능동형 전기품질 보상기(동적 전압강하 보상기, 능동 필터, 전기 품질 보상기)

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능동형 전기품질 보상기 사용은 전력 품질 문제를 해결하기 위한 장치로, 다양한 방식으로 전압 변동이나 고조파를 보상하여 안정적인 전력 공급을 유지하는 역할을 합니다. 본 문제에서는 동적 전압 복원기(DVR), 능동 필터(AHF), 전기품질 보상기(UPQC)의 주요 원리와 역할을 설명하고 있습니다.

1. 동적 전압 복원기(Dynamic Voltage Restorer, DVR)

DVR은 전원 측과 부하 측 사이에 직접 연결되어 전압 강하나 순간적 전압 변동을 보상하는 장치입니다. 주로 다음과 같은 역할을 수행합니다.

1) 전원 측과 부하 측 사이에 직렬로 연결

• 대용량 변압기나 인접선로에서 발생하는 순간적인 전압강하 문제를 해결하기 위해 직렬로 연결됩니다.

2) 순간적인 전압강하 보상

• 일반적으로 전압이 순간적으로 강하하거나 상승할 경우, 부하 측에 안정적인 전압을 공급하는 역할을 수행합니다.

3) 구성

• PWM 인버터와 L-C 필터 등을 이용해 출력전압의 왜곡을 줄이고, 직렬 주입 변압기를 통해 전압을 보상합니다.

4) 동작 효과

• 사고 발생 시 전압이 저하되면, DVR은 사고 이전의 전압 상태를 유지하며, 전원 전압과 부하 전압의 차이를 보상해 전압을 유지합니다.

5) 구성 및 고조파 제거 원리

• IGBT 인버터와 PWM 제어를 통해 출력 전압을 제어하며, 고조파를 억제하는 역할도 수행합니다.

2. 능동 필터(Active Filter, AHF)

능동 필터는 고조파 억제와 전력 품질 향상을 위해 설치되며, 특정 주파수 대역의 고조파를 제거하는 장치입니다.

1) 고조파 억제

• 부하에서 발생하는 고조파를 실시간으로 분석하여 해당 고조파 성분을 보상합니다.

2) 필터링 효과

• 고조파를 제거함으로써 부하 전류를 깨끗하게 유지하고, 전력 계통의 안정성을 향상시킵니다.

3. 전기 품질 보상기(UPQC, Unified Power Quality Conditioner)

UPQC는 배전선로에서 발생하는 전력 품질 문제를 종합적으로 해결하는 장치입니다. 전압 변동, 고조파 보상, 전력 교류 제어 등을 통합적으로 수행합니다.

1) 배전선로에서의 전압과 전류 보상

• 전압과 전류의 품질 저하 문제를 종합적으로 해결하며, 안정적인 전력 공급을 위해 설계되었습니다.

2) 전압 및 전류 제어

• 전압 변동이나 고조파 발생 시 실시간으로 이를 제어하고 보상하여, 시스템 안정성을 유지합니다.

3) 구성

• 직렬 및 병렬 변환기가 커패시터를 공유하여 작동하며, 전압과 전류를 실시간으로 조정합니다.
• 직렬 변환기는 전압 조정, 병렬 변환기는 전류원을 조절하여 종합적인 전력 품질을 관리합니다.

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