본 논문에서는 용량증대의 편리성, 유지 보수의 수월성, 전원에 따른 PCS 모듈화를 위해 연료전지와 같은 입력전원 증가 시 동일한 전력분배를 위한 PCS의 병렬운전기법이 적용된 연료전지 발전시스템을 개발하였다. 또한 다중 연료전지 발전시스템 PCS의 기생 성분의 영향을 분석하고 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.
Park, Sung-Sik;Kwon, Jun-Bum;Choi, Se-Wan;Jo, Jin-Sang;Kim, Tae-Hee
Proceedings of the KIPE Conference
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2008.06a
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pp.329-331
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2008
기존의 발전용 연료전지 PCS 는 주로 DC-DC 컨버터 없이 인버터만 있는 방식이거나 3상의 DC-DC 컨버터에 인버터를 사용하는 방식이다. 본 논문에서는 발전용 연료전지 PCS의 부피저감과 고효율을 위한 DC-DC 컨버터의 최적 설계를 제안한다. 제안하는 DC-DC 컨버터는 DCM에 의한 소프트 스위칭으로 스위칭 주파수를 증가시킴과 동시에 상수를 증가시키는 방식으로 다상의 인터리빙으로 인해 필터 부피가 작아져 전체 PCS 효율을 높게 유지하면서 부피를 저감할 수 있다. 본 논문에서 PCS의 이론적 효율계산을 통해 DC-DC 컨버터의 최적 상수를 선정하였다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.11
no.3
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pp.258-265
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2006
In this paper, an active clamping sepic-flyback converter has been proposed, which is suitable for a fuel cell based power generation system. The proposed converter is superposition of sepic converter mode and flyback mode. It has outstanding high boosting output voltage, component utilization and high efficiency characteristics under the inherently severe low output voltage of the fuel cell generator. In this paper, the validity of the proposed converter has been verified by the informative simulation and experimental results that make used of the PEMFC.
Kim, Seung-Min;Choi, Ju-Yeop;Choy, Ick;Song, Seung-Ho;Lee, Sang-Cheol;Lee, Dong-Ha
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.18
no.1
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pp.45-53
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2013
Fuel cell power system is one of the most promising energy source for the alternative energy because it has unique advantages such as high energy density, no power drop during operation, and feasible to make compact size. However, due to very low response time, fuel cell is difficult to correspond to drastic load changes and start-up operation. For solving these problem, fuel cell power system must include energy storage device such as Li-Poly battery or super capacitor. Therefore, bi-directional DC-DC converter must be required for this storage device and fuel cell-PCS control. This paper presents a design and modeling of the bi-directional DC/DC converter. Firstly, we present modeling the boost and buck mode of the bi-directional converter through both PWM switch model and state space averaging technique. Secondly, in order to minimize output ripple and transient response overshoot, we have two identical DC-DC converters interleaved and adopt two-loop voltage-current controller. The proposed bi-directional DC-DC converter's modeling method and control design have been verified with computer simulation and experimentation.
Solar and wind energy among the renewable energy produce irregular power because resource is difficult to control. When connected to grid have unstable. However, when the fuel cell system is connected to grid more stable because regular frequency and output power based on controllable hydrogen energy. To using fuel cell system in the household, it is important that the safety performance of power conditioning system(PCS) and it is important that evaluation method of electromagnetic compatibility(EMC). In this study, we consider that introduce power-frequency magnetic field immunity test before analyzed that compare with the EMC of the international standards and KGS AB 934 PC53. Also, we conduct that actual assessment and study on available the quantitative analysis as using complementary indicator.
Kim, Jong-Soo;Kang, Hyun-Soo;Choe, Gyu-Yeong;Lee, Byoung-Kuk
Proceedings of the KIEE Conference
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2008.04c
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pp.208-211
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2008
본 논문에서는, 연료전지의 비선형 출력특성으로 인한 전력변환장치 (PCS)의 특성해석을 위해 Matlab Simulink로 구성된 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)와 PSIM으로 구성된 PCS의 연동 시뮬레이션 기법에 대하여 기술한다. 또한 제안된 연동 시뮬레이션을 기반으로 PEMFC 특성을 갖는 전원과 이상적인 정전압원이 PCS에 입력되었을 경우 나타나는 특성 시뮬레이션을 통해 비교 분석하고, 이를 통해 연료전지-PCS 연동 시뮬레이션의 필요성을 제시한다.
본 논문은 연료전지용 전력변환 시스템 중 저주파(60Hz) 변압기를 사용하는 방식 인 Boost PCS를 대상으로 이전 연구에 진행되었던 최적설계를 바탕으로 제작된 PCS의 손실을 분석하고 컨버터부 인버터부 변압기부의 전력에 따른 효율을 분석하여 가정용 연료전지 PCS의 설계에서의 최적화 지침을 제공하고자 한다.
Kim, Young-Sik;Han, Dong-Hwa;Jeong, Byung-Hwan;Choe, Gyu-Ha
Proceedings of the KIPE Conference
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2008.06a
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pp.133-135
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2008
본 논문은 계통연계형 연료전지 PCS(Power Conditioning System)에서 최적의 승압효율을 갖는 Boost Converter의 설계를 위해 Boost Converter내의 각 소자의 선정에 따른 손실 및 분석을 통하여 최적의 소자선정 방법의 이해를 목적으로 한다. Boost Converter의 설계를 위한 소자선정을 위해 Or-CAD 16.0의 PSPICE Simulator을 사용하여 그 결과를 확인하였다.
본 논문은 연료전지를 이용한 가정용 발전시스템의 계통 연계를 위한 3kW급 전력변환 시스템의 개발에 관한 것이다. 저전압 대전류 출력특성을 갖는 연료전지의 전류리플 최소화를 위해 멀티페이즈 컨버터를 적용한 DC/DC 승압 컨버터를 제안하고자 한다. 특히 고밀도 전력변환 시스템의 스위칭 손실 극소화를 위해 고효율 ZVS Soft-Switching 동작을 구현하였다. 또한 본 연구에서는 높은 승압비로 변환된 전압을 통해 계통운전 동작을 수행하기 위한 DC/AC 단상 인버터와 고효율 무결점 기능을 갖는 디지털 방식의 DSP를 적용한 제어기 개발도 병행하여 수행되었다. 제안하는 3kW급 멀티페이즈 컨버터 및 계통연계형 인버터의 Proto-Type을 제작하고 실험을 통해 본 방식의 타당성을 검증하였다.
최근 대용량 PCS(Power Conditioning System)는 신재생에너지, 에너지저장장치 등의 다양한 산업 분야에서 수요가 증가하고 있다. 본 논문에서는 신재생에너지 분야에서 대용량 시스템으로 발전용 에너지원으로 사용되는 2.8MW 연료전지 시스템의 수랭형 PCS 개발을 위하여 수랭식 IGBT Stack 및 냉각 장치를 설계, 제작하여 열적 안정성을 실험을 통하여 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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