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변동성 재생e 유연 대응을 위한 한국형 V2G 기술개발
손찬,유승덕,임유석,박기준,Son, Chan,Yu, Seung-duck,Lim, You-seok,Park, Ki-jun 한국전력공사 2021 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.7 No.2
V2G (Vehicle to Grid) technology for an EV (Electric Vehicle) has been assumed as so promising in a near future for its useful energy resource concept but still yet to be developed around the world for specific service purposes through various R&BD projects. Basically, V2G returns power stored in vehicle at a cheaper or unused time to the grid at more expensive or highly peaked time, and is accordingly supposed to provide such roles like peak shaving or load levelling according to customer load curve, frequency regulation or ancillary reserves, and balancing power fluctuation to grid from the weather-sensitive renewable sources like wind or solar generations. However, it has recently been debated over its prominent usage as diffusing EVs and the required charging/discharging infrastructure, partially for its addition of EV ownership costs with more frequent charging/discharging events and user inconvenience with a relative long-time participation in the previously engaged V2G program. This study suggests that a Korean DR (Demand Response) service integrated V2G system especially based upon a dynamic charge/pause/discharge scheme newly proposed to ISO/IEC 15118 rev. 2 can deal with these concerns with more profitable business model, while fully making up for the additional component (ex. battery) and service costs. It also indicates that the optimum economic, environmental, and grid impacts can be simulated for this V2G-DR service particularly designed for EV aggregators (V2G service providers) by proposing a specific V2G engagement program for the mediated DR service providers and the distributed EV owners.
1.8V 12-bit 10MSPS Folding/Interpolation CMOS Analog-to-Digital Converter의 설계
손찬(Chan Son),김병일(Byung-Il Kim),황상훈(Sang-Hoon Hwang),송민규(Min-Kyu Song) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.11
본 논문에서는 1.8V 12-bit 10MSPS CMOS A/D 변환기 (ADC) 를 제안한다. 제안하는 ADC 는 12-bit 의 고해상도를 구현하기 위해 even folding 기법을 이용한 folding/interpolation 구조로 설계하였다. ADC 의 전체 구조는 2단으로 구성된 folding/interpolation 구조로써, 각각의 folding rate (FR) 은 8을 적용하였고, interpolation rate (IR) 은 1<SUP>st</SUP> stage 에서 8, 2<SUP>nd</SUP> stage 에서 16을 적용하여 설계함으로써 고해상도를 만족시키기 위한 최적의 구조를 제안하였다. 또한 SNR 을 향상시키기 위하여 folding/interpolation 구조 자체를 cascaded 형태로 설계하였으며, distributed track and hold 를 사용하였다. 제안하는 ADC 는 0.18㎛ 1-poly 4-metal n-well CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 시제품 ADC 는 측정결과 10MSPS 의 변환속도에서 약 46㏈의 SNDR 성능특성을 보이며, 유효 칩 면적은 2000㎛×1100㎛ 의 면적을 갖는다. In this paper, an 1.8V 12-bit 10MSPS CMOS A/D converter (ADC) is described. The architecture of the proposed ADC is based on a folding and interpolation using an even folding technique. For the purpose of improving SNR, cascaded-folding cascaded-interpolation technique, distributed track and hold are adapted. Further, a digital encoder algorithm is proposed for efficient digital process. The chip has been fabricated with 0.18㎛ 1-poly 4-metal n-well CMOS technology. The effective chip area is 2000㎛×1100㎛ and it consumes about 250㎽ at 1.8V power supply. The measured SNDR is about 46㏈ at 10㎒ sampling frequency.
섹터커플링 기술을 활용한 재생e 유연자원화 서비스 기술개발
임성우(Yim, Seong-Woo),손찬(Son, Chan) 대한전기학회 2024 전기의 세계 Vol.73 No.1
탄소중립 구현을 위해 재생e 확대보급이 선제되어야 한다. 반면 재생e 발전 간헐성에 기인하여 발생하는 잉여전력은 계통 안정화를 저해하는 요소가 된다. 이를 해결하기 위한 재생e 출력제한 이슈에 효과적으로 대응하기 위하여 한전은 잉여 재생e 활용을 극대화할 수 있는 섹터커플링 기반의 P2X 유연자원化 기술을 개발하고 있다. 이를 위해 P2X-VPP를 구축하고 수전해, 히트펌프, EV Batt. 등의 재생e 계통 유연자원을 전력시장 거래를 통해 운영하여 재생e 계통 안정화 효과를 현장실증할 계획이다. In order to achieve carbon neutrality, expansion of renewable energy must be a priority. On the other hand, surplus power generated due to intermittency of renewable generation becomes a factor that hinders system stabilization. In order to effectively respond to the issue of curtailment of renewable energy, KEPCO is developing sector coupling-based P2X flexible resource technology that can maximize the use of surplus renewable energy. For this purpose, P2X-VPP was built and water electrolysis, heat pump, and EV Batt. We plan to demonstrate on-site the effect of stabilizing the renewable energy system by operating flexible resources such as renewable energy system through electricity market transactions.
재생발전 변동성 대응을 위한 전기자동차 스마트충전과 VGI-V2G 기술
임지현(Jihyun Lim),김상옥(Sangok Kim),손찬(Chan Son),장동식(Dongsik Jang),박기준(Kijun Park) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
정부는 탄소중립이라는 세계적인 대전환 흐름에 능동적으로 대응하기 위하여‘2050 탄소중립 추진전략’을 마련하고 세부 추진계획을 수립하고 있다. 탄소중립 달성을 위해서는 대부분의 전력이 신재생 발전으로 생산되고 전력에너지의 사용은 지금보다 2배 가까이 늘어나야만 한다. 또한 2040년부터 판매되는 모든 차량은 전기차(EV) 또는 수소전기차로 바뀌어야만 한다. 태양광이나 풍력 같은 재생 발전은 기상 여건에 따른 출력 변동성과 예측 오차로 인해 적절한 제어가 곤란하므로 전력망이나 수요측에서 출력의 변화에 대응하여 부하를 조절하거나 양수발전소 또는 배터리와 같은 에너지저장장치(ESS)를 활용하여 전력망을 운영하여야 한다. 증가하는 EV의 배터리를 모아서 동시에 제어할 수 있다면 전력망의 새로운 ESS 장치로 활용할 수 있다. 스마트충전제어(V1G)는 전력망의 신호나 운영자의 명령에 따라서 EV의 충전속도를 조절하는 기술이다. V2G 기술은 EV의 배터리에 저장된 에너지를 전력망으로 역송하는 기술로서 EV를 마치 ESS와 같이 활용할 수 있도록 한다. 10만대의 EV를 모아서 동시에 제어하면 1GW 용량의 양수발전소와 같은 효과를 낼 수 있다. 장시간 주차되어있는 EV를 활용하는 EV-전력망통합제어(VGI)기술은 재생발전의 변동성을 전력망에서 흡수할 수 있는 비용 효율적인 기술이다. 전력연구원에서는 현대자동차, 자동차연구원 등과 협력하여 ISO15118 기반의 AC V2G 기술이 적용된 상용급 전기차와 AC 및 DC V2G 충전기, V2G 제어-운영시스템을 개발하여 시험 중이다. 2021년 말부터 전국의 아이오닉5 EV 소유자를 대상으로 100대 규모의 본격적인 V2G 실증시험을 계획 중이다.