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SUMMARY

Contents

목차

제1장 연구개발과제의 개요 39

1. 연구개발 목적 39

2. 연구개발의 필요성 39

3. 연구개발 범위 40

제2장 국내외 기술 개발 현황 44

제1절 배터리 저장형 회생에너지 활용시스템 44

1. 국내 기술 개발 현황 44

2. 국외 기술 개발 현황 46

제2절 전력저장장치 연계형 도시철도 역사용 경량 태양광 발전시스템 51

1. 국내 기술 개발 현황 51

2. 국외 기술 개발 현황 52

제3절 도시철도 지하 선로 흡열모듈 기반 터널 냉각시스템 56

1. 국내 기술 개발 현황 56

2. 국외 기술 개발 현황 60

제4절 도시철도 지하 역사 고효율 환기시스템 65

1. 국내 기술 개발 현황 65

2. 국외 기술 개발 현황 67

제5절 도시철도 통합 에너지 운영시스템 69

1. 국내 기술 개발 현황 69

2. 국외 기술 개발 현황 70

제6절 3차원 공간정보 기반 역사 에너지성능평가 솔루션 72

1. 국내 기술 개발 현황 72

2. 국외 기술 개발 현황 74

제3장 연구 수행 내용 및 성과 76

제1절 배터리 저장형 회생에너지 활용시스템 76

1. 시스템 개요 76

2. 400kWh급 전력저장장치 및 PCS 77

3. 회생에너지 전력변환시스템 129

제2절 전력저장장치 연계형 도시철도 역사용 경량 태양광 발전시스템 192

1. 시스템 개요 192

2. 태양광 모듈 및 구조물 제작 및 시험 193

3. 현장구축을 위한 시뮬레이션 및 태양광 발전시스템 구성 212

4. 도봉산 역사 태양광 발전 시스템 현장구축 220

5. 경량화 태양광 모듈 및 플렉서블 CIGS 시스템 성능평가 및 유지보수 225

제3절 도시철도 지하 선로 흡열모듈 기반 터널 냉각시스템 236

1. 시스템 개요 236

2. 도시철도 냉난방 부하특성 237

3. TLS(Thermal Lining System) 동작원리 및 효과분석 247

4. 설계 및 제작 260

5. 현장구축 계획 302

6. TLS 성능시험 및 현장 구축용 시스템 제작 324

제4절 도시철도 지하 역사 고효율 환기시스템 411

1. 시스템 개요 411

2. 지하철역사에 고효율 전동기 도입의 타당성 검토 412

3. 경제성 및 실시간 실내환경 반영 환기시스템 구현을 위한 기존 설비 개선방안 검토 435

4. 경제성 및 실내환경 분석 기반 환기시스템 최적운전패턴 도출 알고리즘 448

5. 최적의 운전패턴 구현을 위한 환기시스템 제안 및 시범 제작 463

제5절 도시철도 통합에너지 운영시스템 485

1. 시스템 개요 485

2. 도시철도 통합 에너지 운영시스템 486

3. 설계 및 제작 491

4. 현장구축 495

5. 운영시험 및 종합 성능평가 498

6. 도시철도 복합에너지 시스템 에너지저장장치 최적 스케줄링 알고리즘 501

7. 최적 스케줄링 알고리즘 설계 및 제작 502

8. 현장적용 및 종합 성능평가 524

제6절 3차원 공간정보 기반 역사 에너지성능평가 솔루션 552

1. 솔루션 개요 552

2. 테스트베드 모델 구축 및 설계대안 평가 553

3. 설계 및 제작 556

4. 현장적용 및 평가 567

제7절 도시철도 역사 테스트베드 구축 및 성능평가 574

1. 테스트베드 구축 574

2. 성능평가 579

3. 철도산업에서의 에너지원에 따른 절감 사업화모델 587

4. 도시철도 에너지 관련 기술기준 적용(안) 609

제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 617

1. 목표 달성도 617

2. 관련 분야 기여도 623

제5장 연구개발성과의 활용계획 625

1. 고려사항 625

2. 활용 사례 627

3. 활용 계획 629

제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 630

제7장 연구개발성과의 보안등급 631

제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 631

제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 631

제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 631

제11장 기타 사항 632

제12장 참고문헌 632

〈표 1-1-1〉 도시철도 역사 수 39

〈표 1-1-2〉 서울교통공사 요금인상 추이 39

〈표 1-1-3〉 요금제 변경 사례 40

〈표 1-1-4〉 실증역사 3년간 일평균 전력사용량 41

〈표 2-1-1〉 ELDC(슈퍼캡) 사양 45

〈표 2-1-2〉 ELDC(슈퍼캡) 설치사례 46

〈표 2-1-3〉 스페인의 빌바오(BILBAO) 지하철 설치 사양 46

〈표 2-1-4〉 가선전압에 따른 리튬이온 배터리 회생시스템의 사양(히타치) 49

〈표 2-1-5〉 ESS용량 50

〈표 2-4-1〉 고효율급 효율/ 프리미엄급 효율/ 슈퍼 프리미엄급 효율 66

〈표 2-6-1〉 국내외 친환경 인증제도 에너지성능평가 현황 72

〈표 2-6-2〉 국내외 BIM 가이드라인 현황 73

〈표 2-6-3〉 BIM 에너지성능분석 연구동향 73

〈표 2-6-4〉 국외 BIM 기술 동향 분석 자료 74

〈표 2-6-5〉 국내외 BIM 가이드라인 현황 75

〈표 3-1-1〉 개발 목표 77

〈표 3-1-2〉 저장매체 선정 사유 78

〈표 3-1-3〉 전기적 및 일반적 특징 79

〈표 3-1-4〉 전기적 및 일반적 특징 79

〈표 3-1-5〉 H/W 설계 파라미터 80

〈표 3-1-6〉 고효율인증 시험 항목 93

〈표 3-1-7〉 전력저장장치 고효율인증 효율기준 94

〈표 3-1-8〉 PCS 사양 99

〈표 3-1-9〉 H/W 설계 파라미터 99

〈표 3-1-10〉 인증항목 108

〈표 3-1-11〉 400kW급 전력저장장치의 랙 구성품 111

〈표 3-1-12〉 배터리 모듈 사양 112

〈표 3-1-13〉 BPU 사양 113

〈표 3-1-14〉 BMS 규격 114

〈표 3-1-15〉 셀테스트 항목 115

〈표 3-1-16〉 SURT6000XLI UPS 사양 119

〈표 3-1-17〉 3상 4선식 트랜스 용량별 설계 120

〈표 3-1-18〉 회생에너지 시스템 모듈화 장점 131

〈표 3-1-19〉 회생전력량 및 배터리 용량 선정 133

〈표 3-1-20〉 회생컨버터 시스템 설계 사양 134

〈표 3-1-21〉 단위 모듈 H/W 사양 134

〈표 3-1-22〉 제어 회로 기능 139

〈표 3-1-23〉 CPU B/D 기능 및 사양 140

〈표 3-1-24〉 Base B/D 기능 및 사양 140

〈표 3-1-25〉 Gate Driver B/D 기능 및 사양 141

〈표 3-1-26〉 Voltage Sensor B/D 기능 및 사양 141

〈표 3-1-27〉 Control Power SMPS 사양 142

〈표 3-1-28〉 회생 Converter Module 사양 143

〈표 3-1-29〉 제어기 응답 속도 144

〈표 3-1-30〉 Fault Test 결과 146

〈표 3-1-31〉 정격 운전 Test 결과 147

〈표 3-1-32〉 측정 포인트 147

〈표 3-1-33〉 응답 속도 Test 결과 148

〈표 3-1-34〉 측정 결과 148

〈표 3-1-35〉 측정 결과 149

〈표 3-1-36〉 측정 결과 149

〈표 3-1-37〉 측정 결과 150

〈표 3-1-38〉 측정 채널 150

〈표 3-1-39〉 운전 조건 150

〈표 3-1-40〉 측정 채널 151

〈표 3-1-41〉 회생 컨버터 Module 효율 측정 결과 152

〈표 3-1-42〉 회생 컨버터 Unit H/W 설계 사양 154

〈표 3-1-43〉 Gating Delay에 따른 Unbalancing 계산 결과 155

〈표 3-1-44〉 전류오차에 따른 Unbalancing 계산 결과 156

〈표 3-1-45〉 Unbalancing 제어기 및 하드웨어 개발 사양 156

〈표 3-1-46〉 시뮬레이션 설정 값 156

〈표 3-1-47〉 사이즈 및 중량 159

〈표 3-1-48〉 회생 컨버터 Module 운전 설정 값 161

〈표 3-1-49〉 회생 컨버터 유닛 운전 결과 162

〈표 3-1-50〉 측정 채널 162

〈표 3-1-51〉 측정 채널 163

〈표 3-1-52〉 측정 채널 163

〈표 3-1-53〉 측정 채널 164

〈표 3-1-54〉 측정 채널 164

〈표 3-1-55〉 Incoming 사양 166

〈표 3-1-56〉 측정 채널 166

〈표 3-1-57〉 Capacitor사양, Capacitor Bank 사양 169

〈표 3-1-58〉 측정 채널 169

〈표 3-1-59〉 회생에너지 시스템 사양 170

〈표 3-1-60〉 Control Master 특징 172

〈표 3-1-61〉 회생에너지 시스템 ↔ 상위제어기 통신 Test 세부 항목 173

〈표 3-1-62〉 현장 구축 시스템 사양 176

〈표 3-1-63〉 제어기 설정 값 178

〈표 3-1-64〉 설정 값 181

〈표 3-1-65〉 측정 채널 182

〈표 3-1-66〉 Test 결과 BMS 화면 183

〈표 3-1-67〉 회생에너지 시스템 발전량 186

〈표 3-1-68〉 회생에너지 시스템 절감 목표량 산출근거 188

〈표 3-1-69〉 회생에너지 시스템 구축 비용(1,000kWh급) 190

〈표 3-1-70〉 회생에너지 시스템 ROI(620kWh 기준) 190

〈표 3-1-71〉 회생에너지 시스템 ROI(성능 업그레이드 기준) 191

〈표 3-2-1〉 표준설치 운영결과(2015년 3월 01일~31일) 209

〈표 3-2-2〉 일반 사양 210

〈표 3-2-3〉 일조시간비교(1~6월) 212

〈표 3-2-4〉 일조시간비교(7~12월) 213

〈표 3-2-5〉 태양광 발전량 시뮬레이션 결과 214

〈표 3-2-6〉 태양광 설치용량 및 예상발전량 검토 (20.25kW) - A구역 214

〈표 3-2-7〉 시스템 구성 요약 224

〈표 3-2-8〉 철도역사 테스트베드 현장평가 결과 225

〈표 3-2-9〉 철도역사 테스트베드 Lab-test 결과 226

〈표 3-2-10〉 도봉산 태양광 모듈 성능 227

〈표 3-2-11〉 도봉산 태양광 모듈 227

〈표 3-2-12〉 경량화 태양광 모듈 EL(Electroluminescence) 측정(서쪽) 228

〈표 3-2-13〉 경량화 태양광 모듈 EL(Electroluminescence) 측정(동쪽) 229

〈표 3-2-14〉 도봉산 태양광 (c-Si) module 발전량 231

〈표 3-2-15〉 도봉산 태양광 (CIGS) module 발전량 232

〈표 3-3-1〉 일반적인 부하 산정 기준과 설계 기준 237

〈표 3-3-2〉 외기온습도 기준 (국토해양부 고시 제2008-5호) 238

〈표 3-3-3〉 실내 온습도 기준 238

〈표 3-3-4〉 인체 발열량 기준 238

〈표 3-3-5〉 실내 부하기준 239

〈표 3-3-6〉 지중온도 기준(서울특별시 지하철건설본부 도시철도 기술 자료집) 239

〈표 3-3-7〉 실내 발생열 기준 239

〈표 3-3-8〉 차량제원 239

〈표 3-3-9〉 여름 외기 온습도 기준(국토해양부 고시 제2008-5호 인천) 239

〈표 3-3-10〉 터널 열부하(열차주행발열) 240

〈표 3-3-11〉 터널 열부하(열차주행보조기기발열) 240

〈표 3-3-12〉 터널 열부하(열차냉방기발열) 240

〈표 3-3-13〉 지중흡열 240

〈표 3-3-14〉 선로 환기 설계조건 241

〈표 3-3-15〉 부하 및 소요 환기량(9호선 B~C 구간) 241

〈표 3-3-16〉 부하 및 소요 환기량(9호선 C~D 구간) 241

〈표 3-3-17〉 부하 및 소요 환기량(9호선 C, D 정거장 선로부 환기량 선정) 241

〈표 3-3-18〉 9호선 C, D 정거장 선로부 환기팬 선정(C 정거장) 242

〈표 3-3-19〉 9호선 C, D 정거장 선로부 환기팬 선정(D 정거장) 242

〈표 3-3-20〉 대합실 냉난방 특성 242

〈표 3-3-21〉 승강장 냉난방 특성 243

〈표 3-3-22〉 직원근무실 냉난방 특성 243

〈표 3-3-23〉 기능실 냉난방 특성 243

〈표 3-3-24〉 선로 환기부하 특성 243

〈표 3-3-25〉 역사 내 실별 단위면적당 냉방부하 244

〈표 3-3-26〉 역사 내 실별 단위면적당 난방부하 244

〈표 3-3-27〉 부하집계 245

〈표 3-3-28〉 냉방부하 발생 요인과 특징 245

〈표 3-3-29〉 TLS의 정의 및 원리 247

〈표 3-3-30〉 TLS의 세부 구조 및 작동원리 248

〈표 3-3-31〉 TLS 설치 목적 249

〈표 3-3-32〉 복사 냉방 기술의 적용 및 응용 249

〈표 3-3-33〉 TLS 흡열모듈의 승강장 선로부 설치 시 고려사항 249

〈표 3-3-34〉 기존 설치 사례 250

〈표 3-3-35〉 기존 복사 패널 단점 250

〈표 3-3-36〉 표면 곡률 적용 1 251

〈표 3-3-37〉 표면 곡률 적용 2 251

〈표 3-3-38〉 열전달 활성화 표면 252

〈표 3-3-39〉 TLS 후면 공간 확보 252

〈표 3-3-40〉 곡면형 TLS 모세관 253

〈표 3-3-41〉 TLS 주요 부품 개요 254

〈표 3-3-42〉 TLS 예상 설치 형태 255

〈표 3-3-43〉 TLS 모듈 형태 및 설치 형태 256

〈표 3-3-44〉 승강장 배기덕트 미 적용 256

〈표 3-3-45〉 승강장 배기덕트 적용 256

〈표 3-3-46〉 분석조건 257

〈표 3-3-47〉 흡열량 분석 결과_일반조건 257

〈표 3-3-48〉 흡열량 분석 결과_Periodic 조건 257

〈표 3-3-49〉 승강장 배기덕트 미 적용 시 결과 258

〈표 3-3-50〉 승강장 배기덕트 적용 시 결과 258

〈표 3-3-51〉 승강장 배기덕트 주변 유동 259

〈표 3-3-52〉 TLS 시스템 개요 260

〈표 3-3-53〉 TLS 순환 및 열교환 장비 설치위치 260

〈표 3-3-54〉 역사 내 TLS 설치 대상 공간 261

〈표 3-3-55〉 TLS 설치 위치 261

〈표 3-3-56〉 TLS 배치 방식 262

〈표 3-3-57〉 흡열체 특징 262

〈표 3-3-58〉 흡열체 시스템 구성 263

〈표 3-3-59〉 모세관 매트 흡열체 구성 방식 264

〈표 3-3-60〉 Thermally conductive paste 특징 264

〈표 3-3-61〉 패널식 265

〈표 3-3-62〉 TLS 소재 및 부속 검토 개요 266

〈표 3-3-63〉 금속 방속 도색 순서 268

〈표 3-3-64〉 방청 소재 종류 268

〈표 3-3-65〉 방청 도색 제품 종류 269

〈표 3-3-66〉 결합재 종류 269

〈표 3-3-67〉 TLS 시작품 제작 개요 270

〈표 3-3-68〉 TLS System 형태 271

〈표 3-3-69〉 판 어셈블리 형태 271

〈표 3-3-70〉 절곡된 알루미늄 판 형태 272

〈표 3-3-71〉 알루미늄 판 제원 272

〈표 3-3-72〉 모사된 충진재 제원 272

〈표 3-3-73〉 TLS System (절곡된 형태) 무게 273

〈표 3-3-74〉 TLS System의 알루미늄 판 273

〈표 3-3-75〉 알루미늄 판 제원 274

〈표 3-3-76〉 모사한 충진재 제원 274

〈표 3-3-77〉 TLS System (라운드형) 무게 275

〈표 3-3-78〉 TLS System의 알루미늄 판 275

〈표 3-3-79〉 제작 결과 278

〈표 3-3-80〉 주차별 진행 내용 280

〈표 3-3-81〉 모듈 형태 및 구성 281

〈표 3-3-82〉 내부 배관 소재 282

〈표 3-3-83〉 실험용 챔버 제원 283

〈표 3-3-84〉 오리피스 차압 측정으로 통한 송풍기 유랑 측정 284

〈표 3-3-85〉 냉각수 순환 시스템, 컨트롤 패널 284

〈표 3-3-86〉 예비시험 결과 285

〈표 3-3-87〉 실험 설정 검토 1 286

〈표 3-3-88〉 실험 설정 검토 2 287

〈표 3-3-89〉 실험 case 288

〈표 3-3-90〉 실험 결과 289

〈표 3-3-91〉 도메인 290

〈표 3-3-92〉 물 설치 290

〈표 3-3-93〉 Parametric 분석용 CFD 분석 Case 291

〈표 3-3-94〉 Workbench Parameter 구성 및 모델링 291

〈표 3-3-95〉 험 설정에 따른 TLS 흡열 모듈 성능의 경향 292

〈표 3-3-96〉 CFD 결과 비교 293

〈표 3-3-97〉 IDA Tunnel Long-Term 분석 방식 개요 295

〈표 3-3-98〉 SR005 차량 편성정보 298

〈표 3-3-99〉 열차 입력 제원 299

〈표 3-3-100〉 터널 벽체 온도 비교 (연간 대표 값) 300

〈표 3-3-101〉 승강장 선로부 온도비교 (운영 30년 후, 7월 중순) 300

〈표 3-3-102〉 TLS 흡열량 (하절기 최대 흡열환경) 301

〈표 3-3-103〉 수락산역 실사 302

〈표 3-3-104〉 마들역 집수정 현장사진 : 개·보수 미실시(금년 실시예정) 303

〈표 3-3-105〉 노원역 집수정 현장 사진 304

〈표 3-3-106〉 마들 승강장 하부 현장사진 : 흡열모듈 설치위치 305

〈표 3-3-107〉 노원 승강장 하부 현장사진 : 흡열모듈 설치위치 305

〈표 3-3-108〉 마들역 실측 내용 307

〈표 3-3-109〉 노원역 실측 내용 307

〈표 3-3-110〉 요소별 배관 길이 309

〈표 3-3-111〉 순환장치 제작 사양 310

〈표 3-3-112〉 TLS 패널 및 지지대 설계 개요 312

〈표 3-3-113〉 TLS 패널 설계(ㄱ형강 및 날개) 313

〈표 3-3-114〉 TLS 패널 받침대 설계(ㄱ형강 및 날개) 313

〈표 3-3-115〉 TLS 패널 설계(고정 브라켓) 314

〈표 3-3-116〉 TLS 패널 받침대 설계(고정 브라켓) 314

〈표 3-3-117〉 TLS 패널 받침대 설계(ㄱ형강으로 구성된 고정 브라켓) 315

〈표 3-3-118〉 TLS 패널 설계(보강대) 316

〈표 3-3-119〉 TLS 패널 받침대 설계(보강대) 316

〈표 3-3-120〉 TLS 패널 설계 317

〈표 3-3-121〉 TLS 패널 받침대 설계 317

〈표 3-3-122〉 보관 랙 설계 (3030 프로파일 랙) 318

〈표 3-3-123〉 보관 랙 설계 (4040 프로파일 랙) 319

〈표 3-3-124〉 마들역 실사결과 (배수펌프실) 321

〈표 3-3-125〉 마들역 실사결과 (지하역사 선로부) 321

〈표 3-3-126〉 노원역 실사결과 (배수펌프실) 322

〈표 3-3-127〉 노원역 실사결과 (지하역사 선로부) 322

〈표 3-3-128〉 TLS 성능 시험 방법론 검토 324

〈표 3-3-129〉 테스트베드 역사 제원 325

〈표 3-3-130〉 테스트베드 역사 본선환기팬 제원 326

〈표 3-3-131〉 테스트베드 역사 열차 주행발열량 계산결과 327

〈표 3-3-132〉 테스트베드 역사 열차 냉방기 발열량 계산결과 328

〈표 3-3-133〉 테스트베드 역사 지중흡열량 계산 328

〈표 3-3-134〉 테스트베드 역사 선로부 총 발열량 계산 328

〈표 3-3-135〉 TLS 설치 329

〈표 3-3-136〉 운영시 시스템 에너지 사용 329

〈표 3-3-137〉 테스트베드 역사 에너지 절감량 도출 330

〈표 3-3-138〉 TLS 시스템 331

〈표 3-3-139〉 시스템별 경제성 검토 331

〈표 3-3-140〉 성능시험 Case 333

〈표 3-3-141〉 Case 01 성능시험결과 334

〈표 3-3-142〉 Case 02 성능시험결과 335

〈표 3-3-143〉 Case 03 성능시험결과 335

〈표 3-3-144〉 Case 04 성능시험결과 336

〈표 3-3-145〉 Case 05 성능시험결과 336

〈표 3-3-146〉 Case 06 성능시험결과 337

〈표 3-3-147〉 Case 07 성능시험결과 337

〈표 3-3-148〉 Case 08 성능시험결과 338

〈표 3-3-149〉 Case 09 성능시험결과 338

〈표 3-3-150〉 Case 10 성능시험결과 339

〈표 3-3-151〉 Case 11 성능시험결과 339

〈표 3-3-152〉 Case 12 성능시험결과 340

〈표 3-3-153〉 Case 13 성능시험결과 340

〈표 3-3-154〉 Case 14 성능시험결과 341

〈표 3-3-155〉 Case 15 성능시험결과 341

〈표 3-3-156〉 Case 16 성능시험결과 342

〈표 3-3-157〉 Case 17 성능시험결과 342

〈표 3-3-158〉 Case 18 성능시험결과 343

〈표 3-3-159〉 Case 19 성능시험결과 343

〈표 3-3-160〉 Case 20 성능시험결과 344

〈표 3-3-161〉 Case 21 성능시험결과 344

〈표 3-3-162〉 Case 22 성능시험결과 345

〈표 3-3-163〉 Case 23 성능시험결과 345

〈표 3-3-164〉 Case 24 성능시험결과 346

〈표 3-3-165〉 Case 25 성능시험결과 346

〈표 3-3-166〉 Case 26 성능시험결과 347

〈표 3-3-167〉 Case 27 성능시험결과 347

〈표 3-3-168〉 Case 28 성능시험결과 348

〈표 3-3-169〉 Case 29 성능시험결과 348

〈표 3-3-170〉 Case 30 성능시험결과 349

〈표 3-3-171〉 Case 31 성능시험결과 349

〈표 3-3-172〉 Case 32 성능시험결과 350

〈표 3-3-173〉 Case 33 성능시험결과 350

〈표 3-3-174〉 Case 34 성능시험결과 351

〈표 3-3-175〉 Case 35 성능시험결과 351

〈표 3-3-176〉 Case 36 성능시험결과 352

〈표 3-3-177〉 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 1/4 355

〈표 3-3-178〉 1차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 2/4 356

〈표 3-3-179〉 1차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 3/4 357

〈표 3-3-180〉 1차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 4/4 358

〈표 3-3-181〉 성능시험 Case 360

〈표 3-3-182〉 Case 10 성능시험결과 361

〈표 3-3-183〉 Case 11 성능시험결과 361

〈표 3-3-184〉 Case 12 성능시험결과 362

〈표 3-3-185〉 Case 13 성능시험결과 362

〈표 3-3-186〉 Case 14 성능시험결과 363

〈표 3-3-187〉 Case 15 성능시험결과 363

〈표 3-3-188〉 Case 16 성능시험결과 364

〈표 3-3-189〉 Case 17 성능시험결과 364

〈표 3-3-190〉 Case 18 성능시험결과 365

〈표 3-3-191〉 Case 19 성능시험결과 365

〈표 3-3-192〉 Case 20 성능시험결과 366

〈표 3-3-193〉 Case 21 성능시험결과 366

〈표 3-3-194〉 Case 22 성능시험결과 367

〈표 3-3-195〉 Case 23 성능시험결과 367

〈표 3-3-196〉 Case 24 성능시험결과 368

〈표 3-3-197〉 Case 25 성능시험결과 368

〈표 3-3-198〉 Case 26 성능시험결과 369

〈표 3-3-199〉 Case 27 성능시험결과 369

〈표 3-3-200〉 Case 28 성능시험결과 370

〈표 3-3-201〉 Case 29 성능시험결과 370

〈표 3-3-202〉 Case 30 성능시험결과 371

〈표 3-3-203〉 Case 31 성능시험결과 371

〈표 3-3-204〉 Case 32 성능시험결과 372

〈표 3-3-205〉 Case 33 성능시험결과 372

〈표 3-3-206〉 Case 34 성능시험결과 373

〈표 3-3-207〉 Case 35 성능시험결과 373

〈표 3-3-208〉 Case 36 성능시험결과 374

〈표 3-3-209〉 2차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 1/6 376

〈표 3-3-210〉 2차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 2/6 377

〈표 3-3-211〉 2차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 3/6 378

〈표 3-3-212〉 2차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 4/6 379

〈표 3-3-213〉 2차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 5/6 380

〈표 3-3-214〉 2차 Case 별 흡열성능 시험 결과 - 6/6 381

〈표 3-3-215〉 도시철도 지하수 연구결과 - 1 385

〈표 3-3-216〉 도시철도 지하수 연구결과 - 2 386

〈표 3-3-217〉 도시철도 터널 열환경 연구결과 - 1 386

〈표 3-3-218〉 도시철도 터널 열환경 연구결과 - 2 387

〈표 3-3-219〉 도시철도 터널 열환경 연구결과 - 3 387

〈표 3-3-220〉 수락산 역사 실측 결과 비교 388

〈표 3-3-221〉 마들역사 온도 실측 개요 389

〈표 3-3-222〉 수락산 역사 실측 장비 설치 390

〈표 3-3-223〉 시간대별 수락산 역사 실측 결과 - 1/2 390

〈표 3-3-224〉 시간대별 수락산 역사 실측 결과 - 2/2 391

〈표 3-3-225〉 도시철도 터널구간 온도 특성 394

〈표 3-3-226〉 터널내 기류속도 1m/s 시 TLS 패널 유량별 흡열성능 예측선도 395

〈표 3-3-227〉 터널내 기류속도 3m/s 시 TLS 패널 유량별 흡열성능 예측선도 396

〈표 3-3-228〉 터널내 기류속도 5m/s 시 TLS 패널 유량별 흡열성능 예측선도 397

〈표 3-3-229〉 스테인리스 특성 1 402

〈표 3-3-230〉 스테인리스 특성 2 403

〈표 3-3-231〉 형강 특성 1 403

〈표 3-3-232〉 형강 특성 2 403

〈표 3-3-233〉 기계적 특성 403

〈표 3-3-234〉 앵커의 설계저항강도 403

〈표 3-3-235〉 하중 조합 404

〈표 3-3-236〉 지점조건 405

〈표 3-3-237〉 부재력 406

〈표 3-3-238〉 지점의 반력 407

〈표 3-3-239〉 변형도 407

〈표 3-3-240〉 TLS패널 프레임 408

〈표 3-3-241〉 앵커 설계 408

〈표 3-4-1〉 재료비 산정 416

〈표 3-4-2〉 계절별, 시간대별 부하구분 417

〈표 3-4-3〉 부하별 전력요금단가 417

〈표 3-4-4〉 기존전동기 에너지소비량 및 비용 417

〈표 3-4-5〉 경부하 시간대별 공기질 상태 확률 418

〈표 3-4-6〉 중간부하 시간대별 공기질 상태 확률 418

〈표 3-4-7〉 최대부하 시간대별 공기질 상태확률 418

〈표 3-4-8〉 경부하 시간대별 에너지소비량 및 비용 419

〈표 3-4-9〉 중간부하 시간대별 에너지소비량 및 비용 419

〈표 3-4-10〉 최대부하 시간대별 에너지소비량 및 비용 420

〈표 3-4-11〉 가변운전방식 에너지소비량 및 비용 420

〈표 3-4-12〉 발전부분 에너지별 비중 420

〈표 3-4-13〉 에너지 소비량 420

〈표 3-4-14〉 에너지별 단가 420

〈표 3-4-15〉 연간 화석연료 절감량 421

〈표 3-4-16〉 에너지종류별 환산계수 421

〈표 3-4-17〉 대기오염물질 절감량 421

〈표 3-4-18〉 대기오염물질 절감량 421

〈표 3-4-19〉 대기오염물질 절감비용 421

〈표 3-4-20〉 기존방안 생애주기비용 422

〈표 3-4-21〉 신규방안 생애주기비용 422

〈표 3-4-22〉 편익 총비용 1 422

〈표 3-4-23〉 편익 총비용 2 423

〈표 3-4-24〉 CBA분석결과 423

〈표 3-4-25〉 전동기 유형별 가격 429

〈표 3-4-26〉 기존유도기 ON/OFF운전시 소비전력량 431

〈표 3-4-27〉 방법 2: 기존 유도전동기 (가변운전) 기존유도기 가변운전시 소비전력량 432

〈표 3-4-28〉 방법 3: SynRM 가변운전시 소비전력량 433

〈표 3-4-29〉 운전유형에 따른 기존유도기의 소비전력 시뮬레이션 결과 비교 434

〈표 3-4-30〉 ON/OFF운전시 기존유도기와 가변운전시 SynRM의 시뮬레이션 결과 비교 434

〈표 3-4-31〉 가변운전시 기존유도기와 SynRM의 시뮬레이션 결과 비교 435

〈표 3-4-32〉 시간대별 승강장 냉방부하 산정 결과 437

〈표 3-4-33〉 승강장 환기량 계산 결과 438

〈표 3-4-34〉 시간대별 승강장 환기량 산정 결과 439

〈표 3-4-35〉 승강장 환기설비 정압 산정 결과 440

〈표 3-4-36〉 배기팬 사양 442

〈표 3-4-37〉 수락산역 승강장 필요 배기압 검토결과 442

〈표 3-4-38〉 가변운전시 배기팬 성능변화 443

〈표 3-4-39〉 ON/OFF운전 시 상행선 승강장 1구역 취출구별 풍속 및 풍량 450

〈표 3-4-40〉 5월 7일 서울특별시 노원구 대기미세먼지농도(PM10) 452

〈표 3-4-41〉 가변운전시 상행선 승강장 2구역 취출구별 풍속 및 풍량 454

〈표 3-4-42〉 가변운전시 기존유도기와 SynRM의 시뮬레이션 결과 비교 459

〈표 3-4-43〉 가변운전방식 도입결과 462

〈표 3-4-44〉 고효율 전동기 효율 비교 464

〈표 3-4-45〉 회전자 설계 파라미터 467

〈표 3-4-46〉 최적설계모델 유한요소해석 결과 469

〈표 3-4-47〉 30kW SynRM 전력 및 효율 시험 결과 471

〈표 3-4-48〉 30kW SynRM 설치 후 시험결과 473

〈표 3-4-49〉 고효율 전동기 외형 비교 474

〈표 3-4-50〉 도시철도역사 환기설비 가변운전시 인버터 스위칭 손실절감방안 프로세스 475

〈표 3-4-51〉 상위제어기 기능 시험_1 481

〈표 3-4-52〉 상위제어기 기능 시험_2 482

〈표 3-4-53〉 상위제어기 프로토콜(Modbus/IP) 시험 482

〈표 3-4-54〉 상위제어기 프로토콜(BACnet/IP) 시험 482

〈표 3-4-55〉 상위제어기와 관리서버 인터페이스 테스트 항목 484

〈표 3-5-1〉 EIG과 PLC기반 컨트롤러 비교 표 491

〈표 3-5-2〉 직류전기철도 시스템 전력조류해석을 위한 필요 데이터 504

〈표 3-5-3〉 도시철도 복합에너지 시스템 부하 표현 변수 509

〈표 3-5-4〉 도시철도 복합에너지 시스템 회생전력 및 에너지저장장치 표현 변수 510

〈표 3-5-5〉 도시철도 복합에너지 시스템 태양광 발전기 표현 변수 511

〈표 3-5-6〉 도시철도 복합에너지 시스템 변수 512

〈표 3-5-7〉 도시철도 복합에너지 시스템 변수 512

〈표 3-5-8〉 목적함수, 제약조건 521

〈표 3-5-9〉 스케줄링 결과 저장 테이블 540

〈표 3-5-10〉 2018년 2월 23일 오전 1시~2시 사이 스케줄 및 방전량 비교 542

〈표 3-5-11〉 2017년 7월 이후 5%이상 피크저감을 달성한 날짜의 데이터(변전소 기준) 543

〈표 3-5-12〉 출력제한을 고려하지 않은 연구 전체기간의 피크저감량 547

〈표 3-5-13〉 변전소 기준 에너지사용량 절감량 상위 20일 (%기준) 549

〈표 3-5-14〉 변전소 기준 전력량 요금 절감량 상위 20일 (%기준) 550

〈표 3-5-15〉 수락산 및 도봉산역 전력량 요금 절감량 상위 5일 (%기준) 550

〈표 3-5-16〉 실증 결과 요약 551

〈표 3-6-1〉 에너지성능평가 단계별 업무내용 555

〈표 3-6-2〉 도시철도 역사 에너지성능분석 및 대안 평가 시스템 연구 방법론 정립 556

〈표 3-6-3〉 ISO 113790+DIN V 18599 알고리즘 기반 해석엔진 결과 값 557

〈표 3-6-4〉 역사 별 출입구 수 560

〈표 3-6-5〉 역사 별 지하 층 수 560

〈표 3-6-6〉 건축 형상 정보에 대한 건축 및 IFC 관점 비교 561

〈표 3-6-7〉 시뮬레이션 수행을 위한 변수 설정 565

〈표 3-6-8〉 시뮬레이션 수행 결과 565

〈표 3-6-9〉 다중회귀계수 도출결과 566

〈표 3-6-10〉 태양광에너지 생산량 및 보정계수 566

〈표 3-6-11〉 설계 변경 요소별 영향(안) 568

〈표 3-6-12〉 면적당 에너지 사용량 비교 573

〈표 3-7-1〉 5, 7호선의 표고차 및 구배조건 575

〈표 3-7-2〉 3개 역사의 평균값 576

〈표 3-7-3〉 회생에너지 발전량 산출 579

〈표 3-7-4〉 회생에너지 발전량 산출(시스템 개선 후) 580

〈표 3-7-5〉 피크전력 변화량 비교 580

〈표 3-7-6〉 가변운전방식 도입결과 582

〈표 3-7-7〉 에너지 사용량 비교(연간) 585

〈표 3-7-8〉 에너지 사용량 비교(9월) 585

〈표 3-7-9〉 피크전력 및 전력량 요금 측정 결과 585

〈표 3-7-10〉 에너지 절감량 환산 586

〈표 3-7-11〉 태양광발전 사업화모델 구축사양 588

〈표 3-7-12〉 회생전력 사업화모델 구축사양 590

〈표 3-7-13〉 고효율 환기 사업화모델 구축사양 592

〈표 3-7-14〉 회생전력 사업화모델 구축사양 593

〈표 3-7-15〉 폐열회수 사업화모델 구축사양 595

〈표 3-7-16〉 태양광발전 설치사양 596

〈표 3-7-17〉 태양광발전 사업화모델 설치비용 597

〈표 3-7-18〉 태양광발전 에너지 절감효과 597

〈표 3-7-19〉 회생에너지 설치사양 598

〈표 3-7-20〉 역사 회생전력 절감 사양 599

〈표 3-7-21〉 회생전력 설치비용 599

〈표 3-7-22〉 회생전력 사업화모델 에너지 절감효과 599

〈표 3-7-23〉 고효율 환기 사업화모델 설치사양 600

〈표 3-7-24〉 LCCA 및 LCA 분석항목 601

〈표 3-7-25〉 고효율 환기 사업화모델 설치비용 601

〈표 3-7-26〉 고효율 환기 사업화모델 절감효과 601

〈표 3-7-27〉 회생전력 사업화모델 설치사양 603

〈표 3-7-28〉 역사 회생에너지 절감 사양 603

〈표 3-7-29〉 회생전력 사업화모델 설치비용 603

〈표 3-7-30〉 회생전력 사업화모델 에너지 절감효과 604

〈표 3-7-31〉 폐열회수 사업화모델 설치사양 605

〈표 3-7-32〉 폐열회수 사업화모델 설치비용 605

〈표 3-7-33〉 폐열회수 사업화모델 에너지 절감효과 606

〈표 3-7-34〉 지상역사 사업화모델 비용대비 효과분석 결과 607

〈표 3-7-35〉 지하역사 사업화모델 투자대비 효과분석 결과 608

〈표 4-1-1〉 배터리 저장형 회생에너지 활용시스템 성과목표 및 달성도 617

〈표 4-1-2〉 전력저장장치 연계형 도시철도 역사용 경량 태양광 발전시스템 성과목표 및 달성도 618

〈표 4-1-3〉 도시철도 지하 선로 흡열모듈 기반 터널 냉각시스템 성과목표 및 달성도 619

〈표 4-1-4〉 도시철도 지하 역사 고효율 환기시스템 성과목표 및 달성도 619

〈표 4-1-5〉 도시철도 통합 에너지 운영시스템 성과목표 및 달성도 620

〈표 4-1-6〉 3차원 공간정보 기반 역사 에너지성능평가 솔루션 성과목표 및 달성도 621

〈표 4-1-7〉 실증 테스트베드 구축 및 평가 기술 성과목표 및 달성도 622

〈표 5-1-1〉 전력저장장치 시스템 적용 사례 628

〈그림 1-1-1〉 수락산변전소 전력계통도 41

〈그림 1-1-2〉 지하역사, 지상역사 테스트베드 개념도 43

〈그림 2-1-1〉 광주지하쳘 1호선 김대중 컨벤션센터역에 설치된 750kW급 인버터 44

〈그림 2-1-2〉 ELDC(슈퍼캡) 설치형 설계도면 45

〈그림 2-1-3〉 설치사례 - 시청변전소/봉은사역 45

〈그림 2-1-4〉 설치사례 - 스페인의 빌바오(BILBAO) 지하철 46

〈그림 2-1-5〉 바르샤바 전철 2호선 설치사례 47

〈그림 2-1-6〉 슈퍼커패시터 방식 47

〈그림 2-1-7〉 슈퍼커패시터 차량 설치 설계도면 48

〈그림 2-1-8〉 일본에서 활용되는 슈퍼 커패시터 기반 전동차량 48

〈그림 2-1-9〉 배터리 방식 회생에너지 저장시스템의 회로도(히타치 제공) 49

〈그림 2-1-10〉 일본 토부 전철에 설치된 도시바의 1000[kW] 시스템의 배치도 50

〈그림 2-1-11〉 일본 덴엔토시선에 설치한 카와사키 니켈수소전지 기반 에너지저장시스템 50

〈그림 2-1-12〉 ESS 설치 사진 50

〈그림 2-2-1〉 태양광 발전 적용사례 51

〈그림 2-2-2〉 DRI의 경사지붕 BIPV 적용 사례 52

〈그림 2-2-3〉 일본 JR East 다카사키 신간선 역사 승강장 지붕 태양광 적용(200kW) 53

〈그림 2-2-4〉 태양전지가 설치된 뉴욕 지하철 Coney Island Still Well Avenue 역(210kW) 53

〈그림 2-2-5〉 독일 베를린 Hauptbahnhof 철도 역사 태양광 발전(189kW) 53

〈그림 2-2-6〉 독일 도로변의 다양한 태양광 방음벽 54

〈그림 2-2-7〉 스위스 철도 선로변 태양광 방음벽(9.65kW) 54

〈그림 2-2-8〉 프랑스 철도 역사 태양광 리모델링(SNCF) 54

〈그림 2-3-1〉 하절기 부전역 불쾌지수 현황 56

〈그림 2-3-2〉 하절기 자갈치역 불쾌지수 현황 56

〈그림 2-3-3〉 Diagram of AHU 57

〈그림 2-3-4〉 Diagram of Automatic Controller 57

〈그림 2-3-5〉 직원 근무실 냉난방을 위한 공기조화기의 열원공급용 지열 열펌프 57

〈그림 2-3-6〉 기능실 냉방전용 지열 열펌프 및 별도 환기장치 57

〈그림 2-3-7〉 소사-원시 선 지열 및 지하수열원 적용 59

〈그림 2-3-8〉 폐열의 흡수 및 전송: 중앙역 승객 및 부대시설 60

〈그림 2-3-9〉 London Underground 의 환기용 수직통로 흡열장치 61

〈그림 2-3-10〉 Bad Lauterberg 기차역 62

〈그림 2-3-11〉 승강장 하부에 설치된 열매체 이송관 62

〈그림 2-3-12〉 하계: 흡열 및 축열 62

〈그림 2-3-13〉 동계: 열 추출 및 융설 62

〈그림 2-3-14〉 승강에서의 태양열 흡열 및 제설을 위한 흡열보드의 제작 63

〈그림 2-3-15〉 융설 시스템 적용 전 63

〈그림 2-3-16〉 융설 시스템 적용 후 63

〈그림 2-3-17〉 Jenbach 터널 내 흡열 터널 구간의 설치 위치 및 공공시설로의 연결 64

〈그림 2-3-18〉 Thermal Lining System - 매립식 TBM 콘크리트 세그먼트 형 64

〈그림 2-4-1〉 일반 승강장 공조시스템 구성도 65

〈그림 2-4-2〉 일반 승강장 공조시스템 개념도 65

〈그림 2-4-3〉 고효율 전동기 개발 추이 67

〈그림 2-4-4〉 고효율 전동기 68

〈그림 2-5-1〉 지능형 철도 전력망 구성도 69

〈그림 2-5-2〉 도시철도 에너지 종합 관리시스템 70

〈그림 2-5-3〉 도시철도 전력량 모니터링 시스템 70

〈그림 2-5-4〉 통합관리 시스템 구동화면 70

〈그림 2-5-5〉 TRECS & TIMS 71

〈그림 2-5-6〉 Train Energy Management, Toshiba Corporation, 2013 71

〈그림 3-1-1〉 배터리 저장형 회생에너지 활용시스템 개요 76

〈그림 3-1-2〉 전력저장장치 적용 전·후 변전소 전력사용량 해석사례 78

〈그림 3-1-3〉 시스템 구성도 79

〈그림 3-1-4〉 PCS 사양서 80

〈그림 3-1-5〉 PCS 회로 설계 81

〈그림 3-1-6〉 입력 필터부 설계 81

〈그림 3-1-7〉 IGBT 모듈 열손실 분석 82

〈그림 3-1-8〉 전력변환부 설계 82

〈그림 3-1-9〉 출력 필터부 설계 83

〈그림 3-1-10〉 DSP 및 I/O Board 설계 83

〈그림 3-1-11〉 기존 모듈 구조 83

〈그림 3-1-12〉 Heat pipe를 포함한 모듈 구조 83

〈그림 3-1-13〉 온도 센서 위치 84

〈그림 3-1-14〉 기존 모듈의 온도 시험 84

〈그림 3-1-15〉 Heat pipe를 포함한 모듈의 온도 시험 84

〈그림 3-1-16〉 인덕터를 포함한 변압기 84

〈그림 3-1-17〉 Space Vector PWM 스위칭 제어 개념도 85

〈그림 3-1-18〉 제어기 구성 85

〈그림 3-1-19〉 제어 개선 86

〈그림 3-1-20〉 충전 방전PI제어 개선에 따른 응답속도 86

〈그림 3-1-21〉 전력변환부 제작 86

〈그림 3-1-22〉 필터부 및 냉각팬 87

〈그림 3-1-23〉 Control Board 제작 87

〈그림 3-1-24〉 기구 도면 87

〈그림 3-1-25〉 PCS 50kW 구성 87

〈그림 3-1-26〉 통신인터페이스 구성 88

〈그림 3-1-27〉 PMS와 BSC간 통신 시퀀스 88

〈그림 3-1-28〉 ESS 통신 프로토콜 88

〈그림 3-1-29〉 PCS 통신 프로토콜 88

〈그림 3-1-30〉 시험 구성 88

〈그림 3-1-31〉 통신 연동 시험 88

〈그림 3-1-32〉 SVPWM 스위칭 타임 연산 및 위상 검출 89

〈그림 3-1-33〉 스위칭 타임 연산에 따른 게이트 신호 89

〈그림 3-1-34〉 충/방전 시험 파형 89

〈그림 3-1-35〉 충/방전 출력성능 확인 90

〈그림 3-1-36〉 전력저장장치 시스템 구성 90

〈그림 3-1-37〉 전력저장장치 사양서 91

〈그림 3-1-38〉 전력저장장치 사양 91

〈그림 3-1-39〉 통신사양 및 시퀀스 검토 92

〈그림 3-1-40〉 전력저장장치 제품 구성 92

〈그림 3-1-41〉 135kWh급 전력저장장치 제작 93

〈그림 3-1-42〉 스마트그리드 전기저장시스템 단체표준안 94

〈그림 3-1-43〉 한국전지산업협회 단체표준안 94

〈그림 3-1-44〉 한국전지산업협회 단체표준 제정(안) 95

〈그림 3-1-45〉 전력저장장치 성능 시험절차 수립 95

〈그림 3-1-46〉 전력저장장치 성능평가 환경 셋업 96

〈그림 3-1-47〉 전력저장장치 충/방전(@0.3C, 0.5C) 시험 결과 96

〈그림 3-1-48〉 전력저장장치 충/방전 (@0.5C) 시험결과 97

〈그림 3-1-49〉 단체표준표시인증 "KBIA-10104-02"(단전지/모듈/전지시스템) 97

〈그림 3-1-50〉 전지시스템 성능 및 안정성 공인 시험성적서 98

〈그림 3-1-51〉 도시철도 복합에너지 시스템 구성도 98

〈그림 3-1-52〉 PCS 회로 설계 100

〈그림 3-1-53〉 입력 필터 설계 파라미터 100

〈그림 3-1-54〉 IGBT 모듈 열손실 분석 100

〈그림 3-1-55〉 IGBT 모듈 방열판 장착 사진 101

〈그림 3-1-56〉 출력 필터부 설계 101

〈그림 3-1-57〉 DSP 및 I/O 보드 설계 101

〈그림 3-1-58〉 설계된 기구 외형사이즈 102

〈그림 3-1-59〉 3레벨 NPC 제어 개념도 103

〈그림 3-1-60〉 제어기 구성 103

〈그림 3-1-61〉 전력변환부 및 입력/출력 필터 제작 103

〈그림 3-1-62〉 제작된 제어 보드 104

〈그림 3-1-63〉 200kW 개선품 PCS 104

〈그림 3-1-64〉 250kW 개선품 PCS 104

〈그림 3-1-65〉 SGSF 규격 105

〈그림 3-1-66〉 200kW PCS 전자파 공인 성능 시험 파형 105

〈그림 3-1-67〉 200kW PCS 전자파시험 파형 106

〈그림 3-1-68〉 온도 상승 시험 106

〈그림 3-1-69〉 200kW급 PCS 충/방전 온도 시험 그래프 107

〈그림 3-1-70〉 200kW급 PCS 케이스 상판 개선전 및 개선후 발열상태 107

〈그림 3-1-71〉 성능 인증 시험 진행 108

〈그림 3-1-72〉 KTL 성능 시험성적서 109

〈그림 3-1-73〉 전력저장장치 사양서 110

〈그림 3-1-74〉 통신사양 및 시퀀스 검토 110

〈그림 3-1-75〉 랙 사양 112

〈그림 3-1-76〉 BMS 통신 계층구조의 블록도 114

〈그림 3-1-77〉 400kWh 배터리 시스템 셋업 116

〈그림 3-1-78〉 전력선 연결 및 통신선 연결 구조 116

〈그림 3-1-79〉 PMS와 BSC간에 통신 시퀀스 116

〈그림 3-1-80〉 통신 프로토콜 117

〈그림 3-1-81〉 BMS ↔ BSC ↔ TOS 통신 연계 모습 117

〈그림 3-1-82〉 수락산 역사 시스템 구축 설치도 118

〈그림 3-1-83〉 수락산역 현장 설치 사진 118

〈그림 3-1-84〉 DC 접속반의 사양 및 구조 118

〈그림 3-1-85〉 LS산전 GIMAC-i 사양 및 모드버스 맵 119

〈그림 3-1-86〉 UPS 사진 119

〈그림 3-1-87〉 200kW PCS의 트랜스 추가 설치 사진 120

〈그림 3-1-88〉 수락산 역사 시스템 구축 사진 120

〈그림 3-1-89〉 200kW PCS 결선 체크 및 절연 사진 121

〈그림 3-1-90〉 200kW PCS 및 배터리 저장 장치 결선 체크 및 절연 자체 시험 성적서 121

〈그림 3-1-91〉 200kW PCS 운영메뉴얼 121

〈그림 3-1-92〉 200kW PCS와 서버간에 연동 시험 122

〈그림 3-1-93〉 배터리 저장장치 BSC와 서버간에 연동 시험 122

〈그림 3-1-94〉 200kW PCS 충전 시험 파형 122

〈그림 3-1-95〉 200kW PCS 방전 시험 파형 123

〈그림 3-1-96〉 200kW PCS 충/방전시 Power 및 역률 측정 Data 123

〈그림 3-1-97〉 PCS 충/방전 시험시 PCS 및 분전반 온도 시험 123

〈그림 3-1-98〉 BSC와 BPU CAN 통신 파형(PCS 미동작) 124

〈그림 3-1-99〉 PCS 동작시 BSC와 BPU간에 통신파형 124

〈그림 3-1-100〉 회생컨버터 및 배터리 저장장치와 연동 시험시 발생한 BSC Fault 125

〈그림 3-1-101〉 회생컨버터 및 배터리 저장장치와 연동 시험시 CAN 파형 125

〈그림 3-1-102〉 실증 베드 연동 시험 126

〈그림 3-1-103〉 실증 베드 PMS & EMS 운영 126

〈그림 3-1-104〉 전자파 및 성능 시험 성적서 126

〈그림 3-1-105〉 전력저장장치 운영화면 127

〈그림 3-1-106〉 전력저장장치 피크전력제어 그래프 127

〈그림 3-1-107〉 수락산역 피크전력 절감량 및 전력저장장치 충·방전 그래프 128

〈그림 3-1-108〉 시스템 개요 129

〈그림 3-1-109〉 회생컨버터 System 130

〈그림 3-1-110〉 회생컨버터 모듈(DC/DC 컨버터 모듈) 131

〈그림 3-1-111〉 회생컨버터 모듈 회로도 138

〈그림 3-1-112〉 Control B/D 구성 139

〈그림 3-1-113〉 CPU & Base B/D 사진 140

〈그림 3-1-114〉 Gate Driver B/D 사진 141

〈그림 3-1-115〉 Voltage Sensor B/D 사진 141

〈그림 3-1-116〉 Control Power SMPS 사진 142

〈그림 3-1-117〉 Converter 모듈 설계 및 제작 1 143

〈그림 3-1-118〉 Converter 모듈 설계 및 제작 2 143

〈그림 3-1-119〉 회생 Converter Module 사진 143

〈그림 3-1-120〉 S/W 제어 알고리즘 구성도 144

〈그림 3-1-121〉 시험 환경 구성도 146

〈그림 3-1-122〉 슬라이닥스, Diode 정류기 & LC Filter 146

〈그림 3-1-123〉 저항 부하 146

〈그림 3-1-124〉 회생 컨버터 모듈 정격 운전 Test - 입출력 파형 147

〈그림 3-1-125〉 응답 속도 Test 결과 148

〈그림 3-1-126〉 측정 결과 148

〈그림 3-1-127〉 측정 결과 149

〈그림 3-1-128〉 측정 결과 149

〈그림 3-1-129〉 측정 결과 150

〈그림 3-1-130〉 측정 파형_ 0[msec] 151

〈그림 3-1-131〉 측정 파형_ 1[msec] 151

〈그림 3-1-132〉 측정 파형_ 5[msec] 151

〈그림 3-1-133〉 YOKOGAWA WT3000 152

〈그림 3-1-134〉 회생 컨버터 Module #1 ~ #25 효율 측정 결과 152

〈그림 3-1-135〉 회생 컨버터 Unit H/W 구성 153

〈그림 3-1-136〉 100[kW] 회생컨버터 Unit 시스템 회로도 154

〈그림 3-1-137〉 시뮬레이션 구성 157

〈그림 3-1-138〉 Gating Delay 따른 입력 & 출력 전압 시뮬레이션 결과 157

〈그림 3-1-139〉 Gating Delay 따른 입력 & 출력 전압 시뮬레이션 결과 158

〈그림 3-1-140〉 회생 컨버터 모듈 평면도 158

〈그림 3-1-141〉 회생 컨버터 모듈 전면 159

〈그림 3-1-142〉 회생 컨버터 모듈 후면 159

〈그림 3-1-143〉 회생 컨버터 모듈 측면도 159

〈그림 3-1-144〉 100[kW] 회생에너지 Unit 1 159

〈그림 3-1-145〉 100[kW] 회생에너지 Unit 2 159

〈그림 3-1-146〉 100[kW] 회생에너지 Unit Test 구성 160

〈그림 3-1-147〉 가변 슬라이닥스 161

〈그림 3-1-148〉 Diode Rectifier 161

〈그림 3-1-149〉 5직렬 Capacitor Bank 161

〈그림 3-1-150〉 부하 저항 161

〈그림 3-1-151〉 입력 전압 측정 파형 162

〈그림 3-1-152〉 입력 전류 측정 파형 163

〈그림 3-1-153〉 출력 전압 측정 파형 163

〈그림 3-1-154〉 출력 전류 측정 파형 164

〈그림 3-1-155〉 출력 전류 측정 파형 164

〈그림 3-1-156〉 Incoming Part 회로 165

〈그림 3-1-157〉 Incoming 제작 및 주요 적용 부품 사진 165

〈그림 3-1-158〉 Incoming Part Test 결과 166

〈그림 3-1-159〉 Capacitor Bank 구성 회로도 167

〈그림 3-1-160〉 Module 기구 설계 및 제작 사진 167

〈그림 3-1-161〉 Capacitor Bank 기구 설계 168

〈그림 3-1-162〉 Capacitor Bank 제작 168

〈그림 3-1-163〉 Capacitor Bank Test 결과 169

〈그림 3-1-164〉 회로 설계 170

〈그림 3-1-165〉 시스템 구성 사진 171

〈그림 3-1-166〉 시스템 구성 및 계략도 171

〈그림 3-1-167〉 시스템 구성 및 제어기 Part 전체 블록도 172

〈그림 3-1-168〉 회생에너지 시스템 ↔ 상위제어기 통신 블록도 173

〈그림 3-1-169〉 회생에너지 시스템 ↔ 상위제어기 통신 블록도 - 통신 항목 173

〈그림 3-1-170〉 Trend 시스템 블록도 174

〈그림 3-1-171〉 Trend 데이터 수집 174

〈그림 3-1-172〉 현장 구축 배선도 175

〈그림 3-1-173〉 현장 구축 배치도 175

〈그림 3-1-174〉 현장 구축 사진 176

〈그림 3-1-175〉 회생에너지 전력변환장치 현장 설치 완료 및 시험 절차서 177

〈그림 3-1-176〉 시험 환경 구성 및 운전 Level 설정 177

〈그림 3-1-177〉 Module Test 결과 178

〈그림 3-1-178〉 DC 1800[V] 인가 시험 Test 결과 179

〈그림 3-1-179〉 광 인터페이스 블록도 180

〈그림 3-1-180〉 광 인터페이스 운전 순서도 및 시뮬레이션 결과 180

〈그림 3-1-181〉 광 인터페이스 시험 결과 (테스트 베드) 181

〈그림 3-1-182〉 측정 포인트 182

〈그림 3-1-183〉 Test 결과 파형 182

〈그림 3-1-184〉 충전 화면 200[kW] 183

〈그림 3-1-185〉 충전 화면 250[kW] 183

〈그림 3-1-186〉 충전 화면 300[kW] 184

〈그림 3-1-187〉 충전 화면 375[kW] 184

〈그림 3-1-188〉 9월 30일 - 약 620kWh 184

〈그림 3-1-189〉 10월 02일 - 약 594kWh 184

〈그림 3-1-190〉 일일 평균 발전량 비교(2017년 8월~12월) 185

〈그림 3-1-191〉 일일 평균 발전량 비교(2018년 2월~5월) 185

〈그림 3-1-192〉 월별 전차선 전력사용량 186

〈그림 3-1-193〉 월별 대표일 동작시간 187

〈그림 3-1-194〉 월별 대표일 회생에너지 충전량 187

〈그림 3-1-195〉 회생컨버터 밸런싱 개선시 회생에너지 충전량 189

〈그림 3-1-196〉 배터리 교체시 회생에너지 충전량 189

〈그림 3-2-1〉 전력저장장치 연계형 태양광 발전시스템 개요 192

〈그림 3-2-2〉 소형모듈 설계도면 193

〈그림 3-2-3〉 소형모듈 사진 193

〈그림 3-2-4〉 구조물 모형 및 개념도 195

〈그림 3-2-5〉 소형모듈의 기초시험 195

〈그림 3-2-6〉 Laminator 공정조건 196

〈그림 3-2-7〉 gel test 시험결과 196

〈그림 3-2-8〉 결정질 태양광 모듈 설계도면 203

〈그림 3-2-9〉 결정질 태양광 모듈(면적 660x1,460mm², 발전량 150W, 셀수 4x9, 무게 15kg) 203

〈그림 3-2-10〉 결정질 태양광 모듈 실증화를 위한 옥외 발전량 시험 204

〈그림 3-2-11〉 결정질 태양광 모듈 실증화를 위한 옥외 강풍 및 우수 시험 204

〈그림 3-2-12〉 CIGS Flexible Solar Cell 및 단층구조 205

〈그림 3-2-13〉 45W급 모듈 개념 및 설계 205

〈그림 3-2-14〉 CIGS Flexible 모듈 205

〈그림 3-2-15〉 CIGS Flexible 태양광 모듈 시제품 206

〈그림 3-2-16〉 시제품 및 발전․전기적 특성 206

〈그림 3-2-17〉 자연광 파장 및 CIGS 흡수파장대역 207

〈그림 3-2-18〉 설치된 인버터 및 측정기 207

〈그림 3-2-19〉 시제품 시험결과 208

〈그림 3-2-20〉 표준설치 운영시험 208

〈그림 3-2-21〉 사용된 접착용재 및 규격 209

〈그림 3-2-22〉 부하 시험 구성도 211

〈그림 3-2-23〉 입력 전압 변동에 따른 효율(Vin ＝ 500V) 211

〈그림 3-2-24〉 발전소 예정부지 구역 구분 212

〈그림 3-2-25〉 A, B구역 1월 그림자 형태 213

〈그림 3-2-26〉 C, D구역 1월 그림자 형태 213

〈그림 3-2-27〉 도봉산 역사 태양광 적용 전체 계획도 215

〈그림 3-2-28〉 도봉산 역사 실리콘(SI) 결정질 모듈 표준 215

〈그림 3-2-29〉 도봉산 역사 평면도 분석 : 횡단면 상세도 216

〈그림 3-2-30〉 도봉산 역사 평면도 분석 : 종단면 상세도 216

〈그림 3-2-31〉 도봉산 역사 동쪽 선로벽면 태양광 모듈 설치도 217

〈그림 3-2-32〉 도봉산 역사 서쪽 선로벽면 태양광 모듈 설치도 217

〈그림 3-2-33〉 도봉산 역사 태양광-계통도 218

〈그림 3-2-34〉 태양광 컨버터 성능검증 시뮬레이터 218

〈그림 3-2-35〉 태양광 컨버터 입력 전압, 전류파형 219

〈그림 3-2-36〉 태양광 컨버터 출력 전압, 전류파형 219

〈그림 3-2-37〉 도봉산 역사 결정질 태양광 모듈 재료 운반 220

〈그림 3-2-38〉 결정질 태양광 모듈 경량 지지대 및 구조물 220

〈그림 3-2-39〉 결정질 태양광 모듈 경량 구조물 및 태양광 모듈 220

〈그림 3-2-40〉 도봉산 역사 태양광(동쪽 면) 221

〈그림 3-2-41〉 도봉산 역사 태양광(서쪽 면) 221

〈그림 3-2-42〉 CIGS 플렉시블 모듈 설치를 위한 재료 운반 221

〈그림 3-2-43〉 역사 지붕 시공(특수 접착제 이용하여 별도의 추가 장비 및 하중 없음) 221

〈그림 3-2-44〉 도봉산 역사 결정질 및 CIGS 플렉시블 태양광 발전소 221

〈그림 3-2-45〉 DC/DC컨버터(좌측), 저장장치 및 인버터(우측) 222

〈그림 3-2-46〉 AC 전력 케이블(좌) 및 DC 차단기/AC분전반 222

〈그림 3-2-47〉 AC차단기 및 DC차단기 내부 구성 222

〈그림 3-2-48〉 DC차단기 및 50kW 인버터 및 90kWh 에너지저장장치 223

〈그림 3-2-49〉 통합 모니터링 시스템(좌) 및 발전량 모니터링(우) 223

〈그림 3-2-50〉 시스템 구성 사진 224

〈그림 3-2-51〉 철도역사 테스트베드 225

〈그림 3-2-52〉 EL 이미지 측정 225

〈그림 3-2-53〉 도봉산 태양광 모듈 227

〈그림 3-2-54〉 도봉산 역사 태양광 발전량 실측 233

〈그림 3-3-1〉 도시철도 지하 선로 흡열모듈 기반 터널 냉각시스템 개요 236

〈그림 3-3-2〉 TLS 형태 253

〈그림 3-3-3〉 TLS 조립도 255

〈그림 3-3-4〉 TLS 설계도면 263

〈그림 3-3-5〉 Prefabricated unit 265

〈그림 3-3-6〉 모사된 충진재 (절곡된 형태) 272

〈그림 3-3-7〉 TLS System (절곡된 형태) 273

〈그림 3-3-8〉 알루미늄 판 (절곡된 상판) 273

〈그림 3-3-9〉 알루미늄 판 (절곡된 하판) 273

〈그림 3-3-10〉 모사된 충진재 (라운드형) 274

〈그림 3-3-11〉 TLS System (라운드형) 274

〈그림 3-3-12〉 TLS System 해석조건 (절곡된 형태) 275

〈그림 3-3-13〉 TLS System 해석조건 (라운드형) 275

〈그림 3-3-14〉 TLS 제작도면 277

〈그림 3-3-15〉 TLS 시작품 실험장치 도면 279

〈그림 3-3-16〉 석고 주입 작업 288

〈그림 3-3-17〉 CFD 분석 결과 291

〈그림 3-3-18〉 1단계 - Main long term simulation 296

〈그림 3-3-19〉 2단계 - Season simulation (옵션1) 296

〈그림 3-3-20〉 2단계 - Season simulation (옵션2) 297

〈그림 3-3-21〉 측정개요 307

〈그림 3-3-22〉 선로 배관 배치 계획 308

〈그림 3-3-23〉 배수펌프실 설치안 308

〈그림 3-3-24〉 승강장 선로부 TLS 모듈 설치안 308

〈그림 3-3-25〉 배관도면 309

〈그림 3-3-26〉 순환장치 개념 설계 309

〈그림 3-3-27〉 순환장치 제작도면 311

〈그림 3-3-28〉 수락산역 진입선로 320

〈그림 3-3-29〉 수락산역 승강장 하부 선로배기시스템 댐퍼 320

〈그림 3-3-30〉 TLS 시험장치 개요 323

〈그림 3-3-31〉 TLS 제작 사진 324

〈그림 3-3-32〉 승강장 하부 TES 325

〈그림 3-3-33〉 TES 가동시 326

〈그림 3-3-34〉 TES 미가동시 326

〈그림 3-3-35〉 TES 가동시 330

〈그림 3-3-36〉 TLS 성능시험장치 전경 331

〈그림 3-3-37〉 시험챔버 말단부 온도센서 332

〈그림 3-3-38〉 시험챔버 내부 332

〈그림 3-3-39〉 시험챔버 점검창 332

〈그림 3-3-40〉 TLS 공기빼기 밸브 332

〈그림 3-3-41〉 기류조절 댐퍼 332

〈그림 3-3-42〉 온도조절용 히터 332

〈그림 3-3-43〉 성능시험장치 개요 334

〈그림 3-3-44〉 지하수 유량 2LPM 적용시 챔버내 유속에 따른 흡열량 분석 352

〈그림 3-3-45〉 지하수 유량 4LPM 적용시 챔버내 유속에 따른 흡열량 분석 353

〈그림 3-3-46〉 지하수 유량 4LPM 적용시 챔버내 유속에 따른 흡열량 분석 353

〈그림 3-3-47〉 챔버내 유속 1m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 353

〈그림 3-3-48〉 챔버내 유속 3m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 354

〈그림 3-3-49〉 챔버내 유속 5m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 354

〈그림 3-3-50〉 성능시험장치 개요도 355

〈그림 3-3-51〉 TLS 패널내 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 359

〈그림 3-3-52〉 챔버내 기류속도에 따른 흡열량 분석 359

〈그림 3-3-53〉 지하수 유량 2LPM 적용시 챔버내 유속에 따른 흡열량 분석 374

〈그림 3-3-54〉 지하수 유량 4LPM 적용시 챔버내 유속에 따른 흡열량 분석 375

〈그림 3-3-55〉 지하수 유량 6LPM 적용시 챔버내 유속에 따른 흡열량 분석 375

〈그림 3-3-56〉 챔버내 유속 1m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 375

〈그림 3-3-57〉 챔버내 유속 3m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 376

〈그림 3-3-58〉 챔버내 유속 5m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 376

〈그림 3-3-59〉 TLS 패널내 지하수 유량에 따른 흡열량 분석 381

〈그림 3-3-60〉 챔버내 기류속도에 따른 흡열량 분석 382

〈그림 3-3-61〉 지하수 유량 2LPM 적용시 기류속도에 따른 흡열량 분석(종합결과) 383

〈그림 3-3-62〉 지하수 유량 2LPM 적용시 기류속도에 따른 흡열량 분석(종합결과) 383

〈그림 3-3-63〉 지하수 유량 6LPM 적용시 기류속도에 따른 흡열량 분석(종합결과) 383

〈그림 3-3-64〉 챔버내 유속 1m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석(종합결과) 384

〈그림 3-3-65〉 챔버내 유속 3m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석(종합결과) 384

〈그림 3-3-66〉 챔버내 유속 5m/s 적용시 지하수 유량에 따른 흡열량 분석(종합결과) 384

〈그림 3-3-67〉 마들역사 개요 389

〈그림 3-3-68〉 2016/10/09 14:00 ~ 14:18 온도변화 392

〈그림 3-3-69〉 2016/10/10 선로 중앙부 온도변화 393

〈그림 3-3-70〉 선로부 일별 온도분포 393

〈그림 3-3-71〉 성능예측선도(기류속도 1m/s) 398

〈그림 3-3-72〉 성능예측선도(기류속도 3m/s) 398

〈그림 3-3-73〉 성능예측선도(기류속도 5m/s) 398

〈그림 3-3-74〉 TLS 성능예측 소프트웨어 개발 399

〈그림 3-3-75〉 평면도 하부 399

〈그림 3-3-76〉 평면도-1 400

〈그림 3-3-77〉 평면도-2 400

〈그림 3-3-78〉 모듈 배치도 401

〈그림 3-3-79〉 공사 원가 계산서 401

〈그림 3-3-80〉 내역서 402

〈그림 3-3-81〉 TLS패널 정면도, 측면도, 제원 402

〈그림 3-3-82〉 프레임 해석모델 404

〈그림 3-3-83〉 패널+프레임 해석모델 404

〈그림 3-3-84〉 지점조건 405

〈그림 3-3-85〉 TLS패널 Frame S.F.D 405

〈그림 3-3-86〉 TLS패널의 Frame B.M.D 406

〈그림 3-3-87〉 TLS패널의 Frame Axial Force 406

〈그림 3-3-88〉 변형도 407

〈그림 3-3-89〉 TLS 패널 도면1 409

〈그림 3-3-90〉 TLS 패널 도면2 409

〈그림 3-3-91〉 메달기식 410

〈그림 3-3-92〉 벽부착식 410

〈그림 3-4-1〉 도시철도 지하 역사 고효율 환기시스템 개념도 411

〈그림 3-4-2〉 시스템 구성도 및 동작흐름도 424

〈그림 3-4-3〉 LCCA 분석 시스템 425

〈그림 3-4-4〉 에너지비용 산출 모듈 425

〈그림 3-4-5〉 LCA 분석 시스템 426

〈그림 3-4-6〉 전동기 가동 시간 설정 429

〈그림 3-4-7〉 전동기 종류 설정 429

〈그림 3-4-8〉 시스템 시범 구동 결과 430

〈그림 3-4-9〉 기존유도기 가변운전시 시간대별 입력 전력 432

〈그림 3-4-10〉 기존유도기 가변운전시 시간대별 효율 432

〈그림 3-4-11〉 SynRM 가변운전 시 시간대별 입력 전력 433

〈그림 3-4-12〉 SynRM 가변운전 시 시간대별 효율 433

〈그림 3-4-13〉 지하역사 승강장 환기량 산정 프로세스 436

〈그림 3-4-14〉 시간대별 승강장 냉방부하 변화 438

〈그림 3-4-15〉 시간대별 승강장 환기량 변화 439

〈그림 3-4-16〉 현 수락산역 승강장 환기설비 구성도 441

〈그림 3-4-17〉 수락산역 공조 및 환기계통도 1 441

〈그림 3-4-18〉 수락산역 공조 및 환기계통도 2 442

〈그림 3-4-19〉 환기시스템 구성도 443

〈그림 3-4-20〉 기존 모터 설치 모습 444

〈그림 3-4-21〉 기존 모터 해체 444

〈그림 3-4-22〉 고효율 전동기 교체 (1호 공조기) 445

〈그림 3-4-23〉 고효율 전동기 교체 (2호 공조기) 445

〈그림 3-4-24〉 MCC 판넬 공사전 445

〈그림 3-4-25〉 MCC 판넬 부분 철거 445

〈그림 3-4-26〉 인버터 및 판넬 제작 445

〈그림 3-4-27〉 인버터 판넬 설치 445

〈그림 3-4-28〉 미세먼지센서 설치 사진 446

〈그림 3-4-29〉 상위제어기 설치 모습 446

〈그림 3-4-30〉 상위제어기 및 서버컴퓨터 모습 446

〈그림 3-4-31〉 상위제어기 연결 개념도 447

〈그림 3-4-32〉 환기시스템 구성도 447

〈그림 3-4-33〉 일반 승강장공조시스템 구성도 448

〈그림 3-4-34〉 일반 승강장공조시스템 개념도 448

〈그림 3-4-35〉 승강장 취출구 풍량 측정 모습 449

〈그림 3-4-36〉 수락산역 승강장 취출구 449

〈그림 3-4-37〉 상행선 승강장 1구역 취출구 위치 450

〈그림 3-4-38〉 ON/OFF운전 스케줄 451

〈그림 3-4-39〉 실내환경측정기 451

〈그림 3-4-40〉 미세먼지측정기 451

〈그림 3-4-41〉 Y-△기동 시퀀스 도면 453

〈그림 3-4-42〉 인버터2차측과 MC2차측 결선도 453

〈그림 3-4-43〉 전력분석기와 인버터 453

〈그림 3-4-44〉 인버터를 이용한 블로워의 회전수 제어 453

〈그림 3-4-45〉 상행선 승강장 1구역 취출구 위치 454

〈그림 3-4-46〉 가변운전실험시 가변운전 스케줄 455

〈그림 3-4-47〉 운전방식에 따른 시간별 미세먼지농도 상행선 X19축 457

〈그림 3-4-48〉 운전방식에 따른 시간별 미세먼지농도 상행선 X28축 457

〈그림 3-4-49〉 운전방식에 따른 시간별 미세먼지농도(산술적으로 감안) 상행선 X19 458

〈그림 3-4-50〉 운전방식에 따른 시간별 미세먼지농도(산술적으로 감안) 상행선 X28 458

〈그림 3-4-51〉 전산유체역학 시뮬레이션을 이용한 환기설비 가동시 승강장 공기유동분석 459

〈그림 3-4-52〉 미세먼지 측정기 460

〈그림 3-4-53〉 미세먼지센서 460

〈그림 3-4-54〉 미세먼지 측정 값 460

〈그림 3-4-55〉 비례제어 461

〈그림 3-4-56〉 실제 승강장 가변운전시 시스템 모니터링 화면 461

〈그림 3-4-57〉 가변운전실험 4월13일~4월27일까지 15일 측정 462

〈그림 3-4-58〉 4월16일~4월17일 승강장 미세먼지 측정결과 463

〈그림 3-4-59〉 4월21일~4월22일 승강장 미세먼지 측정결과 463

〈그림 3-4-60〉 고효율 전동기 발전사 464

〈그림 3-4-61〉 고효율 전동기 특성 비교 465

〈그림 3-4-62〉 동기형 릴럭턴스 전동기의 설계 순서도 466

〈그림 3-4-63〉 정격 포인트 운전 시 SynRM 철심 (a) 자속밀도 (b)철손분포 468

〈그림 3-4-64〉 철심의 포화 영향에 따른 단위 전류당 최대 토크(MTPA) 전류 위상각 이동 468

〈그림 3-4-65〉 최적설계모델 468

〈그림 3-4-66〉 전류/전류위상별 토크 (b) 전류/전류위상별 효율 (c) 전류/전류위상별 역률 469

〈그림 3-4-67〉 30kW급 SynRM (a)회전자 (b)회전자 코어 (c)고정자(하우징) 470

〈그림 3-4-68〉 (a)설계 전동기 (b)ABB 전동기 (c)ABB 인버터 ACS880 470

〈그림 3-4-69〉 계측 장치 471

〈그림 3-4-70〉 계측값 모니터링 471

〈그림 3-4-71〉 설계 전동기 및 설계 인버터 시험 세트 471

〈그림 3-4-72〉 송풍기의 특성 472

〈그림 3-4-73〉 MCC연결 472

〈그림 3-4-74〉 인버터 연결 472

〈그림 3-4-75〉 동기형릴럭턴스 전동기 세트 설치 (a) 전원 (b) 인버터 (c) 전동기, 풀리 473

〈그림 3-4-76〉 동기형 릴럭턴스 전동기 세트 설치 후 시험 결과 473

〈그림 3-4-77〉 인버터 제어 보드의 하드웨어 구성도 476

〈그림 3-4-78〉 SynRM 드라이브를 위한 인버터의 제어 알고리즘 순서도 477

〈그림 3-4-79〉 상위제어기 구성도 478

〈그림 3-4-80〉 DDC 생산 공정표 479

〈그림 3-4-81〉 상위제어기 조립사진 479

〈그림 3-4-82〉 상위제어기 TEST 사진 479

〈그림 3-4-83〉 상위제어기 판넬 제작사진-2 479

〈그림 3-4-84〉 상위제어기 프로그램 작성사진-1 483

〈그림 3-4-85〉 상위제어기 관리서버 인터페이스 화면 483

〈그림 3-4-86〉 상위제어기 프로그램 작성사진-2 484

〈그림 3-5-1〉 통합에너지 운영시스템 개념 485

〈그림 3-5-2〉 EIG 하드웨어 플랫폼의 구조 486

〈그림 3-5-3〉 EIG 외형과 구성요소 487

〈그림 3-5-4〉 EIG 회로도 487

〈그림 3-5-5〉 TOS의 5계층 구조 488

〈그림 3-5-6〉 Raspberry Pi 489

〈그림 3-5-7〉 분산처리 프레임워크 489

〈그림 3-5-8〉 EIG와 통합에너지 운영시스템 490

〈그림 3-5-9〉 IOT유닛, EIG 설계 492

〈그림 3-5-10〉 시스템 단위 설계 492

〈그림 3-5-11〉 EIG가 취득한 국제표준 인증 493

〈그림 3-5-12〉 SunSpec 상호운용성 표현 494

〈그림 3-5-13〉 통신 프레임워크 개선 495

〈그림 3-5-14〉 테스트베드 구축 계획 495

〈그림 3-5-15〉 지상역사 테스트베드 구축 496

〈그림 3-5-16〉 지하역사 테스트베드 구축 496

〈그림 3-5-17〉 TR용량을 고려한 방전 전략 497

〈그림 3-5-18〉 TR용량을 고려한 충전 전략 497

〈그림 3-5-19〉 PCS 통신 테스트 결과 498

〈그림 3-5-20〉 개별시험 및 연동시험 498

〈그림 3-5-21〉 개별시험 및 연동시험 499

〈그림 3-5-22〉 시험 운영 499

〈그림 3-5-23〉 에너지 절감량 산출 500

〈그림 3-5-24〉 역사에너지 통합 운영시스템 UI 500

〈그림 3-5-25〉 직류전기철도시스템 운전 개략도 502

〈그림 3-5-26〉 직류도시철도 시스템 개략도 503

〈그림 3-5-27〉 직류 도시철도 시스템 등가회로 503

〈그림 3-5-28〉 조류계산 알고리즘의 flowchart 505

〈그림 3-5-29〉 도시철도 복합에너지 시스템 구성도 507

〈그림 3-5-30〉 도시철도 복합에너지 시스템의 부하 508

〈그림 3-5-31〉 복합에너지 시스템 회생전력 모델링 509

〈그림 3-5-32〉 도시철도 복합에너지 시스템의 태양광 발전기 모델링 511

〈그림 3-5-33〉 기본요금의 특성을 반영한 피크저감량 산정 513

〈그림 3-5-34〉 방전비용 적용 유무에 따른 충·방전량 변화 513

〈그림 3-5-35〉 도시철도 복합에너지 시스템 스케줄링 알고리즘 514

〈그림 3-5-36〉 피크전력 제한량 산정 알고리즘 515

〈그림 3-5-37〉 에너지저장장치 충·방전 모델링 517

〈그림 3-5-38〉 태양광 발전기 및 태양광 에너지저장장치 모델링 518

〈그림 3-5-39〉 도시철도 복합에너지 시스템 통합 스케줄링 알고리즘의 입출력 데이터 520

〈그림 3-5-40〉 에너지 저장장치 정격 산정 절차 522

〈그림 3-5-41〉 복합에너지원 적정용량 산정 절차 522

〈그림 3-5-42〉 에너지 저장장치 적정용량 산정 절차 523

〈그림 3-5-43〉 일 단위 해석 수행 절차 524

〈그림 3-5-44〉 현장구축을 위한 추가 모듈 설계 525

〈그림 3-5-45〉 도시철도 복합에너지 시스템 관리자용 UI 525

〈그림 3-5-46〉 rollup 요청에 대한 응답의 데이터 구조 526

〈그림 3-5-47〉 2014년 8월 1일 취득 지점별 수요실적 528

〈그림 3-5-48〉 에너지저장장치 충·방전량 효과 제거 전후의 도봉산역 수요 529

〈그림 3-5-49〉 도봉산역 요일별 수요 패턴 529

〈그림 3-5-50〉 마들역 요일별 수요 패턴 530

〈그림 3-5-51〉 수락산역의 수요패턴 530

〈그림 3-5-52〉 열차의 수요패턴 531

〈그림 3-5-53〉 변전소 부하 531

〈그림 3-5-54〉 회생전력 발생량 532

〈그림 3-5-55〉 가중이동평균법을 이용한 수요예측 532

〈그림 3-5-56〉 과거 실적 선정 예시 533

〈그림 3-5-57〉 수요 및 신재생 발전량 예측 알고리즘 533

〈그림 3-5-58〉 이상 데이터를 포함하는 수요 실적 534

〈그림 3-5-59〉 아웃라이어 제거 알고리즘 534

〈그림 3-5-60〉 아웃라이어 제거 알고리즘 적용 전 535

〈그림 3-5-61〉 아웃라이어 제거 알고리즘 적용 후 535

〈그림 3-5-62〉 예측오차 해소를 위한 재 스케줄링 과정 535

〈그림 3-5-63〉 도시철도 복합에너지 시스템 통합 스케줄링 알고리즘 운영자 UI 536

〈그림 3-5-64〉 도시철도 복합에너지 시스템 통합 스케줄링 알고리즘 운영자 UI 설명 537

〈그림 3-5-65〉 매뉴얼모드 화면 538

〈그림 3-5-66〉 매뉴얼모드 화면 설명 538

〈그림 3-5-67〉 예측량 수정 화면 539

〈그림 3-5-68〉 예측량 수정 화면 설명 539

〈그림 3-5-69〉 저장된 스케줄링 결과 조회(터미널) 540

〈그림 3-5-70〉 저장된 스케줄링 결과 조회(UI) 541

〈그림 3-5-71〉 2018년 2월 23일의 스케줄 541

〈그림 3-5-72〉 2018년 2월 23일의 동작결과 541

〈그림 3-5-73〉 2017년 11월 3일 메인 에너지저장장치 방전 결과 543

〈그림 3-5-74〉 2017년 11월 3일 태양광 에너지저장장치 충·방전 결과 544

〈그림 3-5-75〉 2017년 11월 3일 부하 및 전력 구매량 544

〈그림 3-5-76〉 2018년 2월 23일 메인 에너지저장장치 충·방전 결과 545

〈그림 3-5-77〉 2018년 2월 23일 태양광 에너지저장장치 충·방전 결과 545

〈그림 3-5-78〉 2018년 2월 23일 부하 및 전력 구매량 546

〈그림 3-5-79〉 2018년 4월 5일 ~ 6일 충·방전 결과 546

〈그림 3-5-80〉 2017년 3월 16일 메인 에너지저장장치 충·방전 결과 548

〈그림 3-6-1〉 BIM 기반 도시철도 역사 에너지성능평가 솔루션 기본개념 및 성능평가 프로세스 552

〈그림 3-6-2〉 도시철도 역사 에너지성능평가 솔루션의 사용자 프로세스 개념도 554

〈그림 3-6-3〉 ISO+DIN 기반 에너지 성능평가 프로세스 557

〈그림 3-6-4〉 ISO+DIN 알고리즘의 기본 클래스 558

〈그림 3-6-5〉 ISO+DIN 에너지 해석 모듈별 클래스 559

〈그림 3-6-6〉 에너지 해석모듈 작성 과정 559

〈그림 3-6-7〉 모델링 기법에 대한 예시 이미지 562

〈그림 3-6-8〉 속성 설정에 대한 예시 화면 563

〈그림 3-6-9〉 수락산 역사 디자인빌더 이미지 564

〈그림 3-6-10〉 테스트베드 현장평가 및 모델 구축절차 567

〈그림 3-6-11〉 에너지 성능평가 프로세스(안) 568

〈그림 3-6-12〉 프로세스를 통한 대안평가 보고서(안) 569

〈그림 3-6-13〉 테스트 모델 구축 570

〈그림 3-6-14〉 기본정보 입력 570

〈그림 3-6-15〉 설비정보 입력 571

〈그림 3-6-16〉 시뮬레이션 결과 572

〈그림 3-6-17〉 수락산 역사도면 572

〈그림 3-6-18〉 설비 및 전기시스템 현황 573

〈그림 3-7-1〉 5호선 선로 구배도 574

〈그림 3-7-2〉 7호선 선로 구배도 574

〈그림 3-7-3〉 실증역사 전력계통도 575

〈그림 3-7-4〉 수락산변전소에서 공급하는 전력 576

〈그림 3-7-5〉 도봉산, 수락산, 마들역사의 월별 젼력 소비 패턴 576

〈그림 3-7-6〉 테스트베드 구축을 위한 전체 계획 577

〈그림 3-7-7〉 회생전력 흡수전력량 579

〈그림 3-7-8〉 회생전력 흡수전력량(시스템 개선 후) 580

〈그림 3-7-9〉 태양광 발전량 581

〈그림 3-7-10〉 가변운전실험 4월13일~4월27일까지 15일 전력사용량 581

〈그림 3-7-11〉 가변운전실험 4월21일~4월22일까지 공기질 모니터링 581

〈그림 3-7-12〉 모의시험장치 582

〈그림 3-7-13〉 유량별 흡열량 비교 583

〈그림 3-7-14〉 시뮬레이션 결과 584

〈그림 3-7-15〉 지상역사용 에너지 절감 개발시스템 587

〈그림 3-7-16〉 태양광발전 사업화모델(SBM/G) 구성도 588

〈그림 3-7-17〉 태양광발전 사업화모델 구축도 589

〈그림 3-7-18〉 회생전력 사업화모델(RBM/G) 구성도 589

〈그림 3-7-19〉 회생전력 사업화모델 구축도 590

〈그림 3-7-20〉 지하역사용 에너지 절감 개발시스템 591

〈그림 3-7-21〉 고효율 환기 사업화모델(HBM/UG) 구성도 591

〈그림 3-7-22〉 고효율 환기 사업화모델 구축도 592

〈그림 3-7-23〉 회생전력 사업화모델(RBM/UG) 구성도 593

〈그림 3-7-24〉 회생전력 사업화모델 구축도 594

〈그림 3-7-25〉 폐열회수 사업화모델(TBM/UG) 구성도 594

〈그림 3-7-26〉 폐열회수 사업화모델 구축도 595

〈그림 3-7-27〉 도봉산역 태양광발전 설치도 596

〈그림 3-7-27〉 분산형전원 계통연계설비 기준 611

〈그림 4-1-1〉 200kW급 PCS 617

〈그림 4-1-2〉 400kWh급 ESS(리튬) 617

〈그림 4-1-3〉 500kW급 회생컨버터 617

〈그림 4-1-4〉 도봉산역 결정질 태양광 618

〈그림 4-1-5〉 도봉산역 플렉시블 설치사진 618

〈그림 4-1-6〉 ESS 연계 전력컨버터 618

〈그림 4-1-7〉 흡열모듈 성능 시험장치 619

〈그림 4-1-8〉 흡열모듈 성능검증 챔버 619

〈그림 4-1-9〉 성능시험 결과 619

〈그림 4-1-10〉 환경센서 620

〈그림 4-1-11〉 고효율SynRM 전동기 620

〈그림 4-1-12〉 가변제어 인버터 620

〈그림 4-1-13〉 통합 에너지모니터링 화면 621

〈그림 4-1-14〉 EIG/IoT측정Unit 621

〈그림 4-1-15〉 에너지 스케줄링 UI 621

〈그림 4-1-16〉 에너지 성능평가 솔루션 입력/평가결과 화면 622

〈그림 4-1-17〉 실증 테스트베드 구축 개념도 623

〈그림 4-1-18〉 도봉산역 태양광 설치사진 623

〈그림 5-1-1〉 시범역사 CIGS 태양광모듈 설치 제안도면 627

〈그림 5-1-2〉 시범역사 스마트 전력시스템 설치 제안도면 628