전력 변환기 기반 전력 계통의 전력 진동 감쇠 제어기

Centrala begrepp

전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 전력 진동 감쇠 제어기를 제안한다.

Sammanfattning

이 논문은 전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠 제어기의 성능을 조사한다. 주요 내용은 다음과 같다:

1. 전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠를 위한 전력 진동 감쇠 제어기(POD-P, POD-Q, POD-PQ)를 제안한다. 제안된 POD 제어기는 전력 변환기에서 생성된 주파수를 입력 신호로 사용하여 구현이 간단하다.

2. 소규모 합성 시스템을 이용하여 POD 제어기의 설계 방법을 제시한다. 이 방법은 전력 계통에 대한 정보가 제한적인 경우에 유용하다.

3. 소규모 합성 시스템과 대규모 IEEE 118-버스 시스템을 통해 제안된 POD 제어기의 성능을 분석한다. 결과는 전력 변환기 기반 전력 계통에서 POD 제어기가 전력 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있음을 보여준다.

Statistik

기저 케이스(Base case)에서 전기기계 모드의 감쇠비는 -1.63%로 불안정하다.
전력 변환기 기반 전력 계통(SG + GFOR)에서 전기기계 모드의 감쇠비는 10.3%로 향상된다.
POD-P, POD-Q, POD-PQ 제어기를 적용하면 전기기계 모드의 감쇠비가 각각 22.4%, 24.4%, 24.0%로 크게 향상된다.

Citat

"전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠를 위한 POD 제어기를 제안한다."
"제안된 POD 제어기는 전력 변환기에서 생성된 주파수를 입력 신호로 사용하여 구현이 간단하다."
"소규모 합성 시스템을 이용한 POD 제어기 설계 방법은 전력 계통에 대한 정보가 제한적인 경우에 유용하다."

Viktiga insikter från

Power Oscillation Damping Controllers for Grid-Forming Power Converters in Modern PowerSystems

by Elia... på arxiv.org 09-18-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.10726.pdf

Djupare frågor

전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠를 위한 다른 제어 전략은 무엇이 있을까?

전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠를 위한 다양한 제어 전략이 존재합니다. 그 중 하나는 **전력 시스템 안정기(PSS)**입니다. PSS는 동기 발전기와 함께 작동하여 전력 계통의 전력 진동을 감쇠하는 데 효과적입니다. 또한, **가변 전압 및 주파수 제어(VSVF)**와 같은 방법도 사용되며, 이는 전력 변환기가 전압과 주파수를 조절하여 시스템의 안정성을 높이는 데 기여합니다. 가상 동기 기계(VSM) 제어 전략도 중요한 역할을 하며, 이는 전력 변환기가 동기 발전기의 특성을 모방하여 전력 진동을 감쇠하는 데 도움을 줍니다. 마지막으로, **전력 진동 감쇠 제어기(POD)**는 제안된 연구에서 다룬 바와 같이, 전력 변환기의 능동 및 수동 전력 주입을 조절하여 전력 진동을 효과적으로 감쇠하는 데 사용됩니다. 이러한 다양한 제어 전략들은 전력 변환기 기반 전력 계통의 안정성을 높이는 데 필수적입니다.

제안된 POD 제어기의 성능이 전력 계통의 운전 조건 변화에 따라 어떻게 달라질까?

제안된 POD 제어기의 성능은 전력 계통의 운전 조건 변화에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 전력 계통의 부하 변화나 발전기 출력의 변동은 전력 진동의 주파수와 감쇠 비율에 영향을 미칩니다. POD 제어기는 특정 운전 조건에서 설계되었기 때문에, 이러한 조건이 변경되면 제어기의 효과가 감소할 수 있습니다. 연구에서 제안된 POD-P 및 POD-Q 제어기는 특정 주파수 범위에서 최적화되어 설계되었으나, 다른 주파수 범위에서는 그 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서, POD 제어기의 설계는 다양한 운전 조건을 고려하여 이루어져야 하며, 이를 통해 전력 진동 감쇠의 효과를 극대화할 수 있습니다. 또한, POD 제어기의 파라미터 조정이 필요할 수 있으며, 이는 전력 계통의 동적 특성에 따라 달라질 수 있습니다.

전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠와 관련된 다른 중요한 문제는 무엇일까?

전력 변환기 기반 전력 계통에서 전력 진동 감쇠와 관련된 중요한 문제는 여러 가지가 있습니다. 첫째, 전력 변환기의 제어 구조가 전력 진동에 미치는 영향입니다. 전력 변환기의 제어 방식이 진동의 발생 및 감쇠에 중요한 역할을 하므로, 적절한 제어 전략을 선택하는 것이 필수적입니다. 둘째, 전력 계통의 복잡성입니다. 현대의 전력 계통은 다양한 발전원과 부하가 연결되어 있어, 이들 간의 상호작용이 복잡합니다. 이러한 복잡성은 전력 진동의 발생 및 감쇠에 영향을 미칠 수 있습니다. 셋째, 데이터 부족 문제입니다. 대규모 전력 시스템에서 POD 제어기를 설계할 때, 시스템에 대한 정보가 제한적일 수 있으며, 이는 제어기의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 마지막으로, 재생 가능 에너지의 증가로 인한 전력 계통의 불안정성 문제도 중요한 이슈입니다. 재생 가능 에너지원의 변동성은 전력 진동을 유발할 수 있으며, 이를 효과적으로 감쇠하기 위한 새로운 제어 전략이 필요합니다. 이러한 문제들은 전력 진동 감쇠를 위한 연구와 개발에 있어 중요한 고려사항이 됩니다.