용량성 운전
계통에 무효전력을 공급합니다. 일반적으로 전압이 낮아진 계통 접속점의 전압을 높이는 방향으로 작용합니다.
POWER SYSTEMS / TECHNICAL NOTES
STATCOM무효전력으로
계통 전압을 제어하다.
전압원 컨버터가 만드는 교류 전압.
계통과의 전압 차이를 조절해 무효전력을 공급하거나 흡수하는 정지형 동기 보상기의 원리를 살펴봅니다.
SIMPLIFIED EQUIVALENT CIRCUITδ ≈ 0
컨버터와 계통 사이의 전압 크기 차이가 무효전류의 방향과 크기를 결정합니다.
VSC전압원 컨버터 기반
±Q무효전력 공급 · 흡수
Voltage support계통 접속점 전압 지원
01 /
전압 차이가 만드는 무효전력
STATCOM은 계통에 병렬로 연결되는 전력전자 보상 장치입니다. DC 링크를 바탕으로 컨버터가 교류 전압을 합성하고, 결합 리액터 또는 변압기를 통해 계통과 전류를 주고받습니다.
정상상태에서 두 전압의 위상을 거의 같게 유지하고 컨버터 전압의 크기를 조절하면, 주로 무효전력을 제어할 수 있습니다. 실제 제어기는 전압·전류 피드백과 장치의 운전 한계를 함께 고려합니다.
IDEALIZED MODEL
Q ≈ 3Vₛ(V꜀ − Vₛ) / X
평형 3상, 상전압 실효값 기준. 저항을 무시하고 위상차 δ ≈ 0으로 가정한 계통 측 무효전력입니다. Q > 0은 계통에 공급하는 방향으로 정의합니다.
Vₛ: 계통 전압 · V꜀: 컨버터 전압
X: 동일 측으로 환산한 상별 결합 리액턴스
02 /
세 가지 운전 상태
무효전력 교환 ≈ 0
이상적인 등가회로에서 무효전류가 거의 흐르지 않습니다. 실제 장치에는 손실 보상과 DC 전압 유지를 위한 유효전력 교환이 존재합니다.
유도성 운전
계통의 무효전력을 흡수합니다. 일반적으로 전압이 높아진 계통 접속점의 전압을 낮추는 방향으로 작용합니다.
전압 지원의 크기는 계통 임피던스와 운전점에 따라 달라집니다. 저전압에서도 전류 한도 내 무효전류를 제공할 수 있지만, 제공 가능한 무효전력은 전압이 낮아지면 감소합니다.
03 /
에너지와 제어의 연결
DC 링크
커패시터에 에너지를 저장하고 컨버터의 DC 전압을 유지합니다.
전압원 컨버터
반도체 스위칭으로 교류 전압을 합성합니다. 대용량 장치에는 MMC 등의 구조가 사용됩니다.
리액터 · 변압기
컨버터와 계통을 연결하고 전압 차이에 따른 전류의 흐름을 결정합니다.
측정 · 제어
계통 전압과 전류를 측정해 무효전류 지령을 만들고, DC 전압과 전류 한계를 관리합니다.
일반적인 STATCOM의 주 역할은 무효전력 보상입니다. 지속적인 유효전력 공급에는 별도의 에너지원이 필요하며, 에너지 저장 장치를 결합한 E-STATCOM과는 구분됩니다.