• 제목/요약/키워드: ESS system

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FTA를 적용한 태양광 발전 및 ESS 연계형 PCS의 안전성 평가 (Safety Assessment for PCS of Photovoltaic and Energy Storage System Applying FTA)

  • 김두현;김성철;김의식;남기공;정천기
    • 한국안전학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.14-20
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    • 2019
  • This paper presents a safety assessment based approach for the safe operation for PCS(Power Conditioning System) of photovoltaic and energy storage systems, applying FTA. The approach established top events as power outage and a failure likely to cause the largest damage among the potential risks of PCS. Then the Minimal Cut Set (MCS) and the importance of basic events were analyzed for implementing risk assessment. To cope with the objects, the components and their functions of PCS were categorized. To calculate the MCS frequency based on IEEE J Photovolt 2013, IEEE Std. 493-2007 and RAC (EPRD, NPRD), the failure rate and failure mode were produced regarding the basic events. In order to analyze the top event of failure and power outage, it was assumed that failures occurred in DC breaker, AC breaker, SMPS, DC filter, Inverter, CT, PT, DSP board, HMI, AC reactor, MC and EMI filter and Fault Tree was drawn. It is expected that the MCS and the importance of basic event resulting from this study will help find and remove the causes of failure and power outage in PCS for efficient safety management.

배터리 노화 특성을 고려한 DC전원 모의장치에 관한 연구 (Research on DC Power Simulator Considering the Battery Aging Characteristics)

  • 이종학;인동석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.409-410
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    • 2016
  • 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 태양광(PV), 풍력(WT) 등과 같은 신재생 에너지 출력안정화, 계통 전력품질 개선, 수용가 에너지효율화 등의 분야에 이용되고 있다. 에너지 저장 시스템은 전력변환장치와 에너지 저장장치로 구성되며, 에너지 저장 장치로 배터리를 많이 사용하고 있다. 전력변환장치 및 제어기의 설계 및 검증을 위해서는 배터리를 전력변환장치에 연계하여야 하지만 배터리의 경우 고가에 관리가 어렵기 때문에 일반적으로 DC전원 모의 장치를 이용한다. 또한 배터리를 사용함에 따라 노화가 진행되어 배터리 임피던스 특성이 변화해 에너지 저장 시스템의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템용 전력 변환장치 및 제어기의 설계 및 현실적인 검증이 가능한 배터리 노화 특성을 고려한 DC전원 모의장치를 개발하기 위한 연구를 진행하였다.

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계통 연계형 인버터의 무효전력 공급을 고려한 Stack 설계 (The Stack Design Considering The Reactive Power Supply of Grid-Connected Inverter)

  • 고광수;오필경;김희중;김영민
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.453-454
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    • 2016
  • The ESS(Energy Storage System) connected with distributed generation is drawing attention due to improving the quality load leveling, peak shaving for enhancing reliability of the power grid. The grid-connected inverter makes frequency adjustment to the active power's charge discharge according to the load variation. In addition, the inverter is possible to act as a reactive power compensation device to eliminate harmonic operates as power factor change inhibiting, anti-transient voltage fluctuation, active filter. In this paper, we propose a design method of igbt stack considering the reactive power supply capacity to improve the quality and reliability of the inverter. Moreover, the grid-connected inverter considering the four-quadrant rated operation designed stack and verified the feasibility of the design through a thermal analysis.

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3상 불평형 계통에서의 상 전압 보상을 통한 Sag 및 Swell 검출 (Sag & Swell Detection by Phase Voltage Compensation in 3-Phase Unbalanced Grid)

  • 김민기;김준구;정용채;원충연
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.258-259
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    • 2013
  • Load connection or disconnection makes instantaneous sag & swell in 3-phase grid. When unbalance state occurs, between sensed phase voltage and actual phase voltage may have discrepancy. It makes difficult to detect accurate sag & swell, so it is hard to satisfy the standard for switching ESS system to UPS mode. In this paper, we analyzed unbalanced 3-phase voltage, and compensated the actual sag & swell magnitude.

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PSIM기반의 유성기어를 사용한 직병렬 혼합형 하이브리드 자동차의 파워트레인 모델링 (PSIM based Modeling of a Series-Parallel Hybrid Electric Vehicle Powertrain Using Planetary Gear)

  • 배태석;임덕영;최재호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.293-294
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    • 2011
  • 본 논문에서는 유성기어를 사용한 직병렬 혼합형 하이브리드 자동차(SPHEV)의 파워트레인 모델링과 하이브리드 자동차의 모드(전기자동차 모드(EV), 엔진 모드, 하이브리드 모드(HEV) 등등)변화에 따른 파워 분배 및 동특성 해석에 대하여 기술한다. 내연기관, 전동기, Energy Storage System(ESS)과 같은 구성요소들의 정격은 에너지 개념과 Electrical Peaking Hybrid(ELPH)를 이용하여 설계하였으며, 동특성 분석을 위하여 전력전자 분야 에서 널리 사용되고 있는 시뮬레이션 툴인 PSIM을 이용하여 모델링 하였다.

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연료전지 전원의 3상 하이브리드 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-HDVR) (Three-Phase Hybrid Z-Source DVR(Z-HDVR) with a Fuel Cells Source)

  • 박희재;정영국;임영철
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.90-93
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    • 2007
  • 본 연구에서는 전압품질에 민감한 설비를 위한 3상 하이브리드 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-HDVR : Hybrid Z-Source Dynamic Voltage Restorer)을 제시하였다. 제안된 시스템은 수동필터와 Z-소스 토폴로지의 직렬형 능동필터로 구성된다. Z-HDVR의 ESS(Energy Storage System)로는 친환경적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cells)를 사용하였다. 고조파 검출 알고리즘은 동기좌표계의 $i_d-i_q$ 이론에 의하였으며, 부하전압 보상을 위하여 PI제어를 사용하였다. 전압swell 및 sag등 다양한 전원 조건하에서 제안된 시스템의 보상 성능을 검토하였다.

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DC-DC 컨버터의 동기 및 비동기 스위칭 방식에 따른 효율분석 (Efficiency Analysis of DC-DC Converter according to Synchronous and Asynchronous Switching)

  • 이나영;조성은;조영훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.173-174
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    • 2017
  • 최근 태양광, Energy Storage System(ESS) 등의 신재생에너지의 발전과 직류기반의 디지털 기기가 늘어나면서 직류전력망에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 DC-DC 컨버터의 필요성이 증가하고 있다. DC-DC 컨버터의 경우 동기식과 비동기식의 스위칭 방식을 고려할 수 있으며, 각 방식에 따라 전류가 다이오드 혹은 스위치를 통해 흐르게 된다. 본 논문에서는 동기 및 비동기 컨버터의 효율을 실제 실험을 통하여 비교 분석하였다.

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병렬형 하이브리드 자동차의 파워트레인 설계와 내연기관의 최적운전을 위한 퍼지논리제어 (PHEV Power Train Design and Fuzzy Logic Control for Optimal Engine Drive)

  • 배태석;임경배;강태규;임덕영;최재호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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    • pp.489-490
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    • 2011
  • 본 논문에서는 병렬형 하이브리드 자동차 (PHEV) 파워트레인 구성요소 정격설계와 내연기관의 최적 운전을 위한 퍼지논리제어에 대하여 기술한다. 내연기관, 전동기, Energy Storage System (ESS)과 같은 파워트레인 구성요소들의 정격은 에너지 개념과 Electrical Peaking Hybrid (ELPH)를 이용하여 설계 하였으며 내연기관의 운전효율을 증가시키기 위해 퍼지논리를 사용하여 파워트레인의 전력흐름을 제어하였다. 제안된 퍼지논리는 설계된 구성요소 정격값을 바탕으로 PHEV PSIM 시뮬레이터를 구성하고 시뮬레이션 하여 그 효용성을 분석하였다.

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태양광 가로등용 원통형 전지의 유니버셜 모듈 개발 (Development of Universal Module of Cylinderical Cell for Solar Street Lamp)

  • 남종하;이동희;강덕하;황호석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.97-98
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    • 2014
  • 신재생에너지에 대한 세계적인 수요는 2010년도 이후에도 계속 증가하는 추세이다. 이러한 이유는 에너지 고갈과 기후변화에 기인하며, 화석연료의 경우 사용가능 연한은 석유 54.2년, 천연가스 63.6년, 석탄 112년에 불과하며, 기존 화석연료 사용에 의한 온실가스 배출 등은 각종 환경문제를 발생하고 있다. 따라서 세계 여러 나라에서는 에너지 고갈을 해결하기 위한 다양한 방안을 모색중이며, 대안으로 신재생에너지를 인류의 새로운 에너지원으로 주목하고 있다. 하지만 물, 바람, 태양 등 신재생에너지원의 경우 출력특성 등이 매우 불안하여 이들 에너지원을 효율적으로 사용하기 위해서는 반드시 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)이 필요하다. 본 논문에서는 태양광 가로등을 대상으로 기존의 납축전지를 대체하기 위한 리튬이차전지를 사용한 배터리팩을 개발하고 표준화 및 범용화를 위해 셀들의 조합을 용이하게 하기 위한 유니버셜 모듈을 제안한다.

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Dynamic Fracture Toughness of Chevron-notch Ceramic Specimens measured in Split Hopkinson Pressure Bar

  • Lee, Yeon-Soo;Yoon, Young-Ki;Yoon, Hi-Seak
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제3권3호
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    • pp.69-75
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    • 2002
  • Measuring dynamic fracture toughness of brittle and small ceramic specimen is very difficult in a SHPB (Split Hopkinson Pressure Bar). As a countermeasure to this difficulty, a dynamic fracture toughness measuring method by the Chevron-notch ceramic specimen was proposed. Tested chevron specimens were of Chevron notch angles of 90$^{\circ}$, 100$^{\circ}$ and 110$^{\circ}$. Through finite element analysis, shape parameters of the Chevron-notch specimens according to notch angles were calculated. And the static fracture tough1ess of the Chevron-notch alumina specimen was measured as 3.8MPa√m similar to that of CT specimen with a precrack. Dynamic fracture toughness was 4.5MPa√m slightly higher than the static one. It was shown in this study that the proposed Chevron-notch specimens are valid to measure dynamic fracture toughness of extremely brittle materials such as ceramic.