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멀티코어 DSP를 이용한 전력 시스템 과도 상태 해석을 위한 실시간 시뮬레이터 개발

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Authors
고상기
Advisor
설승기
Major
공과대학 전기·컴퓨터공학부
Issue Date
2014-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
멀티코어 시뮬레이션실시간 시뮬레이션Power Hardware-in-the-Loop Simulation전기 추진 함정 전력 시스템
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2014. 2. 설승기.
Abstract
전력 시스템의 연구에 있어 과도 상태 해석은 필수적이다. 디지털 시뮬레이션은 전력 시스템의 과도 상태 해석을 하기 위한 중요한 도구로 자리매김하였다. 기존의 디지털 시뮬레이션의 경우 전력 시스템의 과도 상태 해석 시 비교적 오랜 시간을 필요로 하기 때문에 여러 개의 코어를 갖는 연산 장치(멀티코어 연산장치)나 여러 개의 연산 장치(멀티 프로세서)를 사용하여 시뮬레이션에 소요되는 시간을 단축시키려는 연구가 많이 진행되어 왔다.
본 논문에서는 전기 추진 함정의 전력 시스템을 실시간으로 시뮬레이션 할 수 있고, 동시에 전기 추진 함정의 추진 부하를 실제 하드웨어로 구성하여 시뮬레이션 하는 Power Hardware-in-the-Loop Simulation이 가능한 시뮬레이터를 구현한다.
먼저 전기 추진 함정 전력 시스템의 구성과 모델링에 대해서 살펴본다.
전기 추진 함정 전력 시스템을 실시간으로 시뮬레이션 하기 위해서 본 논문에서는 고성능 멀티 코어 DSP를 사용하였으며 연산의 병렬화를 위해서는 전력 시스템의 분할이 필요하다. 병렬 연산을 위한 회로 분할 알고리즘에 대해 살펴본다. 그리고 MATLAB/Simulink와 PLECS로 모델링 된 전기 추진 함정 전력 시스템을 DSP에서 실행 가능한 C 코드로 변환하는 방법에 대해서도 알아본다. 시뮬레이션 결과는 디지털 아날로그 변환기를 이용하여 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 하였으며 시뮬레이션 된 전원단의 전압은 외부 전력 증폭기에 의하여 실제 전압으로 합성됨으로써 Power Hardware-in-the-Loop Simulation이 가능하도록 한다.
이렇게 구현한 시뮬레이터를 이용하여 전기 추진 함정 전력 시스템을 실시간으로 모의할 수 있음을 보이고 전기 추진 함정의 부하 전동기를 실제 하드웨어로 구성하여 실험하는 Power Hardware-in-the-Loop Simulation을 수행한다. 이를 통해 전기 추진 함정 전력 시스템의 정상 상태 및 과도 상태 해석을 수행할 수 있었고 보다 정밀한 실험 및 제어 알고리즘을 검증할 수 있었다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/123052
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Appears in Collections:
College of Engineering/Engineering Practice School (공과대학/대학원)Dept. of Electrical and Computer Engineering (전기·정보공학부)Theses (Master's Degree_전기·정보공학부)
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