• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.53-60
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• 2011

The available power generated from the FC power plant may not be sufficient to meet sustained load demand, peak demand or transient events. An supercapacitor bank(SCB) can supply a large burst of power, but it cannot store a significant amount of energy. The combined use of FC and SCB has the potential for the better energy efficiency, reducing the cost of FC technology and improved dynamic response. In this paper, A single PEMFC and PEMFC operated in parallel with a SC bank are presented, A new dynamic model of PEMFC system, the converter and controller has been developed for stand-alone applications. The simulation results are presented using Matlab/Simulink, and SimPowerSystems environments. It is confirmed that the results show a good performance and stable DC-link voltage for proposed dynamic and mathematical models developed for the combined FC/SCB.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.313-316
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• 2003

본 논문에서는 교량의 건전도 감시용 계측 유닛에 사용되는 충전시스템을 위한 교량의 상시진동을 이용한 자립형 진동발전기에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 전기자 반작용의 영향을 최소화한 진동발전기를 제안하고, 기계적 및 전기적인 설계식을 유도한 다음, 시험용 진동발전기를 제작하였다. 아울러, 실내 자유진동 실험을 수행하였고, 축전시스템에 대한 실험 결과, 정류기에 사용된 다이오드 특성이 충전과정에서 지배적임을 확인하였다. 또한, 남해대교의 진동 데이터를 Pilot 발전기에 적용하여 시뮬레이션 한 결과 진동발전기의 적용성과 효용성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권5호
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• pp.1777-1788
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• 2017

This paper presents the design and dynamic analysis of a stand-alone microgrid with high penetration of renewable energy. The optimal sizing of various components in the microgrid is obtained considering two objectives: minimization of levelized cost of energy (LCOE) and maximization of renewable energy penetration. Integrating high renewable energy in stand-alone microgrid requires special considerations to assure stable dynamic performance, we therefore develop voltage and frequency control method by coordinating Battery Energy Storage System (BESS) and diesel generators. This approach was applied to the design and development of Gasa Island microgrid in South Korea. The microgrid consists of photovoltaic panels, wind turbines, lithium-ion batteries and diesel generators. The dynamic performance of the microgrid during different load and weather variations is verified by simulation studies. Results from the real microgrid were then presented and discussed. Our approach to the design and control of microgrid will offer some lessons in future microgrid design.

• 전력전자학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.106-115
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• 2014

This paper proposes ESS DC-DC Converter using Redox Flow Battery (RFB) for stand-alone microgrid. Price, safety, expandability and dynamics are crucial in ESS. Reports show that Zinc-bromine (ZnBr) RFB is the best choice in ESS. Simple electrical ZnBr RFB model is obtained from charging test. DC-DC converter Inductor current-DClink Voltage model is proposed for the DC microgrid. For the controller design in z-domain, the K-factor method is by considering nature of the digital controller. The control performance has been verified with simulation and hardware experiments. Lastly 10kW DC microgrid using RFB test result is shown.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권5호
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• pp.1813-1820
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• 2016

Dual-mode photovoltaic power system should be capable of operating in grid-connected (GC) and stand-alone (SA) modes for distributed generation. Under different working modes, the optimal parameters of inverter output filters vary. Inverters commonly operate in GC mode, and thus, a small capacitance is beneficial to the GC topology for achieving a reasonable compromise. A predictive current control scheme is proposed to control the grid current in GC mode and thereby obtain high-performance power. As filter are not optimal under SA mode, a compound control strategy consisting of predictive current control, instantaneous voltage control, and repetitive control is proposed to achieve low total harmonic distortion and improve the output voltage spectrum. The seamless transfer between GC mode and SA mode is illustrated in detail. Finally, the simulation and experimental results of a 4 kVA prototype demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.551-560
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• 2003

본 논문은 5KW급의 SOFC와 저전압 배터리를 복합전원으로 하는 10KW급 독립형 연료전지발전시스템의 전력변환장치의 개발에 관한 것이다. 이를 위한 전격변환장치는 연료전지로부터의 저전압을 상승시키기 위한 고주파 DC-DC 컨버터 및 이를 안정된 교류전원으로 변환하기 위한 DC-AC 인버터 그리고 저전압 배터리를 충$.$방전하기 위한 양방향 DC-DC 컨버터로 구성된다. 미국 에너지부 및 IEEE가 주최한 "2003 International Future Energy Challenge Competition"에서 제시한 90%이상의 효율과 $40/KW 이하의 양산가등의 사양을 목표로 개발된 본 전력변환장치에 대한 토폴로지, 주요 부품의 설계 및 제어방식에 관하여 기술하고 실험결과를 제시한다.험결과를 제시한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.23-29
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• 2018

독립형 태양광(PV) 시스템은 몽골 유목민 목축업자들에게 가장 중요한 에너지발전 시스템 중 하나이다. 기본적으로 독립형 PV 시스템은 두 개의 DC-DC 컨버터를 사용한다. 이 시스템은 비용이 많이 들고, 사이즈가 커지기 때문에 다른 장소로 이동 할 때 큰 어려움이 있다. 본 논문에서는 배터리의 SOC 제어 와 최대전력추종제어가(MPPT) 결합된 제어 알고리즘을 제안한다. 배터리는 3단계(Bulk, Absorption, Float Charge)로 충 방전된다. 본 논문에서는 Bulk단계에서 MPPT제어 기반으로 충전되는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안된 제어 알고리즘을 다양한 날씨 조건에 대해서 적용하였으며, PSIM 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 통하여 그 효용성을 검증하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 몽골 유목민들의 농촌 생활에 필수적인 독립형 태양광 발전 시스템을 설계하는데 유용하게 사용될 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.470-478
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• 2016

화석연료 사용으로 인한 환경오염과 기후변화는 전 지구적인 환경 문제로 대두되고 있다. 또한 화석연료 고갈 및 경제적 취약성을 극복하기 위하여 태양광, 풍력 등 신재생에너지 자원 기반 에너지공급 시스템 구축이 많은 관심을 받고 있다. 이러한 신재생에너지 시스템은 자원의 낮은 공급안정성을 극복하기 위하여 다양한 자원을 이용한 독립 통합 에너지공급 시스템 설계 및 운전 전략이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 PV, Wind turbine, 화석연료 기반 발전 및 저장장치 등으로 구성된 독립 에너지공급 시스템을 설계하였다. 또한 최적화 모델을 이용하여 각 지역별 최적 전력생산 시스템의 구성요소를 규명하고 소요비용을 분석하였다. 제시된 모델 검증을 위하여 한국의 주거, 농업, 상업부문 등 주요 에너지수요 만족을 위한 설계문제를 해결하였다. 그 결과 주거부문의 경우 $0.37~$0.44/kWh, 농업부문의 경우 $0.15~$0.61/kWh, 상업부문의 경우 $0.12~$0.28/kWh의 단위전력 비용을 보였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.1-7
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• 2009

Use of the PV(photovoltaic) generation system is increased in such areas as remote mountain places or islands at which electrical energy is not serviced. The stand alone PV system is required the power storage products such as battery, fly wheel and super capacitor. Several lead storage batteries are connected in series to get high voltages. The life of lead storage battery is shortened when over charge or over discharge takes place. So, it is needed to control batteries not to be overcharged or be discharged deeply. Voltage of each battery was ignored in former control methods in which overall voltage was used to control charge or discharge battery. In this study, the charging and discharging voltage variations of sealed lead storage batteries with l2V/l.2A were investigated step by step experiments. The results of the test show that one should consider and specify the state of each battery to prevent overcharge or deep discharge. With the basis of the experiments, we designed a monitoring unit to monitor battery voltages simultaneously using micro-controller. The unit measures voltage of 20 batteries simultaneously and displays data on the color LCD monitor with curved line graph. It also sends data to PC using the RS232C communication port. The designed unit was adapted to stand alone PV system with 1kW capacity and lead storage batteries are connected to the PV generation system. The number of lead storage batteries was 10 in series and 12V/250Ah each. Resistive load with 3kW was used for discharging.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1990년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.303-308
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• 1990

The stand alone induction generator has been excited by capacitor bank or voltage source inverters. The conventional excitation methods offer several restrictions on the operation of the induction generator in various operating conditions. To overcome the restrictions, this paper presents the induction generator system excited by the current controlled inverter which operates on the principle of vector control. The proposed control scheme is based on the rotor flux oriented indirect vector control. The steady state characteristics are investigated to yield control ranges under various operating conditions. Through the simulation, it is confirmed that the system has good dynamic characteristics wi thin the controllable ranges given by the steady state analysis.