• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1806-1807
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• 2011

대용량 석탄화력발전소는 크게 보일러와 터빈으로 구성되며 이를 제어하기 위한 보일러 주제어기와 터빈 주제어기가 있다. 국내 대용량 석탄화력발전소에서는 외국 분산제어설비제작사의 제어 알고리즘을 사용하고 있는데 본 논문에서는 국내기술로 개발하고 있는 전체 알고리즘 중에서 터빈 주제어기 생성에 대해 간략히 기술하였다. 터빈 주제어기 알고리즘은 보일러 주제어기가 보일러 압력을 제어하는 동안 보일러 주제어기와 협조하여 발전기 출력을 제어한다. 이번에 개발하는 알고리즘은 국내기술로 개발 중인 분산제어시스템에 장착하여 신뢰성을 검증한 후 실제로 운용 중인 발전소에 설치할 계획이다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권4호
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• pp.82-91
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• 1997

I보일러-터빈 설비는 화력발전소의 주전원설비 내지 자가발전설비로서 보일러는 연료를 연소시켜 그 열을 수관내의 물에 전달하여 필요한 증기를 얻는 설비이고, 터빈은 보일러에서 보내온 고온, 고압의 증기를 팽창시켜 기계적 에너지로 변환하여 그 에너지로 발전기를 회전하여 전기를 얻는 장치이다. 보일러-터빈 설비는 전기적 출력과 드럼내의 증기압 및 수위를 적절히 조절함으로써 발전소의 안정된 운전을 도모하고 발전용 연료의 절감 및 이를 통한 공해 저감을 이루어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이런 보일러-터빈 설비에 대한 제어시스템을 설계하는 한 방법으로서 기준모델 추종형 퍼지 시스템을 제안한다. 보일러-터빈 설비는 다변수 비선형 시스템으로서 일반적인 제어시스템 구성이 힘들지만, 오버슈트가 없으며 속응성이 좋은 기준모델을 선정하고 이 기준모델을 추종하도록 하는데 일반적인 1입력-1출력 퍼지제어기만을 적용하여도 기준신호에 대한 추종성 및 외란제거 능력 그리고 모델링 오차에 대한 강인성까지 나타내는 제어시스템의 설계가 가능하게 되었다. 따라서 전원설비로서의 보일러-터빈 설비에 대한 효율적인 제어시스템 설계방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.246-248
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• 2005

본 연구에서는 화력발전의 보일러-터빈 시스템에 DMC(Dynamic Matrix Control) 기법을 적용한다. 고정된 동작점 모델들 간의 내삽(Interpolation)을 이용하여 실시간으로 계단응답모델을 계산 및 개선하고 이를 기반으로 제어를 실행한다. 제시된 제어 기법은 화력발전의 보일러-터빈 시스템을 대상으로 한 모의실험을 통하여 그 효용성을 나타낸다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.235-235
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• 1999

화력 발전소의 드럼형 보일러 제어 프로세스에 있어 드럼 수위(Drum Level)의 정확한 측정은 매우 중요하다. 만약 드럼 수위가 불안정하게 되면 급수 유량 제어가 불안정하여 증기 온도 제어를 불안정하게 하고, 증기 온도의 변화는 보일러 출구 증기 압력을 변화시켜 연소 제어 계통을 불안정하게 한다. 결국 드럼 수위의 불안정은 발전소 전체 프로세스를 불안정하게 한다. 또한 드럼 수위의 오지시로 인해 수위가 과도하게 높아져 물이 터빈에 유입되면 터빈 날개의 파손을 가져오고, 반대로 수위가 너무 낮으면 과열로 인한 보일러 튜브의 파열을 초래하기도 한다. 특히, 보일러의 기동시 또는 과도상태일 때는 드럼 압력의 변화에 따른 water 및 steam의 밀도 변화로 인한 오차가 크며, 압력 대 밀도(비중)의 관계가 비선형 함수이므로 별도의 압력검출기에 의해 드럼 압력을 측정하여 압력 변화에 따른 오차를 보정해주어야 하는데 아날로그 시스템의 경우에는 이러한 압력 수위 보정을 기준 압력에 대해서만 하므로 기동시 또는 과도상태에서의 수위 제어에 많은 문제점이 있다. 본고에서는 이러한 보일러 드럼 수위 압력 보정의 유.무에 따라 드럼 수위 변화에 대해 시뮬레이션을 하여 압력 보정이 드럼 수위에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.49-58
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• 2011

국산 개발 분산 제어시스템의 발전 설비에의 적용을 위해서는 시뮬레이터를 이용한 제어 시스템의 기능 및 신뢰성 등의 검증이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 제어 시스템 검증용 시뮬레이터를 개발하는데 있어서, 제어 모델 중 발전소 기동 초기에 보일러 압력을 조절하고, 정상 운전 중 보일러의 과대 압력 상승을 방지하기 위해 보일러에서 발생한 증기를 복수기로 방출하는 터빈 바이패스 계통의 제어 모델을 개발하였다. 제어 모델 개발을 위해, 통합 시뮬레이션 개발 환경에서 활용가능한 제어 로직 구현 툴을 개발하였다. 또한 개발한 툴의 기능은 개별 기능 블럭의 설계 사양에 기반한 시뮬레이션에 의해 검증을 하였으며, 개발한 툴을 이용하여 고압 터빈 바이패스 계통의 압력 제어 로직을 구현하였다. 500 MW급 표준 석탄화력 발전소 공정 모델과 보일러 제어 모델, 터빈 제어 모델 등 타 계통의 제어 모델과의 연계를 통한 통합 시뮬레이션을 통해 개발한 제어 모델의 효용성을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.654-656
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• 1997

본 논문에서는 직접신경회로망제어기(DNNC)를 사용하여 결합된 PI제어기의 이득을 구하여 보일러 터빈시스템을 제어하고자 한다. 직접신경회로망제어기는 플랜트의 동특성을 학습시키는 에뮬레이터 없이 제어입력에 대한 플랜트의 동작방향에 대한 정보만을 사용하여 신경회로망을 학습시키고, 이 신경회로망을 사용하여 제어대상 플랜트인 다중입출력플랜트를 제어하기 위하여 결합된 PI 제어기의 이득을 구한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 알고리즘의 타당성을 입증하고자 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.615-620
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• 2015

본 논문에서는 화력발전소 보일러-터빈 제어시스템의 고장검출 시스템을 설계한다. 이를 위하여 보일러-터빈의 비선형 동특성을 측정 가능한 시변 파라메터를 갖는 T-S 퍼지시스템으로 나타내고 관측기 기반의 고장검출 필터를 사용하여 오차발생기를 설계한다. 고장발생 측정기를 식별하기 위하여 고장검출 필터 출구에 근사적인 역시스템을 연결하였다. 제시한 방법의 효용성을 컴퓨터 모의실험을 통하여 입증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1707_1708
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• 2009

Unit master control(UMC)는 발전소의 요구 부하신호를 설정하는 최상위의 제어레벨이며 UMC의 설정값은 자동급전 지령신호(Automatic Dispatch System : ADS) 또는 운전원이 설정하는 값에 따라 보일러 및 터빈 Master에 Unit 요구 신호를 출력하여 하위제어 레벨인 공기, 연료, 급수 등을 조절할 수 있는 기기에 Unit 부하 요구 신호(Unit Load Demand : ULD)에 따라 제어 되도록 하는 방법으로서, Unit 목표부하 설정, Unit 목표부하 상/하한 제한, 목표부하 변화율 제한, 주파수 보정, Runback/Rundown/ Runup, 보일러 및 터빈 Demand 신호생성의 기능을 가지고 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.109-115
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• 2008

동역학 행렬제어(Dynamic Matrix Control) 기법은 각종 산업 현장에서 가장 활발하게 적용되고 있는 고급 제어기법으로, 최근에는 공정제어의 표준 기법으로 인식되고 있다. 동역학 행렬제어에서는 대상 플랜트의 거동을 묘사하기 위하여 계단 응답 모델(Step Response Model)을 이용한다. 한편 화력발전의 보일러-터빈시스템은 심한 비선 형성과 넓은 운전영역으로 인하여 기존의 선형제어기법으로 제어하기에는 그 성능의 한계가 있게 된다. 본 논문에서는 미리 선정된 동작점에서 계단 응답 모델을 개발한 후, 이를 통한 실시간 보간(Interpolation)을 통하여 계단응답 모델을 실시간으로 개선하는 동역학 행렬제어 기법을 제시한다. 제시된 제어 기법은 화력발전의 보일러-터빈 시스템에 적용하여 만족할 만한 제어 성능을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2622-2624
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• 2005

화력발전소 보일러의 급수량은 유출되는 증기량에 맞추어 자동 조절된다. 유출 증기량이 변하는 상황에서도 이에 상응하는 급수량은 실시간으로 조절되어야 한다. 증기량과 급수량에 차이가 있으면 보일러의 보유 수량과 드럼의 수위가 변하게 되므로, '드림수위를 일정하게 유지하는 것'이 급수량제어의 목표라고 할 수 있다. 본 논문은 실제 운용되고 있는 설비를 대상으로 고찰한 내용이며, 급수펌프 구동력으로는 중기터빈을 사용한다. 증기터빈과 급수펌프는 같은 축으로 연결되어있으며, 급수량 조절은 급수펌프의 회전속도를 제어함으로써 이루어진다. 터빈에 사응되는 증기는, 고압과 저압 2종류이며, 저압 증기가 부족한 경우에 고압증기를 사용하는 구성으로 되어있다. 증기 밸브의 유량 특성에는 비선형성을 많이 포함하고 있었다. 이 외에도 급수펌프가 갖는 비선형성을 분석하였으며, 이 특성들을 모두 종합한 '증기터빈 속도제어기 튜닝 곡선'을 제시하였다