• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.548-549
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• 2012

본 논문은 가정용 8kWh 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)을 제안한다. 제안하는 시스템은 신재생 에너지원으로 태양광, 에너지저장 장치로는 리튬 배터리가 적용되는 시스템으로, 단상 계통과 병렬로 연결되어 태양광 및 배터리의 직류전력을 상용 주파수 및 전압의 교류전력으로 변환하는 제어가 가능하며 또한, 계통의 교류전력을 배터리에 필요한 직류전력으로 변환하는 양방향 시스템이다. 제안하는 ESS의 제어 및 모니터링을 위하여 추가로 HMI(Human Machine Interface) 및 HMI 제어기를 사용하였다. HMI는 ESS를 원하는 형태로 동작시킬 수 있으며, 현재 시스템의 동작모드, 전력량, 배터리 정보 등의 표시 및 장애 이력을 관리한다. 그리고 HMI, PCS, 및 BMS는 서로 CAN통신으로 정보를 교환하도록 설계하였다.

• 플랜트 저널
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• 제18권4호
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• pp.66-72
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• 2023

신재생에너지 비중 증가에 따른 전력계통 불안정성과 탈원전, 노후 석탄화력 폐쇄로 인한 안정적인 발전자원 감소에 대한 대응 방안으로 터빈제어밸브 4개중 2~3개를 교축하여 발전기 출력 증·감발과 주파수를 추종하는 복합 변압 운전 방식을 터빈제어밸브를 전개하여 교축손실을 줄임으로서 발전 효율을 극대화하는 순 변압운전 방식으로 대체하고, 계통 주파수 변동에 신속하게 대응하기 위해 ESS를 연계하여 주파수 추종 및 자동발전운전을 하는 제어로직을 500MW 석탄화력인 태안 5호기를 대상으로 개발하였다. ESS 운전(신속한 응답, 용량 한계)과 발전소 터빈제어밸브 교축 운전(느린 응답, 지속적인 운전)의 장·단점을 보완하는 협조제어 알고리즘이 실제 발전소에 적용시 발전 효율 향상은 물론 전력 수요에 신속하고 유연하여 대응하여 계통 안정성에 기여할 것으로 확신한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권1호
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• pp.49-54
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• 2016

현재 대부분의 도서지역에서는 태양광발전을 효율적으로 운용하기 위하여 대용량 연축전지가 많이 사용되고 있지만, 풍력발전의 도입, 축전지 교체로 인하여 리튬이온전지의 도입이 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 기존에 많이 보급되어 사용되고 있는 연축전지와 리튬이온전지의 장점을 최대한 활용하기 위하여, 연축전지와 리튬이온전지용 하이브리드 ESS의 최적 운용평가를 할 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 상기의 알고리즘을 이용하여 시뮬레이션을 수행한 결과, 각 전지의 도입비용과 운용비용이 최소화 되는 운용조건에서 최적구성비를 산출하였다. 이에 따라 본 논문에서 제안한 하이브리드 ESS의 최적구성 알고리즘에 대한 유용성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.35-45
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• 2022

본 논문에서는 PV 시스템에서 태양광 발전 시스템의 완전한 동작을 위해 DC-DC 벅-부스트 컨버터와 MPPT (Maximum Power Point Tracking)제어 시스템에 대한 완전한 동작 시스템에 대해 모델링하고 시뮬레이션을 수행하여 양호한 동작을 확인하고자 한다. 이를 위해 이중층 커패시터(EDLC:Electric double-layer capacitors )를 사용한 순간전압강하 보상장치가 개발되어 적용되고 있다. 따라서 태양광 발전의 ESS(Energy Storage System)를 고려한 PCS(Power Conditioning System)를 제안하여 부하평준화를 통한 전력의 안정적인 공급을 확인한다. 본 논문에서는 순간전압강하 보상장치(DVR :Dynamic Voltage Restorer)에 사용되는 전기 이중층 커패시터에 비해 동일 사이즈 대비 에너지 밀도가 높은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)를 적용하는 연구를 하였고, 단상 3[kW] 계통 연계형 태양광 전력변환기를 제안하였다.

• Advances in Energy Research
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• 제7권1호
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• pp.67-84
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• 2020

Given the recent surge of interest towards utilization of renewable distributed energy resources (DER), in particular in remote areas, this paper aims at designing an optimal hybrid system in order to supply loads of a village located in Esfarayen, North Khorasan, Iran. This paper illustrates the optimal design procedure of a standalone hybrid system which consists of Wind Turbine Generator (WTG), Photo Voltaic (PV), Diesel-generator, and Battery denoting as the Energy Storage System (ESS). The WTGs and PVs are considered as the main producers since the site's ambient conditions are suitable for such producers. Moreover, batteries are employed to smooth out the variable outputs of these renewable resources. To this end, whenever the available power generation is higher than the demanded amount, the excess energy will be stored in ESS to be injected into the system in the time of insufficient power generation. Since the standalone system is assumed to have no connection to the upstream network, it must be able to supply the loads without any load curtailment. In this regard, a Diesel-Generator can also be integrated to achieve zero loss of load. The optimal hybrid system design problem is a discrete optimization problem that is solved, here, by means of a recently-introduced meta-heuristic optimization algorithm known as Lightning Attachment Procedure Optimization (LAPO). The results are compared to those of some other methods and discussed in detail. The results also show that the total cost of the designed stand-alone system in 25 years is around 92M€ which is much less than the grid-connected system with the total cost of 205M€. In summary, the obtained simulation results demonstrate the effectiveness of the utilized optimization algorithm in finding the best results, and the designed hybrid system in serving the remote loads.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.786-794
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• 2015

In this paper, a new power control strategy for the bipolar-type low voltage direct current (LVDC) distribution system is being proposed. The dc distribution system is considered as an innovative system according to the increase of dc loads and dc output type distribution energy resources (DERs) such as photovoltaic (PV) systems and energy storage systems (ESS). Since the dc distribution system has many advantages such as feasible connection of DERs, reduction of conversion losses between dc output sources and loads, no reactive power issues, it is very suitable solution for new type buildings and residences interfaced with DERs and ESSs. In the bipolar-type, if it has each grid-interfaced converter, both sides (upper, lower-side) can be operated individually or collectively. A complementary power control strategy using two ESSs in both sides for effective and reliable operation is proposed in this paper. Detailed power control methods of the host controller and local controllers are described. To verify the performances of the proposed control strategy, simulation analysis using PSCAD/EMTDC is being performed where the results show that the proposed strategy provides efficient operations and can be applied to the bipolar-type dc distribution system.

• 전자통신동향분석
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• 제39권1호
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• pp.83-94
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• 2024

There have been continuous requirements for developing more reliable energy storage systems that could address unsolved problems in conventional lithium-ion batteries (LIBs) and thus be a proper option for large-scale applications like energy storage system (ESS). As a promising solution, aqueous metal-ion batteries (AMIBs) where water is used as a primary electrolyte solvent, have been emerging owing to excellent safety, cost-effectiveness, and eco-friendly feature. Particularly, AMIBs adopting mutivalence metal ions (Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, and Al³⁺) as mobile charge carriers has been paid much attention because of their abundance on globe and high volumetric capacity. In this research trend review, one of the most popular AMIBs, zinc-ion batteries (ZIBs), will be discussed. Since it is well-known that ZIBs suffer from various (electro) chemical/physical side reactions, we introduce the challenges and recent advances in the study of ZIBs mainly focusing on widening the electrochemical window of aqueous electrolytes as well as improving electrochemical properties of cathode, and anode materials.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.99-120
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• 2017

한국지역난방공사 SS지사에서는 시설용량 전기 99MW, 열 98Gcal/h 규모의 열병합(Combined Heat & Power) 발전소를 구역전기사업으로 운영하고 있다. 이 지역은 경기불황과 수요감소로 하절기 6~9월 사이에 잉여열 처리문제가 발생하여 발전기를 가동하기 곤란한 상황이므로 경제성 있는 에너지 신사업모델 개발이 절실하다. 본 연구에서는 이곳의 실제 운영자료를 기반으로 신재생 에너지 하이브리드 시스템을 도입하여 최적화 운영모델을 개발하고자 한다. 특히 신재생에너지 중에서도 입지제약이 작고 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 연료전지(Fuel Cell)발전과 대표적인 신재생에너지인 태양광(Photovoltaic)발전과 심야발전시 전력을 저장하여 주간에 전력을 방출 할 수 있는 ESS(Energy Storage System)의 조합을 검토하였다. 이에 따른 최적화 모델 선정은 HOMER(Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) 프로그램을 활용하였다. 경제성 분석을 수행한 결과, 순 현재비용(NPC) 측면에서는 기존의 99MW 열병합발전이 가장 경제적이지만 신재생에너지를 사용하여 발생되는 탄소배출권 거래와 REC(Renewable Energy Certificate) 거래를 포함한 측면에서는 99MW의 CHP와 5MW의 연료전지, 521kW의 태양광을 하이브리드 시켜서 전력과 열을 공급하는 것이 99MW의 CHP 열병합발전만으로 전력과 열을 공급하는 것보다 최대 2,475억원 경제적인 것으로 나타났다. 구역전기사업에서 최적화 공정모델로 연료전지와 신재생에너지 하이브리드 시스템을 도입함으로써 경제성을 개선시킬 수 있는 결과를 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.41-48
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• 2008

본 연구에서는 전압품질에 민감한 설비를 위한 3상 Z-소스 동적 전압 보상기(Z-DVR : Z-Source Dynamic Voltage Restorer)를 제시하였다. 제안된 시스템은 수동필터와 Z-소스 토폴로지의 직렬형 능동필터로 구성된다. Z-DVR의 ESS(Energy Storage System)로는 친환경적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuel Cells)를 사용하였다. 고조파 검출은 동기좌표계의 $i_{d}-i_{q}$ 이론에 의하였으며, 부하전압 보상을 위하여 PI제어를 사용하였다. 3상 전원이 모두 전압 sag가 발생하는 경우, PSIM에 의하여 제안된 방법과 배터리 스택을 적용하는 종전의 방법에 대하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 전압 보상성능이 유사함을 알 수 있었다. 또한 전압 sag와 swell이 동시에 또는 독립적으로 발생하는 다양한 전원 조건하에서 제안된 시스템의 전압 보상 성능과 전압에 대한 %THD(%Total Harmonic Distortion)를 검토하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.422-423
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• 2019

In accordance with the Carbon-Free Island by 2030 policy of Jeju Special Self-Governing Province, renewable energy sources are increasing in Jejudo Island. Due to the intermittent output characteristics of wind turbines, one of the renewable energy sources, which can cause unbalanced system conditions between the demand load and the power generation of Jejudo Island. The Korea Power Exchange limits the output of wind turbines for stabilizing the Jeju power system. Therefore, this paper proposes a method to supply a limited output of Sangmyeong Wind Farm in Jeju Power system to Energy Storage System(ESS) and Water Electrolysis Device(WED). The voltage and frequency fluctuation of the Jeju power system is checked accordingly. The simulation results are performed using the PSCAD/EMTDC program.