• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.2971-2978
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• 2013

최근 배전계통은 정부의 녹색성장 정책으로 태양광, 풍력발전 등과 같은 분산전원의 보급률이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 이러한 분산전원의 연계로 기존 배전계통의 조류흐름은 단방향(One-direction)에서 양방향(Bi-direction)으로 변화되고, 고장전류의 증 감이 발생하는 등, 다양한 변화가 생겨 배전계통의 운용상에 여러 가지 문제점들이 발생할 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원의 배전계통 연계에 따른 보호기기의 정정 및 양방향 보호협조 검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘과 실제의 사고전류 값을 이용한 개선된 T-C곡선 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘을 바탕으로 양방향 보호협조 평가시스템을 개선하였다. 또한 평가시스템을 이용하여 배전계통을 모델링하고, 분산전원 연계 시 보호기기들 간의 보호협조를 검토하여, 분산전원이 연계된 경우 배전계통에 발생할 수 있는 기술적인 문제점들을 분석하여 그 방안을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.412-416
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• 2015

고분자 막 성능 평가 및 내구성 평가에 이용하기 위해 고분자전해질 연료전지(PEMFC) 구동 중에 수소 크로스오버 측정이 필요하다. 수소 크로스오버 측정 시에 불활성 기체 대신에 공기를 cathode에 공급하면서 기체 크로마토그래프로 수소 농도를 cathode 출구에서 분석하였다. PEMFC 구동 중 고분자 막을 통과한 수소는 cathode에서 산소와 반응해 불활성 가스를 공급할 때에 비해 수소 농도가 감소하였다. cathode 공기 공급 유량이 증가하면 수소 농도가 감소했고, 셀의 온도와 습도, 압력이 증가하면 cathode의 수소 농도는 증가했다. 일반적인 PEMFC 구동 조건에서 $120mA/cm^2$ 전류밀도에서 수소농도는 약 5.0 ppm이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.187-190
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• 2012

고분자전해질연료전지(PEMFC)에서 음극 공기에 의한 이온오염은 막전극 합체(MEA)의 성능을 심각하게 열화시킨다. 본 연구에서는 산업단지, 길가, 해변의 공기 중 이온 농도를 측정하였다. 이들 지역에서 $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$와 $Fe^{3+}$ 이온 농도가 비교적 높았다. 가습수로부터 이들 이온이 cathode에 유입되어 MEA 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 수돗물을 가습수로 사용해 170시간 운전한 후 MEA 성능이 초기의 11%로 감소하였다. 이들 오염 이온들이 수소이온보다 전해질 막의 슬폰산기와 친화력이 더 강해 전해질 막에 쉽게 이온 교환된 결과다. MEA 중에서 전극/막 계면에서 이온 오염이 MEA 성능저하에 미치는 영향이 제일 컸다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.325-329
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• 2013

실제 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 운전조건에서는 전극과 전해질 막은 동시에 열화된다. 그런데 고분자전해질 연료전지의 전극 열화와 전해질 열화의 상호 작용에 대해 연구되지 않았다. 본 연구에서는 전해질 막 열화가 전극 열화에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 전해질 막 열화 후 전극을 열화시켜 전해질 막 열화없이 전극을 열화시켰을 때와 비교하였다. 열화전후의 I-V 성능, 수소투과전류, 순환 전압측정(CV), 임피던스, TEM 등을 측정하였다. 전해질 막열화에 의해 수소투과도가 증가하고, 이에 따라 백금 입자 성장속도가 감소함으로써 전극 열화속도가 감소함을 보였다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제45권3호
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• pp.49-56
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• 2022

ROK Navy intends to secure the Korean-type aircraft carrier in order to effectively prepare for various future security threats. In general, the Korean national competency is considered to be at the level of having an aircraft carrier, but it is unclear what scale aircraft carrier would be appropriate. In this study, the efficiency was evaluated through the relative comparison between national competency(national power, economic power) and the scale of aircraft carriers, and the optimal scale of the Korean-type aircraft carrier that could be acquired was presented. A DEA(Data Envelopment Analysis) model was applied to aircraft carriers(19 aircraft carriers in 11 countries) currently in operation and scheduled to be possessed in the world. As input variables, CINC(Composite Index of National Capability) and GDP(Gross Domestic Product), which are the most widely used as indicators of national and economic power, and as output variables, the full-load displacement, length, and width of aircraft carriers were selected. ARIMA(short-term within 5 years) and simple regression(long-term over 5 years) were used to estimate the future national competency of each country at the time of aircraft carriers acquisition. The relative efficiency score of the Korean-type aircraft carrier currently being evaluated is 1.062, and it was evaluated as small-scale aircraft carrier compared to the national competency. Based on Korean national competency, the optimal scale of the Korean-type aircraft carrier calculated by aggregating benchmark groups, is 58,308.1 tons of full-load displacement, 279.4m in length, and 68.3m in width.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.15-23
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• 2017

본 논문에서는 전기자동차용 배터리의 충방전 상태를 정확하게 추정하고 안정적으로 평가하기 위하여, 비선형성을 가지는 배터리의 출력특성을 단계마다 선형화시켜 상태를 평가하고, 실시간 구현 및 모델의 오차보정과 노이즈에 강인한 특성을 가지고 있는 확장칼만필터 알고리즘을 이용한 SOC 추정 방법을 제안한다. 확장칼만필터를 적용하기 위해 배터리를 1차 Thevenin 모델로 나타내고, SOC 추정을 위한 배터리 성능평가 시뮬레이터를 구현하여, 실험을 통해 확장칼만필터에 적용될 파라미터를 도출한다. 본 논문에 적용된 SOC 상태추정 전략에서는 기존 선행 연구들과 다르게 배터리에 명시되어 있는 정격용량을 최대 충전가능용량으로 대체함으로써, 배터리의 노화에 상관없이 언제나 0%~100%의 SOC를 가질 수 있도록 변경된 수법을 제안한다. 이를 통해, 고정밀 CT를 사용한 Ah counting에 의한 SOC 추정을 기준으로 하여 본 논문에서는 배터리의 비선형 구간에서도 오차를 줄일 수 있는 확장칼만필터 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 배터리 전 SOC 영역에서 추정오차를 5% 미만으로 줄일 수 있음을 확인한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.42-51
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• 2017

본 논문에서는 전기자동차 배터리의 충전 방안 중 하나로 여겨지는 무선전력전송을 이용할 경우 발생 가능한 보호협조 문제점을 분석한다. 전기충전을 위한 무선전력전송 시스템을 구축하기 위해서는 전원공급장치 개발이 필수적이나, 전원공급장치의 정확한 설치기준이 없기 때문에 운용 시 보호협조 상에 문제점이 발생 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 PSCAD/EMTDC로 무선전력전송 전기충전설비용 전원공급장치를 모델링하여 가능성 있는 사고를 모의해보고, 이를 해결할 수 있는 대안을 제시하고자 한다. 즉, 사고 발생 시, 전원공급장치의 60Hz 대역에서 정격차단용량(12.5kA) 상회 가능성과 20kHz 대역에서의 임피던스 병렬화로 인한 보호기기의 부동작 가능성을 시뮬레이션을 통해 확인하였고, 이에 대한 해결책으로 대칭좌표법을 이용한 사고해석 알고리즘과 사고전류를 저감시킬 수 있는 NGR 산정 알고리즘을 제안하였다. 이를 통해 60Hz 대역에서는 NGR(Neutral Ground Resister)을 도입하여 사고전류를 정격차단용량 이하로 저감시키고, 20kHz 대역에서는 중선선에 CT 설치 및 이에 대한 보호정정을 통해 보호기기 부동작이 방지됨을 확인하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.29-37
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• 2011

종래의 배전계통에 있어서의 전력조류는 변전소에서 선로말단을 향한 단 방향이었지만, 신에너지전원(분산전원)이 연계된 배전계통의 경우에는 그 출력용량의 여부에 따라 양방향의 전력조류가 발생할 가능성이 있어, 계통운용상 여러 가지의 문제점이 야기될 수 있다. 분산전원은 대규모전원의 보완적 역할과 배전선로 상의 국부적 부하 감당 역할을 부과하여 그의 적극적 활용을 꾀하기 위해서는, 분산전원으로부터 배전계통에 전력을 공급하는 역 조류의 기능을 허용할 수 있는 양방향 보호협조방식의 체제를 확립할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 분산전원 연계에 따른 보호협조 기본 방안과 부하절체 운전에 따른 보호협조 방안, 변압기결선에 따른 보호협조 방안 등에 대한 알고리즘을 제시하였다. 또한, 이론적인 계산법(대칭좌표법)과 MATLAB/SIMULINK에 의하여 실 계통에서의 양방향 보호협조에 관련된 문제점을 분석하고, 해결방안을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.794-805
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• 2017

본 논문에서는 풍력발전기의 제어시스템에 대한 성능평가를 위한 실시간 처리 기반의 Hardware-In-Loop(HIL) 시뮬레이터와 안정적으로 운용할 수 있는 시스템 제어 알고리즘을 제시한다. 기존의 수행된 연구는 모터와 발전기가 결합되어 동력이 전달되는 구조로서, 소형풍력발전기의 발전기 토크와 전력변환장치의 대한 특성분석으로 그 시험 범위가 제한적이나, 제안하는 실시간 처리 기반의 풍력발전기 시뮬레이터를 통해서 정상운전과 비상운전을 포함하여 제어시스템의 알고리즘과 하드웨어 요소에 대한 시험 성능평가가 가능하다. 한편, 제안하는 시뮬레이터는 세부적으로 하드웨어와 동기화되어 운영 될 수 있도록 MATLAB, CODER 그리고 PLC Library를 활용하여 동적모델과 제어시스템을 포함한 실시간 처리 기반의 풍력발전기 모듈, 바람 데이터를 생성/처리하는 모듈, 전력계통 모듈 그리고 전체 시뮬레이터의 운용을 위한 'Host PC'로 구성된다. 실제 풍력발전기가 설치되는 환경을 기반으로 외부적/내부적인 요소를 변수로 다양한 시나리오에 대한 시험을 수행하여, 풍력발전기 제어시스템의 성능평가를 통하여 본 논문에서 제시한 HIL-시뮬레이터의 우수성과 효용성을 입증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1355-1363
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• 2015

태양광전원이 연계된 배전계통에서 발생되는 과전압문제를 해소하기 위하여, 계통에서 발생하는 전압변동에 대응하여 전압을 일정하게 유지시킬 수 있는 선로 전압 조정장치(Step Voltage Regulator)의 도입이 제안되고 있다. 일반적으로 SVR은 전압조정 방법에 의하여 Tap위치를 결정한 후, 일정시간이 지나면 Tap이 동작하도록 운용된다. 하지만 지연시간(30sec) 이후에 Tap을 동작시키는 SVR의 특성에 의하여, 이 시간동안 수용가전압은 규정치를 벗어날 가능성을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 배전계통의 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 LDC방법에 의한 SVR의 전압조정 모델링과, 양방향으로 유무효전력을 제어할 수 있는 전지전력저장장치(Battery Energy Storage System)의 모델링을 제안하였다. 또한 SVR의 문제점을 보완하기 위하여, BESS와의 협조방안에 대한 모델링을 제시하였다. 상기에서 제안한 모델링을 바탕으로 수용가의 전압특성을 분석한 결과, SVR과 BESS에 의하여 안정적으로 전압이 유지됨을 확인하여, 본 연구에서 제시한 모델링의 유효성을 입증하였다.