The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

The Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회)
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Supercapacitor Energy Storage System for the Compensation of Fuel Cell Response Characteristics

연료전지 응답특성 보상용 슈퍼커패시터 에너지 저장 시스템

  • 송웅협 (부경대 대학원 전기공학과) ;
  • 정재헌 (부경대 대학원 전기공학과) ;
  • 김진영 (부경대 대학원 전기공학과) ;
  • 노의철 (부경대 전기공학과) ;
  • 김인동 (부경대 전기공학과) ;
  • 김흥근 (경북대 전기공학과) ;
  • 전태원 (울산대 전기전자정보시스템공학부)
  • Received : 2011.08.22
  • Accepted : 2011.08.30
  • Published : 2011.10.20
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Abstract

This paper deals with supercapacitor energy storage system for the compensation of the slow response characteristics of a fuel cell generation system for grid connection. A bidirectional dc/dc converter is used for the charging and discharging of the supercapacitor. The conventional converters use additional clamping circuit, etc. to reduce a voltage spike at the instant of switching and to provide wide range of soft switching. The proposed method provides simplified hardware implementation without any clamping circuit, and soft switching condition for both charging and discharging mode with proper switching patterns. The usefulness of the proposed scheme is verified through simulation and experimental results with 1 kW system.

본 논문에서는 계통연계를 위한 연료전지 발전시스템에서 부하 급증시 연료전지의 느린 응답특성 보상용 슈퍼커패시터 에너지 저장시스템에 대해 다루고자 한다. 이러한 경우 슈퍼커패시터의 충 방전을 위해서 양방향 DC/DC 컨버터가 사용되는데 기존의 컨버터는 넓은 영역에서 소프트 스위칭을 가능하게 하고 스위칭 시 순시 과전압을 감쇠시키기 위하여 클램핑 회로를 부가하는 등의 방법을 사용한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 부가회로 없이 스위칭 패턴을 충전 및 방전 특성에 적합하게 함으로써 하드웨어 구성을 최소화 하였으며, 아울러 전 동작영역에서 영전압 또는 영전류 스위칭이 가능하도록 하여 효율이 극대화 되도록 하였다. 1 kW급 충 방전 시스템을 구현하여시뮬레이션과 실험을 통하여 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.

Keywords

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