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직류배전용 전력변환기 기술동향 원문보기

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.67 no.6, 2018년, pp.13 - 20  

류명효 (한국전기연구원)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • 본 고에서는 직류 배전 시스템의 기술 개발 현황 및 관련 요소기술을 저자가 소속된 한국전기연구원에서 수행하였거나 수행하고 있는 연구 과제 위주로 기술하였다. 먼저, 직류 배전 시스템 연구에 대한 필요성을 시작으로 인터넷 데이터 센터용 직류 배전 시스템, 가정용 직류 배전 시스템, 옥외용 직류 배전 시스템, MVDC-LVDC용 전력용 반도체 변압기에 대한 연구 결과에 대하여 알아보았다. 현재 한전을 비롯하여 전력연구원, 한국 전기연구원에서는 직류 배전 시스템에 대한 연구와 적용방안에 대하여 다양한 연구를 수행중이다.
  • 이와 같이 다양한 원인에 의해 직류 배전 기술에 대한 필요성이 증대되어지고 있으며, 배전 효율 향상 및 전력 시스템 안정성 향상 등을 위하여 직류배전 기술의 공급이 확대될 것으로 판단된다. 본 고에서는 직류 배전 시스템의 기술 개발 현황 및 관련 요소기술을 저자가 소속된 한국전기연구원에서 수행하였거나 수행하고 있는 연구 과제 위주로 기술하고자 한다.
  • 본 고에서는 직류 배전 시스템의 기술 개발 현황 및 관련 요소기술을 저자가 소속된 한국전기연구원에서 수행하였거나 수행하고 있는 연구 과제 위주로 기술하였다. 먼저, 직류 배전 시스템 연구에 대한 필요성을 시작으로 인터넷 데이터 센터용 직류 배전 시스템, 가정용 직류 배전 시스템, 옥외용 직류 배전 시스템, MVDC-LVDC용 전력용 반도체 변압기에 대한 연구 결과에 대하여 알아보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
교류 배전 시스템특징은? 전원과 교류 전원의 발명 이후에 직류 전원의 다양한 장점에도 불구하고, 장거리 전송에 적합하고, 전압 가변이 우수한 교류 배전 시스템이 보급되어 왔다. 그러나 근래에는 그림 1과 같이 태양광 발전, 풍력 발전, 연료 전지 등의 신재생 에너지원과 배터리, 슈퍼 커패시터 등의 에너지 저장원의 보급이 늘고, 전력 변환 기술의 발전에 의해 전력 변환 장치의 효율이 크게 상승하였다.
무정전 전원장치가 필요한 이유는? 통신 기술 또는 정보 교환의 발전 및 보급이 증가함에 따라, 통신용 빌딩이나 인터넷 데이터 센터(IDC)에 의해 소모되는 전력이 급증하고 있으며 전력을 공급하는 전력 시스템은 정전 등의 비상 상황에서 전체 시스템에 전력을 공급하기 위하여 그림 2와 같이 무정전 전원장치(UPS)를 요구하고 있다. 최근까지 그림 (a)와 같이 교류 배전 시스템을 사용하는 교류 무정전 전원장치가 널리 사용되고 있었으나, 그림에서 보는 것과 같이 교류-직류 변환기와 배터리, 직류-교류 인버터로 이루어진 교류 UPS 장치를 거쳐 교류 전원을 공급한 후, 다시 교류-직류 정류기와 직류-직류컨버터에 의해 요구하는 직류 전원을 생성하기 위하여 총 4단계로 전력을 변환함으로써 효율이 저하되는 단점이 있다.
직류 배전 시스템의 기술의 공급이 필요한 원인은? 전원과 교류 전원의 발명 이후에 직류 전원의 다양한 장점에도 불구하고, 장거리 전송에 적합하고, 전압 가변이 우수한 교류 배전 시스템이 보급되어 왔다. 그러나 근래에는 그림 1과 같이 태양광 발전, 풍력 발전, 연료 전지 등의 신재생 에너지원과 배터리, 슈퍼 커패시터 등의 에너지 저장원의 보급이 늘고, 전력 변환 기술의 발전에 의해 전력 변환 장치의 효율이 크게 상승하였다. 또한, 가정이나 빌딩에서의 직류 부하가 크게 증가하고, 인터넷 데이터 센터(IDC)나 통신 장비 등에서도 대부분의 장치가 직류 전원에 의해 동작하고 있다. 그 외에 전기자동차와 하이브리드 자동차 등도 배터리를 이용함으로써 직류 전원을 사용하고, 최근 각광받고 있는 LED 조명 등도 직류 전원에 의해 구동되어진다. 이와 같이 다양한 원인에 의해 직류 배전 기술에 대한 필요성이 증대되어지고 있으며, 배전 효율 향상 및 전력 시스템 안정성 향상 등을 위하여 직류배전 기술의 공급이 확대될 것으로 판단된다.
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