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About Me (Ko.)

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안녕하세요. 박재연입니다.

저는 서울대학교 설승기 교수님 연구실에 석사과정으로 진학해 Motor Drive를 주제로 전력전자 연구를 시작했습니다. 이후, 서울대학교 최성휘 교수님 연구실에서 박사과정에 진학해 Modular Multilevel Converter 제어, System modeling, Embedded system 최적화를 주제로 삼아 전력전자 연구를 진행하고 있습니다.

26년 1월 기준, 1 저자로서 저널 2편, 학회 4편을 작성하였고, 공동저자로서 저널 1편, 학회 7편에 참여하였습니다.

아래의 산학과제에 주로 참여하고 있습니다.

• [HD 한국조선해양], Modular multilevel converter 기반 Medium-Voltage Drive 개발 (2022.01 )
• [HD 한국조선해양], 전기추진선박 내 Medium-voltage dc를 위한 LLC 기반 Direct Current Transformer 개발 (2025.01 - )

Research

Motor Drive & Nonlinear Optimization

• J. Park, H. -J. Cho, J. Yun and S. -K. Sul, “Online MTPA Tracking of IPMSM Based on Min-Max Optimization,” 2023 11th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE 2023 - ECCE Asia), Jeju Island, Korea, Republic of, 2023, pp. 199-204, doi: 10.23919/ICPE2023-ECCEAsia54778.2023.10213954.
• J. Park, H. -J. Cho, H. Kim and S. -K. Sul, “Online Torque Control of IPMSM for Flux Weakening Operation Using Sequential Quadratic Programming,” 2023 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Nashville, TN, USA, 2023, pp. 4750-4755, doi: 10.1109/ECCE53617.2023.10362007.
• Jaeyeon Park. “Real-Time Torque Control of PMSM under Flux Weakening Operation Based on Nonlinear Optimization,” 2023, MS Thesis, Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University.

석사학위기간 동안 mathematical programming, optimization theory, modern control theory를 주로 공부하였고, 이를 바탕으로 전동기 제어에 최적화 이론을 접목시키는 연구에 관심이 많았습니다. 그 중, 최적화 이론을 매입형영구자석동기전동기에서 약자속 운전에 접목시킴으로써, 참조표와 신호주입 없이도 전동기의 포화를 고려한 정확하고 빠른 토크 제어를 수행할 수 있도록 하는 연구를 진행했습니다.

• G. Park, J. Park, S. Cui and S. -K. Sul, “Nonlinear Optimization-Based Power-Voltage Control of Grid-Connected Converter in Weak Grid,” 2024 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Long Beach, CA, USA, 2024, pp. 228-233, doi: 10.1109/APEC48139.2024.10509166.

이후 비슷한 개념을 계통연계형컨버터에도 적용시켜 전압제어를 수행하는 연구를 진행했고, 위 1개의 학회논문을 작성하였습니다.

EtherCAT: Ethernet-based Fieldbus System

• J. Park, D. Kim, S. Cui and S. Sul, “Design and Implementation of PC-based Realtime Control System with EtherCAT Network” in Power Electronics Conference, THE KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, 2022, pp. 16-18.
• D. Kim, J. Park and S. Cui, “Control of Parallel Converter Using EtherCAT based Control System” in Power Electronics Conference, THE KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, 2022, pp. 348-350.
• D. Kim, J. Park and S. Cui, “Induction Motor Drive based on EtherCAT MMC Control System” in Power Electronics Conference, THE KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, 2023, pp. 219-221.
• S. Lee, D. Kim, J. Park, S. Lee, J. Jung and S. Cui, “EtherCAT Star topology based MMC control system implementation” in Power Electronics Conference, THE KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, 2024, pp. 223-225.

한편, 석사 2년 및 박사과정 1년간 HD현대 한국조선해양과 산학과제를 수행하며, Modular Multilevel Converter (MMC) 기반 Medium-Voltage Motor Drive 를 개발하였습니다. 이때, MMC 제어를 위한 제어 시스템 개발을 위해 EtherCAT 기반 제어시스템을 구축하였습니다.

위 과정을 통해 개발한 EtherCAT-기반 MMC 제어시스템을 2023년-200 kW MMC, 2025년 3 MW MMC 탑재해 실증하였습니다.

System Modeling

• J. Park et al., “Equivalent Circuit Extraction of MI-HTS Coil Including High-Frequency Region for Electromagnetic Transient Simulation With Voltage-Source Converter,” in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 35, no. 7, pp. 1-11, Oct. 2025, Art no. 3800911, doi: 10.1109/TASC.2025.3587992.

박사과정 동안 한승용 교수님 연구실과 협업할 기회가 있어 Metal-insulated High-Temperature Superconductor (MI-HTS)를 전력전자컨버터로 제어할 수 있는 기회가 있었습니다. 이때, MI-HTS를 PLECS시뮬레이션 프로그램과 같은 전자기과도현상 시뮬레이션으로 모의하기 위해서 등가회로로 모델링하는 연구를 진행했습니다.

• J. Yun, J. Park, S. Moon, G. De Carne and S. Cui, “Resource-Efficient Real-Time Simulation of Multi-Active Bridge Converters Using Modular Programming,” 2025 IEEE Kiel PowerTech, Kiel, Germany, 2025, pp. 1-6, doi: 10.1109/PowerTech59965.2025.11180564.

컨버터 모델링과 관련하여, 윤종훈 박사님과 Multi-active Bridge Converter를 실시간 시뮬레이터에서 구현하는 연산 최적화 기법을 연구했습니다.

• Junyeol Maeng, Jisun Ham, Gayoung Park, Jaeyeon Park, Heng Wu, Jae-Jung Jung, Shenghui Cui, “A supercapacitor size minimization and energy management strategy for E-STATCOM connected to weak grid”, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Volume 172, 2025, 111174, ISSN 0142-0615, https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2025.111174.

최성휘 교수님 연구실에선 Grid-forming과 같은 계통연계형 컨버터 제어 연구가 활발히 이뤄지고 있는 가운데, Supercapacito를 기반으로 한 E-STATCOM 제어기법이 연구된 바 있는데, 그 중 저는 System modeling과 결부하여 운전시 소신호 안정도 분석을 수행했습니다.

Modular Multilevel Converter

• J. Park, D. Kim, S. Lee, J. -J. Jung, S. -K. Sul and S. Cui, “Partial Power-Hardware-in-the-Loop Test for In-Situ Dynamic and Steady-State Validation of a Single Submodule in a Megawatt-Scale MMC,” in IEEE Transactions on Power Electronics, doi: 10.1109/TPEL.2025.3642797.
• S. Lee, D. Kim, J. Park, S. Cui and J. Jung, “Development of Power-HILS Verification Platform for MMC Submodule Testing” in Power Electronics Conference, THE KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, 2024, pp. 229-231.

HD현대 한국조선해양과 산학과제 수행하면서 MMC의 단위 전력변환장치인 Submodule을 시험하는 설비를 개발하였습니다. Real-time Simulator와 Power Amplifier, Replica Controller를 결합해 Submodule이 실제 MMC에 장착되어 겪는 동일한 부하 테스트 조건을 만들어주고, 다양한 운전 시나리오를 검증할 수 있는 체계를 개발하였습니다.

• J. Park et al., “MMC-Based High-Power Motor Emulator for Testing of Electrical Propulsion System,” 2025 IEEE Electric Ship Technologies Symposium (ESTS), Alexandria, VA, USA, 2025, pp. 162-169, doi: 10.1109/ESTS62818.2025.11152450.

3 MW MMC에서 개발한 MMC의 Front-to-Front 테스트를 현재 개발하고 있으며, 이에 대한 개념적인 시험 방법론을 정리해 아래 학술대회논문으로 작성하였습니다.

• S. Moon, J. Park, D. Kim and S. Cui, “Generator Operation Strategy for Naval Vessels with MVDC Distribution in Combat Situations,” 2025 IEEE Electric Ship Technologies Symposium (ESTS), Alexandria, VA, USA, 2025, pp. 149-153, doi: 10.1109/ESTS62818.2025.11152412.

Medium-voltage dc 배전을 사용하는 차세대 전기추진함정에서 축발전기를 통해 Start-up 시간을 단축할 수 있는 연구를 진행했습니다.