For maximum output power, wind turbines are usually controlled at the speed which is determined by the optimal tip-speed ratio. This method requires information of wind speed and the power conversion coefficient which is varied by the pitch angle control. In this paper, a new maximum output power control algorithm using fuzzy logic control is proposed, which doesn't need this information. Instead, fuzzy controllers use information of the generator speed and the output power. By fuzzy rules, the fuzzy controller produces a new generator reference speed which gives the maximum output power of the generator for variable wind speeds. The proposed algorithm has been implemented for the 3[kW] cage-type induction generator system at laboratory, of which results verified the effectiveness of the algorithm.
현대 전력산업은 IEC61850의 표준화작업이 한창 진행중이다. IEC61850-7-4는 전력설비 요소마다 Logical Node를 선언해 놓았다. 현재의 Logical Node는 보호, 제어, 인터페이스, 기록, 자동, 측정, 센서 & 모니터링, 변전기기 등의 그룹으로 나뉘어져 있다. 그러나 본 논문에서 대상으로 하는 GIS 예방진단 시스템에 관한 Logical Node와 공통 데이터 클레스(CDC: Common Data Class)가 명확히 선언되지 않았다. 1993년 IEC61850의 객체모델이 제안될 때부터 변전소의 다양한 설비를 완벽하게 객체화 할 수 있는가에 대한 의문이 있었으며 현재에서 이런 의문점을 개선하기 위하여 TC57위원회에서는 지속적인 모델 수정 및 정비 작업을 수행하였다. 실제로 현재에도 전력품질에 대한 logical node가 'Q'그룹으로 새롭게 제시되고 있고 풍력발전이나 분산전원에 대한 logical node가 추가되거나 기존의 IEC61850-7-4의 내용이 수정되고 있는 실정이다. 본 연구는 이와 같이 변전설비 자동화에 필요하지만 IEC TC57에서 표준화되지 않은 온라인 GIS 예방진단용 설비에 대한 표준모델을 제시하였고 모델에 대한 logical node나 CDC를 구성하였다.
Wind energy has been more and more important and contributive in the energy utilization of the world. This paper proposed a novel method for Wind Energy Conversion System (WECS), in which a secondary control hydrostatic transmission (SC-HST) with two hydraulic accumulators, were employed for wind energy conversion system. This approach can absorb the excessive power of turbine, keep the generator from over-speed and maintain the speed of generator in low speed of turbine. A PID controller was designed for speed control to track a predefined speed. The simulation results indicated that the speed of the generator was ensured with the relative error less than 2%; and the efficiency of the proposed system was 70.4%.
Wind power system is generally divided into the onshore wind turbine and the offshore wind turbine according to site locations. The offshore wind turbine is manufactured as a closed nacelle cooling system including a heat exchanger to prevent corrosion, but the onshore wind turbine is manufactured as open nacelle cooling system dependent on only the outdoor air without a heat exchanger. The indoor of a nacelle which is composed of a generator, foil power converters and a gearbox with a lot of heat is very narrow and airtight. This aim of the study is to demonstrate the temperature effect depending on positions of air-supply and exhaust ports. And this study discusses the flow field and removal efficiency of heat caused by components.
정부의 녹생성장 정책에 의해서 신재생에너지들의 보급률이 지속적으로 증가되고 있는 실정이다. 특히 배전계통에 태양광/풍력발전 등 분산전원의 설치가 급증함에 따라 기존 배전계통의 조류흐름이 단방향(One direction)에서 양방향(Bi-direction)으로 변화 되어 배전계통의 운용상에 여러 가지 문제점들이 발생할 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 분산전원의 배전계통 연계에 따른 보호기기의 정정 및 보호협조검토가 가능한 보호협조 평가알고리즘을 개발하고, 그 알고리즘을 바탕으로 보호협조 평가시스템을 제작하였다. 이 평가시스템에 분산전원 연계 시, 배전계통의 보호기기들 사이의 보호협조를 검토하여 제안한 알고리즘의 유효성을 확인하였다.
본 논문에서는 박막구조물 형태를 가진 풍력발전기 블레이드 패브릭스킨의 유체-구조연성해석을 수행하였다. 풍력발전기 블레이드는 5MW급의 중대형 풍력발전기로 선정하여 분석하였으며, 해석의 타당성을 높이기 위하여 다양한 참고문헌을 이용한 검증을 마쳤다. 본 해석에 앞서서, CFD해석과 모달해석을 나누어서 해석을 수행한 후 연성해석 진행하였다. CFD해석에서 나온 공기력 데이터를 장력으로 유지되는 박막구조물인 패브릭스킨에 적용시켜서 최종 구조물의 변형과 변형된 구조물로 인한 공기력의 변화를 확인하였다.
포항공과대학교의 포항풍력에너지연구센터(PoWER Center)가 개발에 참여했던 750 kW급 직접구동형 국산화 풍력발전 시스템(KBP-750D)은 그 개발이 완료 단계에 이르러 설치를 준비하고 있으며 현재 KBP-750D의 상용화를 추진하기 위한 출력성능 및 하중 측정을 통한 실증연구가 진행되고 있다. IEC 61400-13의 규격을 기준으로 수행되는 하중 측정은 수개월간 지속되는 측정을 통한 방대한 하중 데이터 수집 과정과 데이터 검증, 데이터 분류, 시계열 해석, 하중 통계 해석, 주파수 분석, 하중 스펙트럼 해석과 등가하중 해석의 측정 데이터 처리 과정으로 구성된다. 본 연구에서는 하중 측정 데이터를 처리 해석함에 있어서 성력화를 도모하고 정확하면서도 객관적인 성능평가 자료를 확보하기 위하여, 하중 측정에 대한 전용 해석 프로그램의 개발을 추진하였다. 본 논문에서는 하중 측정 데이터에 대한 처리 및 해석 과정을 소개하고 해석 프로그램의 개발 과정 및 수행 결과를 보고한다.
전세계적으로 환경의 중요성이 부각되면서, 원재료 준비, 생산 공정, 운송 및 설치 등 산업 전체 기간에 걸친 기후 변화 주요 물질인 탄소 배출량을 계산하고, 저감해야 한다는 필요성이 강조되고 있다. 이를 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)라 정의되면서 전세계적으로 다양한 산업들에 시도되고 있다. 국내에도 일부 관련 시도들이 있었지만, 국내 재생에너지 산업에 대해서는 거의 발표되지 않았다. 이러한 연구 중요성에도 불구하고, 부진한 관련 연구의 격차를 메꾸기 위해 본 연구는 국내 육상 풍력발전 단지의 한 사례인 경북 영덕 발전에 대하여 LCA 연구를 관련 시스템 중 가장 많이 사용되는 SimaPro를 이용하여 수행하였다. 연구 결과 풍력 터빈 1대의 에너지 회수기간(EPT)는 약 10개월이며, 1 kwh의 전력을 생산하는데 배출되는 온실가스 배출량(Green House Gas, GHG,)는 15 g CO2/kWh로 다른 에너지원과 비교해서 경쟁력 있음을 보였다. 부품 별 환경 영향 평가에서는 풍력 터빈의 타워가 여러 환경 영향 부문에 영향이 가장 크다는 결과를 보였다. 본 연구에서 얻어진 경험은 향후 신재생 에너지 보급 및 확대 정책의 강화와 대중의 인식 제고에 도움이 될 것이라고 사료된다.
단독의 파력발전 변환장치(WEC)를 설치하는 경우 경제성이 떨어지는 문제점이 있으므로 기존 혹은 신설의 방파제에 WEC를 적용하여 파랑제어와 파랑에너지의 이용을 동시에 도모하는 방식이 많이 추진되고 있다. 본 연구는 방파제로 연구 개발된 압축공기 주입식 방파제에 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 경우 방파제로의 기능과 파력발전장치로의 기능을 병행하여 검토한다. WEC로써의 기능을 검토하기 위해서는 압축공기실에서 유출되어 WEC로 유입되는 압축공기 흐름속도가 정확히 평가될 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 선형속도포텐셜이론에 기초한 경계요소법을, 압축공기 흐름해석에 Boyle법칙과 단열변화과정에 기초한 상태방정식을 각각 적용하여 수치시뮬레이션을 수행한다. 이로부터 얻어진 해의 타당성은 여러 형태의 구조물에 대한 기존의 수치해석결과 및 실험결과와의 비교로부터 검증되며, 실제의 수치해석에서는 진동수주형 파력발전시스템을 탑재한 고정식 및 부체식의 방파제에서 여러 파라미터들의 변화에 따른 파랑변형율, 구조물의 운동 및 공기흐름속도의 특성을 규명한다. 또한, 풍력발전시스템을 본 구조물에 복합적으로 적용할 수 있으므로 파력과 풍력을 동시에 구비한 복합발전시스템의 방파제로도 기대될 수 있다.
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 주파수 조정을 통한 계통 전력품질 개선, 풍력(WT)발전, 태양광(PV)발전등과 같은 신재생 에너지의 출력안정화, 에너지 저장을 통한 에너지효율화 등의 분야에 적용되고 있다. 특히 주파수 조정(F/R, Frequency Regulation)을 위한 에너지 저장 시스템은 한전의 많은 투자를 통해 활발하게 이루어 지고 있으며, 전국 변전소에 설치되고 있다. 주파수 조정을 위한 에너지 저장 시스템은 주파수 상승 시 계통의 전력을 배터리에 충전하고, 주파수 하락 시에는 배터리에 저장된 에너지를 계통에 공급하여 주파수를 안정화 시키는 역할을 한다. 본 논문에서는 주파수 조정용 에너지 저장 시스템의 변전소 적용 사례에 대해 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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