• 전력전자학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.358-368
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• 2020

Grid-connected inverters (GCIs) based on renewable energy sources play an important role in enhancing the sustainability of a society. Harmonic standards, such as IEEE 519 and P1547, which require the total harmonic distortion (THD) of the output current to be less than 5%, should be satisfied when GCIs are connected to a grid. However, achieving a current THD of less than 5% is difficult for GCIs with an output filter under a distorted grid condition. In this study, a novel harmonic compensation method that uses a digital lock-in amplifier (DLA) is proposed to eliminate harmonics effectively at the output of GCIs. Accurate information regarding harmonics can be obtained due to the outstanding performance of DLA, and such information is used to eliminate harmonics with a simple proportional-integral controller in a feedforward manner. The validity of the proposed method is verified through experiments with a 5 kW single-phase GCI connected to a real grid.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.527-529
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• 2007

본 논문에서는 120kW급에 이어 단일용량 200kW급 태양광발전용 계통연계형 인버터의 개발에 관한 내용을 설명하고 있다. 200kW급 계통연계형 태양광발전시스템은 22.9kV의 특고압 계통전원에 연계되도록 설계되었으며, 삼상 380V를 22.9kV로 승압 연계하는 2단 절연방식을 채택하였다. 200kW급 인버터는 상용주파수 변압기 절연방식으로 3상4선식 380V 60Hz 출력을 가지고 있으며, 인버터 내부에 200kVA급 변압기와 리액터를 포함하고 있다. 최대 전력점 추종(Maximum Power Point Tracking, MPPT)제어 기법으로 P&O 알고리즘을 적용하였으며, 3상 IGBT 인버터를 DSP로 제어하였다. 본 논문에서는 200kW급 단일용량 인버터를 개발함에 있어, 계통연계 시험, 단독운전 검출 및 방지 시험, 발전량에 따른 효율과 THD 측정 등의 결과를 보이고 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.477-484
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• 2013

This paper proposes a novel switching method of active clamp snubber for efficiency improvement of PV module integrated converter(MIC) system. Recently, MIC solar system is researched about the efficiency and safety. PV MIC system is used active clamp method of snubber circuit for the price and reliability of the system. But active clamp snubber circuit has the disadvantage that system efficiency is decreased for switch operating time because of heat loss of resonant between snubber capacitor and leakage inductance. To solve this problem, this paper proposes a novel switching method of the active clamp. The proposed method is a technique to reduce power consumption by reducing the resonance of the snubber switch operation time and through simulations and experiments proved the validity.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.41-50
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• 2014

The rising penetration of renewable energy resulted in the development of grid-connected large-scale power plants. Therefore, grid stabilization, which depends on the system-type or grid of each country, plays an important role and has been strengthened by different grid codes. With this background, VDE-AR-N 4105 for photovoltaic (PV) systems connected to the low-voltage grid and the German Association of Energy and Water Industries (BDEW) introduced the medium-voltage grid code for connecting power plants to the grid and they are the most stringent certifications. In this paper, an optimal control strategy scheme for three-phase grid-connected PV system is enhanced with VDE-AR-N 4105 and BDEW grid code, where both active/reactive powers are controlled. Simulation and experimental results of 100kW PV inverter are shown to verify the effectiveness of the proposed implemental control strategy.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.73-74
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• 2016

본 논문은 포워드-플라이백 컨버터와 태양광 단일 전원 비대칭 다단식 H-bridge 다중 레벨 인버터를 적용한 태양광 전력 조절 시스템에 관한 논문이다. 이는 기존에 연구되었던 대칭형 다단식 H-Brdige 다중 레벨 인버터나 플라이백 컨버터를 사용한 태양광 전력 조절 시스템의 단점을 보완 한 것이다. 대칭형 다단식 멀티 레벨 인버터는 각 H-Bridge 구조 마다 독립된 전원이 필요하지만, 포워드-플라이백(Foward-Flyback) 컨버터를 접목시켜 단일 태양광 전원으로 하나의 다단식 H-Brdige 인버터를 구성 할 수 있고, 또한 기존의 플라이백 컨버터를 포워드-플라이백 컨버터로 대체 하면서 기존 대비 대용량 설비가 용이하고 효율적인 태양광 전력 조절 시스템을 설계 할 수 있다. 제안한 시스템의 가능성을 확인하기 위하여, PSIM 시뮬레이션을 통해 계통 연계형 1kW급 태양광 시스템의 최대 전력 추종 제어(Maximum Power Point Tracking)와 인버터의 $V_{dc}$ 전압 제어를 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.2015-2021
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• 2008

최근 태양광 발전시스템 등 낮은 전압을 발생하는 전원소스를 이용하여 높은 승압효과를 얻기 위한 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 DC/DC의 출력전압 리플 저감을 위한 새로운 구조의 다중레벨 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 Buck컨버터를 직렬로 연결하여 다중전압을 발생하는 구조를 취함으로 기존의 Buck 컨버터에 비하여 출력 전압의 리플을 저감할 수 있었다. 또한 FPGA 기반 멀티레벨 인버터용 스위칭 함수를 구현하고자 하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.220-233
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• 2019

This work aims to study and analyze the various operating modes of universal power converter which is powered by solar and thermoelectric generators. The proposed converter is operated in a DC-DC (buck or boost mode) and DC-AC (single phase) inverter with high efficiency. DC power sources, such as solar photovoltaic (SPV) panels, thermoelectric generators (TEGs), and Li-ion battery, are selected as input to the proposed converter according to the nominal output voltage available/generated by these sources. The mode of selection and output power regulation are achieved via control of the metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) switches in the converter through the modified stepped perturb and observe (MSPO) algorithm. The MSPO duty cycle control algorithm effectively converts the unregulated DC power from the SPV/TEG into regulated DC for storing energy in a Li-ion battery or directly driving a DC load. In this work, the proposed power sources and converter are mathematically modelled using the Scilab-Xcos Simulink tool. The hardware prototype is designed for 200 W rating with a dsPIC30F4011 digital controller. The various output parameters, such as voltage ripple, current ripple, switching losses, and converter efficiency, are analyzed, and the proposed converter with a control circuit operates the converter closely at 97% efficiency.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.56-62
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• 2022

In this paper, the effect of pulse width modulation methods on thermal loadings and power losses of single-phase five-level NPC inverters for photovoltaic systems are analyzed. The pulse width modulation methods affect the power losses of the NPC inverters and thus lead to different thermal loadings of NPC inverters. To identify the reliability-critical power device with respect to thermal stress, the thermal loadings of I- and T-type NPC inverters are analyzed by applying the unipolar pulse modulation method. Then, the effect of the discontinuous pulse width modulation method on power losses and thermal loadings of power devices of I- and T-type NPC inverters are analyzed. Finally, the operation of NPC inverters applying the discontinuous pulse modulation method is confirmed by experiments. The results show that the discontinuous pulse modulation method is able to improve the reliability of NPC inverters by reducing thermal loadings of reliability-critical power devices and it is more effective for T-type NPC inverters than I-type NPC inverters.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.129-134
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• 2021

최근 급속한 산업 발달과 생활수준의 향상으로 인하여 전력 수요가 점차 증대되고 있고 이러한 전력수요 급증에 의해 화석연료 의존도가 높은 우리나라의 경우 국제환경 규제에 의한 온실가스 배출량의 감축 및 동결은 바로 산업 활동의 위축을 가져오게 된다. 이에 따라 환경을 국가의 산업생산 활동과 연계시키고자 하는 선진국과의 경쟁에서 많은 어려움이 발생하고 있고 이에 대한 대책으로 대체 에너지의 개발이 세계적으로 큰 관심거리가 되고 있다. 이러한 새로운 발전방식 중 비교적 용량이 작은 소규모의 발전설비는 태양광발전 (Photovoltaic generation), 풍력발전 (Wind power generation), 연료전지발전 (Fuel cell generation) 등이 있다. 그중 실용화에 있어서 중요한 요소인 연속운전 및 높은 발전효율, 장기적인 내구성을 고려할 때 가장 주목을 받는 것이 연료전지이다. 연료전지 기술은 화석연료 사용에 따른 공해요인의 제거 및 전력산업 구조조정에 따른 분산형 전원으로서 개발 및 보급 가능성이 큰 새로운 형태의 발전방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 논문에서는 연료전지에서 발생하는 직류전원을 입력으로 하여 최종적으로 우리 일상생활에서 사용하는 교류전원을 얻는 데 필요한 전력변환 회로를 설계하여 연료전지 발전시스템을 연구 및 구성하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.539-546
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• 2018

최근 태양광발전시장이 급격히 증가하면서 태양전지 모듈 출력 최소화를 위한 연구에 관심이 집중되고 있다. 태양광 발전에서 부정합이 발생하면 옵티마이저의 역할이 중요하다. 기존의 시스템에서는 중앙 집중형 인버터 방식과 직렬형 마이크로인버터방식을 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 기존의 시스템 구성방식과 부정합으로 인한 발전효율 손실 문제를 분석하였다. 또한 음영으로 인한 부정합이 발생하게 되면 이를 개선할 수 있는 모듈 부착형 전력보상방식을 제안하였다. 제안한 모듈 부착형 옵티마이저를 구현하여 기존의 운영방식과 비교, 분석한 결과 제안한 운영방식의 효율이 크게 향상됨을 확인하였다.