• 전기학회논문지
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• 제65권4호
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• pp.533-538
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• 2016

In a power grid that has a high penetration of wind power, the highly-fluctuating output power of wind turbine generators (WTGs) adversely impacts the power quality in terms of the system frequency. This paper proposes a power smoothing scheme of a variable-speed WTG that can smooth its fluctuating output power caused by varying wind speeds, thereby improving system frequency regulation. To achieve this, an additional loop relying on the frequency deviation that operates in association with the maximum power point tracking control loop, is proposed; its control gain is modified with the rotor speed. For a low rotor speed, to ensure the stable operation of a WTG, the gain is set to be proportional to the square of the rotor speed. For a high rotor speed, to improve the power smoothing capability, the control gain is set to be proportional to the cube of the rotor speed. The performance of the proposed scheme is investigated under varying wind speeds for the IEEE 14-bus system using an EMTP-RV simulator. The simulation results indicate that the proposed scheme can mitigate the output power fluctuation of WTGs caused by varying wind speeds by adjusting the control gain depending on the rotor speed, thereby supporting system frequency regulation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.181-182
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• 2015

In a power system with a high wind power penetration level, the output power of a wind power plant (WPP) might give negative impacts on the frequency control of a power system. This paper proposes a power smoothing scheme of a wind turbine generator (WTG) to reduce the frequency deviation. To do this, an additional control loop is used, the output of which depends on the frequency deviation. The gain of the additional loop is determined depending on the kinetic energy (KE) of a WTG; in the under frequency condition, the gain is set to be proportional to the releasable KE of a WTG; otherwise, it is set to the maximum value. The performance of the proposed scheme is investigated for 100-MW doubly-fed induction generator based WPP using an EMTP-RV simulator under various wind conditions. The results show that the proposed scheme successfully reduces the frequency deviation.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.317-319
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• 2003

HILS(Hardware In-the Loop Simulation)은 임베디드(Embedded) 시스템의 개발과 시험에 많이 이용된다. 임베디드(Embedded) 시스템은 시스템의 운전 환경에서 쉽고, 철저하게 그리고 반복해서 시험할 수 없을 때 사용된다. HILS는 빠르고 경제적으로 제품을 개발하는데 유효하다. 또한 생산품이 생산을 시작한 후에 심각한 문제점들이 발견될 가능성을 상당히 줄여주어 생산품 개발 시간동안에 설계 최적화와 하드웨어/소프트웨어 디버깅을 실행하는데 도움을 준다. 본 연구는 Digital Governor의 성능을 확인하기 위해 스팀터빈 플랜트와 동기 발전기를 포함한 시뮬레이터를 HIL(Hardware In-the Loop Simulator)로 구현하였으며, 실시간으로 시스템의 응답을 확인할 수 있도록 소프트웨어로 구성하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 A
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• pp.515-516
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• 2006

본 논문은 풍속이 변화하는 상황에서 풍력 발전 시스템의 동작을 실시간으로 모의할 수 있는 시뮬레이터의 구성과 실험 결과를 제시한다. 본 논문에서 제시하고자하는 풍력 발전 시스템 시뮬레이터는 실시간 시뮬레이터인 RTDS(Real Time Digital Simulator)와 11kW의 AC 서보 시스템을 포함하는 전동기-발전기 실험 장치(MG set, Motor-Generator Set)로 구현되었다. RTDS는 풍속 모델과 블레이드, 터빈, 발전기를 포함하는 풍력발전 시스템 모델을 실시간으로 모의하며 MG-set은 실시간으로 모의된 풍력 발전 시스템의 물리적 상태를 구현한다. 풍력 발전 시스템 모델의 동작점 궤적과 최대출력점추종(Maximum Power Point Tracking)제어에 의한 풍력 발전 시스템 시뮬레이터의 운전 결과의 제시를 통해 시뮬레이터의 유용성을 검증하였다. 본 논문에서 제시된 시뮬레이터는 상용 실시간 시뮬레이터를 이용하여 간단한 소프트웨어의 수정을 통해 다양한 모델의 풍력 반전 시스템을 모의할 수 있으며 다양한 실험 조건에서 과도상태 및 정상상태 특성 실험이 가능하므로 풍력 발전 시스템의 발전기 특성 평가, 전력 변환 장치의 성능 시험 등에 활용이 가능하다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권6호
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• pp.839-850
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• 2002

A performance simulation program for the turboprop engine (PT6A-62), which is the power plant of the first Korean indigenous basic trainer KT-1, was developed for performance prediction, development of an EHMS (Engine Health Monitoring System) and the flight simulator. Characteristics of components including compressors, turbines, power turbines and the constant speed propeller were required for the steady state and transient performance analysis with on and off design point analysis. In most cases, these were substituted for what scaled from similar engine components'characteristics with the scaling law. The developed program was evaluated with the performance data provided by the engine manufacturer and with analysis results of GASTURB program, which is well known for the performance simulation of gas turbines. Performance parameters such as mass flow rate, compressor pressure ratio, fuel flow rate, specific fuel consumption and turbine inlet temperature were discussed to evaluate validity of the developed program at various cases. The first case was the sea level static standard condition and other cases were considered with various altitudes, flight velocities and part loads with the range between idle and 105% rotational speed of the gas generator. In the transient analysis, the Continuity of Mass Flow Method was utilized under the condition that mass stored between components is ignored and the flow compatibility is satisfied, and the Modified Euler Method was used for integration of the surplus torque. The transient performance analysis for various fuel schedules was performed. When the fuel step increase was considered, the overshoot of the turbine inlet temperature occurred. However, in case of ramp increase of the fuel longer than step increase of the fuel, the overshoot of the turbine inlet temperature was effectively reduced.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권5호
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• pp.1184-1191
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• 2016

This paper introduces the development of a transient monitoring system to detect the early stage of a transient, to identify the type of the transient scenario, and to inform an operator with the remaining time to turbine trip when there is no operator's relevant control. This study focused on the transients originating from a secondary system in nuclear power plants (NPPs), because the secondary system was recognized to be a more dominant factor to make unplanned turbine-generator trips which can ultimately result in reactor trips. In order to make the proposed methodology practical forward, all the transient scenarios registered in a simulator of a 1,000 MWe pressurized water reactor were archived in the transient pattern database. The transient patterns show plant behavior until turbine-generator trip when there is no operator's intervention. Meanwhile, the operating data periodically captured from a plant computer is compared with an individual transient pattern in the database and a highly matched section among the transient patterns enables isolation of the type of transient and prediction of the expected remaining time to trip. The transient pattern database consists of hundreds of variables, so it is difficult to speedily compare patterns and to draw a conclusion in a timely manner. The transient pattern database and the operating data are, therefore, converted into a smaller dimension using the principal component analysis (PCA). This paper describes the process of constructing the transient pattern database, dealing with principal components, and optimizing similarity measures.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권2호
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• pp.236-241
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• 2013

처음 승선한 실습 기관사가 선박 기기에 대한 다양한 경험을 쌓고 비상시에 대비할 수 있을 정도의 수준에 도달하려면 긴 시일과 많은 비용이 든다. 따라서 현장과 유사한 환경에서 짧은 시간내 체계적인 교육과 훈련을 통해 다양한 경험과 비상시 적절한 판단을 가능케 하도록 STCW-95 권고안을 따르는 여러 형태의 시뮬레이터가 개발되어 교육 훈련 도구로써 활용되고 있다. 현재 국내에서 운용되고 있는 기관시뮬레이터는 전량 외국에서 도입된 것으로서 국제협약의 개정이나 기술발전사항 등을 바로 반영하기 힘든 상황이다. 본 연구에서는 실습기관사가 보조 보일러, 배기 보일러 및 증기터빈과 같은 증기계통의 각종 장치간의 연관성을 쉽게 파악할 수 있도록 하는 선박용 보조 보일러 시뮬레이터 개발에 대하여 논한다.

• 전기학회논문지
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• 제60권12호
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• pp.2190-2195
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• 2011

Due to enhanced demands on quality, security and reliability of the electric power energy system, a microgrid has become a subject of special interest. In this paper, output characteristics of energy storage system (ESS) with an electric double layer capacitor (EDLC) and battery energy storage system (BESS) of a renewable energy based microgrid were analyzed under grid-connected and islanded operation modes. The microgrid which consists of photovoltaic and wind power turbine generators, diesel generator, ESS with an EDLC, BESS and loads was modeled using real time digital simulator. The results present the effective control patterns of the microgrid system.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.123-124
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• 2013

본 논문에서는 풍력발전기의 저전압 순간보상 기능을 시험하기 위한 시뮬레이터를 설계한다. 다수의 풍력발전기가 연계된 전력계통의 경우, 안정성 확보를 위해 계통전압의 강하시에도 발전기가 연계상태를 유지하며 계통에 무효전력을 공급할 것을 요구하고 있다. 본 논문에서는 이러한 기능을 시험하기 위한 3상 4-레그 인버터 기반의 시뮬레이터를 설계한다. 설계된 3상 4-레그 인버터의 성능은 시뮬레이션을 통해서 확인한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.171-172
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• 2013

전기의 수요는 인구 증가와 함께 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 에너지 자원의 부족 및 환경문제 등으로 인해 그 수요를 충족시키는 것에 대한 한계에 다다르고 있다. 많은 연구자들이 이러한 문제를 극복하기 위해 신재생 에너지의 사용을 제한하였고, 그 중 풍력 에너지는 전 세계의 많은 지역에서 이용이 가능하고 저렴한 장점이 있다. 본 논문에서는 유도 전동기의 직접토크제어를 이용하여 풍력 발전기를 모델링 하였고 직접토크제어를 사용함으로써 토크 응답 특성이 매우 빠르고 모터의 파라미터 변화에 대한 민감도가 감소하며 제어기의 구성이 단순하다는 장점을 가지고 있다.