• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2013.11a
• /
• pp.65-66
• /
• 2013

본 논문에서는 계통 전압 사고 상황에서 계통 연계형 풍력 발전 시스템이 만족시켜야 할 LVRT(Low Voltage Ride Through) 동작 모의 및 동특성을 분석하였다. 제작한 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 영구자석 동기 발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back to Back Converter를 통해 계통과 연계되는 구조를 가지고 있다. 계통과 연계되는 부분에 슬라이닥스와 변압기 그리고 IGBT를 이용해 계통의 사고를 모의할 수 있는 계통 전압사고 모의 장치를 제작하여 연결하였으며, 이 계통 전압사고 모의 장치는 A, B, C 각 상을 독립적으로 제작해 다양한 계통사고를 모의할 수 있도록 구성하였다. 하드웨어 시뮬레이터와 제안된 계통 전압 사고 모의 장치 분석을 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 실시하였고 하드웨어 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.07a
• /
• pp.249-250
• /
• 2008

본 논문은 고창 전력품질 실증시험장에서 실 계통 연계를 위해 시험 중인 1.5M급 풍력발전 시뮬레이터의 선로정수를 PSCAD/EMTDC를 이용하여 모의하고 선로정수에 따른 풍력발전시스템이 계통에 미치는 영향을 분석하는데 중점을 두었다. 현재 고창에 설치되어있는 전력품질 실증시험장은 22.9kV 급전선에 SSTS(Synchronous Static Transfer Switch)의 한쪽 스위치로 직접 연결되어있으며 다른 한 쪽은 전력계통에서 발생되는 다양한 형태의 이벤트를 발생시키는 SSHG(Sag Swell Harmonics Generator)를 통하여 연결되어있다. 전력품질 향상기기중 하나인 DVR(Dynamic Voltage Restorer)는 SSTS의 부하쪽으로 직렬로 연결되어있으며 delta-wye 변압기를 통해 정류기 부하와 APF(Active Power Filter), 그리고 순저항부하와 유도성부하가 연결되어 있고 또한 SSHG를 통하여 연결된 배전선에는 DSTATCOM(Distribution Static Compensator)가 병렬로 연결되어있다. 본 논문에서는 고창에 있는 풍력발전 시뮬레이터와 동일하게 PSCAD/EMTDC로 구성하였으며 선로정수를 모델링 하기 위해 선로모델을 10Km, 20Km, 30Km, 40Km,로 설정하여 선로정수에 따른 계통영향을 분석하여 풍력발전 시뮬레이터에서 모의가능 한 선로정수 값을 제시한다.

• KIPE Magazine
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.17-20
• /
• 2007

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.24 no.6
• /
• pp.579-585
• /
• 2014

10kW wind turbine is widely studied in the field of renewable energy for the merits of easy installation to the confined area such as hill, park and urban areas. The performance of various electrical devices such as converter and inverter in the wind turbine system should be systematically analyzed for various wind speeds. However, it is impossible to apply these devices directly to practical wind turbine system for the safety of wind turbine system. Therefore, it is required to develop torque simulator which can generate corresponding torque according to its wind speed. In this work, 10kW torque simulator which consists of three phase torque control inverter, 3 phase induction motor and PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator) is developed.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.266-273
• /
• 2003

A wind turbine simulator is developed for the emulation of variable input torque from the wind energy without actual rotor blades using motor-generator set. The torque command of dc motor is calculated from the characteristic equation of rotor blade during the change of wind speed. Especially the proposed control algorithm takes into account the fact that the moment of inertia of blade is much larger than that of driving motor. If you select the desired value of inertia, the stored/restored energy of the inertia during acceleration/deceleration can be compensated effectively resulting the only net torque is delivered to the generator. The simulator set-up has been designed and implemented using a do motor and drive. Feasibility of the proposed algorithm is verified by computer simulations and experiments.

• 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
• /
• 2009.06a
• /
• pp.546-549
• /
• 2009

풍력을 이용한 풍력발전기의 효율적 전력변환 시스템을 연구개발하기 위해서는 바람의 특성을 실내에서 정확히 구현할 수 있는 모의시험장치인 시뮬레이터가 요구된다. 모의시험장치는 바람을 받아 회전하는 블레이드 대신 풍속 값을 입력하여 전동기가 발전기에 토오크(torque)를 공급하게 된다. 모의시험장치를 설계하고 구현에 있어서 중요한 요소는 블라인드의 관성시정수와 축소모델인 5.83kW 모델 발전기 설계제작 그리고 고효율의 전력변환장치 설계 및 인버터 특성 알고리즘 구현이다. 본 논문은 2MW Gearless형 풍력발전기 KBP-2000M을 400:1 축소하여 제작한 모의실험장치에 최고의 출력 파워를 얻도록 Pitch Control 알고리즘을 적용한 측정 결과를 소개한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.34 no.12
• /
• pp.25-34
• /
• 2006

In this paper, a method of designing the pitch control algorithm for the wind turbine generator system (WTGS) and results of nonlinear simulation are presented. For this, the WTGS is treated as a multibody system and the blade element and momentum theory are adopted to model the aerodynamic force and torque acting the rotor blades. For the purpose of controller design, the WTGS is approximated to 1 DOF system using the fact that the WTGS is eventually a constrained multibody system. Then a classical PID controller is designed and used to regulate the rotational speed of the generator. FORTRAN based nonlinear simulation program is written and used to evaluate the performance of the proposed controller at the various wind scenario and operational modes.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• 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.

• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2014.07a
• /
• pp.261-262
• /
• 2014

본 논문은 풍력 발전 출력 안정화 성능을 평가하기 위해서는 다양한 부하변동과 계통 사고에 대한 검증이 필수적이나, 실제로 다양한 조건에서 실증하기는 현실적으로 불가능하여, 본 논문에서는 축소형 시뮬레이터를 통하여 제안된 알고리즘 검증하고자 한다. 특히 전체구성의 적용을 위해 3상 농형 유도전동기를 통한 발전기의 출력을 유도하였으며 이를 위한 인버터를 사용하여 시뮬레이터를 구성하였고 지형별 특성에 맞는 데이터를 기반으로 풍력데이터를 입력하여 출력조건을 형성하였다. 또한 조상기와 덤프로드를 통해 부하의 출력변동분에 대한 계측과 분석에 초점을 맞추어 특성 계측이 가능하도록 구성할 수 있다.