초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 목표는 스마트그리드 기술의 국가로드맵 대응을 위한 한국형 V2G (Vehicle to Grid) 기반의 에너지 관리시스템의 개발이며, 이 연구를 통해 전기 에너지를 합리적으로 생산, 소비하고 관리 효율을 향상시키며 부하의 평준화를 이룰 뿐만 아니라 스마트그리드의 실현을 위한 국제적인 기술 경쟁력을 키운다. 또한, 한국형 V2G 에너지 관리시스템을 총괄할 수 있는 전문 인력을 양성한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 1차년도: 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이터 개

□ 연구개요
본 연구의 목표는 스마트그리드 기술의 국가로드맵 대응을 위한 한국형 V2G (Vehicle to Grid) 기반의 에너지 관리시스템의 개발이며, 이 연구를 통해 전기 에너지를 합리적으로 생산, 소비하고 관리 효율을 향상시키며 부하의 평준화를 이룰 뿐만 아니라 스마트그리드의 실현을 위한 국제적인 기술 경쟁력을 키운다. 또한, 한국형 V2G 에너지 관리시스템을 총괄할 수 있는 전문 인력을 양성한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 1차년도: 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이터 개발
- 국내/외 충전 인프라에 상세데이터를 확보하고 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이터 개발에 적극적으로 활용
- ZEV 규제에 대응하는 중대용 EV 배터리 타입과 그 특성을 분석하였고, V2G를 기반으로 하는 스마트그리드에 적합한 타입을 선정하여 MATLAB/Simulink를 통해 모델링 함
- 효율성 증가를 위한 양방향 충전용 전력변환장치의 토폴로지를 설계하고, MATLAB/Simulink를 통해 모델링 함
- 분산전원이 전력계통을 통해 소비자에게 공급되고, 전기자동차 배터리의 전원이 전력계통을 통해 송전 조직으로 전달되는 과정에 대해 연구를 진행함
- 실증연구를 위한 전력변환장치(PCS)의 제어 알고리즘 개발용 에뮬레이터 H/W를 구축함

● 2차년도: 한국형 V2G를 기반으로 한 에너지 관리시스템 연구
- 신재생 에너지의 특성을 파악하고 종류별로 모델링함으로써 계통전력을 위해 사용될 신재생 에너지의 제어방법을 미리 구현해 봄, 현재 국내에 사용되고 있는 신재생 에너지의 경우 그 응용범위가 좁으므로 연구결과를 이용하여 응용범위를 확대하여 에너지 부족이나 환경보존에 대한 해결책으로 사용이 가능함
- 실시간 지능형계통망의 전력수요예측기술을 확립함으로써 스마트그리드 기술의 최종목표인 전력생산 및 소비정보를 실시간으로 교환하여 에너지 효율을 최적화 하는 기술을 개발할 수 있음
- 고효율 충방전을 위한 지능형 전력변환장치 제어기를 설계하고 최적화하였음
- 배터리의 충방전 상태를 모니터링하는 BMS의 개념과 특성을 연구하였으며, BMS의 핵심기술인 배터리의 잔존용량과 수명을 계산하는 알고리즘을 연구함
- 에너지 소비의 합리화를 위한 전기자동차의 효율상승용 고정밀 제어기법을 연구함, 전기자동차의 속도센서가 고장 나더라도 보유하고 있는 배터리의 에너지를 합리적으로 사용할 수 있는 온라인 파라미터 추정기법을 개발하였으며 이것을 통해 센서리스 제어기법을 제안함

● 3차년도: 스마트그리드를 위한 미래지향적 전력계통형 통합기술 개발
- V2G 계통연계/운영 기술을 위한 Advanced 제어 기법(Extended Kalman Filter, Sliding Mode Control, Repetitive Control, Fuzzy Control, Adaptive Control, Neutral Network Control, 등)을 이용하여 빠른 응답과 강인한 특성을 가지는 제어시스템을 연구
- 현재 개발동향을 파악하는 것과 함께 MATLAB/Simulink를 사용한 모델링을 통하여 사용자의 편리함을 보장하고 전력전송의 고효율을 기대하는 차세대 충전(무선충전)기술에 대한 연구
- 전력품질 향상을 위한 Ancillary Service용 에너지저장시스템(ESS)에 대한 기술개발 및 모델링을 진행 및 추가적인 제어기술과 감시시스템을 적용하여 연구를 진행
- 스마트그리드의 실현을 위해 국가에서 선정한 5대 로드맵(지능형 전력망, 지능형 소비자, 지능형 운송, 지능형 신재생, 지능형 전력서비스)에 전략적으로 대응할 뿐만 아니라 시스템의 국산화 및 국제 경쟁력을 갖는데 기여

□ 연구개발결과의 중요성
(1) 기술적 측면
본 연구를 통하여 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이션 기술을 확보하고, V2G 기반의 에너지 관리시스템 연구를 통하여 미래 에너지난의 대책을 마련하며, 스마트그리드를 위한 미래지향적 전력계통형 통합기술을 확보함으로써 국내 기술력 향상을 기대함.
(2) 경제ㆍ산업적 측면
본 연구는 한국형 V2G를 기반으로 하는 에너지관리시스템의 기술개발을 통해 국내 기술력 및 국제 경쟁력 향상에 기여하고 정부의 지속가능한 저탄소 녹색성장 에너지정책에 부응하며, 향후 고부가가치의 일자리를 대거 창출할 수 있다.
(3) 학문적 활용 및 우수 연구인력 양성 측면
본 연구는 다양한 학술활동을 통하여 학문적으로 활용될 예정이며, 또한 전력계통을 모델링하고 전력수요를 예측하며 표준화 규정을 분석하고 주요 운영방안을 제시할 수 있는 고급 전문 기술 인력의 양성을 기대할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 1차년도: 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이터 개발 ... 4
• (2) 2차년도: 한국형 V2G를 기반으로 한 에너지 관리시스템 연구 ... 4
• (3) 3차년도: 스마트그리드를 위한 미래지향적 전력계통형 통합기술 개발 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 1차년도 (2015) : 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이터 개발 ... 4
• (2) 2차년도 (2016) : 한국형 V2G를 기반으로 한 에너지 관리시스템 연구 ... 7
• (3) 3차년도 (2017) : 스마트그리드를 위한 미래지향적 전력계통형 통합기술 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• (1) 1차년도 (2015) : 한국형 V2G의 실현을 위한 시스템 모델링 및 시뮬레이터 개발 ... 11
• (2) 2차년도 (2016) : 한국형 V2G를 기반으로 한 에너지 관리시스템 연구 ... 11
• (3) 3차년도 (2017) : 스마트그리드를 위한 미래지향적 전력계통형 통합기술 개발 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 42