목차

제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 본 논문의 구성 3
제 2 장 전력품질과 고조파 5
2.1. 고조파 정의와 기준 5
2.1.1 고조파 정의 5
2.1.2 고조파 발생 표현 6
2.2 고조파에 의한 영향 7
2.3 고조파 관리기준 11
2.3.1 종합 고조파 왜형율(THD) 11
2.3.2 국내 고조파 관리기준 11
2.3.3 국외 고조파관리기준 14
2.3.3.1 IEC 61000 14
2.3.3.2 IEEE Std. 519 16
2.4 고조파 개선대책 19
2.4.1 수동형 고조파필터 20
2.4.2 능동형 고조파필터 23
2.4.3 영상전류 저감장치 27
2.4.4 위상조정 변압기 29
제 3 장 전압형 멀티레벨 컨버터 30
3.1 NPC 컨버터 31
3.2 FC(Flying Capacitor) 컨버터 33
3.3 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter) 34
3.3.1 서브모듈(Submodule,SM) 구성 35
3.3.2 MMC 시스템 구성 36
제 4 장 능동형 고조파 필터(APF) 40
4.1 능동형 고조파필터 구성 40
4.2 능동형 고조파필터 제어 41
4.2.1 전력의 표현 41
4.2.2 보상전류 기준값 44
4.2.3 기본파 무효전력 제어 45
4.2.4 고조파 무효전력 제어 49
4.2.5 전압변조와 서브모듈 전압 52
4.2.6 제어시스템 구성과 능동필터 설계 54
제 5 장 능동필터 시뮬레이션 57
5.1 시뮬레이션 구성 57
5.2 기준값 생성과 출력 60
5.3 고조파 생성과 리액터 61
5.4 고조파전류 출력 66
5.4.1 고조파전류 최대출력 67
5.4.2 5,7차 고조파출력 68
5.4.3 5,7,11,13차 고조파 출력 69
5.4.4 25차 이내 고조파 출력 71
5.4.5 고차 고조파 모의 72
5.4.6 목표차수(50차)범위 고조파 출력 73
5.4.7 특정 주파수 출력과 제어 75
5.4.7.1 35차 고조파 출력증가 75
5.4.7.2 고차고조파 출력과 제어기 조정사례 1 76
5.4.7.3 고차고조파 출력과 제어기 조정사례 2 78
5.4.7.4 고차고조파 출력과 제어기 조정사례 3 80
5.5 고조파 보상성능 81
5.5.1 CHILS 시스템 구성 81
5.5.2 고조파 보상 결과 83
제 6 장 APF 제작과 신뢰성 86
6.1 능동필터 H/W 구성 86
6.2 시스템 구조와 냉각설계 89
6.2.1 방열판 설계 89
6.2.2 시스템 구조해석 90
6.3 제어기 설계와 제작 94
6.3.1 Master Board 95
6.3.2 Interface Board 97
6.3.3 Cell Board 98
6.3.4 Sensing Board와 제어기 H/W 99
6.4 HMI와 PC 상위시스템 102
6.4.1 HMI 102
6.4.2 PC기반 상위 시스템 103
6.5 능동필터 신뢰성 시험 104
제 7 장 발전소내 성능검증 112
7.1 소내 전력계통 구성 112
7.2 고조파 발생원 113
7.2.1 가스터빈기동장치(Static Frequency Converter : SFC) 114
7.2.2 여자시스템(Excitation System) 116
7.3 현장 고조파진단 117
7.3.1 고조파 판정기준(IEEE 519 Std.) 118
7.3.2 현장측정 119
7.3.2.1 기동시 고조파 측정 119
7.3.2.2 정상운전시 고조파 진단 122
7.3.3 현장 진단 결과 125
7.4 고조파전류 저감 시험 126
7.4.1 능동형 고조파필터 설치 126
7.4.2 고조파전류 저감 결과 129
7.4.2.1 기동시 고조파전류 저감 129
7.4.2.2 정상운전시 고조파전류 저감 131
제 8 장 결 론 133
참고문헌 137
Abstract 142