Schauder and H. Mehta, 'Vector Analysis and Control of Advanced Static VAR Compensators', IEEE Pro.-C, Vol.140, No.4, July 1993, pp.299-306 

  8. A. Nabavi-Niaki and M.R. Iranvani, 'Steady-State and Dynamic Models of Unified Power Flow Controller(UPFC) for Power System Studies', IEEE Trans. on Power Systems, Vol.11, No.4, November 1996, pp.1937-1943 

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  9. C. Schauder, M. Gernhardt, E. Stacey, T. LEemak, L. Gyugyi, T.W. Cease, and A. Edris, 'Operation of ${\pm}$ 100MVAR TVA STATCON', IEEE Trans. on Power Delivery, Vol.12, No.4, October 1997, pp. 1805-1811 

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  10. B. Porter, Modal Control Theory and Applications, Taylor and Francis Ltd., 1972 

  11. K. Zhou, J.C. Doyle, and K. Glover, Robust and Optimal Control, Prentice-Hall, 1996 

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