동적 등가 회로를 이용한 MMC의 시뮬레이션 모델 개발

신동철; 이동명

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자료유형: 학술저널

저자정보: 신동철 (홍익대학교) 이동명 (홍익대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제21권 제3호

발행연도: 2020.3

수록면: 17 - 23 (7page)

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본 논문에서는 MMC(Modular Multilevel Converter) 시스템 개발시 필요한 등가 회로를 이용한 MMC 시뮬레이션 모델을 제안한다. MMC는 하프 브릿지 혹은 풀 브릿지 형태의 서브 모듈이 직렬로 수십 개에서 수백 개가 연결된 형태의 전력변환기로, 전압형 HVDC(High Voltage Direct Current)와 같은 고압 송전에 가장 적합한 토폴로지로 선택되어 상용화 되어 있다. MMC의 알고리즘 개발을 위해서는 전체 시스템의 시뮬레이션이 필수적이다. 그러나, 수백 혹은 수천 개의 스위칭 소자를 사용하여 MMC의 시뮬레이션 모델의 구성하거나 시뮬레이션을 수행하는 것은 사실상 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 전압 레벨 증가 등의 확장성이 용이하고 MMC 변환기의 전압 전류의 동특성을 등가화하여 구현한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 스위칭 신호와 암 전류의 방향으로부터 등가 회로의 전압과 전류식을 연산하고, 이를 Matlab/Simulink를 이용하여 등가 모델화한다. 개발된 모델의 타당성을 보이기 위하여 스위칭의 소자를 이용한 5 레벨의 MMC와 본 논문에서 제안하는 등가 모델 MMC의 시뮬레이션의 결과를 보인다. 두 모델의 전류 파형, 전압파형 등이 일치함을 보임으로써 개발 모델의 타당성을 보이고자 한다.

#MMC(modular multilevel converter) #HVDC #Equivalent circuit model #Simulink model #PWM

참고문헌 (10)

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J. Rodrigues, J. Lai, and F. Z. Feng, Multilevel Inverters: A Survey of Topologies Controls and Applications, IEEE Trans. Ind. Electron. , vol. 49, no. 4, pp. 724-738, Aug. 2002. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TIE.2002.801052

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O. E. Oni, I. E. Davidson, and K. N. I. Mbangula, A Review of LCC-HVDC and VSC-HVDC Technologies and Applications, IEEE 16th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC), Florence , 2016, pp. 1-7. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/EEEIC.2016.7555677

K. Friedrich, Modern HVDC plus Application of VSC in Modular Multilevel Converter Topology, IEEE International Symposium on Industrial Electronics , pp. 3807-3810, July 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/ISIE.2010.5637505

J. Peralta, H. Saad, S. Dennetiere, J. Mahseredjian, and S. Nguefeu, Detailed and Averaged Models for A 401-level MMC?HVDC System, IEEE Transactions on Power Delivery , vol. 27, no. 3, pp. 1501-1508, July 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TPWRD.2012.2188911

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