교류전기철도 전력품질 향상을 위한 직.병렬 보상장치 적용에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 병렬 인버터를 통한 고조파 보상은 물론 직렬 인버터로 전압강하 보상 및 부하불평형 문제도 해결할 수 있는 보상설비에 대하여 특성을 분석하였다. 제안하는 설비의 구조와 제어방법을 제시하고, 제어방법의 효과를 검증하기 위하여 전기철도 급전시스템과 보상설비를 모델링하여 모의계산을 수행하여 그 결과를 제시하였으며, 본 논문에서는 기존의 급전선로 전압강하 보상시스템의 단점을 보완하기 위해 DC-Link를 공유하는 직렬과 병렬형 인버터를 Scott 변압기 2차 측의 T상과 M상에 두어 다양한 보상 특성을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 급전선로의 전기차로 인해 발생하는 고조파전류를 병렬인버터를 통해 제거하여 154[㎸] 3상 모선으로의 유입을 차단하게 된다. 또한 모선의 선간단락, 일선지락 등의 사고로 발생되는 급전선로의 순간전압강하 혹은 순간전압상승 등을 보상하여 지속적인 전압공급을 가능하게 됨을 확인하였다. 더불어 철도의 기동 등으로 인한 순간적인 전압의 강하에 있어서도 직렬인버터를 통한 보상으로 인해 전압의 지속적인 유지를 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 다양한 보상동작을 수행할 수 있는 제안된 시스템의 동작을 PSCAD/ EMTDC를 통해 검증하였으며, 향후 시스템 제작에 따른 특성분석에 용이하게 적용될 것으로 보인다.