• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.456-457
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• 2018

본 논문에서는 MMC(Modular Multilevel Converter)용 Valve 시험회로의 설계를 위한 커패시터 값 선정에 대한 분석을 하고자 한다. 기존의 HVDC MMC용 Valve 시험회로는 전류를 선형적으로 증가시키고 감소시키기 때문에 적절한 전압과 전류를 공급할 커패시터와 인덕터의 설계가 중요하다. Valve 시험회로의 동작을 분석하고, 최적의 커패시터와 인덕터를 선정하여 각 서브모듈의 전압과 입력 전류의 오차를 낮추었으며 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제4권2호
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• pp.47-53
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• 2018

VSC technology is now well established in HVDC and is, in many respects, complementary to the older Line Commutated Converter (LCC) technology. Despite the various advantages of VSC technology, VSC HVDC stations have higher power losses than LCC stations. Although the relative advantages and disadvantages are well known within the industry, there have been very few attempts to quantify these factors on an objective basis. This paper describes methods to determine the operating losses of every component in the valve of VSC-HVDC system. The losses of the valve, including both conduction losses and switching losses, are treated in detail.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.550-557
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• 2015

The Jeju Special Self-Governing Province is currently promoting the "Carbon-free Island by 2030" policy, which requires the use of renewable energy instead of fossil fuel so that the island will have no carbon gases generated by 2030. To implement this policy, the island plans to build a wind power plant capacity of 1.09 GW in 2020; this wind power plant is currently ongoing. However, when wind power output is greater than the power demand of the island, the stability of Jeju Island power system must be prepared for it because it can be a problem. Therefore, this study proposes a voltage source-type MMC-HVDC system linked to mainland Korea to expand the wind power penetration limits of Jeju Island under the stable operation of the Jeju Island power system. To verify the effectiveness of the proposed scheme, computer simulations using the PSCAD/EMTDC program are conducted, and the results are demonstrated. The scenarios of the computer simulation consist of two cases. First, the MMC-HVDC system is operated under variable wind power in the Jeju Island power system. Second, it is operated under the predicted Jeju Island power system in 2020.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권6호
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• pp.1659-1669
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• 2018

An improved circulating current suppression control method is proposed in this paper. In the proposed controller, an outer loop of the average capacitor voltage control model is used to balance the sub-module capacitor voltage. Meanwhile, an individual voltage balance controller and an arm voltage balance controller are also used. The DC and harmonic components of the circulating current are separated using a low pass filter. Therefore, a multiple quasi-proportional-resonant (multi-quasi-PR) controller is introduced in the inner loop to eliminate the circulating harmonic current, which mainly contains second-order harmonic but also contains other high-order harmonics. In addition, the parameters of the multi-quasi-PR controller are designed in the discrete domain and an analysis of the stability characteristic is given in this paper. In addition, a simulation model of a three-phase MMC system is built in order to confirm the correctness and superiority of the proposed controller. Finally, experiment results are presented and compared. These results illustrate that the improved control method has good performance in suppressing circulating harmonic current and in balancing the capacitor voltage.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권6호
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• pp.1486-1495
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• 2019

Dealing with the DC link fault poses a technical problem for an HVDC based on a modular multilevel converter. The fault suppressing mechanisms of several sub-module topologies with DC fault current blocking capacity are examined in this paper. An improved half-bridge sub-module topology with double direction control switch is also designed to address the additional power consumption problem, and a sub-module topology called hybrid double direction blocking sub module (HDDBSM) is proposed. The DC fault suppression characteristics and sub-module capacitor voltage balance problem is also analyzed, and a self-startup method is designed according to the number of capacitors. The simulation model in PSCAD/EMTDC is built to verify the self-startup process and the DC link fault suppression features.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권7호
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• pp.299-306
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• 2022

최근 로봇이나 설비, 회로 등에 센서 내장이 보편화 되고, 측정된 센서 데이터를 학습하여 기기의 고장을 진단하기 위한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이러한 고장 진단 연구는 고장 상황이나 종류를 예측하기 위한 분류(Classification) 모델 개발과 정량적으로 고장 상황을 예측하기 위한 회귀(Regression) 모델 개발로 구분된다. 분류 모델의 경우, 단순히 고장이나 결함의 유무(Class)를 확인하는 반면, 회귀 모델은 무수히 많은 수치 중에 하나의 값(Value)을 예측해야 하므로 학습 난이도가 더 높다. 즉, 입력과 출력을 대응시켜 고장을 예측을 할 때, 유사한 입력값이 동일한 출력을 낸다고 결정하기 어려운 불규칙한 상황이 다수 존재하기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 주기성을 지닌 입출력 데이터에 초점을 맞추어, 입출력 관계를 분석하고, 슬라이딩 윈도우 기반으로 입력 데이터를 패턴화 하여 입출력 데이터 간의 규칙성을 확보하도록 한다. 제안하는 방법을 적용하기 위해, 본 연구에서는 MMC(Modular Multilevel Converter) 회로 시스템으로부터 주기성을 지닌 전류, 온도 데이터를 수집하여 ANN을 이용하여 학습을 진행하였다. 실험 결과, 한 주기의 2% 이상의 윈도우를 적용하였을 때, 적합도 97% 이상의 성능이 확보될 수 있음을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1208-1217
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• 2019

풀-브리지 서브모듈은 MMC의 단위 시스템으로서 서브모듈에 대한 수명예측은 HVDC 시스템의 유지 보수와 경제성 확보 관점에서 매우 중요하다. 그러나 일반적으로 부품의 종류, 개수, 결합 상태만을 고려하는 수명 예측은 대상 시스템의 구동상태를 고려하지 않는 일반화 된 결과로 실제 시스템의 수명과 크게 차이가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 풀-브리지 서브모듈의 동작 특성을 반영하기 위한 목적으로 고장나무를 설계하고 기본 사상의 고장률에 MIL-HDBK-217F를 적용하여 풀-브리지 서브모듈의 수명을 예측한다. 기존의 부품고장률 분석과 제안된 고장나무 분석에 의한 기대 수명을 비교하고, 풀-브리지 서브모듈의 여유율 적용 여부에 따른 수명을 비교한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1218-1223
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• 2019

HVDC 시스템에서 풀-브리지 서브 모듈 구조는 하프브리지 서브 모듈에 비해 부품 수가 증가하지만 100 % 여유율 확보가 가능하여 고장률을 크게 줄일 수 있다. 그러나 풀-브리지 서브 모듈은 여유율 보장과 암(arm) 단락 방지를 위한 데드 타임(dead-time)을 확보하기 위해 복잡한 제어 알고리즘이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해 풀-브리지 서브 모듈과 동일한 부품 수와 100 % 여유율을 갖는 병렬 하프브리지 구성의 고장률을 분석한다. 기존의 부품 고장 분석에 고장나무분석 방법을 적용하여 서브 모듈의 동작 위험을 반영함으로써 서브 모듈의 수명주기를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 병렬 하프브리지 서브모듈의 타당성 검증을 위해 FTA 기반 분석 방법과 기존의 PCA 기반 방법으로 분석된 고장률을 비교한다.