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급집전 시스템 성능 보완 및 최적화 별권 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 한국과학기술원
Korea Advanced Institute of Science and Technology
연구책임자 조동호
참여연구자 정구호 , 윤우열 , 송보윤 , 신승용 , 김양수 , 이충희 , 김당오 , 이자현 , 고영종 , 심형욱 , 한운기 , 김영구 , 성환호 , 최의성 , 조대훈 , 허경행 , 이철원 , 박성원
보고서유형최종보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2014-02
주관부처 국토교통부
Ministry of Land, Infrastructure, and Transport
등록번호 TRKO201800001932
DB 구축일자 2018-12-15
키워드 무선전력전달.급전인버터.급전선로.집전픽업.레귤레이터.wireless power transfer.power inverter.road embedded power rail.pickup module.regulator.

초록

1. 급전 인버터
1-1. 다중 차량 동시 충전 및 주행 중 세그먼트 절체 시 최적 알고리즘을 갖는 급전 인버터 개발 및 현장 시험
- 다중 차량 동시 충전 가능한 고속 인버터 개발 완료 (2대 이상 동시 충전 가능)
- 현장 설치 및 시험 완료. (구미 현장 설치 완료)

2. 급전 선로
2-1. 급/집전 좌우편차를 고려한 고출력/고효율 급집전 설계
- 급집전 좌우 편차시 발생하는 출력 저하를 최소화하는 급집전 설계 (좌우편차 20cm 이상)
- 급집전 좌우 편차 상황 시뮬레이션 및 실험

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 목차 ... 2
  • 1. 별권Ⅰ(고려대학교) ... 3
  • 제 출 문 ... 4
  • 보고서 요약서 ... 5
  • 요 약 문 ... 6
  • SUMMARY ... 16
  • CONTENTS ... 17
  • 목차 ... 19
  • 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 21
  • 제1절 연구개발의 필요성 ... 21
  • 1. 연구개발 개요 ... 21
  • 2. 연구개발의 중요성 ... 22
  • 제2절 연구개발의 목표 및 기대효과 ... 24
  • 1. 연구개발 목표 및 내용 ... 24
  • 2. 연구결과의 활용방안 및 기대효과 ... 25
  • 제2장 무선전력전송 충전시스템 ... 26
  • 제1절 변전소 용량 ... 26
  • 1. 온라인전기차 분류 ... 26
  • 2. 충전시스템 급전계통의 구성 및 특징 ... 27
  • 3. 변전 설비 ... 28
  • 4. 급전방식 선택 ... 32
  • 5. AC, DC 시스템 손실 비교 ... 36
  • 6. 충전인프라 구성 계획 ... 38
  • 7. 용량 산정식 ... 39
  • 제2절 온라인전기차 충전 스케줄링 ... 40
  • 1. 충전 스케줄링 개요 ... 40
  • 2. 기본 스케줄링 ... 40
  • 3. 스케줄링 구성 알고리즘 ... 42
  • 제3장 온라인전기차 전력조류계산 알고리즘 ... 44
  • 제1절 전력조류계산 ... 44
  • 1. 전력조류계산 알고리즘 개발 ... 44
  • 2. 전력조류계산 알고리즘 ... 45
  • 제4장 온라인전기차 변전소 요금 산정 ... 48
  • 제5장 온라인전기차 조류계산 시뮬레이션 ... 51
  • 제1절 사례연구 1 ... 52
  • 1. 조류해석 조건 및 결과 ... 53
  • 2. 용량 및 기본요금 산정 ... 57
  • 제1절 사례연구 2 ... 58
  • 1. 조류해석 조건 및 결과 ... 59
  • 2. 용량 및 기본요금 산정 ... 63
  • 제6장 결론 ... 64
  • 참고문헌 ... 66
  • 2. 별권Ⅱ(한국기술교육대학교) ... 68
  • 제 출 문 ... 69
  • 보고서 요약서 ... 70
  • 요 약 문 ... 71
  • SUMMARY ... 75
  • CONTENTS ... 76
  • 목차 ... 77
  • 제1장 서론 ... 81
  • 제2장 무선전력전송 전기자동차(OLEV)의 개요 ... 82
  • 제1절 무선전력전송 전기자동차의 필요성 ... 82
  • 제2절 무선전력전송 전기자동차 개념 및 원리 ... 83
  • 1. 비접촉 무선 충전 기술 ... 84
  • 2. 무선전력전송 전기자동차 구조 ... 84
  • 제3절 무선전력전송 전기자동차 차량 개발 ... 85
  • 1. 무선전력전송 전기버스 ... 85
  • 2. 무선전력전송 전기열차 ... 86
  • 제4절 기대효과 ... 87
  • 제3장 무선전력전송 전원공급장치의 모델링 ... 88
  • 제1절 무선전력전송용 부하(ZIP) 모델링 ... 88
  • 1. 정임피던스 부하(P∝ V²) ... 89
  • 2. 정전류 부하(P∝ V¹) ... 89
  • 3. 정전력 부하(P∝ V0)(이미지참조) ... 90
  • 제2절 PSCAD/EMTDC를 이용한 전원공급장치 모델링 ... 90
  • 1. 배전용 변전소 ... 91
  • 2. 배전선로 ... 93
  • 3. 수배전반 ... 94
  • 4. 부하 모델링 ... 95
  • 제4장 무선전력전송용 전원공급장치의 최적운용 방안 ... 96
  • 제1절 변압기 결선방식 및 용량 산정 ... 96
  • 1. 변압기 개요 ... 96
  • 2. 변압기 접지방식 선정 ... 97
  • 3. 변압기 용량 산정 ... 101
  • 제2절 전압강하 특성을 고려한 전원공급장치 운영방안 ... 102
  • 1. 정전력 모델을 이용한 전압강하해석 ... 102
  • 2. 정전류 모델을 이용한 전압강하해석 ... 106
  • 3. 정임피던스 모델을 이용한 전압강하해석 ... 109
  • 제3절 사고 상태에 있어서 전원공급장치 운용 방안 ... 110
  • 1. 변압기 결선 방식에 따른 고압측 사고해석 ... 111
  • 2. 변압기 결선 방식에 따른 저압측 사고해석 ... 114
  • 제5장 무선전력전송용 수배전반의 자동평가시뮬레이션 제작 ... 118
  • 제1절 자동평가 시뮬레이터의 알고리즘 ... 118
  • 1. 정전류 부하 ... 118
  • 2. 계전기 정정 ... 118
  • 제2절 자동평가 시뮬레이터의 제작 ... 119
  • 1. 계통 및 선로의 구현 ... 120
  • 2. 변압기 구현 ... 120
  • 3. 전압강하해석을 위한 부하측 구현 ... 121
  • 제3절 시뮬레이션 및 분석 ... 121
  • 1. 전압강하 분석 ... 122
  • 2. 사고상태 분석 ... 123
  • 제6장 배전계통의 최적 보호협조 방안 ... 125
  • 제1절 보호계전기 정정 ... 125
  • 제2절 고압측 계전기 정정 ... 125
  • 1. OCR 정정 ... 125
  • 2. OCGR 정정 ... 127
  • 제3절 저압측 계전기 정정 ... 129
  • 1. OCR 정정 ... 129
  • 2. OCGR 정정 ... 130
  • 제7장 AC설비의 TN접지(계통접지), 선로길이 등을 고려한 최적 보호협조 방안 ... 132
  • 제1절 IEC 분류에 따른 접지 계통 ... 132
  • 1. IEC 접지 주요 내용 ... 133
  • 2. 누전차단기 동작 ... 136
  • 3. TN 계통에서의 감전 및 사고 보호방식 비교 ... 137
  • 제2절 440V 저압회로 지락차단장치 제시 ... 139
  • 1. 관련법규 내용 ... 139
  • 2. 저압회로의 지락전류 검출방식 ... 139
  • 3. 440[V] 직접 접지식 지락차단장치 시설방법 ... 140
  • 제3절 440V 저압계통의 보호협조 ... 143
  • 1. 보호협조 시뮬레이션 알고리즘 ... 143
  • 2. 저압계통의 보호협조 시뮬레이션 ... 145
  • 3. 대책 ... 149
  • 제8장 고주파설비로 인한 보호기기 오동작 예방방안 ... 152
  • 제1절 무선전력전송장치의 고주파 대역 구성회로 ... 152
  • 제2절 고주파 설비로 인한 차단기 오동작 원리 및 해결방안 ... 153
  • 1. 고주파에 의한 전도열 발생 ... 153
  • 2. MC 선정시 용량의 미고려 ... 154
  • 제3절 20[㎑] 대역에서의 사고해석 ... 156
  • 1. C성분이 존재 하지 않을 경우의 사고상태 ... 156
  • 2. 회로에 C성분이 존재할 경우의 사고상태 ... 157
  • 제9장 DC 배전에 대한 보호협조 방안 ... 160
  • 제1절 직류전류의 차단 ... 160
  • 1. 사고전류의 차단원리 ... 160
  • 2. 차단기 설계 기술 ... 160
  • 3. 차단기 규격 ... 162
  • 제2절 PSCAD를 이용한 DC배전선로에서의 사고해석 ... 163
  • 1. DC 전압이 1500V 인 경우 ... 163
  • 2. DC 전압이 600V 인 경우 ... 165
  • 제10장 결론 ... 167
  • 참고문헌 ... 169
  • 3. 별권Ⅲ(삼화콘덴서) ... 171
  • 제 출 문 ... 172
  • 보고서 요약서 ... 173
  • 목차 ... 174
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 175
  • 제1절 기술개발의 목적 및 필요성 ... 175
  • 제2절 개발목표 및 범위 ... 177
  • 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 180
  • 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 182
  • 제1절 개발 내용 ... 182
  • 제4장 연구개발결과의 활용계획 ... 209
  • 4. 별권Ⅳ(LS전선(주)) ... 210
  • 제 출 문 ... 211
  • 보고서 요약서 ... 212
  • 요 약 문 ... 213
  • SUMMARY ... 214
  • CONTENTS ... 215
  • 목차 ... 216
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 217
  • 1절 연구개발의 목적 ... 217
  • 2절 연구개발의 필요성 ... 217
  • 3절 연구개발의 범위 ... 218
  • 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 220
  • 1절 국내 기술개발 현황 ... 220
  • 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 223
  • 1절 연구내용 및 결과 ... 223
  • 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 252
  • 1절 목표 달성도 ... 252
  • 2절 정량적 성과목표 ... 252
  • 3절 관련분야 기술발전의 기여도 ... 253
  • 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 254
  • 제6장 참고문헌 ... 255
  • 5. 별권Ⅴ(삼화전자공업(주)) ... 256
  • 제 출 문 ... 257
  • 보고서 요약서 ... 258
  • 요 약 문 ... 259
  • SUMMARY ... 260
  • Table of Contents ... 261
  • 목차 ... 263
  • 1. 연구개발과제의 개요 ... 264
  • 가. 개발 목표 및 범위 ... 264
  • (1) 개발 목표 ... 264
  • (2) 개발내용 및 범위 ... 264
  • 나. 연구배경 및 필요성 ... 264
  • (1) 연구 배경 ... 264
  • (2) 연구 필요성 ... 264
  • 2. 국내외 기술개발 현황 ... 265
  • 가. 급성장하는 무선충전 시장 ... 265
  • 나. 무선충전 기술 개발 ... 266
  • 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 268
  • 가. 재료개발의 이론적 근거 ... 268
  • (1) 급전 및 집전용 페라이트코어의 제조공정 연구 ... 268
  • (2) 주성분 및 첨가물의 종류와 역할 ... 269
  • (3) 재료 시방의 검토 ... 270
  • (4) 제품 형상의 검토 ... 271
  • 나. 고성능 재료개발 ... 271
  • (1) 고성능 재료 개발 시험 내용 ... 271
  • (2) 신재질 PL-13 전자기특성 개발 결과 ... 274
  • 다. 급전선로 및 집전픽업용 코어 제작 ... 279
  • (1) 페라이트 코어 제조 공정 ... 279
  • (2) 급전선로용 코어 제작 ... 279
  • (3) 집전픽업용 코어 제작 ... 281
  • (4) 자동치수선별기 검토 ... 282
  • 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 283
  • 가. 목표달성도 ... 283
  • (1) 연구개발 목표 ... 283
  • (2) 실험 및 분석 결과 ... 283
  • (3) 목표 대비 달성도 ... 283
  • 나. 분야별 기여도 ... 283
  • (1) 기술적 측면 ... 283
  • (2) 산업·경제적 측면 ... 283
  • 6. 별권Ⅵ(숭실대학교) ... 284
  • 제 출 문 ... 285
  • 보고서 요약서 ... 286
  • 요 약 문 ... 287
  • SUMMARY ... 289
  • CONTENTS ... 291
  • 목차 ... 293
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 295
  • 제1절 연구개발 목적 및 필요성 ... 295
  • 1. 최종 연구개발 목적 ... 295
  • 2. 연구개발의 필요성 ... 295
  • 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 296
  • 1. 연구개발 목표 ... 296
  • 2. 연구개발 내용 ... 296
  • 제2장 연구개발 내용 및 결과 ... 297
  • 제1절 전력품질 대책 관련 연구사례 검토 ... 297
  • 1. 싸이리스터 컨버터부하에 적용되는 병렬형 능동필터의 적정용량산정 ... 297
  • 2. Modeling and Simulation of 6-Pulse and 12-Pulse Rectifiers under Balanced and Unbalanced Conditions with Impacts to Input Current Harmonics ... 306
  • 3. 고조파 실태조사 및 개선방안 연구 ... 310
  • 제3장 연구개발 내용 및 결과 ... 313
  • 제1절 무선전력 전송시스템 전력품질 시뮬레이션 모의 ... 313
  • 1. 무선전력전송시스템 구성 및 원리 ... 313
  • 2. PSCAD/EMTDC를 이용한 무선전력전송시스템 등가모델 구성 ... 321
  • 3. 무선전력 전송시스템 운전시 발생하는 전력품질이 배전계통에 미치는 영향 분석 ... 328
  • 제2절 무선전력 전송시스템 전력품질 측정 및 분석 ... 335
  • 1. Test-bed 구성 및 측정시스템 설치 개요 ... 335
  • 2. 측정 및 분석장비 정보 ... 336
  • 3. 측정결과 분석 ... 337
  • 제3절 고주파수 무선전력 전송시스템 전력품질 측정 및 평가 가이드라인 ... 353
  • 1. 측정방안 ... 353
  • 2. 평가방안 ... 354
  • 제4장 목표 달성도 및 관련 분야에 대한 기여도 ... 355
  • 제1절 2차년도 연구개발의 목표 ... 355
  • 제2절 연구 분야의 기여도 ... 355
  • 제5장 참고문헌 ... 356
  • 부록 ... 359
  • 7. 별권Ⅶ(데베트론 코리아) ... 377
  • 제 출 문 ... 378
  • 보고서 요약서 ... 379
  • 요 약 문 ... 380
  • 목차 ... 381
  • 제1장 시스템 구축의 개요 ... 382
  • 제1절 시스템 구축의 목적 ... 382
  • 제2절 시스템 구축 및 개발 실적 ... 383
  • 제2장 국내외 관련 기술개발 현황 ... 383
  • 제1절 국내 관련 기술개발 현황 ... 383
  • 제2절 국외 관련 기술개발 현황 ... 388
  • 제3절 국내외 관련 기술특허 현황 ... 390
  • 제4절 국내 관련 기술기준 현황 ... 391
  • 제3장 시스템 구축 내용 및 결과 ... 392
  • 제1절 시스템 사양 ... 392
  • 제2절 관련 기술 이론 ... 407
  • 제3절 시스템 구축 내용 ... 412
  • 제4절 연구 결과 ... 424
  • 8. 별권Ⅷ(보강하이텍) ... 428
  • 제 출 문 ... 429
  • 보고서 요약서 ... 430
  • 요 약 문 ... 431
  • SUMMARY ... 432
  • CONTENTS ... 433
  • 목차 ... 434
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 435
  • 제1절 연구개발의 배경 ... 435
  • 제2절 연구개발의 목표 ... 436
  • 제3절 연구개발의 필요성 ... 436
  • 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 438
  • 제1절 국내 기술개발 현황 ... 438
  • 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 439
  • 제1절 연구내용 및 결과 ... 439
  • 제2절 연구내용 상세 설명 ... 447
  • 제4장 연구개발결과의 활용 계획 ... 449
  • 9. 별권Ⅸ(전기안전연구원) ... 450
  • 제 출 문 ... 451
  • 보고서 요약서 ... 452
  • 요 약 문 ... 453
  • 목차 ... 456
  • 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 459
  • 제1절 연구개발의 필요성 ... 459
  • 1. 연구개발 개요 ... 459
  • 2. 연구개발의 중요성 ... 460
  • 제2절 연구개발의 목표 및 기대효과 ... 461
  • 1. 연구개발 최종목표 및 내용 ... 461
  • 2. 연구결과의 활용방안 및 기대효과 ... 461
  • 제2장 국내·외 전기안전 기술개발 현황 ... 463
  • 제1절 국내 전기안전 기술개발 현황 ... 463
  • 1. 60 ㎐에서의 loop impedance 측정 기술 ... 463
  • 2. 국제 전기기준 기반 전기설비 검사 및 시험 기록표 개발 ... 465
  • 제2절 국외 전기안전 기술개발 현황 ... 470
  • 1. 일본의 전기안전 기술개발 현황 ... 470
  • 2. 유럽의 전기안전 기술개발 현황 ... 471
  • 제3장 20 ㎑ 무선충전 전력설비 인체감전 보호 기준 개발 ... 480
  • 제1절 서론 ... 480
  • 제2절 인체임피던스 분석 ... 481
  • 1. 인체관련 용어 정리 ... 481
  • 2. 환경 조건 용어 정리 ... 488
  • 3. 감전 한계조건 용어 정리 ... 488
  • 제3절 인체감전 메커니즘 분석 ... 490
  • 1. 인체 총임피던스(ZT)의 값 (Values of the total impedance of the human body) ... 490
  • 2. 접촉전류 전기 탄화 효과(IEC 60990) ... 490
  • 3. 누설 및 인체임피던스(KS C IEC 61201) ... 490
  • 4. 전압한계에 영향을 미치는 요소(KS C IEC 61201) ... 490
  • 5. 환경조건(Environmental situation) ... 490
  • 6. 100㎐ 초과 주파수에 대한 한계(Limits for frequencies above 100 ㎐) ... 491
  • 제4절 분석결과 ... 492
  • 제4장 무선충전 전력설비 전기안전 확보를 위한 실증시험 ... 495
  • 제1절 서론 ... 495
  • 제2절 20 ㎑ 전력설비 안전성 평가용 실증시험장 구축 ... 495
  • 1. 실증시험장 구성 ... 495
  • 2. 접지시스템 구축 ... 497
  • 3. 유도 전위 분석 ... 498
  • 4. 지락사고 시 예방 대책 수립을 위한 실험설비 구축 ... 502
  • 5. 사고 예방 및 분석을 위한 전력시스템 감시 시스템 시작품 구축 ... 506
  • 제3절 최적의 접지시스템 분석 ... 514
  • 1. 개요 ... 514
  • 2. 접지전극 구성 ... 514
  • 3. 접지저항 분석 ... 516
  • 4. 유도전압 및 누설전류 분석 ... 537
  • 제4절 지락사고 발생시 전력설비 및 인체 보호대책 분석 ... 543
  • 1. 무선충전 전력설비 구성 ... 543
  • 2. 실험방법 ... 544
  • 3. 지락사고 모의 결과 ... 545
  • 4. 결언 ... 547
  • 제5장 무선충전 전기자동차 전력설비 시설기준 개발 ... 548
  • 제1절 서론 ... 548
  • 제2절 전기설비 시설관련 기준 개발 ... 549
  • 1. 전기자동차에 전기를 공급하기 위한 저압전로의 시설 ... 549
  • 2. 배선기구의 시설 ... 550
  • 3. 외부에 노출되는 전력설비 ... 550
  • 4. 급전장치의 매설 ... 551
  • 5. 급전장치 부대설비 시설 ... 552
  • 6. 그 밖에 무선충전 전기자동차 전원공급설비 ... 553
  • 제6장 대전력 무선충전 시스템 전기안전 상태감시 시스템 개발 ... 555
  • 제1절 서론 ... 555
  • 제2절 상태감시 시스템 구성 ... 556
  • 1. 무선충전 전력설비 상태감시 시스템 구축을 위한 설비 구축 ... 556
  • 2. 무선충전 전기설비 모니터링 시스템 ... 560
  • 제3절 판단 알고리즘 개발 ... 562
  • 제4절 상태감시 시스템 운용 결과 분석 ... 563
  • 제5절 결언 ... 590
  • 제7장 결론 ... 591
  • 10. 별권Ⅹ(노이즈프리미어랩) ... 595
  • 제 출 문 ... 596
  • 목차 ... 597
  • 제1장 연구개발 배경 및 목표 ... 598
  • 제1절 개발 목표 및 범위 ... 598
  • 제2절 연구배경 및 필요성 ... 598
  • 제3절 주요 연구 내용 ... 599
  • 제4절 최종 성과물 ... 599
  • 제2장 연구개발 최종성과 ... 600
  • 제1절 현장 접지시스템 최적화 구현 ... 600
  • 제2절 현장 접지시스템 구축 사항 ... 601
  • 제3절 무선충전 설비의 접지시스템 최적화 제안 ... 612
  • 제4절 연구 결과 ... 614
  • 제3장 연구결과의 활용방안 및 기대효과 ... 615
  • 제1절 활용분야 및 활용 방안 ... 615
  • 제2절 기대 효과 ... 615
  • 참고문헌 ... 616
  • 11. 별권XI(코아전기) ... 617
  • 제 출 문 ... 618
  • 목차 ... 619
  • 제1장 연구개발 배경 및 목표 ... 620
  • 제1절 연구배경 ... 620
  • 제2절 연구목표 ... 620
  • 제3절 주요 연구내용 ... 620
  • 제4절 최종성과물 ... 620
  • 제2장 연구개발 최종성과 ... 621
  • 제1절 핵심연구성과 ... 621
  • 제3장 핵심성과 상세설명자료 ... 622
  • 12. 별권XII(PSTEK) ... 623
  • 제 출 문 ... 624
  • 보고서 요약서 ... 625
  • 요 약 문 ... 626
  • 목차 ... 627
  • 제1장 연구개발 배경 및 목표 ... 628
  • 제1절 연구배경 ... 628
  • 제2절 연구목표 ... 628
  • 제3절 주요 연구내용 ... 628
  • 제4절 최종성과물 ... 628
  • 제2장 연구개발 최종 성과 ... 629
  • 제1절 핵심연구성과 ... 629
  • 제2절 급전인버터 ... 630
  • 제3절 레귤레이터 ... 635
  • 제3장 핵심성과 상세설명자료 ... 642
  • 13. 별권XIII(부경대학교) ... 643
  • 제 출 문 ... 644
  • 보고서 요약서 ... 645
  • 요 약 문 ... 646
  • SUMMARY ... 647
  • CONTENTS ... 648
  • 목차 ... 649
  • 제1장 연구개발과제의 개요 ... 650
  • 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 651
  • 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 652
  • 제1절 연구 개발 내용 ... 652
  • 제2절 연구 개발 결과 ... 690
  • 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 706
  • 제1절 목표 달성도 ... 706
  • 제2절 관련분야에의 기여도 ... 707
  • 제3절 앞으로의 연구 ... 707
  • 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 708
  • 제6장 참고문헌 ... 709
  • 부록 ... 710
  • 증빙자료 ... 712
  • 끝페이지 ... 748

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