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제안 방법
- 구현된 시뮬레이터를 이용해 선박 통합 전력 시스템을 모의 실험하였다. 모의 실험의 단위 시간 간격은 20us로 설정하였다.
- 구현한 실시간 시뮬레이터를 이용해 선박 통합 전력 시스템을 모의 실험하였다. 모의 실험이 실시간으로 수행되며, 모의 실험의 결과가 기존 디지털 시뮬레이터에서 수행한 결과와 동일한 것을 확인함으로써, 구현된 실시간 시뮬레이터의 유효성을 검증하였다.
- 구현할 통합 전력 시스템 모델은 PLECS를 이용하여 회로도를 구성하였고 MATLAB/Simulink를 이용해 발전기의 조속기 및 자동전압제어기 그리고 능동형 정류기의 제어기를 구현하였다. 이를 DSP에서 실행하기 위해서는 해당 모델을 C 코드로 변환해야 한다.
- 멀티코어 DSP를 이용해 실시간 시뮬레이터를 구현하였다. 일반적인 디지털 시뮬레이터인 MATLAB/Simulink를 통해 수행되던 모의 실험이 구현한 시뮬레이터에서 실시간으로 수행되는 것을 확인하였다.
- 구현한 실시간 시뮬레이터를 이용해 선박 통합 전력 시스템을 모의 실험하였다. 모의 실험이 실시간으로 수행되며, 모의 실험의 결과가 기존 디지털 시뮬레이터에서 수행한 결과와 동일한 것을 확인함으로써, 구현된 실시간 시뮬레이터의 유효성을 검증하였다.
- 전기 추진 선박에서 추진용 전력 시스템과 일반부하용 전력 시스템을 하나의 시스템으로 합쳐 운영하는 것을 통합 전력 시스템이라 한다. 본 논문에서 모의 시험할 선박 전력 시스템은 4대의 디젤 발전기가 전원 접속점(PCC, Point of Common Coupling)에 연결되어 전력을 공급하고, 추진 부하를 위한 2개의 능동형 정류기(AFE, Active Front End) 와 2개의 RL부하가 전원 접속점에 연결되어 전력을 공급받는 구조이다. 각각의 발전기는 발전 전압의 주파수와 크기를 제어할 조속기 (Governor)와 자동전압조정기(AVR, Automatic Voltage Regulator)가 포함되어 있고 능동형 정류기는 이를 제어하는 제어기를 포함한다.
- 복잡한 전력 시스템의 회로를 여러 개의 코어를 이용해 병렬로 연산을 수행하기 위해서는 회로를 분할 하는 것이 필요하다. 분할된 회로를 기존의 MATLAB/Simulink 모델로 구현하고 Embedded Coder와 PLECS Coder의 자동 코드 생성 기술을 통해 DSP 구동용 코드를 작성하였다.
대상 데이터
- 본 논문에서는 TI사의 멀티코어 DSP인 TMS320C6678을 이용하여 실시간 시뮬레이터를 구현하였다. TMS320C6678은 8개의 코어를 가지고 있으며, 각각의 코어는 20GFLOPS의 연산 능력을 가진다.
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