• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권2호
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• pp.504-510
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• 2015

Because wind generators (WGs) in a wind power plant (WPP) produce different active powers due to wake effects, the reactive power capability of each WG is different. This paper proposes a hierarchical voltage control scheme for a WPP that uses a WPP controller and WG controller. In the proposed scheme, the WPP controller determines a voltage error signal by using a PI controller and sends it to a doubly-fed induction generator (DFIG). Based on the reactive current-voltage ($I_Q-V$) characteristic of a DFIG, the DFIG injects an appropriate reactive power corresponding to the voltage error signal. To enhance the voltage recovery capability, the gains of the $I_Q-V$ characteristic of a DFIG are modified depending on its reactive current capability so that a DFIG with greater reactive current capability may inject more reactive power. The proposed scheme enables the WPP to recover the voltage at the point of common coupling (PCC) to the nominal value within a short time after a disturbance by using the adaptive $I_Q-V$ characteristics of a DFIG. The performance of the proposed scheme was investigated for a 100 MW WPP consisting of 20 units of 5 MW DFIGs for small and larger disturbances. The results show the proposed scheme successfully recovers the PCC voltage within a short time after a disturbance.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1442-1448
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• 2017

Recently, electric power systems have been operating with tight margins and have reached their operational limits. Many researchers consider a microgrid as one of the best solutions to relieve that problem. The microgrid is generally powered by renewable energies that are connected through power converters. In contrast to the rotational machines in the conventional power plants, the converters do not have physical rotors, and therefore they do not have rotational inertia. Consequently, a stand-alone microgrid has no inertia when it is powered by the only converter-based-generators (CBGs). As a result, the relationship between power and frequency is not valid, and the grid frequency cannot represent the power balance between the generator and load. In this paper, a superconducting flywheel energy storage system (SFESS) is applied to an inertia-free stand-alone (IFSA) microgrid. The SFESS accelerates or decelerates its rotational speed by storing or releasing power, respectively, based on its rotational inertia. Then, power in the IFSA microgrid can be balanced by measuring the rotor speed in the SFESS. This method does not have an error accumulation problem, which must be considered for the state of charge (SOC) estimation in the battery energy storage system (BESS). The performance of the proposed method is verified by an electromagnetic transient (EMT) simulation.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제52권6호
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• pp.307-315
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• 2003

This paper proposes a novel simulation method of WPGS (Wind Power Generation System). The rotation speed control method of turbine under variable wind speed using the pitch control is proposed. Moreover, when wind speed exceeds the cut-out wind speed, the turbine will be stopped by controlling pitch angle to 90$^{\circ}$, otherwise it will be controlled to steady-state operation. For the purpose of effective simulation, the SWRW (Simulation method for WPGS using Real Weather condition) is used for the utility interactive WPGS simulation in this paper, in which those of three topics for the WPGS simulation: user-friendly method, applicability to grid-connection and the utilization of the real weather conditions, are satisfied. It is impossible to consider the real weather conditions in the WPGS simulation using the EMTP type of simulators and PSPICE, etc. External parameter of the real weather conditions is necessary to ensure the simulation accuracy. The simulation of the WPGS using the real weather conditions including components modeling of wind turbine system is achieved by introducing the interface method of a non-linear external parameter and FORTRAN using PSCAD/EMTDC in this paper. The simulation of long-term, short-term, over cut-out and under cut-out wind speeds will be peformed by the proposed simulation method effectively. The efficiency of wind power generator, power converter and flow of energy are analyzed by wind speed of the long-term simulation. The generator output and current supplied into utility can be obtained by the short-term simulation. Finally, transient-state of the WPGS can be analyzed by the simulation results of over cut-out and under cut-out wind speeds, respectively.

• 신재생에너지
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• 제4권4호
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• pp.30-36
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• 2008

The possibility of whether the induced wind from a vehicle traveling on highway can be used in wind power generation has been verified through computational flow analysis. The bus which is presumed to accompany relatively strong and wide range of induced wind compared to passenger vehicles because of its wide frontal area has been set as the subject of research. In order to ensure the reliability of research, the flow analysis surrounding the bus on a flat road where median strip is not installed has been compared with a preceding research while the validity of grid system and interpretation method used in this research have been assured by a qualitative method. In case of the median strip type wind power generator system, because it has been verified that a strong streamwise wind speed (5 m/s) is derived from the contraction effect of flow passage between the bus and the median strip while maintaining a relatively consistent upwind wind speed (1.4 m/s) in vertical direction in the wake area after the bus passes by although the change of wind speed is intense, it was decided as having some possibility of wind power generation. In case of the traffic sign panel type wind power generator system installed at the upper top of highway, because the wind speed of 2 m/s level has been derived for a limited time only at a section equal to the length of the bus and a faint induced wind speed less than 0.5 m/s was shown at other regions, it was decided as having almost no possibility of wind power generation.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권5호
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• pp.1884-1893
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• 2016

The ride-through control of a doubly-fed induction generator (DFIG) for the voltage sags on wind farms utilizing crowbar circuits by which the rotor side converter (RSC) is disabled has being reported in many literatures. An analysis and calculation of the transient current when the RSC is switched off are of significance for carrying out the low voltage ride through (LVRT) of a DFIG. The mathematical derivation is highlighted in this paper. The zero-state and zero-input responses of the transient current in the frequency domain through a Laplace transformation are investigated, and the transient components in the time domain are achieved. With the characteristics worked out from the linear resolving without modeling simplification, the selection of the resistance in the linear crowbar circuit and the value conversion from a linear circuit to a nonlinear one is proposed to setup the attenuation rate. In terms of grid code requirements, the theoretical analysis for the time constant of the transient components attenuation insures the controllability when the excitation of the RSC is resumed and it guarantees the reserved time for the response of the reactive power compensation. Simulations are executed in MATLAB/SIMPOWER and experiments are carried out to validate the theoretical analysis. They indicate that the calculation method is effective for selection of the resistance in a crowbar circuit for LVRT operations.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.357-363
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• 2004

A prototype long pulse ion source was developed, and the beam extraction experiments of the ion source were carried out at the Neutral Beam Test Stand (NBTS) of the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). The ion source consists of a magnetic bucket plasma generator, with multi-pole cusp fields, and a set of tetrode accelerators with circular apertures. Design requirements for the ion source were a 120kV/65A deuterium beam and a 300 s pulse length. Arc discharges of the plasma generator were controlled by using the emission-limited mode, in turn controlled by the applied heating voltage of the cathode filaments. Stable and efficient arc plasmas with a maximum arc power of 100 kW were produced using the constant power mode operation of an arc power supply. A maximum ion density of $8.3{\times}10^{11}\;cm^{-3}$ was obtained by using electrostatic probes, and an optimum arc efficiency of 0.46 A/kW was estimated. The accelerating and decelerating voltages were applied repeatedly, using the re-triggering mode operation of the high voltage switches during a beam pulse, when beam disruptions occurred. The decelerating voltage was always applied prior to the accelerating voltage, to suppress effectively the back-streaming electrons produced at the time of an initial beam formation, by the pre-programmed fast-switch control system. A maximum beam power of 0.9 MW (i.e. $70\;kV{\times}12.5\;A$) with hydrogen was measured for a pulse duration of 0.8 s. Optimum beam perveance, deduced from the ratio of the gradient grid current to the total beam current, was $0.7\;{\mu}perv$. Stable beams for a long pulse duration of $5{\sim}10\;s$ were tested at low accelerating voltages.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.1824-1831
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• 2009

본 논문은 대규모 전력 송전망에서 발전기가 사고로 인해 순간적으로 전력공급을 중단하게 되었을 때 과도기간 동안 나타나는 전력계통 주파수의 급강하가 탈락된 발전기의 위치로부터 전력 송전망 전체로 파급되어 가는 전파속도를 분석한다. 이러한 전력계통 주파수 동요의 전파속도는 전력계통 고유의 특성에 따라 다르게 나타나기 때문에 광역적 측면에서 전력 수송망의 특성을 이해하는데 중요한 파라미터이며, 최근 미국의 전력 송전망을 대상으로 운영중인 광역 전력계통 주파수 감시스템(FNET)을 활용한 전력 IT 적용연구에서 중요한 파라미터로 활용되고 있다. 본 논문에서는 방대한 규모를 가진 미 동부의 전력송전 연계계통에 대해 최근의 동적모델을 사용하여 다양한 위치에서의 발전기 탈락을 모의한 후 이에 따른 전력계통주파수 동요의 전파 특성을 분석하고 그 전파속도를 제시한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.49-59
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• 2018

현재 여러 국가들은 스마트 그리드 시스템의 법적, 기술적, 비즈니스 측면에서 여러 문제점들이 발견되고 있음에도 불구하고 스마트 그리드 배치를 서두르고 있다. 스마트 그리드와 관련하여 중요한 문제는 스마트 미터기의 주된 성능을 그대로 유지하면서 미터 측정값들이 믿을 수 없는 이해집단들로부터 공격을 당하지 않도록 하는 것이다. 이러한 프라이버시 보호 문제는 하드웨어 제약사항, 보안 암호화 시스템과 보안 신호 처리와 같은 몇 가지 해결책들을 요구하고 있다. 본 연구에서는 이와 관련하여 현재 스마트 미터 프라이버시 보호 영역에서 주된 도전 문제가 되고 있는 미터 사용량 집계 암호화에 관한 하나의 접근방식을 제공한다. 개별 에너지 총 사용량에 관한 프라이버시 보호를 위해 개별 사용자 집계 함수에 잡음 가중치를 부여하는 방식을 나타낸다. 접근방식에서 준동형 암호화 성질을 충족하기 위해 잡음 가중치의 곱은 1이 된다. 단적으로 개별 에너지 사용자 집계를 알 수 없도록 하는데 있다. Diffid-Hellman 생성기를 적용하는 경우에 잡음 가중치 곱은 잡음 가중치 합으로 전환되고 가중치 합은 0이 된다. Diffid-Hellman 키 교환은 보통 512비트를 사용하기 때문에 아주 큰 키들을 사용하는 다른 Paillier 계통 암호화 방법들에 비해 보다 우수한 성능을 가진다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.345-363
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• 2003

대기순환모형(GCM)에 의하면 온실가스농도의 증가는 전구와 국지규모의 기후변화에 중요한 관련이 있음이 알려져 있다. GCM은 단일지점의 기상학적 순환과정을 분석하는데는 불확실성을 지니고 있기 때문에 현재로서는 축소기법이 대기순환모형(GCM)의 개발자들이 제공할 수 있는 것과 모형을 이용하여 기후영향을 평가하는 연구자들이 요구하는 것 사이의 차이점을 연계하기 위해 이용되고 있다. 본 논문에서는 통계학적 축소기법을 이용하여 국지 규모의 기후변화의 영향을 평가할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 본 방법을 이용한다면 현재와 미래의 국지적 규모의 기후강제력 하에서의 지표 기상변수의 시나리오를 저 비용으로 신속하게 작성할 수 있다. 기후변화시나리오의 작성은 통계학적 회귀방법인 전이함수와 추계학적 일기발생모형을 이용하였다. 전이함수는 저해상도의 GCM 격자 변수들을 고해상도의 단일 지점의 변수들로 변환시키며, 이 변수들은 단일 지점의 특정 일 지표 기상 변수를 모의하기 위해 추계학적 일기발생 모형의 매개변수를 수정하는데 이용되었다. 본 연구에서는 YONU GCM을 이용하여 제어실험과 점증실험을 실시하여 전구규모의 기후변화시나리오를 작성하였다.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.223-232
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• 2001

보염기 후류에 형성되는 화산회생의 보염특성을 고찰하기 위하여 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급에 따른 화염의 안정범위, 재순환영역의 길이 및 온도, 재순환영역주변의 난류강도 분포를 측정, 고찰하였다. 재순환영역의 길이는 주 연료 분출량의 변화에 따른 영향을 받지 않지만, 연료 분출각 및 주류유속의 변화, 보조 연료의 공급 난류발생격자의 설치 등에 따라 영향을 받는다. 확산화염의 경우 일반적으고 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 불량하지만, 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 양호하다. 재순환영역의 온도는 연료 분출각의 변화, 보조 연료의 공급, 난류발생격사의 설치 등에 따라 영향을 받으며, 이론 혼합기 상태에서 최고값에 도달한다. 일반적으로 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 양호하지만. 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 불량하다. 화염이 형성되는 보염기 후류 영역에 대한 난류강도는 격자의 직경이나 구속비가 큰 난류발생 격자를 설치한 경우에 크게 나타나며, 난류강도가 강 할수록 보염성이 불량하다. 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급 등의 방법으로 확산화염의 보염특성을 제어할 수 있다.