• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.607-613
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• 2011

In this study, structural vibration analyses for a 5MW offshore wind wind-turbine model have been performed for different substructure models. The efficient equivalent modeling method based on computational multi-body dynamics are applied to the finite element models of the present offshore wind turbines. Monopile and tri-pod substructure types of the typical offshore wind-turbine are considered herein. Detailed finite element modeling concepts and boundary conditions are described and the comparison results for previous analyses are presented in order to show the verification of the present numerical approach. Campbell diagrams are also present to investigate the rotational resonance characteristics of the offshore wind-turbines with different substructures.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.614-622
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• 2011

In this study, the computational structural dynamic modeling of floating offshore wind turbine system is presented using efficient equivalent modeling technique. Structural dynamic behaviors of the offshore floating platform with 5MW wind turbine system have been analyzed using computational multi-body dynamics based on the finite element method. The considered platform configuration of the present offshore wind turbine model is the typical spar-buoy type. Equivalent stiffness and damping properties of the floating platform were extracted from the results of the baseline model. Dynamic responses for the floating wind turbine models are presented and compared to investigate its structural dynamic characteristics. It is important shown that the results of the present equivalent modeling technique show good and reasonable agreements with those by the fully coupled analysis considering complex floating body dynamics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1510-1512
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• 2004

본 연구는 농형 유도 발전기와 양방향 PWM 인버터를 가진 WECS (Wind Energy Conversion System)시스템을 모델링하고 이 모델에 기초하여 제어 법칙을 제안하였다. 제어 법칙은 풍속 따라 작용하는 최적 팁 속도비에 의해 효율이 최대가 되도록 제어하는 것이다. WECS은 바람의 변동이 있어도 최적치에 팁 속도비를 유지하기 위해 터빈의 회전 속도 제어하여 행한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.77-83
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• 2011

본 논문에서는 해상 부유식 풍력타워의 동역학 모델링이 제시되고, 다양한 해상환경하중인 풍하중, 파랑하중을 모델링하여 플랫폼의 동적 거동해석을 수행하였다. 풍하중을 모델링하기 위해 풍속은 높이에 따라 변하도록 고려하였고, 파랑하중은 상대운동 모리슨방정식을 이용하여 모델링 하였다. 동적 거동해석을 위해 동역학해석프로그램인 ADAMS 를 이용하였다. 부유식 플랫폼에 많이 쓰이는 tension leg platform 의 네 가지 타입에 대해 동적 거동특성을 비교하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.124-130
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• 2005

본 논문에서는 Psim프로그램을 이용하여 가변속 풍력터빈 시스템의 시뮬레이션 모델링과 해석을 수행하였다. 시뮬레이션에서는 제주 행원 풍력발전 단지에 설치되어 운영되고 있는 Vestas V47 660[kW] 시스템을 모델로 하여, 바람 모델, 블레이드 모델, 피치 제어모델과 계통선에 연계된 발전기를 모델링 하였다. 풍속의 변화에 따라 원하는 출력을 얻을 수 있도록 피치각 제어를 수행하여 정격풍속 이하에서는 최대 출력이 발생하도록 하고, 정격풍속 이상에서는 회전자 속도를 일정하게 운전하여 정격출력을 유지할 수 있도록 제어하였다. 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 풍속변화에 따른 모델 시스템의 실측출력 데이터와 시뮬레이션 결과 값을 서로 비교 검증하였으며, 이 결과 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1116_1117
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• 2009

전력계통에서의 풍력 발전의 설치가 증가하면서 사고 발생시 전체 계통에 대한 신뢰도 및 안정도에 영향을 미친다. 이를 고려한 Fault Ride Through 제어 기법은 보다 안정적인 계통운영을 위한 방안이다. 최근 대부분의 풍력발전시스템은 이중여자 유도형 발전시스템(DFIG)이 설치되는데, 이는 전력변환장치를 이용한 유효 및 무효 전력 제어가 가능한 가변속 풍력발전시스템이다. 본 논문은 PSCAD/EMTDC를 통해 DFIG를 모델링하고 Crow Bar와 Rotor Side Converter의 연계 제어를 이용한 Fault Ride Through 제어 기법을 시뮬레이션 결과를 통해 확인 하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.142-149
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• 2004

본 논문은 바람으로부터 최대출력을 추출하기 위해 계통연계 풍력발전시스템의 신경회로망 제어기와 추출된 최대출력을 계통에 전달하기 위한 전력제어기를 제안한다. 유도발전기, 변압기, 정류기 및 인버터 등으로 구성된 제어기를 갖춘 풍력발전시스템의 모델링과 시뮬레이션에 대해 검토하고자 한다. 본 논문에서는 동특성해석을 위해 드라이브 트레인 모델, 유도발전기 모델과 계통접속 모델을 제시한다. 신경회로망 제어기는 풍차날개의 피치각을 제어하여 바람으로부터 최대출력을 추출한다. 피치제어방법은 기계적으로 복잡하지만 제어성능은 스톨제어보다 우수하게 된다. MATLAB으로 수행한 시뮬레이션 결과는 발전기 토오크, 발전기 회전속도, 피치각, 계통으로 주입되는 유효/무효전력 등을 예시하고 있으며 그 결과를 보면 제안된 제어기의 효용성을 입증할 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권4호
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• pp.239-247
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• 2013

최근 화석연료의 고갈과 환경오염으로 인하여 해상풍력에너지와 같은 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 범용 동역학해석 프로그램인 MSC.ADAMS를 이용하여 공력하중 및 전기 발전기 토오크를 결정하기 위한 테브난(Thevenin) 방정식이 고려된 해상풍력발전기의 다물체 동역학 해석 기법을 검토하였다. 해석대상으로 고려한 시스템은 5MW급 해상풍력발전기이며, 3개의 블레이드가 수평축 방향에서 역풍을 받아 전기를 생산하는 수평축 풍력발전 형태이다. 블레이드에 작용하는 공력하중은 블레이드 요소 모멘텀 이론을 기반으로 일반화된 동적 웨이크를 고려할 수 있도록 개발된 AeroDyn 프로그램으로부터 산출하였다. 해상풍력발전기의 주요 연결부에서의 동적하중과 토오크 특성이 실제 현상과 유사하게 산출될 수 있도록 하기 위하여, 다물체 동역학 모델 상에 블레이드와 타워는 실제 구조 특성치를 고려한 유연체 모델링을 적용하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.339-344
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• 2015

석션기초는 해양분야의 기초 및 앵커로 널리 사용되고 있으며, 최근 들어 해상풍력발전기의 기초로도 그 활용 범위가 확대되고 있다. 많은 선행 연구로부터 기초구조물의 강성이 해상풍력발전기의 동적응답에 영향을 줄 수 있기 때문에 기초구조물에 대한 적절한 모델링이 필요한 것으로 입증된 바 있다. 본 논문에서는 3차원 유한요소 해석을 수행하여 석션기초의 강성행렬을 산정하였다. 이를 기존의 중력식 기초 강성 산정식에 의한 결과와 비교하였으며, 산정한 강성행렬을 적용하여 구조물의 동적응답과 고유진동수 검토를 위한 통합하중해석을 수행하였다. 해석결과 mudline에서 발생하는 하중에 대한 영향은 크지 않은 것으로 나타났지만, 기초를 고정단으로 모델링한 경우 고유진동수가 최대 약 10% 과대 예측하는 것으로 나타났다. 풍력발전기 공진 회피에 대한 검토 시 기초강성을 고려해야할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1288-1295
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• 2012

2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계 운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기(OCR, OCGR)의 오 부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기(Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용성을 확인하였다.