• Title/Summary/Keyword: 풍력에너지 변환시스템

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조류발전용 1.2MW 권선형유도발전기 제어를 위한 전력변환장치 개발 (Development of a Electrical Converter for Tidal-Current Power Plant with 1.2MW Doubly-fed Induction Generator)

  • 박정우;이기욱;김동욱;염기대;이광수;박진순
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.520-523
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    • 2005
  • 국내에서 대체에너지 공급 비율을 보면 청정에너지로 분류할 수 있는 태양열에너지, 태양 광 에너지, 풍력에너지를 모두 합하여 대체에너지의 $10\%$이하이며, 대체에너지 비율의 $90\%$ 이상을 폐기물로부터 얻은 에너지가 차지하고 있는 실정이다. 신재생에너지원에는 여러 종류가 있지만 해양에너지원에 대해 대상을 설정하고 이에 대한 부존량을 살펴보면 진도 주변의 해역에서 조류발전 부존량이 약 362만 kW가 되며, 시화호와 새만금 등지에서의 조력발전 부존량이 650만 kW, 동해안 후포 연안을 비롯한 파력발전 부존량이 20만kW가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 해양에너지를 실용화하기 위한 연구가 국내외에서 연구되고 있다. 본 논문은 권선형유도발전기를 갖는 조류발전 시스템을 대상으로 연구한 결과로 권선형유도발전기를 제어하기 위한 전력변환장치 개발과 관련한 내용이다. 신재생에너지원이 발전 단가 측면에서 경제성을 갖기 위해서 발전기 용량은 5MW 급까지 대용량화되어 있는 단계이지만 국내에서는 아직 MW급 이상이 되는 권선형 유도발전기와 권선형 유도발전기를 제어하는 전력변환장치에 대한 연구 실적이 없는 상황이다 이에 본 논문에서는 1MW급의 권선형유도발전기에 대한 개발 사례를 소개하면서 유효전력제어, 역률제어, 계통연계방법, 그리고 운전 속도에 따라 변동되는 회전자측에서의 피상전력 특성 등을 제시하고자 한다.

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병렬형 풍력 발전시스템의 MPPT 및 yaw축 제어 (MPPT and yaw-axis control of parallel type wind turbine)

  • 임종욱;최익
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.250-251
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    • 2010
  • 본 연구는 수평축(horizontal axis) 풍력 터빈에 의해서 수직축 발전기를 운전하는 구조 및 그 운전 방식에 관한 것으로서 바람에 의해 수평축 터빈 로터로 입력된 회전력을 기계적으로 두 개의 수직축 회전 성분으로 변환하여 이들로부터 전기 에너지를 얻어내고 필요에 따라 터빈 날개가 바람이 부는 방향을 향하도록 yaw-axis 제어를 하는 기술에 관한 것이다.

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Multi-MW급 풍력발전용 블레이드 설계에 관한 연구 Part II : 구조 건전성 평가 (Multi-MW Class Wind Turbine Blade Design Part II : Structural Integrity Evaluation)

  • 김범석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권4호
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    • pp.311-320
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    • 2014
  • 풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로써 풍력발전시스템의 출력성능, 에너지변환효율, 하중 및 동적 안정성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 주요부품으로 분류된다. 따라서 최적의 블레이드 설계결과를 얻기 위해서는 시스템 특성이 고려된 공력-구조 통합설계가 중요하며, 국제표준 또는 인증기관의 가이드라인에 따른 설계평가를 통해 구조건전성의 검증이 요구된다. 본 연구에서는 블레이드 설계 인증 시 요구되는 평가항목 및 판정기준에 대한 상세해설과, (사)한국선급의 인증기준에 따른 2 MW 급 블레이드(KR40.1b)에 대한 설계평가 결과를 제시하였다. 유한요소 해석에 의한 극한 강도, 좌굴 안정성, 한계 허용 팁 변형과 누적 손상 법에 의한 피로 강도 해석결과가 검토되었으며, KR40.1b 블레이드는 모든 평가항목에 대한 구조 건전성을 만족하는 것으로 확인되었다.

750kW Gearless형 풍력발전시스템 국산화 개발

  • 류지윤;김두훈;박진일;황진수;변철진;김대현;방조혁;장성태;정진화;전중환;김동언;오종석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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    • pp.229-243
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    • 2005
  • 본 연구는 2001년 12월부터 2004년 12월까지 정부지원으로 유니슨(주)가 개발을 주관하고 포항공과대학교 및 국내 관련 기업이 참여한 콘소시엄에서 개발한 750kW Gearless형 풍력발전시스템의 국산화 개발에 관한 연구결과로서 풍력발전 시스템의 하중평가, 구성요소품의 설계 결과와 블레이드, 발전기 및 전력변환장치 등 개발요소품의 성능시험결과와 국제 설계인증 추진 및 시제품 제작에 대한 내용을 포함하고 있다.

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소형 풍력 발전시스템의 연속 독립운전을 위한 전력 저장 및 변환 장치의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Power Storage and Conversion Circuit for Continuous Operation of Stand-Alone Type Wind Power Generation System)

  • 송승호;노도환;김동용;신찬;오영진;김성주;이래철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.343-345
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    • 2001
  • 새로운 대체 에너지원으로 주목받고 있는 풍력 에너지의 효율적인 이용을 위하여 기개발되어 운용중인 30kW급 수직-수평축 통합형 풍력발전시스템을 대상으로 낙도 지역 등에서 사용할 수 있는 독립형 전원장치를 설계하였다. 설계된 시스템은 무보수 밀패형 배터리와 자체 개발한 배터리 충전 제어 장치 및 교류 전원 출력용 인버터로 구성되며 장시간 바람이 불지 않는 경우에도 양질의 전원을 연속적으로 부하에 공급할 수 있도록 설계되었다.

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슈퍼캐패시터를 적용한 독립형 태양광-풍력 가로등시스템 (Stand-alone Wind-Photovoltaic Streetlight system using Electric Double Layer Capacitor)

  • 김대승;민병국;박정민;김용재;조금배;백형래;정병호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.227-229
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    • 2008
  • 태양광/풍력 복합발전시스템은 친환경적인 에너지원의 대표적인 복합발전시스템이다. 본 논문에서는 독립형 태양광/풍력 발전시스템을 이용한 가로등 시스템을 구성하여 출력특성을 고찰하였다. 풍력에서 발전된 교류전력을 DC로 변환하여 태양광발전에서 출력된 DC 전력과 공통 DC버스로 전달되도록 하였으며, 공통 직류단 병렬운전을 위해 출력전압을 일치시켰다. 또한 슈퍼캐패시터를 적용하여 발전된 전력의 배터리 충전매체로 활용하여 시스템의 안정성을 높이고 충방전 효율을 증가시키고자 하였다.

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2차측 제어 정유압 변속기를 이용한 풍력발전시스템에 관한 연구 (A Study of Wind Energy Conversion System by a Secondary Control Hydrostatic Transmission)

  • 도황팅;안경관
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제10권1호
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    • pp.21-28
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    • 2013
  • 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%.

중.대형급 풍력발전 시스템용 에너지 변환 방식에 대한 연구 (Energy conversion topologies for utility-scale wind power generation system)

  • 정병창;임종연;송승호;김영민;노도환;김동용
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.459-462
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    • 2001
  • 최근 풍력 발전 시스템이 전세계적으로 관심을 끌고 있지만 국내에서 보유하고 있는 기술은 세계적 수준과 상당히 차이가 있다. 다행히 풍력 발전 시스템의 발전 방향이 철강, 철도등의 대용량 가변속 구동시스템 개발 방향을 뒤따르고 있어서 우리나라도 관련기반 기술은 상당한 수준에 있다고 할 수 있다. 본 논문에서는 풍력 발전 시스템에 대한 각 방식별 특성을 고찰하고 분석하여 향후 연구에 도움이 될 수 있도록 이를 소개 하고자 한다.

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분산전원용 1MW급 권선형유도발전기 제어 (Control of a 1MW-class Doubly-fed Induction Generator for Distributed Resources)

  • 박정우;이기욱;김동욱;염기대;이광수;박진순
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.483-486
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    • 2005
  • 국내에서 대체에너지 공급 비율을 보면 청정에너지로 분류할 수 있는 태양열에너지, 태양광 에너지, 풍력에너지를 모두 합하여 대체에너지의 10% 이하이며, 대체에너지 비율의 90% 이상을 폐기물로부터 얻은 에너지가 차지하고 있는 실정이다. 신재생에너지원에는 여러 종류가 있지만 해양에너지원에 대해 대상을 설정하고 이에 대한 부존량을 살펴보면 진도 주변의 해역에서 조류발전 부존량이 약 362만 kW가 되며, 시화호와 새만금 등지에서의 조력발전 부존량이 650만 kW, 동해안 후포 연안을 비롯한 파력발전 부존량이 20만 kW가 되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 해양에너지를 실용화하기 위한 연구가 국내외에서 연구되고 있다. 본 논문은 권선형유도발전기를 갖는 조류발전 시스템을 대상으로 연구한 결과로 권선형유도발전기를 제어하기 위한 전력변환장치 개발과 관련한 내용이다. 신재생에너지원이 발전 단가 측면에서 경제성을 갖기 위해서 발전기 용량은 5MW 급까지 대용량화 되어 있는 단계이지만 국내에서는 아직 MW급 이상이 되는 권선형유도발전기와 권선형유도발전기를 제어하는 전력변환장치에 대한 연구 실적이 없는 상황이다. 이에 본 논문에서는 IMW급의 권선형유도발전기에 대한 개발 사례를 소개하면서 유효전력제어, 역률제어 특성과 운전 속도에 따라 변동되는 회전자 측에서의 피상전력 제어 특성에 대해 고찰하고자 한다.

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지능형 풍력발전 기계적 요소 고장진단 시스템 개발 (Development of intelligent fault diagnostic system for mechanical element of wind power generator)

  • 문대선;김성호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.78-83
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    • 2014
  • 최근 신재생 에너지원으로서의 선두주자인 풍력발전은 다수의 풍력발전 회사들로 하여금 모니터링 및 고장진단 시스템의 개발을 가속화시키고 있다. 이러한 모니터링 및 진단시스템은 조기의 고장검출을 통해 고장이 발생되었을 경우 발생되는 고가의 수리비용을 미연에 방지할 수 있게 한다. 일반적으로 풍력발전과 관련된 고장진단 시스템은 진동신호 및 신호분석기법에 기반하고 있다. 이에 본 연구에서는 풍력발전 시스템에서 자주 발생되고 있는 질량 불평형 및 축 정렬 불량 등과 같은 기계적인 고장을 효율적으로 진단할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안된 지능화된 고장진단 알고리즘은 인공신경망기법과 웨이블렛 변환을 이용한 것으로 (주)가온솔루션에서 개발한 풍력발전용 기계적 고장발생 장치에 적용 실험을 통해 제안된 진단기법의 유용성을 확인하고자 하였다.