• 동력기계공학회지
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• 제22권6호
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• pp.74-79
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• 2018

Compressed natural gas has a high octane number and low particulate emission characteristics as compared with petroleum-based fuels, so it can respond to exhaust gas regulations positively. A natural gas engine has been introduced to improve the quality of the atmosphere, a diversity of fuel, a stable supply, and it has widely been used in city buses and garbage trucks. Recently, the natural gas engine has received attention by overcoming the disadvantage of the theoretical air-fuel ratio method through the development of EGR cooler and engine parts with the development of LP-EGR technology. In this study, we try to develop the cogeneration system that can simultaneously generate electric power and heat by remodeling the gasoline engine to the mixer type CNG engine. As a result, it was able to reduce the NOx (approximately 77%) compared to the diesel engines with same displacement.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_3호
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• pp.1155-1163
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• 2022

This study proposes a technology to ensure the seismic stability of a 1,000 kW diesel engine-type emergency generator by applying a seismic isolated bed system. The technology allows the static analysis by making the first natural frequency of the installed entire emergency generator larger than the earthquake cutoff frequency of 33 Hz. First a three dimensional model for the generator was made with simplification for mode analysis. A new bed system with springs, shock absorbers, stoppers was then devised. Next, The mode analysis for the finite element model equipped by the bed system was performed. the 1^st natural frequency above 33 Hz, the seismic safety cutoff frequency, was calculated to be 152.92 Hz. Finally, based on the seismic stability theory, the von-Mises equivalent stresses derived by structural analysis under the Upset and Faulted conditions were 0.01603 Mpa, and 32.06 Mpa, respectively. so seismic stability was confirmed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.526-535
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• 2018

최근, 도서지역에서는 $CO_2$ 배출의 저감을 위하여, 디젤발전기의 가동률을 줄이고 신재생에너지전원의 비중을 높여, 계통을 안정적으로 운용할 수 있는 방안들이 연구되고 있다. 특히, Carbon free를 목표로 하는 도서지역용 Micro-grid에서는 CVCF(constant voltage & constant frequency) 인버터를 기반으로 운용되는데, CVCF 인버터용 배터리의 SOC(state of charge) 상태에 따라, 계통의 부하소비 보다 신재생에너지전원의 출력이 큰 경우에 CVCF 인버터 내에서 발생하는 에너지 Sinking에 의하여, 배터리측 전압이 급격히 상승하여, 인버터의 과전압 보호동작에 의해 CVCF 인버터가 급격하게 탈락되어 계통에 정전이 발생하는 문제점이 일어날 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 CVCF 인버터를 기반으로 한 도서지역용 Micro-grid의 안정적인 운용을 위하여, 에너지 Sinking 시에 발생 가능한 CVCF 인버터의 탈락을 사전에 방지하는 과도상태 운용알고리즘을 제안한다. 또한, PSCAD/EMTDC의 모델링을 이용하여, 제안한 알고리즘을 적용한 Micro-grid의 과도상태 운용특성을 분석한 결과, 배터리의 전압과 SOC에 따라 CVCF 인버터가 탈락하는 과도상태를 사전에 방지할 수 있어, 본 논문의 유용성을 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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.61-68
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• 2021

풍력이나 태양광 같은 재생에너지의 활용은 온실가스 감축과 경제성 확보를 얻기 위해서 많은 나라에서 피할 수 없는 선택이 되고 있다. 그러나 재생에너지의 간헐성 때문에 계통으로 연계되는 재생에너지의 비중이 커지게 되어 얻어지는 문제가 더욱 크게 부각되고 있다. 복합에너지시스템은 일반적으로 2개 이상의 재생에너지원이 서로 함께 사용되면서 시스템 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 에너지 공급에서 더욱 안정적이다. 전력시스템을 비교해 보면 복합에너지시스템의 제어 및 최적화는 모델링, 운전 및 운영계획의 요소가 더욱 어려워진다. 마이크로그리드시스템을 갖는 삼마도에 대한 복합에너지시스템 성능개선의 주 목적은 다양한 분산전원, 에너지저장장치, 전력계통의 신뢰성을 확보하기 위해서 상호 조화롭게 조정하는 것으로 운전비용을 줄이고 최상의 경제적인 이득을 얻기 위한 것이다. 본 논문은 최적의 마이크로그리드시스템을 갖는 개선된 삼마도 복합에너지시스템을 제안한다. 시험운전결과 ESS의 SOC 변동폭이 약 12%로 낮아졌으며, 태양광 발전제약이 제거되었고, 디젤발전기의 운전시간이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1103-1109
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• 2021

통합기관제어체계(ECS)는 함정의 추진체계 전반을 제어하고 감시함으로써 함정이 안정적으로 임무를 수행할 수 있도록 하는 제어장비이다. 최근 함정의 요구성능 및 임무가 다양해짐에 따라 함정 추진체계는 과거에 비해 구성 및 제어가 복잡해지고 있다. 복잡해지고 있는 추진체계 구성에 맞춰 운용자 입장에서 편리하고 안정적인 추진체계 제어를 위해 함정의 ECS의 자동제어 기능의 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 ECS의 안정서 및 신뢰성에 대한 검증이 요구되고 있다. 본 논문에서는 CODLOG 추진체계를 갖는 함정을 대상으로 ECS 제어로직 및 통신 프로토콜 검증을 위한 연동신호 시뮬레이터를 개발한다. 개발한 연동신호 시뮬레이터는 가스터빈, 추진전동기, 디젤발전기 외 11종의 보조기기 계통의 신호를 시뮬레이션 가능하도록 구현하였다. 개발한 연동신호 시뮬레이터는 ECS의 함 탑재이전 공작수락시험(FAT) 단계에서 ECS 콘솔과 연동하여 ECS의 통신 프로그램 및 I/O 신호의 정적 시험을 통해 ECS의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.613-619
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• 2017

본 논문에서는 PMS(Power Management System) HILS(Hardware In the Loop Simulaition) 가상 제어기 환경 구축을 위하여 디젤과 LNG를 연료로 사용가능한 DF(Dual Fuel) Generator를 MATLAB/SIMULINK 기반으로 모델링을 수행하고 시뮬레이션 결과 모니터링이 가능한 인터페이스를 구현하였다. DF Generator의 주요 구성은 기계적 동력을 공급하는 DF 엔진과 기계적 동력을 받아 전력을 생산 및 공급을 하는 동기발전기가 있다. DF 엔진의 서브모델은 throttle body, intake manifold, torque generation 그리고 mass of LNG and diesel quantity 가 있다. 또한, 단일 용량을 초과하는 전체 부하를 공유하기 위하여 병렬 연결된 DF Generator 와 governor 모델을 이용하여 부하 분담 시스템을 구현하였다. 시뮬레이션 결과와 가상 부하에 따른 예상 결과의 비교를 통해 DF Generator 모델의 신뢰성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권5호
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• pp.525-530
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• 2013

본 연구에서는 건조 후 20여년 운항한 군산대학교 실습선 해림호의 발전기를 대상으로 직접 선박현장에서 실험하여 최적 연료 분사시기를 규명해서 선박의 경제적이고 친환경적인 운항에 도움을 주고자 연구하였다. 실험은 기관회전속도 1,200 rpm으로 일정히 유지하고, 기관부하를 0 kW에서 90 kW까지 30 kW간격으로 변화시켰으며, 연료분사시기는 BTDC $19^{\circ}$에서 $23^{\circ}$까지 $2^{\circ}$ 간격으로 변화시키면서 실험하였다. 실험결과 연료분사시기를 BTDC $21^{\circ}$에서 BTDC $23^{\circ}$로 앞당길 경우, 연료소비율은 1.37 % 감소하였고, 질소산화물은 11.59 % 증가하였으며, 매연은 23.5 % 감소하였고, 아황산가스는 2.8 % 감소하였다. 따라서 노후 발전기 엔진에 있어서 연료분사시기가 연소특성 및 배기배출물특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석 고찰한 결과, 최적 연료분사시기는 원래의 분사시기보다 $2^{\circ}$ 앞당겨진 BTDC $23^{\circ}$로 확인되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제15권3호
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• pp.269-274
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• 2009

LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier)의 역사는 1959년 $5,000m^3$ 급 LNG선 "Methane Pioneer"호를 시작으로 1969년에는 $71,500m^3$ 급, 1973년에는 Moss Type의 최초 LNG운반선 "Norman Lady($87,600m^3$)호, 1980년대 $125,000m^3$ 급을 시작으로 1990년대를 거처 $135,000m^3$ 급, 2007년 $210,000m^3$급 그리고 2008년에는 $266,000m^3$ 급의 초대형 액화천연가스 운반선이 출현하였다. 또한 2006년 11월에는 기존 내 외연 기관이 아닌 발전기 기동으로 Propeller를 움직이는 DFDE(Duel Fuel Diesel Electric)엔진, 육상의 Storage Tank를 생략한 기화설비를 갖춘 LNG-RV(Re-gasification Vessel)와 주 기관은 Slow Diesel을 택하고, 운항 중 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 재액화시키는 설비를 갖춘 DRL(Diesel Re-Liquefaction)선박 및 해상 LNG 생산 저장시설인 LNG-FPSO(Floating Production and Storage Offshore), 그리 고 해상 LNG 인수기지 역할을 하는 LNG-FSRU(Floating Store and Re-gasification Unit) 등이 개발되었다. 이 논문에서는 LNG Project, 전 세계 에너지 시장과 LNGC의 발전 추세에 대하여 다루었다.

• 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.