빠른 모의시험을 위한 MMC HVDC 시스템 축소차수 모델

Abstract

모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multilevel Converter : MMC)는 기존의 멀티레벨 컨버터 토폴로지 중 신뢰성 확보 관점에서 가장 우수한 장점을 갖지만 동일한 출력 전압레벨 구현시 두 배의 스위치 소자가 요구되는 단점이 있다. 일반적으로 HVDC (High Voltage Direct Current) 시스템에 MMC를 적용하는 경우 고전압 구현 및 필터사이즈 감소를 위해 출력전압을 수백 레벨로 설계한다. 이 시스템을 EMT (Electromagnetic Transients) 시뮬레이션 프로그램으로 해석 시 많은 연산시간을 요구하므로 시간 단축을 위한 축소차수 모델 설계는 반드시 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 두 개의 스위치와 한 개의 커패시터로 구성된 서브모듈 (Submodule)에 대해 스위칭 함수를 이용한 등가 모델을 제안하였다. 각 암을 하나의 전압원으로 단순화하여 시뮬레이션 수행시간을 줄였다. 본 모델의 유효성을 검증하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어 환경에서 제공하는 반도체 스위치를 이용한 모델과 비교하였다.