• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.445-446
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• 2013

최근 대규모 해상풍력단지 조성을 위한 프로젝트 등이 진행되고 있다. 매우 튼 전력을 생산하는 풍력발전기를 계통에 연계시키기 위해서는 du/dt 필터, LCL 필터 등의 요소가 반드시 필요하다. 이러한 필터 설계를 위해서는 선제작한 후 실제 실험을 통해 그적합성을 시험 받는 수밖에 없다. 작은 규모는 상관없지만 이렇게 큰 용량의 필터를 설계하기 위해서는 적지 않은 노력과 비용이 필요하다. 따라서 이러한 설계를 위해서는 많은 시뮬레이션 수단이 강구될 수 있는바 본 논문은 FEM 프로그램을 이용하여 LCL 필터용의 3상 리액터를 설계하고 그 효과를 검증하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.414-415
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• 2019

본 논문은 HVDC(High Voltage Direct Current)에 적용된 MMC(Modular Multilevel Converter)의 제어 알고리즘 개발을 위한 HILS(Hardware In the Loop Simulation)을 위한 모델링 및 HILS 시스템 구축 예를 보인다. 전력 계통, MMC, 풍력 발전 등의 HILS 적용 MATLAB/SIMULINK 모델 및 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용한 제어기 개발 내용을 보인다. 시뮬레이션 모델과 FPGA 제어기를 이용하여 구축한 OPAL-RT 기반의 실험 결과를 보인다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.399-407
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• 2021

본 논문에서는 계통망 사업자의 High Voltage Ride-Through(HVRT) 기능 요구조건을 만족하며, 정상상태에서의 손실을 최소화할 수 있는 Type 4 풍력발전기의 직류단 전압 설계 방법을 제안한다. 대용량 해상 풍력 발전에 사용되는 Type 4 풍력발전기는 전력 계통과 연계된 컨버터와 풍력 발전기와 연계된 컨버터가 직류단을 공유하는 Back-to-Back 컨버터 형태이다. Type 4 풍력발전기에서 HVRT 조건인 계통 고전압 사고가 발생한 경우 사고 전압 크기에 비해 직류단 전압이 부족하다면 과변조로 인해 계통측 컨버터의 전류 제어기가 원활하게 동작되지 못한다. 따라서 HVRT 기능을 만족하기 위해서는 고전압 사고의 전압 크기를 기준으로 직류단 전압을 설계해야 한다. 그러나 직류단 전압의 크기의 증가는 정상상태에서의 컨버터 손실 증가를 야기하므로, 직류단 전압을 크게 설계하였을 때 증가될 손실에 대한 고려가 포함되어야 한다. 본 논문에서는 사고 전압의 크기와 발생 손실이 고려된 직류단 전압을 설계하는 방법에 대해 설명하고, 제안하는 설계 방법의 타당성을 2MVA급 Type 4 풍력발전기의 PSCAD 모델 기반 HVRT 기능 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권7호
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• pp.575-580
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• 2011

It is important to understand the trajectory of structure in launching process because of the short time of launching process may result in unexpected accidents or damage to structures. The high risk of structural failure is not avoidable without the fully comprehension of changing forces in launching procedure. The commercial software can evaluate the motion of launching event in calm water condition but there is the limitation of research application because of the programmed commercial software. The launching process of the spar hull is suggested with stage concept that is divided into 10 stages in time domain. A force equilibrium diagram is derived for each stage where the changes of force vector and motion characteristics take place. In particular, the effects of changes in buoyancy and drag force due to the progressive submergence of the spar hull are taken into account by means of a touch length concept. The results contained in this paper provide the valuable information of the trajectory motion evaluation with suggested methods in spar launching process with sliding barge. Furthermore, the presented stage concept and touch length concept will provide basic knowledge for understanding launching process and help to develop further research area for launching analysis.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권2호
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• pp.467-481
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• 2018

Modular multilevel converter (MMC)-based high-voltage direct current (HVDC) presents attractive technical advantages and contributes to enhanced system operation and reduced oscillation damping in dynamic MMC-HVDC systems. We propose an advanced small-signal multi-terminal MMC-HVDC based on dynamic phasors and state space for power system stability analysis to enhance computational accuracy and reduce simulation time. In accordance with active and passive network control strategies for multi-terminal MMC-HVDC, the matchable small-signal stability models containing high harmonics and dynamics of internal variables are conducted, and a related theoretical derivation is carried out. The proposed advanced small-signal model is then compared with electromagnetic-transient and traditional small-signal state-space models by adopting a typical multi-terminal MMC-HVDC network with offshore wind generation. Simulation indicates that the advanced small-signal model can successfully follow the electromechanical transient response with small errors and can predict the damped oscillations. The validity and applicability of the proposed model are effectively confirmed.

• 한국해양공학회지
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• 제35권4호
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• pp.287-295
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• 2021

This paper describes a recurrent neural network (RNN) for the fault classification of a blade pitch system of a spar-type floating wind turbine. An artificial neural network (ANN) can effectively recognize multiple faults of a system and build a training model with training data for decision-making. The ANN comprises an encoder and a decoder. The encoder uses a gated recurrent unit, which is a recurrent neural network, for dimensionality reduction of the input data. The decoder uses a multilayer perceptron (MLP) for diagnosis decision-making. To create data, we use a wind turbine simulator that enables fully coupled nonlinear time-domain numerical simulations of offshore wind turbines considering six fault types including biases and fixed outputs in pitch sensors and excessive friction, slit lock, incorrect voltage, and short circuits in actuators. The input data are time-series data collected by two sensors and two control inputs under the condition that of one fault of the six types occurs. A gated recurrent unit (GRU) that is one of the RNNs classifies the suggested faults of the blade pitch system. The performance of fault classification based on the gate recurrent unit is evaluated by a test procedure, and the results indicate that the proposed scheme works effectively. The proposed ANN shows a 1.4% improvement in its performance compared to an MLP-based approach.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.265-278
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• 2022

육·해상 풍력 프로젝트 성공여부는 사업의 경제성 확보에 중점을 두고 있으며, 이는 양질의 풍력자원 확보와 풍력단지 최적배치에 의해 좌우된다. 풍력단지를 배치하는 과정에서 주풍향을 고려한 풍력터빈들의 최적배치 방법이 중요하며, 이는 풍상측에 위치한 구조물을 통과하는 유체가 발생시키는 후류영향을 최소화시키는 것과 연관이 있다. 후류효과 예측성의 정확도는 이를 적절히 모의할 수 있는 후류모델과 모델링 기법에 의해 결정되어지며, 특히 산악 및 다도해지역과 같은 복잡지형에서는 고해상도 기반의 정확한 후류예측이 필수적으로 요구된다. 이에 본 논문에서는 상용 CFD 모델인 WindSim을 활용하여 국내 산악 복잡지형에 위치한 육상풍력단지 예정지의 후류모델별 민감도 분석을 통해 후류확산 형태를 분석하고 향후 복잡지형 풍력발전 프로젝트의 기초연구 자료로 활용하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.127-134
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• 2024

해상풍력발전 시장의 성장과 함께 해상풍력발전기 설치 선 시장에 대한 기대감이 커지고 있다. 해상풍력발전 시장 내 2030년까지 약 100척의 설치 선이 필요할 것으로 전망되고 있다. 척당 가격이 3,000~4,000억 원이라서 일반 운반선보다 고부가가치 시장이다. 특히, 풍력발전기 용량이 11MW 이상의 대형 설치 선의 수요가 커지고 있다. 중국을 중심으로 아시아 해상풍력발전기 시장의 급성장으로 이 지역에서 운용 가능한 설치 선에 대한 발주에 대한 협의가 많다. 아시아권역 대부분의 해저 지질은 지지 반력이 작은 점토층으로 구성되어 있다. 이러한 특성에 의해서 설치 선이 작업을 위해 수면 밖으로 오르고 내림 시 스퍼드캔(Spudcan)과 레그(Leg)의 관입 깊이가 크게 발생한다. 연구에서는 최소 3m에서 최대 21m까지 관입 변수를 이용하여 관입 깊이에 따른 고유 진동 주기, 레그의 구조 안전성 평가 그리고 전복 안전성 지수를 평가하였다. 관입 깊이가 증가하면 고유 진동 주기가 짧아지고, 레그의 모멘트 길이가 짧아져서 구조 강도의 여유 치가 증가한다. 모든 입사각에서 전복 모멘트에 대해 안전하며, 최댓값은 270도에서 발생한다. 본 연구를 통하여 검토된 조건들은 연약 지반에서 설치 선의 운용 절차서를 작성 시 관입 깊이에 따라서 레그를 어떻게 운용해야 하는지 판단할 수 있는 중요한 자료로 활용할 수 있다. 결론적으로 관입 깊이에 따른 레그 구조 안전성을 정확히 파악하는 것은 설치 선의 안전과 직결된 문제이다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권2호
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• pp.179-187
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• 2013

Floating production storage and offloading (FPSO) facilities are used at most of the offshore oil fields worldwide. FPSO usage is expected to grow as oil fields move to deeper water, thus requiring the reliability and stability of mooring wires and risers in extreme environmental conditions. Except for the case of predictable attack angles of external loadings, FPSO facilities with turret single point mooring (SPM) systems are in general use. There are two types of turret systems: permanent systems and disconnectable turret mooring systems. Extreme environment criteria for permanent moorings are usually based on a 100-year return period event. It is common to use two or three environments including the 100-year wave with associated wind and current, and the 100-year wind with associated waves and current. When fitted with a disconnectable turret mooring system, FPSOs can be used in areas where it is desirable to remove the production unit from the field temporarily to prevent exposure to extreme events such as cyclones or large icebergs. Static and dynamic mooring analyses were performed to evaluate the stability of a spider buoy after disconnection from a turret during cyclone environmental conditions.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.5-6
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• 2014

포항항은 19개의 지정 정박지와 3개의 검역 정박지로 운영되고 있으나, 일평균 약 40여척을 수용하기엔 정박지의 숫자가 부족하고, 최근 기상악화로 인한 주묘발생으로 선박이 방파제와 충돌하거나 침몰하는 해난사고가 발생하였다. 이는 포항항 정박지가 북동방향의 외해로 열려있는 지형적인 특성으로 북동쪽의 높은 풍랑 유입시 정박지에 투묘중인 선박의 주묘현상이 발생되어 선박 사고의 위험이 상존하고 있기 때문이다. ${\cdots}$ (중략) ${\cdots}$.