• Journal of Power Electronics
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• 제19권1호
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• pp.254-264
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• 2019

This paper proposes an indirect current control technique based on a proportional resonant (PR) approach for the seamless mode transfer of utility interactive inverters. Direct-current and voltage hybrid control methods have been used for inverter control under grid-connected and islanded modes. A large bandwidth can be selected due to the structure of single-loop control. However, this results in poor dynamic transients due to sudden changes of the controller during mode changes. Therefore, inverter control based on indirect current is proposed to improve the dynamic transients by consistently controlling the output voltage under all of the operation modes. A PR-based indirect current control topology is used in this study to maintain the load voltage quality under all of the modes. The design processes of the PR-based triple loop are analyzed in detail while considering the system stability and dynamic transients. The mode transfer techniques are described in detail for both sudden unintentional islanding and islanded mode voltage quality improvements. In addition, they are described using the proposed indirect control structure. The proposed method is verified by the PSiM simulations and laboratory-scale VDER-HILS experiments.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권2호
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• pp.529-539
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• 2019

The modular multilevel converter (MMC) has become a promising topology for high-voltage direct current (HVDC) transmission systems. To control a MMC system properly, the ac-side current, circulating current and submodule (SM) capacitor voltage are taken into consideration. This paper proposes a low-computation indirect model predictive control (IMPC) strategy that takes advantages of the conventional MPC and has no weighting factors. The cost function and duty cycle are introduced to minimize the tracking error of the ac-side current and to eliminate the circulating current. An optimized merge sort (OMS) algorithm is applied to keep the SM capacitor voltages balanced. The proposed IMPC strategy effectively reduces the controller complexity and computational burden. In this paper, a discrete-time mathematical model of a MMC system is developed and the duty ratio of switching state is designed. In addition, a simulation of an eleven-level MMC system based on MATLAB/Simulink and a five-level experimental setup are built to evaluate the feasibility and performance of the proposed low-computation IMPC strategy.

• 신재생에너지
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• 제18권1호
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• pp.35-45
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• 2022

The renewable energy based MG is becoming one of the prominent solutions for greenhouse gas and constructing less power lines. However, how to procure the economics of MG considering the CO₂ emission and utility network impact is one of major issues as the proportion of renewable resource increases. This paper proposes the feasibility study scheme of campus MG and shows that the LCOE and CO₂ emission can be reduced by utilizing the excess power and introducing hydrogen system and plus DR. For this, the three cases: (a) adding the PV and selling excess power to utility, (b) producing and selling hydrogen using excess power, and (c) participating in plus DR are considered. For each case, not only the topology and component capacity of MG to secure economic feasibility, but also CO₂ emission and utility network effects are derived. If an electrolyzer with a capacity of 400 kW participates in plus DR for 3,730hours/year, the economic feasibility is securable if plus DR settlement and hydrogen sale price are more than 7.08¢/kWh and 8.3USD/kg or 6.25¢/kWh and 8.6USD/kg, respectively. For this end, continuous technical development and policy support for hydrogen system and plus DR are required.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_1호
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• pp.967-976
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• 2023

Currently, with the thriving development in the field of solar energy, the widespread adoption of solar grid-connected power conversion systems is rapidly expanding. As the market continues to grow, the efficiency of solar power conversion systems is steadily increasing, while prices are rapidly decreasing. Photovoltaic panels often produce low output voltages, and Boost converters are commonly employed to elevate and stabilize these voltages. They are also utilized for implementing Maximum Power Point Tracking (MPPT), ensuring the full utilization of solar power generation. Recently, synchronous control techniques have been introduced, using controllable switching devices like Si IGBT or SiC MOSFET to replace the diodes in the original circuits. However, this has raised concerns related to costs. This paper offers a compromise solution, considering both the performance and economic factors of the converter. It proposes a hybrid high-efficiency synchronous converter structure that combines Si IGBT and SiC MOSFET. Additionally, the proposed topology has been practically implemented and tested, with results confirming its feasibility and cost-effectiveness.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.12-26
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• 2017

본 연구의 목적은 물리적 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)과 마이크로소프트 Azure(Microsoft cloud computing service)를 이용하여 낙동강 유역의 유출해석시스템을 개발하고, Azure의 가상머신(VM, Virtual Machine) 설정에 따른 시스템 실행시간을 평가하는 것이다. 이를 위해서 낙동강 유역을 20개의 소유역으로 구분하고, 각 소유역에 대해서 GRM 모형을 구축하였다. 각 유역의 유출해석은 상하류 위상관계를 유지하면서 독립된 프로세스로 실행된다. 실시간 유출해석을 위해 국토교통부의 실시간 강우레이더 자료와 댐방류량 자료를 이용한다. 유출해석시스템은 Azure에서 실행되며, 유출해석 결과는 웹을 통해서 가시화 된다. 연구결과 실시간 수문자료 수신서버와 유출해석 계산서버(Azure) 및 사용자 PC가 연계된 낙동강 실시간 유출해석시스템을 개발할 수 있었다. 유출해석을 위한 전산장비는 하드디스크와 메모리 보다는 CPU의 성능에 크게 의존하는 것으로 평가되었다. 유출해석시의 디스크 입출력(I/O)과 계산 프로세스를 분산함으로써 입출력과 계산 병목을 각각 감소시킬 수 있었고, 실행시간을 단축시킬 수 있었다. 본 연구의 결과는 고해상도의 공간 및 수문 자료를 활용하는 분포형 모형을 이용한 대유역 유출해석시스템을 구축하기 위한 기술로 활용될 수 있을 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권2호
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• pp.121-133
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• 2023

The demand for cement and limestone crushed materials has increased many folds due to the tremendous increase in construction activities in Pakistan during the past few decades. The number of cement production industries has increased correspondingly, and so the rock-blasting operations at the limestone quarry sites. However, the safety procedures warranted at these sites for the blast-induced ground vibrations (BIGV) have not been adequately developed and/or implemented. Proper prediction and monitoring of BIGV are necessary to ensure the safety of structures in the vicinity of these quarry sites. In this paper, an attempt has been made to predict BIGV using artificial neural network (ANN) at three selected limestone quarries of Pakistan. The ANN has been developed in Python using Keras with sequential model and dense layers. The hyper parameters and neurons in each of the activation layers has been optimized using randomized and grid search method. The input parameters for the model include distance, a maximum charge per delay (MCPD), depth of hole, burden, spacing, and number of blast holes, whereas, peak particle velocity (PPV) is taken as the only output parameter. A total of 110 blast vibrations datasets were recorded from three different limestone quarries. The dataset has been divided into 85% for neural network training, and 15% for testing of the network. A five-layer ANN is trained with Rectified Linear Unit (ReLU) activation function, Adam optimization algorithm with a learning rate of 0.001, and batch size of 32 with the topology of 6-32-32-256-1. The blast datasets were utilized to compare the performance of ANN, multivariate regression analysis (MVRA), and empirical predictors. The performance was evaluated using the coefficient of determination (R²), mean absolute error (MAE), mean squared error (MSE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE)for predicted and measured PPV. To determine the relative influence of each parameter on the PPV, sensitivity analyses were performed for all input parameters. The analyses reveal that ANN performs superior than MVRA and other empirical predictors, andthat83% PPV is affected by distance and MCPD while hole depth, number of blast holes, burden and spacing contribute for the remaining 17%. This research provides valuable insights into improving safety measures and ensuring the structural integrity of buildings near limestone quarry sites.

• 전자공학회논문지
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• 제49권12호
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• pp.56-63
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• 2012

WBAN은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스를 무선으로 연결하여 통신하는 근거리 무선통신 기술로 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리, 데이터 링크, 네트워크, 응용계층에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN 기술은 전력제한 및 생체특성을 반영하여 센서와 지그비 디바이스를 사용하여 에너지 효율적으로 구성한다. 무선 센서 네트워크는 다수의 센서노드와 센서노드가 전송하는 센싱 데이터를 수집하는 싱크노드로 구성된다. 센서노드는 넓은 지역에 정해진 형태 없이 배치되어 프로토콜에 의해 자가구성 능력을 가진다. 싱크노드는 고정 싱크노드와 모바일 싱크노드로 구분되고 모바일 싱크노드는 전체 네트워크의 에너지 소모를 분산시켜 고정싱크 노드보다 네트워크의 라이프 타임이 증가하는 장점이 있다. 센서노드의 제한된 에너지 자원은 WBAN의 에너지 효율측면에서 중요한 문제이다. 본 논문에서는 모바일 싱크노드 기반의 WBAN 환경에서 효율적인 데이터 전송을 위한 클러스터 토폴로지 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 그리드 기반의 라우팅 프로토콜 및 TDMA 기반의 스케줄링 알고리즘의 장점을 바탕으로 인접한 클러스터의 중첩영역을 최소화하고 클러스터 헤더의 데이터 부담을 감소시켜 수집지연 및 오버헤드가 빈번하게 발생하는 WBAN 환경의 무선 센서 네트워크에서 우수한 성능을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.559-567
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• 2012

초탄성을 고려한 비선형 구조의 레벨셋 기반 위상 및 형상 최적설계 방법을 개발하였다. 전체 영역에서 재료의 극단적인 불균형 분포로 기인하는 부정확한 접강성행렬(tangent stiffness matrix)로 인해, 비선형 문제의 위상 최적설계는 심각한 수렴성의 어려움을 겪는다. 이를 해결하기 위해, 임의의 형상을 표현할 수 있는 레벨셋 방법의 장점을 이용하여 정확한 접강성 행렬을 구하기 위해 명시적인 경계(explicit boundary)를 이용하였다. 레벨셋 함수로 표현되는 임의의 영역을 암시적 고정 격자(implicit fixed grid)를 이용하여 계산하는 것 대신에 명시적으로 그 영역을 이산화하기 위해 딜라우네이 삼각화 기법(Delaunay triangulation scheme)을 이용하였다. 레벨셋 방정식을 풀기 위해 최적화 조건으로부터 라그란지안(Lagrangian; 목적함수)가 감소하는 방향이 되도록 속도장을 결정하였다. 실제 영역 바깥쪽 속도장은 Adalsteinsson와 Sethian(1999)가 제안한 속도확장 기법을 이용하여 구하였다. 레벨셋 기반의 최적화 기법에 위상 민감도를 이용하여, 최적화 과정에서 원하는 시기와 위치에 위상 변화가 가능하도록 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.72-78
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• 2006

분산발전시스템에 비상부하 등의 전용부하가 접속되어 있는 경우, 주전원에 고장이 발생하러라도 비상전용부하에는 지속적인 전력을 공급하기 위하여 의도적인 단독운전을 하게 된다. 기존의 계통연계형 인버터는 주전원에 전력을 주입하기 위하여 평소에 전류제어모드로 운전을 하기 때문에, 의도적인 단독운전 상황이 발생하는 경우 비상부하에 안정된 전압을 공급해 주기 위하여 전압제어모드로 운전을 전환하여야한다. 이러한 운전모드의 전환시 인버터의 출력단 전압에 심각한 과도문제가 발생된다. 본 논문에서는 의도적인 단독운전 발생시 인버터 운전모드 전환에 따른 출력전압의 과도현상을 최소화하기 위한 인버터 토폴로지와 제어알고리즘을 제안한다. 제안된 간접전류제어 알고리즘에 적합한 LCL필터 설계방법과 설계데이터를 제시한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제3권5호
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• pp.542-549
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• 2000

본 논문에서는 곡선 그리드상의 2차원 플로우를 분석하고 시각화하기 위한 다해상도 모형을 제안한다. 다해상도 분석은 여러 상세 단계에서 윤곽을 나타내고 분석하는 매우 유용한 도구이다. 일반적으로 벡터 필드의 데이터는 매우 크고 복잡하기 때문에 벡터 필드 시각화에 다해상도 분석을 적용하는 것은 매우 유용하다. 낮은 해상도에서의 근사 값을 사용하면 벡터필드 위상의 전체적인 개요를 짧은 시간 안에 파악할 수 있다. 부분 합성은 사용자가 관심 있는 부분만 합성함으로써 효과적으로 화대 또는 축소할 수 있게 해준다. 이 새로운 모형은 네스트된 곡선 그리드 영역 상에 구분 적으로 정의된 함수의 네스트된 공간에 기초를 두고 있다. 네스트된 영역은 안쪽 경계선의 원래 기하학적 형상을 유지하기 위해 사용된다. 본 논문에서는 이러한 영역 위에서 Haar 웨이브릿에 대한 정제 방정식과 합성 방정식을 제안하고 예제들을 보여준다.