• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.624-631
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• 2011

본 논문은 Exciter와 Power System Stabilizer(PSS)를 포함하는 발전기 제어장치와 싸이리스터에 의한 불연속 스위칭 동작을 하는 직렬형 Flexible AC Transmission System(FACTS) 설비인 Thyristor Controlled Static-var Compensator(TCSC)를 포함하는 전력계통의 고유치 해석과 안정도 개선을 위한 고유치 감도계수를 이산 시스템에서의 해석방법을 사용하여 해석하였다. 이산 시스템에서의 해석방법으로는 Resistive Companion Form(RCF) 해석법을 사용하였으며, 상태천이 방정식을 사용하여 감도해석에 필요한 계산 알고리즘을 제시하였고, 연속시스템에서의 해석결과와 비교하였다. TCSC의 스위칭 동작이 고려되지 않는 연속 시스템에서의 해석결과와 달리, 이산 시스템에서의 해석결과 스위칭 동작의 영향으로 제어기 정수에 대한 감도해석 결과가 일정한 방향성을 가지면서 주기적으로 변화하는 것을 알 수 있었다. 또한 중요 진동모드에 대한 제어기정수의 감도계수 값이 연속시스템에서의 해석결과와 달리 싸이리스터의 주기적 스위칭 동작에 의해 다른 값을 가지면서 주기적으로 진동하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권4호
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• pp.1453-1459
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• 2015

Loss of excitation (LOE) relay is prevalently used to protect synchronous generator. The widely used method for synchronous generator LOE protection is a negative offset mho relay with two zones. The basis of this relay is identical to mho impedance relay. In other words, this relay calculates impedance by measuring voltage and current at the generator terminal. On the other hand, the presence of series compensation, changes measured voltage and current signals during loss of excitation. This paper reveals that the presence of series compensators such as fixed series capacitors (FSCs) and static synchronous series compensator (SSSC) causes a significant delay on the performance of generator LOE relay. It is also shown that the presence of SSSC causes the LOE relay to be under-reached. Different operating modes of the power system, the SSSC and also different percentages of series capacitive compensations have been considered in the modeling. All the detailed simulations are carried out in the MATLAB/Simulink environment using the SimPowerSystems toolbox.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.391-395
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• 2008

한국전력공사는 강진변전소에 FACTS 설비인 80MVA UPFC를 (주)효성과 공동으로 개발하여 2003. 5월 준공하였다. 강진 UPFC는 40MVA 병렬인버터와 40MVA 직렬인버터로 구성되어 있으며, 대용량 인버터 핵심기술은 지멘스와의 기술제휴로 개발되었다. 한국전력공사는 UPFC 운영을 통하여 확보된 기술을 기반으로 제어기술을 국산화하고 있으며, 현재 유지보수용으로 GTO Thyristor 밸브 시험 장비를 개발하였다. 본 설비는 기존 수작업에 의한 GTO Thyristor 밸브의 건전성 시험을 자동화하고, 자료를 체계적으로 이력 관리함으로써, UPFC 설비의 신뢰성 향상에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.163-164
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• 2014

전력계통은 전력수요의 지속적인 성장에 따라서 전력설비의 추가를 지속적으로 추진하고 있지만, 심해지는 환경문제 등으로 인해 용지 확보에 어려움이 있다. 이로 인해 송전선로 장거리화, 용량부족량 등 전력계통에 여러 가지 복잡한 문제가 야기되는데. 이것은 곧 전력계통의 안정도와 직결된다. 이러한 문제를 효과적이면서 경제적인 해결방법으로 FACT(Flexible AC Transmission System)기술이 주목 받고 있다. FACTS 기기 중 SVC(Static Var Compensator)는 상용운전 중이며, 기존 동기조상기에 비해 저렴하고, 신속 정확한 전압제어를 하는 장점이 있다. SVC는 TCR(Thyristor Controlled Reactor)과 TSC(Thyristor Switched Capacitor), FC(Fixed Capacitor)등 여러 종류의 구성을 가지고 있다. 합성시험회로설비(Synthetic Test Circuit)는 Thyristor로 구성된 TCR, TSC Valve를 실제 운전조건으로 동작시켜 SVC Valve의 신뢰성을 검증하는 설비이다. 특히, TSC Valve는 운전시 초기 과전류가 발생하는 운전특성상 이에 대한 평가기준에 따른 시험을 통해 신뢰성을 반드시 검증하여야 한다. 본 논문에서는 IEC 61954에서 제시하는 시험평가 기준에 의거하여 TSC의 Overcurrent Test를 위한 STC 평가 방법를 기술하고 설계된 TSC 시험을 위한 STC topology와 Simulation으로 검증 방법을 기술한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.162-165
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• 2001

본 논문은 EMTDC/PSCAD 프로그램을 이용한 80MVA UPFC(Unified Power Flow Controller)해석모델 개발과 2003년 실계통 적용시 적용효과에 대하여 기술하였다. UPFC는 90년대 이후 개발되고 있는 유연송전 시스템(FACTS : Flexible AC Transmission System)기기중 전압. 임피던스, 위상각등 송전선로에서의 전력조류제어를 위한 모든 파라미터를 동시에 고속으로 제어 할 수 있는 대표적인 FACTS 기기이며, 국내에도 2003년 강진 S/S에 80MVA 용량의 UPFC가 적용될 예정이다. 그러나 실 계통에서의 FACTS기기 적용을 위해서는 다양한 적용 효과분석 및 충분한 신뢰도 테스트가 선행되어야 한다. 따라서 이를 위한 기기 해석모델 개발은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문은 국내 전력 계통에 최초 적용되는 80MVA UPFC Pilot Plant에 대한 EMTDC/PSCAD 해석모델 개발결과에 대하여 기술하였다. EMTDC/PSCAD는 EMTP와 더불어 전력시스템의 과도현상 해석을 위한 신뢰성있는 프로그램이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.149-155
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• 2004

본 논문에서는 상정사고 해석을 통해 결정된 가장 심각한 단일 선로고장에 대하여 부하차단이나 재급전을 하지 않고, 유연송전기기의 운전만으로 안전도를 향상시켜 이를 극복할 수 있는 방법을 제시하였다. 즉, 직렬, 병렬, 직병렬보상기기 등 유연송전기기의 각 종류별로 정적 안전도 여유를 최대화하고 안전도 지수를 최소화하는 방법을 개발하였고, 이를 통하여 각 유연송전기기의 최적 운전점을 결정하는 방법을 개발하였다. 여기서, 정적 안전도 지수는 선로 조류 및 모선 전압에 관한 안전도를 정량화하여 식으로 나타낸 것이다. 안전도 지수가 작아지면 안전도 여유는 커지는데, 본 논문에서는 안전도 지수를 반복계산법으로 최소화하였다. 본 논문에서는 제안한 방법은 IEEE 57모션개통에 적용하여 제안된 방법의 정당성을 수치적으로 입증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.307-311
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• 2002

최근의 전력 공급 시장에서는 전력 공급의 유연성을 확보함과 동시에 고품질의 전력을 높은 신뢰성을 가지면서 수용가에 공급하는 송전기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 시장의 요구에 부응하여 송전 시스템의 유효전력 및 무효전력을 능동적으로 제어할 수 있는 FACTS(Flexible AC Transmission System) 기기의 개념이 도입되었다 FACTS기술의 개념은 기존에 수동적으로 제어하였던 선로의 전압, 임피던스 및 위상각을 능동적으로 제어함으로써 전력공급의 유연성 및 신뢰성을 높이는 것이다 국내에서는 과거 일련의 project를 통하여 인버터형 FACTS 기기외 국내 적용을 위한 연구를 수행해 왔으며, 그 결과를 토대로 한전 전력연구원, (주)효성, 미국 Siemens사 및 국내 연구소와 협동연구의 형태로 한전의 154kV 계통에 적용되는 80MVA급 UPFC(Unified Power Flow Controller) pilot plant project를 진행하고 있다. 본 pilot plant project를 통하여 인버터형 FACTS 기기인 UPFC를 실제계통에 설치, 운영함으로써 향후 한국의 기간 계통인 345kV 송전 시스템에 적용할 시스템의 사양 및 운용전략을 도출할 계획이다. 본 논문에서는 국내 계통의 특징, pilot plant가 설치될 지역의 계통현황 및 기기의 사양을 소개하고 기기의 현장 설치 및 시험 진행 상황에 대하여 설명하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권3호
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• pp.353-362
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• 2010

This paper presents a centralized control algorithm for power system performance in the Korean power system using Flexible AC Transmission Systems (FACTS) devices. The algorithm is applied to the Korean power system throughout the metropolitan area in order to alleviate inherent stability problems, especially concerns with voltage stability. Generally, control strategies are divided into local and centralized control. This paper is concerned with a centralized control strategy in terms of the global system. In this research, input data of the proposed algorithm and network data are obtained from the SCADA/EMS system. Using the full system model, the centralized controller monitors the system condition and decides the operating point according to the control objectives that are, in turn, dependent on system conditions. To overcome voltage collapse problems, load-shedding is currently applied in the Korean power system. In this study, the application of the coordination between FACTS and switch capacitor (SC) can restore the solvability without load shedding or guarantee the FV margin when the margin is insufficient. Optimal Power Flow (OPF) algorithm, for which the objective function is loss minimization, is used in a stable case. The results illustrate examples of the proposed algorithm using SCADA/EMS data of the Korean power system in 2007.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권5호
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• pp.1471-1481
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• 2014

This paper presents the new power dissipation model of individual switching device in a high-level modular multilevel converter (MMC), which can be mostly used in voltage sourced converter (VSC) based high-voltage direct current (HVDC) system and flexible AC transmission system (FACTS). Also, the voltage balancing method based on sorting algorithm is newly proposed to advance the MMC functionalities by effectively adjusting switching variations of the sub-module (SM). The proposed power dissipation model does not fully calculate the average power dissipation for numerous switching devices in an arm module. Instead, it estimates the power dissipation of every switching element based on the inherent operational principle of SM in MMC. In other words, the power dissipation is computed in every single switching event by using the polynomial curve fitting model with minimum computational efforts and high accuracy, which are required to manage the large number of SMs. After estimating the value of power dissipation, the thermal condition of every switching element is considered in the case of external disturbance. Then, the arm modeling for high-level MMC and its control scheme is implemented with the electromagnetic transient simulation program. Finally, the case study for applying to the MMC based HVDC system is carried out to select the appropriate insulated-gate bipolar transistor (IGBT) module in a steady-state, as well as to estimate the proper thermal condition of every switching element in a transient state.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권1호
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• pp.81-94
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• 2018

Automatic Generation Control (AGC) has functionally controlled the interchange power flow in order to suppress the dynamic oscillations of frequency and tie-line power deviations as a perturbation occurs in the interconnected multi-area power system. Furthermore, Flexible AC Transmission Systems (FACTS) can effectively assist AGC to more enhance the dynamic stability of power system. So, Static Synchronous Series Compensator (SSSC), one of the well-known FACTS devices, is here applied to accurately control and regulate the load frequency of multi-area multi-source interconnected power system. The research and efforts made in this regard have caused to introduce the Fractional Order Proportional Integral Derivative (FOPID) based SSSC, to alleviate both the most significant issues in multi-area interconnected power systems i.e., frequency and tie-line power deviations. Due to multi-objective nature of aforementioned problem, suppression of the frequency and tie-line power deviations is formularized in the form of a multi-object problem. Considering the high performance of Multi Objective Bees Algorithm (MOBA) in solution of the non-linear objectives, it has been utilized to appropriately unravel the optimization problem. To verify and validate the dynamic performance of self-defined FOPID-SSSC, it has been thoroughly evaluated in three different multi-area interconnected power systems. Meanwhile, the dynamic performance of FOPID-SSSC has been accurately compared with a conventional controller based SSSC while the power systems are affected by different Step Load Perturbations (SLPs). Eventually, the simulation results of all three power systems have transparently demonstrated the dynamic performance of FOPID-SSSC to significantly suppress the frequency and tie-line power deviations as compared to conventional controller based SSSC.