• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.13 no.1
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• pp.65-70
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• 2010

AC traction power supply system has adopted autotransformer (AT) feeding method. This system has an advantage as long feeding distance. However, the countermeasure for voltage drop should be considered, because load capacity grows larger and headway grows shorter in recent electric railway system. This paper proposes the improved system configuration to enhance voltage drop in ac railway system without additional power electronic device. That is to increase turn ratio between contact wire and rail of AT. By modifying turn ratio of AT at SSP or SP, collecting voltage on train will be enhanced.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.267-268
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• 2011

인터넷데이터센터는 현대 IT산업의 중심설비로서 수십 MW의 전력을 소비하는 집중부하형태를 취하고 있다. 인터넷데이터센터의 특성상 전원의 신뢰성을 높이기 위하여 무정전전원장치(UPS)를 사용하는 것이 필수사항이다. 따라서 기존의 교류방식은 (교류-직류), (직류-교류), (교류-직류)의 3단계 전력변환이 필요하여 전체 급전계통의 효율저하를 가져온다. 이에 비하여 직류급전방식은 기존 계통 망에 연결하기 위한 (교류-직류) 1단계의 전력변환만 필요하므로 효율을 크게 개선할 수 있을 뿐만 아니라 전원의 신뢰도를 높일 수 있다고 알려져 있다. 본 논문에서는 인터넷데이터센터 내에 220V교류방식과 300V직류방식의 시험용 급전계통을 구축하고 똑같은 부하운전 조건에서 실제의 급전효율을 측정하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.111-112
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• 2010

21C 정보화 사회를 맞이하여 디지털 부하의 사용이 급격히 증가하고 있다. 뿐만 아니라 친환경 녹색성장의 일환으로 풍력, 연료전지, 태양광과 같은 신재생 에너지원을 이용한 발전 시스템도 증가 하고 있다. 이에 따라 교류에 비하여 신뢰도가 높고, 저손실의 전원 시스템을 구축할 수 있는 직류급전시스템의 필요성이 부각되고 있다. 직류급전시스템에 있어 효율성, 신뢰성, 전송능력 등이 고려되어야 하지만 직류 배전의 상용화를 위해서는 직류 전용 보호차단기 등을 개발하여 보급하여야 한다. 미국의 통계에 따르면 아크사고는 전기화재의 큰 요인으로 꼽히고 있다. 이미 교류 아크의 검출 알고리즘이 다방면으로 연구되어 아크차단기(AFCI)가 개발되었으며 미국의 경우 AFCI 사용을 법제화 하고 있다. 따라서 직류급전시스템에서의 아크 검출을 위해 직류 아크의 특성을 분석한다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.13 no.2
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• pp.152-158
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• 2010

Generally, the AC electrified railway systems have the power quality problems that are induced from the harmonic currents and the reactive power. This paper presents a single-phase hybrid active filter adopting a SRF(synchronous-reference-frame) control for improving power quality in the AC electrified railway systems. The single-phase hybrid active filter can compensate the harmonic currents and the reactive power through the proposed SRF control algorithm. The proposed control algorithm can extract the third and fifth harmonics through the MSRF(multiple-synchronous-reference-frames) which is used to apply the three-phase systems. Therefore, the hybrid active filter can compensates only the high-frequency harmonic currents whereas the passive filter compensates the low-frequency harmonic currents. Also, the proposed SRF control algorithm can compensate the reactive power by the closed-loop control. The Validity and the effectiveness of the proposed SRF control method for the hybrid active filter are illustrated through the simulation results.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.12 no.5
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• pp.694-699
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• 2009

This paper presents a synchronous-reference-frame-based control of single-phase UPQC(Unified Power Quality Conditioner) to improve power quality in ac electrified railway systems. The proposed synchronous-reference-frame-based UPQC can compensate the voltage distortion, the voltage sag, the harmonic currents, and the reactive power instantaneously. The simulation results show that the UPQC can compensate the harmonic supply voltages, the voltage sag, the harmonic load currents, and the reactive power in electrified railway systems. Validity and effectiveness of the proposed UPQC control method based on the synchronous-reference-frame is illustrated through the simulation results.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.16 no.5
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• pp.53-60
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• 2002

This paper presents exact autotransformer-fed AC electric railroad system modeling using constant current mode, and single-phase STATCOM(Static Synchronous Compensator) which has an effect on electric railroad system. An AC electric railroad is rapidly changing single-phase feeding electric power. To avoid voltage fluctuation under single phase loads, electric power should be received from a large source. The system modeling theory is based on the solution of algebraic. The AC electric railroad load model is nonlinear. Therefore this paper is considered nonlinear load using PSCAD/EMTDC. And the proposed modeling method is considered the line self-impedances and mutual-impedances that techniques for the AC electric railroad system modeling analysis, and that single-phase STATCOM can reliably compensate the voltage drop. In the case study, the allowance range of feeding voltage is 22.5∼27.5 kV, AT-fed AC electric railroad system circuit is analyzed by loop equation both normal and extension modes. The simulation objectives are to calculate the catenary and rail voltages with respect to ground, as the train moves along a section of line between two adjacent ATs. The results show that single-phase STATCOM can reduce the voltage drop in the feeding circuit and improve the power quality at AC electric railroad system by compensating the reactive power.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1605-1606
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• 2015

전기철도차량은 매 순간마다 이동하는 대용량 단상부하로, 전력계통 측면에서 부하의 특성이나, 계통구성의 형태 및 제반현상이 일반 3상 전력계통과 상이한 특성을 지닌다. 이와 같이 3상 전력계통으로 부터 단상 교류로 변환하여 전기차를 운행하는 경우에는 3상 전원측 PCC(Point of Common Coupling)에 불평형을 일으켜, 역상전류를 발생시킨다. 현재는 이를 최소화하기 위해서 종래부터 사용 되어온 스코트 결선 변압기를 사용하고 있다. 하지만 특성상 두 개의 단상 시스템에 걸리는 부하량 및 역율이 동일하지 않을 경우 여전히 3상 전압불평형이 발생된다. 이에 대한 근본적인 대책으로는 급전시스템 재구성 또는 전력 설비 증설 및 보상장치의 적용을 들 수 있으나, 최근에는 전력전자 기술의 발달로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자를 이용한 BTB(Back To Back) 방식의 컨버터를 활용한 사례가 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력계통과 전기철도의 연계 목적으로 3상-단상 BTB 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multi-level Conveter, MMC)를 이용한 전기철도 급전 시스템의 기본구조를 제안하고, Mathworks사의 MATLAB Simulink tool를 이용하여 시뮬레이션을 통해 MMC시스템을 검토하고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.18 no.6
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• pp.220-229
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• 2004

The AC railway system is quite differing from the general electric power system because it is single- phase and intermittently heavy loads. Thus, inevitably power quality problems are occurred in the AC railway system, i.e. voltage regulation voltage sags, voltage imbalance, and harmonic distortion. Recently, the power quality of the AC railway system becoming a hot issue because it is affect the control and safety of high-speed traction. In addition it is also affect the power quality of the electric power system. In this paper, single-phase Unified Power Quality Conditioner(UPQS) for the AC railway system is proposed to compensate the voltage sags and harmonic distortion. The configurations and control schemes of the proposed single-phase UPQC are presented. The effectiveness of the proposed single-phase UPQC application is verified by the PSCAD/EMTDC simulation works. It can be shown that the application of UPQC in the AC railway system is very useful to compensate the voltage sags and harmonic distortion from the results of related simulation works.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.502-503
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• 2011

최근 환경 문제 및 화석 에너지의 고갈과 맞물려 신재생 에너지를 사용하는 DC 출력형 분산전원 시스템이 증가 일로에 있으며, 이에 따라 교류 급전시스템보다 에너지 변환 효율이 높은 직류 급전 시스템에 대한 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 유지 보수의 용이성을 확보한 Hot Swap 구조형식의 DC 급전용 100[kW]급 분산 제어기반 모듈형 ESS[Energy Storage System의 개발에 관한 것이다. 실제 33[kW]급 모듈 3대로 구성된 100[kW]급 시스템을 제작하여 전압제어 실험, 병렬운전실험 및 Hot Swap 안정성 실험 등을 수행하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.277-279
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• 2009

Hybrid 급전시스템은 신재생에너지와 상용전원에서 전원을 공급받아 사용자에게 DC 및 AC 전력을 공급해주는 시스템으로 상용전원의 효율을 향상시키고 신재생에너지의 사용 편의성을 올리며 가정에 AC와 DC를 동시에 공급하는데 주목적이 있다. 본 논문을 통해 DC 및 AC 동시 배전을 위해 가정용 부하의 특성을 분석하고 시스템의 동작특성을 해석한다.