직류 배전 계통의 수상함 적용 필요성 및 적용 방안에 관한 연구

김소연¹^{, *} ; 홍창우²

1해군 중령/해군사관학교 전기전자공학과 부교수
2해군 소령/해군사관학교 기계시스템공학과 조교수

Study on the Necessity and Application of DC Distribution System in a Surface Naval Ships

So Yeon Kim¹^{, *} ; Chang Woo Hong²

1CDR, ROK Navy/Associate professor, Dept. of Electrical Engineering, ROK Naval Academy
2LCDR, ROK Navy/Assistant professor, Dept. of Mechanical System Engineering, ROK Naval Academy

Correspondence to: ^*So Yeon Kim Dept. of Electrical and Engineering, Republic of Korea Naval Academy 1 Jungwon-ro, Jinhae-gu, Changwon-si, Gyungsangnam-do, 51704, Republic of Korea Tel: +82-55-907-5315 E-mail: ksy4rang@navy.ac.kr

초록

수상함 교류 배전은 특성상 전기적 특성이 매우 복잡하고, 전력품질 기준을 충족하는 데 드는 비용도 점차 증가하고 있다. 이를 해결하는 방안은 직류 배전 방식을 도입하는 것이다. 본 논문에서는 DC 배전의 적용 이점을 고찰하고, 전기추진 수상함의 전력 계통에서 DC-bus 구현 방안에 대해 제안하고자 한다. 현재 수상함 전기추진 시스템에서는 다이오드 정류기의 다펄스화 또는 AFE 정류 단을 도입하여 고조파 문제를 해결하고 있다. 그러나 필터의 추가 설치는 무게와 비용 측면에서 불리하다. 만약 대용량 전기추진 시스템의 DC-link 전압을 DC 모선으로 확대하여 DC 배전 방식을 채택하면, 고조파 전류에 대한 고려가 전혀 필요하지 않다. 또한 기계식 차단기와 변압기가 제거되면서 DC 계통 최적화를 통한 공간과 무게 절감 및 장비의 유연한 구성 등 이점을 제공한다.

Abstract

Surface naval ship's AC distribution, with its complex electrical characteristics and increasing costs to meet power quality standards, can be addressed by adopting DC distribution. This paper explores the benefits and proposes strategies for implementing a DC-bus in electric propulsion naval ships. By adopting DC distribution, issues like harmonic currents are eliminated, and the removal of mechanical circuit breakers and transformers allows for space and weight savings and flexible equipment configuration.

Keywords:

Power Conversion Equipment, AC-bus, DC-bus, Total Harmonics Distortion, DC-link, Energy Storage System

키워드:

전력변환장치, 교류모선, 직류모선, 전 고조파 왜율, 직류 링크, 에너지 저장장치

Acknowledgments

이 논문은 2023년도 한국해군과학기술학회 동계학술대회 발표 논문임.

References

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