천관호 연구실
전기공학과 천관호
천관호 연구실은 전기공학 분야에서 자동제어 및 스마트그리드, 신재생에너지 시스템의 제어기술 개발을 선도하고 있습니다. 본 연구실은 배전 시스템의 전압 유지율 최적화, 보호기기 설정, 그리고 배터리 에너지 저장 시스템의 안정성 향상 등 전력 시스템의 신뢰성과 효율성을 높이기 위한 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 실제 현장 데이터를 기반으로 한 최적 제어 알고리즘 개발과 인공지능 기반의 전력수요 예측기법 도입을 통해, 미래 지향적이고 지능화된 전력 시스템 구축에 기여하고 있습니다.
또한, 풍력발전 시스템을 위한 강인 제어기술 개발에도 집중하고 있습니다. 영구자석 동기발전기(PMSG) 기반의 풍력발전 시스템에서 발생할 수 있는 다양한 불확실성과 외란을 고려한 적응형 슬라이딩 모드 제어기, LMI 기법을 활용한 강인 제어기 설계 등 첨단 제어기술을 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 신재생에너지의 효율적 활용과 에너지 전환 시대에 필수적인 기술적 토대를 마련하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
연구실은 다양한 특허와 논문, 그리고 산학협력 프로젝트를 통해 실질적인 연구성과를 창출하고 있습니다. 예를 들어, 광 기록 매체의 판별 장치 및 방법, 포커스 서보 제어 방법 등 첨단 전자통신기기 및 제어기술 관련 특허를 다수 보유하고 있으며, 스마트그리드 제어시스템 설계와 같은 저서를 통해 학문적 기여도 하고 있습니다. 또한, 한국전력공사 전력연구원 등과의 협력을 통해 실무적 문제 해결에도 앞장서고 있습니다.
연구실의 연구 방향은 전력 시스템의 자동화, 신재생에너지와 기존 전력망의 안정적 연계, 그리고 에너지 효율 극대화에 초점을 맞추고 있습니다. 이를 위해 인공지능, 빅데이터, 첨단 제어이론 등 다양한 융합기술을 적극적으로 도입하고 있으며, 실제 산업 현장에서 적용 가능한 솔루션 개발에 힘쓰고 있습니다.
앞으로도 천관호 연구실은 전기공학 분야의 핵심 기술 개발과 더불어, 에너지 전환 시대를 선도할 수 있는 혁신적인 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 국가 에너지 산업의 경쟁력 강화와 지속가능한 미래 사회 구현에 기여하고자 합니다.
스마트그리드 및 배전 시스템의 자동제어
스마트그리드와 배전 시스템의 자동제어는 현대 전력 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 본 연구실은 스마트그리드 제어시스템 설계, 배전선로의 전압 유지율 최적화, 그리고 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)의 안정성 향상 등 다양한 주제를 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 실제 현장 데이터를 기반으로 한 배전 시스템의 최적 운전 및 보호기기 설정 알고리즘 개발에 주력하고 있습니다.
이러한 연구는 전력 계통의 신뢰성과 효율성을 높이기 위해 필수적입니다. 예를 들어, 변압기 보호용 비율차동계전기의 전류보상 알고리즘 분석 및 고장유형 식별로직 개발, 배전선로 장력 추정기법, 그리고 Hot-spot 검출을 통한 탄력운전 검토 등은 실제 전력 설비의 안전성과 운영 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, LSTM 등 인공지능 기반의 단기 전력수요 예측기법도 도입하여, 미래 전력 수요 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 체계를 구축하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 스마트그리드의 실질적 구현과 더불어, 재생에너지와 기존 전력망의 안정적인 연계, 그리고 에너지 효율 극대화에 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 전력 시스템의 지능화와 자동화, 그리고 신재생에너지의 효과적인 통합을 위한 핵심 기술 개발에 매진할 계획입니다.
풍력발전 및 에너지 변환 시스템의 강인 제어기술
풍력발전 시스템은 신재생에너지 확대의 핵심 분야로, 본 연구실은 영구자석 동기발전기(PMSG) 기반의 풍력발전 시스템을 위한 강인 제어기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 시스템 모델의 불확실성과 외란을 고려한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어기법, 적응형 슬라이딩 모드 제어기, 그리고 LMI(Linear Matrix Inequality) 기법을 활용한 제한된 입력의 강인 제어기 설계 등 다양한 첨단 제어기술을 연구하고 있습니다.
이러한 연구는 풍력발전 시스템의 효율성과 안정성을 극대화하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 토크 불확실성과 미지의 파라미터를 고려한 적응 슬라이딩 모드 제어기 설계, 출력 포화 현상을 고려한 강인 제어기 설계, 그리고 실제 실험 및 시뮬레이션을 통한 검증 등은 풍력발전 시스템의 실질적 성능 향상에 기여하고 있습니다. 또한, 배터리 에너지 저장 시스템과 연계한 마이크로그리드 내에서의 제어 안정성 분석도 함께 수행하여, 신재생에너지의 실질적 활용도를 높이고 있습니다.
이러한 연구는 미래 에너지 시스템의 핵심인 신재생에너지의 안정적 공급과 효율적 운영을 위한 기반 기술을 제공하며, 에너지 전환 시대에 필수적인 기술적 토대를 마련하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 풍력발전 및 에너지 변환 시스템의 제어 최적화와 신뢰성 향상을 위한 연구를 지속적으로 추진할 예정입니다.
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Optimal On-Load Tap Changer Tap Control Method for Voltage Compliance Rate Improvement in Distribution Systems, Based on Field Measurement Data
임한민, 천관호
ENERGIES, 202501
2
Overhead Power Line Tension Estimation Method Using Accelerometers
천관호
ENERGIES, 202501
3
Adaptive Sliding Mode Control for PMSG Wind Turbine Systems
이성원, 천관호
ENERGIES, 201902
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시스템 모델의 불확실성 및 외란을 고려한 PMSG 풍력발전기의 MPPT 제어기법 개발