(57)【要約】本発明は、多数の独立型マイクログリッドが連系する時に各マイクログリッドの負荷品質水準を反映してそれぞれの異なる周波数（マルチ周波数）を維持するシステムを実現するための電圧型コンバータ基盤のＤＣ連系方法および制御方法が本発明の核心的な内容であり、周波数の制御範囲が異なる各マイクログリッドを効果的に制御するために、マイクログリッド連系点に設置される電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）は単位マイクログリッドの周波数を正規化を用いた概念に基づく効果的な制御方法を提示することによって、多数の独立型マイクログリッドだけでなく、系統連系型多数マイクログリッドの独立運転モードにおいても同様に適用することができるため、同一な周波数基準を避け、マイクログリッドの負荷電力の品質水準が反映された経済的な運営が可能であり、それによって過度状態を最小化させてマイクログリッドシステムを安定的に運営できる技術である。【選択図】図１
2017527240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の分散電源とエネルギー貯蔵装置を含む独立型（ｓｔａｎｄ−ａｌｏｎｅまたはｏｆｆ−ｇｒｉｄ）マイクログリッド、および
多数の前記独立型マイクログリッドをＤＣラインを介して連系し、ＡＣ基盤の独立型マイクログリッドのＤＣ連系のための電力変換と各マイクログリッド別の負荷品質水準が考慮されたマルチ周波数の制御を行うのための電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）
を含むことを特徴とするマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【請求項２】
前記ＶＳＣは、
マイクログリッドの連系点に連結されて各マイクログリッド別の周波数を正規化する正規化部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【請求項３】
前記正規化部は、
下記の数式を用いて各マイクログリッド別に互いに異なるように設定された許容周波数を−１〜１に正規化することを特徴とする、請求項２に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【数１】
2017527240.tif 000021
【請求項４】
連系した多数の独立型マイクログリッドに連結されている各ＶＳＣは、マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ後行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、前記系統連系した多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することを特徴とする、請求項２に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【請求項５】
連系した多数の独立型マイクログリッド別に対応する各ＶＳＣにおいて既に設定された順番関係基盤に最下位ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ先行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、前記連系した多数の独立型マイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することを特徴とする、請求項４に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【請求項６】
前記各マイクログリッド別の許容周波数の正規化は、
既に設定された周期別のマイクログリッド別の負荷を制御し、制御された負荷基盤の各マイクログリッド別の電力供給によって行われることを特徴とする、請求項２に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【請求項７】
前記ＶＳＣはバイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）運転を行って、いずれか１つのポール（ｐｏｌｅ）に故障が発生した時に残りの１つのポールによって電力伝送を行うことを特徴とする、請求項１に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御システム。
【請求項８】
電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）の正規化部により、入力された多数の独立型マイクログリッド別の許容周波数を正規化する過程、
誤差出力部により、正規化されたマイクログリッド別の周波数に対応する周波数間誤差を出力する過程、
ＰＩ制御部により、正規化された周波数間の出力された誤差を０になるようにするための補正を行い、既に設定された数式によって基準ＤＣ電流を決定する過程、および
決定された前記基準ｄ軸電流と実際のｄ軸電流の誤差を誤差出力部によって出力し、電流制御部によってマルチ周波数の制御のための制御信号を発生する過程
を含むことを特徴とするマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法。
【請求項９】
前記制御信号は、
マイクログリッド別の周波数制御関連の有効電力を変更するための基準ｄ軸電流に基づいて設定された負荷で消費される電力量であることを特徴とする、請求項８に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法。
【請求項１０】
前記マルチ周波数の制御のための制御信号を発生する過程は、
系統多数独立型マイクログリッドに連結されている各ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ後行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、前記系統連系した多数の独立型マイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することを特徴とする、請求項８に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法。
【請求項１１】
連系した多数の独立型マイクログリッドに連結されている各ＶＳＣにおいて既に設定された順番関係基盤に最下位ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ先行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、前記系統連系した多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することを特徴とする、請求項１０に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法。
【請求項１２】
前記マルチ周波数の制御のための制御信号を発生する過程は、
既に設定された周期別のマイクログリッド別の負荷を制御し、制御された負荷基盤の各マイクログリッド別の電力供給によって行われることを特徴とする、請求項８に記載のマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクログリッドのマルチ周波数の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、新再生エネルギー源を基盤に分散電源とエネルギー貯蔵装置を適用した独立型マイクログリッドが島嶼地域に活発に普及されており、陸地には系統連系型としてキャンパスマイクログリッド、軍用マイクログリッド、産業団地マイクログリッドなどといった様々な形態で普及されている。
【０００３】
特に、独立型または連系型の独立運転モード（以下、独立運転モード）の場合、従来のマイクログリッドは商用定格周波数（６０Ｈｚまたは５０Ｈｚ）で運転されるように設計されて運転されているが、負荷の電気品質の要求水準が異なるマイクログリッドに同じく商用定格周波数で運転することは経済的な側面で多少過剰の設備投資が要求される。
【０００４】
また、現在は主に単一マイクログリッドの技術が普及されているが、島嶼地域に多数のマイクログリッドが設置され、経済的で安定した運営のために独立マイクログリッド間の連系（以下、多数独立型マイクログリッド）は避けられず、今後多くの多数独立型マイクログリッドの出現が予想される。
【０００５】
それと関連し、経済的な観点で独立型または独立運転モードのマイクログリッド別の負荷電力の品質水準に合う周波数の管理が要求され、それと関連した技術の開発が要求されている現状である。
【０００６】
特に、多数独立型マイクログリッドがＡＣ電力線で連系して運転する場合、全てのマイクログリッドの周波数が同一になるため、各マイクログリッドの負荷電力の品質水準を考慮したマルチ周波数の制御が不可能であり、それを実現する新しい技術が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それを解決するために、本発明は、多数独立型マイクログリッドの連系をＤＣラインを介してマルチ周波数の制御が可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの見地によれば、少なくとも１つ以上の分散電源とエネルギー貯蔵装置を含む独立型（ｓｔａｎｄ−ａｌｏｎｅまたはｏｆｆ−ｇｒｉｄ）マイクログリッド、および多数の前記独立型マイクログリッドをＤＣラインを介して連系し、ＡＣ基盤の独立型マイクログリッドのＤＣ連系のための電力変換と各マイクログリッド別の負荷品質水準が考慮されたマルチ周波数の制御を行うのための電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の見地によれば、電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）の正規化部により、入力された多数の独立型マイクログリッド別の許容周波数を正規化する過程、誤差出力部により、正規化されたマイクログリッド別の周波数に対応する周波数間誤差を出力する過程、ＰＩ制御部により、正規化された周波数間の出力された誤差を０になるようにするための補正を行い、既に設定された数式によって基準ＤＣ電流を決定する過程、および決定された前記基準ｄ軸電流と実際のｄ軸電流の誤差を誤差出力部によって出力し、電流制御部によってマルチ周波数の制御のための制御信号を発生する過程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、マイクログリッドの周波数を用いて電力需給を調整し、周波数の変動に迅速に対応することができ、それによって過度状態を最小化させてマイクログリッドシステムを安定的に運営できるという効果がある。
【００１１】
また、本発明は、最近成長する多数独立型マイクログリッドの連系技術の進化に応じた多数独立型マイクログリッドにおけるマルチ周波数の制御技術の微々たるものを直して、ＡＣ電力線を基盤に同一な周波数許容範囲で運用される多数独立型マイクログリッドシステムにおいてＤＣラインを基盤にマルチ周波数の制御が可能な効果がある。
【００１２】
なお、本発明に係る電圧型コンバータはバイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）運転を行って、いずれか１つのポール（ｐｏｌｅ）に故障が発生した時に残りの１つのポールによって電力伝送を行う。それにより、１個のポールに故障が発生しても残りのポールによって電力伝送が可能であるため、多数独立型マイクログリッド間の電力供給に対する確たる信頼に基づいた連系が可能であるので、マイクログリッドの周波数および電圧の安定的な維持が可能な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御システムを概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御システムにおける電圧型コンバータの制御概念図である。
【図３】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御システムにおいて、ｎ個のマイクログリッドに対して各マイクログリッド別のＶＳＣの周波数の制御を行うためのブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法が適用されたＤＣ連系基盤の運転の例示およびシミュレーション結果を示す例示図である。
【図５】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法が適用されたＤＣ連系基盤の運転の例示およびシミュレーション結果を示す例示図である。
【図６】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法が適用されたＤＣ連系基盤の運転の例示およびシミュレーションの結果を示す例示図である。
【図７】本発明の一実施形態によるマイクログリッドのマルチ周波数の制御方法に関する全体フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。下記の説明には具体的な構成装置などのような特定事項が示されているが、これは本発明におけるより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、このような特定事項が本発明の範囲内で所定の変形あるいは変更が行われてもよいことは本技術分野で通常の知識を有する者にとって明らかである。
【００１５】
本発明は多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御に関し、より詳しくは、マイクログリッド別の周波数を基盤に電力供給の過剰あるいは電力供給の不足の発生有無を判断し、マイクログリッドの連系点に連結された各電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）の電流制御によって、電力供給の過剰が発生した時にはＶＳＣのＤＣラインへの有効電力供給量を増加させ、電力供給の不足が発生した時にはＶＳＣのＤＣラインへの有効電力供給量を減少させるかＤＣラインから有効電力受電量を増加させることによって、マイクログリッド別の電力の供給と需要の均衡を制御して連系した多数独立型マイクログリッド別の負荷品質水準が考慮されたマルチ周波数の制御を適応的に実行するためのものであり、そのために、入力された多数独立型マイクログリッド別の許容周波数を正規化し、正規化されたマイクログリッド別の周波数に対応する周波数間誤差を０になるように補正するために該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ後行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することによってマイクログリッドの電力需給を調整して周波数の変動に迅速に対応することができ、それによって過度状態を最小化させてマイクログリッドシステムを安定的に運営できるだけでなく、最近成長する多数独立型マイクログリッドの連系技術の進化に応じた多数独立型マイクログリッドにおけるマルチ周波数の制御技術の微々たるものを直して、ＡＣ電力線を基盤に同一な周波数許容範囲に限って運用される多数マイクログリッドシステムにおいてＤＣラインを基盤にマルチ周波数の制御が可能な技術を提供する。
【００１６】
そして、以下に後述するマイクログリッドのマルチ周波数の制御システムの説明において、単位マイクログリッドおよび単位マイクログリッド連系点に連結されている電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）を各々３個に例を挙げて説明するが、本発明がこれに限定されないことは明らかであり、本発明が適用されたシステムは少なくとも２個以上の多数マイクログリッドがＶＳＣを介してＤＣラインに連結されて電力の供給および受電が可能であることを予め明らかにしておく。
【００１７】
また、本発明は多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御に適用され、以下に後述する本発明において系統連系型の独立運転モードと独立型マイクログリッドは同一な概念であるため、多数系統連系型マイクログリッドの独立運転モードのマルチ周波数の制御方法にまで適用範囲を拡張して提案されることを予め明らかにしておく。
【００１８】
以下、本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御システムの構成を図１〜図３を参照して説明する。
【００１９】
先ず、図１は、本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御システムを概略的に示す構成図である。
【００２０】
図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるマイクログリッドシステム１００は、多数独立型マイクログリッド１１０，１１２，１１４、および前記各マイクログリッド１１０，１１２，１１４別に１対１に対応する電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）１１１，１１３，１１５を含む。
【００２１】
前記マイクログリッド１１０，１１２，１１４は、少なくとも１つ以上の分散電源とエネルギー貯蔵装置を含む独立型マイクログリッドを意味する。
【００２２】
このようなマイクログリッド１１０，１１２，１１４は図１には示されていないが、商用エネルギー貯蔵装置（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、非商用エネルギー貯蔵装置、スタティック型切り替えスイッチ（ＳＴＳ：Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｗｉｔｃｈ）、スイッチ、自動負荷転換スイッチおよび電力を消耗する負荷（Ｌｏａｄ）をさらに含み、風力発電機、太陽光アレイ、エンジン発電機のような分散電源などの電力要素を必要に応じて選択的に含む。
【００２３】
前記ＶＳＣ１１１，１１３，１１５は、独立型マイクログリッド１１０，１１２，１１４の連系点に設置され、単位独立型マイクログリッド１１０，１１２，１１４内のＡＣ電力をＤＣに変換してＤＣラインに供給し、また、ＤＣラインからＤＣ電力を受電する時にＡＣに変換して単位独立型マイクログリッド１１０，１１２，１１４に供給する電力変換機能を行い、また、各マイクログリッド１１０，１１２，１１４別の負荷品質水準が考慮されたマルチ周波数の制御を行う。
【００２４】
本発明が適用された前記ＶＳＣ１１１，１１３，１１５はマイクログリッド別に対応する隣接したＶＳＣと互いに連結されて各マイクログリッド別の許容周波数を正規化する正規化部を含み、前記ＶＳＣは隣接したマイクログリッドの周波数情報を取得するためにＶＳＣ間の通信を行う。
【００２５】
より詳しくは、図１に示すように、本発明が適用された多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御システム１００の各マイクログリッド１１０，１１２，１１４は、対応するＶＳＣ１１１，１１３，１１５を介してＤＣラインに連結され、マイクログリッド１１０，１１２，１１４別に互いに異なる負荷電力の品質水準が考慮された適応的マルチ周波数の制御が行われる。
【００２６】
ここで、前記適応的マルチ周波数の制御に関して説明すれば、先ず、本発明の一実施形態による各ＶＳＣ１１１，１１３，１１５はＤＣラインに連結され、各マイクログリッド１１０，１１２，１１４は互いに異なる周波数が設定され、これは該マイクログリッド別の許容周波数となる。例えば、第１マイクログリッド１１０は５９．２〜６０．８Ｈｚ、第２マイクログリッド１１２は５９．７〜６０．３Ｈｚ、第３マイクログリッド１１４は５９．５〜６０．５Ｈｚのように許容周波数の範囲が互いに異なる。
前記ＶＳＣ１１１，１１３，１１５は正規化部によって入力された多数のマイクログリッド別の周波数を正規化し、図２に示すように、各独立型マイクログリッド１１０，１１２，１１４別の正規化された周波数（−１〜１）は同一な値に維持するように制御する。例えば、１個のマイクログリッドの周波数
【数１】
2017527240.tif 000003
になると、全てのマイクログリッドの周波数
【数２】
2017527240.tif 000004
に維持されるように制御する。
【００２７】
このために、本発明が適用されたＶＳＣは、正規化部によって、下記の式を用いて各マイクログリッド別に互いに異なるように設定された許容周波数を−１〜１に正規化する。
【数３】
2017527240.tif 000005
【００２８】
この時、前記ＶＳＣは系統連系した全体マイクログリッド１１０，１１２，１１４の正規化値を同一にするために隣接した２つのマイクログリッドの正規化値の差を「０」に作るための制御を行う。
【００２９】
例えば、ｎ個のマイクログリッドが存在する場合、ｋ番目のＶＳＣはｋ番目のマイクログリッドの正規化された周波数とｋ＋１番目の正規化された周波数を入力して正規化値の差を０に作るための制御を行う。
【００３０】
換言すれば、系統連系した多数のマイクログリッドの連系点に連結されている各ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ後行するＶＳＣに連結されているマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、連系した多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御する。
【００３１】
ここで、前記既に設定された順番関係はマイクログリッド別の順位を意味するものであり、本発明では、それによって多数マイクログリッドの正規化された周波数を同一にするために隣接したマイクログリッドを識別して、隣接した２つのマイクログリッドの正規化された周波数の差を０になるようにするための制御が行われる。
【００３２】
また、前記ＶＳＣは、全体マイクログリッド１１０，１１２，１１４の正規化値を同一にするために隣接した２つのマイクログリッドの正規化値の差を「０」に作るための制御のために、連系した多数のマイクログリッドに連結されている各ＶＳＣにおいて既に設定された順番関係基盤に最下位ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ先行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、連系した多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御する。
【００３３】
すなわち、最後のｎ番目のＶＳＣは、ｎ番目のマイクログリッドの正規化された周波数と（ｎ−１）番目のマイクログリッドの正規化された周波数を入力して正規化値の差を０に作るための制御を行う。
【００３４】
このように、既に設定された順番関係を基盤にマイクログリッドシステム内の各独立型マイクログリッド別の正規化された周波数を同一にするための制御は、図３によって制御ユニット別にブロック化して説明する。
【００３５】
図３を参照すれば、図３は、本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御システムにおいて、ｎ個のマイクログリッドに連結されているＶＳＣ−ｎの周波数の制御を行うためのブロック図である。
図３に示すように、
【数４】
2017527240.tif 000006
はｎ番目のマイクログリッドの周波数、
【数５】
2017527240.tif 000007
は正規化された周波数の差を０に作るためのｎ番目のＶＳＣの電力量、
【数６】
2017527240.tif 000008
はｎ番目のマイクログリッドのＡＣ電圧を意味するものであり、各マイクログリッド別のＶＳＣの正規化部３１，３２，３３は入力された多数のマイクログリッドの許容周波数（
【数７】
2017527240.tif 000009
）を正規化し、正規化されたマイクログリッド別の周波数に対応する周波数間誤差を０になるように補正するために前記正規化部３１，３２，３３から該各誤差出力部３４，３５，３６に各々隣接する２つのマイクログリッド間の正規化された周波数（
【数８】
2017527240.tif 000010
）が各々入力され、各ＰＩ制御部３７，３８，３９を用いて正規化された周波数間の出力された誤差を０になるようにするための補正を行う。前記ＰＩ制御部３７，３８，３９においては、２つのマイクログリッド別の周波数差関連の各誤差出力部３４，３５，３６から出力された
【数９】
2017527240.tif 000011
に基づいて適当な比例定数ゲインをかけ、前記
【数１０】
2017527240.tif 000012
を積分して
【数１１】
2017527240.tif 000013
を出力する。
【００３６】
その後、ＶＳＣ制御部４０，４１，４２の既に設定された電流決定式によって各マイクログリッド別の電流を決定する。
この時、前記電流決定式は
【数１２】
2017527240.tif 000014
の形態であり、公知された周波数公式および有効電力公式を前提にマイクログリッドの周波数を変動させるためには有効電力を変えなければならないため、各ＶＳＣ制御部４０，４１，４２によって周波数制御のためのｄ軸電流を決定（
【数１３】
2017527240.tif 000015
）し、決定された前記ｄ軸電流と実際のｄ軸電流の誤差を各々出力し、マルチ周波数の制御のための制御信号を電流制御部４３，４４，４５によって出力する。
【００３７】
上述したように、本発明が適用された各マイクログリッド別の周波数正規化値は各マイクログリッドに連結されているＶＳＣの制御器に入力され、各マイクログリッド別の周波数正規化値を同一に制御するように電力の供給および受電を制御する。
【００３８】
それと共に、本発明の一実施形態によるＶＳＣはバイポーラ（ｂｉｐｏｌａｒ）運転を行って、いずれか１つのポール（ｐｏｌｅ）に故障が発生した時に残りの１つのポールによって電力伝送を行う。それにより、１個のポールに故障が発生しても残りのポールによって電力伝送が可能であるため、マルチマイクログリッド間の電力供給に対する確たる信頼に基づいた連系が可能であるので、マイクログリッド系統の周波数および電圧の安定的な維持が可能である。
【００３９】
一方、図４〜図６は本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御方法が適用されたＤＣ連系基盤の運転の例示およびシミュレーションの結果を示すものであり、３個のマイクログリッドが連系し、シミュレーションシナリオでは各マイクログリッドの許容周波数を各々５９．２〜６０．８Ｈｚ（第１マイクログリッド）、５９．７〜６０．３Ｈｚ（第２マイクログリッド）、５９．５〜６０．５Ｈｚ（第３マイクログリッド）に仮定する。また、２５秒に第２マイクログリッドの負荷を増加させ、４０秒に第１マイクログリッドの負荷を減少させることに設定する。
【００４０】
それに基づき、先ず、図４を見てみれば、図４ａに示すように、第１ＶＳＣは２５秒に第２マイクログリッドの負荷増加に応じて第２マイクログリッドに電力供給のために電力供給量を増加させることを確認することができる（Ｐ１の正の方向に電力供給量の増加）。
【００４１】
４０秒に第１マイクログリッドの負荷減少に応じて第１マイクログリッドに余剰発電量が増加するため、全体マイクログリッドの周波数正規化値の平衡を合わせるために第１ＶＳＣの出力量が増加することを確認することができる（Ｐ１の正の方向に電力供給量の増加）。
【００４２】
上述した第１ＶＳＣの制御に応じて、第１マイクログリッドの周波数は、図４ｂに示すように、許容周波数（５９．２〜６０．８Ｈｚ）内で制御されることを確認することができる。
【００４３】
次に、図５ａに示すように、第２ＶＳＣは、２５秒に第２マイクログリッドの負荷増加に応じて第２マイクログリッドの許容範囲内の周波数の制御のために他マイクログリッド電力の受電を受けるように制御されることを確認することができる（Ｐ２の負の方向に受電電力量の増加）。
【００４４】
４０秒に第１マイクログリッドの負荷減少に応じて第１マイクログリッドの余剰発電量が増加するため、全体マイクログリッドの周波数正規化値の平衡を合わせるために第２ＶＳＣの電力量が他マイクログリッドから受電する電力量が増加するように制御されることを確認することができる（Ｐ２の負の方向に受電電力量の増加）。
【００４５】
上述した第２ＶＳＣの制御に応じて、第２マイクログリッドの周波数は、図５bに示すように、許容周波数（５９．７〜６０．３Ｈｚ）内で制御されることを確認することができる。
【００４６】
最後に、第３のＶＳＣは、図６ａに示すように、２５秒に第２マイクログリッドの負荷増加に応じて第２マイクログリッドに電力供給のために電力供給量を増加させることを確認することができる（Ｐ３の正の方向に電力供給量の増加）。
【００４７】
４０秒に第１マイクログリッドの負荷減少に応じて第１マイクログリッドの余剰発電量が増加し、第３マイクログリッドの負荷量の変化がないために全体マイクログリッドの周波数正規化値の平衡を合わせるために上述したように第１マイクログリッドの余剰電力が第２マイクログリッドに伝送されるため、第３マイクログリッドが全体マイクログリッドの周波数正規化値の平衡を維持するための役割は小さくなるので、ＶＳＣ  ３の電力供給量は減ることになる。
【００４８】
上述した第３  ＶＳＣの制御に応じて、第３マイクログリッドの周波数は、図６ｂに示すように、許容周波数（５９．５〜６０．５Ｈｚ）内で制御されることを確認することができる。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御システムの構成を説明した。
【００５０】
以下では、本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御方法について図７を参照して詳しく説明する。
【００５１】
図７は、本発明の一実施形態による多数独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御方法に関する全体フローチャートである。
【００５２】
図７を参照すれば、先ず、７１０過程では、電圧型コンバータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ、ＶＳＣ）の正規化部により、入力された多数のマイクログリッド別の周波数を正規化する。
より詳しくは、多数のマイクログリッドは互いに異なる周波数が設定され、これは該マイクログリッド別の許容周波数となる。前記ＶＳＣは正規化部によって入力された多数のマイクログリッド別の許容周波数を７１０過程の動作によって正規化し、各独立型マイクログリッド別の正規化された周波数（−１〜１）は同一な値に維持するように下記の式を用いて制御する。例えば、１個のマイクログリッドの周波数
【数１４】
2017527240.tif 000016
になると、全てのマイクログリッドの周波数
【数１５】
2017527240.tif 000017
に維持されるように制御する。
【数１６】
2017527240.tif 000018
【００５３】
７１２過程では、誤差出力部により、正規化されたマイクログリッド別の周波数に対応する周波数間誤差を出力する。
【００５４】
７１４過程では、ＰＩ制御部により、正規化された周波数間の出力された誤差を０になるようにするための補正を行う。
【００５５】
例えば、ｎ個のマイクログリッドが存在する場合、ｋ番目のＶＳＣはｋ番目のマイクログリッドの正規化された周波数とｋ＋１番目の正規化された周波数を入力して正規化値の差を０に作るための制御を行う。
【００５６】
この時、最後のｎ番目のＶＳＣは、ｎ番目のマイクログリッドの正規化された周波数と（ｎ−１）番目のマイクログリッドの正規化された周波数を入力して正規化値の差を０に作るための制御を行う。
【００５７】
次に、７１６過程では既に設定された数式によって基準ｄ軸電流を決定し、７１８過程では決定された前記基準ｄ軸電流と実際のｄ軸電流の誤差を誤差出力部によって出力する。
前記既に設定された数式である電流決定式は
【数１７】
2017527240.tif 000019
の形態であり、公知された周波数公式および有効電力公式を前提にマイクログリッドの周波数を変動させるためには有効電力を制御しなければならないため、各ＶＳＣ制御部によって周波数の制御のためのｄ軸電流（
【数１８】
2017527240.tif 000020
）を決定し、決定された前記ｄ軸電流と実際のｄ軸電流の誤差を各々出力し、マルチ周波数の制御のための制御信号を電流制御部によって出力する。
【００５８】
このような動作は７２０過程の動作によって行われ、その後、7２２過程により、前記電流制御部によってマルチ周波数の制御のための制御信号を発生する。
【００５９】
この時、前記制御信号は、マイクログリッド別の周波数制御関連の有効電力を変更するための基準ｄ軸電流基盤の信号である。
【００６０】
このような制御信号は多数の独立型マイクログリッドのマルチ周波数の制御のためのものであり、連系した多数の独立型マイクログリッドに連結されている各ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ後行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、前記系統連系した多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することに基づく。
【００６１】
また、前記既に設定された順番関係基盤に最下位ＶＳＣは、該マイクログリッドの正規化された周波数と既に設定された順番関係基盤に１だけ先行するＶＳＣに対応するマイクログリッドの正規化された周波数を入力として用いて、ＤＣライン基盤の隣接したマイクログリッド間の正規化された周波数の差を０になるようにして、前記連系した多数のマイクログリッドの許容周波数関連の正規化された周波数を同一に制御することに基づく。
【００６２】
上記のように本発明に係るマイクログリッドのマルチ周波数の制御システムおよび方法に関する動作が行われることができ、一方、上記した本発明の説明では具体的な実施形態に関して説明したが、色々な変形が本発明の範囲を逸脱せずに実施されることができる。よって、本発明の範囲は説明された実施形態によって定められるものではなく、請求範囲および請求範囲と均等なものによって定められなければならない。
【図１】
2017527240.tif 000022
【図２】
2017527240.tif 000023
【図３】
2017527240.tif 000024
【図４（ａ）】
2017527240.tif 000025
【図４（ｂ）】
2017527240.tif 000026
【図５（ａ）】
2017527240.tif 000027
【図５（ｂ）】
2017527240.tif 000028
【図６（ａ）】
2017527240.tif 000029
【図６（ｂ）】
2017527240.tif 000030
【図７】
2017527240.tif 000031
【国際調査報告】
2017527240.tif 000032
2017527240.tif 000033
2017527240.tif 000034
2017527240.tif 000035