• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.632-642
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• 2017

This paper presents an improved approach towards reducing the switching loss of insulated gate bipolar transistors (IGBTs) for a medium-capacity-class power conditioning system (PCS). In order to improve the switching performance, the switching operation is analyzed, and based on this analysis, an improved switching method that reduces the switching time and switching loss is proposed. Compared to a conventional gate drive scheme, the switching loss, switching time, and delay are improved in the proposed gate driving method. The performance of the proposed gate driving method is verified through several experiments.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.132-134
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• 2009

신재생 에너지 분야에 적용되는 계통 연계형 인버터에서는 출력 전류 리플을 감소시키기 위하여 필터 인덕터가 필수적으로 사용된다. 현재 출력 인덕터로 적용될 수 있는 코아 재질로는 실리콘 함량이 2%정도인 일반 철심과 6.5% 정도인 슈퍼코아(Si 6.5%)와 Mega Flux 코아 정도가 있다. 본 논문에서는 각 코아별 특성을 살펴보고 인덕터 코아 특성 변화가 인버터의 효율 및 출력 전류의 THD에 미치는 영향을 인덕터의 값과 스위칭 주파수에 대해서 분석하였다. 또한 현재 시장에서 수요가 많은 10kW 태양광 인버터를 통하여 최적의 인덕터 설계에 대해 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.68-69
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• 2013

태양광 효율 기준 규정인 IEC의 EN50530에서는 태양광발전용 PCS(Power Conditioning System)의 성능평가를 위하여 PV Simulator를 사용하도록 규정하고 있다. PV Simulator는 전압원과 전류원의 복합적인 특성을 갖는 PV array의 전원특성을 구현하여야 한다. 즉, $I_{SC}$ 동작점 부근에서는 전류원의 형태로 동작하고, $V_{OC}$의 동작점 부근에서는 전압원의 형태로 동작하여야 한다. 또한 MPP 운전점에서는 전류원도 아니고 전압원도 아닌 중간적인 동작 특성을 갖는다. 본 논문에서는 PV Simulator의 출력방식을 전압원형과 전류원형으로 구현하는 제어시스템의 동작 특성을 실험을 통하여 비교 연구한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.70-71
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• 2013

PV Simulator는 태양광발전용 Power Conditioning System (PCS)을 개발하거나 제품 출하 시 성능을 시험하기 위하여 필요한 장비이다. 본 논문에서는 3상 PWM 컨버터로 안정된 직류전압원을 확보하고, 3대의 DC-DC 컨버터에 의하여 각각의 PV array에 대한 I-V 특성을 독립적으로 모사할 수 있는 구조의 PV Simulator를 제안한다. 제안된 PV Simulator의 동적 성능을 확보하기 위하여는 DC-DC 컨버터에서 요구하는 순간적인 전류 외란에 대하여 강인하고 안정적인 DC전압을 공급해주는 3상 PWM 컨버터의 성능이 요구된다. 본 논문에서는 부하전류의 외란에 대한 3상 PWM 컨버터의 전압응답 특성을 분석하고, 외란에 강인한 제어기를 설계하고 제어게인을 선정한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 제어기의 성능이 우수함을 검증한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.263-264
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• 2015

태양광 발전용 PCS(Power Conditioning System)의 성능을 평가를 위해 사용되는 PV Simulator는 전압제어방식 또는 전류제어방식으로 제어할 수 있다. 각각의 제어방식을 개별적으로 개방전압 운전점에서 단락전류 운전점까지 부하를 가변 하였을 때 서로 상반된 구간에서 불안정한 구간이 발생한 것을 실험을 통해 발견하였다. 이렇게 불안정한 제어 구간에서는 PV Simulator의 출력 전압과 전류가 심하게 바운싱되기 때문에 전 운전 범위에서 PCS의 성능평가를 하는데 제한이 있을 뿐만 아니라, 하드웨어에도 손상을 줄 수 있다. 본 논문은 전압제어방식과 전류제어방식이 각각 안정한 제어 구간에서 불안정한 제어 구간으로 이동되기 전에 히스테리시스 가변 구조로 제어함으로써 두 제어방식의 장점을 극대화 시킨 PV Simulator 제어기를 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.111-112
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• 2015

최근 에너지 문제가 많은 이슈로 떠으르면서 자연으로부터 에너지를 얻는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지면서 많은 연구가 이루어지고 있다. 그중에서도 파력 발전은 파도의 에너지를 이용해 부이의 움직임을 파력 PCS(Power Conditioning System)가 제어하여 발전을 이루는 방식이다. 파도의 움직임에 따라 부이의 운동이 선형발전기를 통해 에너지를 얻을 수 있다. 하지만 파도의 모델은 규칙적인 정현파가 아니고 주기나 속도의 움직임이 일정하지 않다는 특성을 가지고 있다. 이러한 파도의 움직임을 잘 모사하는 것이 파력 발전 제어 전략 수립에 있어서 매우 중요하다. 본 논문에서는 이러한 파도의 움직임을 모사하기 위한 시뮬레이터를 구현하였다. 선형발전기 대신 원형의 영구자석 전동기를 이용해 파도의 움직임을 구현하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.639-640
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• 2015

본 논문에서는 일간 시간대별 에너지저장장치 (Energy Storage System, ESS) 최적 충 방전량 스케줄링을 이용하여 계통연계형 마이크로그리드 내에 설치되는 ESS의 용량을 산정한다. 대상 마이크로그리드의 과거 부하데이터를 이용하여 절감하고자 하는 양을 정하고, 이를 이용하여 전력변환장치(Power Conditioning System, PCS)의 정격출력량을 산정한다. ESS용량의 기준점을 정하여 이분법 적용구간을 설정하고, 반복연산을 통해 최적 ESS용량을 찾는 과정을 제시한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.9 no.6
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• pp.2224-2236
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• 2014

The performance of an isolated high voltage full bridge converter is improved using a voltage doubler. In a conventional high voltage full bridge converter, the diode of the transformer secondary voltage undergoes a voltage spike due to the leakage inductance of the transformer and the resonance occurring with the parasitic capacitance of the diode. In addition, in the phase shift control, conduction loss largely increases from the freewheeling mode because of the circulating current. The efficiency of the converter is thus reduced. However, in the proposed converter, the high voltage dual converter consists of a voltage doubler because the circulating current of the converter is reduced to increase efficiency. On the other hand, in the proposed converter, an input current is distributed when using parallel input / serial output and the output voltage can be doubled. However, the voltages in the 2 serial DC links might be unbalanced due to line impedance, passive and active components impedance, and sensor error. Considering these problems, DC injection is performed due to the complementary operations of half bridge inverters as well as the disadvantage of the unbalance in the DC link. Therefore, the serial output of the converter needs to control the balance of the algorithm. In this paper, the performance of the conventional converter is improved and a balance control algorithm is proposed for the proposed converter. Also, the system of the 1.5[kW] PCS is verified through an experiment examining the operation and stability.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.31 no.1
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• pp.61-67
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• 2018

High-power lithium batteries are suitable for equipment with high power output needs, such as for ESS's initial start-up. However, their management cost is increased by the installation of air-conditioning to minimize the risk of explosion due to internal temperature rise and also by a restriction on the number of charge/discharge cycles. High-capacity flow batteries, on the other hand, have many advantages. They can be used for over 20 years due to their low management costs, resulting from no risk of explosion and a high number of charge/discharge cycles. In this paper, we propose an ESS based on hybrid batteries that uses a lithium iron phosphate battery (LiFePO) at the initial startup and a vanadium redox flow battery (VRFB) from the end of the transient period, with a bi-directional PCS to operate two batteries with different DC voltage levels and using an efficient energy management control algorithm.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07b
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• pp.992-993
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• 2006

본 논문에서는 계통연계형 인버터에서 요구되는 전력품질 개선 기능, 부하수요관리 기능, 무정전전원공급 기능 등을 전류제어형 전압원 인버터 시스템에서 통합적으로 수행할 수 있는 UPS를 고려한 계통연계형 전류제어 인버터를 제안한다. 제안된 시스템은 평상시에는 무효전력 보상, 고조파 저감, 부하수요관리 등의 PCS(Power Conditioning System) 기능을 수행하고 계통 고장시에는 배터리에 저장된 에너지를 이용하여 부하에 즉시 정전압을 공급하는 UPS 기능을 수행한다. 본 연구에서는 제안된 시스템의 동작원리 및 제어 알고리즘을 이론적으로 해석하고 시뮬레이션을 통하여 유용성을 확인한다.