• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.16 no.6
• /
• pp.577-586
• /
• 2011

This paper describes the development of hardware simulator for the operation analysis of DC microgrid. The hardware simulator consists of several distributed power sources such as a wind power generation, solar power and fuel cell, and two energy storages such as a supercapacitor and battery. The main controller which performs a role of energy management and state monitoring is connected with the local controller in each power source and storage through ethernet-based communication link. The developed hardware simulator can be utilized to analyze the performance DC microgrid with practical manner.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2016.07a
• /
• pp.207-208
• /
• 2016

본 논문에서는 DC 마이크로그리드(MG) 동작의 신뢰성 및 안정성을 향상시키기 위하여, 주파수 변동을 이용한 새로운 DC bus signaling (DBS) 전략을 제안하고자 한다. 제안한 DBS의 경우 스위칭 리플을 사용하여, DC 버스를 통해 연결된 컨버터 등의 소자가 현재 DC bus의 전력에 대한 정보를 얻을 수 있다. DC bus의 전력의 정보는 소비와 생산에 대한 DC bus의 밸런스를 맞추기 위해 사용되고, 이를 통해 각각의 컨버터 동작 영역이 상황에 따라 자동적으로 결정되고, 궁극적으로 자율화 시스템을 구현할 수 있게 된다. 본 논문에서는 DC bus에 나타나는 주파수 성분의 분석 및 변동 전략에 대해 기술하고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 제안하고자 하는 알고리즘이 Power Line Communication (PLC) 으로의 가능성과 타당성을 점검하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.984-985
• /
• 2015

본 논문은 독립형 DC 마이크로 그리드 시스템에 적용하기 위한 고강압 SMPS를 설계하고 실험을 통하여 타당성을 검증 하였다. 제안된 시스템은 500~1500Vdc의 입력을 받아 15Vdc의 전압을 출력해 주는 장치로서 DC 마이크로 그리드 시스템에서 주변기기 제어전원용으로 구성하고자 하는 장치이다. 본 시스템은 플라이백 컨버터를 기반으로 구성 되었으며 입력 전압이 높아 단일 FET로 구성이 어려워 3직렬로 전압을 분배 하여 구성했다. 제안된 시스템의 검증을 위해 실험한 결과 20W의 부하에서 82%의 효율을 보이며 정상적인 전압의 출력이 가능 하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.342-350
• /
• 2011

This paper describes the autonomous operation analysis of DC microgrid based on droop control. In order to verify the whole system operation, detailed simulation models for wind power generation, solar power generation, and battery were developed with user-defined models programmed with C-code in PSCAD/ EMTDC software. The simulation results confirm that the DC microgrid with droop control make it feasible to provide power to the load with stable manner. Based on simulation results a prototype of DC microgrid was built and tested in the lab to verify the autonomous operation experimentally. The droop control scheme can suppress the circulating current, and offers each unit to be controlled autonomously without any communication link.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2015.07a
• /
• pp.517-518
• /
• 2015

본 논문에서는 저압 직류(LVDC) 마이크로그리드(Microgrid)의 배전가능거리와 분산전원 수용률을 증대하기 위한 지능형 에이전트 기반의 전압 제어 기법에 대해서 설명한다. 제안하는 방법은 분산전원에 설치된 지능형 제어노드에서 자율적인 전압, 전류, 전력측정을 수행하고 이러한 데이터를 바탕으로 전압제어 민감도를 산출하며 실시간 모니터링 데이터와 함께 중앙 관리시스템으로 전송된다. 중앙 관리시스템은 교류계통과 연계되는 주(Main) AC-DC 전력변환기와 각 분산 전원과의 협조제어를 통해 마이크로그리드의 전압을 실시간으로 제어한다. 제안하는 전압제어 원리의 구현을 위해 본 논문은 지능형 에이전트 기반의 직류 마이크로그리드 관리시스템에 대해서 설명한다. 개발된 마이크로그리드 관리시스템은 실시간 OS를 탑재한 범용 임베디드 시스템 하드웨어로 구성되며 이더넷 통신을 이용하여 멀티-에이전트 네트워크를 구성한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2011.11a
• /
• pp.163-164
• /
• 2011

본 논문은 스마트그리드용 배터리 에너지 저장장치(Battery Energy Storage System, BESS)와 같은 대용량 전력변환장치의 개발 및 성능검증 시험에 사용된 대용량 시험설비에 대해 기술하였다. 대용량 시험설비는 모의 수 배전 계통 설비, DC Power Supply, 부하설비로 구성되어 있다. 모의 수 배전 설비는 개발 시험규격과 계통 상황을 모의하고, DC Power Supply는 연료전지나 배터리 등의 DC Source, 수동부하장치는 전력 변환 설비의 각종 부하들을 모의하기 위해 설계 제작하여 스마트그리드용 2MVA BESS의 성능검증 시험에 이용하고 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2017.07a
• /
• pp.465-466
• /
• 2017

신재생 에너지를 포함한 마이크로그리드가 활성화 되면서 한 장소에 DC 전력과 AC 전력이 혼재하여 서로 연관이 되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 이 경우 PMS(Power management system) 측에서 AC 전력뿐만 아니라 DC 전력에 대한 정보요구가 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 AC 전력 및 DC 전력을 동시에 계측할 수 있는 마이크로 그리드용 원격 전력계측기를 개발하여 그 성능을 검증하였다. 또한 전력계 사용 시 결선방식과 전류 상을 자동으로 인식하는 방식을 제안하여 일반인도 쉽게 전력계측을 할 수 있는 알고리즘을 제안하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.11a
• /
• pp.186-187
• /
• 2019

DC마이크로그리드에서 양방향 컨버터를 통한 계통과 배터리간의 전력교환은 계통연결 시 배터리를 충전시키고 계통분리 시 배터리를 통해 독립운전을 하는 양방향 동작의 형태로 수행된다. 이러한 운전모드 전환시 과도 오차를 줄이기 위해 무순단 절체 기능이 필요하다. 본 논문에서는 무순단 절체를 위해 전류 제어기를 공유함으로 발생하는 전압제어기 포화를 방지하는 하이브리드 안티와인드업 기법을 제안한다. DC마이크로그리드 시스템으로 구현해, 시뮬레이션을통해 기존방식과의 비교하고 제안한방식의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2019.07a
• /
• pp.443-444
• /
• 2019

DC마이크로그리드에서, 양방향 컨버터를 통한 계통과 배터리와의 전력교환은 필수적으로 요구 된다. 일반적으로 계통이 연결 되었을 때 배터리를 충전시키고, 계통이 끊어 졌을 때는 배터리를 통해 계통에 전력을 공급하는 양방향 동작을 한다. 이러한 전력방향전환 과도상태를 줄이기 위해 무순단 절체 기능이 필요한데, 전류 제어기를 공유하는 방식의 경우 전압제어기의 포화가 발생하면 양방향 컨버터의 출력응답이 늦어지거나, 출력이 불안정해 진다. 이 문제를 해결하기 위해 양방향 컨버터의 대표적인 포화방지(Anti-windup)기법을 적용하여 성능을 비교하였다. 또한 PSIM 소프트웨어를 통해 DC마이크로그리드 시스템을 구현해 효과를 확인한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2018.07a
• /
• pp.228-230
• /
• 2018

DC 마이크로 그리드를 위한 Three-Ports Half Bridge (THB) 제안하고 THB 컨버터의 효과적인 제어를 위한 동작 원리 및 수학적 모델링 그리고 각 포트 간의 전력을 독립적으로 제어하는 디커플링(Decoupling) 방법을 제안하고자 한다. DC 마이크로 그리드에서는 수용자의 부하 상황에 따라 계통뿐만 아니라 분산 전원 및 에너지 저장장치(ESS) 등에서도 전력을 공급받을 수 있다. 이로 인해 기존 전력제어 시스템의 경우 2-포트 컨버터 2개가 필요하고, 이는 부피뿐만 아니라 소자의 개수도 증가시키기 때문에 제작 및 설치 단가가 상승한다는 단점이 있다. 3-포트 컨버터의 경우, 하나의 변압기를 이용하고 전력스위치와 수동소자의 개수를 줄일 수 있으므로 기존의 전력변환장치 대비 전력 밀도를 높일 수 있다. 하지만 하나의 변압기를 이용하여 3개의 포트가 연결되어 있어 서로 간의 전력간섭이 일어나고. 과도기 때 의도 하지 않은 전력의 흐름이 발생할 수 있게 된다. 본 논문에서는 수학적 모델링과 분석을 통해 3-포트 컨버터의 동작원리를 알아보고, 각 포트 간 전력 제어의 상호 간섭을 제거할 수 있는 디커플링 방법을 제안하고자 한다. 또한, 모의시험과 1 kW급 시작품을 이용하여 제안한 디커플링 전력제어 방법의 타당성을 검증하였다.