• 한국융합학회논문지
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• 제8권8호
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• pp.17-26
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• 2017

집광형태양광발전시스템은 집광형태양전지 셀, 모듈, PCS, 태양위치추적기, 시스템설비와 그에 따른 시스템주변창치들로 구성된다. 이러한 다양한 요소를 반영하여 시스템모델링이 이루어져 집광형태양광발전시스템에 대한 분석과 모델링방법이 적용되어야 한다. 본 논문에서 제안된 이러한 다양한 요소를 반영하여 최적의 CPV 시스템 시뮬레이션을 제안하여 집광형태양광발전시스템 모델링과 에너지의 발생분석에 대한 최적 설계가 이루어지도록 모델링에 중점 두어 설계하였다. 손실 파라미터 계산 방법에 관한 일반화된 집광형태양광발전시스템의 계산된 시뮬레이션 결과는 높은 신뢰성과 안정성을 갖는 집광형태양광발전시스템의 최적의 설계가 가능하다. 손실 파라미터 계산 방법은 CPV 시스템 설계의 경제적 분석을 위한 시뮬레이션 및 다양한 데이터 활용을 위한 시뮬레이션방법을 활용할 수 있다.

• 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 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1124_1125
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• 2009

이 논문에서는 멀티스트링 타입 계통연계형 3상 태양광 발전 시스템 개발 과정중 인버터 파트에 필요한 기본적인 기술들을 살펴보고 검증해 보았다. 계통연계에 필요한 위상추종제어 3상 DPLL(Digital Phase Locked Loop)과 DC 링크 전압제어 그리고 계통전류 제어기의 구조와 비간섭전류제어 등을 살펴보고 무변압기형에 사용되는 3상인버터의 L-C-L 필터 설계 방법을 살펴보고 L-C 필터와 비교하여 살펴보았다. 최종적으로 앞에서 언급하였던 제어기와 이론 등을 시뮬레이션으로 검증하였으며 현재 개발 중인 프로토타입 하드웨어 설계에 대해서도 기술하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1087-1088
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• 2008

계통연계형 태양광발전 시스템을 구성하고 있는 전력변환 장치인 PCS(power conditioning system)은 성능, 효율, 가격, 그리고 보호 및 협조 문제에 따라 여러 가지 형태가 있다. 본 논문에서는 고주파 변압기를 이용한 컨버터에 대하여 제안한다. 이 시스템은 FB(full bridge) 컨버터, 고주파 변압기, 다이오드 정류기, DC link 필터, PWM 인버터 그리고 저역통과필터로 이루어져 있다. 고주파 변압기를 이용한 컨버터의 스위칭 주파수는 10kHz로 Uniploar PWM 방식을 이용하였고, 변압기의 2차단에 다이오드 정류기와 커패시터를 통하여 DC로 정류한다. 고주파 변압기를 이용한 컨버터의 제어는 전압형 전류제어로 MPPT 알고리즘에 의한 입력전류제어를 담당하고, DC link 전압의 제어는 Unipolar PWM 인버터에서 제어를 담당한다. 논문에서는 고주파 변압기를 이용한 FB Conveter의 제어 방법에 대하여 시뮬레이션을 통하여 검증하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1083-1084
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• 2008

본 논문에서는, 연료전지 시뮬레이터를 이용한 연료전지용 전력변환기 하드웨어 최적설계기법에 대하여 기술한다. 이를 위해 고분자 전해질 연료전지 모델링을 수행하여 시뮬레이터를 구성하고, 이상적인 직류 전압원과 연료전지 전원 인가에 따른 부스트 컨버터의 동작을 이론적으로 해석하고 시뮬레이션을 통해 이론의 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.277-280
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• 2006

Recently, the high frequency isolated boost DC/DC converter has been widely used for the PCS (Power Conditioning System) system because of its small size and low cost. However, the high frequency isolated boost DC/DC converters applied the conventional voltage-fed converter and current-fed converter have the problems such as the high conduction losses and the surge voltage due to the high circulating current and the leakage inductance, respectively. To overcome this problems, in this paper the secondary LLC resonant converter is proposed, and the experimental results of the secondary LLC series resonant converter for boost DC/DC converter are verified on the simulation based on the theoretical analysis and the 1kW experimental prototype.

• Journal of Power Electronics
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• 제5권3호
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• pp.224-232
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• 2005

A new three phase three-level Pulse Width Modulation (PWM) Switched Voltage Source (SVS) inverter with zero neutral point potential is proposed. It consists of three single-phase inverter modules. Each module is composed of a switched voltage source and inverter switches. The major advantage is that the peak value of the phase output voltage is twice as high as that of a conventional neutral-point-clamped (NPC) PWM inverter. Thus, the proposed inverter is suitable for applications with low voltage sources such as batteries, fuel cells, or solar cells. Furthermore, three-level waveforms of the proposed inverter can be achieved without the switch voltage imbalance problem. Since the average neutral point potential of the proposed inverter is zero, a common ground between the input stage and the output stage is possible. Therefore, it can be applied to a transformer-less Power Conditioning System (PCS). The proposed inverter is verified by a PSpice simulation and experimental results based on a laboratory prototype.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.258-265
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• 2006

풍력, 태양광, 연료전지와 같은 신 재생 에너지에 관한 연구가 활발해 지면서 컨버터, 인버터와 같은 PCS (Power Conditioning System)의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 부하에 따라 가변되는 저전압, 대전류, 출력특성을 갖는 연료전지 발전 시스템에서는 PCS의 연구 및 개발이 어려운 실정이다. 본 논문에서는 연료전지를 이용한 발전시스템에 알맞은 능동 클램프 sepic-flyback 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 중간 탭 변압기를 이용하여 sepic, flyback 컨버터를 결합한 구조를 가진다. 변압기를 이용하는 종래의 토폴로지에 비해 변압기 이용률을 높일 수 있고, 변압기의 변환 비 및 파워 스위치 소자의 수를 줄일 수 있으며, 고효율 운전특성을 갖는다. 본 논문에서는 시뮬레이션과 실험을 통하여 컨버터의 동작특성을 비교 분석하였으며, PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell)을 이용하여 제안된 컨버터의 타당성을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.151-164
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• 2005

태양전지는 요구전력의 필요에 따라 직 병렬로 연결하여 태양전지 모듈(solar cell module)로 제품화한다. 태양전지가 실제로 전자제품에 연결해서 사용하기 위해서는 주변장치(BOS, Balance of System)가 사용된다. 또한 일사량의 강도에 따라 불균일한 직류전기가 발생되므로, 태양광발전시스템은 모듈을 직 병렬로 연결한 태양전지 어레이(solar cell array)와 안정된 전기공급을 위한 전력조정기(power conditioning system, 이하 PCS)가 필요하다. 또한 직류가 아닌 교류를 필요로 하는 응용제품에는 직 교류변환장치 인버터(inverter)를 필요로 한다. 본 과제는 전시를 위한 연구개발 목적보다는 태양광 시스템 보급 양산기술에 중심을 두어 태양광 산업경제를 활성화 하고자한다. 따라서 본 과제는 기존에 연구개발과 특수목적 시장 중심인 초고효율 태양전지 개발보다 경제적인 기여도와 파급효과가 크다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-131
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• 2009

최근 환경규제가 강화되면서 친환경적인 전력생산 요구 등의 외부환경 변화에 따른 우리나라의 전력구조가 기존의 중압 집중형 발전을 탈피한 분산전원 발전에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 분산전원으로서의 전력생산은 공급의 안전성, 경쟁력 및 에너지의 지속성 등이 요구되어지는데, 재생에너지가 가지고 있는 에너지 지속성의 한계 및 설치의 제약성을 탈피할 수 있는 시스템으로 현재 연료전지시스템이 가장 근접해 있는 실정이다. 즉, 도시가스 인프라가 우수하고 인구조밀 지역이 많은 우리나라의 특성상 각 가정 및 건물에 쉽게 설치하고 공급의 안전성을 갖는 건물용 연료전지는 최근 가장 각광받고 있는 분산전원 시스템 중의 하나이다. 올해부터 모니터링사업의 일환으로 수용가에 설치 될 연료전지 시스템이 얼마나 안정적으로 전기와 열을 각 가정에 공급하고 시스템의 안전성을 확보하는 가는 건물용 연료전지의 분산전원으로서의 가능성 및 국민의 수용성을 증대시키는 중요한 역할을 할 것이다. 연료전지시스템은 상용전력과 연계되어 있기 때문에 시스템의 안정성 뿐만 아니라 상용전력의 변화에 대응하여 안정적인 운전을 하는지에 대한 평가가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 가정용 연료전지시스템의 성능 및 안전성평가의 일환으로 계통연계형 전력변환장치의 성능 및 안전성을 평가 하고자 한다. 연료전지 검사를 위한 계통연계형 전력변환장치의 시험평가 항목으로는 크게 정상특성성능시험, 보호기능성능시험, 과도응답특성성능시험 및 외부사고성능시험 등으로 나뉘어진다. 본 연구에서는 외부사고 성능시험 항목들인 출력측 단락시험, 계통전압 순간정전?순간강하시험 및 부하차단 시험 등을 통하여 외부사고에 대한 성능 및 안전성을 평가하였다. 외부사고 성능시험의 주 목적은 시스템의 이상 운전이 아니라 외부의 영향에 따른 시스템의 안전성 및 전력품질을 평가한다. 출력측 단락시험을 수행하기 위해서 전력변환장치를 정격 출력 전압, 정격 출력 주파수 및 정격 출력에서 운전한 후, 교류 전원장치는 단락 전류를 검출하여, 사고 발생 후 0.3초 이내에 개방하도록 설정하였다. 여기서, 단락 저항 Rsc를 정격 전류의 10배 이상에 해당하는 부하와 같은 값으로 설정하였다. 스위치 SWSC를 폐로하여 단락 상태를 만들며, 이 때 전력변환장치의 출력전류와 차단 또는 정지 시간을 측정하였다. 실험 결과에 대한 판정기준은 단락전류를 검출하여 0.5초 이내에 개폐기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작하여 시스템을 안정하게 정지시키고 시스템 어떤 부위에도 손상이 없어야 한다. 실험 결과 파워컨디셔너의 출력전류 및 차단 또는 정지된시간이 40ms로 나타났고, 출력전류의 파형도 매우 안정함을 볼 수 있었다. 이와 같이 모든 실험을 수행한 결과 외부사고에 대하여 시스템이 안전하게 정지하는 등 연료전지 시스템의 안전성을 확인하였다.