본 논문에서는 새로운 방식의 3상 전력품질 외란발생기를 제안하였다. 제안한 방식은 전압새그(sag), 스웰(swell), 순간정전, 전압불평형, 과전압, 저전압 뿐 아니라 위상급변 발생도 가능하다. 전압변동의 각 모드별 동작해석을 하였으며, 특히 위상급변 모드에서의 위상변위량을 정량적으로 제시하였다. 위상변위량은 외란발생기를 구성하는 변압기들의 변압비에 의해 결정되므로 변위량의 설정이 용이하다. 기존방식에 비하여 구조가 간단하고 주요 구성품이 SCR 사이리스터와 변압기류이므로 시스템의 신뢰도가 높고 저렴한 비용으로 구현이 가능하다는 특징이 있다. 또한 PWM 스위칭 없이 동작이 이루어지므로 효율을 극대화할 수 있으며 제어도 용이하다. 각 모드별 동작을 시뮬레이션을 통하여 확인하였으며 5kVA 용량의 부하조건에서 실험을 수행하여 제안한 방식의 타당성을 입증하였다. 제안한 방식의 외란발생기는 UPS, DVR, DSTATCOM, SSTS 등의 전력품질 개선장치들의 성능시험을 하는데 있어서 효과적이고 경제적인 시스템을 구현하고자 하는 경우에 크게 기여할 것으로 기대한다.
This paper deals with a new 3-phase power quality disturbance generator. The proposed generator can provide phase jump as well as voltage sag, swell, outage, unbalance, and over and under voltage. The operating principle of the generator is described in each mode of disturbance. The magnitude of the phase jump is analysed and it is found that the magnitude is the function of the turn-ratios of the transformers consisting the generator. The scheme has simple structure compared with the conventional one, and the major components of the proposed scheme are SCR thyristor and transformer, which guarantees high reliability and cost-effective implementation of the generator. Furthermore, high efficiency can be obtained because there is no PWM switching of the semiconductor devices, and it is easy to control the system. Simulations are carried out to confirm the operation in each disturbance mode, and experiments has been done with 5kVA power rating. The usefulness of the proposed scheme is verified through simulation and experimental results. It is expected that the scheme can be applied to the performance test of the custom power devices such as UPS, DVR, DSTATCOM, and SSTS with cost-effective system.
