• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.37-41
• /
• 2005

풍력을 이용한 풍력발전기의 전력변환 시스템을 개발하기 위해서는 바람의 특성을 정확히 분석하고 이를 대치할 수 있는 모의시험 장치인 시뮬레이터가 필수적이다. 모의시험 장치는 풍향 풍속등의 인자들을 입력받아 회전자 블레이드의 토오크를 전동기가 대신해서 발전기에 공급하게 된다 본 논문에서는 풍력발전 모의시험 장치를 이용하여 750-kW gearless형 풍력발전기의 축소모델인 20-kW 모델 발전기와 고효율의 전력변환 장치 설계 및 인버터 특성을 위한 시험용 지그에서의 시험한 결과를 보이고자 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.579-585
• /
• 2014

10kW 급의 소형 풍력 발전 시스템은 언덕이나 공원, 도시와 같은 협소한 지역에 유연하게 설치될 수 있다는 장점으로 인해 신재생에너지 분야에서 지속적인 연구와 개발이 이루어지고 있다. 이러한 풍력발전 시스템의 설계시에는 풍속변화에 따른 다양한 형태의 전력 제어장치의 체계적인 성능 분석이 요구된다. 그러나 실물 크기의 풍력발전기에 개발된 전력 제어장치의 직접 적용은 어려운 실정이며 따라서 실내에서 풍속의 변화에 따른 블레이드의 공력토크를 모사할 수 있는 토크 시뮬레이터를 사용하여 설계된 전력 제어장치의 성능을 분석하는 것이 바람직하다. 이에 본 연구에서는 3상 토크제어용 인버터, 3상 유도전동기, 벨트 감속기 및 PMSG로 구성되는 10kW급 풍력발전 토크 시뮬레이터를 개발하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.187-187
• /
• 2010

풍력을 이용한 풍력발전기의 전력변환 시스템을 연구개발하기 위해서는 바람의 특성을 실내에서 구현할 수 있는 모의시험장치인 시뮬레이터가 요구된다. 모의시험장치는 바람을 받아 회전하는 블레이드 대신 풍속 값을 입력하여 전동기가 발전기에 토오크(torque)를 공급하게 된다. POSTECH 풍력에너지연구소는 2003년 750kW급 KBP-750D 풍력발전기용 모의시험장치에 이어, 2007년 2MW Gearless형 풍력발전기(KBP-2000M)의 400:1 축소모델인 5.83kW 모의시험 장치를 제작 완료하였다. (주)플라스포사는 모의시험장치를 이용하여 고효율의 전력변환장치 설계와 인버터 시스템 제어 알고리즘을 개발하였고, (주)유니슨은 2MW 풍력발전기용 통합연동제어 시스템을 제작 완료하여 2009년부터 대관령 실증단지에 초도품을 설치하고 실증운영 중에 있다. 본 논문은 대관령 실증단지에서 실시한 2MW 풍력시스템 실증과정에서 획득한 풍향과 풍속 데이터를 시각적으로 쉽게 보고 이해할 수 있도록 3D모델 처리방안을 적용하여 모의시험 장치에 구현한 내용이다. 풍력발전기 개발은 현재 대형화 추세에 있으며 연구개발 단계에서 풍력발전기의 발전 및 제어부분의 기능적 안정성 확보와 효율성 증대를 위한 적절한 시험은 필수적이다. 그러나 풍력발전기의 특성상 타워를 건설하고 회전자 블레이드를 사용하여 시험한다는 것은 설치 공간과 비용의 제약이 따른다. KBP-2000M (2MW) 모의시험장치는 풍력발전기와 같은 대형장비를 연구 개발하는데 필수적이며, 실증을 통해 획득한 Data를 적용함으로서 재품의 문제점을 찾아내고 성능향상을 도모하는데 필요하다. 실증 Data를 시각적으로 3D로 표현함으로서 현장의 풍속/풍향 변화를 사실감 있게 느끼게 되었다. 앞으로도 풍력발전기를 연구개발하거나 성능향상을 위해서는 적절한 제어와 안전을 위한 연동장치를 갖춘 스케일 다운된 모의시험장치 구축이 요구될 것이다. 풍력발전기의 실증과정에서 획득한 데이터를 모의시험장치에 적용(Feedback)하여 지속적인 성능향상을 높여나갈 것이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.182-183
• /
• 2010

풍력발전 시스템은 무제한적인 공간에 설치가 가능하다는 점과 기후 변화에 대응할 수 있는 원천적인 에너지원으로 각광을 받고 있다. 본 논문에서는 영구자석 동기형 풍력발전 시스템의 구성요소인 풍력발전기, 컨버터, 인버터를 모델링하고, 풍력발전 시스템의 성능 해석을 위한 PSIM 시뮬레이터를 개발하였다. 제안된 시뮬레이터는 PSIM 시뮬레이션을 통해 제안된 풍력발전 시스템 모델링과 시뮬레이터의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2004

본 논문에서는 로터 블레이드, 발전기, 로터 블레이드와 발전기에 연결된 고/저속 회전축 및 회전축간의 회전력을 전달하는 기어 시스템 등 다수의 몸체가 서로 상대적인 운동이 가능한 채 연결되어 있는 단일로터 수평축 풍력발전 시스템을 다몸체 시스템으로 간주한 후, 다몸체 역학을 이용한 풍력발전 시스템 모델링 기법을 제안하였다. 이를 기반으로 풍력발전 시스템의 성능 해석을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 그리고 다양한 시뮬레이션을 통해 제안된 풍력발전 시스템 모델링 기법과 시뮬레이터의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.231-233
• /
• 2006

본 논문에서는 심플로러를 이용하여 실제와 가장 유사한 DFIG (Doubly-Fed Induction Generator)를 모사하였다. 이를 위해서 실재 바람과 유사한 속도 명령을 함수로 만들어 대체하였고 실제 전기기기의 파라미터 값을 입력하였다. 그동안 풍력발전에 있어서 발전기는 주로 Matlab 등을 이용해서 DFIG를 구현하였기에 실제와 다소 다르고 모의실험으로 대체하기 매우 어려웠지만 Simplorer를 이용하여 실제로 발전기를 설치하지 않고 풍력 데이터로부터 풍력발전의 전반적인 경제성을 파악할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.342-343
• /
• 2011

본 논문은 풍력발전기의 일반적인 LVRT범위에서 계통의 stability와 quality를 충분히 보장하지 못하는 경우에 해당하는 worst case를 제시하고 전원의 순간 저전압 발생 시나리오를 구성을 바탕으로 2MW급 풍력시뮬레이터를 통한 LVRT 시험을 진행하여 그 결과를 확인한다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.266-273
• /
• 2003

풍력 발전 시스템의 제어 알고리즘 개발 및 개발 제품의 성능 시험을 위해 회전자 블레이드를 대신하여 발전기축에 토오크를 입력할 수 있는 풍력 발전기 시뮬레이터를 개발하였다. 제안된 알고리즘은 풍속의 변화에 따른 블레이드의 출력 토오크 변화를 실시간으로 계산하여 직류 전동기 구동을 위한 토오크 지령값으로 사용하며, 특히 회전자 블레이드의 관성이 일반적으로 전동기보다 매우 큰 점에 착안하여 가감속시 회전자 관성에 의한 영향을 고려할 수 있도록 설계되었다. 즉, 바람으로부터 획득하는 운동에너지 중에서 미리 회전자 블레이드 관성 모멘트에 저장/변환되는 에너지를 계산하여 나머지 성분만 발전기 축에 전달하도록 하여 실제로 커다란 관성체를 사용하지 않고도 효과적으로 회전자 블레이드와 발전기부의 동특성을 실제 상황에 가깝게 모의할 수 있다. 직류 전동기를 사용하여 풍속의 변화에 따른 풍력 터빈 시뮬레이터를 설계 제작하고, 시뮬레이션 및 실험을 통해 그 성능을 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.326-328
• /
• 2008

본 논문의 목표는 실제 시스템과 가장 유사한 이중여자 유도발전기(Doubly-Fed Induction Generator)의 시뮬레이터를 구현하고 실험을 통해서 그것을 검증하는 것이다. 바람의 속도를 2D 룩업 테이블을 이용하여 데이터화 한 후 터빈 모델의 입력으로 인가한다. 터빈 모델의 파라미터는 실험용 이중여자 유도발전기의 것과 동일하게 설정하여 실제 시스템과 유사하게 하였다. 지금까지는 이중여자 유도발전기를 모사하기 위하여 매트랩(Matlab) 등을 이용하였지만 실제와 다소 다르다는 문제와 구현하기 힘들다는 문제를 가지고 있었다. 하지만 본 논문에서는 심플로러(Simplorer)를 이용하여 쉽고 정확한 시뮬레이터를 구현하였다. 터빈과 이중여자 유도발전기는 기어를 이용하여 직결함으로써 실제 시스템과 매우 가깝게 모사하였으며 이중여자 유도발전기의 회전자를 여자시키기 위해 이산 캐리어 변조 방법을 이용하여 매트릭스 컨버터를 구동하였다. 그리고 실험을 통해서 시뮬레이터의 결과와 실험 결과의 비교 및 검증을 한다. 궁극적으로 어떤 지역의 바람의 품질과 발전량 등 중요한 정보를 얻기 위해 실제 크기의 발전기를 설치하지 않고 본 논문에서 개발한 시뮬레이터를 이용하여 쉽게 그 정보들을 얻을 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
• /
• pp.954-958
• /
• 2003

새로운 에너지원인 풍력 발전에 대한 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있는 가운데 본 논문에서는 풍력 발전의 핵심 부분인 풍력 터빈에 관한 모의실험을 다루고자 한다. 실제 기상조건과 유사한 바람데이터를 실시간으로 생성, 이를 이용하여 풍력터빈 시뮬레이터용 DC motor의 토크제어 시스뎀을 설계 구현하였다. 본 연구는 기존의 단순 토크제어 시스템과는 달리 실시간으로 생성되는 데이터를 이용하여 보다 실제 풍력발전에 가까운 모의실험을 가능하게 한다. M/G Set를 기반으로한 DC motor 토크 제어 시스템은 바람데이터의 변화에 따른 풍력터빈의 토크와 발전단의 부하의 상관관계를 명확히 하는데 크게 이바지 할 것이며 더 나아가 발전기로의 정확한 토크 전달로써 계통 연계 연구에 많은 기여를 하고자 한다.