• 방송공학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.298-306
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• 2016

최근 사물인터넷 기술의 등장과 함께 소형 장치를 이용한 스마트 홈 및 헬스케어 서비스 등의 다양한 연구가 진행되고 있다. 기존 사물 간 통신은 인터넷 통신을 사용하지 않고 Machine to Machine (M2M) 기반의 블루투스 및 ZigBee와 같이 하위 계층의 Personal Area Network (PAN) 기술을 이용하므로 네트워크 장치간의 통신만 지원할 뿐, PAN 네트워크에 속하지 않은 장치와의 통신에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 기존의 M2M 통신인 Bluetooth Low Energy (BLE) 네트워크에서 사물인터넷 서비스 제공을 위해 IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN)을 구현하여 저사양 장치에서 인터넷 통신을 가능하도록 하였다. 이를 위해 사물인터넷의 핵심 프로토콜인 Constrained Application Protocol (CoAP)을 구현하였다. 테스트베드 구현 및 성능분석 실험을 통해 기존 Hypertext Transfer Protocol (HTTP)과 통신 성능을 비교한 결과, CoAP이 HTTP보다 약 2배 우수한 처리량, 약 21% 빠른 평균 전송시간 및 22% 적은 패킷 전송량을 보여줌을 알 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권5호
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• pp.1021-1028
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• 2013

The frequency of a power system should be kept within limits to produce high-quality electricity. For a power system with a high penetration of wind generators (WGs), difficulties might arise in maintaining the frequency, because modern variable speed WGs operate based on the maximum power point tracking control scheme. On the other hand, the wind speed that arrives at a downstream WG is decreased after having passed one WG due to the wake effect. The rotor speed of each WG may be different from others. This paper proposes an algorithm for assigning the droop of each WG in a wind power plant (WPP) based on the rotor speed for the virtual inertial control considering the wake effect. It assumes that each WG in the WPP has two auxiliary loops for the virtual inertial control, i.e. the frequency deviation loop and the rate of change of frequency (ROCOF) loop. To release more kinetic energy, the proposed algorithm assigns the droop of each WG, which is the gain of the frequency deviation loop, depending on the rotor speed of each WG, while the gains for the ROCOF loop of all WGs are set to be equal. The performance of the algorithm is investigated for a model system with five synchronous generators and a WPP, which consists of 15 doubly-fed induction generators, by varying the wind direction as well as the wind speed. The results clearly indicate that the algorithm successfully reduces the frequency nadir as a WG with high wind speed releases more kinetic energy for the virtual inertial control. The algorithm might help maximize the contribution of the WPP to the frequency support.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권4호
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• pp.487-499
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• 2020

This paper proposes a novel approach to model updating for a large-scale cable-stayed bridge based on ambient vibration tests coupled with a hybrid metaheuristic search algorithm. Vibration measurements are carried out under excitation sources of passing vehicles and wind. Based on the measured structural dynamic characteristics, a finite element (FE) model is updated. For long-span bridges, ambient vibration test (AVT) is the most effective vibration testing technique because ambient excitation is freely available, whereas a forced vibration test (FVT) requires considerable efforts to install actuators such as shakers to produce measurable responses. Particle swarm optimization (PSO) is a famous metaheuristic algorithm applied successfully in numerous fields over the last decades. However, PSO has big drawbacks that may decrease its efficiency in tackling the optimization problems. A possible drawback of PSO is premature convergence leading to low convergence level, particularly in complicated multi-peak search issues. On the other hand, PSO not only depends crucially on the quality of initial populations, but also it is impossible to improve the quality of new generations. If the positions of initial particles are far from the global best, it may be difficult to seek the best solution. To overcome the drawbacks of PSO, we propose a hybrid algorithm combining GA with an improved PSO (HGAIPSO). Two striking characteristics of HGAIPSO are briefly described as follows: (1) because of possessing crossover and mutation operators, GA is applied to generate the initial elite populations and (2) those populations are then employed to seek the best solution based on the global search capacity of IPSO that can tackle the problem of premature convergence of PSO. The results show that HGAIPSO not only identifies uncertain parameters of the considered bridge accurately, but also outperforms than PSO, improved PSO (IPSO), and a combination of GA and PSO (HGAPSO) in terms of convergence level and accuracy.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.219-226
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• 2013

차세대 전자 디스플레이 관련 제품의 휴대편리성, 유연성, 경량화, 대형화 등의 요구조건을 확보할 수 있는 유기반도체 소재기반 소프트 일렉트로닉스에 많은 관심이 모아지고 있다. 소프트 일렉트로닉스의 응용분야로는 전자 신문, 전자 책, 스마트카드, RFID 태그, 태양전지, 휴대용 컴퓨터, 센서, 메모리 등이 있으며, 핵심소자는 유기 전계효과 트랜지스터(organic field-effect transistor, OFET)이다. OFET의 고성능화를 위해서는 유기반도체, 절연체, 전극 구성소재들이 최적화 구조를 형성하도록 적층되어야 한다. 필름형성화 과정에서 대부분의 유기반도체 소재는 결합력이 약한 van der Waals 결합으로 자기조립 결정구조를 형성하므로, 이들의 결정성 필름구조는 주위 환경(공정변수 및 기질특성)에 의해 크게 달라진다. 특히 기질의 표면 에너지(surface energy) 및 표면 거칠기(surface roughness)에 따라 유기반도체 박막 내 결정 구조 및 배향 등은 크게 달라져, OFET의 전기적 특성에 큰 차이를 미친다. 유기친화적 절연층 소재 및 표면개질화는 전하이동에 유리하도록 용액 및 증착공정 유기반도체 박막의 결정구조 및 배향을 유도시켜 OFET의 전기적 성능을 향상시킬 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.259-264
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• 2014

IEEE 802.15.4는 다양한 모니터링과 제어 응용을 위한 보편적인 대안으로 대두되고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4를 이용하여 직류배전선로를 실시간으로 감시하고, 신속한 장애감지와 장애발생 선로를 차단하기 위한 직류배전선로 장애관리시스템을 설계하였다. 각 노드에 번호를 할당하였고, IEEE 802.15.4의 Unslotted CSMA-CA 방식을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 성능분석을 하였다. 이를 위해 전류 16비트, 진폭 16비트, 기타 상태정보 28비트로 총 60비트의 제어정보를 보냈고, 직류배전선로 장애관리시스템의 패킷전달율과 전송 지연시간을 측정하고 분석하였다. 트래픽 부하가 초당 330 패킷 이하일 때, 0.02초보다 짧은 평균 지연이 나타났으며, 트래픽 부하가 초당 260 패킷 이하일 때, 99.99% 이상의 패킷 전달률을 보여준다. 따라서 트래픽 부하가 초당 260 패킷 이하일 때, 미국 DOE(Department of Energy)의 엄격한 조건을 만족함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 연구결과는 IEEE 802.15.4를 이용한 직류배전선로 장애관리시스템 구축을 위한 기본 자료로서 활용이 가능할 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.368-374
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• 2017

본 연구에서는 220[V] 상용전원을 대체한 태양전지 모듈을 응용하고 등 기구는 할로겐 등이나 나트륨 등을 대체한 LED 조명을 이용한 저전력형 LED 보안등을 개발하였다. 또한 LED 구동제어기의 발열문제와 구동전류를 최소화할 수 있는 PWM형 구동제어회로를 설계하였다. 개발된 시스템에서, 광 효율에 대한 측정값은 93.6 [lm/Ｗ] 이고, LED 램프의 발열 제어를 위하여 제어기 내부에 고 정밀 온도센서(TC1047A)를 사용하였다. LED 조명등에서 발생하는 고열을 제거하기 위하여 금속 삽입형 방열 장치를 통하여 대기 속으로 신속하게 다중분산 시키도록 설계하였다. LED 조명등의 발열제어 온도 범위는 $50{\sim}55[^{\circ}C]$였다. LED 보안등의 광속 및 점등 속도는 0.5[sec] 이고 LED 램프의 빔 확산 각도는 높이 6[m]를 기준으로 하는 배광곡선에 의해 약 $110[^{\circ}]$의 빔 각도를 얻었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제29권2호
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• pp.105-116
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• 2014

경기도내 고등학생의 카페인 함유 음료 섭취실태를 조사하기 위해 886명을 대상으로 2013년 5월부터 6월까지 설문조사를 실시하였다. 조사대상자의 97%가 카페인 함유 음료를 섭취한 경험이 있었고, 콜라 등 탄산음료(90.0%), 가공유(초코, 커피)와 코코아(79.0%), 커피(63.0), 다류(녹차, 홍차) (52.1%), 에너지음료(16.4%), 자양강장음료(15.5%)순으로 나타나 음료의 선호도 순위와 일치하였다. 고등학생의 음료를 통한 카페인 섭취량은 41.53 mg/day였고, 최대 일일섭취권고량(2.5 mg/kg)에 대한 실제섭취량은 평균 29.2%로 나타났다. 카페인 섭취량 중 커피(51.5%)가 가장 많은 부분을 차지하였고, 탄산음료(19.6%), 가공유 코코아(11.5%), 다류(11.4%), 에너지음료(5.0%), 자양강장음료(1.1%)순으로 나타났다. 카페인 섭취량은 스트레스가 심한 그룹, 일일 2회이상 간식을 섭취하는 그룹, 스마트폰과 컴퓨터 사용량이 3시간 초과하는 그룹에서 높게 나타났다. 카페인 함유 음료 섭취 후 증상과 카페인 섭취량과의 관계를 분석한 결과 심장 두근거림과 불면증, 빈뇨를 경험한 그룹은 카페인 섭취량이 높게 나타났다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.485-492
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• 2021

50kW 또는 그 이하의 정격용량을 갖는 풍력터빈은 일반적으로 소형풍력으로 간주한다. 소형풍력터빈은 독립형 전력시스템과 가전제품, 독립적인 적용 및 에너지저장장치, 태양광, 소수력, 디젤엔진과 같은 다른 에너지 기술을 조합하여 동시에 사용할 수 있는 매력적인 대체품이다. 연구목적은 터빈블레이드 제작법과 구조가 가능한 상업용 개발과정과 유사성을 갖도록 50kW급 풍력터빈 블레이드를 개발하기 위한 것이다. 목함에 기반하여 제작된 몰드기법은 탄소섬유와 열경화성 수지인 유리섬유를 사용한 경량설계, 다중부목, 오목성을 유지하기 위하여 채택한다. 수 작업형 시제품 제조법은 공기역학적인 평판형의 반복적인 설계를 통해서 단주기를 갖는 고밀도 형상 몰드를 사용하여 개발한 것이다. 5개의 블레이드 생산공정을 통하여 제작하고, 블레이드의 주요 구성요소는 IEC-61400-23 규정에 따라 설계의 적절성을 검증하기 위하여 시험하며. 또한, 개발된 블레이드를 갖는 풍력시스템은 성능특성을 검증하기 위하여 IEC 61400-12 규정에 따라 시험한다. 블레이드와 터빈시스템의 시험결과는 상업운전에서 요구되는 유효한 설계조건을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.620-626
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• 2020

본 연구는 IOT 장비인 라즈베리파이를 마스터(master)로 이용하고 인버터를 슬레이브(slave)로 하여 모드버스 TCP 통신을 기반한 태양광 발전 모니터링 시스템을 제안하였다. 본 모델은 라즈베리파이에 다양한 센서를 추가하여 태양광 발전소의 모니터링에 필요한 정보를 추가하였으며, 실시간 발전량 예측을 통해 발전량 예측과 모니터링 정보를 스마트 폰으로 송신하였다. 또한, 서버에 태양광 발전소에서 지속해서 생성되는 정보를 빅데이터로 구축하였으며, 발전량 예측을 위한 딥러닝 모델을 학습하여 갱신하였다. 연구 결과로서 인버터에서 라즈베리파이로 모드버스 TCP 기반으로 안정적인 통신이 가능하였고, 라즈베리파이에서 학습된 딥러닝 모델로 실시간 예측이 가능하였다. 서버는 빅데이터로 다양한 딥러닝 모델 학습이 가능하였으며, LSTM이 학습 오차 0.0069, 테스트 오차 0.0075, RMSE 0.0866 등으로 가장 좋은 오차를 보임을 확인하였다. 본 모델은 다양한 제조사의 인버터에 대해서 보다 간단하고 편리하며 발전량을 예측할 수 있는 실시간 모니터링 시스템 구현이 가능함을 제시하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.77-84
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• 2022

해저 전력케이블은 수면 아래로 전력을 운송하는 송전케이블이다. 최근 해저케이블은 해상의 재생에너지인 풍력, 파력 및 조류시스템 등의 전력을 육지로 전송하며, 이 케이블이 위치하는 장소에 따라 해저에 매설하거나 해저면에 놓여진다. 전력케이블은 극한 환경에서 이용되어 왔기 때문에 가혹한 조건들과 온도 및 강한 조류를 견디도록 제작되나, 해저조건은 해상케이블에 대해 수 많은 종류의 심각한 손상을 만들기에 충분한 조건을 갖는다. 이러한 원인은 전력전송을 중단시키는 케이블 손상을 가져온다. 본 논문에서는 케이블에 대한 설계기준과 시공절차와 난제 그리고 케이블 전환 접속시스템에 대하여 연구한다. 설계된 해저케이블의 규격은 154kV 기존 케이블 1회선과 신규 케이블 2회선 등 3회선으로 구성되고, 선로당 100MVA 전력용량을 갖는다. 해저케이블 매설깊이를 결정하고 기존 및 신규 케이블을 함께 배치하는 방법을 연구하였다. 지중선로에 대한 해저케이블의 전력용량 허용값을 계산하였고 그 결과 케이블 선로당 100MW 이상의 전력용량을 갖는다는 것을 확인하였다.