• 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.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06d
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• pp.440-443
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• 2010

차세대 청정에너지로서의 풍력발전 보급이 급속히 증가하고 있다. 고 효율의 풍력발전이 요구됨에 다라 풍력터빈이 대형화 되면서 풍력터빈의 경제 수명 보장과 발전 효율을 극대화하기 위해 제어기술의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 거대 구조물인 풍력터빈의 기계적 부하를 최소화하고, 바람 상태에 따른 고 효율출력 제어가 필수적인 것만큼 제어장치의 궁극적인 목표는 바람으로부터의 에너지 획득 비용을 줄이는 것이라고 할 수 있다. 본고에서는 에너지 변환장치로서의 풍력터빈이 갖는 제어 장치의 기본 기능을 설명하고, 이에 대한 실현에 대하여 논한다.

• 기계와재료
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• v.21 no.3
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• pp.42-51
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• 2009

원자력/화력 발전소에서 사용중인 터빈출력제어장치(turbine power control device)는 유압 서보액추에이터(hydraulic servo actuator)로 구동하는 특수 스팀 밸브(steam valve)로서 터빈의 속도를 제어하고 스팀을 차단하는 기능이 있다. 대형 발전기(500~1000Mw)를 구동하여 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압터빈에 최적량의 스팀을 공급하여야 하고, 고속(화력 3600 rpm, 원자력 1800 rpm)으로 회전하는 터빈이나 스팀계통에 이상이 발생할 경우 터빈의 과속(over speed) 방지를 위하여, 즉시 터빈으로 공급되는 스팀을 차단하여 터빈을 보호해야 한다. 따라서 터빈의 속도제어와 계통의 스팀 량을 감시하여 차단하는 발전소의 특수 밸브의 신뢰성확보기술이 요구된다. 특히 원자력발전소의 경우 핵연료교환주기(약 24개월)에 밸브들을 정비 또는 교체하고 있어 이때마다 시스템과 매칭(튜닝)기술이 요구되었다. 본 연구에서는 전량 수입에 의존했던 원자력/화력 발전소의 특수 밸브인 터빈출력제어장치의 국산화 개발과 신뢰성확보기술 효과에 대하여 논하였다.

• The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.11 no.4
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• pp.82-91
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• 1997

In this paper, a design method of the boiler-turbine control system in the coal fired power plant is proposed. We need to control electric output and drum pressure and water level in drum to guarantee stable operation and save energy for generating electricity and decrease air pollution in the boiler-turbine system. This boiler-turbine control system is composed of reference model part and model following part. The multivariable boiler-turbine system is separated into 3 SISO(Single Input Single Output) systems applying the concept of relative gain matrix. Each 3 reference models for separated boiler-turbine system are composed of 1st order nominal plant and hysteresis integral control system and they make good dy¬namic response with no overshoot and fast rising time. Each fuzzy controller to follow as close as possible to the response of each reference model is designed. The robustness and the good tracking property can be achieved using 5150 fuzzy controllers when there are modeling errors, disturbances and parameter pertur¬bations. The effectiveness of the proposed design method is verified through simulations.

• Tribology and Lubricants
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• v.29 no.1
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• pp.7-12
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• 2013

Turbine power control devices at a nuclear / thermoelectric power plant lead to failure by creating mechanical shocks and strong vibrations that are due to the strong elasticity of a spring and the inertia of the valve face during its rapid movement to block steam. To ensure durability of the turbine power control device, which is the main component in the power plant, it is necessary to develop a device that can prevent such vibrations. In this study, a cushion mechanism is added to the head of the hydraulic servo actuator, which is a turbine power control device. Moreover, the cushion mechanism, which includes various modifies shapes and orifices is investigated dynamically through modeling and simulations.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.17-24
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• 2005

In this study, the GSP and in-house numerical codes have been used for analyses of the on-design, static off-design and dynamic off-design performances. Through the various missions including altitude, velocity, and power variations the static engine performance have been investigated. The dynamic engine performances based on these complicated variations have been also analyzed. Especially, the power, engine rpm and heat overload characteristics of the turbine have been estimated with the response time through the control of the throttle setting rather than the power setting. It could be applied to the FADEC system as an engine control device.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.350-351
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• 2018

본 논문은 가변속 양수발전 시스템의 모델링 및 양수발전용 전력변환장치 제어 구조를 분석하고 모델링하였다. 기존 양수발전 시스템은 동기 발전기를 사용하였지만 신재생 에너지원의 출력 변동 및 부하 변동에 따른 주파수의 변화에 빠른 대응을 위한 가변속 양수발전 시스템을 채용하여 계통 전력과 전압, 주파수 등을 보상한다. 양수 발전소의 터빈, 게이트, 조속기 등을 분석하여 모델링하였으며, Doubly fed induction generator를 위한 back-to-back 전력 변환 장치를 발전 및 양수 모드에 사용하기 위해 벡터제어, 속도제어, 유효-무효 전력 제어기 등을 모델링 하였다.

• Plant Journal
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• v.18 no.4
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• pp.66-72
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• 2023

In order to respond to the demand for flexible operation of thermal power generation, development of natural sliding pressure operation that minimizes throttle loss by opening the turbine control valve 100% and maximize power generation efficiency in conjunction with ESS in order to quickly respond to fluctuations in the system frequency is required. The logic development of natural sliding pressure operation with ESS was developed to modify the existing logic at the power plant's top-level control logic such as the unit master, the boiler master and the turbine master. Cooperative control algorithms that complement the advantages and disadvantages of ESS operation (quick response, limited capacity) and power plant operation (slow response, continuous operation) not only improve efficiency when applied to actual power plants, but also respond quickly and flexibly to load demands to ensure system stability.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.183-188
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• 2003

The present work was conducted to build a propulsion system for an airship. For this purpose, free shaft gas-turbine was modified to produce electrical power. he experiments were carried out to analyze the driving rotor condition at various power shaft loads. From this analysis, an appropriate damping device was required, and the changeable inertial moment from the fly-wheel was applied. Without the appropriate damping device, instability was found, and it was resulted as power loss. Also the amount of inertial moment was certified by the performance of dynamic transient effects from the engine test results. Knowledge gained from this research could benefit the propulsion and power conversion community by increasing the better understanding of shaft loads and inertial effects.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.6
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• pp.397-402
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• 2016

To produce adequate electricity in nuclear and thermal power plants, an optimal amount of steam should be supplied to a generator connected to high- and low-pressure steam turbines. A turbine output control device, which is a special steam valve employed to supply or interrupt the steam to the turbine, is operated using a hydraulic servo actuator. In power plants, the performance of servo actuators is degraded by the air generated from the hydraulic system, or causes frequent failures owing to an increase in the wear of the seal. This is due to the seal being burnt as generated heat using the produced compressed air. Some power plants have exhausted air using a fixed orifice, and thus they encounter power loss due to mass flow exhaust. Failures are generated in hydraulic pumps, electric motors, and valves, which are frequently operated. In this study, we perform modeling and analysis of the load-sensing air-exhaust valves, which can be passed through very fine flow under normal use conditions, and exhaust mass flow air at the beginning stage as with existing fixed orifices. Then, we propose a method to prevent failures due to the compressed air, and to ensure the control accuracy of hydraulic servo actuators.