Energy Power Conversion Lab

Department of Energy and Electrical Engineering, Tech University of Korea

한국공학대학교 에너지 전력변환 연구실

Introduction

Energy Power Conversion Lab (EPCL), we specialize in the comprehensive development of advanced hardware and software for Inverters and Converters, standing the absolute forefront of power electronics.

Our research is strategically divided into two core pillars. First, we lead in large-capacity solutions, focusing on next-generation transmission technologies such as HVDC, MTDC, and MMC. By leveraging E-STATCOM and large-scale inverter technology, we pioneer e-Grid and Smart Grid applications, ensuring the stability of Renewable Energy integration. To guarantee reliability, we utilize high-fidelity HILS (Hardware-in-the-Loop Simulation) to validate complex control algorithms under real-world conditions before physical deployment.

Complementing our grid research, we excel in high-performance motor drives for Electric Vehicles (EVs) and compressors, featuring pioneering sensorless control, ultra-high-speed (100k+ RPM) technology. This precision-driven approach is reinforced by hands-on engineering, where we design, manufacture, and verify Inverter Drives using MG Sets and advanced battery modeling achieve optimized efficiency for the most demanding motion control applications.

The overarching goal of EPCL is to engineer innovative, resilient, and highly efficient solutions from massive power infrastructures to high-speed precision drives underpin the reliability and sustainability of modern power systems, paving the way for a more electrified and green future.

Main Research Area

인버터&컨버터 전력전자 시스템 설계/제작

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

차세대 모빌리티 모터 구동 및 배터리 제어

전기차(EV) 구동 모터, 컴프레서 및 배터리 정밀 모델링을 기반으로 고성능 전력 변환 솔루션을 연구하며, 고도화된 센서리스 제어와 10만 rpm 이상의 초고속 모터 제어 기술로 시스템의 극한 성능을 실현합니다. 이론을 넘어 직접 설계·제작한 인버터 드라이브와 MG Set 부하 시험을 통해 가상 모델과 실제 시스템 간의 오차를 최소화하는 실증 중심의 엔지니어링을 수행합니다.

특히 다양한 부하 환경에서의 정밀 동특성 해석과 데이터 기반의 최적화를 통해 하드웨어와 소프트웨어를 아우르는 완성도 높은 시스템 통합 기술을 확보하고 있습니다. 이러한 정밀 구동 및 실증 기술을 바탕으로 차세대 모빌리티 분야를 선도하며, 산업 현장에 즉각 적용 가능한 최적의 솔루션을 도출합니다. 궁극적으로는 초정밀 제어와 실증 기반 연구를 통해 더욱 효율적이고 지속 가능한 미래 모빌리티 및 에너지 산업 발전에 기여하고자 합니다.

EMT 기반 전력전자 설계 및 e-Grid 제어

PSCAD/EMTDC를 활용한 EMT 기반 시뮬레이션 모델링 기술을 바탕으로, 대용량 MMC, DC/DC 컨버터 및 차세대 e-Grid 시스템의 정밀 해석을 수행합니다. 특히 재생에너지 급증과 관성 감소 문제에 대응하기 위해, 계통 수용성을 높이는 Grid-Forming, Seamless 제어 및 LVRT/HVRT 등 고도화된 운영 알고리즘을 개발하고 있습니다.

송전용 HVDC부터 배전용 DC Grid를 아우르는 AC/DC Hybrid Network 환경에서, **ESS 및 재생에너지 연계 제어(Droop, 2차 보상 등)**를 포함한 시뮬레이션-제어 알고리즘 융합 검증을 통해 실제 시스템의 복잡한 동특성을 정밀하게 구현합니다. 이를 통해 실증 가능한 엔지니어링 솔루션을 도출함으로써 글로벌 에너지 패러다임 변화에 대응하고, 지능형 전력 변환 기술을 기반으로 지속 가능한 미래 전력 인프라 구축을 선도합니다.

HILS(Hardware In the Loop Simulation)

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.

Notice

한국공학대학교 [에너지 전력변환 연구실]에서는 전력전자 분야를 연구할 열정 있는 예비 학부연구생 및 대학원생을 모집합니다.

(상시 모집 / 전력전자 분야에 관심 있는 학생이라면 누구나 환영)

📌 모집 대상

전기/전자/에너지/제어 계열과 관련 있는 학생 (학년 무관, 관련 과목 이수자 우대)
전력전자 분야 관심이 있는 학생

💡 학부연구생 운영 커리큘럼

2학년 : 마이크로프로세서 / 임베디드 프로그래밍(C언어 기반) 스터디
3학년 : 전력전자변환 논문/특허 스터디, 전력전자 및 전력용반도체 스터디, 시뮬레이션 기초
4학년 : 전력전자 분야(인버터, 컨버터) 하드웨어 설계, PSCAD/EMTDC 시뮬레이션 -> 학회 및 공모전/ 경진대회 참가

📈 주요 연구실 활동 내용

전력전자 분야 및 시뮬레이션 스터디
회로 설계/제작 및 모델링 심화 연구 (희망에 따라 프로젝트 참여 가능)
학회 논문 발표 및 특허 출원 지원

📬 지원 방법

아래 이메일 또는 연구실 홈페이지 Join Us & Contact에 지원해 주세요.

How to Contact

Join Us & Contact 또는 이동근 교수(dongkn@tukorea.ac.kr)에게 문의 / TIP 410-2호 방문

※ 언제나 상담 환영 🤗