본 논문에서는 전류연속 모드로 동작하는 탭인덕터 부스트 컨버터 회로소자의 주요 전류 및 전압 스트레스에 관한 수식을 유도하고, 최적설계를 도출할 수 있는 실용적인 설계기준을 제안하며, 실험을 통해 설계의 유효성을 검증한다.

본 논문에서는 전류연속 모드로 동작하는 탭인덕터 부스트 컨버터를 위한 무손실 스너버를 제안하고 그 동작을 분석하며, 실험을 통해 그 유효성을 검증한다.

본 논문에서는 모바일 기기 등에 사용되는 소형 디스플레이를 위한 고효율 경계모드 탭인덕터 부스트 LED 구동회로를 분석하여 장점을 밝히고 최적의 설계기준을 제시한다.

본 논문에서는 영전압 스위칭 탭인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 기존 컨버터는 DCM구간에 MOSFET의 Coss과 RC 스너버 및 탭인덕터의 공진에의해 MOSFET 양단에 전압 오실레이션이 발생하면서 턴온 시점에 따라 MOSFET 발열이 결정된다. 그래서 부하 변동과 부품편차와 무관하게 항상 최저전압조건에서 턴온하여 MOSFET의 발열을 저감하는 회로를 제안한다. 본 논문에서는 제안된 부스트 컨버터의 동작원리를 이론적으로 해석하고, 시제품 제작 및 실험을 통해 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 무손실 수동 스너버를 갖는 탭인덕터 부스트 컨버터를 제안한다. 기존의 탭인덕터 부스트 컨버터는 누설 인덕턴스와 기생 커패시턴스의 공진에 의한 전압 스트레스의 증가와 그것을 저감시키기 위한 손실 스너버가 사용되어야 한다. 그리고 MOSFET가 하드 스위칭하므로 방열을 위한 추가 PCB 공간확보가 필요하다. 이런 문제점을 무손실 스너버 회로를 추가하여 부품의 스트레스와 스위칭 손실을 최소화하고 PCB 면적을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 부스트 컨버터의 동작원리를 이론적으로 해석하고, 모의실험 및 시제품 제작하여 검증한다.

In this research, a novel multi-converter system for the fuel cell diagnostics and the load leveling function under varying load condition is proposed. The proposed system is composed of two converters and operates in two different modes. In the normal mode operation the additional bidirectional converter is used for the load leveling and in the diagnostic mode it is used for implementing integral diagnostics by way of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The proposed method can perform the EIS for fuel cell under varying load conditions with no influence to the load. The validity and feasibility of the proposed system is verified by the experiments and the design procedure of the proposed system is detailed.

Multiple output converters (MOCs) are widely used for applications which require various kinds of the output voltages due to its advantages in cost, volume, and efficiency. However, most of the MOCs developed so far can regulate only one output tightly and require as many secondary windings in the transformer as the number of the outputs. In this paper, a novel Time Division Multiple Control (TDMC) method to regulate all the outputs in high precision is proposed and applied to the double ended forward converter for the multiple battery charger. Additional benefit of the proposed topology is to require only one secondary winding in the transformer for all the outputs. The proposed converter can charge two different kinds of batteries or same kind of batteries in different state of charges (SOCs) by CC/CV mode independently with the even degree of tight regulation, thereby satisfying the ripple requirements for each battery.

전기자동차용 급속 충전기에서 전력변환 효율은 절연형 DC-DC 컨버터에 의해 좌우된다. 이때 DC-DC 컨버터의 출력 전압 범위가 넓기 때문에 기존의 3레벨 컨버터를 사용할 경우 충전전압이 낮을 때 순환전류가 커지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 넓은 충전전압범위를 갖는 전기자동차용 급속충전기를 위한 3레벨 DC-DC 컨버터의 하이브리드 스위칭 기법을 제안한다. 제안한 하이브리드 스위칭 기법은 충전전압이 낮을 때 순환전류를 줄일 수 있어 주로 낮은 배터리 전압에서 동작하는 CC충전 모드 시 도통 손실을 줄일 수 있다. 또한 커플인덕터를 사용하여 순환전류를 줄이고 Lagging Lag 스위치의 ZCS 턴오프를 성취시켜 손실을 줄일 수 있다. 기존의 스위칭 방법과 하이브리드 스위칭 기법에 따른 손실을 비교하여 제안한 스위칭 기법의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 자동차의 연료 절감을 위한 ISG(Idle Stop & Go) 시스템용 양방향 DC-DC 컨버터를 개발하였다. ISG 시스템 사양에 따라 효율 및 부피를 고려하여 3상 비절연 하프브리지 컨버터를 제안하였으며 또한 프리스케일사의 5643L MCU를 이용하여 디지털 제어기를 개발하였다. 1.8kW급 시작품을 통해 타당성을 검증하였으며 부피는 3.4L, 승 강압시 정격부하효율은 각각 95.1%, 95.5%이며 최고효율은 96.1%, 96.4%를 달성하였다.

3상 250레벨의 MMC형 HVDC시스템의 구현에서는 한 개의 상마다 500여개의 SM(sub module)이 필요하게 되고 MM(master module)에서 10Khz의 샘플링을 처리한다고 하면 100us동안에 500여개의 SM에서 각종 데이터를 받아서 처리한 후에 다시 SM에 처리된 정보를 전송해 줘야한다. 따라서 SM에서 데이터를 받고 전송하는데 따른 100us 동안의 필요한 처리양과 네트워크의 속도 및 오버헤드(overhead)등의 구성과 토포로지에 관해 알아보았고, 이를 적용하여 멀티레벨의 HVDC에 필요한 데이터 네트워크에의 전송량 계산에 대한 소프트웨어를 제작하여 손쉽게 설계할 수 있도록 하였다.

조선 작업장에서 사용되는 에너지원 중 전기 에너지의 30% 이상이 압축공기 생산에 사용되고 있으며, 압축공기의 상당 부분은 공압 공구 구동에 사용되고 있다. 본 연구에서는 에너지 효율이 낮은 공압 공구를 전동 공구로 대체하기 위해 7인치 BLDC모터 전동 그라인더 시제품을 개발하였다. 7인치 공압 그라인더와 대등한 성능을 내기 위한 전동 그라인더의 사양은 정격 회전수는 4,500 rpm이며 정격 출력은 1.1 kW가 되어야 함을 알 수 있었다. 특히 안전 기능으로 과부하 정지 기능과 정전 재기동 방지가 가능해야 한다. 이러한 사양과 기능으로 BLDC 모터 전동 그라인더 시제품을 제작하여 조선 작업장의 여러 공종에서 테스트 한 결과 다양한 장단점 의견을 얻을 수 있었다.

In recent years, ISG (Integrated Starter and Generator) system receives a great attention for electric electrification of normal gasoline vehicle. As a cost-effect machine design, an ISG without a permanent magnet is considered. A 12slot-10pole field-excitation flux-switching synchronous machine (FEFSSM) is designed and analyzed via JMAG. The active parts such as the field excitation coil and armature coil are located on the stator. The rotor part consisting of single piece iron makes it more robust and suitable to apply for high speed motor drive system application coupled with reduction belt. The design target is the motor with a maximum torque of 40Nm, a maximum power of 10kW and a maximum speed of 14000 rpm. In this paper, design optimization method is proposed for high torque capability.

본 논문에서는 직류출력과 교류출력을 갖는 단상 Z-소스 전자변압기를 제안하였다. 제안된 시스템은 입력은 병렬로, 츨력은 직렬로 연결된 2대의 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터로 구성되어 있다. 교류 입력 전압에 대하여 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 출력 전압은 동상의 강압과 승압 고정 주파수 가변 전압 VVCF(Variable Voltage Constant Frequency)의 특성을 가지고 있다. 또한 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터의 Active 스위치 단에 벅-컨버터를 연결하여 48V 직류 전압도 동시에 출력 할 수 있다. 끝으로 PI제어된 직류 벅 컨버터에 의하여 일정한 직류전압을 출력할 수 있음을 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.

이 논문에서는 부분 그늘짐에서도 다중 태양광 모듈의 최대 전력점 추종이 가능한 셔플링 차동전력 마이크로 컨버터를 설계 및 구현하였다. 마이크로 컨버터 시스템은 PV에 직접 연결된 셔플링 컨버터와 이후 단으로서 부스트 컨버터가 존재한다. 셔플링 컨버터는 다이렉트-시비율 기법을 통하여 PV모듈을 최대전력으로 동작시키고, 부스트 컨버터는 전압루프를 통하여 P&O 방식으로 최대 전력점을 추종하였다. PV 모듈에 병렬로 셔플링 컨버터를 적용함으로써, 다중 태양광 모듈의 전류 편차를 차동전력으로 조절하여 각각의 최대 전력점을 추종하면서 안정된 동작을 유지할 수 있다. 제안하는 컨버터는 2개의 PV모듈이 연결된 정상상태 연속모드 (CCM) 160[W]급 마이크로 컨버터 하드웨어 프로토타입을 통해 동작특성을 분석하였다.

본 논문에서는 수중통신용 Parametric Array Transducer를 구동하기 위한 고효율 전력증폭기를 제안한다. 수중전력증폭기는 증폭부와 전원부로 나뉘며 증폭부는 Class B push-pull type의 전력증폭기를 사용하며 전력증폭기 구동을 위한 전원부는 기존의 일정전압이 아닌 가변전압을 얻는 Phase-shifted PWM AC/DC 컨버터를 사용하여 고효율로 동작한다. 증폭부는 Class B push-pull type 증폭기를 사용함으로써 뛰어난 선형성이 보장되며 전원 또한 ET(Envelope Tracking)기술을 적용한 가변전압 AC/DC컨버터를 사용하여 고효율로 동작한다. 본 논문에서는 고 효율 수중전력증폭기와 가변전압 AC/DC컨버터의 전력회로를 제시하고 시뮬레이션과 실험을 통하여 특성을 확인하였으며, 수중음향센서를 위한 전력증폭기로 유용하게 사용 될 것을 예상한다.

본 논문은 양방향으로 동작하는 직렬 공진형 DC-DC 컨버터의 디지털 제어기 해석 및 설계에 대해 기술한다. LLC 양방향 공진형 컨버터 전력 변환단 동특성을 기반으로 소신호 해석을 이용한 디지털 제어기를 설계하고, DSP를 이용하여 디지털 제어기를 구현한다. 디지털 제어기는 Emulation 방식을 이용하여 설계한다. 개발된 디지털 제어기를 300W급 공진형 컨버터 실험보드에 적용하여 디지털 제어방식의 전원단의 동특성 및 폐루프 성능을 검증한다. 제어기 설계의 이론 검증 및 분석은 PSIM Simulation과 실험 측정으로 비교 검증한다.

본 논문은 EV(Electric Vehicle)에 사용되는 배터리의 충/방전 전류에 따른 SOC(State of Charge) 및 전압특성을 Matlab Simulink로 구현하였으며, 검증을 위해 양방향 DC-DC 컨버터를 설계하여 실험을 하였다. 배터리 모델에 사용된 파라미터는 Randles등가회로를 기반으로 펄스방전을 통해 추출하였고, 단자전압 계산부에 3D Look-up 테이블을 이용해 적용하였다. SOC계산부는 전류에 따른 용량변화를 보상하기 위해 Peukert Effect를 적용하였으며, FTP-75 전류패턴으로 온도($0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$)에 따라 실험한 결과 시뮬레이션의 오차율은 5%로 높은 정확도를 갖는 것을 확인을 통해 검증 하였다.

This paper presents an intuitive and powerful way to study and design motor drive control. The control of induction motors, as most widely used machines, is discussed. Thanks to ultra low latency and high fidelity Hardware-in-the-Loop systems, different aspects of up-to-date drive regulation are examined. A power stage, comprised of a grid voltage source, a rectifier, a VSC inverter and an induction motor, is emulated on the HIL platform in real time. A digital signal controller is plugged into the interface board and connected to the HIL emulation platform, without any hardware modifications. For motor control and power electronics applications, a dedicated Texas Instruments TMS320F2808 DSP is chosen. The same controller can drive an emulation platform and a real device with no modifications. Current and speed control loop test results are presented and discussed.

본 논문에서는 직접토크 제어에서 자속과 토크의 오차에 따라 결정된 전압벡터와 회전자 위치에 따른 실제 인가될 수 있는 d-q축 전압을 근사 전압함수로 근사화하여, 자속 및 토크오차와 전동기의 속도에 따라 듀티비를 결정하는 방식을 제안한다. 이러한 방식은 선택된 전압벡터가 일정한 상수 크기의 전압을 인가하는 것으로 가정된 기존의 직접토크 제어 방식에 비해 정밀한 전압 기준을 바탕으로 펄스폭의 듀티비를 결정함으로써, 동일한 스위칭 주파수 내에서 토크 및 자속오차의 크기를 감소 시킬 수 있는 장점이 있다.

PMSM 구동을 하였을 때, 인버터의 지령전압과 출력전압 사이에 왜곡이 발생하며, 대부분 Dead Time에 의한 영향 이다. 전압왜곡을 보상하는 여러 가지 방법 들이 연구되어왔다. 하지만 전압 왜곡의 보상이 abc 축 또는 dq축에서 이루어지고 있으나 어느 방식이 더 좋은지에 대한 검토가 없었다. 본 논문에서는 d-q축 전압방정식과 abc축 전압방정식으로부터 왜곡된 전압을 보상하는 방법을 비교한다.

본 논문은 3상 PMSM 동작 중 한 개의 상이 고장이 났을 경우, 2상을 통하여 고장허용 동작을 하는데 있어서 발생하는 토크 리플 저감 방법에 대하여 연구를 하였다. 기존의 방법들이 기본파 주파수로 회전하는 동기좌표계상에서 전향 보상 방식으로 교류 성분의 전류를 제어함으로써 토크 리플을 보상하는 데에 반해 제안한 방법은 기본파 주파수의 2배수로 회전하는 동기좌표계상에서 직류 성분의 전류로 토크 리플을 보상하기 때문에, 저속 운전뿐만 아니라 고속 운전시에도 그 보상 특성이 매우 우수하다. 제안한 방법은 자동차용 전동식 조향 시스템에 적용하여 그 유효성을 실험적으로 검증하였다.

본 논문에서는 6 직렬 연결된 ITER VS 컨버터의 시퀀스 제어 비교 해석에 대하여 서술하였다. 소자의 가용성이나 크기등의 한계로 인하여 여러개의 싸이리스터 정류기를 직렬로 연결하게 되는데 이때 각각의 컨버터를 제어하는 방식에 따라 출력전압과 유효 무효전력의 값이 변하게 된다. 본 논문에서는 ${\alpha}_{min}$, ${\alpha}_{max}$, 중복값에 대하여 시퀀스제어를 사용하지 않을 경우와 2개조 3대와 1개조 6대로 시퀀스 제어를 하였을 때를 비교하였다. 모든 경우에서 출력전압인 $V_d$의 값은 동일하지만 무효전력은 시퀀스 제어를 할 경우 각각 22%, 27%감소 하였으며, 6대 싸이리스터 정류기들의 점호각 ${\alpha}$의 변화를 최소화하는 스위칭 방법을 제안하였다.

In this paper, the four switches three-phase Z-source rectifier is studied. The conventional three-phase four switches rectifier can only either perform buck or boost operation, distortion and unbalance of the input current are serious. Therefore, we proposed the four switches three-phase Z-source rectifier which can realize buck function simply by applying the Z-impedance network. We will verify characteristics of Z-network by the simulation and experiment.

영구자석 동기전동기를 채택하는 구동시스템에서는 신뢰성과 안정성을 확보하기 위한 방법으로 고장 시 대체적 운전방식을 갖출 필요가 있다. 본 논문에서는 삼상 인버터의 한상 고장 시 고장 검출기법과 추가적인 제어기를 선정하여 평균토크의 제어성능을 개선하기 위한 시스템을 구현한 결과를 보고한다.

Z-소스 인버터는 스위치의 암 단락과 개방을 이용한 인버터로써 기존의 전압형과 전류형 인버터의 단점을 개선하면서 승압 및 강압 기능을 동시에 가질 수 있다. 하지만 주전원과 스위치 회로 사잉에 위치한 임피던스 네트워크 때문에 스위칭 소자에 과도한 전압 오버슈트가 발생하며, 암 단락으로 인한 스위칭 손실이 기존의 전압형 인버터보다 증가하게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 소프트 스위칭 구현이 가능한 무손실 스너버를 적용한 소프트 스위칭 트랜스-Z-소스 인버터를 제안한다.

본 논문은 병렬 삼상 부스트 컨버터에서 2개의 DC-link 전류 센서를 이용한 새로운 방법을 제안 하였다. 단 2개의 전류 센서만 이용하였고, 순환 전류 문제를 해결하면서 전류를 재구성을 하였다. 이러한 병렬 삼상 부스트 컨버터는 저가 및 중, 대형 전력 시스템에 많이 사용될 것이다. 제안한 방법을 적용하고 그 타당성을 시뮬레이션으로 검증 하였다.

불평형 및 왜곡 상태에서 정상분 추출은 기존 여러 가지 방법이 제시되어 있다. 여기에 PLL(Phase Locked Loop) 방식에 따라 다양한 특성이 나타나게 된다. 본 논문에서는 4가지 정상분 추출 방법과 2가지 PLL 방법을 적용하여 각각의 성능을 시뮬레이션 및 실험을 통해 비교 분석하였다.

본 과제에서는 3.3kV/220V, 6kVA 용량의 양방향 지능형 반도체 변압기의 새로운 회로 구성을 제안하고 그 동작과 성능을 분석하였다. 제안하는 3상 반도체변압기는 1.9kV/127V 단상 반도체 변압기 모듈 3대를 Y-결선으로 구성하였으며, 각 단상 반도체 변압기는 고압 고주파 AC-DC 정류기와 저압 양방향 DC-DC-AC 컨버터로 구성되어 있다. 제안하는 3.3kV/220V, 6kVA 3상 반도체변압기를 제작하고 실험을 통해 그 동작과 성능을 검증하였다. 먼저 1차적으로는 3상 반도체변압기의 정상동작에 대해 실험을 실시하고 그 후에는 3상 입력전압에 외란이 발생하였을 때 보상성능을 순방향 조류와 역방향 조류 2가지 경우로 나누어 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 분석한 결과 제안하는 반도체변압기는 양방향 전력흐름이 가능하고 입력전압에 Sag가 발생한 경우에도 이를 보상하여 수전단이나 부하에 전력공급이 가능함을 알 수 있었다.

기본적으로 많은 인자들에 의해 영향을 받는 배터리 시스템은 일반적으로 사용 용도에 따라 단위 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 하나의 배터리 모듈을 형성하고 있다. 다수개의 단위 배터리 셀을 연결하여 하나의 배터리 모듈로 사용하는 경우, 개별 셀의 활물질 및 전해액의 미소 변동, 충방전 사이클 차이, 온도의 영향에 따라 배터리 특성이 다르게 나타난다. 이러한 특성으로 인해 충전 및 방전이 진행됨에 따라 셀간의 전압 불균형 현상이 발생하고 이로 인해 배터리 수명은 급격하게 감소하여 배터리 교체와 같은 경제적 손실을 초래한다. 본 논문에서는 배터리의 성능과 안전성을 확보하기 위해 배터리 밸런싱에 관한 연구를 수행하였다. 기존의 수동적 밸런싱의 단점을 보완한 능동적 밸런싱을 사용하였고 제안한 회로의 기능 및 성능의 검증을 위해 배터리 관리 장치 보드를 설계 및 제작하여 시험한 결과 개선된 기능이 원활히 수행됨을 확인하였다.

Induction motors' faults detection is almost a popular topic among researchers. Monitoring the output of motors is a key factor in detecting these faults. (Short-time) Fourier, (continuous, discrete) wavelet, and extended Park vector transformations are among the methods for fault detection. One major deficiency of these methods is not being able to detect the severity of faults that carry low energy information, e.g. in ball bearing system failure, there is absolutely no way to detect the severity of fault using Fourier or wavelet transformations. In this paper, the authors have applied the Discrete Wavelet Transform (DWT) frequency-domain analysis to detect bearing faults in an induction motor. In other words, in discrete transform which the output signal is decomposed in several steps and frequency resolution increases considerably, the frequency-band analysis is performed and it will be verified that first of all, fault sidebands become more recognizable for detection in higher levels of decomposition, and secondly, the inner race bearing faults turn out easier in these levels; and all these matter because of eliminating the not-required high energy components in lower levels of decomposing.

본 논문에서는 계통 전압 사고 상황에서 계통 연계형 풍력 발전 시스템이 만족시켜야 할 LVRT(Low Voltage Ride Through) 동작 모의 및 동특성을 분석하였다. 제작한 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 영구자석 동기 발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back to Back Converter를 통해 계통과 연계되는 구조를 가지고 있다. 계통과 연계되는 부분에 슬라이닥스와 변압기 그리고 IGBT를 이용해 계통의 사고를 모의할 수 있는 계통 전압사고 모의 장치를 제작하여 연결하였으며, 이 계통 전압사고 모의 장치는 A, B, C 각 상을 독립적으로 제작해 다양한 계통사고를 모의할 수 있도록 구성하였다. 하드웨어 시뮬레이터와 제안된 계통 전압 사고 모의 장치 분석을 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 하드웨어 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

저가형 저전력 LED 구동회로에서는 종종 직렬 저항을 이용한 전류 밸런스 회로를 사용한다. 이러한 회로에서 밸런싱 저항은 양산시 생기는 LED 순방향 전압의 편차에 관계없이 LED 스트링간의 전류 밸런싱을 유지시키는 역할을 한다. 본 논문에서는 직렬 저항의 공칭값과 공급 전압값을 최적설계 하기위한 효과적인 설계 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 몬테카를로 기법을 사용하여 순방향 전압의 통계적인 산포와 직렬저항 소자의 상용값 및 공차를 동시에 고려하고, 비용함수를 도입하여 회로 최적화를 진행한다. 기존의 설계 방법 대비 성능 개선 정도를 구체적인 설계사례를 통해 비교 분석함으로써 제안 방법을 검증한다.

By using differential force between left and right wheel, lateral motion can be controlled known as Direct Yaw-moment Control (DYC). In previous researches, DYC control is proposed to increase the stability of the vehicle, but maneuverability has not been discussed sufficiently. The car handling condition which is called the index parameter of maneuverability is dependent on the vehicle velocity and steering angle. To achieve the desired vehicle's cornering path, the car handling condition must be considered sufficiently. In this paper, the novel DYC method is proposed which gives the car handling condition regardless of the longitudinal speed. The proposed controller is based on the PI controller to feedback the curvature parameter. The controlled system shows the advantages of DYC regarding to the reference trajectory by the dual motor system. With respect to the uncontrolled model, the effectiveness of the proposed method is validated by numerical examples.

최근 철도시스템 분야에서도 기존의 접촉식 가공 전차선 급전 방식을 벗어나 새로운 개념의 에너지 전송시스템으로써 무선급전시스템의 다양한 응용 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 전자기 유도방식의 일종인 무선급전시스템을 철도차량에 적용시키기 위해 운전조건에 따른 특성 연구를 수행 하였다. 전력 전송의 효율을 높이기 위해 유도급집전체(IPT, Inductive Power Transformer)의 누설 자속(Leakage Flux)을 보상할 수 있는 6-kW 60-kHz 시제품(Laboratory Prototype)을 제작하여 급전체와 집전체간 위치 변화에 따른 무선급전시스템의 전력전송량 변화를 알아보았다. 또한. 급전체와 집전체간 위치 변화에 따라 변하는 누설 자속을 측정하고 운전주파수를 변경하여 무선급전시스템의 전력전송량의 변화를 알아보았다.

본 논문은 LED Driver 휘도(Luminance) 제어 방식인 펄스폭 변조(PWM), 진폭변조 방식(PAM)을 조합한 스마트디밍 알고리즘에 대해 제안한다. 제안된 방식은 LED 구동 순방향 전류($I_f$)양에 따라 순방향 전압($V_f$)이 비례적으로 변화되는 특성을 이용한 것으로, LED Backlight 적용 LCM의 소비전력을 저감할 수 있다. 본 논문에서는 스마트 디밍 (CPWAM=Conditional Pulse Width Amplitude Modulation) 알고리즘에 대해 소개하고 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 검증한다.

최근 산업 및 경제의 급속한 발전으로 컴퓨터를 비롯한 전기 및 전자 장비, 통신기기, 반도체 장비 등 전기적 외란에 민감한 부하 설비의 사용이 급증하면서 전력 품질에 대한 관심이 고조되고 있다. 그 이유는 정밀 부하 장비들이 전압의 순간적 변동에 대하여 민감하여 이 문제로 인하여 파생되는 경제적 피해가 매우 크기 때문에 지속적인 관리가 필요하다. 이러한 문제 중에서 가장 빈번하게 발생하는 순간 전압 강하를 보상하기 위한 장치로 전기 이중 층 커패시터 (EDLC: Electric Double Layer Capacitor)를 에너지 저장장치로 사용한 순간전압강하 보상장치 (DVR: Dynamic Voltage Restorer) 시스템이 개발 되어 적용되고 있다. 본 논문에서는 현재 순간전압강하 보상장치에 사용되는 DVR 시스템에서 주로 사용되는 에너지 저장장치인 EDLC 보다 동일 사이즈 대비 에너지 밀도가 높은 하이브리드 커패시터를 적용하는 연구를 하고자 한다.

진단용 X선 투시촬영장치는 고전압발생장치를 필요로 하며, 이에 대용량 전원설비를 갖춘 X선 고전압 발생장치의 개발이 요구되고 있다. X선 투시촬영장치는 단시간 고출력의 촬영과 장시간 저출력의 투시가 가능해야 하므로 고용량의 상용 AC 전원을 사용해야 한다. 이에 본 논문에서는 EDLC를 에너지 저장장치로 사용하여 저용량의 AC전원만으로 투시 및 촬영이 가능한 X선 투시촬영장치용 고전압발생장치를 제안한다. 에너지 저장장치를 기반으로 한 32[kW]급의 X선 투시촬영장치용 고전압발생장치를 구성하고 시뮬레이션 통하여 제안한 고전압발생장치의 효용성을 입증한다.

MMC(Modular Multilevel Converter)는 여러 개의 Power Module을 직렬로 연결하여 정현파에 가까운 고전압의 파형을 얻을 수 있는 토폴로지로 대용량 전력변환 분야의 요구를 만족하면서 전력 품질을 향상시킬 수 있어 근래에 상당히 주목받고 있다. 당사에서는 5Mvar급 STATCOM(STATic synchronous COMpensator)을 MMC 형태로 제작하였다. 제작된 5Mvar급 STATCOM은 한 상당 12대의 Power Module로 구성하여 25-Level로 제작되었다. 제어시스템은 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하였으며, 하나의 Main Controller와 다수의 Cell Controller, FPGA 보드 등으로 구성되어 있다. Controller 간의 상호 정보를 교환하기 위해 CAN 통신을 이용하였고, Power Module의 스위칭을 위한 보드는 각각에 연결되어 있으며, Cell Controller보드와는 절연을 위해 광신호로 연결하였다. 본 논문에서는 MMC 시스템의 제어기간 CAN 통신인터페이스와 Power Module의 PWM 동기화에 대해 설명을 하였다.

HVDC 시스템은 초고압 직류 송전 시스템으로써, AC를 DC로 변환하여 장거리 송전에 유리한 시스템이다. 현재 대륙간 송전 및 주파수 변환을 위한 BtB Topology에 많이 응용되고 있다. HVDC 시스템의 장점은 일정 송전거리 이상이 되면, DC가 AC에 비하여 손실율이 적고 유리한 장점이 있다. 해당 HVDC Valve는 전력을 AC-DC-AC로 변환하려면, HVDC Valve(Module)이라고 불리는 전력 변환 장치가 필수적이다. 해당 Valve를 현장에 설치하기 전에 IEC 60700-1 또는 CIGRE 같은 국제 표준 규격에 맞추어 Type Test를 진행 후에 통과 시 현장에 설치되어야 한다. 해당 Type Test는 크게 2가지로 분류되며, 절연 성능을 시험하기위한 Dielectric Test 그리고, 실제 Thyristor Valve의 동작을 가혹 한 조건에서 시험하기위한 Operational Test가 필요하다. 본 논문은 IEC 규격 (IEC 60700-1)에 의거 사이리스터 밸브에 대한 Operational Test 중 단락시험방법과 시험내용을 기술하고, 시험결과로 검증한다.

최근 국내에서 진행중인 스마트 그리드(Smart Grid) 사업 분야에 속해 있는 스마트 운송(Smart Transportation) 사업의 하나로 전기차 운영이 핵심이 되어 진행이 되고 있다. 그러나 실제적으로 전기차를 원활히 운영하기 위해서는 극복해야 할 여러 문제가 있으며 대표적으로 주행 거리를 좌우하는 배터리 용량 문제와 고객이 어디서든 전기차를 사용하고 충전하는데 불편이 없을 만큼 충분한 충전 인프라 구축 문제가 있다. 충전 인프라는 현재, 완속 충전기와 급속 충전기로 구성되어 있으나 본 논문에서는 완속 충전기에 한정하여 서술하였고 인프라 구축에 있어 표준화 일환으로 미국자동차기술학회에서 제시하는 SAE-J1772 규격에 맞추어 개발한 자사의 완속 충전기에 2012년 독일과 미국의 자동차 업체 주도로 발표된 국제표준(ISO/IEC 15118, Vehicle-to-Grid Communication Interface) 기술 규격이며 향후 충전 인프라에 적용 예상이 되는 PLC 통신 방식을 적용한 완속 충전기 개발에 관하여 소개하도록 하였다.

This paper describes the physical configuration and features of the advanced control and protection devices, and operation control and monitoring system that are connected to a real time simulator for LS Industrial System 80kV 60 MW Jeju HVDC Pilot Project. Highlight of simulation result are provided to demonstrate the control and protection functionality.

본 논문에서는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter, MMC)의 제어기를 설계에 있어 시간 지연을 고려한 디지털 제어기 설계 방법을 제시한다. 제안된 방법으로 설계한 디지털 제어기를 사용하면 시간 지연으로 인한 시스템의 성능저하를 완화할 수 있으며, 11-Level로 구현된 MMC HVDC 시스템 모델에 적합한 디지털 제어기의 설계 방법에 관해 기술하고 제안한 방법의 타당성을 아날로그 제어기와의 성능비교를 Psim를 통해 검증하였다.

Higher power density, higher operational temperature, lower on state resistance and higher switching frequency capabilities of Silicon Carbide (SiC) technology devices compared to Silicon (Si) devices makes it has higher promising market. One of the most developed SiC devices is the power MOSFET. This study tests the SiC MOSFET under short circuit conditions taking into account the effect of gate voltage characteristics. The results will be compared to IGBT and MOSFET Si devices with similar ratings. A tester circuit was designed to perform the short circuit operation.

본 논문에서는 소프트 스위칭을 하는 새로운 ZVT 공진형 부스트 컨버터를 제안하였다. 보조회로에는 2개의 스위치와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 보조 커패시터를 추가하였다. 따라서 주 스위치와 보조 스위치는 모든 영역에서 소프트 스위칭 동작을 할 수 있다. 또한 공진 인덕터의 전류 도통구간이 감소하여 효율이 증가 하였다. 제안한 ZVT 공진형 컨버터와 기존의 ZVT 공진형 컨버터를 비교 하고, 제안한 컨버터가 기존의 컨버터에 비하여 높은 효율을 얻을 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하였다.

최근 하이브리드 및 전기자동차에 대한 관심이 높이지는 가운데 전기자동차용 배터리 충전기술 또한 대두 되고 있다. 본 논문은 충전 기능 만을 고려한 단방향 충전시스템에서 방전 기능을 추가한 양방향 충전시스템에 대하여 서술한다. 양방향 시스템은 차량의 배터리를 저장매체로 활용하여 계통과 배터리간의 전력을 양방향으로 전달할 수 있기 때문에 주차된 차량등의 배터리의 잉여전력을 계통으로 전송 할 수 있다. 용량은 가정용으로써 3.3kW 탑재형 단상 양방향 충/방전기에 대한 시뮬레이션을 통해 결과를 도출했다.

In this paper, an operation algorithm for the fuel cell-battery hybrid power system is proposed. As the output current slope of the fuel cell is normally limited to protect the fuel cells' defection, efficient power distribution algorithm between the fuel cell and battery is very important for the successful hybrid control operation. For the experimentation, a 1kW dc-dc converter with 500W fuel cell stack and 1kWh Li-polymer battery is implemented.

본 논문에서는 2차 측에 Current-Doubler 정류방식을 적용한 LLC 직렬 공진 컨버터를 제시한다. 일반적으로 LLC 직렬 공진 컨버터에 경우 2차 측에는 유도 성 부하를 사용하지 않는다. 2차 측에 유도 성 부하가 존재하는 경우 방식이 바뀌게 되어, 이는 더 이상 LLC 직렬 공진 컨버터의 특성을 갖지 않기 때문이다. 제안하는 논문에서는 2차 측 출력 인덕터를 Common Mode Choke로 구성한 회로를 수학적인 해석을 통해 증명하고, 이를 바탕으로 Matlab / Simulink를 이용하여 타당성을 검증 한다.

기존 용접 컨버터는 풀 브릿지 컨버터는 하드스위칭을 하게 되는데, 이는 스위칭 소자로 사용되는 IGBT의 턴 오프 손실을 증가시키는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 스위치의 손실을 줄이고자 기존의 풀 브릿지 컨버터에 ZVS(zero voltage switching) 턴 오프 방식를 적용한 회로와 하드 스위칭 방법에 대하여 손실을 PSIM 모의해석을 통하여 비교 분석하였다.

본 논문은 dual half bridge converter와 full-bridge converter가 결합된 절연형 양방향 컨버터를 제안하였다. 기존의 전류원 컨버터는 스위치가 턴-오프 시 전압 스파이크 문제가 발생한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 절연형 양방향 컨버터에 공진 커패시터와 공진 인덕터를 추가하였다. 추가된 공진 소자들에 의해 준공진이 발생하고 이를 이용하여 스위치의 zero voltage switching (ZVS)조건을 충족시킬 수 있다. 그 결과 제안된 컨버터의 모든 스위치는 소프트 스위칭을 달성하고 전압 스파이크 문제를 해결 할 수 있다. 이를 이론적인 분석과 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

현재 단상 태양광 인버터 분야에서의 가장 큰 이슈는 효율을 높이는 것과 지전류를 저감하는 즉, EMI를 개선하는데 있다. 본 논문에서는 대중에게 잘 알려진 효율은 좋지만 EMI가 불리한 하이브리드 토폴로지를 변형하여 EMI를 개선한 토폴로지를 제안하고 PSIM 시뮬레이션을 통한 검증한다.

This paper proposes a new topology with active switched-capacitor and switched-inductor impedance network, which can obtain a high boost factor with small shoot-through time. The proposed topology uses an active switched capacitor and switched-inductor impedance network in order to couple the main circuit and input dc source for boosting the output voltage. The proposed topology contains all advantages of the classical Z-source inverter. Comparing with other topologies, the proposed topology uses lesser component and the voltage boost inversion ability significantly increases. The theoretical analysis, pulse width modulation control strategies, and a comparison with classical ZSI have been given in this paper. Both simulation and experimental results will be presented to verify the advantages of the proposed topology.

본 논문에서는 3-레벨 NPC(Neutral Point Clamped) 인버터에서 사용되는 SVPWM(Space Vector Pluse Width Modulation)기법들 중 옵셋전압을 이용한 대칭 SVPWM과 효율을 높이기 위한 전압 지령 벡터를 계산한 $120^{\circ}$ DPWM(Discontinuous PWM)과 $60^{\circ}(+30^{\circ})$ DPWM을 비교 분석하였다. 각 SVPWM간의 효율 및 THD를 비교 분석 하였고 이를 통해 시뮬레이션으로 스위칭 방식에 따라 비교하여 효율 및 THD 결과를 도출하였다.

3-level 인버터에서 DC_Link와 각 leg의 스위치 간 라인에 존재하는 Stray inductance로 인해 스위칭 시 Voltage spike가 발생하게 된다. 3-level 인버터는 고전압, 대전력에서 주로 사용되기 때문에 Voltage spike로 인해 전력반도체 스위치에 순간적으로 큰 전압이 인가되어 정격 이하의 운전에서도 스위치가 소손되어 전체 시스템의 고장을 초래할 수 있다. 이와 같은 사고를 방지하기 위해 본 논문에서는 DC_Link 커패시터를 분할로 구성하여 Stray inductance를 균일하게 하고 전반적으로 최소화 하였다. Stray inductance는 Double Pulse Test 시뮬레이션 및 실험으로 확인하였다.

The three-phase four-leg voltage source inverter (VSI) topology can be an interesting option for the three phase-four wire system. With an additional leg, this topology can handle the neutral current, hence the DC link capacitance can be reduced significantly. In this paper the three dimensional space vector modulation (3D SVM) in ${\alpha}{\beta}{\gamma}$ coordinates for the three-phase four-leg VSI is presented. By using the 3D SVM method, the DC link voltage can be reduced by 16% compared with the split DC link capacitor topology and the output distortion can also be reduced under the unbalanced load condition.

일본은 동일본 대지진 이후로 원자력 발전 가동을 점차 중단시켜 가고 있는 추세이고 이에 발 맞추어 신재생에너지 발전 비중은 높아지고 있다. 특히 태양광 발전에 대한 관심은 주택용 뿐 아니라 발전소 수준의 메가솔라 시장으로 확대 되어 가고 있다. 본 논문에서는 일본형 대용량 계통연계형 태양광 인버터들이 가져야 할 기능 중 FRT 기능에 관해 일본 계통연계 규정인 JEAC 9701-2010을 기반으로 알아보고자 한다.

Recently environmental problems such as greenhouse gas emissions has become a global problem. As a result, the current that can be easily used to Petroleum and coal reserves of fossil energy and environmental issues, coupled with the limitations of this finding for renewable energy to replace the movement is spreading around the world. Among them Energy Storage System with secondary battery technology has been increased interest in, Redox flow batteries, unlike the conventional theory, the life of the rechargeable battery almost no restrictions existing lithium-ion batteries 10 times more than the life of the road. In this paper, power plant or power system, installed in a building that can cope with the rapid increase in demand for power redox flow battery for 100kW PCS will be introduced.

Recent global warming to the promotion of electric vehicles (EV), plug-in hybrid (PEV), including the next generation of cars and solar power, wind power and other renewable energy, and next-generation power grid (smart grid) are getting attention. In addition, the system utilizes the battery life in the industry and the convenience of a variety of social systems, economics, environmental impact, and the inherent potential to change significantly, and you can not walk into a next-generation industrial strategy and the need increases more and more present, and its early commercialization In order to do this, as well as a key energy source, the battery charger for charging efficiency technologies is essential. In this paper, fast charge multiple battery modules and optional modules that can charge distribution charge will be introduced.

Wind turbines as a power distribution system linked to the driving operation according to the characteristics of the distribution system can be adversely affected by a change of circumstances, depending on Distribution Systems with driving characteristics of a wind turbine can be affected. Thus according to the grid-tied wind turbines and transient suppression of the distribution lines and distribution lines outside of the accident in order to maintain stable power supply to supply reactive power efficient system is necessary to keep the voltage constant. In this paper, we substantiated in Jeju Hangwon 12 Unit Level 1MVA STATCOM system configuration, control, configure, and test results will be introduced.

본 논문에서는 수출형 소 용량 태양광 인버터를 설계, 제작하였으며, 실제 제품을 제작하였다. 해당 제품은 VDE-AR-N_4105 및 VDE V 0126-1-1규정에 준하는 무변압기 방식 태양광 인버터로서 안정적이며 신뢰성 있는 동작을 할 수 있도록 절연레벨, 누설전류 및 기타 계통의 안정성 판단을 2개의 CPU에서 동시에 감시하도록 설계하였다. 또한 높은 IP등급을 만족하도록 설계되어 실외에서도 안정적이고 신뢰성 있는 동작을 할 수 있도록 설계하였다.

본 논문에서는 풍력발전기의 저전압 순간보상 기능을 시험하기 위한 시뮬레이터를 설계한다. 다수의 풍력발전기가 연계된 전력계통의 경우, 안정성 확보를 위해 계통전압의 강하시에도 발전기가 연계상태를 유지하며 계통에 무효전력을 공급할 것을 요구하고 있다. 본 논문에서는 이러한 기능을 시험하기 위한 3상 4-레그 인버터 기반의 시뮬레이터를 설계한다. 설계된 3상 4-레그 인버터의 성능은 시뮬레이션을 통해서 확인한다.

ESS(Energy Storage System) for Improve the quality of the power grid, supply reliability, system stability and the efficient operation method of power is drawing attention. According to changes in the load of the power system frequency will be adjustable in real time in response to changes in the frequency of the grid, so thermal power output is mainly controlled in order to keep the grid frequency stable. ESS for adjusting the frequency of the grid when the frequency rises to grid and charge the energy storage device. If the frequency drops to discharge the battery power to the grid and the future is expected to replace the thermal power plant. This paper describes 4MW ESS for the frequency regulation and find out about the characteristics through the PSCAD/EMTDC.

본 논문은 POSCO ICT가 개발한 2MVA/500kWh급 BESS(Battery Energy Storage System)의 가파도 마이크로그리드 적용사례와 실증결과에 대해 기술하였다. 이를 위해 가파도 마이크로그리드 구성과 BESS 역할을 설명하였고, 적용된 기술을 소개하였다. 또한 시험항목과 의의를 서술하고, 시험결과를 통해 계통망의 전력품질 및 BESS 제어성능을 검증하였다.

본 논문에서는 태양광을 이용하여 최대전력 추종제어를 통해 최대출력의 전원을 사용하고, 전력이 남는 경우에는 배터리에 충전하도록 한다. 이는 태양이 없는 야간에도 충전된 배터리를 이용하여 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 하는 장점을 가진다. 또한 태양광 셀과 배터리의 출력을 통해 모터를 구동할 수 있도록 하여 보다 다양한 분야의 어플리케이션에 적용할 수 있도록 한다. 이를 시뮬레이션을 통하여 분석하고 실험을 통해 이를 검증한다.

BESS를 대용량화 하기 위하여 병렬운전에 관련하여 많은 연구가 진행 중이다. 병렬운전 알고리즘의 제어 목표는 인버터 간의 순환전류를 제거하고, 부하 분담이 균등하게 하는 것에 있다. 이를 위하여 연구되었던 방법 중 전압 제어와 전류 제어의 인버터를 결합한 Master-Slave 방식은 통신을 통하여 정확한 부하분담이 가능하지만 통신지연 발생시 과도상태에 과전류가 발생 할 수 있다는 단점을 갖는다. 본 논문은 독립된 계통에서 BESS가 병렬운전 중 스텝부하 투입시 통신지연 시간 동안의 과도상태에서 과전류가 발생하지 않도록 하는 Droop Control를 적용한 제어 알고리즘을 제안한다.

현재 LS산전과 한국전력공사의 공동 개발을 통하여 60MW급 ${\pm}80kV$ 전류형 HVDC(High Voltage Direct Current) Transmission System 내 알고리즘 국산화 개발을 진행하고 있다. 제어 알고리즘 여러 레벨(AC Yard Control, Master Control, Pole Control, Phase Control)에서 운전하기 전 여러 고려사항 중 DC Yard 내 DC Switch의 투입/개방의 조건이 있다. 본 논문에서는 이러한 DC Line에 DC Switch의 상태를 효율적으로 제어하는 방법에 대해 소개하고자 한다.

본 논문에서는 결합 인덕터를 이용한 풍력/태양광용 컨버터를 제안한다. 입력의 전류리플을 최대로 감소할 수 있도록 최적화된 결합계수를 선정하였고 인덕터의 결합계수를 조절하기 위한 코어의 구조뿐만 아니라 공극의 길이, 턴 수를 조절하여 결합 인덕터의 설계와 제작을 수행하였다. 본 논문의 풍력과 태양광용 컨버터에 있어서 각각의 인덕터 2개를 적용하는 것과 단일의 결합 인덕터를 적용 하는 것에 대해 비교검증의 실험을 수행하였다. 또한 결합계수의 변화에 따라 입력 전류의 리플이 최소화되는 값을 실험을 통해 확인하고 타당성을 입증하였다.

능동 클램프 포워드 컨버터의 2차단에 전류 증배 정류회로를 사용할 경우 2차단에서의 도통 손실을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 상대적으로 큰 자화 인덕턴스와 작은 누설 인덕턴스를 이용하여 영전압 스위칭을 달성할 수 있으므로 회로 전체 동작 측면에서 바람직하다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작 설명과 함께 영전압 스위칭을 위한 조건을 다루었고 240W급 (12-V/20-A) 프로토타입 회로를 통해 분석 결과의 타당성을 검증하였다.

본 연구는 군 항공용 레이더 프로세서 유닛용 다중 출력 스위칭 전원공급기 개발 과제의 효율 요구조건 만족을 위해 선행 연구 과제로 실시되었다. 전원공급기의 다중 출력 전원 중 출력 전력이 크고, 효율 측면에서 구현 난이도가 높은 +3.3VDC/55A 전원을 대상으로 선정하였다. 주요 개발 목표 사양은 입력전압 범위 230VDC~330VDC, 전압 안정도 ${\pm}2%$, 효율 85% 이상이다. 이를 만족하기 위해 DC/DC 컨버터의 메인 토폴로지는 하프 브릿지 컨버터이며, 효율 특성 개선을 위하여 동기정류방식을 적용하였다. 본 논문은 DC/DC 컨버터의 설계와 Prototype을 제작하고, 고찰된 실험결과를 제시한 내용으로, 230VDC~330VDC 범위의 입력 조건 및 +3.3VDC/55A 출력 조건에서 최대 89%의 효율 특성을 확인한 내용을 기술한다.

본 논문에서는 단일 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터에 의한 4상한 출력 AC전압 제어를 제안하였다. 제안된 듀티비 제어방법을 통하여 한 대의 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터로도 동상의 벅-부스트 모드와 역상의 벅-부스트 모드를 모두 출력하는 4상한 출력 AC전압 제어를 하였다. 한 대의 Quasi Z-소스 AC-AC 컨버터만으로 종전의 듀티비 제어에 의해 동상의 부스트 모드와 역상의 벅-부스트 모드의 출력 전압이 발생되며, 제안한 듀티비 제어에 의해 동상의 벅 모드가 출력되는 4상한 출력 AC전압 제어법을 PSIM시뮬레이션에 의하여 입증하였다.

본 논문에서는 전기자동차 배터리 충방전용 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트 스위칭에 대해 다루었다. 양방향 DC-DC 컨버터의 한쪽 단자는 계통과 연결된 PWM 컨버터의 DC-link단과 연결되고, 다른 한쪽 단자는 배터리에 연결된다. 양방향 DC-DC 컨버터의 소프트스위칭에 대해 기술한 다음 인덕터의 권선 저항이 소프트 스위칭 동작에 미치는 영향을 분석하였으며, 시뮬레이션을 통하여 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 슈퍼커패시터용 양방향 DC-DC 컨버터의 고주파 변압기 권선비를 고려한 설계에 대해 다루었다. 양방향 DC-DC 컨버터는 슈퍼커패시터의 충전시 스위칭 손실을 줄이기 위해 듀티(Duty)를 제어하여 Buck 모드로 동작하고, 방전시 부하변동에 빠르게 대처하기 위해 Phase-shift 모드로 동작한다. 충전시와 방전시 각각의 동작에서 스위치손실과 변압기의 손실을 분석하여 손실을 최소로하는 변압기 권선비를 선정하고자 한다.

본 논문에서는 DC-DC컨버터의 경부하 영역 효율 개선을 위한 비선형 인덕터 적용기법에 대한 분석을 수행한다. 시뮬레이션 툴을 이용하여 비선형 인덕터를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 비교를 통해 비선형 인덕터 적용 기법의 경부하 효율 개선효과에 대한 정량적 분석을 수행한다.

비반전 승강압형 토폴로지인 Cascaded Buck-Boost는 크게 Buck단과 Boost단으로 나눌 수 있다. 2상 병렬로 연결되는 Cascaded Buck-Boost 컨버터는 병렬로 연결되는 소자에 따라서 총 3가지의 회로 구성이 가능하며, 제어방법에 따라 1개의 스위치로도 Interleaved 회로처럼 동작이 가능하다. 본 논문에서는 각각의 Cascade Buck-Boost 컨버터의 병렬 구성에 따른 입출력 전압비, 전류리플, 시스템 효율 등을 분석한다.

본 논문에서는 DAB(Dual Active Bridge)로 구성된 양방향 절연형 DC-DC 컨버터의 제어 기법인 SPS(Single Phase Shift)와 DPS(Dual Phase Shift)를 양방향 OBC(On-Board Charger)의 충전 및 방전모드에 적용한다. 그리고 각 모드의 입출력 조건에 따라 전력 반도체 소자에서 발생되는 손실을 PSIM 시뮬레이션과 수학적 분석을 통해 예측하고, 이를 비교 분석한다.

본 논문에서는 Boost 컨버터와 Push-pull 컨버터로 구성되어 가격 경쟁력 향상 및 안정적으로 출력 전압 제어가 가능한 게이트 드라이버용 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 DC-DC 컨버터는 항상 최상의 성능으로 동작하는 전기 자동차용 인버터를 구현하기 위해 전기 자동차의 열악한 동작 환경에 상관없이 안정적인 On/Off 전압을 공급한다. 제안된 DC-DC 컨버터는 80kW 전기 자동차 개발을 위해 제작된 인버터를 통하여 성능을 검증하였다.

최근 화석에너지 고갈과 환경문제, 전력대란을 격음으로써 신재생 에너지에 관한 관심이 많아지고 있다. 특히 연료전지를 이용하여 높은 신뢰성의 양방향 DC-DC컨버터가 요구되어 많은 연구개발이 진행되고 있다. 그중 컨버터를 병렬로 구동하여 전류리플을 줄이는 인터리브드 방식을 많이 사용하지만 인덕터의 부피, 비용이 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 결합 인덕터를 이용한 Four-Phase 형태의 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터를 제안하고, 최적의 결합계수와 인덕터에 흐르는 전류 리플 저감을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문에서는 연료전지를 사용하여 2차 전지를 충전시키는 동기식 부스트 컨버터를 제어하는 방식을 제안한다. 고효율을 위한 동기식 부스트 컨버터는 기존의 부스트 컨버터의 다이오드 대신 MOSFET을 사용한다. 이때 연료전지의 전압이 배터리의 전압보다 낮기 때문에 양방향 소자인 MOSFET의 특성상 DCM구간에서 역전류가 발생한다. 연료전지의 긴 기동시간으로 인해 초기 동작 시 소프트 스타트가 필요한데 이때 역전류가 발생할 수 있는 DCM구간이 나타난다. 시스템 제어를 위해 사용된 mode boundary detector은 CCM과 DCM을 구분해주어 컨버터를 제어한다. CCM구간에서는 동기식으로 부스트 컨버터가 동작되고 DCM구간에서는 기존의 다이오드를 사용하는 방식으로 역전류를 방지한다. 시뮬레이션을 통해 논문의 타당성을 증명하였다.

함정의 추진체계로 전기추진체계가 선정될 경우 대용량의 전동기 및 전력변환장치가 설치된다. 전동기를 구동하여 추진력을 얻기 위해서는 발전기에서 공급하는 AC 전력을 AC에서 DC 다시 DC에서 AC로 변환하는 과정을 거치게 된다. 이 과정에서 전력용 반도체의 On/Off 동작에 의해 높은 전압상승률 (dv/dt)이 발생하며 이로 인해 함정의 선체를 통해 흐르는 누설전류가 발생하여 인접 장비에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 전기추진 함정의 전자기 간섭(EMI) 현상 발생 원인에 대해 분석하고 이를 저감시키기 위한 방법으로 Drain wire를 적용하고 그 효과에 대해 분석한다.

신호 주입 센서리스 구동 시, 인버터의 비선형성으로 인한 주입 전압 왜곡현상은 전류 신호 정보의 SNR을 떨어뜨리게 된다. 이로 인하여 회전자 위치를 추정하는 과정에서 오차가 발생하는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 인버터의 비선형성이 주입 전압에 미치는 영향을 분석하고, 전류 신호 정보의 SNR을 개선하기 위하여 고주파 전류 맥동의 크기를 일정하게 제어하는 주입 전압을 인가하는 방법을 제안한다. 실험을 통하여, 제안된 방법의 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 장거리 운송 시스템의 정밀 제어에 적합한 영구자석 선형 동기전동기의 추진 제어 방법을 제안하고자 한다. 적용 시스템은 코일이 고정되어 있고 영구자석이 이동자를 구성하는 형태로서 빠른 응답특성을 위해 아날로그 형태의 전류제어기를 사용하였고, 섹션 전환을 통해 추진제어가 이루어진다. 제안한 추진 제어방법을 적용한 영구자석 선형 동기전동기의 구동에 대한 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 구현 가능성을 검증하였다.

전기의 수요는 인구 증가와 함께 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 에너지 자원의 부족 및 환경문제 등으로 인해 그 수요를 충족시키는 것에 대한 한계에 다다르고 있다. 많은 연구자들이 이러한 문제를 극복하기 위해 신재생 에너지의 사용을 제한하였고, 그 중 풍력 에너지는 전 세계의 많은 지역에서 이용이 가능하고 저렴한 장점이 있다. 본 논문에서는 유도 전동기의 직접토크제어를 이용하여 풍력 발전기를 모델링 하였고 직접토크제어를 사용함으로써 토크 응답 특성이 매우 빠르고 모터의 파라미터 변화에 대한 민감도가 감소하며 제어기의 구성이 단순하다는 장점을 가지고 있다.

본 논문에서는 단상 전원과 고정자가 직접 연결되고 회전자에는 독립된 하나의 인버터가 적용되는 전동기 구동 시스템에 대한 분석을 진행한다. 이와 같은 전동기 구동 시스템의 구조는 양방향 운전이 가능하며, 인버터의 직류단 전압을 자유롭게 제어할 수 있다. 또한 입력단에 어떠한 추가적인 장치도 요구하지 않으므로 전동기를 단상 계통에 직접 연결할 수 있어 가전 제품의 적용에 용이하다. 본 논문에서는 이러한 권선형 전동기의 구동 방식을 설명하고, 세탁기 운전을 그 목표로 하여 권선형 전동기의 설계 및 FEM 시뮬레이션을 진행한다. 시뮬레이션은 Maxwell 로 설계된 전동기 FEM 모델을 Simplorer 시뮬레이션을 통해 연동해석을 진행하였다.

본 논문에서는 9상 영구자석 동기발전기 시스템을 제안한다. 통상 3상 발전기의 출력은 전압리플을 포함하기 때문에 DC 링크에 대용량 전해 커패시터를 필요로 한다. 반면, 본 논문에서 제안하는 발전기는 상수가 많기 때문에 DC 링크의 전압리플이 크게 줄어들어 대용량 전해 커패시터를 필요로 하지 않아 전체 발전 시스템의 수명을 확보하는 것이 용이하다. 시뮬레이션 및 실험을 통해서 제안된 시스템의 장점을 확인한다.

To implement servo system using LIM, thrust and normal force control must be made in a moment. Thus, vector control is required to control magnetic flux and toque. In this paper, we applied to constant slip frequency vector control method by controlling d-q axis current and presented various simulation results.

일반적인 전동기 구동에 있어서 부하의 변화에 의해 관성이 변하는 경우 동일 속도 제어기 이득에서의 속도 응답은 오버슈트가 생기거나 진동하는 문제점이 있다. 따라서 정확한 속도제어가 필요한 응용분야에서 전동기의 관성 추정은 필수이다. 본 논문에서는 MRAS 관측기를 활용하여 영구자석동기전동기의 관성을 추정하고 추정된 관성으로 속도제어기의 제어이득을 선정할 경우의 속도 응답특성을 비교한다.

본 논문은 PMSM의 고속 운전시 약자속 제어를 수행했을 때와 수행하지 않았을 경우의 소음 특성을 분석한다. 이를 위하여 두 가지 경우에 관하여 운전 시 발생하는 소음과 진동을 측정하여 그 주파수 특성을 분석하고, 그로부터 소음과 진동을 저감하기 위한 방법을 제시하였다. 자동차용 샤시 제어 모터를 대상으로 실험을 수행하고 제시한 방법의 유효성을 확인하였다.

본 논문은 1.8MW 급 ESS용 배터리 충방전기 개발에 관한 논문이다. 제안된 회로의 구성은 삼상 교류 입력을 받아 DC 1150V로 변환시키는 3상 AC/DC 컨버터부와 배터리를 충전과 방전시키는 buck-boost 컨버터부로 구성된다. 출력은 최대 900V, 2000A 이며 C/C, C/V, C/P 모드로 제어된다. 3상 AC/DC 컨버터는 역률을 개선하고, 입력 고조파를 저감시킬 수 있으며, 계통으로 회생이 가능하다는 장점이 있다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 배터리 충방전기의 성능을 검증하였으며, 실제 시스템에 적용하여 충전 및 방전 시험을 완료하였다.

The paper presents a long-pulse modulator for klystron using a high-voltage solid-state switch and a droop compensator. The modulator guarantees the safe of klystron by limiting the amount of energy transferred to klystron in case of arc. The high performance of the modulator is also achieved by the fast transition time, high flatness and average power. The proposed prototype has produced pulses with a flat-top voltage -90[kV], pulse width 1ms and pulse frequency 200[Hz]. The validity of the long-pulse modulator for klystron has been verified by the simulation and experimental works.

본 연구에서는 군 항공용 레이더의 프로세서 유닛에 적용하기 위하여 $115/200VAC{\pm}10%$, 3상, 400Hz 및 +28VDC 입력, 최대 출력전력 488.5W, 효율 82%이상(@70%부하), 출력 전원 8개의 다중 출력 스위칭 전원공급기를 개발하였다. 개발 목표 효율인 82% 이상을 달성하기 위해 전력이 큰 3개의 출력에(+3.3V/55A, +5V/32A, +12V/10A) 대해 동기정류 하프브릿지 방식을, 나머지 소전력 출력은 다중 출력 플라이백 방식을 적용하여 설계 및 제작하였고, 시험 결과 70% 부하에서 83.3%의 우수한 효율 특성을 확인하였다. 또한, 군용 장비로써의 전자기 간섭 및 환경조건 만족 여부 확인을 위해 군사규격에 따라 신뢰성 시험을 수행하여 개발된 전원공급기의 신뢰성을 확인하였다.

본 논문에서는 기존의 Si MOSFET을 사용한 전력시스템과 비교하여 WBG(Wide Band Gap)특성을 갖는 GaN(Gallium Nitride) FET을 사용한 전력시스템을 비교 분석한다. 대표성을 갖는 평가가 가능하도록 가장 일반적인 FB 구조를 대상으로 Si MOSFET과 GaN FET을 각각 적용하고, 다양한 기준 조건에서 효율과 전력 밀도 등 성능을 비교한다. 전체 과정은 수학적 계산 및 시뮬레이션으로 검증한다.

본 논문에서는 WBG(Wide Band Gap)특성을 갖는 GaN FET의 과도특성을 분석한다. 먼저, GaN(Gallium Nitride) FET의 공개된 정보를 바탕으로 스위칭 과도 특성과 관련된 파라미터들을 정량적으로 추출하고, GaN FET의 동특성을 반영하는 시뮬레이션 모델을 구성한다. 이 모델을 통하여 Si MOSFET과 비교하여 GaN FET의 성능을 예측한다.

본 논문에서는 다출력 SMPS의 출력전압 레귤레이션을 개선하기 위한 post regulation 기법들에 대해 분석한다. 그리고 출력전압 레귤레이션을 위한 기법인 built-in 컨버터에 대해 제안하고, 그 특성에 대해 분석한다. 이를 토대로 시뮬레이션을 구성하여 다른 post regulation 기법들을 적용한 결과와 본 논문에서 제안한 built-in 컨버터를 적용한 결과를 비교/분석하여 제안한 기법의 타당성을 검증한다.

친환경 차량의 필수장치로 사용되는 OBC(On Board Charger) 및 LDC(Low DC-DC Converter)는 시스템 성능은 물론 하드웨어적인 신뢰성과 더불어 차량에서 발생할 수 있는 다양한 Fault로부터 차량과 운전자를 보호할 수 있는 안정성과 신뢰성을 확보하는 것이 요구된다. OBC/LDC 개발에 있어 시제품을 제작하여 성능 검증과 하드웨어 신뢰성을 확보하는 것은 현재의 개발 프로세서로 충분하지만 차량에서 발생하는 다양한 Fault 상황에 대한 강건성 확보는 실차에 탑재하여 검증하지 않고서는 뚜렷한 검증 방법이 없는 실정이다. 이에 따라 본 논문에서는 차량에서 발생될 수 있는 다양한 Fault 상황을 시뮬레이터로 모사하여, 이러한 Fault를 전력변환장치에 인위적으로 주입시킨 뒤 전력변환장치가 정상적으로 동작하는지 분석한다. 이를 통해 실차에 탑재하지 않고 전력변환시스템의 신뢰성을 검증하기 위한 방안을 제시한다.

본 논문에서는 리튬공기(Li-Air) 배터리를 소개하고 전기화학적 특성분석을 간단히 진행하였다. 우선, 리튬공기 배터리의 동작원리를 소개하고 기존 리튬이온(Li-Ion) 배터리와의 차이점을 제시하였다. 각 만방전압에 따른 배터리의 전기화학적 특성분석을 위해 방전용량 및 임피던스 특성커브를 분석하였다. 더불어, 향후 State-of-charge(SOC) 추정을 위한 데이터를 위해 Open-circuit voltage(OCV) 및 실제 충방전 전류 프로파일에 따른 충방전 전압을 분석하였다.

This paper investigates a new approach for Li-Ion battery state-of-charge (SOC) estimation using sliding mode observer (SMO) technique including parameters aging compensation via recursive least squares (RLS). The main advantages of this approach would be low computational load, easiness of implementation along with the robustness of the method for internal battery model parameters estimation. The proposed algorithm was first tested on a set of acquired battery data using implementation in Simulink and later developed as C-code module for firmware application.

본 논문에서는 무선 전력 전송 시스템의 두가지 회로방식(Topology)에 대해 분석하고 수신단 코일이 송신단 코일의 약 6.7%인 시스템을 설계한다. 또한 전원단 설계와 전원 저항, 부하 저항 설계방향을 제시한다.

선박 전력 시스템 설계에 관한 연구의 경우 실제 선박에서의 실험의 어려움 때문에 디지털 시뮬레이션에 의존해 연구를 진행해 왔다. 본 논문에서는 선박 전력 시스템의 보다 정밀한 실험 및 제어 알고리즘 검증을 위해 축소 모델과 실시간 시뮬레이터를 동시에 이용하는 새로운 실험 방법을 제안하였다. 실제 크기의 선박 전력 시스템은 직접 제작하기 어렵기 때문에 축소 모델을 이용하였고 복잡한 선박 전력 시스템의 일부를 실시간 시뮬레이터로 모의함으로써 실제 실험 세트의 구성을 간소화 할 수 있었다. 축소 모델 실험을 통해 선박 전력 시스템의 과도 상태 및 정상 상태 해석을 수행하였으며 이러한 시스템에서 얻은 결과는 추후 실선 제작을 위한 설계 자료로 활용될 수 있다.

UPS 부하시험의 에너지와 비용 저감을 위해 단상 풀브릿지 토폴로지에 기반한 전력시스템을 제안하고, 이 시스템을 위해 병렬로 구성된 단상 PWM컨버터들 사이에 반드시 존재해야하는 Blocking 제어기법과 그 모델링에 대해 연구하였다. 주요 목적은 병렬로 연결된 두 컨버터사이에 발생되는 순환전류영향과 그 영향으로 인해 반드시 필요하게 된 컨버터들 스위치의 Blocking 제어기법에 관해 연구하였다.

본 논문에서는 PWM 정류시스템의 간소화, 안정화, 비용상승의 문제점을 해결하기 위한 4스위치 3상 Z-소스 PWM 정류기의 센서리스 제어 기법을 제안하였다. 제안한 정류기는 입력단 전원전압 센서 없이 입력전류 센서와 DC-link단 전압센서 만을 이용하여 전원전압을 추종하고 DC-link 전압제어를 구현 하였으며, 이를 PSIM 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

냉동차량은 이동 또는 정차 중에도 냉동 부하에 일정 온도를 유지 시켜야한다. 종전의 상용차량에 냉동시스템은 차량의 엔진과 연계하여 압축기를 구동하거나 엔진과 연계된 발전기의 전력을 이용하여 일정 온도를 유지하였다. 이러한 방식은 제어가 쉽지 않고 효율이 낮은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 냉동차량이 정차 중인 무시동 기관에서도 일정 온도를 유지 할 수 있도록 센서리스 제어방식이 적용된 3상 인버터를 제안하였다.

본 논문은 양방향 DC-DC 컨버터용 변압기 설계 및 해석에 대해 기술하였다. 시뮬레이션을 통해 변압기를 설계 하였으며 각 권선방법에 따른 누설인덕턴스를 측정하였다. 실제 변압기와 비교하여 누설인덕턴스 값을 검증하였다. 시뮬레이션 프로그램은 Maxwell 3D를 사용하였으며 변압기는 직접 설계 및 제작하였다.

본 논문에서는 LED조명용 다중 부하를 동시에 구동하기 위한 강압 또는 승압용 컨버터를 대신하여, 장 수명에 유리하며 다채널 정전류 제어가 가능한 중간 탭 공진 변압기를 이용한 LED조명 드라이버를 설계하고 실험으로 검증하였다.

본 논문에서는 전류적산법을 이용한 배터리 SOC 추정에 있어 오차를 발생시키는 원인들에 대한 이론적인 분석을 통하여 주요 인자들 중 전류센서, 스케일 변환회로, ADC에서 발생 가능한 오차 발생 요인을 고려한다. 그리고 오차를 반영한 시뮬레이션으로 BMS모델을 구현하여 실제 실험과의 정확성을 판단하고, 오차 발생 비중을 규명한다.

본 논문은 가정용 전기기기의 대기전력을 보상하기 위해 에너지 하베스팅 시스템을 제안한다. 제안하는 에너지 하베스팅 방법을 주요 가전기기에 적용하여 각각의 사용 패턴 및 환경에 따른 발전량을 계산하고, 발전량과 대기전력을 고려하여 주요 가전기기에 전력을 공급하는 배터리가 포함된 전체 시스템을 구성한다. 이를 토대로 대기 전력량과 가전기기에 공급되는 전력량을 비교하여 제안하는 시스템의 타당성을 검증한다.

본 논문은 OCV 추정기법을 이용한 전류적산법의 SOC Reset 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 배터리 상황에 따라 OCV 추정을 위한 휴지시간을 달리 설정한다. 이에 따라 짧은 휴지 시에도 SOC Reset Point를 늘려 전류적산법의 오차를 Reset함으로써 SOC 추정 능력을 향상한다. Li-ion 27 Ah/99.9 Wh 배터리의 충 방전 실험을 통해서 OCV 판별 시간을 도출하여 알고리즘을 구현한다. 전기자동차의 주행 패턴을 모사하여 기존의 전류적산법과 비교 실험을 통해 제안한 알고리즘을 검증한다.

본 논문에서는 배터리 SOC 추정 정확도 향상을 위해 기존 EKF 추정 기법에 MMAE 방법을 접목시키는 방법을 제안한다. 노이즈의 세기에 따라 EKF 출력에 비중을 부여함으로써 배터리 사용 전 영역에서 SOC 추정 오차 저감이 가능하며, Matlab 시뮬레이션을 통하여 MMAE-EKF 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 유도가열 시스템의 자성체 판별 알고리즘을 제안한다. 코일의 형상 및 구성에 따른 임피던스를 수학적으로 분석하여 자성체와 비자성체 동시 가열을 위한 유도 코일을 능동적으로 설계 한다. 또한 인버터 출력전압과 부하 전류를 센싱하여 계산한 임피던스 값과 수식으로 구한 부하 임피던스를 비교해 가열 용기의 재질을 판별한다. 제안된 알고리즘을 통해 자성체 및 비자성체 유도가열을 하나의 공진형 인버터로 구현할 수 있다. 제안된 판별법은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

The paper is related to smart maximum power system based on program logic. Especially, this system compares the total demand power with the target power by using the signal from the digital kilo watt meter. Based on the power information by the maximum power control equipment the consumed future power is anticipated. In addition, through consumed future power the controllable target power is set, and it applies on the maximum power control equipment. User or manager would control the load efficiently through the simple programming which could control load based on the control sequence and relay. So this system could control load more efficient and stable. Also the conventional load control circuit is not needed. Therefore, it is possible to improve the simple system configuration, which is resulted in cost effective and time saving. So this system is anticipated on time and coast.

The conventional Three-Stage electronic ballast is stable, but Two-Stage electronic ballast has been researching because of efficiency. Three-Stage electronic ballast is consisted of PFC circuit, buck converter, and inverter circuit, but Two-stage is consisted of PFC circuit, Buck-Inverter full bridge circuit. The Buck-Inverter full bridge inverter consists of two half bridge inverters for low frequency switching, and high frequency switching. In the case of street lamp it is far from a lamp to a ballast, the conventional pulsed high voltage ignitor can not turn on the HID lamps because of reduction of ignition voltage. Therefore, it needs to do the research on a resonant ignition to turn on the HID lamps. Therefore, in the Two-Stage electronic ballast which has the resonant tank for ignition, the transient resonant current because of low frequency changing is analyzed, the novel algorithm is proposed to resuce the transient current.

본 논문에서는 아크검출 알고리즘을 제안한다. 아크를 검출하기 위하여 아크의 전기적 특성 중 하나인 고조파에 대하여 분석하고 아크로 인한 홀수고조파의 변화를 분석하여 아크를 검출할 수 있는 아크 검출 알고리즘을 설계한다. 이를 증명하기 위하여 UL1699에서 제안하는 직렬아크 발생장치를 통하여 아크를 발생시키고 측정한 전류파형을 기반으로 알고리즘을 검증하였다.

본 논문에서는 급속충전기에 적용 가능한 매트릭스 컨버터 기반의 3상 절연형 커패시터리스 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 직류 링크단의 전해 커패시터를 제거함으로써 기존의 풀브리지형 컨버터에 비해 부피가 작고 신뢰성이 향상되는 장점이 있다. 또한, 기존의 충전기가 AC-DC 변환기와 DC-DC 변환기를 포함한 2단 구조인데 비해 제안하는 충전기는 매트릭스 컨버터 회로를 이용한 1단 구조로서 제어부 구성이 간단한 장점이 있다. 본 논문에서는 제안한 충전기를 해석하고, 시뮬레이션을 통하여 제안한 충전기의 유효성을 확인한다.

전력 시스템의 변화 및 전력 전자 소자의 발전으로 인하여 HVDC 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 기존의 Point-to-Point 형태의 HVDC 시스템에서 진보하여, 멀티 터미널 형태 그리고 풍력단지와 연계된 다양한 Topology가 계획 중이거나 실제도 구동되고 있다. 따라서 이러한 추세에 맞추어 풍력단지와 연계된 멀티터미널 시스템을 구현하였다. 본 시스템은 세 곳의 AC 계통 시스템과 한 곳의 풍력단지로 이루어져 있으며, 이는 전압형 컨버터를 통하여 DC 계통을 구성하였다. 풍력발전의 변동 및 Master 컨버터의 탈락 시험 또한 진행하였다.

이중화는 전력 전송 시스템, 발전 시스템, 철도 제어 시스템 등 많은 자동화 시스템에서 유지 보수 및 안정도 증진을 위해 사용된다. 그러나, 이중화 개념을 도입할 경우 각 제어기나 통신 라인 측정시스템 등 모든 구성요소들이 2배로 사용되게 되어 시스템 구축 비용이 증가하고 이중화 제어를 위한 알고리즘 및 COL(Change Over Logic)과 같은 이중화 제어용 모듈 등을 추가해야 하는 추가적인 부담도 발생된다. 하지만, 시스템을 이중화할 경우 전체 시스템의 안정도가 어느 정도 개선되는지에 대한 연구는 미미하며, 그럼에도 불구하고 각 산업 전반에서 다양한 구조의 이중화를 체택하고 있다. 따라서 본 논문에서는 확률을 기반으로 시스템 이중화가 전체 시스템 안정도에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다.

The increased demand for conventional energy sources, and international oil price rises are driving societies toward research and development of renewable energy. A large number of their installations and penetrations will bring an instability distribution power system. Also, load concentration problem at specific time can cause the shortage of power reserve margin. To deal with these problems, the development of energy storage systems (ESS) is required. This paper proposes the 1MW grid-connected ESS with Li-ion battery and power conditioning system (PCS). The performances of the 1MW grid-connected ESS are evaluated and verified with the PSCAD/EMTDC based simulation test.

본 논문에서는 메모리 데이터 베이스를 사용하여 초고압 송전 설비의 제어 및 보호 장치의 데이터 이중화 기법에 대해 고찰 하고자 한다. 초고압 송전 설비는 항시 전력을 공급해야 하므로 제어 및 보호 장치의 이중화는 선택이 아닌 필수라 할 수 있겠다. 이중화 기법중에서 메모리 데이터 베이스를 이용한 고속 데이터 이중화 기법에 관해 고찰 하고자 한다. 메모리 데이터 베이스를 이용하는 방법 이외에도 여러 이중화 방법이 있으나 메모리 데이터 베이스를 이용하면 여러가지 장점을 지니고 있어 편리한 데이터 이중화 구현이 가능 하다.

This paper introduces the application of Profibus field bus communication in HVDC power system. Discusses about the configuration of HVDC system and the structure of control and protection system. Analyzes and designs the network configuration of field device level. Using OPAS engineering tool to config IO system and at the same time monitor data in SCADA HMI.

본 논문에서는 DC배전용 전력변환장치를 모듈화하여 병렬운전을 하기 위한 새로운 Droop 제어를 제안한다. 제안한 방식은 동일용량의 모듈을 병렬로 용이하게 연결할 수 있으며 모듈간 제어진동을 최소화하고 순환전류를 억제한다. 이에 따라 병렬 운전 시스템이 갖는 과도응답 및 정상상태 특성 등을 시뮬레이션과 실험을 토대로 그 타당성을 검증하였다.

HVDC는 오늘날 전세계가 주목하고 있는 기술 및 시장이다. 전력 설비의 노후화로 많은 설비들이 교체 예정이며, 그리드 전력망을 구성하기 위하여 국가간 대규모 전력 전송망이 설치되고 있으며, 신재생 에너지 수요 급증에 따라 새로운 전력망이 구축되고 있으며 구축 예정이다. 전력용 반도체 기술의 발전으로 DC 대용량 송전이 가능해졌고, 전송 효율 및 여러가지 장점으로 인하여 HVDC가 AC 송전의 대안으로 급부상하고 있다. HVDC 제어 및 보호 시스템을 디자인 하고 개발함에 있어서 가장 중요한 것은 안정성과 신뢰성이다. 안정성과 신뢰성을 확보하기 위하여 시스템은 이중화로 구성된다. HVDC 제어 및 보호 시스템은 여러 단계로 구분되어 지는데 엔지니어 디자인 관점에 따라서 단계별 이중화 구성 여부가 결정된다. 단계별 이중화 여부는 H/W 및 S/W 관점에서 심도 있게 결정되어야 한다. 본 논문에서는 이중화의 개념과 각 단계별 이중화 구성 가능 여부 및 장단점을 알아보고 최적의 이중화 구성을 도출하는 방안을 제시하고자 한다.

본 논문은 LCL 필터를 가진 계통연계형 인버터 기반 마이크로그리드가 독립 운전 모드에서 동작할때의 인버터 출력 전압 제어 방식에 대해 다루고 있다. 분산 전원 기반의 마이크로그리드가 독립 운전 모드로 전환될 경우 마이크로그리드는 분산 전원만으로 전체 지역적 부하를 담당해야 하는 의무를 지니게 된다. 따라서 이때 마이크로그리는 전압원으로 가정되며 이를 위해 전압 제어가 수행되어져야 하며 담당하고 있는 부하가 불평형 또는 비선형 부하 일 경우 역상차, 영상차, 특정 차수의 고조파가 발생되기 때문에 기존의 전압 제어 방식을 사용할 경우 출력 전압에 높은 THD 가 발생하게 되며 이는 부하의 성능을 저해하는 요소로 작용한다. 따라서 본 논문에서는 기존의 PI 제어기 대신 특정 주파수에서 높은 제어 게인을 갖게하는 P+ 다중 공진제어기를 선정하였으며 이를 특정 고조파 별로 다중으로 제어함으로써 비선형-불평형 부하 연결에 의한 악영향에 대처하고자 하였다. P+ 다중 공진제어에 의한 출력 전압 THD 개선 효과는 PSIM Simulation 을 통해 검증되었으며 기존의 PI, Advanced PI 제어기와 그 성능이 비교 분석되었다.

현재 계통 연계형 인버터에서 필터 크기를 줄이고 동적특성을 개선하며 필터의 성능향상을 하기 위해 LCL필터의 사용이 증가하고 있다. LCL필터를 설계함에 있어 계통측으로 흘러들어가는 전류의 THD를 줄이는 것이 설계의 주된 목적이지만, 인버터측의 인덕터에 흐르는 전류의 최대치를 고려함으로써 필터에서의 전력손실을 줄이고 시스템전체의 효율을 높게 가져갈 수 있다. 본 논문에서는 계통 연계형 인버터의 LCL 필터설계에 있어서 인버터측 인덕터의 전류 리플의 최대치를 분석하고 이를 고려하여 필터설계를 하고 있다. 이 설계를 통해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 검증한다.

In this paper, four switches three-phase Z-source dynamic harmonic filter is proposed. It has many advantages, such as reduction of the cost, switching loss and smaller drive circuit. In order to reduction harmonics, new PWM modulation technique with a variable index has been suggested that in comparison with a fixed index type has more capability. The paper presents an application of direct current control(DCC) method in Z-source dynamic harmonic filter to reduce the harmonics generated by the non-linear load. The experimental results will verify the validity of the proposed method.

계통 연계형 시스템에서 왜곡된 입력전압에 대해서 기본파 전압의 크기, 주파수, 위상 등을 정확히 추종함으로써 계통과 시스템 간의 빠르고 정확한 동기화 과정은 매우 중요하다. 본 논문은 불평형 및 고조파를 포함한 3상 전압 조건에서 기본파 성분의 위상 추출을 위한 두 가지 기법인 Time Delay PLL과 MDSOGI PLL기법을 Matlab Simulink를 통해 모델링하고 비교 분석 하였다. 동기좌표계에서 발생되는 고조파 성분의 영향을 저감시키는 효과를 확인하고 그 특성을 비교하였다.

Load connection or disconnection makes instantaneous sag & swell in 3-phase grid. When unbalance state occurs, between sensed phase voltage and actual phase voltage may have discrepancy. It makes difficult to detect accurate sag & swell, so it is hard to satisfy the standard for switching ESS system to UPS mode. In this paper, we analyzed unbalanced 3-phase voltage, and compensated the actual sag & swell magnitude.