• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제4권2호
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• pp.211-218
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• 2009

This paper presents a voltage and frequency controller (VFC) for a 4-wire stand-alone wind energy conversion system (WECS) employing an asynchronous generator. The proposed VF con-troller consists of a three leg IGBT (Insulated Gate Bipolar Junction Transistor) based voltage source converter and a battery at its DC bus. The neutral terminal for the consumer loads is created using a T-connected transformer, which consists of only two single phase transformers. The control algorithm of the VF controller is developed for the bidirectional flow capability of the active power and reactive power control by which it controls the WECS voltage and frequency under different dynamic conditions, such as varying consumer loads and varying wind speeds. The WECS is modeled and simulated in MATLAB using Simulink and PSB toolboxes. Extensive results are presented to demonstrate the capability of the VF controller as a harmonic eliminator, a load balancer, a neutral current compensator as well as a voltage and frequency controller.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.526-533
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• 2015

A new algorithm is proposed for the estimation of equivalent grid impedance at the point of common coupling of a grid-tie inverter output. The estimated impedance parameter can be used for the improvement of the performance and the stability of the distributed generation system. The estimation error is inevitable in the conventional estimation method because of the axis rotation due to PLL. In the conventional estimation error, the d-q voltage and current are used for the calculation of the impedance with active and reactive current injections. Conversely, in the proposed algorithm, the negative sequence current is injected, and then the negative sequence voltage is measured for the impedance estimation. As the positive and negative sequence current controller is independent and the PLL is based on the positive sequence component only, the estimation of the equivalent impedance can be achieved with high accuracy. Simulation and experimental results are compared to validate the proposed algorithm.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.205-207
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• 2008

본 논문에서는 권선형 유도기를 사용한 이중여자 유도형 풍력발전기용 제어기를 개발하였다. 제어기는 발전기의 회전속도와 발전량, 기리고 계통 전압 등의 조건에 따라서 발전기를 자동으로 제어한다. 발전이 가능한 조건에서는 발전기의 유효전력은 최적값이 되도록 제어된다. 또한, 풍력발전 시스템의 무효전력은 계통 운영자의 요구, 계통 전압, 그리고 발전량 등을 고려하여 무효전력 제어 모드를 스스로 결정하도록 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.272_273
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• 2009

풍력 발전의 계통연계가 증가함에 따라 계통의 안정적인 운영을 위해 계통연계기준이 제정되고 있으며, 여기에는 계통 사고 시 풍력발전기의 연계운전을 요구하는 Fault Ride Through(FRT) 규정이 포함될 것으로 예상된다. FRT 규정에는 기존의 계통 사고 시 전압에 따른 계통연계 유지 기준과 함께 계통 회복 시 안정적인 주파수 회복과 빠른 전압회복을 위해 유효전력제어와 무효전력제어 규정이 포함되어야 한다. 이에 본 논문에서는 DSAT을 이용한 제주 계통의 안정도 모의를 바탕으로 FRT capability 규정을 제안하였다. 또한 풍력발전기의 유효 및 무효전력 제어가 사고 후 복구 시 계통의 안정도에 미치는 영향을 모의를 통하여 확인하고 이에 대한 추가적인 규정이 필요함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.2048-2050
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• 1998

An uninterruptible power supply(UPS) with parallel operation is used to increase the power capacity of the system or to secure higher reliability at critical loads. In the parallel operating system composed of the multiple UPSs, load-sharing, i.e. current balance control between them is key technique. Because of its low impedance and quick response characteristics, inverter output current changes very rapidly and thereby easily researches an overload condition. The difference between total load current divided by number of operating inverters and its own current is detected as unbalanced current. Then frequency and voltage are controlled to minimize the active component and the reactive component. A good performance of the proposed load-sharing technique is verified by experiments in the parallel operating system with two 40kVA UPSs.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.107-114
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• 2007

계통 연계형 태양광 발전 시스템이 정전 혹은 사고 등으로 계통으로부터 분리되었을 때 태양광 발전 시스템이 배전선 부하를 떠맡아 운전을 계속하는 현상을 고립운전이라 하는데 이런 상태가 지속되면 선로 유지보수자의 안전사고를 야기할 수 있으며 전기설비에 나쁜 영향을 줄 수도 있다. 수동 검출법은 연계점(PCC:Point of Common Coupling)의 전압이나 주파수를 측정하여 한계치를 벗어나면 고립운전으로 판단하는데 RLC 부하의 유효전력과 무효전력이 각각 PV 시스템의 유효전력, 무효전력과 서로 비슷하면 검출할 수 없다. 이 경우 고립운전을 검출하기 위한 다양한 능동 검출법이 제안되었으며 가장 효과적인 방법은 미국 샌디아 연구실(Sandia National Lab)에서 제안한 SFS법(Sandia Frequency Shift method)이다. 본 논문에서는 자동 위상 이동을 이용한 새로운 능동 검출기법을 제안하고 Matlab 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2011

본 연구에서는 풍력발전시스템의 다양한 특성들을 고려한 DFIG풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터를 개발하였다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 이중여자 유도발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back-to-Back컨버터로 구성되었다. 특히 풍력터빈 시뮬레이터는 풍속계를 이용하여 실시간으로 풍속을 측정하고 측정된 바람으로 블레이드의 특성을 모의하였다. DFIG풍력발전 시뮬레이터에서 생산되는 전력은 MPPT제어를 수행하는 MSC(Machine Side Converter)와 DC link전압을 일정하게 제어하는 GSC(Grid Side Converter)에 의해 계통에 연계되어 운전한다. 제안하는 시스템은 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 축소모형실험을 통해서 성능을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.746-752
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• 2020

환경문제가 세계적으로 심각하게 다뤄지면서 우리나라도 태양광발전 설비가 급속도로 증가하였다. 특히 소용량 태양광발전을 저압배전으로 연계하는 계통에서 인버터 출력단의 전압상승으로 인하여 저압배전계통 품질저하 및 부하설비에 악영향을 주고 있다. 또한 과전압에 의한 인버터 가동중지로 인하여 발전소의 경제적 손실을 줄 수 있다. 본 논문에서는 저압배전계통 연계에 따른 태양광 인버터 출력단 전압 상승 해결방안을 연구 하였다. 첫째, 역률제어 및 능동전압제어 인버터를 사용하여 무효전력을 제어하면 출력단 전압이 230.91V에서 208.99V로 단자전압 비율이 약 10%가 내려갔다. 둘째, 배전전압용 변압기 2차 Tap을 조정하면 약 15V의 전압조정이 가능하지만, 한전배전규정전압이 220±13V의 범위가 벗어나지 않는 한 Tap을 조정해 주지 않는 문제점이 있다. 셋째, 인버터의 댓 수를 제한하면 인버터 과전압 범위 안에서 인버터를 기동할 수 있다. 넷째, 단상이 아닌 삼상으로 연계하면 전압이 분배되어 전압상승을 방지 할 수 있다. 4가지 중 현장 적용이 용이한 것은 역률제어 및 능동전압제어 인버터를 사용하는 것임을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.86-93
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• 2018

In this work, control methods and operating modes are proposed to manage standalone microgrid. A standalone microgrid generally consists of two sources, namely, battery energy storage system (BESS) and diesel generator (DG). BESS is the main source that supplies active and reactive power regardless of load conditions, whereas DG functions as an auxiliary power source. BESS operates in a constant voltage constant frequency (CVCF) control, which includes proportional-integral + resonant controller in a parallel structure. In CVCF control, the concept of fundamental positive and negative transformation is utilized to generate a three-phase sinusoidal voltage under imbalanced load condition. Operation modes of a standalone microgrid are divided into three modes, namely, normal, charge, and manual modes. To verify the standalone microgrid along with the proposed control methods, a demonstration site is constructed, which contains 115 kWh lead-acid battery bank, 50 kVA three-phase DC - AC inverter, and 50 kVA DG and controllable loads. In the CVCF control, the total harmonic distortion of output voltage is improved to 1.1% under imbalanced load. This work verifies that the standalone microgrid provides high-quality voltage, and three operation modes are performed from the experimental results.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.131-141
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• 2007

본 논문에서는 병렬 인버터를 통한 고조파 보상은 물론 직렬 인버터로 전압강하 보상 및 부하불평형 문제도 해결할 수 있는 보상설비에 대하여 특성을 분석하였다. 제안하는 설비의 구조와 제어방법을 제시하고, 제어방법의 효과를 검증하기 위하여 전기철도 급전시스템과 보상설비를 모델링하여 모의계산을 수행하여 그 결과를 제시하였으며, 본 논문에서는 기존의 급전선로 전압강하 보상시스템의 단점을 보완하기 위해 DC-Link를 공유하는 직렬과 병력형 인버터를 Scott 변압기 2차 측의 T상과 M상에 두어 다양한 보상 특성을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 급전선로의 전기차로 인해 발생하는 고조파전류를 병력인버터를 통해 제거하여 154[kV] 3상 모선으로의 유임을 차단하게 된다. 또한 모선의 선간단락, 일선지락 등의 사호로 발생되는 급전선로의 순간전압강하 혹은 순간전압상승 등을 보상하여 지속적인 전압공급을 가능하게 됨을 확인하였다. 더불어 철도의 기동 등으로 인한 순간적인 전압의 강하에 있어서도 직렬인버터를 통한 보상으로 인해 전압의 지속적인 유지를 확보할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 다양한 보상동작을 수행한 수 있는 제안된 시스템의 동작을 PSCAD/EMTDC를 통해 검증하였으며, 향후 시스템 제작에 따른 특성분석에 용이하게 적용될 것으로 보인다.