• 제목/요약/키워드: Remaining Capacity Estimation

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리튬이온 배터리 수명추정을 위한 용량예측 머신러닝 모델의 성능 비교 (Comparison of the Machine Learning Models Predicting Lithium-ion Battery Capacity for Remaining Useful Life Estimation)

  • 유상우;신용범;신동일
    • 한국가스학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.91-97
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    • 2020
  • 리튬이온 배터리(LIB)는 다른 배터리에 비해 수명이 길고, 에너지 밀도가 높으며, 자체 방전율이 낮아, 에너지 저장장치(ESS)로 선호되고 있다. 하지만, 2017~2019년 기간 동안 국내에서만도 28건의 화재사고가 발생하였으며, LIB의 운영 중 안전성 및 신뢰성을 보장하기 위해 LIB의 정확한 용량추정은 필수요소이다. 본 연구에서는 LIB의 충방전 cycle에 따른 용량변화를 예측하는 기계학습 기반 모델의 설계에 있어 중요한 요소인 최적 머신러닝 모델의 선정을 위해, Decision Tree, 앙상블학습법, Support Vector Regression, Gaussian Process Regression (GPR) 각각을 이용한 예측모델을 구현하고 성능비교를 실시하였다. 학습을 위해 NASA에서 제공하는 시험데이터를 사용하였으며, GPR이 가장 좋은 예측성능을 보였다. 이를 바탕으로 추가 시험데이터 학습을 통해 개선된 LIB 용량예측과 잔여 수명추정 모델을 개발하여, 운영 중 이상 감지 및 모니터링 성능을 높여, 보다 안전하고 안정된 ESS 운용에 활용하고자 한다.

머신러닝 기반 스마트 단말기 Lithium-Ion Cell의 잔량 추정 방법의 실증적 연구 (An Empirical Study on Machine Learning based Smart Device Lithium-Ion Cells Capacity Estimation)

  • 장성진
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권4호
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    • pp.797-802
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    • 2020
  • 지난 몇 년 동안 스마트 폰을 비롯한 다양한 스마트 기기들은 휴대성을 기반으로 사용자의 요구에 의해 지속적으로 성능이 향상 되고 있다. 유비쿼터스 컴퓨팅 (Ubiquitous Computing) 환경과 센서 네트워크 (Sensor network)등의 다양한 망 접속 기술로 인하여 휴대성을 기반으로 하는 단말기들이 다양하게 보급되어 사용되고 있다. 스마트 단말들은 사용 중에 보다 안정적인 동작을 위하여 에너지 모니터링을 세밀하게 할 수 있는 기술이 필요하게 되었다. 소형 경량화 된 스마트 단말기는 다양한 멀티미디어 작업으로 인하여 단말 운용 중에 전원 부족 문제가 발생하게 된다. 이와 같은 상황을 미리 방지하고 안정적인 단말 운용을 위해서 기존에 다양한 추정 하드웨어가 개발 되었다. 그러나 잔량 추정을 하는 방법이나 성능이 비교적 우수하지 못하였다. 본 논문에서는 스마트 단말의 운용 중에 발생 할 수 있는 잔여 잔량 문제를 미리 예측하여 보다 안정적인 운용을 위한 리튬이온 셀의 잔량 추정 방법을 머신러닝에 기초를 두고 연구 하였다. 기존의 하드웨어적인 추정 방법이 아니라 사용 중인 리튬이온 셀의 특성을 머신러닝 기법을 이용한 학습 알고리즘으로 학습 시키고 최적화된 결과를 추정하여 적용 하고자 한다.

선박 연료유 잔존량 추정모델을 이용한 침몰선박 위해도 평가 (A Study on the Development of Risk Assessment for Sunken Vessels Using Remaining-Fuel Estimations Model)

  • 장우진;이승현;염홍준;이인철
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.90-97
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    • 2016
  • 침몰선박은 침몰 당시뿐만 아니라 오랜 시간이 경과된 후에도 선체 내에 잔존하고 있는 연료유 등 유해물질의 지속적 혹은 일시적 유출로 2차 해양오염사고를 발생시킬 수 있다. 정부에서는 1999년부터 침몰선박에 대한 관리업무를 수행하고, 침몰선박의 잠재적 위해도를 정량적으로 평가할 수 있는 위해도 평가표를 개발하여 운영함으로써 침몰선박에 대한 국가적 관리체계를 구축하고 있다. 그러나 현재의 침몰선박의 위해도 평가는 침몰선박에 잔존하고 있는 연료유 등의 양에 의해 평가점수가 판이하게 달라짐에도 불구하고, 침몰선박 현황보고자료 중 상당수가 연료유 잔존량 항목이 누락되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 선박 연료유 잔존량에 대한 추정모델을 개발하여, 현행 침몰선박 위해도 평가에 적용함으로써 보다 정확한 평가를 수행할 수 있는 방안을 마련하였다.

등가회로 파라미터를 이용한 배터리 잔존 수명 평가용 뉴로 퍼지 시스템 (Neuro Fuzzy System for the Estimation of the Remaining Useful Life of the Battery Using Equivalent Circuit Parameters)

  • 이승준;고영휘;델리키첼라 칸달라 프라듐나;최우진
    • 전력전자학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.167-175
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    • 2021
  • Reusing electric vehicle batteries after they have been retired from mobile applications is considered a feasible solution to reduce the demand for new material and electric vehicle costs. However, the evaluation of the value and the performance of second-life batteries remain a problem that should be solved for the successful application of such batteries. The present work aims to estimate the remaining useful life of Li-ion batteries through the neuro-fuzzy system with the equivalent circuit parameters obtained by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). To obtain the impedance spectra of the Li-ion battery over the life, a 18650 cylindrical cell has been aged by 1035 charge/discharge cycles. Moreover, the capacity and the parameters of the equivalent circuit of a Li-ion battery have been recorded. Then, the data are used to establish a neuro-fuzzy system to estimate the remaining useful life of the battery. The experimental results show that the developed algorithm can estimate the remaining capacity of the battery with an RMSE error of 0.841%.

항공LiDAR 자료를 이용한 생활폐기물매립장의 가용한도 추정 (Estimation of Maximum Volume in Landfill Site Using Airborne LiDAR Measurement)

  • 변상철;최명규;김진광
    • 한국측량학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.547-554
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    • 2010
  • 본 연구는 생활폐기물매립장의 용적량을 산출함으로써 매립장을 향후 계속하여 언제까지 사용할 수 있는가를 분석한 것이다. 계획용적량을 산출하기 위해서 매립장의 설계 당시의 수지지도 및 계획도 등을 사용하였고, 현재까지의 매립 용적량은 최신의 항공측량장비인 항공 LiDAR 장비를 이용하여 매립량을 측정하였다. 이러한 자료를 바탕으로 현재의 매립 용적량과 지난 수년 간의 반입량, 그리고 그간의 침하량을 산출하였다. 연구 결과, 잉여용적량으로 계산한 대항지역의 매립 가용 년도는 2045년까지로 나타났다.

ESS 잔존수명 추정 모델 경량화 연구 (Lightweight Model for Energy Storage System Remaining Useful Lifetime Estimation)

  • 유정운;박성원;손성용
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.436-442
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    • 2020
  • ESS(energy storage system)는 재생에너지 자원의 증가 등의 영향에 따라 최근 다양한 분야에서 중요한 전력원으로 자리 잡고 있다. ESS는 사용에 따라 가용 용량이 지속적으로 감소하므로 잔존수명을 관리하는 것이 중요하다. 잔존수명의 추정을 위하여 주기적으로 점검자가 확인하는 방식이 사용될 수도 있으나, 관리시스템을 통하여 자동으로 모니터링되고 관리되는 것이 일반적이다. ESS 사업자 관점에서 정확도 높은 상태추정은 경제적, 효율적 운용을 위하여 중요하다. 잔존수명추정 모델은 운영에 따른 사이클 노후화와 기간 경과에 따른 캘린더 노후화를 고려하여 구성되며 복잡한 수학적 연산을 필요로 한다. ESS에 탑재되는 저비용 저성능의 프로세서에 잔존수명 추정모델의 적용을 위해서는 모델의 적절한 경량화 방안이 요구된다. 본 논문에서는 낮은 수준의 프로세서에서 연산이 용이하도록 ESS 잔존수명예측 모델을 경량화하였다. 시뮬레이션 평가 결과 ESS 잔존수명 추정 기준모델과 제안하는 모델간 오차는 1% 이내로 나타났다. 또한, 제안된 모델의 성능개선 효과 검증을 위하여 ATmega328을 기반으로 비교 평가를 수행하였을 때, 76.8~78.3%의 컴퓨팅 시간 단축을 확인하였다.

인간 감각 정보를 위한 평생 기억용량 평가 (Estimation of Lifetime Data Storage Capacity for Human Senses)

  • 유영갑;송영준;김동우
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.23-29
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    • 2009
  • 본 논문은 일생동안 한 개인이 느끼는 오감 정보를 모두 저장하는 데 필요한 기억 용량을 분석하고 저장공간을 추정하였다. 추정된 저장 공간은 현대 압축 기술을 사용하였고, 오감 정보는 입거나 이식 가능한 유비쿼터스 환경하에서 얻어지는 센싱 정보이다. 저장 공간의 약 76%가 일반 텔레비젼 수준의 화질인 비디오 시각 정보를 저장하는 데 사용되고 저장 공간의 나머지 부분은 인덱스 정보를 포함하는 음성, 미각, 후각, 촉각 정보를 저장한다. 한 개인의 태아기를 포함한 일생 동안, 약 100년간의 데이터 저장에는 약 600 tera bytes의 저장 용량이 필요한 것으로 분석되었다.

Assessment of load carrying capacity and fatigue life expectancy of a monumental Masonry Arch Bridge by field load testing: a case study of veresk

  • Ataei, Shervan;Tajalli, Mosab;Miri, Amin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제59권4호
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    • pp.703-718
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    • 2016
  • Masonry arch bridges present a large segment of Iranian railway bridge stock. The ever increasing trend in traffic requires constant health monitoring of such structures to determine their load carrying capacity and life expectancy. In this respect, the performance of one of the oldest masonry arch bridges of Iranian railway network is assessed through field tests. Having a total of 11 sensors mounted on the bridge, dynamic tests are carried out on the bridge to study the response of bridge to test train, which is consist of two 6-axle locomotives and two 4-axle freight wagons. Finite element model of the bridge is developed and calibrated by comparing experimental and analytical mid-span deflection, and verified by comparing experimental and analytical natural frequencies. Analytical model is then used to assess the possibility of increasing the allowable axle load of the bridge to 25 tons. Fatigue life expectancy of the bridge is also assessed in permissible limit state. Results of F.E. model suggest an adequacy factor of 3.57 for an axle load of 25 tons. Remaining fatigue life of Veresk is also calculated and shown that a 0.2% decrease will be experienced, if the axle load is increased from 20 tons to 25 tons.

On-line 안정화 제어기법 (On-line Stabilizing Control Scheme for Power System)

  • 오태규;김학만;서의석;김일동;김용학
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.903-906
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    • 1997
  • When large capacity generation stations that consist of several large units tend to pull out of step from main power system, stabilizing control scheme as emergency control for preventing loss of synchronism of the whole stations with the remaining system is devided into two steps that the first step is to perform on-line prediction for out-of-step and the next step is on-line calculation of the amount of generation shedding for the rest of generators to be in step when out of step is expected. This paper presents on-line prediction scheme for out-of-step based on P-$\delta$ curve estimation using real-time measurement and on-line calculation of generation shedding. The proposed stabilizing scheme was applied to case study of real power system and the results obtained by the method compare well with the results by simulation.

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인버터 연계형 분산전원을 이용한 배전계통 고조파 전류 보상원리 (Harmonic Current Compensation Method Using Inverter-Interfaced Distributed Generators)

  • 정일엽;강현구
    • 전기학회논문지
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    • 제60권2호
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    • pp.279-284
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    • 2011
  • Harmonic distortions in current waveform may cause significant problems in electric power system facility and operation. This paper presents an adaptive parameter estimation method to detect harmonic current components caused by nonlinear loads. In addition, a coordination strategy for multiple inverter-interfaced distributed generators to compensate the harmonic currents is discussed. The coordination strategy is realized by distributing the harmonic compensation participation index to individual distributed generators. The harmonic compensation participation index can be determined by the amount of remaining power generation capacity of each distributed generator. Simulation results based on switching-level inverter models show that the proposed harmonic detection method has good performance and the coordination strategy can improve harmonic problems efficiently.