KR102300064B1 - Apparatus and method for controlling a voltage balance of a capacitor included in a submodule of a modular multilevel converter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 중 커패시터의 전압이 최대 및 최소인 서브모듈을 선택하고, 선택된 서브모듈의 커패시터의 전압이 지령치와 유사해지도록 제어하는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)에 포함되는 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하기 위한 전압 균형 제어 장치에 있어서, 상기 복수의 서브모듈 중 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압이 최대전압 및 최소전압인 서브모듈을 검출하는 전압 검출부와, 상기 전압 검출부에서 검출된 최대전압 및 최소전압을 기초로 커패시터의 전압이 최대전압인 서브모듈 및 커패시터의 전압이 최소전압인 서브모듈의 커패시터의 전압을 제어하여 상기 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a sub-module of a modular multi-level converter that selects a sub-module having the maximum and minimum capacitor voltage among sub-modules of the modular multi-level converter and controls the voltage of the capacitor of the selected sub-module to be similar to a command value. It relates to an apparatus and method for controlling voltage balance of included capacitors.
In the voltage balance control apparatus for controlling the voltage balance of a plurality of sub-modules included in a modular multilevel converter (MMC) according to an embodiment of the present invention, the sub-module is included in the plurality of sub-modules A voltage detection unit for detecting a sub-module having a maximum voltage and a minimum voltage of the capacitor, and a sub-module having a maximum voltage and a minimum voltage on the capacitor based on the maximum and minimum voltage detected by the voltage detection unit. and a control unit for controlling voltage balance of the plurality of submodules by controlling the voltage of the capacitors of the submodules.
Description
본 발명은 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 중 커패시터의 전압이 최대 및 최소인 서브모듈을 선택하고, 선택된 서브모듈의 커패시터의 전압이 지령치와 유사해지도록 제어하는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling voltage balance of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter, and more particularly, selecting a sub-module having the maximum and minimum voltage of the capacitor among the sub-modules of the modular multi-level converter and a voltage balance control apparatus and method of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter for controlling a voltage of a capacitor of a selected sub-module to be similar to a command value.
직류 시스템은 최근 급증하고 있는 디지털 부하를 포함한 직류 부하와 신재생 에너지 방전원의 효율적인 연계가 가능한 새로운 송배전 시스템이다. 직류 시스템은 수백 kV의 초특고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 시스템, 1500V 급 저압 직류(Low Voltage Direct Current, LVDC) 시스템 및 특고압 직류(Medium Voltage Direct Current, MVDC) 시스템 등을 포함할 수 있다.The DC system is a new transmission and distribution system that can efficiently connect DC loads, including digital loads, which are rapidly increasing in recent years, and renewable energy discharge sources. The direct current system can include a high voltage direct current (HVDC) system of several hundred kV, a 1500V class low voltage direct current (LVDC) system, and a medium voltage direct current (MVDC) system. have.
이러한 직류 시스템은 전력반도체소자를 이용한 전력변환장치로 구성되며, 최근에는 전력변환장치의 회로 중 모듈형 멀티레벨 컨버터(Module multilevel converter, MMC)를 많이 이용하고 있다.Such a DC system consists of a power conversion device using a power semiconductor device, and recently, a modular multilevel converter (MMC) is widely used among circuits of the power conversion device.
모듈형 멀티레벨 컨버터의 각 서브모듈은 독립적인 직류 전원을 가지며 각 직류 전원의 전압은 평균적으로 동일하게 제어되어야 안정적인 출력 품질을 유지할 수 있다. 그러나, 모듈형 멀티레벨 컨버터는 수십에서 수백개의 서브모듈로 구성되며, 개별적인 직류 전압 균형을 위해서는 서브모듈 개수와 상응하는 수의 개별적인 제어기가 필요하다. 그러나, 제어기의 개수가 증가할수록 모듈형 멀티레벨 컨버터는 제어를 위해 더 많은 부담을 가지게 되는 문제가 있다. Each sub-module of the modular multi-level converter has an independent DC power source, and the voltage of each DC power source must be controlled equally on average to maintain stable output quality. However, the modular multi-level converter is composed of tens to hundreds of sub-modules, and individual controllers corresponding to the number of sub-modules are required to balance individual DC voltages. However, as the number of controllers increases, the modular multilevel converter has a problem in that it has a greater burden for control.
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 중 커패시터의 전압이 최대 및 최소인 서브모듈을 선택하고, 선택된 서브모듈의 커패시터의 전압이 지령치와 유사해지도록 제어하는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problem, selecting a sub-module having the maximum and minimum capacitor voltage among sub-modules of a modular multi-level converter, and controlling the voltage of the capacitor of the selected sub-module to be similar to a command value. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling voltage balance of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below or will be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)에 포함되는 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하기 위한 전압 균형 제어 장치는 복수의 서브모듈 중 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압이 최대전압 및 최소전압인 서브모듈을 검출하는 전압 검출부와, 전압 검출부에서 검출된 최대전압 및 최소전압을 기초로 커패시터의 전압이 최대전압인 서브모듈 및 커패시터의 전압이 최소전압인 서브모듈의 커패시터의 전압을 제어하여 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.A voltage balance control device for controlling voltage balance of a plurality of sub-modules included in a modular multilevel converter (MMC) according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object is one of the plurality of sub-modules. A voltage detector for detecting a sub-module having a maximum voltage and a minimum voltage of the capacitor included in the sub-module, and the voltage of the sub-module and the capacitor having the maximum voltage based on the maximum voltage and the minimum voltage detected by the voltage detector and a control unit controlling the voltage balance of the plurality of sub-modules by controlling the voltage of the capacitor of the sub-module which is the minimum voltage.
한편, 앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)에 포함되는 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하기 위한 전압 균형 제어 방법은 복수의 서브모듈 중 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압이 최대전압 및 최소전압인 서브모듈을 검출하는 단계와, 검출된 최대전압 및 최소전압을 기초로 커패시터의 전압이 최대전압인 서브모듈 및 커패시터의 전압이 최소전압인 서브모듈의 커패시터의 전압을 제어하여 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the voltage balance control method for controlling the voltage balance of a plurality of sub-modules included in a modular multilevel converter (MMC) according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object is a plurality of sub-modules. Detecting a sub-module having a maximum voltage and a minimum voltage of a capacitor included in the sub-module among the modules; and controlling the voltage balance of the plurality of sub-modules by controlling the voltage of the capacitor of the sub-module, which is the voltage.
본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치 및 방법은 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 중 커패시터의 전압이 최대 및 최소인 서브모듈을 선택하여 선택된 서브모듈의 커패시터 전압을 제어하므로, 적은 수의 제어기만으로 서브모듈의 커패시터 전압을 제어할 수 있다.An apparatus and method for controlling voltage balance of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention is selected by selecting a sub-module having the maximum and minimum voltage of the capacitor among the sub-modules of the modular multi-level converter. Since the capacitor voltage of the sub-module is controlled, the capacitor voltage of the sub-module can be controlled with only a small number of controllers.
또한, 적은 수의 제어기만으로 서브모듈의 커패시터의 전압을 제어할 수 있어 모듈형 멀티레벨 컨버터의 전압 제어에 대한 부담을 감소시킬 수 있다.In addition, it is possible to control the voltage of the capacitor of the sub-module with only a small number of controllers, thereby reducing the burden on the voltage control of the modular multi-level converter.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly recognized through embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 균형 제어를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 균형 제어 기법에 따른 서브모듈의 커패시터 전압 및 출력 전류를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 방법을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a sub-module according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for controlling voltage balance of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating voltage balance control according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a capacitor voltage and an output current of a sub-module according to a voltage balance control technique according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a voltage balance control method of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)는 서브모듈(112), 버퍼 인덕터(114) 및 전원부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the modular
직류 시스템은 수백 kV의 초특고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC), 1500V 급 전압 직류(Low Voltage Direct Current, LVDC) 및 특고압 직류(Medium Voltage Direct Current, MVDC)를 포함할 수 있다.The DC system may include several hundred kV of extra-high voltage direct current (HVDC), 1500V-class voltage direct current (LVDC), and medium voltage direct current (MVDC).
이러한 직류 시스템은 전력반도체소자를 포함하는 전력변환장치로 구성될 수 있다. 전력변환장치는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)를 포함할 수 있다.Such a DC system may be configured as a power conversion device including a power semiconductor device. The power converter may include a modular multilevel converter (MMC).
모듈형 멀티레벨 컨버터(100)는 복수개의 상단 arm(110a) 및 하단 arm(110b)을 포함할 수 있다. 복수개의 arm(110)은 각 상에 대한 회로를 나타내는 것으로, 복수의 서브모듈(112) 및 버퍼 인덕터(114)를 포함할 수 있다. 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)는 3상으로 구성될 수 있고, 3상에 대한 각 arm(110)에는 복수의 서브모듈(112) 및 버퍼 인덕터(114)가 직렬로 연결될 수 있다. The modular
예컨대, 상단 arm(110a)은 3상 각각에 복수의 서브모듈(112a)이 직렬로 연결되고, 복수의 서브모듈(112a) 중 전원부(120a)를 기준으로 마지막에 연결되는 제N서브모듈(SMN)은 버퍼 인덕터(114a)와 연결될 수 있다. 복수의 서브모듈(112a) 중 전원부(120a)를 기준으로 처음에 연결되는 제1서브모듈(SM01)은 전원부(120a)와 연결될 수 있다. 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)는 상단의 3상 각각에 대한 상단 arm(110a) 3개를 포함할 수 있다.For example, in the
또한, 하단 arm(110b)은 3상 각각에 복수의 서브모듈(112b)이 직렬로 연결되고, 복수의 서브모듈(112b) 중 전원부(120b)를 기준으로 처음에 연결되는 제N서브모듈(SMN)은 전원부(120b)와 연결되고, 복수의 서브모듈(112b) 중 전원부(120b)를 기준으로 마지막에 연결되는 제1서브모듈(SM01)은 버퍼 인덕터(114b)와 연결될 수 있다. 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)는 하단의 3상 각각에 대한 하단 arm(110b) 3개를 포함할 수 있다.In addition, in the
여기서, 발명의 설명을 위해 상단 arm(110a) 및 하단 arm(110b)을 구분하여 작성하였으나, 상단 arm(110a) 및 하단 arm(110b)은 arm(110)으로 통합되어 설명될 수 있다. 또한, 상단 arm(110a)의 서브모듈(112a) 및 하단 arm(110b)의 서브모듈(112b)을 구분하여 작성하였으나, 상단 arm(110a)의 서브모듈(112a) 및 하단 arm(110b)의 서브모듈(112b)은 서브모듈(112)로 통합되어 설명될 수 있다. 또한, 상단 arm(110a)의 버퍼 인덕터(114a) 및 하단 arm(110b)의 버퍼 인덕터(114b)를 구분하여 작성하였으나, 상단 arm(110a)의 버퍼 인덕터(114a) 및 하단 arm(110b)의 버퍼 인덕터(114b)는 버퍼 인덕터(114)로 통합되어 설명될 수 있다.Here, although the upper arm (110a) and the lower arm (110b) are separately written for the description of the invention, the upper arm (110a) and the lower arm (110b) can be described as being integrated into the arm (110). In addition, although the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브모듈의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a sub-module according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)의 서브모듈(112)은 여러 형태의 회로로 구성될 수 있다. 예컨대, 서브모듈(112)은 하프 브릿지(Half-bridge) 컨버터의 형태일 수 있다. 즉, 서브모듈(112)은 복수의 스위치 및 커패시터(C)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
예컨대, 복수의 스위치는 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)를 포함할 수 있고, 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)는 상보적으로 동작할 수 있다. 즉, 제1스위치(SW1)가 턴온(turn-on)된 경우 제2스위치(SW2)는 턴오프(turn-off)될 수 있고, 제1스위치(SW1)가 턴오프(turn-off)된 경우 제1스위치(SW1)는 턴온(turn-on)될 수 있다. 제1스위치(SW1) 및 제2스위치(SW2)의 턴온/턴오프 동작에 따라 서브모듈(112)이 arm(110)에 연결되거나 우회(bypass)될 수 있다. For example, the plurality of switches may include a first switch SW1 and a second switch SW2 , and the first switch SW1 and the second switch SW2 may operate complementarily. That is, when the first switch SW1 is turned on, the second switch SW2 may be turned off, and the first switch SW1 is turned off. In this case, the first switch SW1 may be turned on. The
커패시터(C)의 일단은 제1스위치(SW1)와 연결되고, 타단은 제2스위치(SW2)와 연결될 수 있다. 커패시터(C)의 전압(Vcap)은 안정적인 출력을 위해 일정한 크기로 유지되어야 한다. 예컨대, 일정한 크기는 Vdc/N일 수 있고, N은 서브모듈(112)의 개수일 수 있다. One end of the capacitor C may be connected to the first switch SW1 , and the other end may be connected to the second switch SW2 . The voltage Vcap of the capacitor C must be maintained at a constant level for a stable output. For example, the constant size may be Vdc/N, and N may be the number of
모듈형 멀티레벨 컨버터(100)의 arm(110)은 복수의 서브모듈(112)의 스위치 동작에 따라 0에서 커패시터(C)의 전압(Vcap) 사이를 가변하는 전압원일 수 있다. 즉, 각 arm(110)이 N개의 서브모듈(110)을 포함하는 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)의 경우 N+1개의 전압 레벨을 출력할 수 있다.The arm 110 of the modular
여기서, 안정적인 출력을 위해서는 복수의 서브모듈(112) 전체에 대해 커패시터(C) 전압(Vcap)을 제어하여 전압의 균형을 유지해야만 한다. 그러나, 서브모듈(112)의 커패시터(C) 전압(Vcap)을 제어하기 위해서는 각 서브모듈(112)마다 제어기가 구비되어야만 하고, 제어기의 개수가 증가할수록 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)의 서브모듈(112)에는 부담이 가해지게 된다. 또한, 복수의 서브모듈(112)의 커패시터(C) 전압(Vcap)을 제어하기 위해서는 제어 주기를 느리게 사용할 수 밖에 없다.Here, in order to achieve a stable output, the voltages of the capacitors C must be controlled by controlling the voltages Vcap of the plurality of
이에 따른 본 발명은 일부의 서브모듈(112)을 선택하여 선택된 서브모듈(112)의 커패시터(C) 전압(Vcap)만을 제어하여 전압 균형을 제어할 수 있다. 이로 인해 서브모듈(112)의 커패시터(C) 전압(Vcap)을 제어하기 위한 제어기의 개수가 감소할 수 있고, 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)의 부담 또한 감소될 수 있다.Accordingly, in the present invention, a voltage balance can be controlled by selecting some
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for controlling voltage balance of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치(이하, 전압 균형 제어 장치, 200)는 전압 검출부(210), 제어기(220) 및 전류 부호 판별부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , a voltage balance control device (hereinafter, a voltage balance control device, 200 ) of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention includes a
전압 검출부(210)는 복수의 서브모듈(112) 중 커패시터(C)의 전압이 최대 및 최소가 되는 서브모듈을 검출할 수 있다. 전압 검출부(210)는 각 상에 직렬로 연결된 복수의 서브모듈(112) 중 하나의 서브모듈의 커패시터 전압을 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)으로 설정할 수 있다. 여기서, 전압 검출부(210)는 전원부(120a)를 기준으로 처음에 연결되는 제1서브모듈(SM01)의 커패시터 전압을 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)으로 설정할 수 있다.The
전압 검출부(210)는 다음 주기에서 제1서브모듈(SM01)에 연결되는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압을 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)과 비교할 수 있다. 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압이 최대전압(Vc.max)보다 큰 경우 최대전압을 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압으로 재설정할 수 있다. 즉, 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압을 최대전압(Vc.max)으로 설정할 수 있다. 또한, 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압이 최대전압(Vc.max)보다 작은 경우 최대전압을 그대로 유지할 수 있다.The
한편, 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압이 최소전압(Vc.max)보다 작은 경우 최소전압을 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압으로 재설정할 수 있다. 즉, 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압을 최소전압(Vc.min)으로 설정할 수 있다. 또한, 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압이 최소전압(Vc.min)보다 큰 경우 최소전압(Vc.min)을 그대로 유지할 수 있다.Meanwhile, when the voltage of the capacitor C of the second sub-module SM02 is smaller than the minimum voltage Vc.max, the
전압 검출부(210)는 직렬로 연결된 복수의 서브모듈(112)들의 커패시터 전압에 대해 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)과 비교하여 최종 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)을 출력할 수 있다.The
제어부(220)는 전압 검출부(210)에서 출력한 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)을 기초로 서브모듈(112)에 포함되는 커패시터(C)의 전압 균형을 제어할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(220)는 전압 검출부(210)에서 출력한 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)을 지령치()와 비교할 수 있다. 제어부(220)는 최대전압(Vc.max)과 지령치()를 비교하여 오차를 출력할 수 있다. 여기서, 최대전압(Vc.max)은 지령치()보다 크기 때문에 두 값의 오차는 양의 값일 수 있다. 또한, 제어부(220)는 최소전압(Vc.min)과 지령치()를 비교하여 오차를 출력할 수 있다. 여기서, 최소전압(Vc.min)은 지령치()보다 작기 때문에 두 값의 오차는 음의 값일 수 있다.Specifically, the
제어부(220)는 최대전압(Vc.max)과 지령치()를 비교한 결과와 최소전압(Vc.min)과 지령치()를 비교한 결과를 각각 제어기(222, 224)로 입력할 수 있다. 여기서, 제어부(220)는 최대전압(Vc.max)과 지령치()를 비교한 결과가 입력되는 제1제어기(222) 및 최대전압(Vc.max)과 지령치()를 비교한 결과가 입력되는 제2제어기(224)를 각각 포함할 수 있다. 제1제어기(222) 및 제2제어기(224)는 비례(proportional, P) 제어기 또는 PI(Proportional integral, PI) 제어기일 수 있다. 제1제어기(222) 및 제2제어기(224)는 제어부(220)의 제어에 의해 동작될 수 있으며, 제어부(220)와 별도의 구성일 수도 있다. The
제1제어기(222) 및 제2제어기(224)는 오차값이 입력되면 커패시터 전압의 균형을 제어하기 위한 보상치(, )를 출력할 수 있다. 제어부(220)는 보상치가 양의 값인 경우 서브모듈(112)의 턴온 시간을 증가시킬 수 있고, 제어부(220)는 보상치가 음의 값인 경우 서브모듈(112)의 턴온 시간을 감소시킬 수 있다.When an error value is input to the first controller 222 and the
예컨대, 최대전압(Vc.max)은 지령치()보다 크므로, 제1제어기(222)의 출력값은 양의 값일 수 있다. 제어부(220)는 arm(100)에 양의 전류가 흐르는 경우 제1제어기(222)의 출력값에 -1을 곱하여 음의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(220)는 arm(110)에 양의 전류가 흐르는 경우 보상치가 음의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 감소시킬 수 있다.For example, the maximum voltage (Vc.max) is the command value ( ), so the output value of the first controller 222 may be a positive value. The
한편, 제어부(220)는 arm(110)에 음의 전류가 흐르는 경우 제1제어기(222)의 출력값에 1을 곱하여 양의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(220)는 arm(110)에 양의 전류가 흐르는 경우 보상치가 양의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 증가시켜 해당 서브모듈(112)의 커패시터 전압이 증가되도록 할 수 있다. 여기서, 해당 서브모듈(112)은 커패시터(C)의 전압의 최대전압인 서브모듈일 수 있다.On the other hand, when a negative current flows in the arm 110 , the
또한, 최소전압(Vc.min)은 지령치()보다 작으므로, 제2제어기(224)의 출력값은 음의 값일 수 있다. 제어부(220)는 arm(100)에 양의 전류가 흐르는 경우 제2제어기(224)의 출력값에 -1을 곱하여 양의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(224)는 arm(110)에 양의 전류가 흐르는 경우 보상치의 값이 양의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 증가시켜 해당 서브모듈(112)의 커패시터 전압이 증가되도록 할 수 있다. In addition, the minimum voltage (Vc.min) is ), so the output value of the
한편, 제어부(220)는 arm(110)에 음의 전류가 흐르는 경우 제2제어기(224)의 출력값에 1을 곱하여 음의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(224)는 arm(110)에 음의 전류가 흐르는 경우 보상치의 값이 음의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 증가시켜 해당 서브모듈(112)의 커패시터 전압이 증가되도록 할 수 있다. 여기서, 해당 서브모듈(112)은 커패시터(C)의 전압의 최소전압인 서브모듈일 수 있다.On the other hand, when a negative current flows in the arm 110 , the
제어부(220)는 계산된 보상치(, )에 정규화된 값을 더해 서브모듈(112)의 변조신호(, )를 각각 생성할 수 있다. 여기서, 정규화된 값은 이며, arm(110)의 전압지령에 서브모듈(112)의 개수를 나눈 값일 수 있다. 제어부(220)는 계산된 보상치에 정규화된 값을 각각 더해 생성된 변조신호를 삼각반송파와 비교하여 서브모듈(112)의 스위칭신호를 발생할 수 있다. 여기서, 스위칭신호는 서브모듈(112)에 포함되는 스위치(반도체소자)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 신호일 수 있다. The
전류 부호 판별부(230)는 arm(110)에 흐르는 전류의 방향에 따라 전류의 부호를 결정할 수 있다. 전류 부호 판별부(230)에서 결정된 전류의 부호는 제어부(220)로 전달되어 전류의 부호에 따라 보상치를 계산할 수 있다. The current
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 균형 제어를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating voltage balance control according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, (a)는 기존의 전압 균형 제어를 나타내고, (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 균형 제어를 나타내고, (c)는 (b)의 주기를 변경한 전압 균형 제어를 나타낸다. 도 4는 arm(110) 당 서브모듈(112)의 개수가 4개인 경우의 전압 균형 제어를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 4, (a) shows the conventional voltage balance control, (b) shows the voltage balance control according to an embodiment of the present invention, (c) shows the voltage balance control in which the period of (b) is changed indicates FIG. 4 may show voltage balance control when the number of
(a)에 따르면, 기존의 전압 균형 제어는 매 제어 주기마다 모든 서브모듈(112)의 전압이 지령치를 추종할 수 있다. (b)에 따르면, 최대 및 최소의 커패시터(C) 전압을 갖는 서브모듈만을 선택적으로 제어할 수 있다. 즉, 매 제어주기마다 최대 및 최소의 커패시터(C) 전압을 갖는 서브모듈만이 제어의 대상일 수 있다. (c)에 따르면, 빠른 제어 주기로 제어할 수 있어 기존의 방법에 비해 연산 시간을 감소시킬 수 있다. 예컨대, 제어 주기를 두 배로 빠르게 하는 경우 기존의 전압 균형 제어와 동일한 수준의 전압 변동 폭으로 제어할 수 있다.According to (a), in the conventional voltage balance control, the voltage of all
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전압 균형 제어 기법에 따른 서브모듈의 커패시터 전압 및 출력 전류를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a capacitor voltage and an output current of a sub-module according to a voltage balance control technique according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, arm(110)당 4개의 서브모듈(112)로 구성된 3상 모듈형 멀티레벨 컨버터(100)에서 전압 균형 제어를 실시한 결과를 나타낼 수 있다. 예컨대, 제1서브모듈(SMO1)에 포함된 커패시터(C)에 저항을 연결하기 위해 불균형 상태를 모의하고, 복수의 서브모듈(112)의 커패시터(C) 전압을 평균적으로 동일한 값으로 제어하도록 할 수 잇다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1서브모듈(SM01), 제3서브모듈(SM03), 제4서브모듈(SM04) 및 제8서브모듈(SM08)만을 이용하여 전압 균형을 제어할 수 있다. 이에 따라 적은 수의 제어기만을 이용하여 동일한 수준의 전압 제어 성능을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , the result of performing voltage balance control in the three-phase modular
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 방법을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a voltage balance control method of a capacitor included in a sub-module of a modular multi-level converter according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 전압 검출부(210)는 복수의 서브모듈(112) 중 커패시터(C)의 전압이 최대 및 최소가 되는 서브모듈을 검출할 수 있다(S100). Referring to FIG. 6 , the
전압 검출부(210)는 제1서브모듈(SM01)의 커패시터 전압을 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)으로 설정할 수 있다. 전압 검출부(210)는 다음 주기에서 제1서브모듈(SM01)에 연결되는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압을 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)과 비교할 수 있다. 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압과 최대전압(Vc.max)을 비교하여 크기가 더 큰 전압을 최대전압으로 재설정할 수 있다. 또한, 전압 검출부(210)는 제2서브모듈(SM02)의 커패시터(C)의 전압과 최소전압(Vc.min)을 비교하여 크기가 더 작은 전압을 최소전압으로 재설정할 수 있다.The
제어부(220)는 전압 검출부(110)에서 검출된 최대전압(Vc.max) 및 최소전압(Vc.min)을 지령치()와 각각 비교하여 오차값을 출력할 수 있다(S200).The
최대전압(Vc.max)은 지령치()보다 크기 때문에 두 값의 오차는 양의 값일 수 있고, 최소전압(Vc.min)은 지령치()보다 작기 때문에 두 값의 오차는 음의 값일 수 있다.The maximum voltage (Vc.max) is the setpoint ( ), the error between the two values can be positive, and the minimum voltage (Vc.min) is ), so the error between the two values may be negative.
제어부(220)는 출력된 오차값을 제어기(222, 224)로 입력하고, 제어기(222, 224)로부터 출력되는 출력값을 기초로 보상치를 계산할 수 있다(S300).The
제어부(220)는 보상치가 양의 값인 경우 서브모듈(112)의 턴온 시간을 증가시킬 수 있고, 제어부(220)는 보상치가 음의 값인 경우 서브모듈(112)의 턴온 시간을 감소시킬 수 있다.When the compensation value is a positive value, the
여기서, 최대전압(Vc.max)은 지령치()보다 크므로, 제1제어기(222)의 출력값은 양의 값일 수 있다. 제어부(220)는 arm(100)에 양의 전류가 흐르는 경우 제1제어기(222)의 출력값에 -1을 곱하여 음의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(220)는 arm(110)에 양의 전류가 흐르는 경우 보상치가 음의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 감소시킬 수 있다.Here, the maximum voltage (Vc.max) is the command value ( ), so the output value of the first controller 222 may be a positive value. The
한편, 제어부(220)는 arm(110)에 음의 전류가 흐르는 경우 제1제어기(222)의 출력값에 1을 곱하여 양의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(220)는 arm(110)에 양의 전류가 흐르는 경우 보상치가 양의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 증가시켜 해당 서브모듈(112)의 커패시터 전압이 증가되도록 할 수 있다. 여기서, 해당 서브모듈(112)은 커패시터(C)의 전압의 최대전압인 서브모듈일 수 있다.On the other hand, when a negative current flows in the arm 110 , the
또한, 최소전압(Vc.min)은 지령치()보다 작으므로, 제2제어기(224)의 출력값은 음의 값일 수 있다. 제어부(220)는 arm(100)에 양의 전류가 흐르는 경우 제2제어기(224)의 출력값에 -1을 곱하여 양의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(224)는 arm(110)에 양의 전류가 흐르는 경우 보상치의 값이 양의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 증가시켜 해당 서브모듈(112)의 커패시터 전압이 증가되도록 할 수 있다. In addition, the minimum voltage (Vc.min) is ), so the output value of the
한편, 제어부(220)는 arm(110)에 음의 전류가 흐르는 경우 제2제어기(224)의 출력값에 1을 곱하여 음의 보상치()를 계산할 수 있다. 제어부(224)는 arm(110)에 음의 전류가 흐르는 경우 보상치의 값이 음의 값이 되므로, 해당 서브모듈(112)이 턴온되는 시간을 증가시켜 해당 서브모듈(112)의 커패시터 전압이 증가되도록 할 수 있다. 여기서, 해당 서브모듈(112)은 커패시터(C)의 전압의 최소전압인 서브모듈일 수 있다.On the other hand, when a negative current flows in the arm 110 , the
제어부(220)는 계산된 보상치(, )에 정규화된 값을 더해 서브모듈(112)의 변조신호(, )를 각각 생성하고, 서브모듈의 스위칭신호를 발생할 수 있다(S400).The
여기서, 정규화된 값은 이며, arm(110)의 전압지령에 서브모듈(112)의 개수를 나눈 값일 수 있다. 제어부(220)는 계산된 보상치에 정규화된 값을 각각 더해 생성된 변조신호를 삼각반송파와 비교하여 서브모듈(112)의 스위칭신호를 발생할 수 있다. 여기서, 스위칭신호는 서브모듈(112)에 포함되는 스위치(반도체소자)의 턴온 또는 턴오프를 제어하기 위한 신호일 수 있다. Here, the normalized value is , and may be a value obtained by dividing the number of
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 중 커패시터의 전압이 최대 및 최소인 서브모듈을 선택하고, 선택된 서브모듈의 커패시터의 전압이 지령치와 유사해지도록 제어하는 모듈형 멀티레벨 컨버터의 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압 균형 제어 장치 및 방법을 실현할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a sub-module having the maximum and minimum capacitor voltages is selected from among the sub-modules of the modular multi-level converter, and the voltage of the capacitor of the selected sub-module is controlled to be similar to the command value. It is possible to realize an apparatus and method for controlling voltage balance of a capacitor included in a submodule of a modular multilevel converter.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof, so the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. only do The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
100: 모듈형 멀티레벨 컨버터
112: 서브모듈
114: 버퍼 인덕터
120: 전원부
210: 전압 검출부
220: 제어기
230: 전류 부호 판별부100: modular multilevel converter
112: submodule
114: buffer inductor
120: power unit
210: voltage detection unit
220: controller
230: current sign determination unit
Claims (22)
상기 복수의 서브모듈 중 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압이 최대전압 및 최소전압인 서브모듈을 검출하는 전압 검출부;
상기 전압 검출부에서 검출된 최대전압 및 최소전압을 기초로 커패시터의 전압이 최대전압인 서브모듈 및 커패시터의 전압이 최소전압인 서브모듈의 커패시터의 전압을 제어하여 상기 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 전압 검출부는 제1서브모듈의 커패시터 전압을 최대전압 및 최소전압으로 설정하고,
제1서브모듈과 연결된 제2서브모듈의 커패시터 전압을 상기 최대전압 및 최소전압과 비교하여 제2서브모듈의 커패시터 전압 및 최대전압 중 크기가 더 큰 전압을 최대전압으로 재설정하고, 제2서브모듈의 커패시터 전압 및 최소전압 중 크기가 더 작은 전압을 최소전압으로 재설정하는 전압 균형 제어 장치.
In the voltage balance control device for controlling the voltage balance of a plurality of sub-modules included in a modular multilevel converter (Modular Multilevel Converter, MMC),
a voltage detection unit configured to detect a sub-module having a maximum voltage and a minimum voltage of a capacitor included in the sub-module among the plurality of sub-modules;
Control the voltage balance of the plurality of sub-modules by controlling the voltages of the capacitors of the sub-module having the maximum voltage of the capacitor and the sub-module having the minimum voltage of the capacitor based on the maximum and minimum voltages detected by the voltage detection unit including a control unit that
The voltage detection unit sets the capacitor voltage of the first sub-module to a maximum voltage and a minimum voltage,
Comparing the capacitor voltage of the second sub-module connected to the first sub-module with the maximum voltage and the minimum voltage, and resetting the larger voltage among the capacitor voltage and the maximum voltage of the second sub-module to the maximum voltage, the second sub-module A voltage balance control device that resets the smaller of the capacitor voltage and the minimum voltage to the minimum voltage.
상기 제어부는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 비례(proportional, P) 제어기 또는 PI(Proportional integral, PI) 제어기를 포함하는 전압 균형 제어 장치.
According to claim 1,
The control unit includes a controller, and the controller is a proportional (proportional, P) controller or a voltage balance control device comprising a PI (Proportional integral, PI) controller.
상기 제어부는 상기 전압 검출부에서 검출된 최대전압 및 최소전압을 지령치와 각각 비교하여 오차값을 출력하고,
상기 최대전압과 상기 지령치를 비교하여 출력되는 오차값은 양의 값이고,
상기 최소전압과 상기 지령치를 비교하여 출력되는 오차값은 음의 값인 전압 균형 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit outputs an error value by comparing the maximum voltage and the minimum voltage detected by the voltage detection unit with a command value, respectively,
The error value output by comparing the maximum voltage with the command value is a positive value,
An error value output by comparing the minimum voltage with the command value is a negative value.
상기 제어부는 출력된 오차값을 상기 제어기로 각각 입력하고, 상기 제어기로부터 출력되는 출력값과 서브모듈에 흐르는 전류의 방향을 기초로 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 장치.
5. The method of claim 4,
The control unit inputs the output error values to the controller, respectively, and calculates a compensation value based on the output value output from the controller and the direction of the current flowing in the submodule.
상기 제어부는 상기 보상치가 양의 값인 경우 상기 서브모듈의 턴온 시간을 증가시키고, 상기 보상치가 음의 값인 경우 상기 서브모듈의 턴온 시간을 감소시키는 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit increases a turn-on time of the sub-module when the compensation value is a positive value, and decreases a turn-on time of the sub-module when the compensation value is a negative value.
상기 제어부는 상기 출력값이 양의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 양의 전류인 경우 상기 출력값에 -1을 곱하여 음의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
When the output value is a positive value and the current flowing through the sub-module is a positive current, the control unit calculates a negative compensation value by multiplying the output value by -1.
상기 제어부는 상기 출력값이 양의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 음의 전류인 경우 상기 출력값에 1을 곱하여 양의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit calculates a positive compensation value by multiplying the output value by 1 when the output value is a positive value and the current flowing through the sub-module is a negative current.
상기 제어부는 상기 출력값이 음의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 양의 전류인 경우 상기 출력값에 -1을 곱하여 양의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit calculates a positive compensation value by multiplying the output value by -1 when the output value is a negative value and the current flowing through the sub-module is a positive current.
상기 제어부는 상기 출력값이 음의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 양의 전류인 경우 상기 출력값에 -1을 곱하여 양의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit calculates a positive compensation value by multiplying the output value by -1 when the output value is a negative value and the current flowing through the sub-module is a positive current.
상기 제어부는 출력값이 음의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 음의 전류인 경우 상기 출력값에 1을 곱하여 음의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
When the output value is a negative value and the current flowing through the sub-module is a negative current, the controller multiplies the output value by 1 to calculate a negative compensation value.
상기 제어부는 계산된 보상치에 정규화된 값을 더해 서브모듈의 변조신호를 각각 생성하고, 삼각반송파와의 비교를 통해 상기 서브모듈의 스위칭신호를 발생하고,
상기 정규화된 값은 이며, 는 전압 지령치이고, N은 상기 서브모듈의 개수인 전압 균형 제어 장치.
6. The method of claim 5,
The control unit generates a modulation signal of the sub-module by adding a normalized value to the calculated compensation value, and generates a switching signal of the sub-module through comparison with a triangular carrier,
The normalized value is is, is a voltage command value, and N is the number of the sub-modules.
상기 복수의 서브모듈 중 서브모듈에 포함되는 커패시터의 전압이 최대전압 및 최소전압인 서브모듈을 검출하는 단계;
검출된 최대전압 및 최소전압을 기초로 커패시터의 전압이 최대전압인 서브모듈 및 커패시터의 전압이 최소전압인 서브모듈의 커패시터의 전압을 제어하여 상기 복수의 서브모듈의 전압 균형을 제어하는 단계를 포함하되,
상기 서브모듈을 검출하는 단계는,
제1서브모듈의 커패시터 전압을 최대전압 및 최소전압으로 설정하고,
제1서브모듈과 연결된 제2서브모듈의 커패시터 전압을 상기 최대전압 및 최소전압과 비교하여 제2서브모듈의 커패시터 전압 및 최대전압 중 크기가 더 큰 전압을 최대전압으로 재설정하고, 제2서브모듈의 커패시터 전압 및 최소전압 중 크기가 더 작은 전압을 최소전압으로 재설정하는 전압 균형 제어 방법.
A voltage balance control method for controlling voltage balance of a plurality of sub-modules included in a modular multilevel converter (MMC), the method comprising:
detecting a sub-module having a maximum voltage and a minimum voltage of a capacitor included in the sub-module among the plurality of sub-modules;
Controlling the voltage balance of the plurality of submodules by controlling the voltages of the capacitors of the submodule having the maximum voltage and the submodule having the minimum voltage of the capacitor based on the detected maximum and minimum voltages but,
The step of detecting the submodule comprises:
Set the capacitor voltage of the first sub-module to the maximum voltage and the minimum voltage,
Comparing the capacitor voltage of the second sub-module connected to the first sub-module with the maximum voltage and the minimum voltage, and resetting the larger voltage among the capacitor voltage and the maximum voltage of the second sub-module to the maximum voltage, the second sub-module A voltage balance control method that resets the smaller of the capacitor voltage and the minimum voltage of the voltage to the minimum voltage.
검출된 최대전압 및 최소전압을 지령치와 각각 비교하여 오차값을 출력하고, 출력된 오차값을 제어기로 각각 입력하고, 상기 제어기로부터 출력되는 출력값과 서브모듈에 흐르는 전류의 방향을 기초로 보상치를 계산하고,
상기 최대전압과 상기 지령치를 비교하여 출력되는 오차값이 상기 제어기로 입력되어 출력되는 출력값은 양의 값이고,
상기 최소전압과 상기 지령치를 비교하여 출력되는 오차값이 상기 제어기로 입력되어 출력되는 출력값은 음의 값인 전압 균형 제어 방법.
14. The method of claim 13, wherein controlling the voltage balance comprises:
The detected maximum and minimum voltages are compared with the command value, respectively, to output an error value, input the output error value to the controller, respectively, and calculate a compensation value based on the output value output from the controller and the direction of the current flowing through the submodule do,
An error value output by comparing the maximum voltage with the command value is input to the controller, and an output value outputted is a positive value,
An error value output by comparing the minimum voltage with the command value is input to the controller, and an output value outputted by the controller is a negative value.
상기 보상치가 양의 값인 경우 상기 서브모듈의 턴온 시간을 증가시키고, 상기 보상치가 음의 값인 경우 상기 서브모듈의 턴온 시간을 감소시키는 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
A voltage balance control method of increasing a turn-on time of the sub-module when the compensation value is a positive value, and decreasing a turn-on time of the sub-module when the compensation value is a negative value.
상기 출력값이 양의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 양의 전류인 경우 상기 출력값에 -1을 곱하여 음의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
When the output value is a positive value and the current flowing through the sub-module is a positive current, the voltage balance control method for calculating a negative compensation value by multiplying the output value by -1.
상기 출력값이 양의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 음의 전류인 경우 상기 출력값에 1을 곱하여 양의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
A voltage balance control method of calculating a positive compensation value by multiplying the output value by 1 when the output value is a positive value and the current flowing through the sub-module is a negative current.
상기 출력값이 음의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 양의 전류인 경우 상기 출력값에 -1을 곱하여 양의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
When the output value is a negative value and the current flowing through the submodule is a positive current, the voltage balance control method for calculating a positive compensation value by multiplying the output value by -1.
상기 출력값이 음의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 양의 전류인 경우 상기 출력값에 -1을 곱하여 양의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
When the output value is a negative value and the current flowing through the submodule is a positive current, the voltage balance control method for calculating a positive compensation value by multiplying the output value by -1.
출력값이 음의 값이고, 상기 서브모듈에 흐르는 전류가 음의 전류인 경우 상기 출력값에 1을 곱하여 음의 보상치를 계산하는 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
A voltage balance control method of calculating a negative compensation value by multiplying the output value by 1 when the output value is a negative value and the current flowing through the submodule is a negative current.
계산된 보상치에 정규화된 값을 더해 서브모듈의 변조신호를 각각 생성하고, 삼각반송파와의 비교를 통해 상기 서브모듈의 스위칭신호를 발생하고,
상기 정규화된 값은 이며, 는 전압 지령치이고, N은 상기 서브모듈의 개수인 전압 균형 제어 방법.
16. The method of claim 15, wherein controlling the voltage balance comprises:
By adding a normalized value to the calculated compensation value, each modulated signal of the sub-module is generated, and a switching signal of the sub-module is generated through comparison with a triangular carrier,
The normalized value is is, is a voltage command value, and N is the number of the sub-modules.
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