• 에너지공학
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• 제9권2호
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• pp.117-122
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• 2000

풍력발전시스템은 일정속과 가변속 풍력발전시스템으로 나누어진다. 일정속 풍력발전시스템은 유도발전기를 이용한 시스템이 주종을 이루고, 가변속 풍력발전시스템은 동기발전기-인버터로 이루어진다. 본 논문에서는 피치컨트롤이 장착된 두 시스템을 분석하여, 피치컨트롤의 제어 알고리즘을 유도하고 공기역학적 출력제어 국면에서 두 시스템의 출력제어를 비교 분석하고자 한다.

• 전기저널
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• 12호통권108호
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• pp.102-108
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• 1985

가변속시스템은 전력용 반도체소자의 발달, 마이크로엘렉트로닉스, 마이크로프로세서의 응용에 의한 제어의 고도화 등으로 지난 수년 사이에 크게 진보되었다. 여기서는 최근의 가변속시스템의 동향에 대하여 설명한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.243-250
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• 2010

최근 풍력발전 시스템은 가장 빨리 발전하고 있는 신재생 에너지원중 하나로 각광을 받고 있으며, 풍력발전 시스템의 주된 관심사는 어떻게 광범위한 풍속의 변화에서도 효율적으로 시스템을 동작시키는 가에 있다. 가변속 풍력발전 시스템은 고정속 풍력발전 시스템에 비해 더 높은 에너지 효율, 낮은 컴포넌트 스트레스를 달성할 수 있다는 장점을 갖는다. 일반적으로 가변속 풍력발전 시스템의 제어를 위해서는 풍속정보의 취득이 필수적으로 요구된다. 하지만 풍속계 등에 의해 측정된 풍속은 여러 요인에 의해 정확하지 않다는 문제점을 갖는다. 이에 본 연구에서는 풍속의 추정을 위한 칼만 필터와 칼만 필터에 의해 추정된 정보를 사용하여 학습된 인공신경망으로부터 최적의 로터 회전 속도를 유추할 수 있는 새로운 형태의 가변속 풍력발전 시스템을 위한 제어 알고리듬을 제안하고자 한다. 또한 Matlab의 시뮬링크를 사용하여 다양한 시뮬레이션 수행하여 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.117-121
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• 2019

본 연구에서는 국내외적으로 환경문제 및 에너지절감의 일환으로 직류배전시스템을 선박에 적용하려는 연구 및 실증이 활발히 수행되고 있으며, 발전기를 직류배전시스템에 적용하기 위해서는 가변속 엔진을 적용하여 저부하 영역에서 발전기의 엔진 회전수를 줄여 연료소모량을 절감할 수 있는 방안이 제시되고 있다. 본 논문에서는 기존의 디젤발전기를 이용하여 발전기 컨트롤러, 가버너, AVR을 이용하여 직류배전용 가변속발전기를 구성하였으며, 발전기의 시스템 구성 방법, 가변속 발전에 따른 전력품질 시험(전압 및 주파수 변동특성, 부하변동 특성)을 통해 가변속 발전기의 전력특성을 분석 하였다. 가변속 발전기의 전압(250 ~ 440 VAC) 및 주파수(34 ~ 60 Hz)는 정격의 60 ~ 100 %로 구성하였으며, 엔진은 1100 ~ 1800 rpm 범위에서 운전되도록 설정 하였다. 부하변동에 따라 발전기의 엔진속도를 변경시켜서 발전기 출력의 전압, 전류, 주파수가 전력량에 따라 안정적으로 변동되는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.610-617
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• 2005

가변속 풍력발전 시스템의 시뮬레이션 모델을 PSCAD/EMTDC 기반으로 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델은 바람 모델, 회전자 다이나믹스, 동기 발전기, 전력 변환기, 변압기, 배전 선로, 무한 모선 등으로 구성되어 있다. 특히 블레이드의 공기역학적 특성과 전력 변환기의 제어 전략도 포함되어 실질적인 풍력발전기의 동작 특성을 시뮬레이션 할 수 있다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 입력 풍속의 변동, 발전기 주변 부하의 변동, 계통측 전원 전압의 불평형 등의 다양한 조건에서 풍력발전기의 과도 상태 거동 특성을 확인하였다. 본 연구 결과는 앞으로 가변속 풍력발전기와 전력계통의 연계 운전시 신뢰성을 높이고 전력 시스템을 보호하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.350-351
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• 2018

본 논문은 가변속 양수발전 시스템의 모델링 및 양수발전용 전력변환장치 제어 구조를 분석하고 모델링하였다. 기존 양수발전 시스템은 동기 발전기를 사용하였지만 신재생 에너지원의 출력 변동 및 부하 변동에 따른 주파수의 변화에 빠른 대응을 위한 가변속 양수발전 시스템을 채용하여 계통 전력과 전압, 주파수 등을 보상한다. 양수 발전소의 터빈, 게이트, 조속기 등을 분석하여 모델링하였으며, Doubly fed induction generator를 위한 back-to-back 전력 변환 장치를 발전 및 양수 모드에 사용하기 위해 벡터제어, 속도제어, 유효-무효 전력 제어기 등을 모델링 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.128-134
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• 2008

독립형 전원시스템에서 엔진을 이용한 발전시스템은 지금까지 에너지의 효율적인 측면보다는 설치 단가 및 신뢰성이 중요한 이슈가 되어왔으나, 최근 들어 신뢰성과 함께 에너지의 효율적 사용, 대기 환경 개선 및 발전 전력 품질 등이 점차 중요시 되어가고 있다. 가변속 엔진 발전 시스템의 경우 출력 전력에 대응하여 엔진 속도를 가변함으로써, 경부하시 획기적인 효율 개선이 가능하다. 또한 부하 전압, 주파수는 출력 인버터에 의해 제어되므로, 그 응답 속도가 빨라 고 품질의 전력을 전원에 공급할 수 있다. 특히 급격한 부하 증가 시 엔진 출력이 늘어나는 시간동안 부족한 전력을 슈퍼캐패시터로부터 공급받음으로써, 부하 급증 시에도 안정된 전력 공급이 가능하다. 본 논문에서는 소형 디젤 엔진과 슈퍼캐패시터를 이용한 가변속 엔진 발전 시스템의 개념을 설명하고, 가변속 운전의 필요성, 고정 운전속 대비 연비 절감 및 3상 4선식 인버터를 사용한 고품질의 전력 공급 등의 타당성을 모의 실험과 실험을 통하여 검증하도록 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.666-671
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• 2023

국제적인 선박 배출 가스에 대한 환경 규제가 점차 강화됨에 따라 전기추진 및 하이브리드 추진선박에 대한 관심이 증대되고 있으며, 이러한 선박에 적용하기 위한 다양한 솔루션이 개발 및 적용되고 있는데 특히 전력계통의 안정화, 시스템의 효율성을 높이기 위한 방안으로 직류배전시스템이 적용되고 있다. 또한, 선박용 직류배전시스템에 대한 안전 및 성능에 대한 검증 및 시험의 중요성이 요구되고 있다. 본 연구는 직류배전 테스트베드 구축 및 직류배전(가변속 발전)시스템에 대한 성능을 검증하고 연료소모량 분석한 결과로서 선박용 직류배전에 적용되고 있는 가변속 발전시스템을 적용하였으며, 발전기에서 출력되는 전력을 정류기를 통해 직류전력으로 변환하여 시스템에 연계하고 이러한 장치들을 감시 및 제어하기 위한 시스템을 개발하였다. 이러한 직류배전 시스템을 적용한 시험을 통해 최대 전압은 751.5V이고 최소전압은 731.4V가 계측되어 전압변동률은 2.7%로 3% 이내에서 안정적으로 전압이 공급되는 것을 확인하였고 부하변동에 따라 가변속 발전시스템을 적용하였을 경우 연료소모량이 기존 정속발전시스템과 비교하여 구간에 따라 최대 20%이상 연료절감이 되는 것을 시험을 통해 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.233-234
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• 2016

본 논문에서는 소형 어선의 전기 시스템을 DC 마이크로그리드의 관점에서 설계하고, 선박의 동력원인 엔진-발전기를 가변속 제어함으로써 선박 전력 계통의 효율을 개선하고자 한다. 선박 전력 계통은 물리적으로 육지 계통과 분리된 마이크로그리드의 형태를 갖추고 있다. 때문에 소형 기계 추진 어선의 경우, 추진을 위한 엔진뿐만 아니라 추가적으로 선내 전력을 공급하기 위한 엔진-발전기를 갖출 필요가 있다. 이에 반해 전기 추진 어선은 하나의 엔진-발전기 세트로 추진과 선내 전력 공급이 모두 가능하다. 하지만 어선이 정지 상태에서 조업을 할 때에 전력 부하량이 작기 때문에 엔진의 저부하 운전 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여, DC마이크로그리드를 어선에 적용하여 엔진 가변속을 적용하고자 한다. 통상적으로 20% 내외의 부하율로 운용되는 엔진에 가변속 제어를 적용하면 20% 이상의 연비 개선 효과를 기대할 수 있다. 이러한 DC마이크로그리드 어선의 연비 개선 효과를 항해와 조업으로 구분하여 시뮬레이션을 통해 예측하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.828_829
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• 2009

본 논문에서는 가변속 펌프 시스템에 적합한 SRM의 최적 구동을 위한 예측 방법에 대해 나타내었다. 회전자의 위치에 따른 쇄교 자속 곡선 모델링을 통하여 제안된 방법에 의해 전류의 최적 인가 시점을 테이블로 구성하였으며, 이를 기반으로 SRM 제어기 및 알고리즘을 Matlab/Simulink를 이용하여 시뮬레이션을 통해 결과값을 나타내었다.