• 플랜트 저널
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• 제18권4호
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• pp.66-72
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• 2023

신재생에너지 비중 증가에 따른 전력계통 불안정성과 탈원전, 노후 석탄화력 폐쇄로 인한 안정적인 발전자원 감소에 대한 대응 방안으로 터빈제어밸브 4개중 2~3개를 교축하여 발전기 출력 증·감발과 주파수를 추종하는 복합 변압 운전 방식을 터빈제어밸브를 전개하여 교축손실을 줄임으로서 발전 효율을 극대화하는 순 변압운전 방식으로 대체하고, 계통 주파수 변동에 신속하게 대응하기 위해 ESS를 연계하여 주파수 추종 및 자동발전운전을 하는 제어로직을 500MW 석탄화력인 태안 5호기를 대상으로 개발하였다. ESS 운전(신속한 응답, 용량 한계)과 발전소 터빈제어밸브 교축 운전(느린 응답, 지속적인 운전)의 장·단점을 보완하는 협조제어 알고리즘이 실제 발전소에 적용시 발전 효율 향상은 물론 전력 수요에 신속하고 유연하여 대응하여 계통 안정성에 기여할 것으로 확신한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.170-175
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• 1999

본 논문에서는 국내에서 운전 중인 한 가스터빈 출력제어 회로의 구성을 살펴보고 현장에서 취득한 자료를 근거로 하여 가스터빈의 모델과 제어기의 조정, 그리고 MW 신호 피이드백 회로에 필터의 사용효과를 시뮬레이션을 통해 살펴보았다. 전력계통의 주파수가 가스터빈 출력제어계의 시상수에 비해 상당히 빠르게 변하므로 자동 주파수 추종을 할 경우 제어계가 쉽게 불안정해진다. 이 출력제어계의 MW 피이드백 회로의 1차지연 요소를 사용하면 안정성 향상에 좋은 효과가 있으며, 이 지연요소의 시상수를 크게 할수록 안정도는 더 향상되며 Open Loop의 특성을 보이게 된다. 그러나, 주파수 추종운전이 아닌 운전원의 출력 증감발 요구에는 시간지연 없이 응답을 하여야 하므로 적절한 설정을 할 필요가 있다. 가스터빈의 연료제어 계통을 포함한 출력제어계에 순수 시간지연 요소가 없으면 피이드백 회로에 1차지연 요소를 사용하지 않는 것이 더 좋은 출력제어 응답을 나타낸다. 그러나 실제 모들 가스터빈에는 다소 시간지연 요소를 포함하고 있으므로 일반적으로 피이드백 회로에 시간지연 요소를 사용하므로써 안정성을 향상시킬 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.600-602
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• 1999

원자력발전 비율이 증가함에 따라 전기에너지의 효율적인 이용과 원자력발전의 경쟁력 제고를 위하여 원자력발전소(이하 원전)의 부하추종운전 필요성이 점점 커지고 있다. G7과제의 하나로 개발되고 있는 차세대원자로(KNGR, Korean Next Generation Reactor)는 경쟁력 있는 원전의 설계를 위하여 "일일부하추종운전 능력의 확보"를 기본 성능요건의 하나로 하여 개발되고 있다. 그러나 수동으로 원자로출력분포를 제어하는 기존 원전의 제어방식으로는 상기목표를 충족시키기 어려워 원자로의 출력분포와 출력을 동시에 제어하는 새로운 자동 제어방식을 도입하였다. 본 논문에 기술된 제어방법은 원자로 출력분포 상태에 따른 비선형 제어방법이 적용되며 목표출력 부근에서의 Oscillatory Behavior 방지를 위해 설정된 Deadband 내에서의 다른 상태변수를 제어하기 위한 알고리즘도 포함된다. 개발된 제어방법의 성능을 확인하기 위해 원자로 증기공급계통 전체를 모델링한 성능분석 Simulator를 이용한 Numerical Simulation을 수행하였다. 일일부하추종운전은 100-50-100%P[$(10{\sim}16)-2-(10{\sim}4)-2$ hr] power cycle over a 24-hour period, 주파수제어는 일반적인 Grid Follow에 대해 Simulation하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.52-53
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• 2007

현 CBP(Cost Based Pool)에서 주파수조정은 전기품질유지와 전력계통 안정성 확보에 절대적으로 필요한 계통운영보조서비스의 항목이다. 이는 해외 전력계통에서도 예외없이 채택하여 적용하고 있으며 적극적인 참여를 유도하기 위하여 다양한 비용보상 방안을 시행하고 있다. 순시 주파수조정은 발전기 조속기 특성에 따라 다양한 출력응동특성을 가지고 있으며 이에 따라 계통에 기여하는 바도 달라지게 된다. 따라서 주파수조정에 참여하는 발전기의 계통기여도에 따른 주파수추종운전 능력에 대한 평가를 계량화할 수 있는 방법이 요구된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.625-632
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• 2022

국내 전력계통에 부하추종운전 중인 가스터빈 발전기들은 정격 주파수 유지에 큰 역할을 하고 있지만 종종 주파수 제어가 불량한 경우도 발생한다. 이에 가스터빈 속도제어 장치인 조속기의 제어 특성을 살펴보고 고장 유형을 분석한 후 사안 별로 대책을 제시하였다. 그리고, 가스터빈은 연료제어의 빠르기에 따라 주파수 회복에는 도움을 되지만 연소실 온도가 급격하게 변동하고 연소진동이 발생하는 등 안정운전을 저해하는 요소로 작용하기도 한다는 것을 조속기 응동시험을 통해 확인하였다. 따라서, 안정적인 전력품질을 유지하기 위해서는 철저한 설비관리를 수행하고 비례 적분 미분 제어방식에 4차산업의 핵심분야인 기계학습 알고리즘이 융합된 조속기 제어방식의 연구 필요성이 대두되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권2호
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• pp.183-192
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• 1992

한국 표준 원전의 부하추종운전 능력 향상을 위하여 노심 축 방향 출력분포 제어에 기존의 regulating bank와는 별개의 heavy bank를 사용하는 노심 제어 기법인 Mode K를 제시하였다 이 경우 heavy bank는 제어할 수 있는 축방향 출력 변화의 범위가 크며, 또한 bank의 움직임과 축 방향 출력 변화가 단조적 관계를 항상 유지할 수 있으므로 운전을 용이하게 할 뿐 아니라 자동제어가 가능하도록 한다. Mode K기법을 이용한 노심 제어 자동화는 부하추종운전에 대한 운전원의 부담을 경감시킬 수 있으며, 특히 주파수 제어 운전등 미리 예측되지 않은 부하변동에 응동할 수 있는 능력을 갖게 한다. 표준 원전의 참조 발전소인 영광 3,4호기의 운전을 모의 계산함으로써 Mode K 의 설계 개념을 평가하였는데 그 결과를 통하여 한국 표준 원전의 실제적 부하추종운전을 위하여 Mode K 기법을 적절하게 사용할 수 있음을 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.168-169
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• 2010

연료전지용 대용량 PCS는 다수의 인버터가 병렬로 구성되어 있으며, 계통에 연계하여 운전하거나 혹은 계통에 이상이 발생할 경우 독립운전모드로 운전해야 한다. 독립운전모드로 동작할 경우 각 인버터의 전류가 달라 불평형이 발생할 수 있으므로 부하 분담 제어가 필요하다. 본 논문에서는 부하 임피던스를 추정하여 각 인버터의 출력 지령을 계산하여 출력 전압을 제어하는 알고리즘을 제안하고, 시험을 통해 검증하였다. Master 인버터는 출력 주파수 및 전압을 제어하며, Slave 인버터는 PLL을 이용하여 출력 주파수를 추종하여 전류제어를 수행한다. 제안한 알고리즘을 검증하기 위해 대용량 PCS의 성능 검증장치를 구축하고, 제어 성능을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.633-634
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• 2015

주파수조정용 배터리 에너지저장장치의 주파수조정용으로써의 효용성을 확인하기 위해 한국전력공사 전력연구원 ESS연구사업단에서는 제주시 조천변전소에 4MW급 ESS실증단지의 조성과 제어시스템의 실증을 완료하였다. 이후 주파수조정용 대용량 에너지저장장치 운전제어기술을 개발하여 서안성, 신용인 변전소에 설치된 52MW ESS에 각각 주파수추종운전용 28MW와 자동발전제어용 24MW 제어시스템기술을 적용시켰다. 대용량 에너지저장장치 운전제어기술을 개발하기 위하여 제어시스템과 연계할 수 있는 시뮬레이션이 가능한 에너지저장장치 및 전력계통을 개발하여 시험하였다. 본 논문에서는 제어시스템과 연계 가능하고, 운전원 인터페이스를 제공하며, 시뮬레이션이 가능한 전력계통과 에너지저장장치로 구성된 제어기 검증용 시뮬레이터 개발에 대하여 소개하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.166-174
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• 1999

최적효율제어를 통한 유도전동기의 효율향상은 에너지 절감측면에서 매우 중요하며 인공신경망을 사용하면 시스템의 특성이 충분히 해석되지 않은 상태에서도 우수한 제어특성을 얻을 수 있다. 본 논문은 유도전동기 구동시스템에서 최적 슬립주파수를 추종하는 실시간 인공신경망 회로를 구성하여 운전효율을 최적화하는 제어방법을 제안한다. 제안된 최적 효율제어기는 인공신경망 제어기에 의해 시스템의 비선형성을 포함하여 전동기의 내부손실이 최소가 되는 운전점을 추종한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 기존의 일정v/f 방식에 비하여 고속 경부하시 경제성 있는 에너지 절감효과를 충분히 확보할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.337-338
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• 2010

다이어프램은 고정된 주파수의 전압을 이용하여 저전력으로 고압력의 공기를 공급하는 장치로 연료전지 및 산업용 공기 공급장치로 사용되고 있다. 본 논문에서는 다이어프램의 공기유량 및 유압을 저소음 및 저진동으로 제어하기 위해서 인버터를 이용한 가변주파수의 전류제어를 수행하였다. 제안된 다이어프램의 공기압 제어 방식은 지령 압력을 추종하기 위한 최대주파수 운전 방식으로, 토출압력이 만족하는 최대 주파수의 전류제어를 수행한다. 제안된 방식을 실험을 통하여 검증하였다.