• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.225-234
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• 2015

가상발전소(Virtual Power Plant)는 비상발전(DG), 열병합발전(CHP), 에너지 저장 장치(ESS), 부하(Load)등과 같은 분산 에너지 자원을 ICT기반의 기술로 연계하여 하나의 단일 발전소와 같이 운영하는 기술이다. 지금까지의 가상발전소는 하나의 가상발전 플랫폼을 통하여 광범위하게 산재해 있는 다양한 분산 에너지 자원을 네트워크로 연결하는 구조를 기반으로 개발되고 실증되었다. 그러나 분산 에너지 자원 종류 및 수가 지속적으로 증가할 경우 이러한 분산 에너지 자원과 관련된 데이터 또한 기하급수적으로 증가할 수밖에 없으며 분산 에너지 자원의 분포가 광범위한 지역에 분포되어 있는 경우 하나의 가상발전 플랫폼으로 이들 모든 자원에 대한 네트워크를 중앙 집중형으로 가져가는 것은 네트워크 구성을 위한 기술적, 비용적 측면에서 매우 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 광범위한 지역에 분포되어 있는 분산 에너지 자원을 효율적으로 관리함으로써 시스템 부하에 따른 오류 확률을 낮추고, 분산 에너지 자원과의 데이터 교환의 견고성과 가상발전소의 확장성을 확보할 수 있는 대단위 가상 발전소 구성 방법을 제안한다. 또한 대단위 가상 발전소 구성 시 분산 에너지 자원을 직접적으로 제어하고 모니터링하는 소단위 가상발전 플랫폼에서 가변 및 민감성 부하를 고려한 최적의 자원 스케줄링 방법 또한 시뮬레이션을 통해 그 결과의 유효성을 검증한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권spc3호
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• pp.235-244
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• 2012

This paper presents a design and simulation of bi-directional DC/DC boost converter for a fuel cell system. In this paper, we analyze the equivalent model of both a boost converter and a buck converter. Also we propose the controller of bi-directional DC-DC converter, which has buck mode of charging a capacitor and boost mode of discharging a capacitor. In order to design a controller, we draw bode plots of the control-to-output transfer function using specific parameters and incorporate proper compensator in a closed loop. As a result, it has increased PM(Phase Margin) for better dynamic performance. The proposed bi-directional DC-DC converter's 3pole-2zero compensation method has been verified with computer simulation and simulation results obtained demonstrates the validity of the proposed control scheme.

• 한국식품과학회지
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• 제28권6호
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• pp.1146-1150
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• 1996

식품 분말을 가공, 저장, 수송하는데 필요한 공정 장치 설계의 기초자료를 제공하고자, 감자 전분, 옥수수전분, 밀 단백 및 대두 단백 분말과, 감자 전분과 밀 단백을 일정 비율로 혼합한 모형 식품 분말을 시료로하여, 평형수분함량의 측정 및 예측. 단분자층 수분함량, 흡습 엔탈피등의 흡습 특성을 조사하였다. 식품 분말의 평형수분함량과 단분자층 수분함량은 전분 함량이 많은 분말이 단백질 함량이 많은 분말에 비하여 높았고, 온도가 증가할수록 낮아지는 경향을 보였다. 식품 분말의 평형수분함량을 예측하기 위한 회귀식의 결정계수는 $0.997{\sim}0.999$로서 상당히 높은 것으로 나타났다. 흡습 에너지의 경우 분말의 수분함량이 높아짐에 따라 흡습 엔탈피가 증가함으로써 흡습 능력이 떨어지는 경향을 보였고 온도가 증가할수록 흡습 에너지가 약간 증가하였다. 그리고 단백질 함량이 많은 분말이 전분 함량이 많은 분말에 비하여 흡습 에너지가 증가되어 흡습능력이 떨어졌다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권4호
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• pp.39-45
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• 2013

This paper presents the estimation of minimum BESS capacity for regulating the output of wind farms considering power grid operating condition in Jeju Island. To analyze the characteristics of wind farm outputs with a BESS, the real data of wind farms, Sung-San, Sam-dal and Hang-Won wind farm, located in the eastern part of Jeju island is considered. The wind farms are connected to Sung-san substation to transfer the electric power to Jeju power grid. Consequently, at PCC (Point of Common Coupling), it can see a huge wind farm connected to the substation and thus it can be expected that the smoothing effect is affected by not only the different wind speeds for each area but also the different mechanical inertia of wind turbines. In this paper, two kinds of simulation have been carried out. One is to analyze the real data of wind farm outputs during a winter season, and the other is to connect a virtual BESS to eliminate the unintended generating power changes by the uncontrolled wind farm outputs as shown in the former data. In the conclusion, two kinds of simulation results show that BESS installed in the substation is more efficient than each wind farms with BESS, respectively.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.343-351
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• 2022

리튬이온 전지(lithium-ion batteries, LIBs)는 높은 에너지 밀도, 느린 자가방전율, 고율 충전 능력 및 긴 배터리 수명 등의 좋은 성능으로 촉망받는 에너지 저장 장치로 꼽힌다. 그러나 고에너지 밀도의 전기자동차 및 대형 디바이스 산업에서 이러한 LIBs의 적용은 큰 안전 문제를 일으키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 열적 안정성 및 내재적 안전성이 높은 재료를 개발하는 것이 LIBs의 안정성 및 전기화학적 성능을 향상시키는 궁극적인 해결방법이다. 본 총설에서는 상용 분리막의 안정성 문제 극복을 위한 분리막의 표면 개질 기술을 소개하였으며 이를 이용하여 개질된 리튬이온 전지용 분리막을 활용한 연구 동향을 요약, 정리하였다. 또한 이를 기반으로 표면 개질에 따른 분리막에 대한 향후 전망을 논의하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.91-99
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• 2023

Participation in power trading using surplus power is considered a business model active in the domestic energy trade market, but it is limited only if the legal requirements according to the type, capacity, and use of the facilities to be applied for are satisfied. The hydrogen residential demonstration model presented in this paper includes solar power, energy storage system (ESS), fuel cell, and water electrolysis facilities in electrical facilities for private use with low-voltage power receiving system. The concept of operations strategy for this model focuses on securing the energy self-sufficiency ratio of the entire system, securing economic feasibility through the optimal operation module installed in the energy management system (EMS), and securing the stability of the internal power balancing issue during the stand-alone mode. An electric facility configuration method of a hydrogen residential complex demonstrated to achieve this operational goal has a structure in which individual energy sources are electrically connected to the main bus, and ESS is also directly connected to the main bus instead of a renewable connection type to perform charging/discharging operation for energy balancing management in the complex. If surplus power exists after scheduling, participation in power trading through reverse transmission parallel operation can be considered to solve the energy balancing problem and ensure profitability. Consequentially, this paper reviews the legal regulations on participation in electric power trading using surplus power from hydrogen residential models that can produce and consume power, gas, and thermal energy including hybrid distributed power sources, and suggests action plans.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.1-10
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• 2024

The introduction of the sector coupling concept has expanded the scope of ESS utilization, resulting in the importance of thermal management of ESS. To ensure the safe use of the lithium-ion batteries that are used in ESS, it is important to use the batteries at the optimal temperature. To examine the utilization of liquid cooling in ESS, numerical study was conducted on the thermal characteristics of 21700 battery modules (16S2P array) during liquid cooling using Novec-649 as insulating fluid. The NTGK model, an MSMD model in ANSYS fluent, was used to investigate thermal characteristics on the battery modules with liquid immersion cooling. The results show that the final temperature of the battery module discharged at 5 C-rate is 68.9℃ using natural convection and 48.3℃ using liquid cooling. However, the temperature difference among cells in the battery module was up to 0.5℃ when using natural convection cooling and 5.8℃ when using liquid cooling, respectively, indicating that the temperature difference among cells was significantly increased when liquid cooling was used. As the mass flow rate increased from 0.01 kg/s to 0.05 kg/s, the average temperature of the battery module decreased from 48.3℃ to 38.4℃, confirming that increasing the mass flow rate of the insulating fluid improves the performance of liquid immersion cooling. Although partial liquid immersion cooling has a high cooling performance compared to natural convection cooling, the temperature difference between modules was up to 8.9℃, indicating that the thermal stress of the battery cells increased.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.117-124
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• 2017

스마트 그리드는 기존 전력망에 ICT기술을 접목하여 소비자와 전력 공급자 간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지를 효율적으로 사용 할 수 있는 시스템이다. 수요반응(DR, Demand response)은 전기사용자가 전력시장 가격이 높거나 전력계통 위기일 때 절약한 전기를 전력시장에 판매하여 금전으로 보상받는 제도이다. 본 논문은 스마트 미터(Smart Meter)를 사용하여 실시간으로 수요 정보를 계측하고 이를 클라우드 서버로 전송하는 전력량 계측 데이터 전송장치와 전력 IT 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발된 전력량 계측 데이터 전송장치는 한국전력 데이터와 측정 오차가 없는 신뢰성이 있는 데이터를 제공하기 위해 Raspberry Pi 3에 연결된 빛 센서를 이용하여 한국전력 계측기의 전력량 단위마다 깜박이는 램프의 횟수를 계측한다. 전력량 계측 데이터 전송 장치는 표준 통신 프로토콜인 OpenADR 2.0b를 사용한다. 계측된 데이터는 LTE, WiFi 통신망을 통해 VEN, VTN, 계산 프로그램으로 구성되는 전력 IT 시스템의 MySQL DB에 저장된다. 개발된 전력량 계측 데이터 전송 장치는 전력계통 위기가 발생할 때 급전지시를 내려 피크감축 DR을 실행한다. 개발한 전력량 계측 데이터 전송 장치는 기존 스마트 미터링의 계측시간이 15분으로 고정되는 것과 달리 사용자가 1분 단위로 조절할 수 있는 장점을 갖는다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.635-641
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• 2016

엔진과 전기추진장치를 혼합한 하이브리드 추진 장치를 구동하기 위해서는 셀 단위로 이루어진 수십 개의 리튬계열의 배터리가 들어 있는 팩들로 접속이 된 전원을 사용한다. 따라서 많은 량의 배터리 셀의 상태를 언제든지, 엄격하게 관리할 필요가 있다. 일반적으로 배터리 관리(Battery management system, BMS)는 셀 전압, 전류 및 온도 등의 데이터를 운전 중에 받아서 상태를 컴퓨터로 모니터링 한다. 배터리의 상태를 확인하기 위한 또 다른 중요한 데이터는 배터리의 잔존수명(State of charge, SOH)을 알 수 있는 내부저항과 충전상태(State of charge, SOC)를 알 수 있는 무 부하 단자전압(Open circuit voltage, OCV)이 있다. 그러나 연속운전 중에는 내부 손실저항과 캐패시턴스의 병렬 등가회로로 인하여 내부저항의 측정이 어렵다. 또한 대부분의 에너지저장시스템에는 전압, 전류, 온도 등의 데이터를 이용하여 BMS가 수행되고 있지만, 운전 중에 예기치 않게 배터리 셀의 고장이 발생하는 경우에는 구동 전원장치의 출력전압이 변동하고, 하이브리드 자동차 또는 선박의 추진이 어려울 수가 있다. 본 논문에서는 리튬인산철 배터리 팩을 이용한 하이브리드 선박용 직류전원장치를 대상으로 배터리 셀의 돌발고장 순간에도 직류전원장치의 일정전압을 유지하면서 내부저항의 추정이 가능하고, 정상운전 중에는 OCV의 추정이 가능한 고 안전 BMS를 구현하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.596-606
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• 2015

최근 정부가 추진하고 있는 신재생에너지 보급 및 확대 정책으로 스마트그리드의 핵심인 ESS에 관한 투자 및 연구가 선진국을 중심으로 빠르게 확산되고 있다. 미국을 비롯한 유럽 선진국들은 다양한 ESS관련 제도정비 및 개선을 통해 ESS 산업의 활성화를 유도하고 있는 반면, 우리나라의 경우, ESS 도입 및 활성화를 위한 법제도적 기반이 마련되어 있지 않다. 또한, ESS도입에 대한 경제적 효과성에 대한 객관적인 기준이 없어, ESS의 보급 및 활성화가 제대로 이루어지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는, ESS의 보급과 활성화를 위해 한국의 전기요금 체계를 기반으로 ESS의 경제성을 효과적으로 분석하기 위한 기법을 제시한다. 이를 위해 ESS의 운영 모형을 정의하고 각 운영 모형별 분석기법을 비교하여 최적의 경제성 분석방법을 제시한다.