• 전기학회논문지
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• 제58권1호
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• pp.93-99
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• 2009

In this paper, transient voltage response of Polmer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) stack is analyzed and voltage dynamic characteristic is modeled for optimal design of power conditioning system (PCS). According that the load is changed, the corresponding operating voltage of fuel cell stack is also varied with a certain deep and rising time due to the chemical and mechanical responses. This transient behavior can affect on the operation with respect of PI gain in controller, duty ratio, capacitor of capacitor and so on. So in this paper the detailed theoretical analysis of transient voltage dynamics is explained and the methodology of dynamic modeling is introduced. In addition, the validity and feasibility of the proposed dynamic model is verified by experimental results under various load conditions.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권6호
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• pp.359-362
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• 2016

In the PV (Photovoltaic) power system, a junction box collects the DC voltage generated from the PV module and transfers it to the PCS (power conditioning system). The junction box prevents damage caused by the voltage difference between the serially connected PV modules and provides convenience while repairing or inspecting the PV array. In addition, the junction box uses the diode to protect modules from the inverse current when the PV power system and electric power system are connected for use. However, by using the reverse blocking diode, heat is generated within the junction box while generating electric power, which decreases the generating efficiency, and causes short circuit and electric leakage. In this research, based on the purpose of improving the performance of the PV module by decreasing the heat generation within the junction box, a junction box with a built-in bypass circuit was designed/manufactured so that a certain capacity of current generated from the PV module does not run through the reverse blocking diode. The manufactured junction box was used to compare the electric power and heating power generated when the circuit was in the bypass/non-bypass modes. It was confirmed that the electric power loss and heat generation indicated a decrease when the circuit was in the bypass mode.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.29-33
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• 2016

청정에너지 발전설비의 요구가 늘면서 태양광, 풍력, 연료 전지 등의 분산전원 개발이 급속도로 증가하고 있다. 반면에 이러한 증가로 인하여 배전시스템은 복잡해지고 있으며 무효전력으로 인한 역률 저감, 불평형 부하에 의한 불평형 전류 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 태양광용 3상 4선 타입의 전력변환장치에 무효전력, 불평형 전류를 보상하는 알고리즘을 적용하였다. 제안한 태양광 전력변환장치는 기본 출력동작 뿐만 아니라 계통 전력 품질의 저해요소들에 대해서 보상이 가능하며 PSCAD/EMTDC를 이용한 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권6호
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• pp.709-718
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• 2017

최근 정전시에 엘리베이터에 탑승한 승객들을 안전하게 대피시킬 수 있는 비상전원장치가 법제화됨에 따라서 이 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대용량 커패시터에 필요 전력을 직류로 저장한 상태에서 정전시 교류 380V를 발생시켜 엘리베이터가 일정시간 동안 동작할 수 있는 비상전원장치(PCS : Power Conditioning System) 설계에 대한 내용을 다룬다. PCS에 사용되는 전력변환장치의 제어시스템은 원하는 응답 특성을 얻기 위한 전류제어기로 구성되어져 있다. 전류제어기의 설계 방법에는 일반적으로 빠른 응답 특성을 보여주는 데는 비트 제어기 설계를 사용하고 있지만, 복잡한 계산과정을 요구하기 때문에 고성능의 제어기를 필요로 하게 된다. 본 연구에서는 average 전류 제어기법을 사용한 전류제어기의 설계 방법에 대해서 서술하였다. 먼저 단상 시스템의 전류 제어 기법을 통해 제안된 방법의 적합성을 입증한 후 3상 시스템으로 확장시켜서 시스템에 적용하였다. 모델링을 통한 수학적 해석과 PSIM을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 검증방법을 통해 본 연구에서 제안한 제어방법의 성능과 효과를 입증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.20-29
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• 2011

본 논문에서는 동특성이 느린 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 스택을 사용하여 계통사고 시 추가적인 UPS (Uninterruptible Power Supply) 없이 비상부하 (Critical Load)로 전력 공급이 가능하고, 사고 발생 후에도 정격전력으로 발전 가능한 비상부하 추종형 백업 시스템을 제안한다. 제안된 MCFC 발전 시스템용 비상부하 추종형 백업 시스템은 3상 인버터로 구성된 PCS (Power Conditioning System) 출력단에 3상 PWM 컨버터를 연결한 구조이고, 비상부하 추종이 가능한 추가적인 제어 알고리즘을 가지는 Load Leveler를 제어한다. 제안된 비상부하 추종형 백업 시스템의 회로와 제어 알고리즘의 타당성을 5kW 기반의 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.346-347
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• 2018

본 논문은 Grid, PV(Photovoltaic), BESS(Battery Energy Stroage System), DC Load로 구성된 DC 마이크로그리드를 국내 사이트에 적용한 사례 및 실증 결과에 대해 기술하고 있다. 또한 DC 마이크로그리드 시스템의 구성과 함께 Destin Power사가 개발하여 적용한 125kW급 PCS(Power Conditioning System)의 기술을 소개하였다. 마지막으로 시스템의 운영 타당성을 체계적으로 검증하기 위해 진행했던 시험 항목과 결과를 서술하였으며 그 결과를 바탕으로 DC 마이크로 그리드 시스템 실증을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.202-204
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• 2020

본 논문은 PCS(Photovoltaic power system)에서 MPPT 구현을 위한 TLB 컨버터의 모델링 및 제어기 설계를 제안한다. TLB 컨버터는 기존 부스트 컨버터에 비해 인덕터 크기가 감소하고, 효율이 증가하는 장점이 있다. 하지만 듀티비 0.5를 기준으로 2개의 동작 모드가 존재하여 제어기 설계 시 각 모드에 대한 해석이 필요하다. 또한 토폴로지를 모델링을 함에 있어 비선형적인 특징을 갖는 태양전지의 출력을 고려해야하는 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 태양전지 출력 특성의 선형화 방정식을 이용하여 2가지 동작모드가 존재하는 TLB 컨버터를 각 모드별로 CCM 동작에서 분석하여 동일한 전달함수를 도출하였다. 이를 기반으로 MPPT 전압제어기를 설계하였으며, 제시된 모델링과 제어기는 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.330-335
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• 2017

Increased fossil fuel consumption causes global warming, environmental pollution, and abnormal climate change. Wind-generated power installation is proposed to solve this problem. Recently, the wind power plant construction case encourages the installation of the energy storage system (ESS) to improve the intermittency of wind power. The maximized ESS operation profits connected to wind power are not generated in the simplest operation pattern of charging at night and discharging at day. The battery charging efficiency improvement should be considered to get more profits. Thus, there is a possibility of increasing ESS operation profits by analyzing the battery AC and DC charging/discharging efficiency and the yearly average sealed maintenance free (SMP) in hours. In this paper, the battery impedance characteristic, AC and DC charging/discharging efficiency, and the yearly average SMP are analyzed. The operation scenario to improve the ESS battery charging efficiency connected to wind power is proposed and verified via simulation.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.297-302
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• 2009

As the grid-connected photovoltaic power conditioning systems (PVPCS) are installed in many residential areas, these have raised potential problems of network protection on electrical power system. One of the numerous problems is an Islanding phenomenon. In this paper, active frequency drift (AFD) method, one of the anti-islanding analyzed by current magnitude compensation and calculation of RMS value of the output power.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.810-818
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• 2021

ESS의 누설전류는 PCS(Power Control System)측 누설전류와 계통불평형 전류로 인한 누설전류로 구분되는데, PCS측의 누설전류는 정상 상태 운전 시, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위칭의 전압 변화량과 IGBT와 방열판 사이에 존재하는 기생 커패시턴스에 의해 발생한다. 또한, 계통불평형 전류에 의한 누설전류는 불평형 부하로 인해 발생한 불평형 전류가 Yg-∆ 결선방식의 3각 철심이 적용된 태양광전원 연계형 변압기의 중성선을 통해 ESS로 유입된다. 따라서, 본 논문에서는 방열판 유도공식을 통해 산정한 기생 커패시턴스에 의하여 PCS측의 누설전류 발생 메커니즘을 제시하고 또한, 계통불평형에 의한 ESS측의 누설전류 발생 메커니즘을 제안한다. 이를 바탕으로, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 배터리부, PCS부, AC전원부로 이루어진 PCS측의 누설전류 발생 메커니즘과 배전 계통부, 불평형 부하부, ESS부로 이루어진 계통불평형에 의한 ESS측의 누설전류 발생 메커니즘을 모델링하고, 누설전류의 특성을 평가한다. 상기의 모델링을 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 외함의 저항과 접지저항의 크기에 따라 PCS측의 누설전류는 7[mA]에서 34[mA]로, 계통불평형에 의한 배터리 외함으로 흐르는 누설전류는 3.96[mA]에서 10.76[mA]로 증가하여 배터리측에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.