• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.670-673
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• 2000

This paper describes a new inverter active inverter between a photovoltaic(PV) array and single-phase utility that avoid the bulky input(60Hz) transformer on the AC side. The interface employs a pwm boost converter on the DC side followed by a pwm boost converter on the DC side followed by a pwm current-forced single-phase rectifier for injecting the power from the PV array into the mains. The current waveform at the AC side remains sinusoidal and exactly in phase at all time. The circuit also has the advantage of requiring fewer switching device than high-frequency link system. This paper describes modeling of PV array and new system topology. Simulation results on the performance of the connection are also presented.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.71-78
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• 2018

In this paper, we propose the performance enhancement of solar individual string power generation system using booster power control for voltage compensation. The proposed control method determines the variable voltage for the compensator using direct power control (DPC) modeling applied to motion factor estimation. This method also maintains excellent dynamic response to the characteristics of direct power control (DPC) by calculating the mismatch ratio of the arrestered PV modules. The validity of the proposed algorithm is verified through simulation and experiments.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제18권2호
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• pp.103-110
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• 2017

The number of applications of solar photovoltaic (PV) systems in power generation grids has increased in the last decade because of their ability to generate efficient and reliable power in a variety of low installation in domestic applications. Various PV converter topologies have therefore emerged, among which the modular multilevel converter (MMC) is very attractive due to its modularity and transformerless features. The modeling and control of the MMC has become an interesting issue due to the extremely large expansion of PV power plants at the residential scale and due to the power quality requirement of this application. This paper proposes a novel control method of MMC which is used to directly integrate the photovoltaic arrays with the power grid. Traditionally, a closed loop control has been used, although circulating current control and capacitors voltage balancing in each individual leg have remained unsolved problem. In this paper, the integration of model predictive control (MPC) and traditional closed loop control is proposed to control the MMC structure in a PV grid tied mode. Simulation results demonstrate the efficiency and effectiveness of the proposed control model.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권2호
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• pp.790-802
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• 2017

This paper proposes the modeling and control strategy to track the MPPs of hybrid PV and Wind power systems, using a new dual input boost converter. The dual input power conditioning system with an independent MPPT control scheme is introduced with minimum number of circuit elements in order to reduce the switching loss, size and cost of the system. Since the operating conditions for the PV and Wind power systems are very distinct from each other, an efficient and superior control system is required to track the MPPs of both renewable sources with the use of a simply-structured single-ended single-inductor converter. The design of Power-Conditioning System (PCS) and detail control strategy are presented in this paper. To provide independent tracking of MPPs, a variable duty-cycle control strategy is employed for the wind system and a variable frequency strategy is employed for the PV system. Finally, the proposed dual-input converter for hybrid power conditioning system is implemented and the hardware test results are presented. From the hardware experiment, it is concluded that the proposed system successfully tracks the MPPs of both of the renewable power systems independently.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.70-78
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• 2008

본 논문에서는 태양광 발전시스템을 전력회사의 실배전 계통에 적용하기 위한 시뮬레이션 모델링을 제시한다. 태양광 발전시스템이 실배전 계통에 미치는 영향을 해석하기 위하여, 태양광 발전시스템과 이를 실배전 계통에 적용한 시뮬레이션 모델을 PSCAD/EMTDC를 이용하여 모델링하였다. 태양광 발전 시스템의 적용 후 변전소로부터의 전력공급을 감소시킴으로써 부하 말단전압이 개선됨을 보였다. 또한 부하모선의 전압을 보상함으로써 부하 측의 전력품질이 개선됨을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.239-249
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• 2019

최근, 정부는 신재생에너지전원을 확대하는 정책을 시행하고 있으며, 이에 따라 다수의 대용량 태양광전원이 배전계통에 활발하게 연계되고 있는 실정이다. 하지만, 이러한 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 역조류 현상에 의하여 수용가 전압이 규정전압범위를 벗어날 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 배전계통에서 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 선로절체에 의한 태양광전원의 수용성 향상을 위하여, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 3분할 3연계로 구성된 배전계통의 모델링을 제시하고, 태양광전원을 최대한 수용할 수 있는 선로절체 평가알고리즘을 제시한다. 또한, 배전선로 절체 구간 및 태양광전원 연계 용량 등의 다양한 운용 시나리오에 기반하여, 변압기 2차측 직하 수용가전압을 규정전압범위 이내로 유지하는 최대 태양광전원 용량을 산정하기 위하여 최적의 선로절체 구간을 산정한다. 제안한 배전계통의 수용성 평가알고리즘과 모델링을 바탕으로 수용가전압 특성을 분석한 결과, 대용량 태양광전원이 연계된 배전선로를 용량의 여유가 남아있는 선로와 절체하여 재구성하게 되면, 더 많은 용량의 태양광전원의 연계가 가능하여, 본 논문의 유용성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.9-17
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• 2020

전세계적으로 화석연료의 고갈위험과 환경오염에 대한 에너지의 부족 문제를 해결하기 위하여, 신재생에너지에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우리나라에서도 2030년까지 신재생에너지의 비중을 전체 발전량의 20[%]인 63.8[GW]까지 확대하기 위하여 정책 및 제도가 추진되고 있다. 하지만, 태양의 위치 변화에 따라 주변 고층 건물 및 나무 등에 의하여 태양광 어레이에 음영이 발생하면, 해당 어레이의 출력 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 음영으로 인한 출력 손실을 개선하기 위하여, 음영이 발생하지 않은 영역의 태양광모듈을 와이어와 스위치에 의해 전기적으로 회로 구성을 변경하는 태양광 어레이의 출력향상 알고리즘을 제안한다. 또한, 전력전자 회로해석 상용 프로그램인 PSIM S/W를 이용하여, 태양광 어레이, 와이어 및 절체스위치, 계통연계형 인버터로 구성된 태양광전원의 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로 태양광전원의 운용 특성을 분석한 결과, 음영이 50%가 발생하면 기존에 방식에서는 출력이 발생하지 않지만 제안한 방식에서는 음영이 발생한 어레이와 발생하지 않은 어레이를 분리시켜, 전압을 246[V]로 회복시키고 지속적으로 출력을 유지할 수 있어, 태양광전원의 운용효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1540-1547
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• 2013

국가 에너지 소비의 25%를 차지하는 건물에너지의 저감과 귀농인구의 증가에 따른 저에너지 친환경 주택모델의 수요 충족을 위해 EnergyPlus를 사용하여 PV 시스템이 적용된 농어촌 주택 표준모델의 건물에너지요구량을 기반으로 경제성 분석을 하였다. 2가지 타입의 PV 시스템이 적용되었고 발전된 전력을 건물의 냉방기기와 전기기기, 그리고 난방기기에 사용하였다. 계산에 사용된 주택의 연간 건물에너지요구량은 난방이 냉방에 비해 7배 크게 나타났다. Case1과 Case2로 나누어 PV 시스템의 경제성분석을 실시한 결과, Case1은 냉난방 및 전기기기에 발전된 전력을 사용하고 판매하는 것이, Case2는 냉방과 전기기기에만 전력을 사용하고 전량 판매하는 것이 경제적으로 유리한 것으로 판단된다. 하지만, 향후 전력 판매가격과 가스가격이 변동되면 결과는 달라질 수 있다. 초기투자비용은 Case1이 약 13년, Case2는 약 11년이 지나면 회수되는 것으로 나타났다. Case2가 초기설치비용이 비싸지만 회수기간이 지나면 Case1보다 약 3배 더 많은 이익을 얻을 수 있어 수명연한인 25년 이상 사용 시 경제성 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.493-502
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• 2019

최근, 기후변화 및 에너지고갈 등의 문제를 대응하기 위하여, 정부에서 추진하는 재생에너지 3020 정책을 기반으로 태양광전원을 포함한 신재생에너지의 설치가 큰 폭으로 증가되고 있다. 하지만, 설치된 태양광모듈은 주변 환경요인에 따라 다양한 열화현상이 발생하여, 전기적 성능과 수명이 크게 감소될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 태양광모듈 판매사업자가 제시한 기대 수명 이전에 새로운 모듈로 교체되는 경우가 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 태양광모듈의 성능저하율을 고려하여, 폐기 또는 새로운 모듈로 교체하는 시기를 평가할 수 있는 폐기진단 알고리즘을 제안한다. 또한, 비용요소와 편익요소로 구성된 경제성평가 모델링을 제시하고, 제안한 알고리즘을 바탕으로 태양광모듈의 성능저하율에 따른 경제성을 평가한 결과, 교체하기 전의 태양광모듈의 성능저하율은 3[%]이고, 교체한 경우의 성능저하율은 1[%]인 경우, 설치 후 10년째에 태양광모듈을 교체하는 것이 가장 큰 값(1.347)의 B/C ratio을 가지므로 최적의 경제적인 교체연도임을 알 수 있다. 따라서, 폐기 또는 교체 판별 여부와 어느 시기에 교체하는 것이 가장 경제적인가를 판단할 수 있어, 본 논문에서 제시한 알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권5호
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• pp.69-75
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• 2013

To increase the efficiency of the photovoltaic, almost photovoltaic appliances are controlled by Maximum Power Point Tracking(MPPT). Existing most of the PV MPPT techniques have used power which multiplies sensed output current and voltage of the solar cell. However, these algorithms are unnecessarily complicated and too expensive for small and compact system. The other hand, the proposed MPPT technique is only one sensing of the MPPT converter's output current, so there is no need to insert another sensors of battery side. Therefore, this algorithm is simpler compared to the traditional approach and is suitable for low power solar system. Further, the novel proper charge/discharge algorithm for the battery with PV MPPT is developed. In this algorithm, there is CC battery charge mode and load discharge mode of the PV cell & battery dual. Also we design current control to regulate allowable current during the battery charging. The proposed algorithm will be applicable to battery included solar cell applications like solar lantern and solar remote control car. Finally, the proposed method has been verified with computer simulation.