• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.20 no.2
• /
• pp.243-250
• /
• 2010

As the wind has become one of the fastest growing renewable energy sources, the key issue of wind energy conversion systems is how to efficiently operate the wind turbines in a wide range of wind speeds. Compared to fixed speed turbines, variable speed wind turbines feature higher energy yields, lower component stress and fewer grid connection power peaks. Generally, measurement of wind speed is required for the control of variable speed wind turbine system. However, wind speed measured by anemometers is not accurate owing to various reasons. In this work, a new control algorithm for variable speed wind turbine system based on Kalman filter which can be used for the estimation of wind speed and artificial neural network which can generate optimum rotor speed is proposed. Also, to verify the feasibility of the proposed scheme, various simulation studies are carried out by using Simulink in Matlab.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.64_65
• /
• 2009

본 논문은 고창의 전력품질 실증시험장에서 계통에 연계된 풍력발전 시뮬레이터를 이용하여 풍력발전기의 특성을 파악하기 위해, 가변 풍속에서 이중여자 풍력발전기의 회전속도와 유효전력의 변화가 계통에 미치는 영향을 분석하였다. 선로의 길이를 40km로 가정하고, 기상청 자료를 근거로 풍속데이터를 이용한 가변풍속 패턴을 설정하여 풍력발전기의 회전속도에 대한 출력특성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.542-545
• /
• 2009

고창의 전력품질 실증시험장에서 계통에 연계된 풍력발전 시뮬레이터를 이용하여 풍력발전기의 특성을 파악하기 위해, 가변 풍속에서 이중여자 풍력발전기의 회전속도와 유효전력의 변화가 계통에 미치는 영향을 분석하였다. 고창의 전력품질 실증시험장은 22.9kV 계통에 전력품질 향상기기(DVR, STATCOM, SSTS)와 전력품질 외란 발생장치 등이 구축되어 있다. 모터와 VVVF를 이용하여 풍력발전기의 블레이드를 구현하고, 유도형과 이중여자 유도형 풍력발전기를 모의할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 선로의 길이를 20 kM로 가정하고, 덕적도의 풍속데이터를 이용한 가변풍속 패턴을 설정하여 풍력발전기의 회전속도에 대한 출력특성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2006.11a
• /
• pp.290-296
• /
• 2006

Control algorithms and implementation issues for a wind turbine simulator are presented for realistic emulation of variable wind characteristics using a lab-scale motor and generator set. When the average wind speed nd turbulence level is given, the torque reference of prime mover is decided through various blocks, such as random wind speed generator, blade characteristic curves, and tower effect compensation. The variable nature of wind can be implemented and tested by not only the computer simulation but also the hardware-in-loop-simulator (HILS). Some application examples of HILS include the development and test of turbine control software for more efficient and stable operation. Feasibility of the proposed simulator has verified by computer simulations and experiment.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.11a
• /
• pp.219-228
• /
• 2005

본 연구에서는 에너지 및 환경에 대한 문제가 대두되면서 기술 개발의 필요성이 높아지고 있는 풍력발전시스템에 대하여 750kW급 Geared Type 가변속 풍력 발전시스템을 개발하였다. 풍력발전시스템이 급속히 대용량화됨을 고려하여 MW급의 기술 조합이 반영되도록 설계하였으며, 베어링과 같은 국내 인프라가 부족한 구성품을 제외한 모든 구성기기들을 자체 설계/제작하였다. 블레이드는 국내 풍황에 적합하도록 자체 에어포일을 설계하여 개발하였으며, 가변속 제어를 위한 이중 여자 유도발전기 및 제어기와 Down sizing 구현을 위한 유성 및 헬리컬 기어 혼합형 증속기를 개발하여 시동 풍속 3.5m/s, 정지 풍속 25m/s, 정격 풍속은 12.7m/s이며 IEC 61400-1의 Class I 에 준한 750kW급 풍력 발전시스템을 개발하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.369-372
• /
• 2003

풍력발전 시스템은 계통에 전력을 공급하는 분산형 전원형태가 대부분이어서 어느 분산형 전원보다 계통 연계시 선로에 미치는 영향이 큰 발전설비이다. 특히 가변속 시스템인 경우 풍속이 낮은 영역에서도 운전이 가능하다는 장점이 있지만 저풍속 영역에서 풍속 변동시 터빈 회전자 출력의 리플이 직류단 전압을 변동하게 만든다. 기존의 직류단 전압 일정제어기를 사용하는 경우 인버터 출력전류는 정현파가 아닌 고조파 리플을 포함하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고자 직류단 전압에 저역통과 필터를 사용하여 인버터 출력전류의 리플 개선을 하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.04c
• /
• pp.173-176
• /
• 2007

본 논문에서는 풍속이 가변하는 상황에서 풍력 발전 시스템의 동작을 모의 할 수 있는 풍력 터빈 시뮬레이터를 설계 구현하였다. 실제 풍속과 회전 속도를 실시간으로 입력받으며, 토크 계산에 필요한 블레이드의 효율을 주속비에 관한 함수로 처리하여 사용함으로써 복잡한 조작 없이 가변 풍속조건에서 블레이드에 의한 토크입력을 모의할 수 있게 하였다. 또한 풍력터빈 시뮬레이터를 이용하여 농형 유도발전기식 풍력발전시스템을 구성하여 계통에 연계하였을 경우 발생되는 무효전력을 보상하기 위해 펄스 다중화 보조브리지회로를 이용한 새로운 구조의 36-펄스 전압원 컨버터방식의 실시간 무효전력보상기(STATCOM)를 적용하였다. 그리고 동작특성을 분석하고 제어시스템의 성능해석을 위하여 시뮬레이션 프로그램인 EMTDC/PSCAD를 이용한 시뮬레이션을 실시하였으며, 축소모형 하드웨어 실험을 통해 실험을 통한 분석을 실시하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.512-513
• /
• 2011

본 논문에서는 PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator)의 가변속-고정피치(Variable-Speed Fixed-Pitch) 풍력발전시스템을 위한 FLC를 기반으로 하는 최대 전력점제어(MPPT) 알고리즘을 제시한다. 최근에는 풍속변화에 대응하여 최대전력을 발생할 수 있는 가변속 풍력발전 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 국내의 지형적 조건에 따른 바람의 영향으로 풍력발전 시스템의 MPPT제어가 반드시 필요하다. 종래의 풍력발전 MPPT 제어는 응답속도 등에 대한 문제점이 나타난다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 파라미터 변동에 강인한 FLC를 기반으로 하는 최대 전력점 제어(MPPT)를 제시한다. 또한 본 논문에서 제시한 알고리즘은 시뮬레이션 결과를 통해 타당성을 입증한다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.124-130
• /
• 2005

This paper presents the simulation modeling and analysis of variable wind speed turbine system(VWTS) using Psim program In the simulation, using the Vestas V47 VWTS located in Hangwon wind farm in Jeju-Do as a model, wind model, blade model, pitch control model and grided connected generator are modeled. The VWTS is controlled by the optimal pitch angle for maximum output power under the rated wind speed and for the rated output power over the rated wind speed. To verify the effectiveness of proposed method, simulation results are compared with the actual data from the model system According to the comparison of these results, this method shows excellent performance. So it is very useful for understanding and applications of wind power control system.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2012.06a
• /
• pp.305-307
• /
• 2012

제주 강정항 대상선박인 15만톤급 초대형 크루즈선(Queen Mary 2)의 안전 입출항 여부를 판별하기 위하여 항로 중심선 교각을 30도로 변경 풍속을 최대 27노트까지 적용하여 선박조종시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 분석 결과 남방파제 부두는 별다른 문제없이 초대형 크루즈선의 안전한 입출항이 가능하였다. 서방파제 부두는 풍속 20knots까지는 안전성이 확보 되었으나, 풍속 27노트 조건에서는 서측 돌제부두를 축소 조정하거나 가변식으로 변경할 경우 안전성이 더욱 향상되는 것으로 판별되었다. 또한 현행 1.5L 미만에서도 충분하게 180도 선회가 가능함이 검증되었고, 자력으로 안전하게 운항할 수 있는 풍속 범위는 20노트로 판별되었으나 비상사태에 신속하게 대응하고 안전성 향상 차원에서 상시 대마력 예선 2척을 운용할 필요가 있다.