• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.369-377
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• 2013

현재 전기자동차와 신재생에너지전원의 출력안정화에 필수적인 2차전지가 개발되고 있고, 2차전지의 효율적인 운용을 위하여 상태감시 기술과 수명예측 기술이 요구되고 있다. 기존의 2차전지 상태감시 방법으로는 전압과 비중에 의한 충전상태평가 방법 등이 있으나, 이 방법은 온도에 따라 변화되는 전압과 비중의 특성을 고려할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 즉, 2차전지의 SOC를 평가하기 위해서는 전지 케이스 내부의 전해액 온도에 따라 달라지는 비중 값을 측정해야 하지만, 대부분의 2차전지는 밀폐형으로 보급되고 있어서 전해액의 상태를 파악하기 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전지내부의 온도를 보정하는 열전달식을 유도함으로 정확한 SOC평가 알고리즘을 제시하였다. 또한 2차전지의 수명 예측 방법으로는 내부저항 측정 또는 잔존 용량 측정 등의 수명 예측 방법들이 있으나, 충 방전상태와 충전 후 방치시간, 사용 환경 등 여러 가지 요인에 의해 2차전지의 수명을 정확하게 판단하기 어렵다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해 $20^{\circ}C$로 환산된 비중 값에 대하여 전지의 충 방전에 대한 비중누적 값을 계산함으로 충 방전 사이클을 판정하는 수명예측 알고리즘을 제시하였다. 상기에서 제시한 알고리즘을 바탕으로 시험 장치를 제작하여 다양한 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 정확한 연축전지의 상태감시 및 수명예측에 대한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.9-20
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• 2018

최근 국가의 3020정책에 따라 신재생에너지전원의 도입이 활발히 이루어지고 있는 상황이다. 하지만 신재생에너지전원중의 하나인 태양광전원이 대규모로 배전계통에 도입되어 운용될 경우, 태양광전원의 간헐적 특성에 의한 출력변동과 역조류에 의하여 수용가 전압은 규정범위($220V{\pm}6%$)를 벗어날 수 있는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위한 방안 중 하나로, 배전선로에 기설된 선로전압조정장치를 이용한 수용가 전압조정 방안이 제안되고 있으나, 기계적으로 동작하는 선로 전압조정장치의 특성으로 인하여, 탭 변경 시간동안 수용가의 전압이 규정범위를 벗어날 가능성을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 선로전압조정장치 탭 변경시, 기계적인 특성에 의하여 탭 동작이 지연되는 시간동안 전기저장장치를 도입하여 전압 문제를 해결할 수 있는 전기저장장치의 최적운용전략을 제시하고, 파라메타 분석법을 이용하여 선로전압조정장치와 협조하여 운용되는 전기저장장치의 적정위치 및 적정용량 산정방안을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 선로전압장치와 전기저장장치의 상호동작에 대한 최적운용 전략과 전기저장장치의 산정 알고리즘을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 선로전압조정 장치의 탭 변경 시간동안 수용가의 규정전압($220V{\pm}6%$) 여부를 검증함으로써, 본 논문에서 제안한 수법이 계통의 전압안정화에 기여할 수 있는 방안임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1036-1043
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• 2014

환경오염과 에너지위기 문제를 해결하기 위하여 세계적으로 태양광전원의 설치가 매년 증가하고 있다. 하지만, 설치된 태양광모듈은 경년열화로 인한 성능저하와 운용상의 다양한 장애요소로 발전량 손실이 발생하여, 태양광모듈의 효율적인 운용을 위한 발전량예측과 상태진단 기술이 요구되고 있다. 기존의 발전량 예측 방법은 많은 파라미터를 고려해야하기 때문에 계산이 복잡하며, 표준시험 조건의 모듈 특성데이터를 사용하기 때문에 오차가 크게 발생한다. 따라서 본 논문에서는 태양광모듈에서 발생하고 있는 문제점을 분석하고 이에 대한 대책을 제시하기 위하여, 선형회귀분석법을 이용한 발전량 예측 알고리즘과 태양광모듈의 상태를 진단하는 알고리즘을 제안하였다. 또한, 이를 바탕으로 태양광모듈의 상태진단 평가시스템을 구현하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 제안한 방법이 계산하기 편리하고 예측 오차도 감소함을 확인하였으며, 이상모듈의 상태와 위치를 신속하게 파악할 수 있어, 태양광모듈의 운용효율 향상에 유용함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2000년도 춘계 학술대회 논문집 통권 3호 Proceedings of the 2000 KSRS Spring Meeting
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• pp.166-171
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• 2000

밀티빔 음향 측심기 (Multibeam Echo Sounder)는 탐사선에 수직방향으로 해저면을 주사(Swath)하여, 한번의 송수신(Ping)으로 다중의 빔자료를 얻을 수 있는 측심기로, 해저면에 반사되어 되돌아오는 음파의 음압을 기록하고, 사이드 스캔 소나 자료도 동시에 취득하는 기능을 가지고 있으므로, 측심된 해저 지형(Bathymetry)과 해저 지형을 덮고 있는 해저면의 퇴적 상황(Sediment Environment)도 동시에 얻을 수 있는 다목적 측심기이다. 본 논문에서는 L3사의 Sea Beam 2100 멀티빔 음향 측심기를 통해 얻은 자료를 처리하여, 3차원 공간 데이터인 DEM(Digital Elevation Model)을 생성하고, VRML을 이용한 웹상에서의 해저 지형 가시화를 통해, 세계 어느 곳에서나 웹을 통하여 쉽게 정보를 공유할 수 있는 3차원 해저 지리 정보 시스템의 구현을 목적으로 한다. 멀티빔 음향 측심기를 통해 얻어진 자료는 항해 자료 보정, 음속 보정, 빔 좌표 계산과 분리, 오측심 자료 제거, 조석 보정 등의 단계를 거쳐 측심자료의 정확도 및 신뢰도를 높이는 과정을 거치게 된다. 보정된 멀티빔 음향 측심자료는 무작위 점 사상(Point Topology)으로 산재 되어 있는 빔 자료를 임의의 단위영역으로 변환하는 과정을 거쳐야 하는데, 이 과정을 격자화라고 한다. 자료의 격자화를 통해 3차원 공강 데이터인 DEM 파일을 제작하고, 이 DEM 파일과 음압 영상을 이용해 웹상에서의 3차원 해저 지형의 가시화를 실현한다. 웹상에서의 3차원 지형 가시화에서 방대한 양의 지형 데이터는 데이터 전송 시간과 렌더링 시간에 치명적인 문제이다. 따라서, 렌더링 시간과 데이터 전송 시간을 단축시키기 위한, 지형 자료의 LOD(Level of Detail)를 통해, VRML을 이용한 보다 효과적인 웹상에서의 3차원 해저 지형의 가시화를 실현한다.면 기업은 고객으로 공간적인 제약으로 인한 불신을 불식시키는 신뢰감을 주게 된다. 이러한 고객서비스 향상과 물류비용 절감은 사이버 쇼핑몰이 전국 어디서나 우리의 안방에서 자연스럽게 점할 수 있는 상황을 만들 것이다.SP가 도입되어, 설계업무를 지원하기위한 기본적인 시스템 구조를 구상하게 된다. 이와 함께 IT Model을 구성하게 되는데, 객체지향적 접근 방법으로 Model을 생성하고 UML(Unified Modeling Language)을 Tool로 사용한다. 단계 4)는 Software Engineering 관점으로 접근한다. 이는 최종산물이라고 볼 수 있는 설계업무 지원 시스템을 Design하는 과정으로, 시스템에 사용될 데이터를 Design하는 과정과, 데이터를 기반으로 한 기능을 Design하는 과정으로 나눈다. 이를 통해 생성된 Model에 따라 최종적으로 Coding을 통하여 실제 시스템을 구축하게 된다.the making. program and policy decision making, The objectives of the study are to develop the methodology of modeling the socioeconomic evaluation, and build up the practical socioeconomic evaluation model of the HAN projects including scientific and technological effects. Since the HAN projects consists of 18 subprograms, it is difficult In evaluate all the subprograms simultaneously. Despite, each program is being performed under the category of HAN projects, so the common soci

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.201-208
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• 2017

최근, 전 세계적으로 신 재생에너지에 대한 관심이 증가됨에 따라 친환경적이고 무한한 태양에너지를 이용하는 태양광 발전의 설치가 매년 급증하고 있다. 그러나, 태양광발전시스템은 일반적으로 태양광 전지에서 발생한 에너지로부터 전력변환장치(DC/AC)를 거쳐 계통연계 지점까지 약 25[%]의 전력손실을 발생시키고 있다. 이 전력손실 가운데, 일부 태양광 모듈에 음영이나 환경변화(일사량, 온도, 습도 등)로 인해 스트링의 출력 전압이 인버터의 동작전압보다 낮아지면 해당 스트링이 동작하지 않아 전체의 발전효율이 감소하거나, 최악의 경우 인버터가 탈락되어 계통의 출력 전력이 저하되는 등의 손실이 큰 부분을 차지하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점을 개선하기 위하여, 각각의 스트링별로 DC/DC 전압 레귤레이터를 도입하여 환경변화에 따른 전압 저하로 발생하는 스트링의 탈락을 방지하는 제어방식을 제시하였고, 기존 인버터의 MPPT(P&O) 제어와 정전압 제어기능을 전압 레귤레이터에서 수행하는 방식을 채택하였다. 또한, 제안한 알고리즘을 바탕으로 2kW급의 전압 레귤레이터를 구현하여 기존의 운용방식과 비교, 분석한 결과, 환경변화에 따른 다양한 시나리오에서 제안한 운용방식의 운용효율이 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.18-25
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• 2019

최근, 도서지역의 신재생에너지전원 및 ESS의 도입이 확대되면서, 이산화탄소 배출의 저감을 위하여, 디젤발전기 대신 CVCF 인버터가 주 전원인 Micro-grid를 안정적으로 운용하는 방안들이 연구되고 있다. 그러나, CVCF 인버터 기반의 Micro-grid에서는 전체 부하보다 신재생에너지전원의 출력이 큰 경우에 에너지 Sinking(과도상태) 현상이 발생하게 된다. 이 때, CVCF 인버터용 배터리의 SOC 상태에 따라, 배터리 전압이 급격히 상승하여, 인버터의 과전압 보호동작에 의해 CVCF 인버터가 탈락되어 Micro-grid 전체 계통에 정전을 유발할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 CVCF 인버터를 기반으로 한 도서지역용 Micro-grid의 안정적인 운용을 위하여, 에너지 Sinking이 발생한 경우의 운용특성을 분석하고, CVCF 인버터가 에너지 Sinking 시에 탈락되는 것을 사전에 방지할 수 있는 Micro-grid의 과도상태 운용전략을 제안한다. 또한, CVCF 인버터, 태양광전원, 수용가부하로 구성된 30kW급 Micro-grid 시험장치를 구현하여, 실 계통에서의 에너지 Sinking에 의한 CVCF 인버터 기반 Micro-grid의 과도상태 시 운용특성을 제시한다. 한편, 30kW급 시험장치와 제안한 운용전략을 바탕으로 Micro-grid의 과도상태 운용특성을 분석한 결과, CVCF 인버터용 배터리의 전압과 SOC에 따라 인버터가 탈락하는 과도상태를 사전에 방지할 수 있어, 본 논문의 유용성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.493-502
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• 2019

최근, 기후변화 및 에너지고갈 등의 문제를 대응하기 위하여, 정부에서 추진하는 재생에너지 3020 정책을 기반으로 태양광전원을 포함한 신재생에너지의 설치가 큰 폭으로 증가되고 있다. 하지만, 설치된 태양광모듈은 주변 환경요인에 따라 다양한 열화현상이 발생하여, 전기적 성능과 수명이 크게 감소될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 태양광모듈 판매사업자가 제시한 기대 수명 이전에 새로운 모듈로 교체되는 경우가 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 태양광모듈의 성능저하율을 고려하여, 폐기 또는 새로운 모듈로 교체하는 시기를 평가할 수 있는 폐기진단 알고리즘을 제안한다. 또한, 비용요소와 편익요소로 구성된 경제성평가 모델링을 제시하고, 제안한 알고리즘을 바탕으로 태양광모듈의 성능저하율에 따른 경제성을 평가한 결과, 교체하기 전의 태양광모듈의 성능저하율은 3[%]이고, 교체한 경우의 성능저하율은 1[%]인 경우, 설치 후 10년째에 태양광모듈을 교체하는 것이 가장 큰 값(1.347)의 B/C ratio을 가지므로 최적의 경제적인 교체연도임을 알 수 있다. 따라서, 폐기 또는 교체 판별 여부와 어느 시기에 교체하는 것이 가장 경제적인가를 판단할 수 있어, 본 논문에서 제시한 알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.22-33
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• 2021

태양광전원이 설치된 배전선로의 단선 등으로 결상사고가 발생하는 경우, 연계용변압기의 철심형태 및 결선 방법에 따라 여러 가지 문제점이 발생할 가능성이 있다. 즉, 단선사고 발생 시 태양광전원 인버터의 단독운전 방지기능에 따라 결상을 감지하여 발전을 정지해야 하지만, 결상을 인지하지 못하고 계속 발전하는 사례가 보고되고 있으며, 연계용 변압기의 역조류 현상으로 인해 결상된 상으로 전원을 공급하여 계통에 악영향을 주는 문제점이 발생하고 있다. 하지만, 기존의 결상사고 보호계전기(Open Phase Relay, 47)는 태양광전원 연계용변압기의 결선방식과 철심형태에 따라 결상된 상에 전압이 유지될 수 있어서, 결상사고 검출이 어려워, 새로운 결상사고 검출 알고리즘이 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 전류비교방식의 개념을 이용하여, 연계용변압기 1, 2차측의 전류와 위상을 비교하여 결상사고를 검출하는 새로운 개념의 알고리즘을 제안한다. 또한, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 수배전반, 저압배전선로, 부하, 연계용변압기, 태양광전원으로 구성된 배전계통과 결상사고 검출 보호장치의 모델링을 수행하고, 이를 바탕으로 결상사고 검출 보호장치를 구현한다. 상기의 모델링과 결상사고 검출 알고리즘을 바탕으로 태양광전원 연계용 변압기의 결선방식과 철심구조에 따라 결상사고 검출 보호장치의 특성을 분석한 결과, 결상 시 연계용변압기의 동작 기울기와 1차측 전류 불평형률이 보호장치의 정정 값(30[%])을 초과함에 따라 결상사고가 정확하게 검출되어, 제안한 알고리즘이 결상사고 보호방식에 유용함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.587-593
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• 2021

2017년을 시작으로 2020년 6월까지 총 29건의 화재사고가 발생하여 많은 재산피해가 보고되고 있으며, 전기적인 위해요인중의 하나인 공통모드 전압(CMV: common mode voltage)이 화재원인으로 추정되고 있다. 즉, ESS가 설치되어 있는 수용가의 연계용 변압기는 분산전원연계기준에 따라 Y-△결선방식을 채용해야 하지만, 일부 수용가들은 기존의 △-Y 결선방식을 적용하고 있으며, 실제 ESS 운용현장에서 배터리 측 절연레벨을 초과하는 CMV가 발생한 사례가 보고되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 실제 ESS가 운용되는 사이트에서 발생하는 CMV의 특성을 분석하고, 이를 검증하기 위하여 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 사용하여 AC전원부, PCS부, 배터리 부로 구성된 ESS 사이트의 모델링을 수행한다. 상기의 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 실제 측정 결과와 유사하게 PCS용 내부변압기 중성점의 접지방식에 따라 CMV의 특성이 크게 달라지고, 중성점이 접지된 경우 CMV의 값이 정격전압을 초과하여 배터리 측 절연레벨에 심각한 악영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 또한, PCS용 내부변압기의 중성점을 비접지로 운용한 경우, CMV가 크게 감소하여, 전기설비기준의 절연레벨을 만족하는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.25-34
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• 2019

최근, 출력전압의 제어가 가능하고 양방향 운용이 가능한 PWM(Pulse Width Modulation) 정류기가 도입되고 있다. 그러나, PWM 정류기가 적용될 경우, 전력계통측에서 사고발생하면, 회생전력에 의한 사고전류 공급으로 기존의 사고전류 크기 및 방향이 바뀔 가능성이 있다. 또한, 경전철용 급전시스템에서는 장거리 지점에서 사고가 발생하는 경우, 사고전류의 크기가 크게 감소되고, 부하전류와 비슷하거나 더 작은 경우가 발생할 수 있기 때문에 이에 대한 적절한 보호협조 운용 방안이 필요한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점들을 해결하기 위하여, 경전철용 LVDC 배전선로의 보호기기 운용 방안을 제안한다. 구체적으로는 LVDC 배전선로에서의 거리 및 단락저항별 사고특성을 분석하여, 다양한 조건에서 사고를 적절하게 판별하는 직류선택계전기의 보호협조 운용방안을 제안한다. 또한, 배전계통 상용 해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 AC 계통, PWM 정류기, LVDC 배전선로로 구성된 경전철용 급전시스템의 모델링을 제시한다. 한편, 제안한 보호협조 알고리즘과 모델링을 이용하여 LVDC 배전선로의 보호기기 특성을 분석한 결과, 제안한 운용방식에서는 전류 경사각의 급격한 감소를 판정하는 보호요소를 추가한다. 따라서, 사고지점의 단락저항이 높거나 장거리 선로인 경우에도, 보호기기가 사고전류와 부하전류를 적절히 판별할 수 있어, 본 논문에서 제안한 보호협조 운용알고리즘의 유용성을 확인하였다.