Abstract
In a grid connected variable speed wind turbine, the PCC voltage and the wind power fluctuate as the wind velocity changed. And this voltage variation is changed due to location of PCC. This paper calculate the value of PCC voltage variation which is proportional to the product of the line impedance from the ideal generator to the PCC and the wind turbine output current. And to reduce this PCC voltage variation, this paper calculate the required reactive power analytically using the vector diagram method. Output reactive current is changed, if the reactive current is limited by inverter capacity or grid code have the margin of voltage variation. If the grid connected inverter is controlled by proposed algorithm, the PCC voltage variation is minimized though the wind turbine output change at random. To verify calculated voltage variation and required reactive power, this paper utilized Matlab and PSCAD/EMTDC simulation and real small wind turbine and power system in Sapsido, island in the Yellow Sea.
풍력발전기가 계통에 연계되어 운전 중 바람의 변동에 따라 유효전력이 변동하면 연계지점에서는 전압변동이 발생하며 풍력발전기의 연계 위치 (PCC, Point of Common Coupling) 에 따라 그 값은 변동한다. 본 논문에서는 이러한 계통 연계 지점의 전압변동이 이상 전원에서 PCC지점까지의 등가 선로 임피던스와 풍력발전기 출력 전류의 곱에 비례함을 보였으며 이러한 전압변동을 억제하기 위하여 필요한 무효전력 요구량을 해석적인 방법으로 구하였다. 만일 풍력발전기 출력단 인버터의 용량 제한에 의해 무효전력 주입량에 한계가 있거나 전압변동 허용범위가 주어진 경우에는 그에 따라 무효전력 주입량을 변화시킬 수 있다. 제안된 알고리즘을 가변속 풍력발전시스템의 출력단 인버터에 사용하면 수시로 변동하는 유효전력에 따라 무효전력 요구량을 실시간으로 계산함으로서 PCC전압변동을 최소화할 수 있다. 제안된 알고리즘의 타당성을 검증하기 위해 실제 서해 도서지역에 설치된 소형 풍력발전기 및 전력 시스템 파라메터를 사용하여 Matlab과 PSCAD/EMTDC 시뮬레이션을 수행하였다.
