본 연구실은 이론적 모델링과 시뮬레이션에 더해, 실제 하드웨어 설계 및 구현에도 중점을 두고 있으며, 다음과 같은 연구를 수행하고 있습니다.

• 인버터 및 컨버터 회로 설계 및 제작 (DC/DC, 계통연계형 및 모터 구동 인버터 등)

• 대용량 ESS(250~300kW급), DC 그리드 적용 MMC, HVDC, STATCOM 등

• DSP/FPGA 기반의 실시간 제어보드 개발 및 제어 알고리즘 설계 및 개발

• 차세대 WBG 전력용 반도체 소자의(SiC, GaN) 동작 해석 및 시스템 발열/보호 설계

다양한 전력전자 기반의 시스템의 정확한 모의를 위한 본 연구실에서는 EMT 기반의 시뮬레이션 모델링 기술 개발을 중점으로 수행하고 있습니다.

PSCAD/EMTDC SW를 활용하여 다양한 전력전자 시스템의 시뮬레이션 모델링을 개발하고 있으며, 특히 DC/DC 컨버터, 대용량 MMC 컨버터, 에너지연계 인버터 시스템 및 차세대 e-Grid 연계 전력전자 시스템 모델링 개발 연구를 진행하고 있습니다.

또한 전력 변환 장치의 정확한 시스템 모델링 및 제어 기술 개발은 차세대 전력 시스템의  핵심 기술로 떠오르고 있습니다. 저희 연구실은 다양한 운전 조건에서도 안정적인 계통 운영을 보장할 수 있는 해석 및 시스템 설계, 검증 알고리즘 수립에 중점을 두며 선도적인 연구를 수행하고 있습니다.

향후 AC/DC Hybrid Network 전력계통망을 중심으로하는 차세대 e-Grid에 대한 제어 및 운영에 관련된 기술 개발의 필요성이 증대되고 있습니다. 특히 재생에너지의 전력계통 연계 증가와 기존 화력 발전 중심의 발전원 감소를 인하여 계통 수용성 향상 및 관성력 증대 연구가 필요합니다.

본 연구실에서는 차세대 e-Grid의 중심이 되는 송전계통에서의 HVDC와 배전계통에서의 DC Grid(DC 배전망)에 대한 전력계통 연계 제어(Droop, 2차 보상제어 등) 및 운영(GFM, Seamless, LVRT, HVRT 등)과 함께 ESS 및 재생에너지, 대용량 부하 영향성에 대한    심층적인 연구를 수행하고 있습니다.

전력 시스템이 복잡해지고, IBR(Inverter-Based Resources)과 같은 비선형, 비정상적 특성을 지닌 자원이 확산됨에 따라 제어 알고리즘의 신뢰성과 안정성 확보가 무엇보다 중요해지고 있습니다. 그러나 실제 전력 계통에서의 테스트는 위험 부담, 높은 비용, 다양한 환경 변수 통제가 어려운 한계가 존재합니다.

이러한 문제를 극복하기 위해 HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) 기술이 각광받고 있으며, 이는 가상 환경에서 실제 제어 하드웨어를 실시간으로 검증할 수 있게 해주는 강력한 도구입니다. HILS는 이론 모델과 실제 제어 시스템 사이의 격차를 줄이고, 현장 적용 전에 제어 전략의 유효성과 안정성을 검증할 수 있는 이상적인 방법입니다.

저희 연구실은 RTDS(Real-Time Digital Simulator)를 활용하여 다양한 계통 환경을 실시간으로 구현하고, 제어기 성능을 정밀하게 평가하는 연구를 수행하고 있습니다.