• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-131
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• 2009

최근 환경규제가 강화되면서 친환경적인 전력생산 요구 등의 외부환경 변화에 따른 우리나라의 전력구조가 기존의 중압 집중형 발전을 탈피한 분산전원 발전에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 분산전원으로서의 전력생산은 공급의 안전성, 경쟁력 및 에너지의 지속성 등이 요구되어지는데, 재생에너지가 가지고 있는 에너지 지속성의 한계 및 설치의 제약성을 탈피할 수 있는 시스템으로 현재 연료전지시스템이 가장 근접해 있는 실정이다. 즉, 도시가스 인프라가 우수하고 인구조밀 지역이 많은 우리나라의 특성상 각 가정 및 건물에 쉽게 설치하고 공급의 안전성을 갖는 건물용 연료전지는 최근 가장 각광받고 있는 분산전원 시스템 중의 하나이다. 올해부터 모니터링사업의 일환으로 수용가에 설치 될 연료전지 시스템이 얼마나 안정적으로 전기와 열을 각 가정에 공급하고 시스템의 안전성을 확보하는 가는 건물용 연료전지의 분산전원으로서의 가능성 및 국민의 수용성을 증대시키는 중요한 역할을 할 것이다. 연료전지시스템은 상용전력과 연계되어 있기 때문에 시스템의 안정성 뿐만 아니라 상용전력의 변화에 대응하여 안정적인 운전을 하는지에 대한 평가가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 가정용 연료전지시스템의 성능 및 안전성평가의 일환으로 계통연계형 전력변환장치의 성능 및 안전성을 평가 하고자 한다. 연료전지 검사를 위한 계통연계형 전력변환장치의 시험평가 항목으로는 크게 정상특성성능시험, 보호기능성능시험, 과도응답특성성능시험 및 외부사고성능시험 등으로 나뉘어진다. 본 연구에서는 외부사고 성능시험 항목들인 출력측 단락시험, 계통전압 순간정전?순간강하시험 및 부하차단 시험 등을 통하여 외부사고에 대한 성능 및 안전성을 평가하였다. 외부사고 성능시험의 주 목적은 시스템의 이상 운전이 아니라 외부의 영향에 따른 시스템의 안전성 및 전력품질을 평가한다. 출력측 단락시험을 수행하기 위해서 전력변환장치를 정격 출력 전압, 정격 출력 주파수 및 정격 출력에서 운전한 후, 교류 전원장치는 단락 전류를 검출하여, 사고 발생 후 0.3초 이내에 개방하도록 설정하였다. 여기서, 단락 저항 Rsc를 정격 전류의 10배 이상에 해당하는 부하와 같은 값으로 설정하였다. 스위치 SWSC를 폐로하여 단락 상태를 만들며, 이 때 전력변환장치의 출력전류와 차단 또는 정지 시간을 측정하였다. 실험 결과에 대한 판정기준은 단락전류를 검출하여 0.5초 이내에 개폐기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작하여 시스템을 안정하게 정지시키고 시스템 어떤 부위에도 손상이 없어야 한다. 실험 결과 파워컨디셔너의 출력전류 및 차단 또는 정지된시간이 40ms로 나타났고, 출력전류의 파형도 매우 안정함을 볼 수 있었다. 이와 같이 모든 실험을 수행한 결과 외부사고에 대하여 시스템이 안전하게 정지하는 등 연료전지 시스템의 안전성을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.263-265
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• 2015

2015년 현재 한국에는 지지물 890만기, 전선 125만km, 변압기 200만대 등 지구에서 달까지의 거리를 왕복하고도 지구 둘레를 11 바퀴나 돌 수 있는 방대한 배전 전력설비가 시설되어 있다. 이러한 전력 설비들은 마치 모세혈관처럼 분포되어 전국 구석구석 전력을 공급하고 있다. 또한 배전지능화, NDIS등 여러 가지 계통운영 시스템을 활용하여 이러한 방대한 설비를 효율적으로 관리하고 있다. 그러나, 최근 급증하고 있는 분산형전원은 이러한 효율적인 운전에 여러 가지 장애가 되고 있다 (2015년 현재 116,165개, 3,600MW의 분산형전원이 운전중). 분산형 전원의 발전에 따른 배전계통의 전압상승, 보호협조체계 혼란 등 여러가지 문제점들이 발생하고 있는 것이다. 따라서 분산형전원의 배전계통 연계기 그 문제점을 최소화 할수 있는 방안을 제시하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.299-301
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• 2006

계통연계형 태양광 시스템을 구성하고 있는 전력변환장치인 PCS(power conditioning system)는 일반적으로 그 내부에 입력전력 평활용 Capacitor, DC-DC Converter, DC link Capacitor, DC-AC Inverter 및 L-C Filter 등으로 구성된다. 이러한 태양광 시스템의 구성은 주로 태양광 어레이와 PCS의 DC-DC Converter 및 DC-AC Inverter의 수와 연결 방법에 따라 여러 가지로 구성할 수가 있다. 본 논문에서 제안할 시스템의 구성은 하나의 태양광 어레이를 다수의 계통연계형 태양광 PCS가 공유하는 형태인데, 이러한 시스템의 주요 장점은 첫째, 일사량에 따라 각각의 PCS가 모두 정격에서 운전하도록 하여 변환효율을 개선할 수 있다는 점과 둘째, 태양광 어레이의 용량 확장에 따른 PCS 장치의 용이한 확장성 그리고 셋째, 연결되어 있는 다수의 PCS 중 하나의 태양광 PCS가 고장으로 인하여 유지 및 보수가 필요할 때에도 그 외의 다른 정상적인 태양광 PCS는 지속적인 발전이 가능한 장점 등을 갖는다. 본 논문에서는 태양광 어레이의 출력을 공유하는 병렬운전용 태양광 PCS의 구성에 대하여 연구하고, 그 병렬운전기법을 제시하여 이에 대한 타당성을 시뮬레이션으로 검증하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.230-231
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• 2007

계통연계형 태양광 시스템을 구성하고 있는 전력변환장치인 PCS(power conditioning system)는 일반적으로 그 내부에 입력전력 평활용 Capacitor, DC-DC Converter, DC link Capacitor, DC-AC Inverter 및 L-C Filter 등으로 구성된다. 이러한 태양광 시스템의 구성은 주로 태양광 어레이와 PCS의 DC-DC Converter 및 DC-AC Inverter의 수와 연결 방법에 따라 여러 가지로 구성할 수가 있다. 본 논문에서 제안할 시스템의 구성은 하나의 태양광 어레이를 다수의 계통 연계형 태양광 PCS가 공유하는 형태인데, 이러한 시스템의 주요 장점은 첫째, 일사량에 따라 각각의 PCS가 모두 정격에서 운전하도록 하여 변환효율을 개선할 수 있다는 점과 둘째, 태양광 어레이의 용량 확장에 따른 PCS 장치의 용이한 확장성 그리고 셋째, 연결되어 있는 다수의 PCS 중 하나의 태양광 PCS가 고장으로 인하여 유지 및 보수가 필요할 때에도 그 외의 다른 정상적인 태양광 PCS는 지속적인 발전이 가능한 장점 등을 갖는다. 본 논문에서는 태양광 어레이의 출력을 공유하는 병렬운전용 태양광 PCS의 구성에 대하여 연구하고, 그 병렬운전기법을 제시하여 이에 대한 타당성을 시뮬레이션으로 검증하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.3-5
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• 2010

본 논문은 연료전지를 이용한 가정용 발전시스템의 계통 연계를 위한 3kW급 전력변환 시스템의 개발에 관한 것이다. 저전압 대전류 출력특성을 갖는 연료전지의 전류리플 최소화를 위해 멀티페이즈 컨버터를 적용한 DC/DC 승압 컨버터를 제안하고자 한다. 특히 고밀도 전력변환 시스템의 스위칭 손실 극소화를 위해 고효율 ZVS Soft-Switching 동작을 구현하였다. 또한 본 연구에서는 높은 승압비로 변환된 전압을 통해 계통운전 동작을 수행하기 위한 DC/AC 단상 인버터와 고효율 무결점 기능을 갖는 디지털 방식의 DSP를 적용한 제어기 개발도 병행하여 수행되었다. 제안하는 3kW급 멀티페이즈 컨버터 및 계통연계형 인버터의 Proto-Type을 제작하고 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.302-304
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• 2009

Phase Locked Loop(PLL) 시스템은 UPS, 전력용 능동필터, PWM 정류기 등 여러 전력변환 장비에서 사용되어 왔다. 특히 계통에 연계된 능동 전력변환 시스템은 계통과의 동기화를 위해 위상각의 정확한 정보가 필요하며 PLL 시스템을 사용하여 측정한다. 실제 계통의 위상각과 추출된 위상각 사이의 오차는 기준 전류나 전압에 더 큰 고조파를 야기한다. 본 논문은 계통 고장에 강인한 PLL 시스템의 제어기를 제안한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.500-502
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• 2008

최근 전력계통 분야에서 계통 연계형 태양광발전이 각광 받고 있다. 기존 연구에서는 태양광 발전을 간략히 모델링하여 계통의 실제 환경 변화에 따른 분석이 불가능 하였다. 따라서 실제 태양광 발전을 전력계통에 연계시 영향을 분석하기 위해 이를 모델링 하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 EMTP/MODELS를 사용하여 태양광 (Photovoltaic, PV) 발전기를 구현하고 그 특성을 분석하였다. 또한 실제 모듈의 데이터와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.324-325
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• 2011

본 논문은 에너지 저장 시스템(ESS)을 위해 개발된 800kW 계통연계형 전력변환장치(PCS)의 구성을 제시하고 실제 제작과 시험에 관해 기술하고 있다. 에너지 저장 시스템은 배터리(BMS), 전력변환장치(PCS), 에너지 관리 시스템(EMS)로 구성되고 전력변환장치는 계통 전력과 배터리가 원활한 전력 흐름을 갖도록 제어하는 역할을 한다. 본 논문은 풍력 출력 평활화의 기능에 대한 시뮬레이션과 전력변환장치의 성능 검증에 대해 중점적으로 기술하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.252-253
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• 2013

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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1124_1125
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• 2009

이 논문에서는 멀티스트링 타입 계통연계형 3상 태양광 발전 시스템 개발 과정중 인버터 파트에 필요한 기본적인 기술들을 살펴보고 검증해 보았다. 계통연계에 필요한 위상추종제어 3상 DPLL(Digital Phase Locked Loop)과 DC 링크 전압제어 그리고 계통전류 제어기의 구조와 비간섭전류제어 등을 살펴보고 무변압기형에 사용되는 3상인버터의 L-C-L 필터 설계 방법을 살펴보고 L-C 필터와 비교하여 살펴보았다. 최종적으로 앞에서 언급하였던 제어기와 이론 등을 시뮬레이션으로 검증하였으며 현재 개발 중인 프로토타입 하드웨어 설계에 대해서도 기술하였다.