In this paper the partial switching PFC converter which is based on predictive control is proposed. In terms of satisfying the harmonic standard, the predictive control shows a similar performance to the conventional average current mode control PFC in the normal input condition. Moreover, the current harmonic characteristic is insensitive to the distorted input voltage. With predictive control method, novel on-line partial switching strategy is suggested in this paper. Depending on the operating condition, the partial switching PFC converter can boost its output voltage. Also when its efficiency needs to be improved, according to load condition, the partial switching can be achieved. The proposed strategy is proved by the results of FFT and the loss analysis using PSIM 9.0.

무선전력전송 회로는 부하의 변동에 따라 출력값을 알맞게 제어해 줄 필요가 있는데 송신부와 수신부 회로는 분리되어 있으므로 제어루프 또한 분리되어야 한다. 기존에는 주로 통신방식이나 부하측 변조를 이용한 1차측 제어를 사용하였다. 하지만 통신을 이용하는 경우 가격이 비싸고 시스템이 복잡하며, 부하측 변조 방식은 제어회로의 반응이 느리다는 단점이 있다. 본 논문은 2.5W급 전계결합형 무선전력회로에 대하여 LED 광학링크를 이용해 송신부의 스위칭 주파수를 제어하는 회로를 제안한다. 이 회로는 수신부에 포토다이오드와 연산증폭기를 내장하여 부하에 추가적인 배터리전원 없이 저가로 우수한 성능의 제어기를 구성할 수 있으며, 그 성능을 하드웨어로 검증하였다.

이 논문에서 고효율, 고 승 강압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 고 승 강압을 저비용으로 동작시키기 위해 플라이백 컨버터와 탭 부스트 컨버터로 구성되어있다. 높은 승압을 얻기 위해 플라이백 컨버터와 탭 인덕터 컨버터의 출력부분은 직렬로 연결되어있다. 또한, 역방향에서 제안된 컨버터는 매우 큰 강압을 할 수 있다. 이 제안된 컨버터는 100W급으로 설계하였으며, PSIM시뮬레이션과 실험을 통해 순방향과 역방향의 특성과 효율을 측정하여 고효율 고 승 강압 양방향 DC-DC컨버터임을 증명하였다.

본 논문에서는 보편적으로 태양광 시스템에 적용되는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기술들이 가지는 단점을 상호 보완하는 하이브리드 MPPT 제어 알고리즘을 제안하였다. 널리 사용되고 있는 MPPT 기술들을 비교하여 분석하였고, 이를 바탕으로 각 기술들의 단점을 상호 보완할 수 있는 요소들을 추출하여 MPPT 알고리즘에 적용하였다. 구현된 알고리즘은 최대전력점으로부터 동작점이 떨어져 있는 경우 빠르게 추적할 수 있는 속응성을 가지며, 정상상태에서는 안정도를 높이고, 국부적인 최대전력점(LMPP; Local Maximum Power Point) 발생 시 이를 감지하여 전체 특성 곡선의 최대전력점(GMPP; Global Maximum Power Point)을 찾아가도록 하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 그 특성을 확인하였다.

최근 신재생에너지 및 전기자동차, 통신 IT 서버 전원 및 가전기기 등의 발전에 따라 고 전력밀도(High Power Density), 고 응답(Fast Transient Response) 및 고정밀(Tight Regulation) 출력제어를 위한 다 출력 절연형 DC/DC 컨버터가 개발 및 연구되고 있다. 본 논문에서는 개별적인 정밀제어를 요구하는 다 출력 DC-DC 컨버터에 대한 내용으로 위상천이(Phase-shift) DC-DC 컨버터와 LLC 공진컨버터 제어개념을 하나의 주회로를 사용하여 위상천이제어(Phase-shifted Modulation, PM)와 가변주파수제어(Variable Frequency Modulation, FM)를 통해서 개별적으로 정밀 제어할 수 있는 하이브리드 다 출력 3레벨 DC-DC 컨버터에 관한 내용이다.

This paper introduces a scaled hardware model for the 10kVA, 1kV, 11-level MMC (Modular Multilevel Converter), which was manufactured in the lab based on computer simulations with PSCAD/EMTDC. Various experiments were conducted to verify the major operation algorithms of MMC. The hardware scaled-model developed in the lab can be utilized for analyzing the operation analysis and performance evaluation of MMC according to the modulation pattern and redundancy operation scheme.

본 논문에서는 유사 DC-Link 타입의 태양광 마이크로 인버터에서 요구되는 대용량의 전해 커패시터의 단점을 지적하고 이를 제거하기 위해 shunt 방식으로 연결되는 양방향 벅-부스트 컨버터 제어방법을 제안한다. 태양광 마이크로 인버터는 동작 특성상 PV 입력단에 120Hz 리플이 존재하지만 대용량의 전해 커패시터를 적용함으로써 리플을 제거할 수 있다. 하지만 전해 커패시터의 짧은 수명이 전체 시스템의 신뢰성을 저하시키기 때문에 이를 극복하기 위한 부가적인 회로가 필요하다. 본 논문에서는 제안한 1차측의 플라이백 스위치 전류 제어기의 레퍼런스를 공유함으로써 전류 센서수를 감소시키고 PV 입력단 Capacitance를 낮출 수 있는 양방향 벅-부스트 회로의 제어기를 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

This paper proposed a construction of BMS to adopt energy storage system using flow battery. To operate flow battery system with BMS, there are motor drive system to pump electrolyte up. And it needs sensors to check leaking and temperature. The proposed system is verified by experiment.

본 논문에서는 리튬이온 배터리 모델을 고려한 양방향 인터리브드 DC-DC 컨버터의 최적 수동소자 설계 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 배터리 리플전류 제한값과 필터 커패시터의 전류정격을 만족시키는 최대 허용 리플전류를 설계함으로써 최소한의 인덕턴스값과 최적의 필터 커패시터를 구한다. 본 설계 기법을 하이브리드 ESS를 위한 100kW급 양방향 인터리브드 DC-DC 컨버터에 적용하여 설계하였다.

기존의 실리콘 반도체를 대체할 것으로 기대되는 차세대 전력 반도체인 GaN FET을 이용한 위상천이 풀브릿지 dc-dc 컨버터의 설계 및 구현에 대해 기술한다. 600W급 프로토타입 dc-dc 컨버터를 대상으로 실리콘 MOSFET와 GaN FET의 스위칭 특성 및 효율 등을 비교 분석한다.

본 논문은 5-레벨 NPC/H-브릿지 (Neutral Point Clamped/H-bridge) 인버터의 최적 제어 세트 (finite-control-set) 모델 예측 제어 (MPC: Model Predictive Control) 방법을 제안한다. NPC/H-브릿지 인버터의 출력 전류 제어 및 DC-link 커패시터 전압 균형을 유지하기 위해 출력 전류와 DC-link 커패시터 전압을 예측하고, 하나의 비용 함수 (cost function)을 통해 최적의 스위칭 상태를 출력한다. PSIM 시뮬레이션을 통해 제안된 제어 알고리즘의 검증하였다.

본 논문은 전압원 인버터를 모델 예측 제어 (Model Predictive Control)를 하는데 있어 스위칭 손실을 줄이기 위한 제로 벡터 (zero-vector) 선택 방법을 제안한다. 기존의 전압원 인버터의 모델 예측 제어는 제로 벡터의 중복을 선택하는 방법이 제시되지 않아, 이에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 제로 벡터의 중복을 선택하는 방법으로 스위칭 손실을 줄이기 위한 제로 시퀀스 전압을 생성하고, 생성된 제로 시퀀스 전압의 부호를 통해 제로 벡터의 중복을 선택하였다. 따라서 전류의 품질은 그대로 유지시키는 동시에 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다. 이를 시뮬레이션으로 검증하였다.

Renewable energy sources such as wind and solar power are free and can be easily harvested everywhere. However, one of the biggest problems when using this kind of energy source is how to increase the efficiency of power conversion system. This paper introduces a modified 3-phase inverter in order to increase the power conversion efficiency. By adding 3 bi-directional switches at output of the inverter, the current flow back DC source during zero state is prevented to minimize leakage current, so that the efficiency of whole system is increased. The proposed topology also improves the power quality to satisfy the total harmonics distortion (THD) requirement. In order to verify the effectiveness of the proposed topology, simulation results are carried out using Simulink in MATLAB.

본 논문에서는 필터 임피던스와 공진주파수를 고려한 계통연계형 인버터의 LCL 필터 설계기법을 제안한다. 일반적으로 계통연계 인버터는 고속 스위칭으로 인한 고조파 전류가 출력단에 포함된다. 이러한 고조파를 감소시키기고 출력을 정현파로 만들기 위해 출력단에 수동필터가 사용된다. 제안하는 필터 설계 기법은 필터 인덕턴스를 최소화 할 수 있다. 따라서 수동필터의 부피를 감소시키고 DC링크 전압 이용률 손실을 최소로 할 수 있다. 제안하는 방법으로 LCL 필터를 설계하고 실험을 통해 설계 방법의 타당성을 검증하였다.

전동기의 손실은 크게 동손과 철손으로 구분된다. 하지만 철손은 비선형적인 특성 때문에 제어에서 고려되지 않는 경우가 많았다. 본 논문에서는 동손뿐만 아니라 철손까지 제어에 반영하여 최소 손실로 구동하기 위하여 전동기의 철손을 모델링한다. 이때 구동조건에 따라 최소 손실 점을 실험적으로 측정하여 철손의 계수를 결정하였다. 구성된 손실 모델을 바탕으로 주어진 속도와 토크 조건에서 최적의 전류 지령을 생성하는 최소 손실 벡터제어 알고리즘을 소개하고, 실험을 통해 기존의 제어 방식과의 차이를 검증하여 효용성을 입증한다.

전압형 인버터를 이용한 전동기 구동시스템에서, 출력전압의 비선형성은 역기전력기반 센서리스의 성능에 큰 영향을 미친다. 역기전력기반 센서리스는 전압방정식을 이용하기 때문에 출력전압에 대한 정보가 필요한데 일반적인 인버터에는 출력전압을 측정하는 센서가 없어 출력전압지령을 출력전압과 같다고 가정하고 사용한다. 그러나 인버터의 비선형성으로 인해 전압지령과 실제 출력되는 전압간의 차이가 발생하게 되어 각 추정오차가 생기게 되고 센서리스의 성능을 떨어트린다. 인버터 비선형성의 주원인인 데드타임에 의한 영향을 보상하기 위해서 여러 가지 방법들이 연구되었지만 전류의 크기가 낮은 저속, 저부하 상황에서는 여전히 오차가 존재 하였다. 본 논문에서는 전압오차가 발생할 수 있는 저전류 구간을 최대한 줄이도록 전류의 형태를 바꾸어 저속 저부하 상황에서의 전압오차를 최소화 하였다. 이를 통해서 역기전력 기반의 센서리스의 저속영역 특성을 개선하였고 실험을 통해 그 효용성을 검증하였다.

In this paper, the inverter switch losses of BLDC motor for three types of PWM method and power devices was analyzed. When BLDC motor is driven at low currents, inverter switch losses for MOSFET is low because MOSFET operates like resistance. But, inverter switch losses for IGBT is higher than MOSFET due to its large turn-off losses. For low power inverter with MOSFET, the power losses of unified PWM is lower than that of unipolar and bipolar PWM.

양방향 QZSI(Quasi Z-Source Inverter)를 이용한 유도전동기 제어 시스템은 암단락 상태를 제어에 이용할 수 있어서 추가 컨버터 없이도 단일 구조로 가변 배터리 전압을 일정하게 승압할 수 있다. 암단락을 이용한 승압은 직류단 전압제어가 보장되어야 하며 전압 제어기 성능이 인버터 출력 전류 제어에 상당한 영향을 미친다. 전압제어는 임피던스 네트워크의 커패시터 전압을 일정하게 제어하거나 직류단 전압을 직접적으로 또는 간접적으로 일정하도록 제어하여 구현할 수 있다. 본 논문에서 양방향 전력 전달이 가능한 QZSI를 통해 유도 전동기를 제어하며 시뮬레이션과 실험을 통해 이를 검증한다.

대형 버스 및 트럭 등과 같이 하중이 무거운 차량 같은 경우, 제동 부담이 아주 크다. 잦은 제동과 부하가 크기 때문에 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상이 일어날 수 있다. 이러한 과부하를 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)를 사용하며, 이때의 제동에너지를 전기에너지를 회생하여 에너지를 절감하는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더의 해석 및 제어 방법을 다룰 것이며, 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 모델링하였다. 그리고 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위한 제어기를 제안하였고 Matlab Simulink를 이용해 가상실험을 실행하였다.

In this paper, a novel 12/8 segmental rotor type switched reluctance motor (SRM) is proposed. Different from conventional structures, the proposed rotor consists of a series of discrete segments, and the stator is constructed from two types of stator poles: exciting and auxiliary poles. Moreover, in this structure short flux paths are taken and no flux reverse exists in the stator. While the auxiliary poles are not wound by the windings, which only provide the flux return path. Compared with conventional 12/8 SRM, the proposed structure increases the electrical utilization of the machine and decreases the core losses, which may lead to high efficiency. To verify the proposed structure, finite element method (FEM) is employed to get static and dynamic characteristics. Finally, a prototype of the proposed motor is tested for characteristics comparisons.

본 논문은 전류모델과 전압모델의 장점을 취해 자속을 추정하는 고피나스(Gopinath) 모델 자속 추정기에 속도 피드백 오차가 미치는 영향에 대해 분석하였다. 속도 오차는 전류 모델의 위상 지연 및 크기 오차를 발생시키고, 이로 인해 고피나스 모델에 의해 추정 된 회전자 자속의 위상 및 크기에 오차가 발생하였다. 따라서 전류모델에 발생한 위상 지연을 통해 속도 오차를 보상하여 자속 추정 오차를 감소시키는 새로운 알고리즘을 제시하였고, 시뮬레이션 결과를 통해 검증하였다.

본 논문은 ITER의 플라즈마 제어를 위하여 자기적으로 결합된 초전도 PF 코일에 흐르는 전류를 제어하는 기법과 RTDS 실험결과를 분석하였다. MATLAB/SIMULINK를 이용하여 유도 결합된 4개의 초전도코일을 모델링하여 전류제어기법을 시뮬레이션하였으며, 실험은 RTDS를 이용하여 진행하였다. 각 부하전류가 전류 지령치를 추종할 때, 동시다발적으로 발생하는 상호 인덕턴스와 전류 극성변화의 영향을 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템 기반으로 하여 각 초전도코일의 전압변화 특성을 해석하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 MIMO 시스템 특성의 유도 결합된 초전도코일의 전류제어 특성을 검증하였다.

본 논문은 태양광 발전 시스템 중 차동 전력 조절기가 다루는 전력을 최소화하기 위한 LPPT (Least Power Point Tracking) 에 관한 것이다. 두 개 이상의 태양광 모듈에서 그늘짐 등으로 인해 발생 하는 전력 차이를 양방향 차동 전력 조절기를 통해 다루게 되는데, 이 때 태양광 모듈을 입력으로 하는 부스트 컨버터의 스트링 전류를 조절하게 되면 차동 전력 조절기가 담당하는 전력이 최소가 되도록 할 수 있다. 차동 전력 조절기의 용량이 줄어듦에 따라 시스템 크기를 줄일 수 있고, 이와 함께 단가도 감소하는 효과를 낼 수 있다. 본 논문에서는 차동 전력 조절기의 전력이 최소가 되게 하는 LPPT 방법을 PSIM 시뮬레이션과 실험을 통해 입증 하고자 한다.

본 논문에서는 4권선 변압기를 이용하여 멀티레벨 운전을 하는 새로운 결선 방식을 제안하였다. 일종의 개방형 권선 구조의 확장으로서, 동일한 하드웨어에서 결선만 바꿈으로써 2차단 권선에 인가되는 전압의 레벨 수를 늘릴 수 있다. 본 논문에서는 제안된 결선 방식에 대한 등가회로를 중첩원리를 이용하여 유도하였다. 제안된 결선 방식을 3개의 델타 결선된 권선에 적용하면, 2레벨 인버터를 사용하더라도 1개 권선의 전압을 합성하는 데 6개의 스위칭 상태가 관여하게 되어 권선 전압의 레벨수를 9개까지 늘일 수 있다. 제안된 회로의 등가회로를 도출하고 모의실험을 통해 등가회로의 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 자기유도를 기반으로 하는 중전력 (100W~2.4kW) 무선전력전송(Wireless Power Transfer, WPT) 및 IH(Induction Heating) 융합을 위한 인버터 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 넓은 출력 전력 범위를 지니며 송수신 코일간의 거리 및 위치 변화 등에 대해 일정한 출력 전력을 제공한다. 중전력에서 고효율, 안정성 및 국내외 규제를 만족하는 시제품을 제작하여 상용화에 대한 가능성 확인을 목표로 한다.

계통이 차단되었음에도 태양광 발전 시스템이 발전을 지속하는 상황을 단독운전이라 하는데, 이런 단독운전은 배전 설비의 손상, 선로 유지 및 보수자의 감전사고 우려가 있으므로 이를 신속히 인지하여 시스템을 정지시켜야 한다. 본 논문에서는 최악의 상황에서도 단독운전 현상을 신속히 검출하여 시스템을 정지시킬 수 있도록 주파수 변동을 통한 단독운전 검출 기법에 대하여 새롭게 제안하고, 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 단독운전 검출 성능 및 정상 상태 시 PCS 출력 전력의 품질에 대하여 분석하도록 한다.

일반적으로 지상 로봇의 주 전원으로 사용되는 대용량 배터리가 예상치 못한 시점에 방전되거나 고장으로 인해 전원 공급이 되지 않을 경우 지상 로봇의 위치 확인이 필요하게 된다. 이에 따라 본 논문에서는 이 통신용 비상 전원 공급을 위한 태양광 및 연료전지 전원 공급 장치와 이 장치를 보완하여 사용할 수 있는 배터리 충 방전 하이브리드 시스템을 설계하고, 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증 및 분석하도록 한다.

본 논문에서는 $LiCoO_2$ 원통형(cylindrical)셀을 확장칼만필터(extended Kalman filter; EKF) 추정알고리즘에 적용 시 등가회로모델 차이에 따른 SOC(State-of-charge) 추정성능의 비교 분석을 진행하였다. 첫 번째, 등가회로 모델의 성능을 좌우하는 RC-ladder의 개수에 따른 SOC 추정성능의 차이를 비교하였고, 두 번째, 모델 단순화에 따른 불가피한 모델의 에러를 줄이고자 사용되는 노이즈 모델(noise model) 및 데이터 리젝션(data rejection)의 유무에 따른 SOC 추정성능을 비교분석 하였다.

본 논문에서는 비례-적분(PI) 제어의 상태관측기를 구성하여 리튬폴리머 배터리의 충전량(SOC)을 추정하는 기법에 대해 설계한 뒤 실험을 통하여 검증하였다. 리튬폴리머 배터리는 1차 R-C 등가모델로 단순화하여 표현하였고, PI상태관측기를 Matlab/Simulink에서 설계하였다. 상온($25^{\circ}C$)에서 양방향 DC-DC 컨버터를 이용하여 리튬폴리머 배터리에 FTP-72 충 방전 사이클의 전류패턴을 인가한 뒤 SOC 추정기법을 검증하였다. PI상태관측기는 임의의 초기 SOC 상태에서도 오차율 2%이내로 SOC를 추정하여 모델링 에러나 외란에도 강인한 특성이 있는 것을 확인하였다.

Lithium-Ion batteries have become the best tradeoff between energy, power density and cost of the energy storage system in many portable high electric power applications. In order to manage the battery efficiently State of Charge (SOC) of the battery needs to be estimated accurately. In this paper a model-based approach to estimate the SOC of the Lithium-Ion battery based on the estimation of the battery impedance is proposed. The validity and feasibility of the proposed algorithm is verified by the experimental results.

전력용 변압기에서 강제송유 냉각방식을 채택할 경우 절연유 강제 순환을 위한 펌프가 필요한데, 매 설계 시 마다 유동해석 혹은 설계 프로그램을 통해 펌프를 선정하게 되면 상당한 시간이 소요된다. 이러한 시간적 손실을 줄이고자 유동해석 및 유체 이론에 근거하여 간단하게 엑셀 시트로 프로그램화 하였다.

신재생에너지원의 급속한 보급, 고신뢰 및 고효율 전원망에 대한 고객의 요구, 디지털부하의 급증 등 기술적 사회적 환경의 변화에 따라 직류배전망에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 직류배전망의 안전성에 대한 문제도 지속적으로 제기되고 있다. 특히 지락, 단락사고, 절연고장, 낙뢰, 아크, 전식 등으로부터 인체 감전과 기기의 소손, 정지 또는 오동작이 발생될 수 있으며 이로 인해 심각한 문제를 야기될 수 있다. 국제표준 IEC 60364에서는 전기설비에 따른 접지시스템을 TT, TN 및 IT접지의 3가지로 분류하고 있다. TN접지방식은 전원선과 설비외함의 노출 도전부를 보호도체를 사용하여 공통으로 접지하는 계통을 말한다. 따라서, 전원선이 외함에 접촉되거나 인체의 감전에 의한 누전사고가 발생하였을 때 전원선 전체를 통하여 흐르는 전류의 차이를 검출함으로서 사고전류의 검출이 즉각 이루어 질 수 있다. 교류계통에서는 영상전류검출기에 의하여 누설전류의 검출이 가능하지만 직류계통에서는 영상전류검출기를 사용할 수 없으므로 새로운 방식의 누전검출장치의 개발이 요구된다. 또한 감전 사고는 인체의 사고와 설비의 사고 두 가지로 구별되며, 효율적인 전력운영과 안전을 위하여 두가지 사고에 대해 통합적으로 구분 동작이 가능한 누설전류 검출기 개발이 요구된다. 본 연구에서는 TN접지계통에서 직류누설전류 검출이 가능한 홀 센서(HCT)를 사용하여 인체 및 설비의 누설전류 패턴에 따라 구분 동작이 가능한 직류용 누설전류 검출기 개발에 관한 연구를 수행하였다.

Stabilization of the DC bus voltage is an important task in DC-AC microgrid system with renewable energy source such as solar system. A battery energy storage system (BESS) has become a general solution to stabilize the DC-bus voltage in DC-AC microgrid. This paper develops the analog BESS controller which requires neither computation nor dc-bus voltage measurement, so that the system can be implemented simply and easily. Even though others methods can stabilize and control the DC-bus voltage, it has complicated structure in control and low adaptive capability. The proposed topology is simple but is able to compensate the solar source variation and stabilize the DC-bus voltage under any loads and distributed generation (DG) conditions. In addition, the design of analog controller is presented to obtain a robust system. In order to verify the effectiveness of the proposed control strategy, simulation is carried out by using PSIM software.

In the battery based applications such as electric vehicle and energy storage system, the performance of the system highly depends on the reliability of the battery. However, it is difficult to obtain the accurate information about the state-of-health (SOH) of battery during its operation. In this paper a 3kw battery charger with battery diagnosis function which can estimate the SOH of the battery by using online impedance spectroscopy technique is introduced. For the charger phase shift full bridge converter with synchronous rectification has been adopted to implement the charge and diagnosis functions. The impedance spectroscopy is performed after the charge to obtain the information about the internal impedance of the battery module, hence the SOH can be estimated online by observing the impedance variation of the battery over time. All the design procedure of the proposed charger is detailed and the feasibility of the system is verified by the experimental results.

In this paper, an advanced charging strategy for improving the charging performance of the Li-ion polymer battery is proposed, which is based on the battery characteristic. Simulation results show that the proposed charging current pattern can improve the charging speed of battery in comparison with the standard CC-CV (constant current - constant voltage) charging strategy and the pulse-charging strategy.

본 논문에서는 ITER 펄스전원계통의 무효전력보상기(Reactive Power Compensator)의 해석 및 검증에 대하여 기술하였다. ITER 펄스전원계통은 66kV에 흐르는 무효전력량을 250MVar이하로 제한하기 위하여 정지형 무효전력보상기(Static Var Compensator)의 대표적인 장치인 싸이리스터 제어 리액터(TCR)와 고조파 필터(HF)로 구성된 무효전력보상기(RPC)를 사용한다. RPC에 적용되어 여러 ITER 초전도 코일 전원장치에서 발생하는 무효전력의 크기를 예측하여 보상하는 무효전력 보상기법을 해석한다. 본 논문에서는 RPC의 무효전력 보상동작을 실제 제어기와 RTDS를 연동하여 실험하여 검증하였고, RPC의 유무에 따라서 66kV 계통의 무효전력 최대값이 120MVar에서 40MVar로 감소하는 것을 확인하였다.

This study deals with a isolation type MIC(Module Integrated Converter) for AC module with advantages such as DC Wireless, freely selectable installation capacity, minimized shadow effect etc. In this paper, MIC circuit with the function which can remove the ripple voltage of PV module and give the discharging path for charged energy in leakage inductance of isolation transformer. The validity of proposed circuir is verified by the simulation with PSIM.

태양광시장의 확대 및 발전효율 향상에 따른 요구에 따라 다양한 태양광광시스템이 제안되어 운영되고 있으며, 대용량의 경우에는 중앙집중식이 선호되고 있다. 하지만, 중소용량의 태양광발전 시스템에서는 스트링 방식 또는 멀티스트링 방식이 선호되고 있으며. 추가적으로 모듈단위의 태양광 시스템에 대해 여러 가지 형태의 구조가 제안되고 있다. 본 논문에서는 태양광 마이크로 인버터의 기술개발 동향을 소개하고, 당사에서 개발하고 있는 마이크로인버터의 특징을 소개한다.

In this paper, to make sure that the photovoltaic solar cell module of the system can be normal for output in each solar cell module, input and output unit is installed in the bypass device, and then through the voltage and current monitoring to determine abnormality of the solar cell module, in the case of abnormal occurring, the bypass device can be pass to the next solar module of the serial structure.

산업계에서 많이 사용되는 고압 전동기는 일반적으로 관성이 크므로, 인버터 입력 전원의 고장 또는 정전 사고 후 복전 시, 전동기를 멈추고 재기동하기까지 오랜시간이 걸린다. 이러한 재기동 시간을 줄이기 위해, 고압 전동기를 멈추지 않고, 자유 회전 상태에서 재기동이 가능한 플라잉 스타트(flying start) 기능이 요구된다. 본 논문에서는 전압 측정 장치를 사용한 플라잉 스타트 방법을 제안한다. 제안한 방법은 전압 측정 장치를 통해 측정된 전동기의 잔류 전압 정보를 사용하여 전압의 크기, 주파수, 위상을 보상한다. 자사의 고압 인버터를 사용하여 실험을 통해 그 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 센서리스(Sensorless) BLDC 전동기의 출력 토크 능력을 향상시키기 위한 새로운 여자 방식을 제안하였다. 제안된 여자 방식은 기존의 2상 여자 방식에 3상 여자 방식을 혼합하여 12 스텝(Step)으로 운전한다. 제안된 혼합 구동 방식은 전통적인 2상 여자 방식의 6 스텝 운전 방식보다 더 큰 출력 토크를 얻을 수 있으며, 기존의 센서리스 제어에도 적용이 가능하다. 센서리스 BLDC 전동기에 대한 실험을 통해 제안된 기법의 유효성을 확인하였다.

The paper presents a power supply of atmospheric-pressure plasma reactor based on SiC (Silicon Carbide) MOSFET resonant inverter. Thanks to the capacitive characteristic of capacitive coupling plasma reactor type, the LC series resonant inverter had been applied to take advantages of this topology with the implementation of SiC MOSFET power modules as switching power devices. Designation of gate driver for SiC MOSFET had been introduced by this paper. The 5kVp, 5kW power supply had also been verified by experimental results.

The paper presents a novel phase locked loop(PLL) control method for robust three-phase thyristor dual converters under sag, notch, and phase loss conditions. This method is applied to three line to line voltages of grid to derive three phase angle errors from three separated single-phase PLLs. They can substitute for abnormal phase to guarantee the synchronization in the various grid fault conditions. The performance of novel PLL with moving average method is verified through simulations.

본 논문은 자기스위치를 이용한 펄스압축용 시뮬레이터의 개발과 결과에 대해 기술하였다. 이를 위해 펄스압축기술을 소개하고 자기스위치가 적용된 펄스압축 시뮬레이터의 전체구성과 각 구성품의 역할을 설명하였다. 또한 제품제작을 통한 구현과 부하시험을 통해 시험결과를 비교하고 설계의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 고속 Scanning 전자석 전원공급 장치를 제작하여 한국 원자력 의학원에 납품하였고, 전원 장치성능을 확인하였다. 한국 원자력 의학원에서 요구 사양은 전류 기울기가 440 kA/s와 출력 전압 / 전류는 ${\pm}530V$ / ${\pm}80A$이며, 과도상태 이후의 전류 정밀도는 ${\pm}100ppm$ 이하를 만족하는 전원장치 이다. 전류가 고속으로 증가하기 때문에 출력 케이블과 전자석 자체의 표피효과로 인해 구간별 성능에 미진한 부분이 확인되어 추가 연구개발이 요구된다.

본 논문의 주제는 가파도 마이크로 그리드에 적용한 1MVA급 배터리 에너지 저장시스템(BESS-Battery Energy Storage System)을 소개하는 것이다. 에너지 저장장치가 디젤발전기와의 연계 및 독립운전 하여 탄소 배출 없이(Carbon-Free) 가파도 전체 부하에 전원을 공급하는 실증 사례를 살핀다.

본 논문에서는 KEPCO가 신안 팔금도에서 진행 중인 능동배전망 운영실증 관련 2MW급 태양광발전 출력 안정화, 비상발전기, 계통 역률제어 등이 가능한 1MW/1MWh급 ESS의 설계 및 적용 결과를 기술하였다. 1MW/1MWh급 ESS는 외부환경으로부터 시스템 보호를 위해 공조설비 및 소방설비를 포함한 컨테이너에 ESS 관리 및 제어를 위한 PMS, 전력변환을 위한 PCS, 에너지 저장을 위한 배터리 시스템 등을 구성하였다. 또한 배전선로에 ESS 시스템 연계를 위해 변압기, 스위치기어 등의 계통연계설비를 함께 구성하였다. MW급 대용량 전력 시험설비를 이용하여 1MW/1MWh급 ESS의 다양한 기능 및 성능을 검증 후 신안 팔금도 현장에 적용하였다.

신재생에너지에 대한 세계적인 수요는 2010년도 이후에도 계속 증가하는 추세이다. 이러한 이유는 에너지 고갈과 기후변화에 기인하며, 화석연료의 경우 사용가능 연한은 석유 54.2년, 천연가스 63.6년, 석탄 112년에 불과하며, 기존 화석연료 사용에 의한 온실가스 배출 등은 각종 환경문제를 발생하고 있다. 따라서 세계 여러 나라에서는 에너지 고갈을 해결하기 위한 다양한 방안을 모색중이며, 대안으로 신재생에너지를 인류의 새로운 에너지원으로 주목하고 있다. 하지만 물, 바람, 태양 등 신재생에너지원의 경우 출력특성 등이 매우 불안하여 이들 에너지원을 효율적으로 사용하기 위해서는 반드시 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)이 필요하다. 본 논문에서는 태양광 가로등을 대상으로 기존의 납축전지를 대체하기 위한 리튬이차전지를 사용한 배터리팩을 개발하고 표준화 및 범용화를 위해 셀들의 조합을 용이하게 하기 위한 유니버셜 모듈을 제안한다.

전압형 HVDC(High Voltage Direct Current)는 현재 차세대 전력망으로써 각광을 받고 있고 그에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 많은 논문에서 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)의 제어 및 보호 방안에 대하여 기술하지만 운영적인 시퀀스 측면에 있어서는 아직 많은 연구가 진행되지 않고 있다. 이에 본 논문은 전압형 HVDC의 AC Yard, DC Yard 및 상위 제어기에 관한 구동 시퀀스에 대하여 기술하고자 한다.

본 논문에서는 10kW급 태양광발전용 계통연계형 무변압기 방식 인버터의 출력필터로 사용되는 인덕터의 코어별 3종에 대하여 스위칭 주파수 10kHz에 적합한 출력필터용 인덕터를 선정하고 온도특성 따른 영향을 비교하고자 실험을 통하여 정격시 출력전압 및 출력전류의 값, 왜형율, 역률, 인버터의 전력 변환 효율 및 코어의 철손온도와 권선의 동손온도를 측정하여 정량적으로 비교하였다. 또한, 실험 결과를 참고로 하여 인덕터의 코어뿐만 아니라 권선방식과 인덕턴스를 확보하기 위한 방안도 비교하였다.

This paper presents design method of 250[W] grid connected PV-AC module with decoupling and energy storage functions to select optimized passive elements for stable operation. The validity of design of optimized elements is verified by simulation results.

본 논문에서는 디젤발전기와 에너지 저장 시스템, 태양광 발전을 이용한 스마트 그린 빌딩의 하이브리드 에너지 시스템을 제안한다. 빌딩 하이브리드 에너지시스템은 다양한 전력원을 가질 수 있는데 기존의 디젤발전기에 화석연료를 저감할 목적으로 풍력발전시스템이나 태양광발전시스템과 같은 형태의 신재생에너지원들이 연계 운전될 수 있다. 연료소모를 최소화하고 디젤발전기의 느린 출력응답특성으로 인한 계통 전압 불안정화를 보상하기 위해 응답특성이 빠른 배터리와 슈퍼커패시터로 이루어진 에너지저장장치와 태양광발전원과의 연계운전 기술을 제안하고 시뮬레이션 하였다.

본 논문에서는 디커플링 회로가 포함된 PV-AC 모듈형 플라이백 인버터의 전류 센서리스(Sensorless) MPPT(Maximum power point tracking) 제어기법을 제안한다. 기존의 MPPT제어는 각 모듈의 입력단에 존재하는 전압과 전류 센서를 이용하여 최대 전력점을 추종하였다. 본 논문에서는 전력 변환장치의 저 가격화를 위해 MPPT 제어에 요구되는 전류 센서를 사용하지 않는 센서리스 MPPT 기법을 제안한다. 제안한 기법은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

신재생에너지의 신뢰성 및 효율의 발전과 함께 컴퓨터 및 각종 디지털 부하의 증가로 인하여, 효과적인 DC 에너지 공급 시스템을 위한 연구가 진행되고 있다. 그중 DC 전원의 경우, 아크 발생과 누설전류 검출이 중요한 문제가 된다. 본 연구에서는 반도체 소자를 사용하여 아크가 발생하지 않게 하는 콘센트에, 누설 감지 감도는 8mA, 감지 시간은 120ms 이내의 누설 전류 검출 기능을 보강한 DC 콘센트를 제안한다.

본 논문에서는 그리드 코드에서 요구하는 반주기 실효치 계산 방식을 국내 계통에 적용하기 위한 실효값(RMS) 계산 알고리즘을 제안한다. 정확한 실효값을 계산하기 위해서는 국내 계통 60Hz에 적합한 샘플링 주파수가 적용되어야 한다. 따라서 기존의 실효값 계산 알고리즘과 제안하는 실효값 알고리즘을 시뮬레이션 및 실험데이터를 제시하고, 속응성 및 오차 특성을 비교 제시한다.

대용량 분산 발전원이 증가하면서 이러한 대용량 분산 발전을 효율적으로 운전하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 3L-NPC와 3L-T-type 인버터에 DSVPWMx(DSVPWMP, DSVPWMN, DSVPWMPN0, DSVPWMPN1, DSVPWMPN2, DSVPWMPN3)를 적용하였을 때 두 개의 멀티레벨 인버터에서 발생하는 효율의 차이를 비교하였다. 이를 검증하기 위한 방법으로 Psim Thermal Module을 활용하여 회로를 구성하고 각 PWM방식에서 전압변조비에 따른 효율을 비교 분석하였다.

기존의 2-레벨 인버터에 비해 더 나은 출력특성을 갖는 멀티레벨 인버터가 등장함에 따라 이를 좀 더 효율적으로 사용하고자 많은 연구가 진행되어 왔다. 멀티레벨 인버터 종류의 하나로 Neutral-Point-Clamped 인버터를 들 수 있는데, 이를 구동하기 위한 방식으로 여러 가지 PWM 기법들이 사용되고 있다. 기존의 방식들에서는 dc-link단의 커패시터에서 저주파수리플이 발생하는 문제가 있다. 이에 관하여, virtual space vector PWM 기법이 제안된 바 있다. 본 논문에서는 이 기법을 계통연계 방식에 적용하여 그 결과를 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

This paper presents a new smart power module for 100[kVA] inverter. In the inverter, the three smart modules are used and those are installed at the each pole of the inverter. Each module receives the switching functions from the inverter main controller, and generates duty ratio for IGBTs' switching of the pole. For the reliable operation of the inverter, CAN communication is used for transferring the switching functions form the main controller to the modules. Experiments verify the performance of the smart power module installed in 100[KVA] inverter.

멀티레벨 인버터는 낮은 고조파 성분을 갖고, 제한된 정격 스위칭 소자로 대용량 전력변환이 요구되는 시스템에 매우 효율적이다. 수학적인 해석방법을 통해 전도손실, 스위칭 손실, 출력 전압 전류의 THD의 해석방법을 제시하고 시뮬레이션을 통해 멀티레벨 인버터의 특성을 비교 분석을 한다. 본 논문은 기존 제안된 멀티레벨 구조인 NPC(Neutral Point Clamped) 멀티레벨 인버터, Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터, Flying capacitor 멀티레벨인버터를 기반으로 25MW급 대용량 인버터의 손실 및 출력특성을 비교 분석하였다.

멀티 레벨 인버터는 높은 출력 전압을 갖으며, 낮은 THD(Total harmonic distortion)를 요구하는 시스템에 적합하다. 그 중 cascaded H-brige 멀티레벨 인버터는 H-bridge 셀별 관리가 쉽고, 레벨 수를 증가시키기 쉽다는 장점 때문에 많이 이용되어 왔다. 본 논문에서는 cascaded H-bridge 인버터의 기존 PI (proportional integral) 제어 기반 PWM (pulse width modulation)기법의 스위칭 패턴과 모델 예측 제어의 스위칭 패턴을 비교하고 모델예측 제어 시 셀 별 스위칭 패턴 균형을 위한 방법을 제안한다.

본 논문에서 제안하는 Asymmetric 암 구조를 가지는 단상 멀티레벨 인버터는 양방향 스위치를 사용하여 (4m-2)개의 스위치로 n-레벨의 출력 전압을 생성한다. m은 A 암의 전압원수이다. 본 토폴로지는 A 암과 B 암을 형성하는 각각의 커패시터 전압원의 수가 동일하지 않는 것이 특징이다. 이러한 비대칭 전압원 구조의 조합으로 출력 전압 레벨 수를 최대화한다. 제안된 Asymmetric 암 구조를 가지는 단상 멀티레벨 토폴로지는 PSIM 시뮬레이터를 통해 11-레벨로 구현하여 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 실시간 자바를 사용하여 초고압 송전 설비의 제어 및 보호 장치의 구현에 대해 고찰 하고자 한다. 초고압 송전 설비는 대단위 시스템이라서 객체 지향 프로그래밍이 유리하지만, 실시간 운영체제 상에서 고속으로 실시간 동작을 해야 하므로 객체지향 프로그래밍이 모순 된다 할 수 있다. 실시간 자바를 통해서 대형 HVDC 시스템에서 객체 지향 설계의 유연함과 고속 실시간 시스템을 구현 할 수 있는 장점을 동시에 가질 수 있는 방법에 대해 고찰 해 보자.

고속 제어 처리 시스템의 신뢰성 확보를 위한 방법으로 시스템을 이중화로 구성한다. 이중화란 동일한 부품이나 장비로 구성하여 정상 동작 도중 오류가 발생하여도 다른 정상 부품 또는 장비로 하여금 정상 동작을 유지하도록 하는 것이다. 다양한 이중화 시스템의 구성 방안과 구조와 특징을 통해 시스템에 맞는 이중화 방안을 제안한다.

본 논문은 배관 청소에 최적화된 PWMC 기반 청소로봇 개발을 제안한다. 제안하는 배관 청소로봇은 최적화된 배관 청소 환경을 제공하기 위하여 배관 요소를 분석하여 이에 따른 모터, 조인트, 솔, 스프링 등을 설계하였다. 설계를 통하여 개발된 청소로봇은 조정에 따라 지름 200~300mm의 좁은 배관에서 PWMC 를 통하여 속도를 제어하여 자동 청소가 가능하다. 또한 개발된 청소로봇은 6.8kg로 기존 배관 청소 기계를 50%이상 경량화 하여 휴대성과 간편한 조작에 따른 편의성을 제공하며, 기존의 장비에 대한 소모성을 낮추고 무게의 경량화 및 동작 자동화에 초점을 두었다.

PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)은 가공기, 로봇, 공장 자동화 등 현재까지도 산업 시스템 전반에 널리 쓰이고 있으며, 그에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 하지만 PMSM에 부하를 인가하거나 혹은 기계 몸체와의 결합 과정에서 기구부가 가지고 있는 고유진동 주파수에 의해 동력 전달 부분에 있어 기계계의 응답 특성은 불안정해지고, 떨림 현상이 발생된다. 본 논문에서는 PMSM을 이용한 회전 운동 시스템에서 출력되는 전류에 기구부가 가지고 있는 특정 영역의 고유진동 주파수를 제거한 전류를 적응 노치필터를 통해 내보낸다. 그 결과 기계부의 떨림 현상을 제거하고, 안정적인 제어 시스템을 제안한다. 이 제어알고리즘을 가상실험으로 필터 통과 전과 후의 결과를 비교 및 분석하도록 한다.

본 논문은 계통연계형 인버터를 위한 비례공진제어 기반의 케스케이드전류-전압 제어기 설계에 대해 다루고있다. 인버터가 계통연계모드로 동작할 때 인버터는 계통의 보조 전력원으로서의 역할을 하기 때문에 전류원으로 정의된다. 이때 LCL 필터가 연결된 계통연계형 인버터의 출력 LC 단에 비선형 지역적 부하가 연결될 경우 기존의 단일 전류 제어기만으로는 비선형 부하로 인한 고조파 왜곡에 대처하기 힘들고 독립운전모드와의 모드절환시 매끄러운 과도 특성을 보장하기 힘들다. 따라서 본 논문에서는 비례다중공진제어기를 활용한 내부 출력 전압, 외부 출력 전류 루프로 구성된 케스케이드 전류-전압 제어기를 제안하였고 제안된 방식이 고조파 보상과 모드 절환시의 매끄러운 과도 특성에 효력을 보임을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

우리나라 전력계통은 점점 복잡화, 대형화되어 가고 있으나, 이에 따른 전력설비의 신설은 날로 어려워지고 있다. 이러한 변화에 능동적으로 대처하기 위해 FACTS(Flexible AC Transmission System) 기술이 주목받고 있으며, FACTS는 대용량 전력전자기술을 이용하여 송전선로의 안정도 제어 및 송전용량 증대를 목적으로 설치된다. 현재 우리나라 전력계통에는 SVC, UPFC, STATCOM 등의 기기들이 개발되어 운영되어 있으며, 그 중에 SVC가 대표적으로 변전소에 많이 설치되어 무효전력 보상으로 전압안정도를 향상시키고 있다. 이에 따라서 본 논문은 154kV 송전계통에서 SVC의 여러 제어 방법 중 Susceptance 제어에 관해서 기술하고자 한다.

본 논문에서는 계통연계형 인버터 모드 변환 시에 인버터 출력전압과 계통전압의 위상이 불일치함에 따라 시스템에 과전류가 유입되는 문제점을 해결할 수 있는 제어방법을 제안한다. 제안하는 방법은 PI제어기의 낮은 대역폭에 의한 위상지연을 지령전압에 비례하는 전류보상항을 추가함으로써 해결했다. 이를 모의해석을 통하여 효과를 입증한다.

본 논문에서는 전기자동차 고전압 시스템의 구성에 대하여 서술하고, 배터리의 에너지를 부하단의 액츄에이터에 전달 및 차단 역할을 수행하는 고전압 릴레이 동작에 대한 제어 알고리즘에 대하여 기술하였다. 또한 고전압 릴레이 제어시에 고려되어야 될 요소에 대한 이론적인 해석을 수행하였으며, 전기자동차의 고전압 시스템에 대한 모델링을 구현하고 스파이스 해석 툴을 통한 시뮬레이션으로 이를 검증하였다.

본 논문에서는 NPC(Neutral Point Clamped) 및 T-type IGBT 모듈을 이용하여 3상 3-레벨 인버터를 구성하고, 인버터에서 발생되어지는 도통손실과 스위칭 손실을 PSIM의 Thermal Module을 사용하여 확인한다. 또한 토폴로지 상의 차이에 의해 발생되어지는 스위치 손실을 비교 하며, 시뮬레이션에 적용한 파라미터 값들을 수식에 직접 적용하여 손실에 영향을 미치는 파라미터를 확인하고, 각 파라미터의 값의 변화가 주어진 조건에서 전체 손실에 미치는 영향을 확인한다.

여러 가지 분산 발전 시스템들은 마이크로그리드의 형태를 지니고 있다. 이 마이크로그리드는 계통연계모드에서 부하의 수요를 담당하게 되고, 계통 사고가 발생할 시 단독운전모드로 동작을 해야 한다. 드룹 제어 방식은 이 때 각각의 분산발전시스템에서의 유효전력과 무효전력 부하 sharing을 통해 안정적으로 전력을 공급 할 수 있고 순환 전류를 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 가상 저항과 캐패시터를 이용하여 인버터 병렬 운전 시스템을 위한 드룹 제어에 대해서 연구하였다. 그리고 가상 복합 임피던스에 따른 출력 임피던스에 대해서 연구하고 이에 따른 드룹 제어를 분석하여 PSIM 시뮬레이션으로 이를 검증하였다.

본 논문에서는 LED드라이버의 지속적인 과제인 고역률, 효율개선 및 장수명화를 위한 연구를 진행하였다. 전체적인 토폴로지는 역률개선 및 출력전류제어의 성능을 자세히 관찰하기 위하여 투 스테이지 토폴로지를 선정하였으며, 1차측은 고 효율을 위하여 Bridgeless타입의 Totem-Pole bridgeless rectifier를 선정하였으며, 2차측은 LED드라이버의 수명을 좌우하는 DC 커패시턴스를 줄이기 위한 전류제어를 하기 위하여 Flyback DC-DC컨버터 토폴로지를 적용하였다. 일반적인 투 스테이지 토폴로지와 본 논문에서 제안한 토폴로지의 시뮬레이션 및 실험을 통하여 성능적인 분석을 통하여 LED드라이버의 효율증대 및 수명증가에 대한 내용을 다루었다.

HVDC 시스템의 안정적인 동작을 위해 보호 알고리즘이 요구된다. 보호 알고리즘에 사용되는 전력신호는 적용 알고리즘에 따라 필터링, RMS, RSS등의 전처리 과정이 필요하다.

본 논문에서는 단상 5kVA의 용량을 갖는 3-레그 방식의 고효율 자동전압조정기에 최적화된 방열설계가 제안된다. 3-레그 자동전압조정기의 경우 스위칭 알고리즘에 따라 스위칭 횟수가 줄어들어 효율이 좋은 장점이 있다. 스위칭 소자로 IGBT를 사용하여 열 분배가 중요함으로 전력변환 장치의 신뢰성과 안전성을 높일 수 있도록 최적화된 방열설계안을 제시하고 설계의 타당성을 위해 시뮬레이션을 통한 검증을 수행하였다.

본 논문은 계통연계 목적으로 사용하는 LCL필터의 공진현상을 억제하기 위한 간단한 능동 댐핑 원리와 방법을 보인다. LCL필터는 기존의 1차 필터인 L필터에 비해 적은 동량으로 효과적인 출력파형의 고조파 저감 효과를 갖지만, LC파트 추가로 인해 허수축에 공진복소극이 존재하여 필연적으로 시스템에 공진이 발생하게 된다. 본 논문에서는 추가적인 센서나 수동소자의 사용 없이 LCL필터의 공진복소극을 상쇄하는 노치필터를 제어기에 적용하여 시스템의 안정성을 확보한다. 시뮬레이션을 수행하여 타당성을 입증한다.

단상 계통연계형 인버터에서 전류센서를 통한 상전류 측정시 옵셋 오차는 전류센서와 측정 경로상에 위치한 아날로그 소자의 전압 불균형 및 비선형성으로 인하여 발생하게 된다. 또한 데드타임은 전력용 반도체 스위치를 제어하기 위한 PWM 신호 출력시 필연적으로 발생된다. 본 논문에서는 데드타임으로 인하여 왜곡된 상전류에 포함된 옵셋 오차에 의한 영향을 분석하고 동기좌표계 dq축 전류에 포함된 특정 고조파 성분을 제거하기 위하여 PR 제어기를 사용한 알고리즘이 제안되었다. 데드타임 및 옵셋 오차로 인해 발생된 전류맥동 보상을 위한 기준신호로는 동기좌표계 dq축 전류를 사용하였다. 제안된 알고리즘의 타당성을 시뮬레이션과 실험을 통하여 증명하였다.

본 논문에서는 ${\Delta}$결선으로 구성된 Modular Multilevel Converter(MMC)에서 흐르는 전류가 매우 적은 경우 계통에 영향이 없이 셀 직류전압의 불평형을 제어할 수 있도록 영상분전류를 주입하는 방법을 제안하였고, 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 연구의 목적은 HVDC Valve module 및 valve tower에 유입되는 냉각 유체의 유동장 동적 해석과 동시에 냉각 유체의 동적 특성을 측정 비교함으로써 유동 해석의 적합성을 판단하고, HVDC valve module과 valve tower의 냉각 유로 및 관련 기구 설계의 기초 자료로 활용하는데 그 목적이 있다.

전력계통은 전력수요의 지속적인 성장에 따라서 전력설비의 추가를 지속적으로 추진하고 있지만, 심해지는 환경문제 등으로 인해 용지 확보에 어려움이 있다. 이로 인해 송전선로 장거리화, 용량부족량 등 전력계통에 여러 가지 복잡한 문제가 야기되는데. 이것은 곧 전력계통의 안정도와 직결된다. 이러한 문제를 효과적이면서 경제적인 해결방법으로 FACT(Flexible AC Transmission System)기술이 주목 받고 있다. FACTS 기기 중 SVC(Static Var Compensator)는 상용운전 중이며, 기존 동기조상기에 비해 저렴하고, 신속 정확한 전압제어를 하는 장점이 있다. SVC는 TCR(Thyristor Controlled Reactor)과 TSC(Thyristor Switched Capacitor), FC(Fixed Capacitor)등 여러 종류의 구성을 가지고 있다. 합성시험회로설비(Synthetic Test Circuit)는 Thyristor로 구성된 TCR, TSC Valve를 실제 운전조건으로 동작시켜 SVC Valve의 신뢰성을 검증하는 설비이다. 특히, TSC Valve는 운전시 초기 과전류가 발생하는 운전특성상 이에 대한 평가기준에 따른 시험을 통해 신뢰성을 반드시 검증하여야 한다. 본 논문에서는 IEC 61954에서 제시하는 시험평가 기준에 의거하여 TSC의 Overcurrent Test를 위한 STC 평가 방법를 기술하고 설계된 TSC 시험을 위한 STC topology와 Simulation으로 검증 방법을 기술한다.

위성의 전력 시스템 초기 설계를 위해 고려해야 하는 중요한 설계 요소에는 위성 운용 기간 동안의 전력 소모량 예측 및 전이궤도와 운용궤도에서의 태양 전지판과 배터리의 운용 개념 설계이다. 이를 토대로 태양 전지판에서 생성되는 전력의 정류 개념과 배터리 충전/방전 토폴로지를 구현해야 한다. 본 논문에서는 2.5KW급 정지궤도 위성의 전력 시스템 초기 설계를 위해 고려해야 하는 설계 요소들을 나열하고, 이들에 대한 전반적인 검토 사항을 기술한다.

HVDC 시스템은 전력을 AC를 DC 로 변경하여 송전하고, DC를 다시 AC 로 변경하여 수용가에 공급하는 고전압 DC 송전 시스템이다. 송전시스템으로서 시스템의 안정도를 위해 각 서브 시스템을 이중화하는 것이 매우 일반적이며 이중화된 시스템을 독립적으로 운영되여 Fault 발생 시 '절체' 된다. 독립적인 측정시스템은 편차를 가질 수밖에 없으며, 이와 같은 차이가 제어기를 통해 제어 출력에 순각적인 변화를 발생시킬 수 있다. 이는 제어의 안정도 및 기기의 수명 등에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문은 이와 같은 영향을 감소시키기 위한 기법을 제안한다.

본 논문에서는 높은 역률을 가지는 PFC(Power Factor Correction) 컨버터와 높은 고주파 전압을 발생시키는 단상 하프브리지 인버터를 채용한 오존발생기를 소개한다. PFC 컨버터를 채용하여 기존의 오존발생기용 전원장치에 비해 입력 역률, 전원공급체계와 보호 장치를 개선하였으며, 3kW급의 프로토타입을 구현하고 시뮬레이션 및 실험을 통하여 전원장치의 안정성 및 입력에 대한 높은 역률(0.99이상)을 확인하였다.

조선해양 생산현장에서는 생산 용도로 다양한 에너지원을 사용하고 있지만 가장 많이 사용하는 에너지원은 전기이며, 전기의 30% 이상을 압축공기 생산에 사용하고 있다. 압축공기를 동력으로 이용하는 경우, 특히 그라인더에서는, 에너지 변환 효율이 전력대비 1/4~1/5 수준으로 매우 낮다. 본 연구에서는 공압 그라인더를 BLDC 모터 전동 그라인더로 대체하기 위한 연구를 수행하였다. 그 결과 7인치 공압 그라인더와 대등한 출력을 내면서 안전성과 내구성 면에서 우수한 상용급 전동 그라인더 시제품을 설계 및 개발하였다. 또한 시제품에 대한 현장 시험을 거쳐 다양한 개선방안과 설계개선안을 통해 향후 상용급 BLDC모터 전동 그라인더 개발을 위한 설계기술을 확보할 수 있었다.

STATCOM은 전기로와 같은 무효전력 부하원에서 전원 안정화를 목적으로 산업응용분야에 널리 적용되고 있다. 하지만 시스템 비용 절감 등의 이유로 커패시터 뱅크와 함게 운용되는 Hybrid STATCOM의 적용이 요구되어 왔다. 본 논문에서는 포스코ICT에서 개발한 5Mvar Hybrid STATCOM(static synchronous compensator)에 대해 기술하였다.

본 논문은 HVDC C&P 시스템에 적용된 이중화 기술 및 기능을 설명한다. LS산전은 2009년 HVDC 사업을 착수한 이래 HVDC Control and Protection(C&P) System을 개발해 왔으며 현재 2010년부터 한국전력공사와 협동연구로 진행하고 있는 HVDC 제주 실증단지에 적용하여 실증운전 중이다. 당사가 개발한 HVDC C&P 시스템은 시스템의 신뢰성 및 가용성을 높이기 위해 Fully Redundancy 시스템으로 구성되고 Hot Standby 방식으로 제어 및 보호 알고리즘을 수행한다. 본 논문에서는 HVDC C&P 시스템의 구성과 제어기 및 네트워크의 이중화 구조에 대해 소개 하고자 한다.

본 논문에서는 기존에 널리 사용되고 있는 3상 인버터와 태양광 인버터 및 무정전 전원공급시스템의 고효율화를 위해 최근 적용이 확대되고 있는 3상 T형 3-레벨 인버터에서 각 전력 반도체에서 발생하는 손실을 구하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 또한 그 손실 특성을 기초로 해서 3상 50kVA급 기존 3상 인버터 및 3상 T형 3-레벨 인버터 전력변환모듈을 설계하였고 전산유체해석 소프트웨어를 이용해서 전력변환모듈 내부 방열판의 상세 온도 분포를 해석하고 그 비교 분석 결과를 제시하였다.

본 연구에서는 회로 시뮬레이션을 통하여 얻은 ITER 전원 장치의 단락 전자기력의 방향과 크기 성분을 유한요소모델에 맵핑(mapping)한 뒤, 구조해석을 수행함으로써, 단락 시의 전자기력이 직접적으로 구조에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구결과는 향후 전기적 구조물에 가해지는 다양한 악조건의 복합적 작용 시에 대한 고려에 있어 기초적인 데이터로 이용할 수 있으리라 사료된다.

본 논문에서는 풀-브리지 컨버터 회로를 기반으로 하며 양방향 전력변환이 가능한 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 부하의 상태에 상관없이 출력전압을 일정하게 유지하면서 연속적인 양방향 전력변환이 가능하다. 본 논문에서 대상으로 하는 부하는 충/방전기로 컨버터 출력에 여러 대의 충/방 전기가 병렬로 접속되며, 각각의 충/방전기는 개별로 동작한다. 따라서 충/방전기용 양방향 DC-DC 컨버터는 충/방전기의 동작 상태에 관계없이 연속적인 양방향 전력변환이 가능해야 한다. 제안하는 양방향 컨버터의 성능을 확인하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안한 컨버터가 부하급변 상태에서도 양방향 전력변환을 정상적으로 수행하는 것을 확인하였다.

본 논문에서는 센터탭 방식과 배전류 방식의 차이점을 살표보고 각 회로의 변압기 손실을 계산하여 비교한다. 또한 실제 설계한 변압기의 측정한 값을 이용한 손실을 계산 손실과 비교한다. 앞에서 비교한 값들을 이용하여 Matlab/Simulink 프로그램으로 LLC 컨버터의 전류와 전압 파형 등을 알아보고 이에 따른 전체 손실에서 변압기 손실이 차지하는 부분을 비교 분석한다. 따라서 이를 통해 센터탭 방식과 배전류 방식의 손실을 비교한다.

본 논문에서는 Si MOSFET 대비 GaN FET의 특성을 비교 분석하고, GaN FET의 장점을 활용할 수 있는 방안을 모색하였다. 그 결과 GaN FET의 우수한 reverse recovery 특성을 활용할 수 있는 토템폴 구조의 브리지리스 부스트 PFC 컨버터를 선정하였고, 선정한 회로의 동작 및 효율을 5.5kW급 프로토타입을 통하여 확인하였다.

본 논문에서는 3-레벨 NPC(Neutral Point Clamped) 인버터에서 상단 커패시터 전압과 하단 커패시터의 전압의 불균형 시 나타나는 출력 상전류 왜곡에 대한 보상기법에 대하여 제안한다. 스위칭 기법은 SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)을 사용하였고 상단 커패시터 전압과 하단 커패시터 전압의 불균형이 DC-Link 전압의 0% 15% 35%일 때의 보상 전과 보상 후를 비교 분석 하여 시뮬레이션으로 출력 상전류 보상기법을 검증하였다.

본 논문에서는 Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) 연료전지의 출력을 동기정류 방식의 벅컨버터로 변환하여 2개의 리튬 폴리머 배터리를 충전하기 위한 시스템의 디지털 제어에 관해 논의한다. 배터리의 충전시 중요한 요소인 출력 리플의 제한 조건을 만족시키도록 컨버터를 설계하고, DSP를 이용하여 이중제어 루프를 구성함으로써 충전기를 제어하였다. 컨버터 제작과 리튬전지를 이용한 충전 실험을 통해 제안한 회로와 제어기 설계 방식의 타당성을 검증하였다.

This paper compares physical characteristic of MOSFET based on Si and SiC to achieve high efficiency in converters using MOSFETs which are typical switching elements. Also, it compares a result to compare operating efficiency when DC/DC converter is switching with each element.

본 논문에서는 배터리 충전 전류의 리플 저감을 위한 LLC 공진형 컨버터의 필터 설계 가이드라인을 제안한다. 출력 필터가 LLC 공진 네트워크에 끼치는 영향을 수식적으로 분석한 뒤 배터리를 고려한 필터를 설계하고 시뮬레이션을 통해 전류 리플 저감 성능을 검증한다.

본 논문에서는 Si MOSFET을 차세대 반도체인 GaN FET(Gallium Nitride Field Effect Transistor)으로의 대체 할 시 발생하는 문제점을 분석한다. 다양한 전력변환 시스템에 적용 가능한 위상 천이 풀브리지(Phase Shifted Full Bridge) DC-DC 컨버터를 대상으로 각각 Si MOSFET 및 GaN FET를 적용하고 실험을 통해 문제점을 확인 및 분석한다.

본 논문은 3상 인터리브드 양방향 DC-DC 컨버터를 다룬다. 전류 리플을 줄이기 위해 3상 인터리브드 방식을 이용하였으며 소프트 스위칭 조건을 확보하기 위해 DCM으로 동작한다. DCM동작시 발생할 수 있는 스위칭 노이즈를 저감하기 위하여 새로운 스위칭 기법을 제안하고 검증한다.

본 논문에서는 절연형 Dual Full-Bridge 양방향 DC-DC 컨버터의 손실 분석을 다루었다. 동일한 컨버터라 하더라도 스위칭 기법과 스위칭 주파수에 따라 손실이 다르게 나타나는데 여기서는 ZCS 가 되는 조건에서 스위칭 주파수를 10 [kHz] 로 하여 분석하였으며 계산결과가 실험결과와 거의 일치함을 확인하였다.

In this paper, single-phase uninterruptible power supply design method is presented. In this control scheme, input current, output current and output voltage are used. For voltage control PR controller is used and that for current controller is PI controller. The gains for controllers are sought by the classical method for determining gains. Throughout simulations the performance of single-phase UPS is verified.

본 논문에서는 3-레벨 인버터 시스템에서 공통 모드 전압 변동 제거를 위한 새로운 Medium Vector PWM(MVPWM)을 제안한다. 제안된 MVPWM의 특징은 다음과 같다. 1) 스위칭 상태와 관계없이 공통모드 전압은 일정하게 유지된다. 2) 무게 중심좌표계 방법에 의하여 구현되므로 구현이 간단하고 직관적이다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 제안된 MVPWM의 위와 같은 특성을 밝히고 태양광 인버터의 제어에 적합함을 입증하였다.