• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제25권4_1호
• /
• pp.493-504
• /
• 2022

Recently, as interest in eco-friendliness grows, the supply of hybrid electric vehicles and pure electric vehicles (EVs) for improving fuel efficiency of automobiles is rapidly expanding. The average daily energy consumption of electric vehicles is less than 20 [%] of the total ESS capacity of the vehicle, and research on additional functions using the ESS of the vehicle is urgently needed to expand the supply of electric vehicles. V2H(Vehicle to Home), like V2G(Vehicle to Grid), includes the concept of cooperating with system stabilization using ESS of electric vehicles. In addition, it includes various operations that can realize home welfare, such as uninterrupted power supply in case of power outage at home, and power supply for home DC devices. Therefore, in order to expand the supply of eco-friendly electric vehicles, it is urgently required to develop a V2H system with various functions that can realize home welfare. In this paper, we propose a V2H system with a CLLC resonant converter and a non-isolated step-up converter that can solve different impedance and resonant frequencies depending on the power transfer direction. The proposed V2H system is 6 [kVA] applicable to 150-450 [V], the voltage range that can use the ESS voltage for electric vehicles, and is designed with a capacity that can handle instantaneous electricity use at home. In addition, in order to verify the feasibility, an experiment by Psim simulation and prototype production was performed.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.420-428
• /
• 2018

본 논문은 태양광 발전시스템을 승압쵸퍼와 단상 펄스폭변조 전압형인버터를 사용하여 전원차단 경우나 전압변동 및 부하변동에 의한 출력전류 변화에도 일정한 출력전압을 유지하는 무정전 전원 공급장치(UPS)를 구성하였다. 본 시스템은 전압형인버터를 교류전원과 동기 시켜서 운전하고 정상상태에서는 전원으로부터 운전하고 정상상태에서는 전원으로부터 직류 측에 연결된 축전지를 태양전지를 이용한 광기전력효과와 함께 일정전압을 충전하며, 전원의 차단, 전원의 전압변동 및 부하전류의 변화에도 일정한 전압을 유지하도록 하였다. 에너지 저장장치 (ESS; energy storage system)를 상시 운영하여 공항의 기상 변화에 따른 파장별 LED 항공 유도신호 등을 효율적으로 운용하는 시스템을 구성 하였고, 전력절감효과를 얻을 수 있는 에너지절약 전원복합형 전력변환장치로 구성되어 있다. 출력은 PWM방식에 의하여 양호한 파형이 되도록 하고 전원차단과 부하의 상태의 변화 및 전원 전압 변동에도 일정한 전압으로 출력됨을 실험을 통하여 확인 할 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제10권6호
• /
• pp.769-776
• /
• 2010

The ultracapacitor module has recently been recast for use in hybrid energy storage systems (HESSs). As a result, accurate state-of-charge (SOC) estimation for an ultracapacitor module is as important as that of primary sources in order to be utilized efficiently in an energy storage system (ESS). However, while SOC estimation via the open-circuit voltage (OCV) method is generally used due to its linear characteristics compared with other ESSs, this method results in many errors in cases of highcurrent charging/discharging within a short time period. Accordingly, this paper introduces a dynamic SOC estimation algorithm that is capable of SOC compensation of an ultracapacitor module even when there is a current input and output. A cycle profile that simulates the operating conditions of a mild-HEV was applied to a vehicle simulator to verify the effectiveness of the proposed algorithm.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.31-42
• /
• 2017

철도 시스템의 전력 소비를 줄이기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 급속충전방식 무가선 전동차 시스템은 철도 분야에서 매우 효율적인 에너지 절감 기술로 주목 받고 있다. 본 논문에서는 ESS를 이용한 급속충전 무가선 전동차 시스템을 소개하고 현재의 도시철도 전기요금 산정방식에 대하여 분석하였다. 이러한 분석을 바탕으로 급속 충전 무가선 전동차 시스템 적용 가능한 두 가지 전기요금 저감 방안(기본요금을 저감하는 방식(Case 1)과 전력량요금을 저감시키는 방식(Case 2))을 제안하였다. 제한하는 방식의 타당성 확인을 위해 현재 운영 중인 전동차 시스템(도시철도 2호선)의 전기요금과 비교하여 비용 경제성을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.36-42
• /
• 2019

유럽과 북미에서는 건물 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 가정용 에너지저장시스템(ESS)에 주목하고 있다. ESS는 배터리의 충전 및 방전을 통해 전력량을 저장 및 관리하는 시스템이다. ESS는 주파수 조정용, 신재생에너지 연계용 및 피크 저감을 위한 건물용으로 사용된다. PV 연계형 ESS는 발전 시간대의 부하에 공급하고 남은 PV 발전량을 저장하여 비발전 시간대의 부하에 공급함으로써 신재생 발전출력의 안정화를 기할 수 있다. 국내에서의 ESS 시장은 주파수 조정용, 신재생 발전출력 안정용 및 건물용으로 보급되고 있으나, 가정용 ESS는 시장이 아직까지는 형성되지 않고 있다. 낮은 전기요금, 가정용 누진요금체계 및 ESS의 높은 가격 때문인 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 가정용 ESS의 보급방안을 검토하고자, HOMER를 이용하여 가정용 전기요금, 가정용 ESS 가격, PV 모듈 가격을 변수로 국내 공동주택 세대 단위에서 활용할 수 있는 PV연계 가정용 ESS의 경제성을 분석하고자 한다. 분석결과, 현재 가격 조건에서는 PV 연계 ESS를 설치하는 것보다 저렴한 계통전기를 사용하는 것이 경제적이므로 보조금 없이 ESS를 활용하기에는 어렵다. 공동주택용 ESS의 시장은 세대 PV 발전용량이 증가해야 하며, 소용량의 ESS가 개발되어야만, 시장이 열릴 것으로 판단된다.

• 한국인공지능학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.1-6
• /
• 2023

This paper presents a comprehensive scheme for assessing the importance of multiple microgrids (MGs) network that includes distributed energy resources (DERs), renewable energy systems (RESs), and energy storage system (ESS) facilities. Due to the uncertainty of severe weather, large-scale cascading failures are inevitable in energy networks. making the assessment of the structural vulnerability of the energy network an attractive research theme. This attention has led to the identification of the importance of measuring energy nodes. In multiple MG networks, the energy nodes are regarded as one MG. This paper presents a modified PageRank algorithm to assess the importance of MGs that include multiple DERs and ESS. With the importance rank order list of the multiple MG networks, the core MG (or node) of power production and consumption can be identified. Identifying such an MG is useful in preventing cascading failures by distributing the concentration on the core node, while increasing the effective link connection of the energy flow and energy trade. This scheme can be applied to identify the most profitable MG in the energy trade market so that the deployment operation of the MG connection can be decided to increase the effectiveness of energy usages. By identifying the important MG nodes in the network, it can help improve the resilience and robustness of the power grid system against large-scale cascading failures and other unexpected events. The proposed algorithm can point out which MG node is important in the MGs power grid network and thus, it could prevent the cascading failure by distributing the important MG node's role to other MG nodes.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.147-155
• /
• 2020

본 논문은 ESS 화재전용 소화약제 및 소화시스템 개발에 관한 연구이다. ESS 화재를 진압하기 위해 제작된 소화약제는 침윤제 타입으로 주된 소화효과인 냉각작용과 더불어 질식작용과 함께 표면장력 및 점도를 낮춘 침투성이 높은 소화약제로 ESS 모듈 내부의 배터리 셀까지 소화약제가 침투 가능한 특징이 있다. 소화시스템의 경우 랙 단위로 화재를 진압하는 국소방출방식으로 설계하였고, 소화효과를 극대화하기 위해 랙에 장착되는 일반형 노즐과 ESS 모듈 후면 홀에 삽입하는 360° 회전형 노즐을 제작하고, 가스방출압력에 의해 소화약제가 강하게 방사되도록 하였다. ESS 모듈 1단위 및 모듈 3단위 화재진압성능 실험결과 소화약제 방사 후 각각 8 s 및 9 s 만에 눈에 보이는 화염이 모두 소멸되었다. 또한, 소화약제 방사종료 후 600 s 동안 재발화 여부를 확인한 결과 모든 화재진압성능 실험에서 재발화가 일어나지 않고 ESS 화재가 완벽히 진압되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국기후변화학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.217-229
• /
• 2016

Increased evidences reveal that the global climate change adversely affect on the environment. Smart grid system is one of the ways to reduce greenhouse gas emissions in the electricity generation sector. Since 2013, Korea Electric Power Corporation (KEPCO) has installed smart grid station in KEPCO office buildings. The goal of this paper is two folds. One is to quantify the reduction in greenhouse gas emissions through smart grid stations installed in KEPCO office buildings as a part of pilot project. Among components of smart grid stations, this research focused on the photovoltaic power system (PV) and energy storage system (ESS). The other is to estimate the reduction in greenhouse gas emissions when PV is applied on individual houses. Results show that greenhouse gas emissions reduce 5.8~11.3% of the emissions generated through the electricity usage after PV is applied in KEPCO office buildings. The greenhouse gas emissions reduction from ESS is not apparent. When PV of 200~500 W is installed in individual houses, annual greenhouse gas emission reduction in 2016 is expected to be approximately $2.2{\sim}5.4million\;tCO_2-eq$, equivalent to 6~15% of greenhouse gas emissions through the electricity usage in the house hold sector. The saving of annual electricity cost in the individual house through PV of 200 W and 500 W is expected to be 47~179 thous and KRW and 123~451 thousand KRW, respectively. Results analyzed in this study show the environmental effect of the smart grid station. In addition, the results can be further used as guidance in implementing similar projects.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.231-237
• /
• 2016

Recently, the interest in DC systems to achieve more efficient connection with renewable energy sources, energy storage systems, and DC loads has been growing extensively. DC systems are more advantageous than AC systems because of their low conversion losses. However, the DC-link voltage is variable during operation because of different random effects. This study focuses on DC voltage stabilization applied in stand-alone DC microgrids by means of voltage ranges, power management, and coordination scheme. The quality and stability of the entire system are improved by keeping the voltage within acceptable limits. In terms of optimized control, the maximum power should be tracked from renewable resources during different operating modes of the system. The ESS and VSDG cover the power shortage after all available renewable energy is consumed. Keeping the state of charge of the ESS within the allowed bands is the key role of the control system. Load shedding or power generation curtailment should automatically occur if the maximum tolerable voltage variation is exceeded. PSIM-based simulation results are presented to evaluate the performance of the proposed control measures.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제12권4호
• /
• pp.1369-1375
• /
• 2017

This paper presents an optimal operation scheduling algorithm for a smart home with energy storage system, electric vehicle and distributed generation. The proposed algorithm provides the optimal charge and discharge schedule of the EV and the ESS. In minimizing the electricity costs of the smart home, it considers not only the cost of energy purchase from the grid but also the life cost of batteries. The life costs of batteries are calculated based on the relation between the depth of discharge and life time of battery. As the life time of battery depends on the charge and discharge pattern, optimal charge and discharge schedule should consider the life cost of batteries especially when there is more than one battery with different technical characteristics. The proposed algorithm can also be used for optimal selection of size and type of battery for a smart home.