• Journal of Power Electronics
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• 제15권5호
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• pp.1367-1379
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• 2015

A hybrid HVDC system that is composed of line commutated converter (LCC) at the rectifier side and voltage source converter (VSC) in series with LCC at the inverter side is studied in this paper. The start-up strategy, DC fault ride-through capability, and fault recovery strategy for the hybrid HVDC system are proposed. The steady state and dynamic performances under start-up, AC fault, and DC fault scenarios are analyzed based on a bipolar hybrid HVDC system. Furthermore, the immunity of the LCC inverter in hybrid HVDC to commutation failure is investigated. The simulation results in PSCAD/EMTDC show that the hybrid HVDC system exhibits favorable steady state and dynamic performances, in particular, low susceptibility to commutation failure, excellent DC fault ride-through, and fast fault recovery capability. Results also indicate that the hybrid HVDC system can be a good alternative for large-capacity power transmission over a long distance byoverhead line.

• 전기학회논문지
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• 제65권9호
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• pp.1479-1485
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• 2016

This paper presents DC voltage recovery time improvement method in DC link of High Voltage Direct Current (HVDC) with offshore wind farm. The wind farm should be satisfied Low Voltage Ride Through(LVRT) control strategy when grid faults occur. The LVRT control strategy indicates actions which have to be executed according to the voltage dip ratio and the fault duration. However, The LVRT control strategy makes between wind farm and power system through DC Link voltage when grid fault occurs. The de-loading scheme is one of the method to control the DC voltage. But de-loading scheme need to long DC voltage recovery time. Thus, this paper proposes an improved de-loading scheme and we analysis DC voltage and active power reference through a simulation.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.107-108
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• 2017

최근 분산전원시스템에서는 계통의 전압 이상 시에도 일정시간 동안 계통 연계운전을 유지해야할 뿐만 아니라 계통 전압의 빠른 회복을 위해 무효전력을 공급하는 Fault Ride-Through(FRT) 규정이 요구되고 있다. 그러나 시스템 구성에 따라 무효전력 공급시 직류링크의 전압이 상승하여 과전압 폴트가 발생하여 FRT 규정을 준수할 수 없는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 FRT 규정을 준수함과 동시에 직류링크 전압 상승을 방지할 수 있는 보상기법을 제안하였다.

• 전기학회논문지
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• 제64권3호
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• pp.399-404
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• 2015

This paper presents the DC voltage control method in DC link of High Voltage Direct Current(HVDC) for an offshore wind farm in Low Voltage Ride Through(LVRT) situation. Wind generators in an offshore wind farm are connected to onshore network via HVDC transmission. Due to LVRT control of grid side inverter in HVDC, power imbalancing in DC link is generated and this consequentially causes rising of DC voltage. A de-loading scheme is one of the method to protect the wind power system DC link capacitors from over voltage. But the flaw of this method is slow control response time and that it needs long recovery time to pre-fault condition after fault clear. Thus, this paper proposes improved de-loading method and we analyze control performance for DC voltage in LVRT control of HVDC for an offshore wind farm.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제2권2호
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• pp.225-231
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• 2013

Low voltage ride through capability augmentation of a hybrid micro-grid system is presented in this paper which reflects enhanced reliability in the system. The control scheme involves parallel connected multiple ac-dc bidirectional converters. When the micro-grid system is subjected to a severe voltage dip by any transient fault single power converter may not be able to provide necessary reactive power to overcome the severe voltage dip. This paper discusses the control strategy of additional power converter connected in parallel with main converter to support extra reactive power to withstand the severe voltage dip. During transient fault, when the terminal voltage crosses 90% of its pre-fault value, additional converter comes into operation. With the help of additional power converter, the micro-grid system withstands the severe voltage fulfilling the grid code requirements. This multiple converter scheme provides the micro-grid system the capability of low voltage ride through which makes the system more reliable and stable.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.399-407
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• 2021

본 논문에서는 계통망 사업자의 High Voltage Ride-Through(HVRT) 기능 요구조건을 만족하며, 정상상태에서의 손실을 최소화할 수 있는 Type 4 풍력발전기의 직류단 전압 설계 방법을 제안한다. 대용량 해상 풍력 발전에 사용되는 Type 4 풍력발전기는 전력 계통과 연계된 컨버터와 풍력 발전기와 연계된 컨버터가 직류단을 공유하는 Back-to-Back 컨버터 형태이다. Type 4 풍력발전기에서 HVRT 조건인 계통 고전압 사고가 발생한 경우 사고 전압 크기에 비해 직류단 전압이 부족하다면 과변조로 인해 계통측 컨버터의 전류 제어기가 원활하게 동작되지 못한다. 따라서 HVRT 기능을 만족하기 위해서는 고전압 사고의 전압 크기를 기준으로 직류단 전압을 설계해야 한다. 그러나 직류단 전압의 크기의 증가는 정상상태에서의 컨버터 손실 증가를 야기하므로, 직류단 전압을 크게 설계하였을 때 증가될 손실에 대한 고려가 포함되어야 한다. 본 논문에서는 사고 전압의 크기와 발생 손실이 고려된 직류단 전압을 설계하는 방법에 대해 설명하고, 제안하는 설계 방법의 타당성을 2MVA급 Type 4 풍력발전기의 PSCAD 모델 기반 HVRT 기능 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.182-190
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• 2011

본 논문은 계통 전압 사고 상황에서 계통 연계형 풍력 발전 시스템이 만족시켜줘야 할 LVRT(Low Voltage Ride Through) 제어 전략을 제안한다. LVRT 규정은 계통 전압 사고 시 풍력 발전 시스템이 지켜야 할 부분들을 전압 감소율과 사고 시간에 대해 나타내고 있다. 특히 전압 감소율이 10% 이상일 경우에는 풍력 발전 시스템은 규정된 무효 전류를 전력 계통에 제공하여 계통 전압 확보에 이바지해야 한다. 본 논문에서의 LVRT 규정은 세계적으로 가장 엄격한 규정인, 독일 계통 연계 규정(German Grid Code)을 기준으로 하고 풀 스케일(Full-scale) 가변 속도 전력 변환 시스템을 고려하여 제어 전략을 수립한다. 본 LVRT 제어 전략은 계통 사고 시 LVRT 규정을 모두 만족시킴과 동시에 직류단 전압 제어의 추가적인 알고리즘으로 직류단 전압의 제어를 통하여 전체 풍력 발전 시스템의 전력 균형을 기할 수 있다. 3상 전압 지락 사고의 경우 계통으로의 전력 제어가 불가능하여 계통 측 컨버터가직류단 전압을 제어할 수 없으므로, 전력 제어의 기능을 발전기 측 인버터로 이행 시켜 상황에 따라 유연한 직류단 전압 제어가 가능함을 보였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 LVRT 제어 전략의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.27-29
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• 2018

본 논문은 모듈형 멀티레벨 컨버터 기반 특고압 직류 배전망의 수전 계통 사고 대응 기법을 제안한다. 수전 계통의 순간적인 저전압 및 단락 사고 발생 시 전력변환장치는 계통 전압의 정상화를 지원하기 위해 연계를 유지해야 하며 계통 측의 요구에 따라 전압 변동률에 따른 무효 전력을 공급해야 한다. 제안하는 기법은 계통 사고 발생 시 계통 코드에 따라 무효 전류를 공급하여 수전 계통의 전압 레벨 복구를 지원한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 계통 사고 대응 기법의 타당성을 확인한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권3호
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• pp.806-818
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• 2015

Based on the inherent relationship between dc-bus voltage and grid feeding active power, two dc-bus voltage regulators with different references are adopted for a grid-connected PV inverter operating in both normal grid voltage mode and low grid voltage mode. In the proposed scheme, an additional dc-bus voltage regulator paralleled with maximum power point tracking controller is used to guarantee the reliability of the low voltage ride-through (LVRT) of the inverter. Unlike conventional LVRT strategies, the proposed strategy does not require detecting grid voltage sag fault in terms of realizing LVRT. Moreover, the developed method does not have switching operations. The proposed technique can also enhance the stability of a power system in case of varying environmental conditions during a low grid voltage period. The operation principle of the presented LVRT control strategy is presented in detail, together with the design guidelines for the key parameters. Finally, a 3 kW prototype is built to validate the feasibility of the proposed LVRT strategy.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.43.1-43.1
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• 2011

The detail simulation modeling of fully-fed induction generator is investigated through PC based MATLAB/Simulink environment. Generator's stator currents are controlled by indirect vector control method. In this method, generator side converter controls the maximum excitation (air gap flux) by stator d-axis current and controls generator torque by stator q-axis current. Induction generator speed is controlled by tip speed ratio (TSR) upon the wind speed variations in order to generate the maximum output power. The generator torque model is specified as a 3-blade wind turbine with rating, then, the model is simulated under normal operating condition and three different fault conditions. The matlab model designed for fully-fed induction generator based wind farm provides good performance under normal and grid fault conditions. It provides good results for different pwm techniques and fault conditions except the single-phase line to ground fault, which should be verified with real time data from wind farms.