동기 변환기 또는 가상 동기 발전기는 동기식 발전기를 모방하여 전력 시스템의 보조 서비스에 “합성 관성 (synthetic inertia)”을 제공하는 인버터입니다.

그림 1. Synchronverter 운영 환경의 간단한 다이어그램

배경
표준 인버터는 매우 낮은 관성 요소입니다. 부작용이나 갑작스런 부하 변화로 인한 과도기 동안에는 변화가 급속히 진행되어 악화 될 수 있지만 동기식 발전기는 안정성을 유지할 수있는 주목할만한 관성을 가지고 있습니다.

최근에 더 많은 재생 가능 에너지, 특히 태양 전지를 사용함으로써 더 많은 인버터가 계통에 사용되고 있으며 언급 된 이유 때문에 전력 시스템의 신뢰성을 위태롭게 할 수 있습니다.

역사
Hydro-Québec은 2005 년 첫 번째 그리드 운영자로서 합성 관성을 요구하기 시작했습니다. 주파수 드롭에 대응하기 위해, 그리드 운영자는 전력 전자 장치를 풍력 터빈 로터의 회전 관성과 결합하여 일시적으로 6 %의 전력 증가를 요구합니다. 2016 년에 유럽에서도 유사한 요구 사항이 발효되었습니다.

동기 모델
동기화 구조는 두 부분으로 나눌 수 있습니다 : 전원 부분 (그림 2 참조)과 전자 부품. 전원 부분은 브리지, 필터 회로, 전력선 등을 포함한 에너지 변환 및 전송 경로입니다. 전자 부품은 센서 및 DSP를 포함하는 측정 및 제어 장치를 말합니다.

그림 2. 동기화 장치의 전원 부분

동기 변환기를 모델링 할 때 중요한 점은 동기식 발전기와 비슷한 동적 동작을하는지 확인하는 것입니다 (그림 3 참조). 이 모델은 복잡성으로 인해 2 차 ~ 7 차 모델로 분류됩니다. 그러나 3 차 모델은 정확도와 복잡성 사이의 적절한 절충안 때문에 널리 사용됩니다.

어디에  과  단자 전압의 dq 축 성분이다.

그림 3. 무한 버스에 연결된 SG의 위상 별 모델