본 논문에서는 계통망 사업자의 High Voltage Ride-Through(HVRT) 기능 요구조건을 만족하며, 정상상태에서의 손실을 최소화할 수 있는 Type 4 풍력발전기의 직류단 전압 설계 방법을 제안한다. 대용량 해상 풍력 발전에 사용되는 Type 4 풍력발전기는 전력 계통과 연계된 컨버터와 풍력 발전기와 연계된 컨버터가 직류단을 공유하는 Back-to-Back 컨버터 형태이다. Type 4 풍력발전기에서 HVRT 조건인 계통 고전압 사고가 발생한 경우 사고 전압 크기에 비해 직류단 전압이 부족하다면 과변조로 인해 계통측 컨버터의 전류 제어기가 원활하게 동작되지 못한다. 따라서 HVRT 기능을 만족하기 위해서는 고전압 사고의 전압 크기를 기준으로 직류단 전압을 설계해야 한다. 그러나 직류단 전압의 크기의 증가는 정상상태에서의 컨버터 손실 증가를 야기하므로, 직류단 전압을 크게 설계하였을 때 증가될 손실에 대한 고려가 포함되어야 한다. 본 논문에서는 사고 전압의 크기와 발생 손실이 고려된 직류단 전압을 설계하는 방법에 대해 설명하고, 제안하는 설계 방법의 타당성을 2MVA급 Type 4 풍력발전기의 PSCAD 모델 기반 HVRT 기능 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
본 논문은 Daisy Chain 구조의 CVM(:Cell Voltage Monitoring) 시스템에서, 다양한 DC Level을 갖는 Master IC와 Slave IC 사이에 명령 Data 신호의 전달을 가능하게 해주는 DC Level Shifter 설계를 소개한다. 설계한 회로는 래치 구조가 적용되어 고속 동작이 가능하고, 출력단의 Transmission Gate를 통하여 다양한 DC Level이 출력되도록 설계하였다. 시뮬레이션 및 측정 결과, 0V에서 30V까지의 DC Level 변화에 따른 제어 및 Data 신호의 전달을 확인하였다. Delay Time 오차는 약 170ns가 측정되었지만, 측정 Probe의 Capacitance 성분 및 측정 Board의 영향을 고려하면, 무시할 수 있을 정도의 오차로 간주된다.
기존의 기술 진화 경로 연구는 주로 거시적 동향 분석 수준에서 이루어져 왔으며 포괄적인 기술정책 방향 수립에는 시사점이 있었으나, 기업 기술 및 특허전략에는 활용가치가 낮았다. 2000년대부터 논문 및 특허 등의 데이터를 활용해 미시적인 기술의 진화 경로를 분석하고, 기업 기술전략에 적용하려는 연구가 증가하고 있다. 그러나 대부분 과거 진화 경로의 서술에 그치고 있으며 기술의 진화 또는 파생-융합 등의 변화에 대한 분석은 전문가의 정성적 판단에 상당부분 의존하고 있다. 본 연구에서는 특허 인용 네트워크를 구축해 미시적 기술의 진화 경로를 도출하고, 기술의 진화와 파생을 동적 기술트리를 통해 분석하는 방법론을 제시한다. 동적 기술트리 분석은 기술의 핵심요소를 체계화하고, 신기술 요소의 신규성과 확장성을 평가해 차세대 기술진화와 파생에 대한 정량적 판단을 가능하게 한다. 이를 통해 차세대 신기술과 파생기술에 대하여 파악, 평가, 비교하고 나아가 예측의 토대를 구축한 것이 본 연구의 의의이다. 본 연구의 결과는 기술 및 특허전략과 포트폴리오 구축의 신뢰성을 높일 수 있는 좋은 도구가 될 것이다. 본 연구에서 제안한 방법론을 이용하여 최근 전력산업에서 기존 교류 송전의 대안으로 주목을 받고 있는 초고압 직류송전 시스템 기술을 대상으로 실증분석을 수행하였다.
Park, Taesik;Kwak, Nohong;Moon, Chaeju;Cha, Seungtae;Kwon, Seongchul
KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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제1권1호
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pp.73-77
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2015
Offshore wind farms extend a distance from an onshore grid to increase their generating power, but long distance and high power transmissions raise a lot of cost challenges. LFAC (Low Frequency AC) transmission is a new promising technology in high power and low cost power transmission fields against HVDC (High Voltage DC) and HVAC (High Voltage AC) transmissions. This paper presents an economic comparison of LFAC and HVDC transmissions for large offshore wind farms. The economic assessments of two different transmission technologies are analyzed and compared in terms of wind farm capacities (600 MW and 900 MW) and distances (from 25 km to 100 km) from the onshore grid. Based on this comparison, the economic feasibility of LFAC is verified as a most economical solution for remote offshore wind farms.
A semiconductor switch-based fast hi-polar high voltage pulse generator is proposed in this paper The proposed pulse system is made of a thyristor based-rectifier, DC link capacitor, a push-pull resonant inverter, a high voltage transformer. secondary capacitor, a high voltage IGBT & diode stacks, and a variable capacitor. The proposed system makes hi-polar high voltage sinusoidal waveform using resonance between leakage inductance of the transformer and secondary capacitor and transfers energy to output load at maximum of the secondary capacitor voltage. Compared to previous hi-polar high voltage pulse power supply using nonlinear transmission line, the proposed pulse power system using only semiconductor switches has simple structure and gives high efficiency
To review application of HVDC (High Voltage Direct Current) transmission line to HVAC T/L in operation, reduced-scale model was designed and manufactured. The arms of model were designed to change height and interval of conductors. Electrical environmental interferences were estimated by various configuration of AC 345kV and DC 250kV T/L. The interferences such as electric field intensity and ion current density were measured and converted reduced-scale factor to full-scaled. Additionally, effects between AC and DC T/L were studied.
This paper deals with the blocking of DC-fault current during DC cable short-circuit conditions in HVDC (High-Voltage DC) transmission systems utilizing Modular Multilevel Converters (MMCs), where a new SubModule (SM) topology circuit for the MMC is proposed. In this SM circuit, an additional Insulated-Gate Bipolar Translator (IGBT) is required to be connected at the output terminal of a conventional SM with a half-bridge structure, hereafter referred to as HBSM, where the anti-parallel diodes of additional IGBTs are used to block current from the grid to the DC-link side. Compared with the existing MMCs based on full-bridge (FB) SMs, the hybrid topologies of HBSM and FBSM, and the clamp-double SMs, the proposed topology offers a lower cost and lower power loss while the fault current blocking capability in the DC short-circuit conditions is still provided. The effectiveness of the proposed topology has been validated by simulation results obtained from a 300-kV 300-MW HVDC transmission system and experimental results from a down-scaled HVDC system in the laboratory.
본 연구는 DC 전압에 따른 테라헤르츠 전자기 펄스의 변화를 측정하였다. 펨토초(femto-second)로 여기 되는 레이저 펄스를 transmitter chip에 입사시키고, 두 개의 transmission line에 DC 전압을 최소 5 Volt에서 최대 90 Volt 까지 변화시켜 테라헤르츠 전자기 펄스의 크기와 스팩트럼의 변화를 관찰하였다. 전압이 증가할수록 상대적으로 스펙트럼의 크기가 고주파 쪽으로 증가되었으며, 신호 대 잡음비(SNR) 역시 250:1에서 10,000:1로 개선 할 수 있음을 알 수 있었다.
The power conversion converter for driving the wireless power transfer system is can be into the two part of the DC power conversion rectifier and the high frequency dc-ac power conversion inverter. In this paper, The operating characteristics of the Class-${\Phi}_2$ resonant inverter have been investigated through by simulation and by experiment. It can be switched at a high frequency without the switching losses and the harmonics are reduced effectively due to the input LC filter. Its switching frequency is 1MHz and the input voltage is 96V which is the output voltage of LLC resonant converter. And its output peak voltage is 170V. The resonant inverter module operated at the commercial power source of 220V was built. And also the electromagnetic coupled resonance coils were designed for wireless power transfer with a 1MHz operating frequency. As a experimental result, the wireless power transmission was confirmed and it is varified the validity of the experiment.
본 논문에서는 마이크로파를 이용하는 무선 전력전송시스템의 간단한 구성과 측정한 동작 특성을 제시한다. 마이크로파 전력전송시스템은 건물 안, 회의실과 같은 좁은 공간내에서 저전력을 이동 단말 기기에 공급하는 것을 목표로 한다. 실험실 수준에서 프로토타입 시스템의 제작 및 측정이 용이하도록 각 구성 회로 소자들을 직접 설계 및 제작, 측정하였는데, 마이크로파 발진기, 고출력증폭기, 마이크로스트립 패치 안테나, 저역통과여파기, 검파 및 정류회로이다. 마이크로파 무선전력전송 시스템은 중심주파수 2.4GHz에서 고정 전력 29.3dBm을 생성하여 전송하고, 수신측 패치 안테나를 수신한 전력을 정류기를 통해서 DC 전력으로 변환한다. 두 안테나간 이격 거리에 따라 측정되는 DC 전압값의 차이를 제시하고, 각 거리별로 수신측에 전달되는 DC전력량이 서로 다름을 측정값으로 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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