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Ko, Heesang;Yang, Su-Hyung;Lee, Young Il;Boo, Chang-Jin;Lee, Kwang Y.;Kim, Ho-Chan
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제10권2호
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pp.688-698
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2015
This paper presents a modeling and a controller design for a hybrid wind turbine generator, especially with an operating mode of battery energy-storage system and a dumpload that contribute to the frequency control of the system while diesel-synchronous unit is not in operation. The proposed control scheme is based on a robust tracking controller, which takes an account of system uncertainties due to the wind flow and load variations. In order to provide robustness for system uncertainties, the range of operation is partitioned into three operating conditions as sub-models in the controller design. In the simulation study, the proposed robust tracking controller (RTC) is compared with the conventional proportional-integral (PI) controller. Simulation results show that the effectiveness of the RTC against disturbances caused by wind speed and load variation. Thus, better quality of the hybrid wind power system is achieved.
Recently domestic wood pellet boilers are installed in rural and forestry houses. The fuel price per lower heating value of wood pellet is about 20 % lower than that of heating oil on July 2010. In spite of lower price of wood pellet, a few user of wood pellet boiler complain expensive fuel cost. One of this reason is inaccurate or improper air-fuel ratio setting of wood pellet boiler. O2 concentration of flue gas of domestic wood pellet boiler is about 9.7 % and there are few domestic wood pellet boiler which can control air-fuel ratio automatically. We tested a domestic wood pellet boiler in changing boiler thermal output and air-fuel ratio. The nominal boiler thermal output is 25 kW (21 500 kcal/h). We measured thermal efficiency and flue gas concentrations such as CO and NOx at each boiler thermal load with various air-fuel ratio. The results show that if air flow rate is the same as full load and part load, thermal efficiency of part load of 40 % drops about 7.7 %p compared to boiler full load case.
Chung, Il-Yop;Liu, Wenxin;Cartes, David A.;Cho, Soo-Hwan;Kang, Hyun-Koo
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제6권6호
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pp.750-759
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2011
This paper focuses on the control of bidirectional power flow in the electric shipboard power systems, especially in the Medium-Voltage Direct Current (MVDC) shipboard power system. Bidirectional power control between the main MVDC bus and the local zones can improve the energy efficiency and control flexibility of electric ship systems. However, since the MVDC system contains various nonlinear loads such as pulsed power load and radar in various subsystems, the voltage of the MVDC and the local zones varies significantly. This voltage variation affects the control performance of the bidirectional DC-DC converters as exogenous disturbances. To improve the control performance regardless of uncertainties and disturbances, this paper proposes a novel controller design method of the bidirectional DC-DC converters using $L_1$ control theory and intelligent optimization algorithm. The performance of the proposed method is verified via large-scale real-time digital simulation of a notional shipboard MVDC power system.
Environmental control system is adopted to control the thermal load from the avionic equipment in the reconnaissance pod which is mounted under a fighter aircraft, undergoing large and rapid environmental changes with the variations of flight altitude and velocity. In this study, an environmental control system was designed and built by adopting vapor compression cycle using R-124. The cooling performance characteristics of the system were measured varying operating parameters: thermal load in the pod, air mass flow rate through evaporator, condenser inlet air temperature, and air mass flow rate through condenser. The effects of the experimental parameters on the system performance were analyzed based on the experimental results. The problems on the designed system were also analyzed and the solutions were suggested to improve system efficiency and to obtain stable operation.
The vibration characteristics of the pad fluttering in a fluid film tilting pad journal bearing (4-pad LBP) have been investigated experimentally under the different values of oil supply flow rate, bearing load and shaft speed. The vibration characteristics of the pad fluttering are estimated by measuring the time signal of circumferential distribution of the film thickness and the cascade plot of the response of the relative displacement between the bearing and the shaft. It is shown that the vibration frequency of the pad fluttering has a sub-synchronous frequency and almost does not change by the increase of shaft speed. However the vibration amplitude is increased by the increase of shaft speed. From those experimental results, pad fluttering can be thought of as a self-excited vibration. The incipient pad fluttering velocity is increased by the increase of oil supply flow rate and by the decrease of bearing load. It is observed that the vibration amplitude of the pad fluttering can be decrease by the control of supply oil flow rate effectively. And also It is known that the outbreak of pad fluttering does not concern with the shaft vibration.
This paper describes experimental study on the orientation dependence of GM-type pulse tube refrigerator with helium and neon as working gas. A pulse tube refrigerator generates refrigeration work with gas expansion by gas displacer in the pulse tube. The pulse tube is only filled with working gas and there exists secondary flow due to large temperature difference between cold-end and warm-end. The stability of secondary flow is affected by orientation of cold-head and thus cooling performance is deteriorated by gas mixing due to secondary flow. In this study, a single stage GM-type pulse tube with orifice valve as a phase control device is fabricated and tested. The fabricated pulse tube refrigerator is tested with two different working gases of helium and neon. First, optimal valve opening and operating frequency are determined with experimental results of no-load test. And then, the variation of no-load temperature as orientation angle of cold-head is measured for two different working gases. Effect of orientation dependence of cold-head as working gas is discussed with experimental results.
The importance of variable displacement piston pump is recently increasing in industrial applications, as it is widely used for raising the energy level of the fluid in hydraulic system. The regulator is the device that controls the pump output flow depending on the machine load and engine speed, and that regulates the discharge flow of the piston pump by controlling the swivel angel. This work deals with constant power control of a regulator system in bent-axis type piston pump. In order to use engine power effectively, it is important to keep the horsepower from the engine to the pump constant. Therefore, optimum power usage is obtained by accurately following the power hyperbola. First, the governing equations of the regulator are derived, and analysis is performed by numerical simulation in which significant parameters of regulator are identified. Also, we designed and manufactured the prototype of the constant power control regulator for experiments. The experimental results show the responsibility and pressure-flowrate characteristics and these are compared with the theoretical analysis. As the result, it is confirmed that the characteristics of the designed regulator correspond to the numerical simulation.
This paper presents a method to determine parameters of BTB (back-to-back) converters in terms of the enhancement of interface flow margins. Interface flow margin is by definition a measure of how much active power can be transferred from the external areas to the study area with the fixed load demand, and it is mainly constrained by system voltage stability. BTB converters are controllable equipments with the active power flow through them, and its DC link in fact can divide the AC systems at the location and hence can reduce the fault current level. This paper first cals margin sensitivities at the nose point of F-V curves and formulates an optimization problem to update the BTB parameters to improve the margins. This procedure is repeated performed until the required margin enhancement is achieved.
Fuel cell (FC) distributed generation (DG) is gradually becoming more attractive to mainstream electricity users as capacity improves and costs decrease. New technologies including inverters are becoming available to provide a uniform standard interconnection of DGs with an electric power system. Some of the operating conflicts and the effect of DG on power quality are addressed and investigated through simulations on a real distribution network with an FC power plant. The results of these simulations have proved load tracking capability following the real and reactive power change of the load and have shown the flow of overcurrent from an FC power plant during the ground fault of a distribution line.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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