• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.160-160
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• 2017

자동화 기술을 통한 한국형 스마트팜의 발전이 비약적으로 이루어지고 있는 가운데 무인화를 위한 지능적인 스마트 시설환경 관찰 및 분석에 대한 요구가 점점 증가 하고 있다. 스마트 시설환경에서 취득 가능한 시계열 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2, 토양 수분, 환기량 등 다양하다. 시스템의 경계가 명확함에도 해당 속성의 특성상 타임도메인과 공간도메인 상에서 정확한 추정 또는 예측이 난해하다. 시설 환경에 접목이 증가하고 있는 지능형 관리 기술 구현을 위해선 시계열 공간 데이터에 대한 신속하고 정확한 정량화 기술이 필수적이라 할 수 있다. 이러한 기술적인 요구사항을 해결하고자 시도되는 다양한 방법 중에서 공간 분해능 향상을 위한 다지점 계측 메트릭스를 실험적으로 구성하였다. $50m{\times}100m$의 단면적인 연동 딸기 온실을 대상으로 $3{\times}3{\times}3$의 3차원 환경 인자 계측 매트릭스를 설치하였다. 1 Hz의 주기로 4가지 환경인자(온도, 습도, 조도, CO2)를 계측하였으며, 계측 하는 시점과 동시에 병렬적으로 공간통계법을 이용하여 미지의 지점에 대한 환경 인자들을 실시간으로 추정하였다. 선행적으로 50 cm 공간 분해능에 대응하기 위하여 Kriging interpolation법을 횡단면에 대하여 분석한 후 다시 종단면에 대하여 분석하였다. 3 Ghz에 해당하는 연산 능력을 보유한 컴퓨터에서 1초 동안 획득한 데이터에 대한 분석을 마치는데 소요되는 시간이 15초 내외로 나타났다. 이는 해당 알고리즘의 매우 높은 시간 복잡도(Order of $O=O^3$)에 기인하는 것으로 다양한 시설 환경의 관리 방법론에 적절히 대응하기에 한계가 있다 할 수 있다. 실시간으로 시간 복잡도가 높은 연산을 수행하기 위한 기술적인 과제를 해결하고자, 근래에 관심이 증가하고 있는 NVIDIA 사에서 제공하는 CUDA 엔진과 Apple사의 제안을 시작으로 하여 공개 소프트웨어 개발 컨소시엄인 크로노스 그룹에서 제공하는 OpenCL 엔진을 비교 분석하였다. CUDA 엔진은 GPU(Graphics Processing Unit)에서 정보 분석 프로그램의 연산 집약적인 부분만을 담당하여 신속한 결과를 산출할 수 있는 라이브러리이며 해당 하드웨어를 구비하였을 때 사용이 가능하다. 반면, OpenCL은 CUDA 엔진이 특정 하드웨어에서 구동이 되는 한계를 극복하고자 하드웨어에 비의존적인 라이브러리를 제공하는 것이 다르며 클러스터링 기술과 연계를 통해 낮은 하드웨어 성능으로 인한 단점을 극복하고자 하였다. 본 연구에서는 CUDA 8.0(https://developer.nvidia.com/cuda-downloads)버전과 Pascal Titan X(NVIDIA, CA, USA)를 사용한 방법과 OpenCL 1.2(https://www.khronos.org/opencl/)버전과 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea)를 사용한 방법을 비교 분석하였다. 50 cm의 공간 분해능에 대응하기 위한 4차원 행렬($100{\times}200{\times}5{\times}4$)에 대하여 정수 지수화를 위한 Quantization을 거쳐 CUDA 엔진과 OpenCL 엔진을 적용한 비교한 결과, CUDA 엔진은 1초 내외, OpenCL 엔진의 경우 5초 내외의 연산 속도를 보였다. CUDA 엔진의 경우 비용측면에서 약 10배, 전력 소모 측면에서 20배 이상 소요되었다. 따라서 우선적으로 OpenCL 엔진 기반 하드웨어 가속 기술 최적화 연구를 통해 스마트 시설환경 실시간 시뮬레이션 기술 도입을 위한 기술적 과제를 풀어갈 것이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.89-97
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• 2007

본 논문에서는 새로 개발된 전력품질 보상장치의 성능을 실험실에서 효과적으로 분석하기 위해 필요한 새로운 부하모의장치를 제안하였다. 제안하는 부하모의장치는 2대의 PWM 인버터가 직류 단을 공유한 구조로 선형과 비선형부하를 단일기기로 시험 가능하도록 설계되어 있다. 그리고 전력품질보상기의 하나인 능동전력필터와 연계시험을 수행하였다. 본 논문에서는 제안하는 부하모의장치와 능동전력필터의 연계 특성을 분석할 목적으로 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션 실시하였고 또한 실적용시 타당성을 검증할 목적으로 20kVA 용량의 부하모의장치와 10kVA용량의 능동전력필터를 제작하여 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 하드웨어 실험결과 제안하는 부하모의장치는 능동전력필터의 다양한 보상 능력 검증에 충분히 활용가능함을 알 수 있었다.

• 정보보호학회지
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• 제22권5호
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• pp.62-72
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• 2012

스마트그리드는 전력시스템과 이를 제어하기 위한 통신 인프라를 중심으로 다양한 시스템이 서로 통합되는 종합적인 플랫폼으로 이해할 수 있다. 기존에 각기 독립적으로 운영되는 시스템과 통신 인프라가 통합되기 시작하면서 다양한 상호작용이 파생되고 그로 인해 잠재적인 보안 측면의 위험성도 커지게 된다. 전통적인 전력시스템은 폐쇄적인 SCADA 네트워크를 기반으로 운영되었기 때문에 최소한의 보안강도가 보장되었지만, 스마트그리드 하에서는 개방형 통신망과 연계되면서, 기존의 사이버 보안 위협들이 전력시스템으로 유입하게 된다. 기존의 IT 시스템과는 달리 전력시스템과 같은 제어시스템은 물리적 작동과 공정이 수반되기 때문에 새로운 위험이 발생하기도 하고 기존의 위험이 증폭되기도 한다. 전력시스템에서는 가용성이 그 무엇보다 중요하기 때문에, 스마트그리드 체제하에서의 다양한 위협요인을 미리 파악하고 이에 대비한 계획을 수립함으로써, 그러한 가용성의 수준을 유지할 필요가 있다. 이를 위해서는 기존의 사이버 위협이 어떠한 경로를 통해 전력시스템에 영향을 미치게 되며 그로 인한 잠재적 위험이 얼마나 되는가를 평가할 필요가 있다. 그러나 스마트그리드는 아직까지 구축중인 미래형 시스템이고 누적된 과거 데이터가 없기 때문에 가상의 하드웨어 기반 테스트베드 내지 소프트웨어 기반의 시뮬레이션 모델을 통해 이를 사전적으로 테스트할 필요가 있다. 또한 스마트그리드는 서로 다른 IT 시스템과 물리적 설비들이 결합되는 복잡한 시스템이라는 측면에서, 잠재적으로 발생 가능한 다양한 위험을 분석하고 평가할 수 있는 모델의 수립이 요구된다. 본고에서는 그러한 CPS 기반 시뮬레이션 모델에 대한 현재의 연구동향을 검토하고, 향후 실질적으로 구현하기 위한 방안을 제안하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.3-4
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• 2011

본 논문은 저전압 대전류의 신재생 에너지원을 고전압 저전류 계통에 연계하기 위하여 제안되었던 기존의 출력 직력형 고승압 직류-직류 포워드 플라이백 컨버터에 소프트 스위칭 기법을 적용하여 효율을 향상시킨 전력변환기 회로를 제안한다. 제안된 컨버터는 기존의 하드 스위칭 방식에 비하여 고승압, 고주파 스위칭 동작에도 불구하고 효율이 우수한 장점을 지니고 있다. 소프트 스위칭을 유지하기 위하여 스위칭 주파수는 가변되는 특징이 있다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 시뮬레이션으로 확인한 후 50[W]급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.66-68
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• 2006

본 논문은 펄스 삽입 보조 회로를 갖고 있는 12-펄스 브리지 4대를 사용한 36-펄스 back-to-back 전압원 컨버터를 제안한다. 제안된 back-to-back 전압원 컨버터는 교류 연계점에서 유효전력과 무효전력의 독립적인 제어가 가능하다. 펄스 수를 증가하는 원리는 이론적 접근을 사용하여 분석되었다. 제안된 시스템의 동작 타당성은 PSCAD/EMTDC 소프트웨어의 시뮬레이션을 통해 검증되었다. 하드웨어 구현 타당성을 검증하기 위해 축소모형을 제작하고 실험에 의해 분석하였다. 제안된 back-to-back 전압원 컨버터는 HVDC와 FACTS 장치로 널리 사용될 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 에너지변화시스템부문
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• pp.209-211
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• 2009

본 논문에서는 고효율 DC-DC 컨버터와 인버터에 의한 연료전지발전용 전력변환기를 제안한다. 제안하는 전력변환기는 Boost Converter와 LLC공진 컨버터의 2 stage 조합으로 구성되어 있다. 제안하는 전력변환기의 동작을 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC를 이용하여 연료전지의 출력 동특성을 나타내는 모델과 제안하는 전력변환기의 모델을 개발하였다. 시뮬레이션모델의 검증을 위해 하드웨어장치를 구성하여 실험을 실시하였다. 제안하는 전력변환기는 정격출력에서 저전압특성을 갖는 연료전지를 전력계통에 고효율로 연계하는데 유용할 것으로 보인다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.291-292
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• 2015

본 논문은 계통과 연계된 3상 전압원 인버터를 기반으로 한 BESS의 능동 단독 운전 검출 방법을 제안한다. 계통 전압의 불평형에서도 안정적으로 위상을 추종할 수 있는 DDSRF_PLL(Decoupled Double Synchronous Reference Frame_PLL)방식을 적용 하였으며, 검출된 위상각 정보를 통해 정상분 전류 제어기와 역상분 전류 제어기를 독립적으로 제어할 수 있게 된다. 이를 위해 IEEE 1547과 UL1741에서 제시하는 단독 운전 기준 시험 회로를 구성하여 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통한 시뮬레이션과 5kw프로토타입 하드웨어 장치를 통해 제안된 단독 운전 검출 방법을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.232-233
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• 2016

본 논문은 계통과 연계된 3상 전압원 인버터를 기반으로 한 BESS의 능동 단독 운전 검출 방법을 제안한다. 제안하는 기법은 PR제어기와 필터를 가지고 기본파 전류와 2차 고조파 전류를 이용해 수행하였다. 단독운전은 BESS로부터 정격전류의 1% 2차 고조파를 주입하기 때문에 PCC점에서의 2차 고조파 전압 변화량을 검출 할 수 있다. 제안하는 기법은 모든 조건하에 정확하고 빠르게 검출 할 수 있다. IEEE와 UL1741에서 제시하는 단독 운전 기준 시험 회로를 구성하여 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통한 시뮬레이션과 5kW 하드웨어 장치를 통해 제안된 단독 운전 검출 방법을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.26-37
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• 2007

통합 가상 엔진의 "Numerical Test Cell" 시험은 다분야 연계 해석을 통하여 하드웨어의 개발에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 미국과 유럽에서의 전체 엔진 시뮬레이션 프로그램의 개발 활동과 NPSS를 바탕으로 관련 기술(공학 모델, 시뮬레이션 환경, 고성능 컴퓨팅)을 소개한다. 미국의 NASA Glenn 연구소는 기존의 코드들을 결합하고 기능을 개선하여 NPSS 개발 연구를 이끌고 있으며, 유럽에서는 대학, 연구소, 기업체로 구성된 VIVACE 컨소시움이 각 기관의 프로그램을 통합하여 PROOSIS를 개발하고 있다. 아울러 현재의 상황에 대한 고찰을 통하여 국내 개발의 가능성을 살펴보았다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.342-350
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• 2011

본 논문에서는 분산전원으로 풍력과 태양광, 에너지저장으로 배터리, 직류부하, 그리고 교류연계전력망으로 구성된 직류 마이크로그리드에서 Droop 제어를 기반으로 한 시스템의 자율동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 자율동작의 분석을 위해 먼저 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용해 각 분산전원과 배터리의 시뮬레이션 모델을 개발하고 이를 바탕으로 Droop 제어를 검증하였다. 또한 시뮬레이션 결과를 바탕으로 3kW급 DC마이크로그리드의 하드웨어를 제작하여 실제적인 자율동작의 타당성을 분석하였다.