• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.76-77
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• 2010

최근 가정이나 산업용 건물에서 컴퓨터, TV, LED 조명 등 제품 내에서 직류를 사용하는 부하가 증가함에 따라 직류배전 도입에 대한 요구가 증가하고 있다. 직류배전을 통해 가전기기 내부의 전력변환단계를 줄임으로써 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한, 직류기반의 태양광발전, 배터리 등의 배전 연계가 용이해진다. 하지만 직류배전의 도입을 위해서는 안전성을 위한 직류 배전용 누전차단기, 배전용 차단기의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 상용 교류용 누전차단기의 직류배전 적용 가능성을 알아보고 직류배전에서의 누전차단기 동작특성을 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.375-376
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• 2012

본 논문에서는 소규모 수용가의 직류 배전 시스템의 타당성을 검증하기 위하여, 가정 및 빌딩용 직류 배전 시스템을 구축하여, 교류 및 직류 전원 공급에 따른 효용성을 비교/검증하였다. 직류 전원을 인가하기 위하여 5대 가전기기(냉장고, TV, 세탁기, 에어컨, 노트북, 컴퓨터)를 직류 전원 인가가 가능하도록 전원 시스템을 변경하였으며, 직류 전원 공급을 위한 양방향 교류/직류 컨버터를 제작하였으며, 직류 전원 인가에 따른 아크 발생을 저감하기 위한 직류 콘센트를 설계/제작하여 직류 배전 시스템을 구축하였다. 또한 LED, 데이터 센터 등 직류 전원이 요구되어지는 분야에 적용하기 위한 고효율 직류-직류 컨버터를 개발하여 적용하고자 하였으며, 에너지 저장장치, 신재생 에너지원과 결합된 직류 배전 시스템을 구성하고자 한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.274-275
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• 2015

에너지저장장치, 태양광 발전기, 전기자동차 등 직류 사용설비의 급증으로 인해 직류 배전 혹은 직류 마이크로그리드에 대한 관심이 증가하고 있다. 직류 배전은 전력변환을 최소화하여 효율이 높고 수변전 설비 공간이 절약되는 장점이 있다. 하지만 직류를 통해 계통에 연계된 부하와 설비들은 별도의 제어가 없으면 관성과 주파수-부하 반응을 제공할 수 없다. 따라서 직류 배전 투입이 늘어날수록 전력계통의 관성과 주파수-부하 반응이 감소하게 되어 계통 주파수 변동 발생 시 변동 속도와 크기가 증가하게 된다. 때문에 계통 운영자는 더 많은 주파수 조정 예비력을 확보하여야 한다. 본 논문에서는 동요방정식을 이용하여 직류 배전 투입에 따라 계통 관성과 주파수-부하반응이 줄어듦에 따라 변하는 필요 주파수 조정 예비력 량을 계산하는 방법을 제시하고 있으며 MATLAB을 이용하여 직류배전 투입 비율에 따른 필요 주파수 조정 예비력 량 변화를 모의하였다.

• KIPE Magazine
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• v.15 no.5
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• pp.32-39
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• 2010

최근 그린에너지 시대의 급작스런 도래와 더불어 전력산업의 패러다임 변화에 따라 전기에너지의 고효율 사용과 지능형 전력망 기술인 스마트그리드가 국가차원의 저탄소 녹색성장의 중추 산업분야가 될 전망이다. 이와 더불어 그린홈, 그린빌딩, 그린ICT, 신재생에너지 및 전기자동차를 망라하는 고효율 에너지 네트워크 인프라로 직류배전이 부각되고 있다. 최근 태양광, 연료전지 등 직류 기반의 분산전원 보급의 활성화, 정보화 확산으로 인해 직류를 필요로 하는 정보통신기기의 대폭확대, 전기자동차 보급에 따른 전력저장장치의 확산, LED와 같은 조명부하의 확대 등 변화된 환경 속에 전체 시스템 에너지 효율화, 전력품질의 개선을 위해 교류(AC)가 아닌 직류(DC)로 공급하는 직류배전의 도입 연구가 진행되고 있다. 본고에서는 미래 직류전력시스템의 예측 및 당사가 2009년 말 그린홈에 직류배전을 구축한 실증사례를 소개하고 현재 조기 상용화를 목표로 기술개발을 진행 중인 그린빌딩 적용을 위한 저압 직류배전기술의 개념 및 구현기술을 제안하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.53-54
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• 2013

디지털 제품의 사용 증가로 직류를 사용하는 부하가 급증하고, 태양광발전 등 직류발전의 보급이 확대 되며 직류배전에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존 영상변류기(ZCT; Zero phase sequence Current Transformer)를 사용하여 누설전류를 감지하는 교류배전용 차단기는 영상변류기의 특성상 직류에서 적용이 불가능하다. 이에 따라 직류배전에서 누설전류에 의한 사고를 방지하기 위해서 누설전류를 검출하고 차단할 수 있는 장치 개발이 필요하다. 본 논문에서는 직류에서 검출에 문제가 없는 Fluxgate current transducer를 이용하여 직류배전에서 사용 가능한 검출기를 개발하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.48-49
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• 2010

전기에너지의 가격상승과 에너지 소비량 증가, 이산화탄소 배출 문제의 해결방안으로 직류 배전 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 직류배전 시스템은 각 부하에서 발생되는 AC/DC 변환 손실을 줄이기 위해 각 기기의 AC/DC 컨버터를 통합하여 부하에 직류를 공급하여 효율 및 신뢰도의 향상을 얻는다. 설계된 직류배전 시스템의 효용성을 입증하기 위해서는 실제 사용 패턴에 근접한 부하의 사용정보가 요구된다. 본 논문에서는 전력사용통계에 근거한 계절별, 가구별 전력소비 패턴을 분석하고, 세대별 연중 부하사용 시나리오를 구성한다. 또한 작성된 시나리오를 직류 배전 전력계 시스템 설계 툴에 적용하여 직류 기반 시스템의 효용성을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.238-239
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• 2010

주거 상업용 건물에 있어 최근 TV, LED 조명, 컴퓨터, IT 기기들과 같은 직류를 사용하는 부하가 점차 증가함에 따라 기존의 교류 배전 기반의 건물 전력구조에서 에너지절감을 위한 하나의 방안으로 직류기반의 건물 배전구조에 대한 도입에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 또한 직류 형태의 전원인 태양광 발전, 연료전지 등의 신재생 에너지와 가정 및 전기자동차용 배터리의 등장은 직류 기반 전력구조가 가지는 강점을 더욱 부각시키고 있다. 직류 배전 시스템은 기존 교류 배전에서 직류부하를 위한 다중의 전력 변환 과정을 최소화함으로서 전원 및 부하에서 소모되는 에너지를 절감하여 전력시장 내 전체적인 탄소배출량 저감에 기여할 수 있을 것으로 고려되어지고 있다. 이는 직류배전 시스템의 에너지 저감 효용성 이외 기존 교류배전 대비 부하단 부품 수의 감소에 따른 신뢰성 향상 및 가격 저감, 무효전력 고려사항의 제거 등 많은 장점을 가지기 때문이다. 본 논문에서는 소용량 건물에 직류배전 구조가 도입될 경우 실현 가능성이 높은 대표적 직류 배전 구조들을 Functional Modeling 기법을 통해 모델링하며, 시뮬레이션을 통해 기존의 교류 배전 건물과 함께 각각의 전력계 구조에 대한 효율 및 장단점들을 정성적으로 비교하고, 구현에 필요한 고려사항들을 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.180-182
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• 2018

직류배전 시스템은 신재생에너지 및 ESS(Energy Storage System)와의 결합으로 높은 에너지 이용효율을 가질 수 있다. 이러한 직류배전 시스템은 기존 교류계통을 통해 구성되며, 다양한 디지털 부하가 연계되므로 교류계통 및 메인 PCS(Power Conversion System)에 문제가 발생했을 때를 대비하여 비상 전력 공급 시스템이 필수적으로 고려되어야 한다. 최근 직류배전에서 비상 전력 공급 시스템으로 큰 관심을 받고 있는 ESS는 초기 설치비용, 용량, 수명 등의 문제로 인해 단일로 비상 전력 공급 시스템을 구성하기에 어려움이 있다. 때문에 기존에 이미 많이 설치되어 있는 비상발전기의 적용이 검토되어야 한다. 본 논문에서는 비상발전기와 ESS를 활용하여 양극성 저압직류배전에서 정전과 같은 사고 상황 발생 시 직류배전망의 전압을 빠르게 안정시킬 수 있는 시스템과 그 운영기법을 제안하였고, PSIM 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.236-237
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• 2010

기존의 교류배전 시스템의 신재생 에너지원과의 연동 비용이성을 해결하고 전체 시스템의 효율을 높이기 위해 연구되고 있는 직류배전 시스템으로 전환하기 위해서는 옥내배선용 도선의 재검토가 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 직류배전 전압 및 부하전류, 도선의 종류와 길이, 각종 규제사항 등을 고려하여 가정용 직류배전 시스템 적용에 적합한 도선 선정을 위한 가이드라인을 제시하고 이를 보급형 $100m^2$형 주택을 기준으로 한 시뮬레이션을 통해 타당성을 보인다.

• KIPE Magazine
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• v.15 no.5
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• pp.23-27
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• 2010

실생활환경 그린IT 기술 실증 테스트베드는 최근 에너지절감을 위한 하나의 해법으로 논의되고 있는 단위 건물에 대한 직류배전 기술 이외에 건축기술 기반의 공간, 냉난방, 환기, 빛 환경 에너지 성능평가 기술과 주택 유형별, 가구별 전력 에너지 관리 기술, IT기반 기술 등을 활용하여 그린IT기반 요소기술의 성능 검증, 기술개발, 신시장창출을 위한 실증테스트환경 모델과 산업활성화 기반을 구축하는 것이다. 이 중 향후 완성될 실증 테스트베드 건물에 적용하기 위하여 본 기관에서 수행하고 있는 직류배전분야에서의 주요 연구내용 및 연구방향, 고려사항들을 논의하고자 한다.