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하이브리드 철도차량의 ECMS 기반 소비에너지 최적화 연구
오용국,류준형,김재원,이형철 대한전기학회 2023 전기학회논문지 Vol.72 No.6
In hybrid train it is essential for new technologies to improve energy efficiency such as power distribution between energy sources, SOC(State Of Charge) management, unlike general electric trains driven by single power through catenary lines. This paper suggests an energy management strategy for energy consumption optimization of train. A new energy optimization strategy for hydrogen electric train based on ECMS(Equivalent Consumption Management Strategy) is described using PMP(Pontryagin's Minimum Principle). The EF(Equivalent Factor) that determines the power distribution between HFC(Hydrogen Fuel Cell) and battery system is changed according to the battery SOC through PI(Proportional-Integral) control. The proposed algorithm is implemented using Matlab/Simulink and verified through co-simulation with Amesim, which includes a vehicle model.
하이브리드 철도차량의 ECMS 기반 소비에너지 최적화 연구
오용국(Yongkuk Oh),류준형(Joonhyoung Ryu),김재원(Jaewon Kim),이형철(Hyeongcheol Lee) 대한전기학회 2023 전기학회논문지 Vol.72 No.6
In hybrid train it is essential for new technologies to improve energy efficiency such as power distribution between energy sources, SOC(State Of Charge) management, unlike general electric trains driven by single power through catenary lines. This paper suggests an energy management strategy for energy consumption optimization of train. A new energy optimization strategy for hydrogen electric train based on ECMS(Equivalent Consumption Management Strategy) is described using PMP(Pontryagins Minimum Principle). The EF(Equivalent Factor) that determines the power distribution between HFC(Hydrogen Fuel Cell) and battery system is changed according to the battery SOC through PI(Proportional-Integral) control. The proposed algorithm is implemented using Matlab/Simulink and verified through co-simulation with Amesim, which includes a vehicle model.
오용국(Yong-kuk Oh),곽재호(Jae-Ho Kwak),이호용(Ho-Yong Lee) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.10
The Wireless low floor tram uses the energy more effectively than other systems with onboard battery system. But for this the SOC(state of charge) management of the battery system is required. This paper is focused on the SOC management strategy of battery system for propulsion in wireless low floor tram. For minimizing consumption energy the SOC management strategy that maximizes the regeneration energy is studied. The SOC operating region is divided to overcome the limited life cycle pointed out as a disadvantage of battery system. And the effective energy management strategy of tram is suggested through the charge/discharge of the battery system according to tram status in catenary/catenary-free section
주회로차단기 투입전원 위상제어를 위한 지능형 제어기 개발
오용국(Yong-Kuk Oh),김재원(Jae-Won Kim),류준형(Joon-Hyoung Ryu) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.11
교류 철도차량에 사용되는 주회로차단기 (Main Circuit Breaker)는 전차선 전원을 차량 내 투입 또는 차단하는 기능을 한다. 일반적으로 주회로차단기는 판토그라프와 주변압기 사이에 위치하며, 주회로차단기의 동작시점에 따라 차량에 투입되는 전원의 위상이 변화하게 된다. 투입전원의 위상에 따라 차량 내 돌입전류, 서지전압 등의 형태로 차량 전기장치 내 의도하지 않은 과도현상이 야기될 수 있으므로, 주회로차단기의 동작은 전차선 전원의 위상각에 따라 능동적으로 제어되어야 한다. 하지만 주회로차단기는 동작신호 인가 이후, 실제 개폐 동작 시까지 일정하지 않은 동작지연시간이 존재한다. 따라서 동작 지연시간을 예측하고, 이를 고려하여 주회로차단기를 개폐시점을 제어하는 지능형 제어기가 필요하다. 본 논문에서는 주회로 차단기의 투입전원 위상 제어를 위하여 동작 메카니즘 및 동작 지연요소를 분석하였다. 그리고 차단기 및 구성품 별 반복동작시험을 통하여 동작 지연시간을 분석하고, 이를 예측하기 위한 이동평균 (Moving Average) 알고리즘을 제안하였다. 또한 지능형 제어기 개발 및 제작을 통하여 제안된 알고리즘을 구현하였으며, 주회로차단기와의 연동시험을 통하여 알고리즘의 성능을 검증하였다. In railways powered by AC power, the main circuit breaker (MCB) is used for supplying the electric power to the catenary of the vehicle. Generally, the main circuit breaker is located between the pantograph and the main transformer, and the phase of the power applied to the vehicle changes according to the operation timing of the main circuit breaker. The operation of the main circuit breaker should be actively controlled according to the phase of the power source, since the phase of the power causes unintended transient states in the vehicle"s electrical system in the form of an inrush current and surge voltage. However, the MCB has a delay time when it operates which is not constant. Therefore, an intelligent controller is needed to predict the operation delay time and control the opening and closing of the MCB.
에너지 저장장치를 탑재한 철도차량의 소비에너지 시뮬레이션 프로그램 개발
오용국(Yong-kuk Oh),이지호(Jee-Ho Lee),곽재호(Jae-Ho Kwak),황현철(Hyeon-Cheol Hwang) 한국철도학회 2011 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.10
The studies on railway vehicles equipped with various energy storage system is proceeded actively. These have a lot of advantages like the maximizing reuse of the regeneration energy the decrease of peak power in catenary and the reduction of infrastructure costs through catenary-free travelling. This paper is focused on the development of the TPS (Train Performance Simulation) program for railway vehicles equipped with energy storage system. The battery and ultra-capacitor system are modeled using Matlab/Simulink among several energy storage systems. And the feasibility of simulation model is evaluated with the basic power distribution algorithm
차량 속도 결정을 위한 Road bank angle 추정
오용국(Yongkuk Oh),이형철(Hyeongcheol Lee),이진구(Jinkoo Lee),최성호(Seongho Choi) 한국자동차공학회 2005 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.2005 No.11_2
Road bank angle은 차량의 안정성 제어에 큰 영향을 미치지만 실제 차량에서는 직접 측정하지 못하고 추정에 의존하고 있다. 본 논문은 기존의 차량 road bank angle 추정 알고리즘들에 대한 분석과 그 문제점을 제시하고 보다 개선된 알고리즘을 제안한다. 즉, 본 논문에서는 차량의 모델링과 차량 동역학적인 지식을 바탕으로 한 road bank angle 추정 알고리즘을 제안하고 이를 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 시행하였다.