• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.65-70
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• 2010

국내 교류 급전시스템은 단권변압기를 이용한 방식을 채택하고 있다. 이 시스템은 흡상 변압기를 이용한 방식보다 급전 거리가 긴 장점이 있으나 최근 대용량 차량의 도입과 시격이 짧아짐에 따라 전압 강하에 대한 대응이 시급한 실정이다. 본 논문에서는 교류 급전시스템의 전압강하 해소를 위하여 SVC와 같은 추가 설비의 도입 없이 보조 급전구분소 포는 급전구분소의 단권변압기를 이용한 시스템을 제안한다. 열차가 집전받는 전차선과 레일간의 전압을 높이기 위하여 열차가 위치한 인근의 단권변압기의 권선비를 현재 1:1에서 N:1로 바꾸는 것이다. 이렇게 하면 부하에서 공급받는 전압이 높아져 열차의 효율 향상 및 부하전류의 감소 등의 효과를 얻을 수 있을 것이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.267-268
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• 2011

인터넷데이터센터는 현대 IT산업의 중심설비로서 수십 MW의 전력을 소비하는 집중부하형태를 취하고 있다. 인터넷데이터센터의 특성상 전원의 신뢰성을 높이기 위하여 무정전전원장치(UPS)를 사용하는 것이 필수사항이다. 따라서 기존의 교류방식은 (교류-직류), (직류-교류), (교류-직류)의 3단계 전력변환이 필요하여 전체 급전계통의 효율저하를 가져온다. 이에 비하여 직류급전방식은 기존 계통 망에 연결하기 위한 (교류-직류) 1단계의 전력변환만 필요하므로 효율을 크게 개선할 수 있을 뿐만 아니라 전원의 신뢰도를 높일 수 있다고 알려져 있다. 본 논문에서는 인터넷데이터센터 내에 220V교류방식과 300V직류방식의 시험용 급전계통을 구축하고 똑같은 부하운전 조건에서 실제의 급전효율을 측정하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.111-112
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• 2010

21C 정보화 사회를 맞이하여 디지털 부하의 사용이 급격히 증가하고 있다. 뿐만 아니라 친환경 녹색성장의 일환으로 풍력, 연료전지, 태양광과 같은 신재생 에너지원을 이용한 발전 시스템도 증가 하고 있다. 이에 따라 교류에 비하여 신뢰도가 높고, 저손실의 전원 시스템을 구축할 수 있는 직류급전시스템의 필요성이 부각되고 있다. 직류급전시스템에 있어 효율성, 신뢰성, 전송능력 등이 고려되어야 하지만 직류 배전의 상용화를 위해서는 직류 전용 보호차단기 등을 개발하여 보급하여야 한다. 미국의 통계에 따르면 아크사고는 전기화재의 큰 요인으로 꼽히고 있다. 이미 교류 아크의 검출 알고리즘이 다방면으로 연구되어 아크차단기(AFCI)가 개발되었으며 미국의 경우 AFCI 사용을 법제화 하고 있다. 따라서 직류급전시스템에서의 아크 검출을 위해 직류 아크의 특성을 분석한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.152-158
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• 2010

교류 전기철도 급전시스템은 고조파 왜곡 및 무효전력으로 인한 역률저하 등의 전기품질 문제를 동반한다. 교류 전기철도 급전시스템의 고조파 전류 및 무효전력을 보상하기 위해 SRF(synchronous-reference-frame) 제어를 이용한 하이브리드 능동필터를 제안한다. 제안하는 하이브리드 능동필터 제어 알고리즘은 3상에서만 응용되었던 MSRF(multiple-synchronous-reference-frames)를 통해 저차 고조파를 추출하여 상대적으로 크기가 작은 고차 고조파를 능동필터에서 보상하고 크기가 큰 저차 고조파를 수동필터에서 보상하며, 능동필터 또는 수동필터만을 사용했을 때 생길 수 있는 문제점들 보완한다. 또한, 폐루프 무효전력 보상알고리즘을 통해 무효전력을 보상한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 하이브리드 능동필터의 SRF 제어 방법의 제어 성능과 타당성을 확인한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.694-699
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• 2009

교류 전기철도 급전시스템의 전압, 전류의 왜곡 및 전압 sag과 무효전력을 보상하기 위한 단상 UPQC의 동기좌표계를 이용한 제어 방법을 제안한다. 단상 UPQC의 동기좌표계를 이용한 제어를 통해 단상인버터 형태인 UPQC의 직렬보상기와 병렬보상기를 순시적으로 제어한다. 시뮬레이션을 통해 단상 UPQC를 이용하여 비선형 단상 부하인 차량으로 인해 급전시스템에 생길 수 있는 전압, 전류의 왜곡 및 전압 sag과 무효전력의 보상이 가능함을 증명하고, 단상 UPQC의 동기좌표계를 이용한 제어 방법이 타당함을 확인한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.53-60
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• 2002

본 논문에서는 정전류 부하모델 교류 전기철도 AT 급전시스템을 회로망 해석법(Loop Equation Method)을 이용하여 실제 급전시스템과 유사하게 제약조건을 두고 여러 경우를 가정하여 모델링 하였다. 이 방법을 통해 앞으로 건설될 고속 전기철도 급전시스템의 전력품질에 영향을 줄 수 있는 전압강하에 주안점을 두고 정상급전의 경우뿐만 아니라 연장급전의 경우를 새롭게 확대 해석하였으며 이 결과를 동적 시뮬레이션 프로그램인 PSCAD /EMTDC를 이용하여 그 정확성과 실용성을 검증하였다. 또한 사례연구를 통해 전압 보상기를 설치하지 않는 경우와 STATCOM을 설치한 경우의 전압강하 보상효과를 PSCAD/EMTDC로 시뮬레이션 하여 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1605-1606
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• 2015

전기철도차량은 매 순간마다 이동하는 대용량 단상부하로, 전력계통 측면에서 부하의 특성이나, 계통구성의 형태 및 제반현상이 일반 3상 전력계통과 상이한 특성을 지닌다. 이와 같이 3상 전력계통으로 부터 단상 교류로 변환하여 전기차를 운행하는 경우에는 3상 전원측 PCC(Point of Common Coupling)에 불평형을 일으켜, 역상전류를 발생시킨다. 현재는 이를 최소화하기 위해서 종래부터 사용 되어온 스코트 결선 변압기를 사용하고 있다. 하지만 특성상 두 개의 단상 시스템에 걸리는 부하량 및 역율이 동일하지 않을 경우 여전히 3상 전압불평형이 발생된다. 이에 대한 근본적인 대책으로는 급전시스템 재구성 또는 전력 설비 증설 및 보상장치의 적용을 들 수 있으나, 최근에는 전력전자 기술의 발달로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자를 이용한 BTB(Back To Back) 방식의 컨버터를 활용한 사례가 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력계통과 전기철도의 연계 목적으로 3상-단상 BTB 모듈형 멀티레벨 컨버터 (Modular Multi-level Conveter, MMC)를 이용한 전기철도 급전 시스템의 기본구조를 제안하고, Mathworks사의 MATLAB Simulink tool를 이용하여 시뮬레이션을 통해 MMC시스템을 검토하고자 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.220-229
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• 2004

전기 철도계통은 기존 전력계통과 달리 단상, 대용량 부하로 필연적으로 전압강하, 전압불평형 및 고조파 왜곡 등의 전력품질의 문제가 발생한다. 최근 철도계통의 전력품질문제는 철도차량 및 시스템의 제어 및 안전 때문에 중요한 화두가 되고 있다. 이는 또한 기존 전력계통의 전력품질에도 영향을 미친다 본 논문에서는 전기철도 급전시스템에 발생하는 전력품질문제의 보상에 관한 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 국내 교류전기철도 표준 급전방식인 AT(Auto Transformer)급전시스템, 철도급전변압기인 스콧트 변압기(Scott Transformer), AT변압기, 철도선로 및 철도 차량부하를 모델링 하였다. 과도응답은 전자기과도해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 사용하여 해석 하였다. 또한 전력품질을 보상하기위한 방안으로 급전선-전차선에 설치되는 전력품질보상기(Unified Power Quality Conditioner : UPQC)를 제안하였고 이의 성능 및 유효성을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.502-503
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• 2011

최근 환경 문제 및 화석 에너지의 고갈과 맞물려 신재생 에너지를 사용하는 DC 출력형 분산전원 시스템이 증가 일로에 있으며, 이에 따라 교류 급전시스템보다 에너지 변환 효율이 높은 직류 급전 시스템에 대한 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 유지 보수의 용이성을 확보한 Hot Swap 구조형식의 DC 급전용 100[kW]급 분산 제어기반 모듈형 ESS[Energy Storage System의 개발에 관한 것이다. 실제 33[kW]급 모듈 3대로 구성된 100[kW]급 시스템을 제작하여 전압제어 실험, 병렬운전실험 및 Hot Swap 안정성 실험 등을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.277-279
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• 2009

Hybrid 급전시스템은 신재생에너지와 상용전원에서 전원을 공급받아 사용자에게 DC 및 AC 전력을 공급해주는 시스템으로 상용전원의 효율을 향상시키고 신재생에너지의 사용 편의성을 올리며 가정에 AC와 DC를 동시에 공급하는데 주목적이 있다. 본 논문을 통해 DC 및 AC 동시 배전을 위해 가정용 부하의 특성을 분석하고 시스템의 동작특성을 해석한다.