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PHILS를 이용한 선박 전력 계통 모델링 및 실시간 시뮬레이션 원문보기

전력전자학회지 = The journal of the Korean Institute of Power Electronics, v.20 no.4, 2015년, pp.42 - 48  

김소연 (해군사관학교 전기전자공학과)

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문제 정의

  • 본 기고문에서는 최근 선박 통합전력체계에서 에너지 저장장치 (energy storage system)의 도입에 대한 관심이 증대됨에 따라 그 성능을 구현하고 분석하기 위해 축소모델을 이용한 PHILS 기술에 대해 소개하고자 한다 心'血. 제안된 PHILS 시스템은 고가의 상업용 실시간 디지털 시뮬레이터 (RTDS) 대신 저렴한 멀티코어 DSP를 이용한 RTDS와 하드웨어에 해당하는 에너지 저장 장치를 포함하는 축소모델 전기 추진 시스템으로 구성된다.
  • 본기고문에서는 멀티코어 DSP를 이용한 선박 전력 계통모델링 및 실시간 Power Hardware-in-the-Loop Simulator 의 구성 방법에 대해 소개하였다. 제안된 日成1£에서는 발전기와 펄스 부하 같이 실제 하드웨어 구성이 어려운 구성품은 RTDS로 구현하고, 배터리 에너지 저장장치를 포함하는 전기 추진시스템은 제어 성능 검증 및 실제 선박 운항과 연계한 전력 계통 특성모의를 위해 축소 모델의 하드웨어로 구현하였다.

가설 설정

  • PHILS를 이용한 선박 전력 계통 모델링을 위해 그림 2와 같은 간략화 된 전기 추진 선박의 전력 계통도를 가정하였는데 , 이는 4600톤급, 18kts 최대속력을 가지는 군함의 실제 시스템 용량에 근거하고 있다. 총 4대의 디젤엔진 발전기 와 2조의 전기 추진 시스템, 그리고 일반 전기부하를 모의하기 위한 2대의 RL 부하뱅크로 구성된다.
  • 총 4대의 디젤엔진 발전기 와 2조의 전기 추진 시스템, 그리고 일반 전기부하를 모의하기 위한 2대의 RL 부하뱅크로 구성된다. 또한 12펄스 다이오드 정류회로를 이용하여 고출력 펄스 부하(pulsed power loads)를 가정하였는데, 이는 PCC에서의 극심한 유. 무효 전력 변동의 원인으로 작용할 수 있다.
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참고문헌 (7)

  1. S. D. Sudhoff, "Currents of change," Power and Energy Magazine, IEEE, Vol. 9, No. 4, pp.30-37, July-Aug. 2011. 

  2. D. S. John, J. H. Henry, Y. Jason, "The value of an integrated power system land based test site to the U.S. navy," ASNE EMTS Symposium on, 23-24 May 2012. 

  3. M. Sloderbeck, C. Edrington, M. Steurer, "Hardware-in-the-loop experiments with a simulated electric ship power system utilizing a 5MW variable voltage source converter amplifier," International Electric Machines and Drivesd Conference, 2009 IEEE, pp. 1167-1172, 3-6 May 2009. 

  4. S. Y. Kim. S. H. Choe, S. G. Ko, S. K. Sul, "A naval integrated power system with a battery energy Storage System: Fuel efficiency, reliability, and quality of power," Electrification Magazine, IEEE, Vol. 3, No. 2, pp. 22-23, June 2015. 

  5. S. Y. Kim. "Design of shipboard energy storage system and operation for voltage/frequency compensation in naval integrated power system," Ph. D. thesis, Seoul National University, 2014. 

  6. S. G. Ko. "Development of real-time simulator using multi-core DSP for power system transient analysis," Master Thesis, Seoul National University, 2014. 

  7. M. Dennis, L. Don, H. John, M. Jeff," Advanced shipboard energy storages system," ASNE EMTS Symposium on, 23-24 May 2012. 

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