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박민원 연구실
국립창원대학교 박민원 교수
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박민원 연구실

국립창원대학교 박민원 교수

박민원 연구실은 전력계통, 전력변환기, 고온초전도 전력기기 및 재생에너지 시스템의 설계와 운전특성 분석을 수행합니다. 주요 기술은 HTS 코일·발전기·모터·케이블·초전도 한류기의 전자기·열·구조 해석, 액체수소와 헬륨 기반 극저온 냉각, AC/DC 하이브리드 배전망 및 HVDC 보호 알고리즘 개발입니다. RTDS, PSCAD/EMTDC, HILS와 Power Hardware-in-the-Loop를 이용하여 전력계통의 과도현상과 제어기를 검증합니다. 또한 SCADA 기반 풍력터빈 상태진단과 잔여수명 예측, 디지털 트윈 출력예측, 강화학습 기반 공장 에너지관리, 배터리 능동 셀 밸런싱, LiDAR·카메라 기반 하역장비 자동화를 수행합니다.

고온초전도 전력기기해상풍력디지털 트윈AC/DC 하이브리드 배전망전력변환기
대표 연구 분야
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고온초전도 전력기기 및 극저온 시스템 설계 연구 thumbnail
고온초전도 전력기기 및 극저온 시스템 설계 연구
Design of High-Temperature Superconducting Power Devices and Cryogenic Systems
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해상풍력 발전 및 디지털 트윈 기반 상태진단 연구 thumbnail
해상풍력 발전 및 디지털 트윈 기반 상태진단 연구
Offshore Wind Power Generation and Digital Twin-Based Condition Monitoring
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지능형 전력망 및 산업 전력변환 시스템 연구 thumbnail
지능형 전력망 및 산업 전력변환 시스템 연구
Intelligent Power Grid and Industrial Power Conversion Systems
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 11
·
2024
A Low-Cost and High-Efficiency Active Cell-Balancing Circuit for the Reuse of EV Batteries
Minh-Chau Dinh, Thi-Tinh Le, Minwon Park
IF 4.8 (2024)
Batteries
In this paper, a high-efficiency and low-cost active cell-to-cell balancing circuit for the reuse of electric vehicle (EV) batteries is proposed. In the proposed method, a battery string is divided into two legs to transfer the charge from each cell in one leg to that in the other and a bidirectional CLLC resonant converter is used to transfer energy between the selected cells. Thanks to the proposed structure, the number of bidirectional switches and gate drivers can be reduced by half compared to the conventional direct cell-to-cell topologies, thereby achieving lower cost for the system. The CLLC converter is used to transfer the charge, and it is designed to work at resonant frequencies to achieve zero-voltage zero-current switching (ZVZCS) for all the switches and diodes. Consequently, the system’s efficiency can be enhanced, and hence, the fuel economy of the system can also be improved significantly. To verify the performance of the proposed active cell-balancing system, a prototype is implemented for balancing the three EV battery modules that contain twelve lithium-ion batteries from xEV. The maximum efficiency achieved for the charge transfer is 89.4%, and the balancing efficiency is 96.3%.
https://doi.org/10.3390/batteries10020061
Reuse
Computer science
Environmental economics
Automotive engineering
Environmental science
Business
Waste management
Economics
Engineering
2
Article
|
인용수 25
·
2023
Design and Analysis of Cryogenic Cooling System for Electric Propulsion System Using Liquid Hydrogen
Gi-Dong Nam, Hae-Jin Sung, Dong-Woo Ha, Hyun-Woo No, Tea-Hyung Koo, Rock-Kil Ko, Minwon Park
IF 3 (2023)
Energies
As the demand for eco-friendly energy increases, hydrogen energy and liquid hydrogen storage technologies are being developed as an alternative. Hydrogen has a lower liquefaction point and higher thermal conductivity than nitrogen or neon used in general cryogenic systems. Therefore, the application of hydrogen to cryogenic systems can increase efficiency and stability. This paper describes the design and analysis of a cryogenic cooling system for an electric propulsion system using liquid hydrogen as a refrigerant and energy source. The proposed aviation propulsion system (APS) consists of a hydrogen fuel cell, a battery, a power distribution system, and a motor. For a lab-scale 5 kW superconducting motor using a 2G high-temperature superconducting (HTS) wire, the HTS motor and cooling system were analyzed for electromagnetic and thermal characteristics using a finite element method-based analysis program. The liquid hydrogen-based cooling system consists of a pre-cooling system, a hydrogen liquefaction system, and an HTS coil cooling system. Based on the thermal load analysis results of the HTS coil, the target temperature for hydrogen gas pre-cooling, the number of buffer layers, and the cryo-cooler capacity were selected to minimize the thermal load of the hydrogen liquefaction system. As a result, the hydrogen was stably liquefied, and the temperature of the HTS coil corresponding to the thermal load of the designed lab-scale HTS motor was maintained at 30 K.
https://doi.org/10.3390/en16010527
Liquid hydrogen
Nuclear engineering
Liquefaction
Cryogenics
Water cooling
Refrigeration
Materials science
Hydrogen
Liquid nitrogen
Electromagnetic coil
3
Article
|
인용수 44
·
2022
Design, Implementation, and Evaluation of an Output Prediction Model of the 10 MW Floating Offshore Wind Turbine for a Digital Twin
Changhyun Kim, Minh-Chau Dinh, Hae-Jin Sung, Kyong‐Hwan Kim, Jeongho Choi, Lukas Graber, In-Keun Yu, Minwon Park
IF 3.2 (2022)
Energies
Predicting the output power of wind generators is essential to improve grid flexibility, which is vulnerable to power supply variability and uncertainty. Digital twins can help predict the output of a wind turbine using a variety of environmental data generated by real-world systems. This paper dealt with the development of a physics-based output prediction model (P-bOPM) for a 10 MW floating offshore wind turbine (FOWT) for a digital twin. The wind power generator dealt with in this paper was modeled considering the NREL 5 MW standard wind turbine with a semi-submersible structure. A P-bOPM of a 10 MW FOWT for a digital twin was designed and simulated using ANSYS Twin Builder. By connecting the P-bOPM developed for the digital twin implementation with an external sensor through TCP/IP communication, it was possible to calculate the output of the wind turbine using real-time field data. As a result of evaluating the P-bOPM for various marine environments, it showed good accuracy. The digital twin equipped with the P-bOPM, which accurately reflects the variability of the offshore wind farm and can predict the output in real time, will be a great help in improving the flexibility of the power system in the future.
https://doi.org/10.3390/en15176329
Offshore wind power
Turbine
Marine engineering
Flexibility (engineering)
Wind power
Engineering
Automotive engineering
Electrical engineering
Mechanical engineering
최신 정부 과제
28
과제 전체보기
1
2022년 11월-2025년 12월
|5,734,887,000원
풍력터빈 수명연장을 위한 내구성 평가 및 잔여 수명예측 기술개발
[최종목표]ㅇ 다수의 핵심부품 고장(손상) 진단예측과 기계학습 기반의 유효잔여 수명평가 기술개발을 통한 풍력터빈 수명연장 및 기능 실증
상태진단
고장진단
잔여수명 예측
SCADA/CMS
Health Monitoring 시스ㅌ템
2
2022년 9월-2027년 8월
|26,369,866,000원
AC/DC 하이브리드 배전망 운영시스템 기술개발
AC/DC 하이브리드 배전망 운영시스템 개발 및 테스트베드 연계 실증63
AC/DC 혼합배전망
배전망 운영시스템
AC/DC 혼합 전력망 운영 최적화
재생에너지 연계 수용률
수용가 직류 배전망
3
2022년 9월-2025년 8월
|1,031,490,000원
산업도시의 위기와 재구조화 방안
본 연구단은 1단계 연구를 통해 산업도시의 위기에 직면하여 산업도시의 재구조화가 필요하며, 이는 산업의 혁신역량과 주민의 사회역량으로 구성된 산업도시의 혁신역량을 강화하고 협력적 거버넌스를 확립함으로써 가능하다는 점을 확인하였다. 산업도시가 당면한 재구조화의 과제를 지역이 주도적으로 해결하기 위해서는 지역의 역량을 여러 층위에서 강화하는 방안이 요구된다. ...
산업도시 재구조화
산업전환
혁신역량
거버넌스
지역노동시장
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2021풍력발전기용 초전도코일 반복하중 시험 장치 및 시험 방법1020210153169
등록2021서로 다른 2개의 초전도 선재를 이용한 초전도 코일체 어셈블리 및 그 제조방법1020210133210
등록2021실시간 시뮬레이터를 이용한 강화학습 기반 공장 에너지 관리 방법 및 이를 이용한 시스템1020210087032
전체 특허

풍력발전기용 초전도코일 반복하중 시험 장치 및 시험 방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210153169

서로 다른 2개의 초전도 선재를 이용한 초전도 코일체 어셈블리 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210133210

실시간 시뮬레이터를 이용한 강화학습 기반 공장 에너지 관리 방법 및 이를 이용한 시스템

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210087032