• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.04c
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• pp.231-233
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• 2007

본 논문은 신 발전방식 중 하나인 용융탄산염형 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, 이하 MCFC) 발전시스템에서 생성된 전력을 계통에 안정적으로 변환, 주입하기 위한 계통연계형 전력변환기를 설계, 제작하고 성능 시험을 수행한 결과이다. 250kW급 MCFC 시스템의 정격 사양 및 스택의 운전 형태를 기반으로 250kW급 전력변환기 구조 및 단위기기를 설계하였고 전력변환기는 크게 DC/DC 컨버터부와 DC/AC 인버터부로 구성된다. 본 논문은 MCFC 발전 시스템에 적용되는 전력변환기(Power Conditioning System, 이하 PCS)를 제작하고 성능을 확인하는데 목적이 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.118-120
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• 2020

양극성 DC 배전 시스템에는 높은 전압과 낮은 전압을 가진 두 양극성 버스가 사용된다. 두 양극성 버스간의 양방향 전력제어를 위해 DAB 컨버터가 사용된다. 또한, 양극성 DC 버스에는 두 극성에 균등한 전력 흐름이 형성되지 않기 때문에 이를 해결하는 전압 벨런서가 각각의 양극성 DC 버스마다 필요하다. 따라서 양극성 DC 배전 시스템을 구동하기 위해서는 총 3개의 전력변환장치가 필요하고 다수의 장치로 인해 전력밀도와 전력변환효율이 낮아지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 복수의 양극성 DC 버스 전압을 벨런싱하고 양방향 전력제어도 가능한 새로운 구조의 DAB 컨버터를 제안한다. 기존의 3단 구조와 달리 전력변환단계를 하나로 줄일 수 있어 전력밀도와 전력변환효율이 상승하게 된다. 제안하는 DAB 컨버터는 입력과 출력에 인덕터를 사용하여 입력과 출력에 접속되는 두 양극성 DC 버스 전압의 벨런싱을 가능하게 한다. 3-kW급 프로토타입을 통해 제안한 컨버터의 성능을 검증한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.197.1-197.1
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• 2012

위성에서의 전력시스템은 임무를 수행하기 위하여 위성 본체와 탑재체에서 필요로 하는 전력을 생성, 저장, 조절 및 분배하는 역할을 수행한다. 특히, 태양전력 변환장치는 태양전지판에서 생성된 전력을 배터리와 연결된 일차 전력으로의 변환 및 배터리의 충전 제어를 담당한다. 태양전력 변환장치의 동작은 배터리의 특성과 자체 전력 변환 용량에 따라 직접에너지 전달 모드, 최대전력추적 모드, 테이프 모드, 정전압 모드 및 세류 충전 모드로 구분될 수 있다. 본 논문에서는 리튬 이온 배터리를 사용하는 위성에서 직접에너지전달 모드, 최대전력추적 모드 및 정전압 모드를 가지는 태양전력 변환장치에 대한 설계를 기술한다. 설계된 내용을 기반으로 제작된 태양전력변환장치에 대한 궤도상에서의 실제 동작 특성을 분석하여 설계를 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.527-528
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• 2011

본 논문에서는 고전력 밀도 및 고효율을 목표로 한 MW급 풍력발전용 전력변환장치 시스템을 제안한다. 이 시스템은 스텍을 병렬로 구성하여 시스템의 전체 효율을 높였으며 LCL 필터 및 수냉식 방열 방식을 사용하여 시스템의 사이즈를 줄임으로서 전력밀도를 향상시켰다. 제안된 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 500kW급 스텍 4병렬을 이용하여 MW급 풍력발전 전력변환 장치 시스템을 제작 및 실험하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.247-248
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• 2011

1kW급 건물용 연료전지 시스템에서 사용되는 전력변환장치는 3가지 특징을 가지고 있다. 첫번째는 상대적으로 낮은 전압을 승압해서 사용해야 된다는 점, 두번째는 입력 스위칭 전류 리플율이 5% 미만이라야 한다는 점 그리고 마지막으로 계통연계 기능이 있어야 한다는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서 이러한 특징과 더불어 15V 입력으로 개발중인 전력변환장치의 동작 전영역의 효율 특성을 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.401-402
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• 2010

1kW급 건물용 연료전지 시스템에서 사용되는 전력변환장치는 3가지 특징을 가지고 있다. 첫번째는 상대적으로 낮은 전압을 승압해서 사용해야된다는 점, 두번째는 입력 스위칭 전류 리플율이 5% 미만이라야 한다는 점 그리고 마지막으로 계통연계 기능이 있어야 한다는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서 이러한 특징과 더불어 개발중인 전력변환장치의 동작 전영역의 효율 특성에 대해 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.11a
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• pp.139-140
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• 2015

본 논문에서는 73kW IPMSM으로 구동되는 직렬 하이브리드 전기자동차 구동시스템에서 직류 전압의 운영 수준에 따른 전력변환시스템의 효율을 분석하였다. 여러 직류 전압 수준에 대한 배터리, 커패시터 및 3상 인버터의 손실을 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 분석하여 효율을 알아보았다. 직류 동작 전압을 증가시키면 배터리와 커패시터에서의 손실은 감소하지만, 인버터의 손실은 도통 손실과 스위칭 손실의 변동정도에 따라 달라진다. 분석 결과로 $300V_{dc}$에서 $600V_{dc}$로 직류 전압 운영 수준을 증가시키는 경우에 전력변환시스템의 효율은 증가하는 것을 확인하였다.

• KIPE Magazine
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• v.27 no.4
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• pp.62-67
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• 2022

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.123-124
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• 2016

본 논문에서는 단상 BESS(Battery Energy Storage System)용 컨버터/인버터 일체형 전력변환시스템을 제안한다. 양방향전력흐름 제어와 경량화를 위한 일체형 전력변환시스템으로 직류 출력 및 교류 출력이 가능한 일체형 토폴로지를 제안한다. 또한 제안 토폴로지에 대해, 배터리 충전 및 배터리에서 부하로 전력 공급을 위한 제안 토폴로지의 제어 알고리즘을 설계하고 이에 대한 유효성을 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증한다.