• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.180-181
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• 2019

This paper proposes a method for improving the power quality of PMSG-based wind energy conversion system based on model predictive control in DC Microgrid. The MPC has a fast dynamic response. However, a large torque ripple deteriorating power quality is generated by a large and fixed switching period. On the other hand, the proposed method improves the power quality by setting the sampling time having zero torque error. The validity of the proposed method is verified through PSIM simulation.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.33-34
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• 2016

This paper presents a load sharing method based on the low bandwidth communication (LBC) applied to a DC microgrid in order to balance the state of charge (SOC) of the battery units connected in parallel to the common bus. In this method, SOC of each battery unit is transferred to each other through LBC to calculate average SOC value. After that, droop coefficients of battery units are adjusted according to the difference between SOC of each unit and average SOC value of all batteries in the system. The proposed method can effectively balance the SOC of battery units in charging and discharging duration with a simple low bandwidth communication system.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.577-586
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• 2011

본 논문에서 DC 마이크로그리드의 동작분석을 위한 하드웨어 시뮬레이터의 개발에 관해 기술하고 있다. 이 하드웨어 시뮬레이터는 분산전원으로 풍력발전, 태양광 발전, 연료전지를, 그리고 에너지저장으로 슈퍼커패시터, 배터리를 포함하고 있다. 또한 전체시스템의 에너지관리와 상태모니터링을 수행하는 중앙제어기를 포함하고 있어 이더넷을 기반으로 한 통신을 통해 각 분산전원과 에너지저장에 탑재된 하위제어기와 연계되어있다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 실제 상황을 고려한 DC 마이크로그리드의 성능분석에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5893-5898
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• 2014

본 논문은 연료비를 최소화 할 수 있는 2차전지 전력저장장치(BESS: Battery Energy Storage System)와 풍력-디젤 복합발전시스템으로 구성되는 독립형 마이크로그리드을 모델링하는 방법과 그 운전제어 알고리즘을 제안하였다. 먼저, 부하변동 및 풍속변동에 따른 주파수와 전압을 일정하게 제어할 수 있는 양방향 DC/AC 컨버터의 BESS를 모델링하고, 디젤발전기는 공급전력의 부족 및 BESS의 충전시에만 가동하도록 하는 운전제어알고리즘을 제안한다. 그리고, 제안된 모델링 방법과 운전제어알고리즘을 독립형 마이크로그리드에 적용한 결과, 풍속 및 부하변화에 대하여 주파수와 전압변동이 적정범위내로 유지할 수 있음을 증명할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.416-417
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• 2019

In this paper, an effective power flow control strategy (PFCS) based on the centralized control approach and a DC-link (DCV) restoration algorithm for DC microgrid (DCMG) are presented. By investigating the statuses of system power units, eleven operating modes are given to ensure the system power balance under various conditions. To avoid the system power imbalance caused by the delay of grid fault detection, a reliable DCV restoration algorithm is proposed. In the proposed scheme, when an abnormal variation of the DCV is detected, the battery instantly starts a local emergency control mode to restore the DCV to the nominal value regardless of the control mode from the central controller. The simulations and experiments are carried out to prove the effectiveness of the PFCS and the proposed DCV restoration algorithm.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.275-286
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• 2019

본 논문은 DC (Direct Current) 배전망 혹은 DC 마이크로그리드 운영을 위한 실시간 DC 계통해석 응용프로그램의 개발에 대한 내용을 다룬다. 응용프로그램은 중앙 에너지 관리시스템(EMS: Energy Management System)에 탑재되어 운영자에게 실시간으로 운영 솔루션을 제공한다. DC 배전계통을 해석하기 위한 프로그램의 구성 및 시퀀스를 제안한다. 각 프로그램의 알고리즘과 AC 계통 프로세스와의 차이점을 분석한다. 한국전력공사 고창전력시험센터 내 DC 배전망 실증사이트를 소개하고, EMS 구축 내용을 기술한다. 개발된 DC 계통해석 응용프로그램을 실증 사이트 EMS에 탑재하여, 검증 시험을 수행한다. DC 배전망 전압 제어를 위한 시험 시나리오를 구성에 대해 논한다. 마지막으로 실증시험 결과 측정 데이터, 응용프로그램 결과 데이터를 PSCAD/EMTDC를 이용한 오프라인 시뮬레이션 결과값과 비교 분석하여 정합성을 검증한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권6호
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• pp.2254-2261
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• 2018

This paper analyzes stability of current control in respect of four cases of battery energy storage system (BESS) in a stand-alone microgrid. The stand-alone microgrid is composed of BESS, diesel generator and controllable loads, where all of them have a rated power of 50kW. The four cases are considered as following: 1) BESS with a stiff grid 2) BESS with the diesel generator 3) BESS with passive damping + diesel generator 4) BESS with active damping + diesel generator, and their stabilities are analyzed in the frequency domain and discrete time domain. The comparative analysis for four cases are verified through simulation and experiments through demonstration site of the stand-alone microgrid, where the DC link is connected to a 115kW battery bank composed of 48 lead-acid batteries (400AH/12V). Experimental results show a good agreement with the analysis.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.50-64
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• 2011

In this paper, a DC-coupled photovoltaic (PV), fuel cell (FC) and ultracapacitor hybrid power system is studied for building microgrid. In this proposed system, the PV system provides electric energy to the electrolyzer to produce hydrogen for future use and transfer to the load side, if possible. Whenever the PV system cannot completely meet load demands, the FC system provides power to meet the remaining load. The main weak point of the FC system is slow dynamics, because the power slope is limited to prevent fuel starvation problems, improve performance and increase lifetime. A power management and control algorithm is proposed for the hybrid power system by taking into account the characteristics of each power source. The main works of this paper are hybridization of alternate energy sources with FC systems using long and short storage strategies to build an autonomous system with pragmatic design, and a dynamic model proposed for a PV/FC/UC bank hybrid power generation system. A simulation model for the hybrid power system has been developed using Matlab/Simulink, SimPowerSystems and Matlab/Stateflow. The system performance under the different scenarios has been verified by carrying out simulation studies using a practical load demand profile, hybrid power management and control, and real weather data.

• 전력전자학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.345-351
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• 2018

A distributed control method is proposed to improve the power sharing performance of bidirectional distributed generators and the voltage regulation performance of a DC bus in a DC microgrid. Voltage sensitivity analysis based on power flow analysis is conducted to analyze the structural characteristics of a DC microgrid. A distributed control method using a voltage sensitivity matrix is proposed on the basis of this analysis. The proposed method uses information received through the communication system and performs the droop gain variation method and voltage shift method without additional PI controllers. This approach achieves improved power sharing and voltage regulation performance without output transient states. The proposed method is implemented through a laboratory-scaled experimental system consisting of two bidirectional distributed generators, namely, a load and a non-dispatchable distributed generator in a four-bus ring-type model. The experimental results show improved power sharing accuracy and voltage regulation performance.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.289-294
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• 2019

현재 국내 소규모 섬들은 주로 디젤발전기를 이용하여 전력을 공급하고 있다. 그러나 디젤발전기는 부하변동에 대한 속응성이 느리기 때문에 계통을 불안정하게 할 수 있고, 화석연료 사용에 의한 탄소가스 배출로 환경문제를 야기한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 논문에서는 주전원을 디젤발전기를 통하여 전력을 공급받고 있는 추자도에 태양광발전, 풍력발전, 에너지저장장치를 도입하여 최적의 마이크로그리드를 구축하는 방안을 제안한다. 이때 각 분산형 전원의 경제적 최적용량은 HOMER(Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources) 프로그램을 이용하여 산정하였고, 이를 계통의 안정성을 분석할 수 있는 PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design/ Electromagnetic Transients including DC) 프로그램을 활용하여 제안한 마이크로그리드의 타당성을 입증한다.