• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.183-185
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• 2019

최근 대용량 전력 전송 시스템에서 모듈형 다단 컨버터(Modular Multilevel Converter; MMC)를 이용한 고압 직류(high voltage DC; HVDC) 송전 시스템이 각광받고 있다. 일반적으로, 전압형 컨버터는 AC 단출력전압 합성 방법에 따라 AC 단 전압 사용률이 달라지며, MMC 시스템에 있어서도 마찬가지이다. 따라서, HVDC 송전시스템의 DC 단의 용량이 정해져 있는 경우에도 출력전압 합성 방법에 따라 AC 단으로 공급 가능한 최대 무효전력의 크기를 변화시킬 수 있다. 본 논문에서는 대표적인 전압 변조 방식에 따른 암 에너지 맥동을 수학적으로 분석하였으며, 이를 MMC의 실제 스케일의 시뮬레이션으로 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.163-164
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• 2018

본 논문에서는 새로운 MMC(Modular Multilevel Converter)용 SM(Sub-Module) 시험회로와 이를 제어하기 위한 제어기법을 제안한다. 계통연계형 MMC 시스템에서 한 상의 암(arm)에 흐르는 전류는 계통주파수의 2고조파 성분과 DC 전류를 포함하고 있다. 제안하는 시험회로는 암 전류를 선형적으로 근사화하고, 시험전류의 DC 성분을 제어하여 시험할 SM의 전압을 일정하게 유지한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 SM 시험회로와 제어의 타당성을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1140-1149
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• 2019

전압형 컨버터의 다양한 전압 합성 방법을 구현하기 위해서, 옵셋 전압을 주입하는 방법이 널리 사용되고 있다. 즉, 전압 변조 방식(pulse width modulation; PWM)들은 교류 측 전압 지령에 적절한 옵셋 전압을 주입하는 것과 수학적으로 동일하다. 이러한 옵셋 전압을 이용한 AC 단 출력 전압 합성 방법에 따라 DC 단 전압의 전압 이용률이 달라지며, 이는 모듈형 다단 컨버터(modular multilevel converter; MMC) 시스템에서도 동일하다. 따라서, DC 단의 용량이 정해져 있는 고압 직류(high voltage DC; HVDC) 송전 시스템의 경우에도 AC 단에 옵셋 전압을 이용함에 따라 AC 단으로 공급 가능한 최대 무효 전력의 크기를 변화시킬 수 있다. 본 논문에서는 대표적인 전압 변조 방식을 적용한 옵셋 전압 주입 시 합성된 AC 측 출력 전압에 따라 MMC 시스템의 레그 에너지 맥동을 수학적으로 분석하였다. 또한, 이를 실제 스케일의 400MVA급 MMC 시스템 시뮬레이션을 통해 수학적 분석의 경향성을 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.16-26
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• 2014

This paper proposes new 13-level inverter topology and DC/DC converter buck-boost structure topology for multilevel, compounding uni-directional and bi-directional switches, and proposes high-efficient multilevel inverter system in which the proposed two PCS(Power Conditioning System) was connected in series. In proposed multilevel inverter of forming a output 13-level phase voltage by using total 18 switching parts, Then bi-directional switch has a characteristic of reducing conduction loss and controlling the reactive power effectively by separating electrically from the neutral point. DC/DC converter for supplying in dependent 3 DC voltage to the proposed multi-level inverter generates 180-degree phase shifted PWM by the symmetrically combined structure of 2 buck-boost converter and twice switching frequency efficiency can be obtained, meanwhile, the converter can step up/down the output voltage and 20% output can be generated comparing the input voltage. This proposed system is verified with the simulation and laboratory test.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.79-81
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• 2005

본 논문은 펄스 삽입 보조 회로를 갖고 있는 12-펄스 브리지 4대를 사용한 36-펄스 back-to-back 전압원 컨버터를 제안한다. 제안된 back-to-back 접압원 컨버터는 교류 연계점에서 유효전력과 무효전력의 독립적인 제어가 가능하다. 펄스 수를 증가하는 원리는 이론적 접근을 사용하여 분석되었다. 제안된 시스템의 동작 타당성은 PSCAD/EMTDC 소프트웨어의 시뮬레이션을 통해 검증되었다. 제안된 back-to-back 전압원 컨버터는 HVDC와 FACTS 장치로 널리 사용될 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.350-351
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• 2019

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류 송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. 모듈형 멀티레벨 컨버터는 단위 서브모듈이 직렬로 구성되어야 하는데 기구적으로 하나의 밸브 구조물에 6개의 서브모듈이 일정한 간격을 두고 위치하게 된다. 모듈형 멀티레벨 컨버터의 특징 중에 하나는 예비모듈이 구성되어 가용율을 높일 수 있다는 것이다. 본 논문에서는 서브모듈의 IGBT 폭파에 의해 발생되는 플라즈마가 주변 서브모듈에 도달해 절연파괴를 발생시키는지 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권2호
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• pp.482-491
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• 2018

The practical design methodology of a three-phase dual active bridge (3ph-DAB) converter applied to low voltage direct current (LVDC) applications is proposed by using a mathematical model based on the steady-state operation. An analysis of the small-signal model (SSM) is important for the design of a proper controller to improve the stability and dynamics of the converter. The proposed lead-lag controller for the 3ph-DAB converter is designed with a simplified SSM analysis including an equivalent series resistor (ESR) for the output capacitor. The proposed controller can compensate the effects of the ESR zero of the output capacitor in the control-to-output voltage transfer function that can cause high-frequency noises. In addition, the performance of the power converter can be improved by using a controller designed by a SSM analysis without additional cost. The accuracy of the simplified SSM including the ESR zero of the output capacitor is verified by simulation software (PSIM). The design methodology of the 3ph-DAB converter and the performance of the proposed controller are verified by experimental results obtained with a 5-kW prototype 3ph-DAB converter.

• 대한전기학회논문지
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• 제43권6호
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• pp.906-915
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• 1994

Line-Current harmonics resulting from ac to dc power conversion interfere with power system operation and reduce power factor, hence resulting in increasing power source unnecessarily. This study describes a 3 phase phase-controlled converter eliminating low frequency harmonics in the output by inserting notches. Notch points are calculated by Newton-raphson method, The impacts of the choppings on ac and dc sides are analyzed in the steady state. Potential applications of the study are dc motor controls, high power dc power supplies for telecommunications, static var compensators and HVDC.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.59-60
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• 2015

본 논문에서는 직류송전 적용을 위해 전력계통과 연계된 모듈형 멀터레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter)의 유 무효 전력제어에 대해 시뮬레이션 모델을 개발하고 그 특성을 분석하였다. 분석에 고려한 모듈형 멀티레벨 컨버터는 한 암당 12개의 서브모듈로 구성되어 있고 모듈레이션은 NLC (Nearest Level Control) 방식을 사용한다. 또한 DC 커패시터의 밸런싱은 버블소팅 방식을 적용하였고 순환전류를 억제하는 알고리즘을 고려하였다. 시뮬레이션을 통해 분석한 유 무효전류제어를 실험적으로 검증하기 위해 10kVA DC 1000V 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다. 실험결과는 시뮬레이션 결과와 일치함을 확인할 수 있었다. 향후에는 교류전압 불평형 보상과 순환전류 제어, 컨버터 보호에 대한 다양한 알고리즘을 도출할 예정이다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.459-466
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• 2022

개폐서지는 전력시스템에서 발생하는 과전압 현상 중의 하나이며 변전소의 차단기 등 개폐장치의 동작이나 송전선로의 고장으로 인해 발생한다. 특히 송전선로의 절연설계를 위하여 개폐서지의 피크를 산정하는 것은 매우 중요하고 AC/DC 병가선로의 안정적인 운영을 위한 절연협조의 기본적인 검토항목이다. 본 논문에서는 새로운 AC/DC 병가구조의 전력시스템에 대한 상정해석을 위하여 AC 765kV와 DC ±500kV Bi-Pole 시스템이 조합된 송전선로를 대상으로 하였다. 일반적으로 교류 송전시스템의 절연설계를 위한 비정상적인 과전압은 외부과전압으로 낙뢰에 의한 과전압과 내부과전압으로 개폐에 의한 과전압을 고려한다. 직류 송전시스템의 경우에는 개폐에 의한 과전압 보다 송전선로의 중간에서 지락고장이 발생하면 인접한 정상선로에 유기되는 내부과전압을 개폐서지라하며 직류송전선로에 유기되는 가장 큰 일시적인 과전압을 의미한다. 본 논문의 연구목적으로 구성된 선로에 대하여 EMTDC 소프트웨어를 사용하여 모의하였으며, 다양한 AC/DC 혼합 형태에 대한 개폐과전압의 영향을 검토하였다.