• 한국정보기술학회 영문논문지
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• 제10권2호
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• pp.91-101
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• 2020

Recently, the demand for high penetration of variable renewable energy (VRE) penetration in a power system is increased. In consequence, distribution systems including microgrids confront the increased installation of VRE-based distributed generation. Despite of the high demand of VRE-based distributed generation in a distribution system, the installation of photovoltaic (PV) system in a distribution system has been restricted by various problems. In other words, the hosting capacity for high VRE penetration in a distribution system is limited. This paper analyzes the improvements of hosting capacity VRE penetration of stand-alone microgrid (SAMG) with energy storage system (ESS) by considering virtual-slack (VS) control based on power sensitivity. With the pre-defined power sensitivity, the ESS operates as virtual slack in the SAMG by controlling its bus voltage and phase angle indirectly. Therefore, the ESS enables the increase of VRE penetration in the SAMG. The proposed VS control is realized by analyzing the ESS as a virtual slack in power flow analysis based on power sensitivity. Then its validity is demonstrated with the case study on the SAMG in South Korea with practical data.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.399-407
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• 2021

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.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권5호
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• pp.401-404
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• 2003

LiN $i_{y}$M $n_{2-y}$ $O_4$were synthesized by calcining a mixture of LiOH, Mn $O_2$(CMD), and NiO at 40$0^{\circ}C$ for 10 h and then calcining at 85$0^{\circ}C$ for 48 h in air with intermediate grinding. The voltage vs. discharge capacity curves at a current density 300 $\mu$A/c $m^2$ between 3.5 V and 4.3 V showed two plateaus, but the plateaus became ambiguous as the y value increases. The sample with y=0.02 had the largest first discharge capacity, 118.1 mAh/g. As the value y increases from 0.02 up to 0.2, on the whole, the cycling performance became better. The LiN $i_{0.10}$M $n_{1.90}$ $O_4$sample had a relatively large first discharge capacity 95.0 mAh/g and showed an excellent cycling performance. The samples with larger lattice parameter have, in general, larger discharge capacities. The reduction curves in the cyclic voltammograms for the y=0.05-0.20 samples exhibit three peak showing that the reduction may proceed in three stages in these samples. For the samples with relatively large discharge capacity, the lattice destruction induced by strain causes the capacity fading of LiN $i_{y}$M $n_{2-y}$ $O_4$ with cycling.cling.ing.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.746-752
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• 2020

환경문제가 세계적으로 심각하게 다뤄지면서 우리나라도 태양광발전 설비가 급속도로 증가하였다. 특히 소용량 태양광발전을 저압배전으로 연계하는 계통에서 인버터 출력단의 전압상승으로 인하여 저압배전계통 품질저하 및 부하설비에 악영향을 주고 있다. 또한 과전압에 의한 인버터 가동중지로 인하여 발전소의 경제적 손실을 줄 수 있다. 본 논문에서는 저압배전계통 연계에 따른 태양광 인버터 출력단 전압 상승 해결방안을 연구 하였다. 첫째, 역률제어 및 능동전압제어 인버터를 사용하여 무효전력을 제어하면 출력단 전압이 230.91V에서 208.99V로 단자전압 비율이 약 10%가 내려갔다. 둘째, 배전전압용 변압기 2차 Tap을 조정하면 약 15V의 전압조정이 가능하지만, 한전배전규정전압이 220±13V의 범위가 벗어나지 않는 한 Tap을 조정해 주지 않는 문제점이 있다. 셋째, 인버터의 댓 수를 제한하면 인버터 과전압 범위 안에서 인버터를 기동할 수 있다. 넷째, 단상이 아닌 삼상으로 연계하면 전압이 분배되어 전압상승을 방지 할 수 있다. 4가지 중 현장 적용이 용이한 것은 역률제어 및 능동전압제어 인버터를 사용하는 것임을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.274-284
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• 2003

대용량 전력변환기기인 멀티-레벨 컨버터는 전동기구동시스템 및 유연송전시스템 등에 널리 사용되고 있다. 이중 H-Bridge 컨버터는 캐스캐이드 형태를 사용하여 멀티-레벨로의 확장이 용이한 장점으로 인해 shunt형 기기로 점차 응용이 확대되고 있다. 정상 상태에서 대략 0.7∼0.8의 변조지수 범위에서 작동한다. 고변조지수에서는 부스트 벡터인 zero vector가 인가되지 않아도 DC-link 전압은 일정하게 유지된다. 이것은 3-레벨 컨버터의 여러 벡터 중 zero vector 이외에도 또 다른 boost vector가 존재한다는 것을 의미한다. 본 논문은 boost vector의 원리를 살펴보고 3레벨 컨버터에서 zero vector와 또 다른 boost vector와의 차이점을 고찰하였다. 또한 본 논문은 두 토폴로지의 충전 전류와 커패시터 전압을 해석하고 비교한다 이 전압과 전류는 스위칭 상태와 기준전압과 관련되어 있고 이것을 이용하여 각 커패시터의 충전전류와 전압리플에 대한 계산 방법을 제안하였고 다양한 DC-Link 전압제어 방법을 시뮬레이션을 통해 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권5호
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• pp.469-473
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• 2009

We present high-voltage liquid-electrolyte microbatteries, inspired from the high-voltage generation mechanism of electric eels using serially connected multiple-cell arrays. In the microbatteries, we purge air into the electrolyte filled in a channel layer to isolate serially connected multiple cell arrays using three surface-tension valves (cell-front, outlet, and cell-end valves). Compared to the previous multi-cell stack or interconnection, present microbatteries provide a reduced multi-cell charging time. We have designed and characterized four different prototypes C1, C10, C20, and C40 having 1, 10, 20, and 40 cells, respectively. In the experimental study, the threshold pressures of cell-front, outlet, and cell-end valves were measured as $460{\pm}47$, $1,000{\pm}53$, and $2,800{\pm}170$ Pa, respectively. The average charging time for C40 was measured as $26.8{\pm}4.9$ seconds where the electrolyte and air flow-rates are 100 and $10{\mu}l/min$, respectively. Microbatteries showed the maximum voltage of 12 V (C40), the maximum power density of $110{\mu}W/cm^2$ (C40), and the maximum power capacity of $2.1{\mu}Ah/cm^2$ (C40). We also proposed a tapered-channel to remove the reaction gas from the cell chamber using a surface tension effect. The present microbatteries are applicable to high-voltage portable power devices.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제48권2호
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• pp.315-324
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• 2006

This research was conducted to clarify the characteristics of electrochemical decolorization of effluent discharged from a biological animal wastewater treatment process and to finally establish parameters or mode for optimum operation of electrolysis system. Average color unit of wastewater was about 1,200 and DSA(Dimensionally Stable Anode) was used as electrode. Experiments were performed with two different operation conditions or modes, fixed voltage-free current(Run A) and free voltage-fixed current(Run B). Color removal rate was proportional to the electrode area and electrical conductivity, and an equation subject to them at a condition of fixed voltage was derived as follows; Ct=C0ekt, k=[{0.0121×ａ(dm2)× c(mS/cm)}+0.0288], [where, C0: initial color, Ct: color unit after treatment for t, k: reaction coefficient, t: time(min.), ａ: electrode area, c: conductivity]. From the study on the effects of current density on color removal, it was revealed that the removal efficiency of color was function of the current density, showing direct proportion. However, when considered energy consumption rate, maintenance of low current density was an economical way. Based on the obtained results, it was concluded that supplementation of electrolyte is not necessary for the removal of color from the effluent of secondary treatment process and operation with the mode of free voltage-fixed current, rather than operation with fixed voltage-free current mode, would be an efficient way to increase the removal performance and capacity per consumed energy.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.107-112
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• 2013

본 논문에서는 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 모듈의 속도 제어 및 온도 제어 기법을 제안한다. 지속적인 전력 수요의 증가에 따른 발전 설비 및 송 배전설비의 신규 건설이 요구되고 있으며, 전력수송설비의 신 증설로 전력수송로의 병목현상에 따른 문제점이 나타나고 있다. 따라서 기존설비의 이용률을 극대화하고, 신규건설 없이 송전용량을 증대시키는 방안이 연구 되고 있다. 기존의 정지형 무효전력 보상장치 제어 방식에서는 전원입력회로에서 전위 검출하여 SCR를 직접 스위칭 동작하게 되어 있어서 노이즈가 발생하게 된다. 제안한 방법은 SCR 양단의 전위차를 바탕으로 스위칭 제어하여 스위칭 속도가 향상되고 노이즈가 감소하게 된다. 또한 스위칭 속도 증가로 발생하는 발열을 실시간 온도 제어함으로 안정성을 향상하였다. 실제 실험 환경을 구성하여 제안한 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 속도 및 온도 제어를 실험하고, 실제 현장에서 성능을 검증하였다. 제안한 고압용 정지형 무효전력 보상장치의 스위칭 모듈을 통한 온도 제어를 실험하고, 실제 현장에서 성능을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.247-256
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• 2008

직류철도의 회생제동 시 발생되는 회생에너지는 급전선로의 직류가선전압의 상승에 의해 시스템의 오동작이나 차량 정류기의 파손, 또는 급전 시스템의 전력변환 장치의 고장을 일으키는 원인이 될 수 있다. 슈퍼 커패시터를 이용한 회생에너지 저장장치는 직류가선전압을 안정화 하게하는 방법이다. 본 논문에서는 슈퍼 커패시터 뱅크를 이용하여 직류철도 시스템의 에너지 저장장치를 구현하였고, 지하철 2호선 N역과 S역의 실측값을 이용하여 가선전압이 전동차에 의한 회생에너지 발생에 따른 동작 특성과 슈퍼 커패시터의 충 방전 특성을 확인하였다. 본 논문을 통하여 직류철도 시스템에 설치된 회생에너지 저장시스템용 슈퍼 커패시터 뱅크의 동작 특성을 알 수 있고, 향 후 직류철도 모든 변전소의 직류 가선전압 실측 데이터를 이용한다면, 특정 직류철도 운행 구간에 대한 회생에너지 저장장치의 운전특성과 슈퍼커패시터의 용량 및 수명 예측으로 가격을 절감 할 수 있고 전체 시스템의 안정도 와 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

• 전기화학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-8
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• 2016

층상구조 삼성분계 $LiNi_{1-x-y}Co_xMn_yO_2$ 양극활물질을 4.3 V 이상 고전압으로 충전시키면 용량 증가를 기대할 수 있으나 기존 전해액의 산화안정성이 낮아 고전압 성능 구현에 제한이 있다. 본 연구에서는 설폰계 전해액 첨가제인 dimethyl sulfone (DMS), diethyl sulfone (DES), ethyl methyl sulfone (EMS)을 사용하여 $LiNi_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ 양극의 고전압 특성을 향상시키고자 한다. 본 논문은 다양한 선형 sulfone계 첨가제가 포함된 전해액에서 3.0-4.6 V 전압범위에서 양극의 충방전 특성과 양극-전해액간 계면거동과 표면층 분석에 대한 내용으로 이루어져 있다. 특히 Dimethyl sulfone (DMS) 첨가제 사용시, 50 사이클 중 $198-173mAhg^{-1}$의 방전 용량과 87%의 용량유지율을 보여 기존 전해액 대비 상당히 향상된 충방전 안정성을 보였다. 표면조성 분광분석 결과, DMS 첨가제 사용시 양극에 안정한 표면보호층이 형성되고 금속 용출이 억제되어 고전압 충방전 특성이 향상되었음 알 수 있었다.