This paper proposes a new DFIG(Doubly-Fed Induction Generator) system using matrix converter, which is very effectively used for interconnecting the wind power system to the power grid. The operation of proposed system was verified by computer simulations with PSCAD/EMTDC software. The feasibility of hardware implementation was conformed by experimental works with a laboratory scaled-model of wind power system. The laboratory scaled-model was built using a motor-generator set with vector drive system, and a matrix converter with DSP(Digital Signal Processor). The operation of scaled-model was tested by modeling the specific variable-speed wind turbine using the real wind data in order to make the scaled-model simulate the real wind power system as close as possible. The simulation and experimental results confirm that matrix converter can be applied for the DFIG system.
최근 신재생에너지의 보급 정책으로 인해 태양광 또는 풍력과 같은 신재생에너지가 전체 전력 계통에서 차지하는 비율이 증가되고 있는 실정이다. 그러나 신재생에너지는 변동 적이기 때문에 계통의 안정성을 저해하는 원인이 될 수 있다. 이에 따라 각 나라에서는 계통 안정성을 위한 기능들을 요구하고 있으며, 그 요구는 점차 강화되고 있다. 이와 같이 신재생에너지 비율의 증가로 인해 계통 안정성에 대한 문제가 강조되고 있지만, 태양광 분산 발전 시스템의 경우에는 일사량에 의존하여 운전하기 때문에 일사량이 낮거나 야간에는 계통 안정성을 위한 기능을 수행하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 일사량이 낮거나 야간에도 계통 안정화를 위해 무효전력 지원이 가능한 확장된 무효전력 운전(EF-RPO: Extended feed-in Reactive Power Operation)방법의 제어 전략을 제안하며, 제안한 방식은 1MVA 계통 연계형 인버터의 제작과 실험을 통해 검증하였다.
최근 에너지 절약에 대한 관심이 고조되면서 기존 광원보다 효율이 좋은 광원개발이 계속되고 있으며 그 대표적인 것이 고효율 및 고출력(high-power) LED이다. 고출력 LED의 개발로 인해 일부에서는 일반 조명용으로 사용하려는 연구가 진행 중이며 풍력과 태양광 발전을 이용한 야간 조명용 전원으로 사용하려는 연구도 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 조명용 광원으로 직류 전원을 이용한 고출력 LED의 사용 가능성을 확인하고자 하며 기존 방식에 비하여 보다 안정적이고 효율이 좋은 새로운 LED 전원구동장치를 제안한다. 제안된 방식은 기존 방식보다 리액터의 크기를 줄일 수 있었으며 효율이 개선됨을 확인하였다.
This paper presents a study on the power factor improvement of the Wind turbine Generation System(WTGS) at Haeng-won wind farm in Jeju Island. Vestas WTGS named V47 as a model system is selected in this paper, and has 660 kW Power ratings. In this system, power factor correction is controlled by the conventional method with power condenor bank. So, model system at Haeng-won wind farm has very low power factor in the area of low wind speed, which is from 4 m/s to 6 m/s. This is caused by the power factor correction using power condenser bank To improve the power factor in the area of low wind speed, we used the static var compensator(SVC) using current controlled PWM power converter by IGBT switching device. finally, to verify the profosed method, the results of computer simulation using Psim program are presented to support the discussion.
This paper analyzes the shaft torsion of a doubly-fed induction generator (DFIG) for a wind farm collector system fault. When a fault occurs, the active power of the DFIG cannot be transmitted to the grid and thus accelerates the rotation of both the blade and the rotor. Due to the different inertia of these, the angle of deviation fluctuates and the shaft torsion is occurred. This becomes much severe when the rotational speed of the blade exceeds a threshold, which activating the pitch control to reduce the mechanical power. The torque, which can be sixty times larger than that in the steady state, may destroy the shaft. The shaft torsion phenomena are simulated using the EMTP-RV simulator. The results indicate that when a wind farm collector system fault occurs, a severe shaft torsion is occurred due to the activation of the pitch control.
Most of existing wind turbine system is used with geared type; however, this type has lots of problems which are noisy, weight, maintenance and so on. In this paper, wind turbine system with fluid torque converter applied to solve these problems. In case of the proposed wind turbine system, it is possible to transmit torque to adaptable distance. So various sets including generator, inverter and auxiliary motor move from the nacelle to the ground. As a result, Total weight in Nacelle can be decreased. however, the efficiency can be decreased with fluid torque system. We also applied auxiliary motor to fluid torque system. So, we also realized rated revolutions and rated output windturbine and could get considerable good data.
This paper introduces a hardware simulator for the LVRT operation analysis of the grid-tied PMSG wind power system with a power dissipation circuit. The power dissipation circuit, which is composed of chopper and resistor, suppresses the sudden increase of DC-link voltage in the back-to-back converter of the grid-tied PMSG wind power system. The LVRT operation was first analyzed using computer simulations with PSCAD/EMTDC. A wind power simulator including the power dissipation circuit and the fault simulator composed of variac and IGBT were built to analyze the LVRT operation. Various experiments were conducted to verify the effectiveness of the power dissipation circuit for the LVRT operation. The developed hardware simulator can be extensively utilized for the analysis of various LVRT operations of the grid-tied wind power system.
Owing to the variability of large-scaled wind power system, the development of wind farm management technologies and related compensation methods have been receiving attention. To provide an accurate and reliable output power, certain wind farm adopts a specified management system including a wind prediction model and grid expectation solutions for considering grid condition. Those technologies are focused on improving the reliability and stability issues of wind farms, which can affect not only nearby system devices but also a voltage condition of utility grid. Therefore, to adapt the develop management system, an expectation process about voltage condition of Point of Common Coupling should be integrated in operating system for responding system requirements in real-time basis. This paper introduce a grid imposing method for a real-time based wind farm management system. The expected power can be transferred to the power flow section and the required quantity about reactive power can be calculated through the proposed system. For the verification process, the gauss-seidel method is introduced in the Matlab/Simulink for analysing power flow condition. The entire simulation process was designed to interwork with PSCAD for verifying real power system condition.
The monitoring system is an absolutely required system for improving a performance to consider the situation for the hybrid generation of the photovoltaic (PV) and wind power (WP) energy experimental research complex. This system is to monitor with the railroad switching point heating system using LabVIEW to the hybrid generation of the PV and WP. The monitoring system of this paper is a program monitoring the hour, day and total of the voltage and current that made from the hybrid generation of PV and WP. In experiment, we acquired the power data according to time at the day of PV and WP. We have confirmed the possibility of the real time monitoring system using LabVIEW with the railroad switching point heating system as the hybrid generation of the PV and WP.
We investigate the amount of potential electricity energy generated by wind power in Busan metropolitan area, using the mesoscale meteorological model WRF (Weather Research & Forecasting), combined with small wind power generators. The WRF modeling has successfully simulated meteorological characteristics over the urban areas, and showed statistical significant to predict the amount of wind energy generation. The highest amount of wind power energy has been predicted at the coastal area, followed by at riverbank and upland, depending on predicted spatial distributions of wind speed. The electricity energy prediction method in this study is expected to be used for plans of wind farm constructions or the power supplies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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