• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.414-415
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• 2015

최근 대용량 전압형 컨버터 분야에서는 기존 전압형 컨버터에 비해 용량 증대, 고조파 저감 등이 용이한 Modular Multi-level Converter 토폴로지가 주요 관심사가 되고 있다. 이러한 새로운 컨버터 토폴로지는 대용량 컨버터가 요구되는 HVDC 기술을 시작으로 여러 분야에 적용되고 있으며, 전압형 컨버터를 사용하는 STATCOM에서도 이 토폴로지를 적용한 MMC STATCOM이 전력 시장에 등장하고 있다. MMC STATCOM을 제어하기 위한 제어 시스템은 기존 MMC HVDC와 유사하게 기능 및 제어 수준에 따라 계층적으로 구성된다. 이중 Phase 제어기는 실제 컨버터를 동작하기 위한 Valve Based Electronic (VBE)로써 MMC를 구성하는 각 submodule들이 어떻게 동작해야 하는지에 대한 지령을 생성하는 제어기이다. 본 논문에서는 당사에서 개발하고 있는 MMC STATCOM에 적용하기 위한 Phase 제어기를 소개하고 H/W 개발, F/W 개발 등에 대해 기술하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권6호
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• pp.2319-2328
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• 2018

This paper introduces a control method for a transformerless MMC-HVDC system. The proposed method can effectively control the grid currents of the MMC-HVDC system under unbalanced grid conditions such as a single line-to-ground fault. The proposed method controls the currents of the positive sequence component and the negative sequence component without separating algorithms. Therefore, complicated calculations for extracting the positive sequence and the negative sequence component are not required. In addition, a control method to regulate a zero sequence component current under unbalanced grid conditions in the transformerless MMC-HVDC system is also proposed. The validity of the proposed method is verified through PSCAD/EMTDC simulation.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.514-515
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• 2013

본 논문은 해상풍력단지와 같은 대용량 신재생에너지를 송전하는데 적합한 전압형 HVDC(High Voltage DC) 중에서, 최근 실용화되어 많은 연구가 이루어지고 있는 Modular Multi-level Converter HVDC(MMC HVDC)에 대한 새로운 토폴로지를 제안한 내용이다. 대표적인 MMC HVDC는 독일의 R. Marquardt 교수가 제안한 Half-Bridge 모듈을 적용하여 MMC를 구현하는 방식으로 이는 계통에 DC 지락 사고가 발생할 경우 컨버터를 구성하는 모듈에 큰 고장 전류가 흐르게 되고 결국 모듈의 주요 구성품인 IGBT가 소손 될 수 있는 약점을 지니고 있다. 이를 보완하기 위해 각 모듈에 Thyristor를 삽입하거나 새로운 모듈을 적용하는 방식이 제안되었다. 본 논문에서는 DC 지락 고장시 큰 고장 전류를 차단할 수 있는 새로운 모듈 구성을 제안하였다. 또한 제안된 토폴로지에 대한 기본 동작을 설명하고 시뮬레이션을 통해 제안한 방식과 기존의 방식을 비교 분석 하였다.

• 전기학회논문지
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• 제63권8호
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• pp.1046-1054
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• 2014

In this paper, a hardware prototype for the 10kVA 11-level MMC was built and various experimental works were conducted to verify the operation algorithms of MMC. The hardware prototype was designed using computer simulation with PSCAD/EMTDC software. After manufactured in the lab, the hardware prototype was tested to verify the modulation algorithms to form the output voltage, the balancing algorithm to equalize the sub-module capacitor voltage, and the redundancy operation algorithm to improve the system reliability. The developed hardware prototype can be utilized for analyzing the basic operation and performance improvement of MMC according to the modulation and redundancy operation scheme. It also can be utilize to analyze the basic operational characteristics of HVDC system based on MMC.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1605-1606
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• 2015

전기철도차량은 매 순간마다 이동하는 대용량 단상부하로, 전력계통 측면에서 부하의 특성이나, 계통구성의 형태 및 제반현상이 일반 3상 전력계통과 상이한 특성을 지닌다. 이와 같이 3상 전력계통으로 부터 단상 교류로 변환하여 전기차를 운행하는 경우에는 3상 전원측 PCC(Point of Common Coupling)에 불평형을 일으켜, 역상전류를 발생시킨다. 현재는 이를 최소화하기 위해서 종래부터 사용 되어온 스코트 결선 변압기를 사용하고 있다. 하지만 특성상 두 개의 단상 시스템에 걸리는 부하량 및 역율이 동일하지 않을 경우 여전히 3상 전압불평형이 발생된다. 이에 대한 근본적인 대책으로는 급전시스템 재구성 또는 전력 설비 증설 및 보상장치의 적용을 들 수 있으나, 최근에는 전력전자 기술의 발달로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자를 이용한 BTB(Back To Back) 방식의 컨버터를 활용한 사례가 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력계통과 전기철도의 연계 목적으로 3상-단상 BTB 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multi-level Conveter, MMC)를 이용한 전기철도 급전 시스템의 기본구조를 제안하고, Mathworks사의 MATLAB Simulink tool를 이용하여 시뮬레이션을 통해 MMC시스템을 검토하고자 한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제24권4_1호
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• pp.377-385
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• 2021

High voltage direct current(HVDC) systems has been an alternative method of a power transmission to replace high voltage alternate current(HVAC), which is a traditional AC transmission method. Due to technical limitations, Line commutate converter HVDC(LCC-HVDC) was mainly used. However, result from many structural problems of LCC-HVDC, the voltage source converter HVDC(VSC-HVDC) are studied and applied recently. In this paper, after analyzing the reactive power and output voltage ripple, which are the main problems of LCC-HVDC, the characteristics of each HVDC are summarized. Based on this result, a new LCC-HVDC structure is proposed by combining LCC-HVDC with the MMC structure, which is a representative VSC-HVDC topology. The proposed structure generates lower reactive power than the conventional method, and greatly reduces the 12th harmonic, a major component of output voltage ripple. In addition, it can be easily applied to the already installed LCC-HVDC. When the proposed method is applied, the control of the reactive power compensator becomes unnecessary, and there is an advantage that the cut-off frequency of the output DC filter can be designed smaller. The validity of the proposed LCC-HVDC is verified through simulation and experiments.