고효율 전력변환 기반 차세대 전력기기 혁신연구센터 구축, 고효율 전력변환 및 전력기기 기술 연구 및 성과 확산, 글로벌 초격차 기술 연구 경험을 축적한 혁신인재 양성

1. 연구 과제의 최종 목표 - 신뢰성 향상을 고려한 WBG 기반의 단일 인버터를 이용한 병렬 IPMSM 구동 시스템의 설계 및 제어 - 연차별 목표: 1) 1차년도: SiC 모듈의 구동부, 보호부 및 인버터의 출력부 설계 및 검증 2) 2차년도: SiC 기반 단일 인버터를 이용한 병렬 IPMSM 구동 검증 3) 3차년도: 인버터 주요 요소...

본 프로젝트는 태양광 발전이나 배터리 저장 장치에서 만들어진 전기를 우리가 쓸 수 있도록 바꿔주는 전력변환장치(PCS)의 핵심 부품을 작고 효율적인 모듈 형태로 개발하여, 더 스마트하고 안정적인 PCS를 상용화하는 기술 개발임. 연구 목표는 3MW, 100kW, 500kW급 PCS 및 인버터 시제품 제작 및 성능 평가, WBG 기반 파워스택 고밀도화와 게이트 드라이브 최적화, 국가별 Grid-Code 맞춤형 제어 알고리즘 신뢰도 검증, 직류 아크 검출 장치 내장 시험, AI 기반 모듈 안정성 평가 알고리즘 개발에 있음. 핵심 연구 내용은 다양한 용량의 PCS 및 인버터 시제품 제작, 분산전원 시스템 구축, WBG 기반 파워스택 기술 개발, 신뢰성/EMC 시험 지원, 직류 아크 검출 및 지능형 게이트 구동회로 신뢰도 검증, 순환전류 및 누설전류 저감 분석, AI 기반 모듈 안전성 평가 및 열응력 해석을 통한 신뢰성 확보를 포함함. 기대 효과는 신재생에너지 시장 확대에 맞춰 고밀도 파워스택, 고장 진단, 내아크 검출 등 고신뢰성 기술을 확보하고 상용화하는 것임. 이를 통해 국내외 신재생에너지 및 ESS 단지에 적용하고, 전기자동차, 가전 등 다양한 산업 시장으로 진출하여 신성장 동력을 창출할 것으로 예상됨. 국산화 개발을 통해 기술 및 가격 경쟁력을 높여 국내 기업의 글로벌 시장 진출에 크게 기여할 것으로 전망됨.

본 과제는 전압형 MMC 기반 HVDC 시스템의 핵심 부품인 서브모듈을 실제와 유사한 조건에서 시험·평가하고, 관련 장치와 기준을 구축하는 연구임. 연구 목표는 3kV, 1000A급 서브모듈 평가장치 운전 결과를 분석하고 전압형 MMC 서브모듈 시뮬레이터·제어기술을 설계/검증하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 3차 커패시터, Bypass 스위치(3.3kV, 1600A, 4ms 이하), HVPT 100kVp 및 HVDCCT 1000A 계측, 고압절연 전원장치(SMPS) 검증, 서브모듈 power cycling 고장원인 분석, Half/Full bridge 밸브 토폴로지·제어기술 개발, 서브모듈 평가기준 표준(안) 추진임. 기대 효과는 실제 운전환경 유사 장시간 시험으로 신뢰성 향상 및 MMC 부품 국산화 지원, 대용량 MMC 신사업 및 수입 대체 효과 창출임.