• Journal of Energy Engineering
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• v.12 no.2
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• pp.154-163
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• 2003

Grid connection essentially requires a wind energy conversion system (WECS) to not only supply adequate power responding to constantly varying wind speed but also provide a specified level of voltage magnitude and frequency that is acceptable in the electric power network. To satisfy such requirements, appropriate control schemes of a wind turbine to be connected to the power grid should be employed. This paper presents an output control strategy of a grid-connected wind power generation, which consists of a fixed-pitch wind turbine, a synchronous generator and a AC-DC-AC component with a voltage source inverter built in, and performs modelling and analysis of the strategy using PSCAD/EMTDC, an electromagnetic transient analysis software. Real power output control of the voltage source inverter is implemented to extract the maximum energy from wind speed inputted through wind blades and reactive power control, to keep the terminal voltage of WECS at a specific level. SPWM switching method is used to reduce the harmonics and maintain 60 ㎐ of the output frequency. The wind turbine performance and output corresponding to wind variation and the terminal load change is simulated and analysed.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.265-266
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• 2011

본 논문은 승압형 컨버터를 이용한 계통연계형 풍력 발전시스템의 향상된 최대전력점 추종 기법을 제안한다. 풍력 발전시스템에서 블레이드 모델 기반의 출력계수 곡선을 추종하도록 운전할 때, 불완전한 데이터 입력 및 제어변수의 변동으로 최대출력점 추종 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 제안하는 제어기법은 출력계수곡선 추종제어 기법에 히스테리시스 제어를 결합하여 빠른 최대출력점 추종 특성을 가지고, 시스템 제어변수 오차에 의해 이탈된 운전점을 정정하여 정상상태의 출력효율을 향상시킨다. 2.7kW급 풍력발전 시스템 모델 기반의 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 제어기법의 우수성을 보인다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.19-27
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• 2000

본 연구에서는 폐열회수를 위한 열전발전기술개발의 일환으로 자체 고안한 열전발전시스템을 구성하였고 상용화된 열전모듈을 적용하여 다양한 온도범위에서 열전모듈의 출력성능을 시험하였다. 시스템에 적용된 실험용 열전소자로는 49개의 열전쌍으로 구성된 미국 A 사의 모듈과 127개의 열전쌍으로 구성된 국내 B 사에서 제조한 모듈을 사용하였으며, 열전모듈 한 개에 대하여 , 그리고 5개의 모듈을 직렬로 연결하여 온도차 ($\Delta$T)를 변화시키면서 이때의 출력변화를 측정하였고, 또한15$0^{\circ}C$로 고정된 온도차에서 부하저항을 변화시키면서 출력성능을 실험하여 발전출력에 미치는 시스템인자들을 조사하고 이를 적용한 발전시스템의 최적조건을 도출하고자하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.284-285
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• 2015

발전설비의 불시정지, 예상치 못한 전력수요 급증 등 전력수요와 공급의 불확실성에 대비하기 위해 예비력을 운영 하고 있다. 최근 풍력발전원의 지속적인 증가로 풍력발전 출력값과 예측값의 차이인 예측오차에서 기인하는 풍력발전출력의 불확실성 또한 예비력 산정 시 고려할 주요 요소로 논의되고 있다. 본 논문에서는 발전력의 상당 부분을 풍력발전원이 담당하는 전력시스템에서 산정된 운영예비력의 적정성을 평가하는 방안을 제시하였다. 기존의 전력수요 예측오차, 발전기 불시정지 뿐만 아니라 풍력발전원의 불확실성을 모두 고려해 산정된 운영 예비력의 적정성을 평가한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.81.2-81.2
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• 2015

2014년을 기준으로 국내 태양광발전시스템 누적설치 용량이 약 2 GW(원전 2기분) 에 도달하였다. 하지만 태양광발전시스템의 많은 도입에도 불구하고 국내 환경을 고려한 실질적인 타당성 분석, 설계, 시공, 운영, 유지보수 등의 가이드라인이 부재하여 잦은 고장, 발전출력 저하, 민원 제기 등의 많은 문제점들이 발생하고 있다. 본 발표에서는 태양광발전시스템의 최적화를 위한 여러 방법들에 대해 살펴보고, 향후 개선 방안을 공유하고자 한다.

• Solar Energy
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• v.13 no.2_3
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• pp.140-150
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• 1993

This paper describes technical details of Separate Excitation Inverter(SEI) application for the photovoltaic system. Depending on the output characteristics of solar cell modules, optimum control for the maximum electricity generation of photovoltaic system could be determined. New control mechanism of Separate Excitation Inverter for the Photovoltaic-Diesel Hybrid Generator was tested and examined. Results of this paper describe that maximum out of solar cell array could be obtained at two points. Therefore the two point control method was applied and verified between, the theory and the experiment.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.159-165
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• 1999

복합화력 발전플랜트의 운전에서 특히 하절기의 첨두부하시에 외기온도의 상승으로 인한 가스터빈의 출력 감소를 해결하기 위한 방법으로 LNG 연료가 보유하고 있는 냉열을 이용하여 압축기로 유입되는 공기 온도를 감소시키는 냉각시스템의 개념을 개발하고자 복합화력 발전플랜트에 대한 설계점 및 외기온도 변화에 대한 탈설계점 모델링 연구를 수행하였다. 대상 프랜트는 940 MW 서인천 복합 발전플랜트 모듈의 단위 블록을 선택하였으며 발전플랜트 전용 해석코드인 GateCycle을 이용하여 가스터빈과 증기사이클의 주요 기기 들에 대한 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 결과를 대상플랜트의 시운전결과와 비교하여 모델의 적정성을 검증하였다. 출력, 효율, 온도 및 유량 등 주요 설계인자들이 최대 ~1.3%의 상대오차 범위 안에서 만족할 만한 신뢰도를 갖는 것을 확인하였다. 탈설계점 성능해석은 본 논문과 관련한 연구의 주목적인 LNG 냉열에 의한 유입공기 냉각시스템 설계시의 경계변수인 외기온도 증가에 대한 각 사이클의 특성변화를 대상으로 하였다. 종합적으로 외기온도가 증가하면 압축기로 유입되는 공기의 양과 이에 대응하는 소요 연료량이 동시에 감소하므로 연소에 따른 가스터빈의 팽창비가 감소한다. 이로 인하여 외기온도 증가시에 가스터빈 출력감소율은 0.5%/$^{\circ}C$로서 배기가스를 이용하는 증기사이클의 출력감소율 0.2%/$^{\circ}C$에 비해 민감하므로 가스터빈 유입공기의 냉각시스템의 설계는 복합화력발전 플랜트의 효율 향상에 크게 기여할 것으로 예상된다.

• Plant Journal
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• v.11 no.4
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• pp.38-46
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• 2015

중유를 연소하는 D 발전소 탈황설비는 운전시간의 경과에 따라 흡수탑 중간층에 석고가 쌓이고 가스분사 파이프 내에 경질석고 스케일이 부착됨으로써 발전설비 및 탈황설비의 정상적인 운전이 어렵게 된다. 흡수탑 내부에 발생된 스케일을 제거하지 않을 경우에는 탈황효율의 저하에 따른 SO2 배출농도의 증가로 발전가능 최대출력의 하향조정이 발생되고 나아가 발전정지를 초래한다. 스케일 제거를 위한 탈황설비 세정은 발전가능 최대출력의 하향조정이 발생하는 시점으로 결정할 수 있다. 본 연구에서는 탈황설비의 운전 자료를 분석하여 발전가능 최대출력의 하향조정이 발생되기 6주 전은 탈황설비 출구 SO2 농도값이 130ppm을 초과하고 동시에 흡수탑 차압은 380mmH2O을 초과하며, 직전 흡수탑 세정 이후 44주가 경과된 시점이 됨을 확인하였다. 그리고 흡수탑의 세정시기는 세정준비기간 6주와 발전가능 최대출력 하향이 발생되기 6주 전까지의 운전경과일수 44주를 더하여 직전 세정시점으로부터 50주가 경과된 시점임을 예측하였다.

• 보일러설비
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• s.71
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• pp.59-67
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• 1999

이 논문에서는 태양발전과 저장을 위한 환경친화적 장치에 대하여 기술하였다. 컴퓨터 모델에 주안점을 두고 시스템의 최적 발전조건을 계산하였는데, 여기에는 작동유체 효율과 태양열 집열판의 크기와 효율 그리고 출력이 포함되어 있다. 영국과 멕시코의 기후조건들이 분석되고, 각 위도에 대한 신뢰 할만한 최근 기상자료가 컴퓨터 수치모사에 사용되었다. 결과를 보면, 연간 출력 4000kW.h를 얻기 위해서, 영국의 경우 시스템 설치에 필요한 집열 면적은 $92m^{\2}$이며, 멕시코의 경우에는 유사 모사조건하에서 동일한 출력을 얻기 위해서는 $48m^{\2}$의 집열면적이 필요하다. 터빈과 이송펌프, 발전기 등의 효율에 민감하여 약간의 효율향상이 있으면 집열 면적을 현저히 감소시킬 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.178.1-178.1
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• 2010

기후변화 대응을 위해 세계적으로 신 재생에너지의 분담율(penetration rate)은 갈수록 증가하고 있고, 정부에서는 2015년까지 신 재생에너지의 개발에 총 40조원을 투자한다는 적극적인 계획을 세우고 있다. 하지만 신 재생에너지 중 전력 생산에 가장 큰 비중을 차지하는 풍력발전은 비급전성과 간헐성 등의 제약으로 인해 안정적인 전력을 공급하기 힘들뿐만 아니라 전력계통의 신뢰성을 악화시킬 수도 있는 리스크를 잠재하고 있는 에너지원이다. 이에 풍력발전 등 신 재생에너지원의 출력을 안정화시키기 위한 Smart Renewable 프로젝트가 현재 제주도에서 실증 단계에 있다. 이 논문에서는 한국전력 컨소시엄의 Smart Renewable 프로젝트 대상인 660kW급 풍력터빈과 200kWh급 리튬-이온 배터리 에너지저장장치를 이용하여, 풍력터빈의 출력을 평활화시키는 평활화 제어(Smoothing Control)와 일정시간동안 균일한 출력을 낼 수 있게 하는 정출력 제어(Constant Power Control)의 두 가지 기법을 시뮬레이션 하였다. t 시점의 에너지저장장치 잔존용량을 피드백 받아 t+1 시점의 풍력터빈과 에너지저장장치 합성출력의 목표치를 설정하는 잔존용량 피드백 방법을 이용하여 에너지저장장치의 운전모드, 초기 용량, 평활화 시정수(time constant) 등의 조건 변화가 평활화 제어와 정출력 제어에 미치는 영향을 각각 확인하고, 주어진 기기 조건 하에서 최적의 시정수 값과 운전모드를 도출하였다.