• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.290-298
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• 2008

본 논문에서는 모니터링 시스템의 데이터 취득과 처리 과정에 있어 데이터를 효율적으로 저장, 복원시킬 수 있는 방법을 제시한다. 타겟 시스템에서 취득된 원시 데이터로부터 보간법을 기반으로 최소의 데이터를 추출한다. 이는 TCP/IP 통신에 의해 모니터링 PC로 전송되어 저장되며, 보간법을 통해 다시 원 신호로 복원된다. 따라서 통신 패킷양이 저감되어 데이터 통신 속도가 향상되며, 데이터 저장 공간을 줄일 수 있어 장시간에 걸쳐 취득되는 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 모니터링 시스템 설계가 가능하다. 제안된 데이터 취득과 복원 알고리즘은 큐빅 헤르미트 보간법에 기반을 둔다. 데이터 처리 방법의 타당성을 검증하기 위해 시뮬레이션 결과를 제시하며, 타 보간법 적용에 의한 결과와 비교하여 우수성을 검증한다. 계통연계형 태양광 발전 인버터의 모니터링 시스템에 적용하여 제안된 방식의 효율성을 실험적으로 검증한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권3호
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• pp.784-793
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• 2019

Two objectives can be pursued simultaneously with the ${\delta}$ control of a single-phase electric spring (ES). These objectives are the stabilization of the voltage across the critical load (CL) of a power system, and the achievement of a specific functionality similar to the pure compensation of reactive power or the correction of the power factor. However, existing control systems implementing the ${\delta}$ control do not cope with non-ideal operating conditions, such as line voltage distortions, and exhibit a somewhat sluggish regulation of the CL voltage. In an effort to improve both the steady-state and transient performances of an ES power system, this paper proposes implementing the ${\delta}$ control by means of a control system built up on the repetitive control and assisted by state feedback with pole assignment. This paper starts by analyzing the dynamics of an ES power system in terms of its poles and zeros. After that, a reduced second-order model of the dynamics is formulated to avoid a notch filter in the pole assignment. A repetitive control for an ES power system is then designed to meet the two above mentioned objectives. Experimental tests carried out on a laboratory setup demonstrate the effectiveness of the proposed control system in significantly improving the ES power system performance, while reaching the two objectives. In particular, the tests outline the large mitigation of harmonics in the CL voltage under line voltage distortions and its fast stabilization action.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.117-124
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• 2017

스마트 그리드는 기존 전력망에 ICT기술을 접목하여 소비자와 전력 공급자 간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지를 효율적으로 사용 할 수 있는 시스템이다. 수요반응(DR, Demand response)은 전기사용자가 전력시장 가격이 높거나 전력계통 위기일 때 절약한 전기를 전력시장에 판매하여 금전으로 보상받는 제도이다. 본 논문은 스마트 미터(Smart Meter)를 사용하여 실시간으로 수요 정보를 계측하고 이를 클라우드 서버로 전송하는 전력량 계측 데이터 전송장치와 전력 IT 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발된 전력량 계측 데이터 전송장치는 한국전력 데이터와 측정 오차가 없는 신뢰성이 있는 데이터를 제공하기 위해 Raspberry Pi 3에 연결된 빛 센서를 이용하여 한국전력 계측기의 전력량 단위마다 깜박이는 램프의 횟수를 계측한다. 전력량 계측 데이터 전송 장치는 표준 통신 프로토콜인 OpenADR 2.0b를 사용한다. 계측된 데이터는 LTE, WiFi 통신망을 통해 VEN, VTN, 계산 프로그램으로 구성되는 전력 IT 시스템의 MySQL DB에 저장된다. 개발된 전력량 계측 데이터 전송 장치는 전력계통 위기가 발생할 때 급전지시를 내려 피크감축 DR을 실행한다. 개발한 전력량 계측 데이터 전송 장치는 기존 스마트 미터링의 계측시간이 15분으로 고정되는 것과 달리 사용자가 1분 단위로 조절할 수 있는 장점을 갖는다.

• Applied Microscopy
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• 제34권1호
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• pp.13-21
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• 2004

최근에 한국기초과학지원연구원에 설치된 초고전압 투과전자현미경은 원자분해능(점분해능 $1.2{\AA}$ 이하)의 구현과 고경사각 tilting 기능(${\pm}60^{\circ}$)에 의해 시편의 원자배열 구조를 3차원적으로 이미징할 수 있는 고성능 투과전자현미경이다. 이에 더하여 FasTEM이라는 원격 운용 시스템이 갖춰져 있어서 장비의 직접운용에 따른 여러 제약을 극복할 수 있게 한다. 초고전압 투과전자현미경의 원격운용을 위해 FasTEM 원격 시스템은 본원 초고전압 투과전자현미경에 설치된 Server 시스템과 서울분소에 설치된 Client 콘솔 시스템을 155 Mbps급 초고속 선도망 KOREN에 연결하여 구성하였으며 서울분소에서 대전본원의 초고전압 투과전자현미경을 운영하여 Au의 [001] 고분해능 영상을 얻는데 성공하였다. 초고전압 투과전자 현미경의 조사계 및 결상계 시스템 파라메타들의 조정, 각각의 detector 시스템 조정과 이미징, goniometer와 aperture 구동을 위한 motor-driven system들의 동작 등 초고전압 투과전자현미경의 원격 조정은 원격 작업자가 현장에 있는 것과 마찬가지로 실시간 운용이 가능하였다. 초고전압 투과전자현미경과 IT 기반기술의 접목에 의해 실현된 원격운용 기능은 국가적 공동연구시설에 대한 e-Science Grid를 구축하는데 중요한 역할을 하리라 기대된다.

• 적정기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.94-102
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• 2020

신재생에너지는 개발도상국의 농촌 지역의 지속가능한 개발을 위한 필수 요소이다. 나아가, 독립형 신재생에너지 발전 시스템을 의료 분야에 응용하여 삶의 질을 증진시킬 수 있다. 본 연구에서는 개발도상국에서 백신을 안전하게 보관하고 보급하여, 콜드체인 영역을 확장하기 위해서 신재생에너지 기반 백신 공급 시스템을 구축하였다. 백신 공급 시스템은 신재생 에너지로 전기를 공급하는 보건소와 이를 연결하는 스마트 백신 캐리어로 구성되었다. 백신 캐리어는 펠티어 소자를 이용하여 냉각 시스템을 개선하였고, 위치 및 온도 모니터링 장비를 설치하였다. 또한, 네팔의 남부 마을에서 현장시험과 지형학적 분석으로 개발된 시스템의 성능 및 효과를 평가하였다. 신재생에너지 시스템은 보건소의 냉장고를 정상적으로 작동시켰으며, 백신 캐리어는 더욱 긴 냉장 시간과 안정적인 온도 조절 성능을 확보하였다. 지형학적 분석 결과, 본 시스템이 기존보다 넓은 지역으로 백신을 보급할 수 있을 것으로 추정하였다. 따라서, 신재생에너지와 스마트 기기의 도입이 콜드체인 영역을 확장하고 백신 공급율을 증가시켜, 결과적으로 개발도상국의 농촌 지역 의료 서비스를 개선할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권2호
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• pp.194-201
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• 2011

The air flow supplied to a fuel cell system is one of the most significant factors in determining fuel efficiency. The conventional method of controlling the air flow is to fix the oxygen supply at an estimated constant rate for optimal efficiency. However, the actual optimal point can deviated from the pre-set value due to temperature, load conditions and so on. In this paper, the maximum efficiency point tracking (MEPT) algorithm is proposed for finding the optimal air supply rate in real time to maximize the net-power generation of fuel cell systems. The fixed step MEPT algorithm has slow dynamics, thus it affects the overall efficiency. As a result, the variable step MEPT algorithm is proposed to compensate for this problem instead of a fixed one. The complete small signal model of a PEM Fuel cell system is developed to perform a stability analysis and to present a design guideline. For a design example, a 1kW PEM fuel cell system with a DSP 56F807 (Motorola Inc) was built and tested using the proposed MEPT algorithm. This control algorithm is very effective for a soft current change load like a grid connected system or a hybrid electric vehicle system with a secondary energy source.

• 전기학회논문지
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• 제67권2호
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• pp.224-232
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• 2018

According to government policy, renewable energy facility such as solar power generation is being implemented for newly constructed buildings. In recent years, the introduction of Energy Storage System (ESS) served as an emergency power for replacing an existing diesel generator has been increasing. Furthermore, in order to expand the efficacy of the ESS operation, operation in combination with renewable energy sources such as solar and wind power generation is increasing. Hence, development of the ESS operation algorithms for emergency mode as well as the peak power cut mode, which is the essential feature of ESS, are necessary. The operational scenarios of ESS need to consider load power requirement and the amount of the power generation by renewable energy sources. For the verification of the developed scenarios, tests under the actual situation are demanded, but there is a difficulty in simulating the emergency operation situation such as system failure in the actual site. Therefore, this paper proposes simulation models for the HILS(Hardware In the Loop Simulation) and operation modes developed through HILS for the ESS operated with renewable energy source under peak power reduction and emergency modes. The paper shows that the ESS operation scenarios developed through HILS work properly at the actual site, and it verifies the effectiveness of the control logic developed by the HILS.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.51-56
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• 2016

본 논문에서는 아두이노 기반의 공장 설비 모니터링 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 아두이노 플랫폼을 기반으로 하며 온도, 습도 그리고 조도를 측정하는 환경 센서와 압력 센서를 이용하여 공장의 환경 및 설비의 상태를 모니터링 한다. 모니터링 데이터는 RF(Radio Frequency) 트랜시버를 통해 서버에 연결되어 있는 지그비 코디네이터로 전송된다. 호스트 서버에 저장된 환경 센서와 압력센서의 데이터를 이용하여 공장의 환경과 설비의 압력 상태를 확인하고 설정된 알람 상태에 도달하면 관리자에게 보고하도록 설계하였다. 그리드 기반 키 선분배 방식을 사용하여 센서 노드를 인증하고 데이터 키를 동적으로 생성하여 모니터링 정보를 보호한다. 추가적인 배선 작업이 필요 없는 지그비 무선 센서 네트워크를 적용하여 공장설비 모니터링 시스템을 실제 구현함으로서 효율적인 공장의 작업 환경 모니터링이 가능하다. 또한 불량이 발생한 경우, 작업 환경을 역으로 추적하여 불량 원인 분석에 활용할 수 있다. 아두이노 플랫폼과 확장 보드를 이용하여 평탄도나 진동 같은 센서를 추가하거나 확장 보드에 연결된 포트로 제어 하는 등의 기능 확장이 용이하다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.514-521
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• 2017

This paper proposes a shadowing compensation method for the solar modules of grid-connected photovoltaic generation systems. The shadowing compensator (SC) implemented by the proposed shadowing compensation method is used only for the solar modules that can be shaded by predictable sources of shading. The proposed SC can simplify both the power circuit and the control circuit as well as improve power efficiency and utilizes a voltage equalizer configured by a modified multi-winding fly-back converter. The proposed SC harvests energy from the entire solar cell array to compensate for the shaded sub-modules of the solar cell array, producing near-identical voltages of all shaded and un-shaded sub-modules in the solar cell array. This setup prevents the formation of multiple peaks in the P-V curve under shaded conditions. Hardware prototypes are developed for the SCs implemented by the conventional and modified multi-winding fly-back converters, and their performance is verified through testing. The experimental results show that both SCs can overcome the multiple peaks in the P-V curve. The proposed SC is superior to the SC implemented by the conventional multi-winding fly-back converter.