FACTS 유연교류송전

FACTS의 정의

FACTS는 유연교류송전시스템이다. 교류 송전계통의 제어성과 전송능력을 높이는 정지형 설비다.

전압, 임피던스, 위상각 중 하나 이상을 전력전자 기기로 제어한다.

기계식 스위치보다 빠른 반도체 스위칭으로 송전선의 흐름과 전압을 바꾼다.

사이리스터형과 인버터형

FACTS 설비는 소자에 따라 사이리스터형과 인버터형으로 나뉜다.

사이리스터형은 TCR, TSC, TCSC처럼 임피던스나 무효전력을 연속적으로 바꾼다.

인버터형은 STATCOM, SSSC, UPFC처럼 자기소호형 소자로 만든 전압형 인버터다.

응답은 사이리스터형이 계단식, 인버터형이 연속이다.

직렬 보상과 병렬 보상

송전선의 전달 전력은 아래 식으로 주어진다. X는 선로 리액턴스다.

직렬 보상은 선로에 콘덴서를 직렬로 넣어 리액턴스를 줄인다.

병렬 보상은 모선에 연결해 주로 전압과 무효전력을 조절한다.

직렬형은 조류를, 병렬형은 접속점 전압을 제어함을 구분한다.

STATCOM의 무효전력

STATCOM은 인버터 출력 전압과 계통 전압의 차이로 무효전력을 교환한다.

식의 Q는 무효전력이고 X_c는 연결 리액턴스다.

인버터 전압이 계통보다 높으면 주입, 낮으면 흡수, 같으면 Q는 0이다.

TCSC·STATCOM·UPFC 비교

FACTS 기기는 연결 방식과 제어 대상에 따라 직렬형, 병렬형, 복합형으로 나뉜다.

TCSC는 선로 리액턴스로 조류를 바꾸고, STATCOM은 전압원으로 무효전력을 공급한다.

UPFC는 직렬과 병렬 변환기를 직류 링크로 묶어 유효·무효전력을 함께 제어한다.

STATCOM은 전압이 낮아져도 정격 전류를 낼 수 있어 SVC보다 저전압에 유리하다.

장단점과 시험 포인트

정리하자. FACTS는 송전선의 전압, 임피던스, 위상각을 전력전자로 제어하는 장치군이다.

직렬형은 선로 리액턴스를 줄이고, 병렬형은 무효전력을 주입하거나 흡수한다.

답안에는 고조파와 보호계전 협조를 함께 언급하면 점수가 오른다.