초록 ▼

1. 철도에너지 관리시스템 개발
◦ 도시철도용 직류/교류 겸용 스마트미터 시작품 제작/시험평가
- 자기 평행식 홀효과를 이용한 분할 코어형 이중 코어방식의 전류센서 제작 및 시험평가
- 직류전력량 계량을 위한 직류용 스마트미터 시작품 제작 및 시험평가
- 상위 소프트웨어 GUI 제작 및 연동시험
◦ 도시철도 에너지 관리시스템 알고리즘 및 핵심모듈 개발
- 직류급전계통 전력해석을 위한 하이브리드 시뮬레이션 프로그램 개발 및 실계통 해석
- 철도 에너지 관리시스템(서버용) GUI 설계 및 솔루션 제

1. 철도에너지 관리시스템 개발
◦ 도시철도용 직류/교류 겸용 스마트미터 시작품 제작/시험평가
- 자기 평행식 홀효과를 이용한 분할 코어형 이중 코어방식의 전류센서 제작 및 시험평가
- 직류전력량 계량을 위한 직류용 스마트미터 시작품 제작 및 시험평가
- 상위 소프트웨어 GUI 제작 및 연동시험
◦ 도시철도 에너지 관리시스템 알고리즘 및 핵심모듈 개발
- 직류급전계통 전력해석을 위한 하이브리드 시뮬레이션 프로그램 개발 및 실계통 해석
- 철도 에너지 관리시스템(서버용) GUI 설계 및 솔루션 제작
◦ 축소형 추진시스템 Test-bed 조합시험 및 에너지저장장치 SOC 추정알고리즘 및 개발
- CAN 통신 인터페이스 시험
- 배터리 시스템 Cell 모델링 및 충방전 시뮬레이션
2. 능동형 전력공급 시스템 기술
◦ 대전력 기반의 멀티레벨 능동형 전력공급장치 해석기술
- BTB(Back to Back) 능동형 전력공급시스템 개념설계
- NPC 방식 멀티레벨 전력공급시스템 해석모델링 및 시뮬레이션
◦ 100KVA급 NPC방식 멀티레벨 능동형 전력공급장치 시작품 제작
- 축소형 모듈형 전압형 인버터 제작(5KVA) 및 성능시험
- 100KVA급 NPC방식 능동형 전력공급장치 사양 작성 및 설계/제작 및 성능시험

Abstract ▼

Ⅳ. Research and development results
1. Development of Railway Energy Management System
◦ Fabrication / Test of AC-DC smart meter for urban railroad
- Fabrication and evaluation test of PM dual core type current sensor with parallel magnetic hall effect
- Fabrication, test and evaluation

Ⅳ. Research and development results
1. Development of Railway Energy Management System
◦ Fabrication / Test of AC-DC smart meter for urban railroad
- Fabrication and evaluation test of PM dual core type current sensor with parallel magnetic hall effect
- Fabrication, test and evaluation of DC smart meter prototype for DC power measurement in DC traction power supply system (HIgh voltage & power)
- Fabrication and cooperation test of high rank software GUI for smart meter
◦ Design of Railroad energy management system algorithm and core module
- Hybrid/Simulation program development and real class analysis for DC feeding system power analysis
- Design & fabrication of Railroad energy management system (for server) GUI
- Electric power consumption measurement & analysis for multiple power equipments in Danggogae station
◦ Miniature propelling system test-bed combinatorial test, energy storage equipment SOC estimation algorithm and development
- Miniature propelling system Test-bed combinatorial test (CAN communication interface test)
- Charge/discharge simulation and Cell modeling of battery system
2. Active power supply system development
◦ Analysis technology of high power based multi-level active power supply system
- Conceptual design of BTB active power supply system
- Analysis modeling and simulation of NPC type multi-level power supply system
- Design and Analysis of multi-level converter/inverter simulation model (voltage control for load variation, line loss)
◦ Fabrication of 100KVA NPC type multi-level active power supplier prototype
- Fabrication and evaluation test of miniature module voltage inverter(5KVA)
- Specification design and fabrication of 100KVA NPC type active power supplier
- Fabrication and evaluation of 100KVA NPC type active power supplier
3. Paper publications and conference presentations
◦ Publications - 6
◦ Conference presentations - 15
4. Intellectual rights
◦ Patent – 4 registrations
◦ Patent - 7 applications
◦ Program - 4 registrations
5. Fabrication of prototype
◦ Current sensor for DC railroad and Smart meter prototype 1
◦ 100KVA NPC type mult-level active power supplier prototype 1

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• Contents ... 15
• 목 차 ... 18
• 표 목 차 ... 21
• 그 림 목 차 ... 23
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 38
• 제1절 기술의 정의 및 개요 ... 38
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 41
• 1. 기술적 측면 ... 41
• 2. 시장적 측면 ... 42
• 3. 정책적 측면 ... 43
• 제3절 과제의 목표 및 내용 ... 44
• 1. 최종목표 ... 44
• 2. 세부목표 ... 44
• 3. 연차별 연구목표 및 내용 ... 45
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 47
• 제1절 세계시장 및 기술동향 ... 47
• 1. 시장동향 ... 47
• 2. 기술동향 ... 50
• 제2절 국내시장 및 기술동향 ... 59
• 1. 시장동향 ... 59
• 2. 기술동향 ... 61
• 제3절 3P 분석 ... 64
• 1. 특허분석 ... 64
• 2. 논문 분석 ... 70
• 3. 시장 분석 및 시사점 ... 73
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 78
• 제1절 철도에너지 관리시스템 기술 ... 78
• 1. 스마트미터링 기반 인프라 구축 ... 78
• 가. 철도인프라용 스마트미터 제작 및 시험평가 ... 78
• 나. 통합에너지 관리 알고리즘 개발 ... 114
• 다. 철도 인프라용 에너지 관리시스템 설계 및 핵심모듈 제작 ... 159
• 라. 직류 전력망 실증을 위한 대상 선정 및 설계 ... 182
• 2. 축소형 멀티에너지 추진제어시스템 Test-bed 기본 기능평가 ... 191
• 가. 축소형 추진시스템 Test-bed 조합시험 ... 191
• 나. ESS, 특성 모델링 및 제어 알고리즘 개발 ... 207
• 제2절 능동형 전력공급시스템 기술 ... 249
• 1. 능동형 전력공급시스템 개념설계 및 정상상태 시뮬레이션 ... 249
• 가. 전기철도 급전계통 사례 및 동향 ... 249
• 나. 능동형 전력공급시스템 제어기 설계 ... 253
• 다. 3상/단상 NPC 3-레벨 BTB 전압형 컨버터 기반의 철도 급전계통 모델링 ... 268
• 라. 능동형 전력공급시스템 정상상태 해석 ... 278
• 마. 능동형 전압제어를 통한 교류 전기철도 급전망에 대한 전력손실 분석 ... 290
• 2. 축소형 NPC-type 전력공급장치 설계 및 제작 ... 302
• 가. 축소형 NPC-type 전력공급장치 설계 ... 302
• 나. 축소형 NPC-type 전력공급장치 제작 ... 348
• 다. 시스템의 H/W 구성 ... 353
• 라. 실험결과 ... 359
• 마. 이상진단 방법 ... 382
• 바. LCD운전 매뉴얼 ... 389
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야의 기여도 ... 413
• 제1절 연구 목표 및 내용 ... 413
• 1. 최종목표 ... 413
• 2. 세부목표 ... 413
• 3. 연차별 연구목표 ... 414
• 제2절 목표 달성도 ... 416
• 1. 성과지표 및 목표치 ... 416
• 2. 성과지표 도출근거 및 평가방법 ... 417
• 3. 주요성과 ... 418
• 가. 성과목표 ... 419
• 나. 연구논문 게재 및 발표 ... 429
• 다. 지적재산권 출원 ... 431
• 라. 시작품 제작 ... 432
• 마. 연구성과 확산 노력 ... 432
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 433
• 제1절 성과활용 및 확산계획 ... 433
• 1. 성과활용 ... 433
• 2. 확산계획 ... 433
• 제2절 기대효과 및 파급효과 ... 434
• 1. 기술적 측면 ... 434
• 2. 경제적 측면 ... 435
• 3. 산업적 측면 ... 436
• 제6장 연구개발과정에서 발생 및 수집한 기술정보 ... 437
• 제1절 G-Type 저압 전자식 전력량계-한전등록구매규격 ... 437
• 제2절 WP 01 The Greening of surface Transport Deliverable “To wards 2030 – Energy Road map for the European Rail way Sector ... 468
• 제3절 Bremaen’s 100-MW static frequency link - ABB ... 503
• 제4절 HVDC PLUS-Basics and principle of operation – SIEMENS ... 520
• 제7장 참고문헌 ... 543
• 끝페이지 ... 548