• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.12-15
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• 2012

This paper presents simulation and small-scale experimental tests of a fault current controller. Smart fault controller as proposed and proven conceptually in our previous work is promising technology for the smart power grid where distributed and even stochastic generation sources are prevalent and grid operations are more dynamic. Existing protection schemes simply limiting the fault current to the pre-determined set values may not show best performance and even lead to coordination failures, potentially leading to catastrophic failure. Thus, this paper designs fault current controller with a full bridge thyristor rectifier, embedding a superconducting coil for which the controller is electrically invisible during normal operation because the loss due to the coil is near-zero. When a fault occurs and the resulting current through the superconducting coil exceeds a certain value set intelligently based on the current operating condition of the grid, the magnitude of the fault current is controlled to this desired value by adjusting the firing angles of thyristors such that the overall system integrity is successfully maintained. Detailed time-domain simulations are performed and lab-scale testing circuits are built to demonstrate the desired functionality and efficacy of the proposed fault current controller.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.624-631
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• 2011

본 논문은 Exciter와 Power System Stabilizer(PSS)를 포함하는 발전기 제어장치와 싸이리스터에 의한 불연속 스위칭 동작을 하는 직렬형 Flexible AC Transmission System(FACTS) 설비인 Thyristor Controlled Static-var Compensator(TCSC)를 포함하는 전력계통의 고유치 해석과 안정도 개선을 위한 고유치 감도계수를 이산 시스템에서의 해석방법을 사용하여 해석하였다. 이산 시스템에서의 해석방법으로는 Resistive Companion Form(RCF) 해석법을 사용하였으며, 상태천이 방정식을 사용하여 감도해석에 필요한 계산 알고리즘을 제시하였고, 연속시스템에서의 해석결과와 비교하였다. TCSC의 스위칭 동작이 고려되지 않는 연속 시스템에서의 해석결과와 달리, 이산 시스템에서의 해석결과 스위칭 동작의 영향으로 제어기 정수에 대한 감도해석 결과가 일정한 방향성을 가지면서 주기적으로 변화하는 것을 알 수 있었다. 또한 중요 진동모드에 대한 제어기정수의 감도계수 값이 연속시스템에서의 해석결과와 달리 싸이리스터의 주기적 스위칭 동작에 의해 다른 값을 가지면서 주기적으로 진동하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권2호
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• pp.252-261
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• 2013

In this paper, a nonlinear adaptive damping controller based on radial basis function neural network (RBFNN), which can infinitely approximate to nonlinear system, is proposed for thyristor controlled series capacitor (TCSC). The proposed TCSC adaptive damping controller can not only have the characteristics of the conventional PID, but adjust the parameters of PID controller online using identified Jacobian information from RBFNN. Hence, it has strong adaptability to the variation of the system operating condition. The effectiveness of the proposed controller is tested on a two-machine five-bus power system and a four-machine two-area power system under different operating conditions in comparison with the lead-lag damping controller tuned by evolutionary algorithm (EA). Simulation results show that the proposed damping controller achieves good robust performance for damping the low frequency oscillations under different operating conditions and is superior to the lead-lag damping controller tuned by EA.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1166-1169
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• 1998

The Load characteristic of electric railway requires the power demand of the high capacity which amplitude is spacial-temporally fluctuated due to frequent starting and stopping with large tractive force. The conventional electric railway mainly consists of the resistance controlled and the thyristor controlled locomotives, are compensated for their bad characteristics of the power factor$(70\sim80%)$ with installation of another capacitor improving power factor at the substation. Since 1994, VVVF train car with good characteristics of power factor(100%) have been introduced and operated in Kwa-Chon Line. From the present technical tendency, it is judged that introduction of the locomotive with various controlled methods is necessary. The protective equipments installed at the substation are complicated and various aspects to detect faults and reduce their extension, so the universal countermeasures are required. Specially in the case of the fault occurrence it is difficult to calculate the fault location because of the change in the contactline constant according to modifying the characteristics of the contactline (the dualized catenary wire and extension, etc), so much time is required for the detection of fault location. In BT-fed method distance-relays and fault-locators are not installed, we have so many difficulties in the quick accident recovery.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권2호
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• pp.179-190
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• 2010

This paper describes a new stochastic heuristic algorithm in engineering problem optimization especially in power system applications. An improved particle swarm optimization (PSO) called adaptive particle swarm optimization (APSO), mixed with simulated annealing (SA), is introduced and referred to as APSO-SA. This algorithm uses a novel PSO algorithm (APSO) to increase the convergence rate and incorporate the ability of SA to avoid being trapped in a local optimum. The APSO-SA algorithm efficiency is verified using some benchmark functions. This paper presents the application of APSO-SA to find the optimal location, type and size of flexible AC transmission system devices. Two types of FACTS devices, the thyristor controlled series capacitor (TCSC) and the static VAR compensator (SVC), are considered. The main objectives of the presented method are increasing the voltage stability index and over load factor, decreasing the cost of investment and total real power losses in the power system. In this regard, two cases are considered: single-type devices (same type of FACTS devices) and multi-type devices (combination of TCSC, SVC). Using the proposed method, the locations, type and sizes of FACTS devices are obtained to reach the optimal objective function. The APSO-SA is used to solve the above non.linear programming optimization problem for better accuracy and fast convergence and its results are compared with results of conventional PSO. The presented method expands the search space, improves performance and accelerates to the speed convergence, in comparison with the conventional PSO algorithm. The optimization results are compared with the standard PSO method. This comparison confirms the efficiency and validity of the proposed method. The proposed approach is examined and tested on IEEE 14 bus systems by MATLAB software. Numerical results demonstrate that the APSO-SA is fast and has a much lower computational cost.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.38-45
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• 2009

일정 출력을 얻기 위해 동기발전기 계자 여자는 AVR에 의해 제어된다. 대부분의 선박용 동기발전기 AVR은 사이리스터 위상제어 방식을 사용한다. 하지만 이 방식은 제어 주기가 MOSFET이나 IGBT로 구성된 컨버터에 비해 느리므로 속응 제어를 구현하는데 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 선박용 동기발전기에 MOSFET을 사용한 PMG형 디지털 AVR을 구현하였다. PMG형 디지털 AVR 회로 구성은 간단하고 단락 시 발전기 출력전압이 영으로 되어 AVR이 동작하지 못하므로 출력전류를 여자회로로 흐르도록 하는 CBC가 요구된다. 본 논문에서 연구된 여자 시스템은 실제 선박용 발전기를 대신하여 10[kVA]급 프로토타입의 실험을 통하여 시스템의 타당성을 검증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권1호
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• pp.116-128
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• 2010

Modeling of the three phase electric arc furnace and its voltage flicker mitigation are the purposes of this paper. For modeling of the electric arc furnace, at first, the arc is modeled by using current-voltage characteristic of a real arc. Then, the arc random characteristic has been taken into account by modulating the ac voltage via a band limited white noise. The electric arc furnace compensation with static VAr compensator, Thyristor Controlled Reactor combined with a Fixed Capacitor bank (TCR/FC), is discussed for closed loop control of the compensator. Instantaneous flicker sensation curves, before and after accomplishing compensation, are measured based on IEC standard. A new method for controlling TCR/FC compensator is proposed. This method is based on applying a predictive approach with closed loop control of the TCR/FC. In this method, by using the previous samples of the load reactive power, the future values of the load reactive power are predicted in order to consider the time delay in the compensator control. Also, in closed loop control, two different approaches are considered. The former is based on voltage regulation at the point of common coupling (PCC) and the later is based on enhancement of power factor at PCC. Finally, in order to show the effectiveness of the proposed methodology, the simulation results are provided.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.57-66
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• 2001

본 논문에서는 전력계통의 안정도를 향상시키기 위하여 동기 발전기와 정지형 무효전력 보상기예 대한 퍼지-PI 제어기를 설계하기 위한 제어 기법을 설명하였다. 정지형 무효전력 보상기는 고정된 용량의 커패시터와 싸이리스터 제어에 의하여 용량이 가변되는 인덕터가 병렬로 연결된 구조를 가지고 있으며, 시스템 전압을 제어할 뿐만 아니라 동기 발전기의 제동을 개선하기 위해 설계되었다. 본 논문에서 제안한 SVC 계통의 퍼지-PI 제어기의 파라미터는 퍼지 추론 기법에 의해 자동 동조되어진다. 퍼지 추론 기법은 일반적인 기법과는 달리 인간의 경험과 전문가의 지식을 제어 규칙으로 제어 동작을 결정하였다. 그리하여 인간의 추론 과정과 매우 유사한 MMGM을 이용하여 PI 이득의 퍼지 추론 기법을 SVC 계통에 적용하여 설명하였다. 제안된 방법의 강인성을 입증하기 위해 중부하시, 정상부하시 및 경부하시에 초기 전력을 변동시킨 경우에 대하여 시스템의 회전자각, 각속도 편차 특성 및 단자전압의 동특성을 고찰하여 기존의 전력시스템안정화장치보다 응답특성이 우수함을 보였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.40-50
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• 2002

본 논문에서는 정지형 무효전력 보상기에 대한 최적 LQ 제어기의 가중행렬 선정과정을 유전알고리즘을 이용하여 최적의 가중행렬을 결정하는 기법을 제시하였다. FACTS로 분류되는 여러 기기중 고정된 용량의 커패시터와 싸이리스터 제어에 의하여 용량이 가변되는 인덕터가 병렬로 연결된 구조를 가지고 있는 SVC 시스템은 전압을 효과적으로 제어할 뿐만 아니라 동기발전기의 댐핑을 향상시킬수 있다. LQ제어기의 설계는 최적 가중행렬 선정에 의존하므로 본 논문에서는 종래의 일반적인 방법과는 달리, 자연 생태계의 진화를 모의한 전역적 탐색 최적화 기법인 유전 알고리즘을 이용하여 설계하였다. 이에 대해 고유치 해석과 시뮬레이션을 통해 제어성능을 검토하여 우수한 제어 성능을 가지는 제어기를 최적화 기법인 GA에 의해서 설계할 수 있음을 확인하였다

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.172-175
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• 2003

새로운 전력 반도체 소자로 주목받고 있는 MOS 구동 사이리스터 중 대 전력용으로 사용되는 EST는 높은 전류 밀도에서 게이트에 의한 전류 조절이 가능할 뿐만 아니라 다른 MOS 구동 사이리스터 소자와는 달리 전류 포화 특성을 지녀 차세대 전력 반도체로 각광 받고 있는 소자이다. 하지만 소자의 동작 시에 스냅-백 특성을 지녀 전력의 손실을 유발할 뿐만 아니라 오동작을 일으킬 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 EST에서 스냅-백 특성의 제거와 저지 전압의 향상을 위해 트랜치 전극을 가지는 새로운 구조를 제안하고 게이트 전극과 캐소드 전극의 트랜치 화에 따른 특성 변화 양상을 살펴보기 위해 게이트 전극만 트랜치로 구성한 경우와 캐소드 전극만 트랜치로 구성한 경우를 시뮬레이션을 통해 해석하였다. 그 결과 기존의 EST에서 게이트 전극만을 트랜치 형태로 바꾼 경우에는 스냅-백 특성이 1.1 V의 애노드 전압과 91 A/cm2의 전류 밀도에서 발생하고 순방향 저지 모드 시의 저지 전압은 800 V로 기존의 257에 비해 월등한 전기적 특성 향상을 가져왔다. 그러나 기존의 EST에서 캐소드 전극만을 트랜치 형태로 바꾼 경우에는 스냅-백 특성이 1.72 V의 애노드 전압과 25 A/cm2의 전류 밀도에서 발생하고 순방향 저지 모드 시의 저지 전압은 613 V로 스냅-백 특성은 향상되었으나 저지 전압은 기존의 EST 보다 감소하였다. 결국 기존의 EST에서 게이트 전극만을 트랜치 전극 형태로 구성한 경우에 가장 탁월한 전기적 특성을 갖는 것으로 나타났다.