• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.95-102
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• 2022

신재생에너지 확대를 위한 배전자동화시스템의 안정성 평가를 위한 연구이다. 정부는 재생에너지 3020 이행계획 정책을 통해 2030년까지 신재생에너지를 확대하여 국민의 삶의 질을 높이는 참여형 에너지 체계로 전환할 계획이다. 정부는 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 국내 보급 에너지의 20%로 목표 설정하였다. 신규 설비용량의 95% 이상을 태양광 풍력 등 청정에너지로 설립할 계획이다. 재생에너지 보급 확대로 에너지 신사업과 분산전원 산업이 육성되어 과거의 대규모 전원 개발이 아닌 근거리, 저압, 소규모 발전이 급속히 확대되었다. 이런 수요로 인해 배전 설비 운영의 중요성이 대두 되었고 배전자동화시스템이 필요성 증대되고 있다. 본 논문에서는 배전자동화시스템의 성능 및 기능 평가를 위한 배전시뮬레이터 개발에 대해 다루었고 이와 배전자동화시스템과의 연동시험 결과를 제시한다. 배전계통에 진보된 시스템을 도입하기 위해서는 송변전시스템의 장점을 취해야 한다. 배전시스템에서 DNP3.0프로토콜을 사용하고 송배전시스템에서 IEC61850 프로토콜을 사용한다. 이 두 프로토콜을 배전자동화시스템에서 혼용하여 사용시 제어, 모니터링 등의 운영에 대한 기능과 성능을 충족한다는 결론을 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.176-183
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• 2022

저전력 사용이 가능한 발열콘크리트를 제작하기 위하여 시멘트 모르타르에 고순도 폐CNT를 혼입하였으며, 모르타르의 전도율을 향상시키기 위하여 압축강도를 제어하는 수준에서 탄소섬유와 폐음극재를 활용하고자 하였다. 사용된 폐CNT는 다중벽 CNT의 함유량이 많은 것으로 분석되었고, 모르타르 배합시 분산성을 높이기 위하여 액상형으로 치환하여 사용하였다. 모르타르 발열시 태양광 등에 의한 소형 자가발전 설비를 활용하고 전자파를 최소화하기 위하여 DC 24 V이하의 전력 사용시의 모르타르의 온도 변화를 평가하였다. 액상형 폐CNT를 적용하고, DC 24 V의 전압을 도입한 경우 200 × 100 × 50 mm 블럭 시험편에서 60 ℃까지 상승하였으며, 액상형 폐CNT와 탄소섬유, 폐음극재를 모두 사용한 경우에는 DC 12 V에서도 55 ℃이상까지 온도가 상승하여 현장 적용성이 충분한 것으로 판단되었다. 특히 발열에너지 변화량에 있어서도 다른 변수들과 비교하여 효과적인 것으로 나타났다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.473-474
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• 2016

최근 신재생에너지의 보급 정책으로 인해 태양광 또는 풍력과 같은 신재생에너지가 전체 전력 계통에서 차지하는 비율이 증가되고 있는 실정이다. 그러나 신재생에너지는 변동 적이기 때문에 계통의 안정성을 저해하는 원인이 될 수 있다. 이에 따라 각 나라에서는 계통 안정성을 위한 기능들을 요구하고 있으며, 그 요구는 점차 강화되고 있다. 이와 같이 신재생에너지 비율의 증가로 인해 계통 안정성에 대한 문제가 강조되고 있지만, 태양광 분산 발전 시스템의 경우에는 일사량에 의존하여 운전하기 때문에 일사량이 낮거나 야간에는 계통 안정성을 위한 기능을 수행하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 일사량이 낮거나 야간에도 계통 안정화를 위해 무효전력 지원이 가능한 확장된 무효전력 운전(EF-RPO: Extended feed-in Reactive Power Operation)방법의 제어 전략을 제안하며, 제안한 방식은 1MVA 계통 연계형 인버터의 제작과 실험을 통해 검증하였다.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제50권6호
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• pp.265-274
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• 2001

Recently, the operation of power systems has become more difficult because the peak demand load is increasing continuously and the daily load factor is getting worse and worse. Also, the consideration of deregulation and global environment in electric power industry is required. In order to overcome those problems, a study on the planning and operation in power systems of dispersed generating sources such as fuel cell systems, photovoltaic systems and wind power systems, has been performed energetically. This paper presents a method for determining an optimal operation strategy of dispersed co-generating sources, especially fuel cell generation systems, considering thermal supply as well as electric power supply. In other words, the optimal operation of those sources can be determined easily by the principle of equal incremental fuel cost and the thermal merit of those sources can be also evaluated quantitatively through Kuhn-Tucker's optimal conditions. In additions, an priority method using the comparison of total cost at the peak load time interval is presented in order ot select the optimal locations of those sources. The validity of the proposed algorithms is demonstrated using a model system.

• 한국물환경학회지
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• 제39권1호
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• pp.76-86
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• 2023

We are on the verge of paradigm shift for the design and operation of our urban water systems from treatment- and efficiency-based to recirculation- and sustainability-based. One of the most frequently suggested alternatives to embody this paradigm shift is to decentralize the currently highly centralized urban water infrastructure. However, claims for water infrastructure decentralization are often criticized due to poor economic feasibility, unstable performance, and unprofessional operation and maintenance. The current study critically reviews the literature to discuss the technical advancement needs to overcome such challenges. Firstly, decentralized water infrastructure was briefly defined and the rationale for the proposal of its introduction to the next-generation urban water systems was laid down. The main discussion focused on the following water technologies, which require special attention when working with decentralized water infrastructure: i) material collection, storage, and transport; ii) easily scalable water treatment; iii) sensor, information, and communications; and iv) system optimization. The principles, current development status, and challenges were discussed for each of the water technologies. The discussion on the water technologies has enabled the identification of future research needs for their application to the next-generation urban water systems which will be designed following decentralized water infrastructure. This paper will significantly improve the current understanding on water infrastructure decentralization and provides insight on future direction of water technology development.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.86.2-86.2
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• 2011

저온형 연료전지인 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cells, DMFC)는 친환경적인 발전 시스템, 높은 에너지 효율의 장점 때문에 주목을 받고 있으나 연료극의 촉매로 사용되는 금속은 고가의 귀금속인 Pt와 Ru가 요구되어 제조비용이 비싸기 때문에 촉매의 양을 줄이고, 반응 도중 생성되는 CO에 의한 촉매의 피독 문제 등 해결하여야 할 점이 산적해 있어 연료전지 중 촉매의 활성을 높이는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 종래의 MEA의 촉매층 제조공정은 우선 환원석출법에 의해 Pt-Ru/C를 합성하고 Nafion 용액에 혼합하여 Pt-Ru/C 슬러리를 제조한다. 이 방법에서는 carbon sheet에 spray 방법으로 Pt-Ru/C 촉매층이 만들어지기 때문에, Pt-Ru 촉매가 Nafion에 의해 부분적으로 매몰되어 촉매의 전기화학적 활성이 떨어지는 문제점이 있다. 이를 해결하는 방안으로 펄스전류를 이용하여 Pt-Ru 합금입자를 carbon sheet에 전기화학적으로 담지 시켜 Nafion에 매몰되는 것을 방지하는 펄스전해법 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매의 입자크기가 일반적으로 50~70 nm 이상으 크기 때문에 촉매의 낮은 활성이 문제점으로 야기되고 있다. 본 연구에서는 Pt-Ru/C 촉매층 제조 문제점을 해결하고, 촉매의 전기화학적 활성을 증가시키기 위해서 2~4 nm Pt-Ru 콜로이드를 전해액으로 사용하고, 전기영동법을 이용하여 Pt-Ru 나노 입자를 carbon sheet($1{\times}1cm^2$) 에 담지 시켰다. 전기영동법에서 균일한 Pt-Ru 촉매층의 제조를 위해 전류인가 방법으로는 펄스전류를 사용하였고, 실험변수로는 전해액 pH, duty cycle, 담지시간을 선정하였다. 합성된 Pt-Ru 콜로이드를 TEM분석으로 나노입자의 크기와 분산성 분석하였고, 콜로이드 나노입자의 표면전하 상태를 분석하기 위해 zeta-potential을 분석하였다. Pt-Ru/C의 촉매의 전기화학적 활성을 분석하기 위하여 0.5 M H_2SO_4$ 와 1 M $CH_3OH$ 혼합용액에 CV(Cyclic Voltammetry)실시하였고, carbon sheet 전극 상 Pt-Ru의 분산성 확인을 위하여 FE-SEM분석을 수행하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.380-381
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• 2011

전력거래소는 2014년 나주본사이전 이후 1억kW 대용량 전력계통을 운영하기 위한 차기 계통운영시스템(이하 차기EMS) 구축을 계획하고 있다. EMS(Energy Management System)는 전국의 발, 변전소에서 계통정보를 실시간으로 취득하여 전력계통을 감시하며, 연료비 기반의 최적 경제점을 찾아 발전기를 제어하고, 전력계통을 수식화한 상태추정 결과를 기반으로 상정사고분석, 고장전류계산 등 전력계통운영을 위한 종합시스템이다. 국내 EMS의 역사는 1979년 미국의 L&N 시스템 도입을 시작으로 1988년 일본의 Toshiba EMS, 2001년 Alstom사의 NEMS를 구축하여 현재 운영중에 있다. 하지만, 외산 제품 도입에 따른 기술이전, 유지보수의 어려움을 타개하기 위해 2004년 한국형 EMS(이하 K-EMS) 연구개발계획을 수립하고 전력거래소를 주축으로 한 산학연을 구성하여 2010년 K-EMS 개발을 성공적으로 완료하였다. 차기 EMS는 국내 기술력으로 개발된 정부연구과제 성과물인 K-EMS를 기반으로 구축이 이루어지며, 총 3년간의 개발 및 시험과정을 거쳐 실계통운영을 담당할 예정이다. 차기EMS가 설치되어 운영예정인 급전소는 전력수급 균형유지와 발전소 운영 총괄 지휘 및 765kV, 345kV 송전망 운영역할을 담당할 나주급전소와 154kV 비수도권 송전망 운영을 담당할 천안급전소, 154kV 수도권 송전망 운영을 책임질 서울급전소 이상 3곳이다. 차기EMS는 발전 및 송, 변전 설비의 대형화, 다양한 FACTS 설비, 신재생에너지원으로 대표되는 분산전원의 등장과 같은 급변하는 전력계통 변화에 능동적인 역할을 성공적으로 수행할 것으로 기대하고 있다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권8호
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• pp.351-359
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• 2014

보안 장비에서 발생하는 로그는 그동안 ESM(Enterprise Security Management) 기반으로 통합적으로 데이터를 분석하였으나 데이터 저장 용량의 한계와 ESM자체의 데이터 처리 성능의 한계로 빅데이터 처리에 부적합하기 때문에 빅데이터 플랫폼을 이용한 보안로그 분석 기술이 필요하다. 빅데이터 플랫폼은 Hadoop Echosystem을 이용하여 대용량의 데이터 수집, 저장, 처리, 검색, 분석, 시각화 기능을 구현할 수 있다. 현재 ESM기술은 SIEM(Security Information & Event Management)방식으로 기술이 발전하고 있으며 SIEM방식의 보안기술을 구현하기 위해서는 현재 보안장비에서 발생하는 방대한 로그 데이터를 처리할 수 있는 빅데이터 플랫폼 기술이 필수적이다. 본 논문은 Hadoop Echosystem 이 가지고 있는 빅데이터 플랫폼 기술을 활용하여 보안로그를 분석하기 위한 시스템을 어떻게 구현할 수 있는지에 대한 모델을 연구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.155-155
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• 2011

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 고함량 (약 50 wt.%)으로 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 이 고함량으로 담지된 촉매는 대부분 높은 활성을 보인다. 비교적 낮은 온도 운전조건 (약 $580{\sim}620^{\circ}C$)을 가지는 MCFC 내부개질에 적용하기 위해서는 활성점인 니켈을 최대한 담지체에 고르게 분산 시켜야한다. 이를 위해서 MgO를 이용하여 촉매의 활성점을 높게 분산시키는 연구를 진행 하였다. 촉매를 제조하는 방법으로 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법을 이용하였다. 니켈함량은 50 wt.%로 고정을 한 다음, MgO 양과 $Al_2O_3$ 양을 각각 0 ~ 45 wt.%와 5 ~ 50 wt.%로 조절하면서 촉매를 제조하여 그 특성들을 분석하였다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석 (XRD) 및 TPR, 물리화학흡착 실험을 하였다. 촉매의 활성을 살펴보기 위해서, fresh 상태 및 피독 상태에서 메탄수증기 개질활성 실험을 실시하였다. MgO 함량이 없거나 적은 촉매에서는 높은 BET surface area와 작은 NiO, metallic Ni 결정 크기가 나타났다. 반면 MgO 함량이 높은 촉매에서 낮은 BET surface area와 비교적 큰 NiO, metallic Ni 결정 크기가 나타났다. 또한 XRD 분석에서 MgO 함량이 증가할 수 록 MgO 결정 피크가 명확히 나타났으며, $MgAl_2O_4$ 피크는 나타나지 않았다. TPR 분석에서 촉매들의 환원 피크를 측정한 결과, 저함량의 MgO를 포함한 촉매는 $700^{\circ}C$ 부근에 환원 피크가 관찰되었고 MgO가 고함량인 촉매는 환원 피크가 $400^{\circ}C$ 부근에서 관찰되었다. 촉매의 초기 fresh 상태에서의 활성은 고함량 MgO를 포함한 Ni-90M10A 샘플을 제외하고 모든 촉매가 거의 비슷하게 나타났다. 그러나 $K_2CO_3$ 피독 상태에서는 MgO 함량이 증가할 수 록 활성이 좋지 않았음을 알 수 있었다. 따라서 MgO가 소량 포함된 촉매의 경우 fresh 상태에서는 우수한 물성과 활성을 보이지만, 피독상태에서는 MgO가 포함되지 않은 Ni-$Al_2O_3$ 촉매가 우수한 활성을 보였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.72-78
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• 2006

분산발전시스템에 비상부하 등의 전용부하가 접속되어 있는 경우, 주전원에 고장이 발생하러라도 비상전용부하에는 지속적인 전력을 공급하기 위하여 의도적인 단독운전을 하게 된다. 기존의 계통연계형 인버터는 주전원에 전력을 주입하기 위하여 평소에 전류제어모드로 운전을 하기 때문에, 의도적인 단독운전 상황이 발생하는 경우 비상부하에 안정된 전압을 공급해 주기 위하여 전압제어모드로 운전을 전환하여야한다. 이러한 운전모드의 전환시 인버터의 출력단 전압에 심각한 과도문제가 발생된다. 본 논문에서는 의도적인 단독운전 발생시 인버터 운전모드 전환에 따른 출력전압의 과도현상을 최소화하기 위한 인버터 토폴로지와 제어알고리즘을 제안한다. 제안된 간접전류제어 알고리즘에 적합한 LCL필터 설계방법과 설계데이터를 제시한다.