본 논문은 Two-String 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 MPPT 범위 확장과 성능 향상을 위한 직류단 지령전압을 가변하는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 각각의 부스트컨버터에서 MPPT 제어가 수행되고 인버터에서 직류단제어와 계통연계를 수행하는 구조에서 히스테리시스를 가지는 지령전압 범위를 설정함으로 운전 시작과 운전 중에 입력전압에 따라서 지령전압을 변경한다. 제안하는 알고리즘의 검증을 위하여 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증한다.
본 기술보고에서는 전술한 분산형전원의 배전계통연계와 관련하여, 분산형전원의 개발, 도입에 대한 필요성, 배전계통연계, 보급에 따른 제문제, 국내외 보급지원정책의 현황을 살펴보고, 이의 원할한 배전계통에의 도입.보급을 위한 국내의 전략과 해결과제를 분석해본다. 끝으로, 기존의 배전계통에 상기의 분산형전원이 다수 분산적으로 도이된 차세대의 배전계통에 있어서 요구되는 기능과 그 기능에 부합되는 계통구성.운용 방안 및 연구개발분야 등에 대해 기술하기로 한다.
급속도로 발전하는 정보통신 기술과 함께 유비쿼터스 기술이 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이러한 유비쿼터스 기술은 도시정보 서비스에 대한 새로운 기능을 제시하고 있다. u-City는 첨단 정보통신 인프라와 유비쿼터스 정보서비스를 도시공간에 융합하여 도시생활의 편의 증대와 삶의 질 향상, 체계적 도시 관리에 의한 안전보장 등 도시의 제반기능을 혁신시킬 수 있는 차세대 정보화 도시이다. 성공적인 u-City 건설을 위해서는 기존 지자체GIS 서비스를 확대한 지능형 도시공간정보의 개념이 필요하며, 이를 기반으로 한 효율적인 지능형 도시공간정보 서비스를 제공하기 위해서는 무엇보다 다양한 분야에서의 도시공간 정보에 대한 연계통합이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 유비쿼터스 환경에서 도시공간정보의 효율적 활용과 상호운용성 기반의 지능형 도시공간정보 연계통합을 위한 '지능형 도시공간정보 연계통합 모델'을 제시하도록 한다.
기존 자가발전 운동기구의 경우, 가변저항을 사용하여 운동강도를 조절하기 때문에 Generator에서 생성된 에너지가 모두 소모되는 문제점이 있다. 또한 계통연계형 자가발전 운동기구의 경우에는 에너지 회수는 가능하지만 운동 강도 조절이 불가능한 단점이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 계통연계를 통해 에너지 회수가 가능하고, 운동 강도 조절이 가능한 자가발전 운동기구용 DC/DC 컨버터를 제안한다. 제안회로는 가변저항을 사용하지 않고 입력임피던스를 통해 운동 강도를 조절하기 때문에 높은 에너지를 생성할 수 있고 계통연계를 통해 에너지 회수도 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 계통연계형 자가발전 운동기구에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.
현재 계통 연계형 인버터에서 필터 크기를 줄이고 동적특성을 개선하며 필터의 성능향상을 하기 위해 LCL필터의 사용이 증가하고 있다. LCL필터를 설계함에 있어 계통측으로 흘러들어가는 전류의 THD를 줄이는 것이 설계의 주된 목적이지만, 인버터측의 인덕터에 흐르는 전류의 최대치를 고려함으로써 필터에서의 전력손실을 줄이고 시스템전체의 효율을 높게 가져갈 수 있다. 본 논문에서는 계통 연계형 인버터의 LCL 필터설계에 있어서 인버터측 인덕터의 전류 리플의 최대치를 분석하고 이를 고려하여 필터설계를 하고 있다. 이 설계를 통해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 검증한다.
무공해이고 무한정한 에너지원이며 설치가 용이한 태양광 발전 시스템의 보급이 확산함에 따라 계통 연계형 발전 시스템을 설계하였다. 본 시스템은 인터리브 방식의 부스트 컨버터를 이용하여 MPPT를 수행하였고 계통연계를 위해 NPC 3-레벨 인버터를 사용하였다. NPC 3-레벨 인버터는 2-레벨 인버터와 비교했을 때 같은 스위칭 주파수에서 출력전압 및 전류의 고조파 성분을 반 이상 줄일 수 있는 장점이 있다. NPC 3-레벨 인버터는 DC 링크단의 전압을 일정하게 가져가는 역할을 하는 동시에 상, 하단의 커패시터의 전압을 균등하게 분배하는 제어를 하고, 출력전류를 정현적으로 가져가기 위한 제어를 하였다. 본 시스템의 시뮬레이션 및 실험을 수행하였고 THD 및 역률을 확인하였다.
본 논문은 인버터 독립운전모드에서의 출력 전압 제어 방식을 다루고있다. 본 논문은 계통 연계 모드와 독립 운전 모드간의 모드 절환이 가능한 계통 연계형 인버터 출력단에 비선형 불평형 부하 연결시 발생하는 출력전압 왜곡현상에 대처하기위해 기존에 주로 사용되는 PI 제어를 이용한 방식을 대신해 고정좌 좌표계 또는 abc natural 프레임 하에서 사용되는 PR 제어를 사용하여 고조파 보상을 수행하였으며 추가적으로 계통 연계 모드시 외부 PR 출력 전류 루프와 내부 PR 출력 전압 루프를 가지는 제어기를 제안하였고 이러한 제어 방식이 계통 연계 모드의 출력 전압 THD 성능개선에 효과적임과 동시에 또한 모드 변환시의 동특성을 좀더 개선할 수 있다는 점을 입증하였다.
최근 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서 계통 연계시 안정성 유지에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 계통의 안정성을 유지하기 위해 각국에서는 계통 연계 규정들을 통해 규제하고 있다. 본 논문은 계통연계형 신재생 에너지 발전 시스템에서 계통 사고 상황시 만족해야하는 LVRT (Low Voltage Ride Through) 규정과 이에 따른 제어 방안에 대한 논문이다. LVRT 규정은 계통 전압 사고시 전압 감소율에 따라서 발전시스템이 계통에 연계되어 있어야하는 조건, trip시킬 조건 및 계통 회복시간등에 대해 규정해 놓았다. 이러한 규정에 따라서 전압 감소율 및 회복 시간에 따라서 무효전류를 공급해주어야 한다. 본 논문에서는 각국의 grid code에 대해 살펴보고 계통사고 상황시 계통연계형 신재생 에너지 발전시스템의 LVRT 제어 방안을 개발하였다. 이 제어 방안은 시뮬레이션을 통해 그 유효성을 검증하였다.
해사 빅데이터 연계체계는 한국형 e-Navigation에서 활용하는 해사관련 내 외부 데이터 연계를 위한 시스템이다. 내 외부에서 발생하는 해사 데이터들의 기술별 데이터 획득, 변환, 보관, 분석, 관리 응용 서비스를 생성할 수 있으며, 컴포넌트 단위로 구성하여 처리할 수 있다. 또한, 워크플로우로 정의된 데이터들의 흐름을 모니터링 할 수 있다. 본 연구를 통해 추후 e-Navigation 서비스에서 보다 효율적이고 손쉽게 데이터를 연계할 수 있을 것으로 기대한다.
사회현안을 해결하기 위한 데이터 분석을 위해서는 많은 양의 데이터 수집과 데이터 분석에 활용할 수 있도록 데이터 전처리가 필요하다. 많은 양의 데이터를 수집 및 처리를 위해 데이터 수집, 데이터 저장, 활용 시스템이 기능적으로 분리하여 시스템을 구성하고, 이에 따른 시스템간의 데이터 상호 연계가 필요하게 된다. 또한 외부 네트워크에 구성되어 있는 시스템간의 데이터 연계나, OpenAPI와 같이 다양한 데이터 서비스에서도 적용이 가능할 수 있도록 확장성과 유연성을 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 부산 지역현안 해결을 위한 시스템 구성에 있어, 확장성을 고려한 데이터 수집 시스템간의 효율적인 데이터 연계 방법을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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