• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.87-88
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• 2013

본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter, MMC)의 제어기를 설계에 있어 시간 지연을 고려한 디지털 제어기 설계 방법을 제시한다. 제안된 방법으로 설계한 디지털 제어기를 사용하면 시간 지연으로 인한 시스템의 성능저하를 완화할 수 있으며, 11-Level로 구현된 MMC HVDC 시스템 모델에 적합한 디지털 제어기의 설계 방법에 관해 기술하고 제안한 방법의 타당성을 아날로그 제어기와의 성능비교를 Psim를 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.11-12
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• 2014

This paper introduces a scaled hardware model for the 10kVA, 1kV, 11-level MMC (Modular Multilevel Converter), which was manufactured in the lab based on computer simulations with PSCAD/EMTDC. Various experiments were conducted to verify the major operation algorithms of MMC. The hardware scaled-model developed in the lab can be utilized for analyzing the operation analysis and performance evaluation of MMC according to the modulation pattern and redundancy operation scheme.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.22 no.3
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• pp.263-269
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• 2017

This paper proposes a novel circulating current control method for an MMC-HVDC system based on Vector PI control. The method can suppress second-order harmonics of the circulating currents under balanced and unbalanced grid conditions. The proposed method is robust to grid frequency variation. The effectiveness of the proposed method is verified through frequency response and time domain simulation.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.395-396
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• 2020

HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템은 무효전력의 독립적인 제어가 가능하여 계통의 안정적인 연계가 가능하다. 또한, 멀티 터미널 DC grid 구성이 가능해 다수의 계통을 통합 연계할 수 있는 장점이 있다. HVDC 시스템은 단위 유닛인 서브모듈로 구성된 MMC(Modular Multi-level Converter) 구조를 갖으며 밸브 단위로 시스템이 구성된다. VSC(Voltage Source Converter) 밸브는 IEC 62501 기반의 규격을 바탕으로 하드웨어 설계의 건전성과 성능을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 (주)효성이 개발중인 200MW 모듈형 멀티레벨 컨버터 밸브 단위의 성능과 설계의 건전성을 확인하기 위해 밸브단위 운전시험 회로를 구성하였으며, 운전 시험 결과를 분석하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.468-469
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• 2018

본 논문에서는 MMC(Modular Multi-level Converter)타입 전압형 HVDC 서브모듈의 커패시터 용량을 추정하는 방법을 기술하였다. 서브모듈 내 별도의 전류센서 및 계측 시스템을 추가하지 않고 커패시터 용량을 추정하여 안정적인 HVDC 시스템의 동작이 가능하도록 하였으며 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• v.16 no.2
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• pp.522-531
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• 2016

This paper proposes a new NLC (Nearest Level Control) scheme for MMCs (Modular Multilevel Converters), which offers voltage ripple reductions in the DC capacitor of the SM (Sub-Module), the output voltage harmonics, and the switching losses. The feasibility of the proposed NLC was verified through computer simulations. Based on these simulation results, a hardware prototype of a 10kVA, DC-1000V MMC was manufactured in the lab. Experiments were conducted to verify the feasibility of the proposed NLC in an actual hardware environment. The experimental results were consistent with the results obtained from the computer simulations.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.540-541
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• 2013

본 논문에서는 PSCAD/EMTDC를 이용하여 MMC(Modular Multi-level Converter)를 기반으로 한 HVDC 시스템 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 스위칭 레벨의 동작을 분석하기 위해 각 ARM당 10개의 SM(Sub-Module)과 2개의 RM(Redundancy-Module)을 구성하여 11-level의 MMC 출력 전압을 형성하였다. SM 동작시 발생하는 전압 불균등 문제를 해결하기 위하여 밸런싱 알고리즘을 적용하였으며, SM의 출력 전압에 발생하는 Ripple을 고려하여 Capacitor의 용량을 설계하고 이를 검증하였다. 또한 시뮬레이션을 이용하여 HVDC 성능 분석과 MMC의 성능개선을 위한 순환전류 알고리즘 및 Redundancy 투입 알고리즘을 구현하고 그 결과를 확인하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.24 no.6
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• pp.452-458
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• 2019

This study proposes a new test circuit and control method for the submodules of modular multilevel converter (MMC)-based HVDC systems. The test current of conventional submodule test circuits cannot provide the DC offset components or may have some distortion in the linearized current with the DC offset. The proposed scheme can provide not only the DC component but also linearized current without distortion. Therefore, the submodule test current waveform is relatively similar to that of a real submodule consisting of an MMC-based HVDC system. The validity of the proposed circuit and control method is verified through a simulation and experiment.

• Journal of Power Electronics
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• v.19 no.4
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• pp.922-933
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• 2019

The arm inductance (AI) of a modular multilevel converter (MMC) affects both the fault and circulating current magnitudes. In addition, it has an impact on the inverter efficiency and harmonic content. In this study, the AI of a three-phase MMC is optimized in a novel way in terms of DC voltage utilization, harmonics and efficiency. This MMC has 10 submodules (SM) per arm and the power circuit topology of the SM is a half-bridge. The optimum AI is adopted and verified in an MMC that has 100 SMs per arm. Then the phase shift (PS) and phase disposition (PD) pulse width modulation (PWM) methods are investigated for better DC voltage utilization, efficiency and harmonics. It is found that similar performances are obtained for both modulation techniques in terms of DC voltage utilization. However, the total harmonic distortion (THD) of the PS-PWM is found to be 0.02%, which is slightly lower than the THD of the PD-PWM at 0.16%. In efficiency calculations, the switching and conduction losses for all of the semiconductor are considered separately and the minimum efficiency of the 100-SM based MMC is found to be 99.62% for the PS-PWM and 99.64% for the PD-PWM with the optimal value of the AI. Simulation results are verified with an experimental prototype of a 6-SM based MMC.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.111-112
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• 2015

MMC HVDC(Multi-level Modular Converter High Voltage Direct Current)는 현재 차세대 전력망으로써 각광을 받고 있고 그에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터를 이용한 전압형 HVDC 시스템의 AC 전류제어기에 대하여 기술하고자 한다. 일반적으로 사용되는 회전변환을 통한 DQ전류제어와 PR제어를 사용하여 응답특성을 PSCAD/EMTDC를 통하여 비교 검증하고자 한다.