A Study on the Constraints and Compensation Strategies of S-PFC and DCB under Leading Reactive Power and Harmonics in Nonlinear Power Systems

본 연구는 비선형 부하를 포함하는 저압 전력계통에서 표준형 커패시터 뱅크(Standard Power Factor Correction Bank, S-PFC)와 디튜닝 커패시터 뱅크(Detuning Capacitor Bank, DCB)의 적용에 따른 병렬공진 특성을 실측 및 MATLAB 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 비선형 부하의 Power Factor Correction(PFC) 회로는 입력 전류가 전압보다 선행하여 진상 무효전력(Q < 0)을 발생시키며, 이로 인해 S-PFC 적용 시 13차(≈ 775 Hz)에서 병렬공진이 발생함을 확인하였다. 반면, 5.7 % DCB 적용 시 공진점이 약 4.2차(≈ 251 Hz)로 이동하여 공진 강도가 완화되었고, 커패시터로 유입되는 고조파 전류가 감소하였다. 또한, 기본파 역률(PF_disp)이 1.0에 근접하거나 진상 성분이 포함될 경우 S-PFC 및 DCB의 보상 효과가 제한되므로, 능동형 고조파 필터(Active Harmonic Filter, AHF)나 정지형 무효전력 보상장치(Static Var Generator, SVG), 또는 분로 리액터(Shunt Reactor, SR)의 병용이 효과적임을 확인하였고, 비선형 부하 계통에서 진상 무효전력과 병렬공진 특성을 규명하고, PF_disp및 THD i 조건에 따른 최적의 역률 보상 및 고조파 억제 운용 전략을 제시하였다.