초록 ▼

1. 철도에너지 관리시스템 개발
◦ 철도인프라용 스마트미터 시제품 제작 및 성능평가
◦ 철도 에너지 해석모델 및 시뮬레이션 프로그램 개발
◦ 도시철도 전력 패턴분석을 위한 전력 모니터링 시스템 현장 구축
◦ 능동형 전철변전소 급전모델 개발 및 축소형 시스템 사양 선정
2. 배터리 탑재형 철도차량 멀티에너지 추진제어 원천기술 개발
◦ Test-bed용 배터리시스템 제작
◦ 양방향 DC/DC 컨버터 제작
◦ Test-bed용 울트라캐패시터 제작
◦ Test-bed 구성품간 MVB통신 I/

1. 철도에너지 관리시스템 개발
◦ 철도인프라용 스마트미터 시제품 제작 및 성능평가
◦ 철도 에너지 해석모델 및 시뮬레이션 프로그램 개발
◦ 도시철도 전력 패턴분석을 위한 전력 모니터링 시스템 현장 구축
◦ 능동형 전철변전소 급전모델 개발 및 축소형 시스템 사양 선정
2. 배터리 탑재형 철도차량 멀티에너지 추진제어 원천기술 개발
◦ Test-bed용 배터리시스템 제작
◦ 양방향 DC/DC 컨버터 제작
◦ Test-bed용 울트라캐패시터 제작
◦ Test-bed 구성품간 MVB통신 I/F 개발
◦ 에너지 저장장치 충방전 시나리오 개발
3. EV용 충전플랫폼 개발
◦ DC 배전용 EV 충전 기술 개발
◦ 충전시스템 및 철도전력망 통합 운영기술 및 구축확대
◦ 철도전력망 연계 EV 충전시스템 구축 확대
4. 연구논문 게재 및 발표
◦ 게재 5건 / ◦ 발표 18건
5. 지적재산권 출원
◦ 특허 : 등록 2건 / ◦ 특허 : 출원 7건 / ◦ 프로그램 : 등록 4건
6. 시작품 제작
◦ 철도인프라용 스마트미터 시작품 1건
◦ Test-bed용 배터리시스템 시작품 1건
7. 국제공동연구(스페인 VIMAC)
◦ 유럽형 철도연계 전기자동차 충전인프라 기술개발 MOU 체결 1건
8. 연구성과 활용, 확산
◦ 철도연계형 전기차 충전인프라 기술 및 비즈니스 모델 워크샵 개최 1건

Abstract ▼

Ⅲ. Details and range of study
1. Development of Railway Energy Management System
◦ Manufacture and Performance Evaluation of Smartmeter Prototype for Railway Infrastructure
◦ Development of Railway Energy Analytical Model and Simulation Program
◦ Contracture of Electric Power Monitering

Ⅲ. Details and range of study
1. Development of Railway Energy Management System
◦ Manufacture and Performance Evaluation of Smartmeter Prototype for Railway Infrastructure
◦ Development of Railway Energy Analytical Model and Simulation Program
◦ Contracture of Electric Power Monitering System for Urban Railway Electric Power Pattern Analysis
◦ Development of Active Electric Railway Substation Dispatch Model and Selection of Miniature System Specification
2. Development of Original Technology related to Multi-energy traction control Railway Vehicle with Battery
◦ Production of Test-bed of Battery System
◦ Bi-directional DC/DC Converter Production
◦ Production of Test-bed of Ultra Capacitor
◦ Development of MVB Communications I/F between Componants of Test-bed
◦ Development of Charge/Discharge Scenario for Energy Storage Devices
3. Development of Charge Platform for EV
◦ Development of EV Charge Technology for DC Distribution
◦ Unified Management Technology and Establishment Expansion of Charge System and Railway Electric Power Grid
◦ Establishment Expansion of EV Charge System linked with Railway Electric Power Grid

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• Contents ... 16
• 목 차 ... 20
• 표 목 차 ... 24
• 그 림 목 차 ... 28
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 41
• 제1절 기술의 정의 및 개요 ... 41
• 제2절 연구개발의 필요 ... 44
• 1. 기술적 측면 ... 44
• 2. 시장적 측면 ... 45
• 3. 정책적 측면 ... 46
• 제3절 과제의 목표 및 내용 ... 47
• 1. 최종목표 ... 47
• 2. 세부목표 ... 47
• 3. 연차별 연구목표 및 내용 ... 48
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 50
• 제1절 세계시장 및 기술동향 ... 50
• 1. 시장동향 ... 50
• 2. 기술동향 ... 54
• 제2절 국내시장 및 기술동향 ... 70
• 1. 시장동향 ... 70
• 2. 기술동향 ... 73
• 제3절 특허분석 ... 78
• 1. 지능화기반 인프라 기술 ... 78
• 2. 고효율 추진제어시스템 기술 ... 86
• 3. EV 충전플랫폼 기술 ... 89
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 95
• 제1절 지능화 기반 인프라기술 ... 95
• 1. 철도인프라용 스마트 미터링 아키텍처 설계 ... 95
• 가. 스마트 미터링 기반의 철도직류전력망 아키텍처 설계 ... 95
• 나. 스마트미터링 요소기술 개발 ... 101
• 다. 스마트미터 설계 및 프로토타입 제작 ... 106
• 2. 철도 에너지 관리시스템 요소기술 개발 ... 117
• 가. 에너지 관리시스템 현황 및 기능분석 ... 117
• 나. 도시철도 부하 측정 및 분석 ... 119
• 다. 철도 직류전력망 시뮬레이션용 에너지 관리모델 개발 ... 140
• 라. 전기사용량 및 피크부하 저감을 위한 시뮬레이션 ... 158
• 3. 교류급전용 능동형 전력변환장치 기술개발 ... 179
• 가. 개념설계 ... 179
• 나. 축소형 해석모델 개발 및 시뮬레이션 ... 184
• 다. 축소형 모델 사양 ... 208
• 라. 경제성 평가 ... 213
• 제2절 배터리탑재형 철도차량의 고효율 추진제어시스템 기술 ... 225
• 1. 멀티에너지 추진시스템 구성 ... 225
• 2. Test-bed 구성품 상세설계 및 제작사양 ... 227
• 가. MVB 인터페이스 상세설계 및 제작 ... 227
• 나. CAN-MVB Gateway 상세설계 및 제작 ... 265
• 다. 배터리시스템 상세설계 및 제작 ... 273
• 라. 울트라 캐패시터 시스템 상세설계 및 제작 ... 275
• 마. DC/DC 컨버터 상세설계 및 제작 ... 281
• 바. 소형철도 차량을 위한 Test-bed 공용화 방안 ... 291
• 3. 에너지 저장장치 충방전 시나리오 개발 ... 293
• 가. 멀티에너지 추진시스템 사례 ... 293
• 나. 시뮬레이션용 속도 프로파일 ... 295
• 다. 배터리 충방전 패턴 분석 ... 298
• 라. 에너지 저장장치 충방전 시나리오 도출 ... 300
• 마. 배터리시스템 및 울트라캐패시터 SOC 관리 전략 ... 305
• 4. 멀티에너지 추진시스템의 네트워크 제어 ... 309
• 제3절 EV 충전플랫폼 기술 ... 313
• 1. 철도 연계 통합 운영모델 구축 ... 313
• 가. 운영모델 개발 및 시뮬레이션 ... 313
• 나. 시범구축 확대전략 수립(MOU, KSI인증, 서울시, 코레일네트워크) ... 326
• 2. 직류 전력망 연계 EV 충전설비 개발 ... 330
• 가. 직류 연계형 급속충전기 시작품 시험 및 평가 ... 330
• 나. 급속충전기용 전원공급장치 설계 및 제작 ... 354
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야의 기여도 ... 375
• 제1절 연구 목표 및 내용 ... 375
• 1. 최종목표 ... 375
• 2. 세부목표 ... 375
• 3. 연차별 연구목표 ... 376
• 제2절 목표 달성도 ... 378
• 1. 성과지표 및 목표치 ... 378
• 2. 성과지표 도출근거 및 평가방법 ... 379
• 3. 주요성과 ... 381
• 가. 성과목표 : 철도에너지 관리시스템 개발 ... 383
• 나. 성과목표 : 배터리 탑재형 철도차량 멀티에너지 추진제어 원천기술 개발 ... 387
• 다. 성과목표 : EV용 충전플랫폼 개발 ... 390
• 라. 성과목표 : 연구논문 게재 및 발표(게재 5편, 발표 18편) ... 393
• 마. 성과목표 : 지적재산권 출원 (특허등록 2건, 특허출원 7건, 프로그램 4건) ... 394
• 바. 성과목표 : 시작품 제작(시작품 2건) ... 395
• 사. 성과목표 : 국제공동연구(MOU 체결 1건) ... 396
• 아. 성과목표 : 연구성과 활용, 확산 ... 396
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 397
• 제1절 성과활용 및 확산계획 ... 397
• 1. 성과활용 ... 397
• 2. 확산계획 ... 398
• 제2절 기대효과 및 파급효과 ... 399
• 1. 기술적 측면 ... 399
• 2. 경제적 측면 ... 399
• 3. 산업적 측면 ... 400
• 제6장 연구개발과정에서 발생 및 수집한 기술정보 ... 401
• 제1절 지적재산권 ... 401
• 1. 특허등록 2건 ... 401
• 2. 특허출원 7건 ... 402
• 3. 프로그램 등록 4건 ... 405
• 제2절 논문 Abstract ... 406
• 1. 게재 논문 :　5건 ... 406
• 2. 발표 논문 :　19건 ... 408
• 제3절 전력량계 기술기준 ... 414
• 제4절 DPStudio2 사용자 안내서 ... 433
• 제4절 당고개 R-EMS 설치 준공도면 ... 446
• 1. 22.9kV Main 52-1 VCB ... 446
• 2. 52-1, 52-2 VCB ... 446
• 3. 22.9kV 52-3 VCB ... 447
• 4. 66kV A, B Bank H2, H3 VCB ... 447
• 5. 380_220V 저압 MCCB ... 448
• 6. 당고개 변전소 기기배치도 ... 448
• 7. 당고개 전기실 기기배치도 ... 449
• 8. 당고개 전기실 단선결선도 ... 449
• 9. 당고개 전기실 설비현황 ... 450
• 10. 특고압 전력모니터링 설비 ... 451
• 제7장 참고문헌 ... 452