• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.935-944
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• 2015

본 논문에서는 가변속 풍력발전시스템의 동적 모델링과 운전제어 시뮬레이션을 수행하였다. 풍속모델, 풍력터빈과 PMSG 모델, MPPT 및 피치 운전제어 모델 등을 구현하였다. 그리고 상용화된 5MW급 풍력터빈 데이터들을 참고하여 실제적인 시스템과 유사한 출력계수 및 가상 운전 조건으로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 정격속도 12[m/s]까지 최대출력계수를 유지하면서 최대전력추종을 확인하였다. 또한 12[m/s]이상의 고속 풍속에서는 동적으로 피치 각도를 제어하면서, 정격상태의 안정적인 출력을 유지하였다.

• KIEE International Transactions on Power Engineering
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• 제3A권4호
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• pp.206-213
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• 2003

The main purpose of this paper is to present a simulation model for assessing the impacts of a variable speed wind turbine (VSWT) on the distribution network and perform a simulation analysis of voltage profiles along the wind turbine installed feeder using the presented model. The modeled wind energy conversion system consists of a fixed pitch wind turbine, a synchronous generator, a rectifier and a voltage source inverter (VSI). Detailed study on the voltage impacts of a variable speed wind turbine is conducted in terms of steady state and dynamic behaviors. Various capacities and different modes of variable speed wind turbines are simulated and investigated. Case studies demonstrate how feeder voltages are influenced by capacity and control modes of wind turbines and changes in wind speed under different network conditions. Modeling and simulation analysis is based on PSCAD/EMTDC a software package.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권6호
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• pp.7-13
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• 2002

본 논문에서는 새로운 형태의 혼합형 유전 알고리즘을 제안하고 성능을 검증한 후 30kW 피치제어 가변 풍력발전시스템의 블레이드 설계와 피치제어 최적화에 적용하여 주어진 Weibull 분포함수에서 동력을 최대화하는 최적의 블레이드 시위 및 비틀림각의 분포와 작동범위내에서 동력을 일정하게 유지하기 위한 최적의 피치각을 결정하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권5호
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• pp.31-40
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• 2012

This paper introduces a methodology for NREL 5MW wind turbine, which is the variable speed and variable pitch(VSVP) control system. This control strategy maximizes the power extraction capability from the wind in the low wind speed region and regulates the wind turbine power as the rated one for the high wind speed region. Also, pitch control efficiency is raised by using pitch scheduling.Torque schedule is made of torque table depending on the rotor speed. Torque control is used for vertical region in a torque-rotor speed chart. In addition to these, mechanical loads reduction using a drive train damper and exclusion zone on a torque schedule is tried. The NREL 5MW wind turbine control strategy is comprised by the generator torque and blade pitch control. Finally, proposed control system is verified through GH Bladed simulation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.609-617
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• 2014

풍력터빈 블레이드의 가변 피치제어는 풍력발전기의 과풍속 영역 설계에 있어 중요한 요소로 알려져 있으나 원가문제 때문에 소형 풍력터빈에는 적용되지 못하고 실속제어가 많이 적용되고 있다. 하지만, 블레이드 주변의 난류 때문에 설계된 실속이 구현되지 않는 실속지연 현상이 종종 발생되고, 이에 따른 풍력 블레이드의 과회전과 발전기의 과출력 위험이 발생하고 있다. 이에 따라 블레이드에서 발생되는 공력으로 피치가 변하고 스프링의 복원력으로 복귀되는 수동형 피치제어 모듈이 주목 받고 있다. 본 연구에서는 회전하는 블레이드의 익형에서 발생되는 양력과 항력을 이용하여 회전면으로 작용되는 토크와 블레이드의 Flap 방향으로 작용되는 추력을 계산하는 방법을 제시하고, 이러한 힘들의 크기를 여러 가지 익형에 대해 비교하였으며, 블레이드의 피치모멘트를 정량적으로 산출하여 수동 피치제어 모듈의 설계자료로 활용될 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권1호
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• pp.42-48
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• 2009

A design methodology for control strategy and control structure gives a direct impact on wind turbine's performance and life cycle. A baseline control law which is a variable rotor speed and variable pitch control strategy is introduced, and a mathematic performance model of a wind turbine dynamics is derived. By using a numeric optimization algorithm, the steady state operating conditions of wind turbines are identified. Because aerodynamic interaction of winds with rotor blades is basically nonlinear, a linearization procedure is applied to analyze wind turbine dynamic variations for whole operating conditions. It turns out the wind turbine dynamics vary much depending on its operating condition.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.366-369
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• 2007

This paper presents the general results of the conceptual design of a 3MW class offshore wind turbine named WinDS 3000 under development. In WinDS 3000, an integrated drive train design, three stage gearbox and permanent magnet generator (PMG) with fully rated converters have been introduced. A pitch regulated variable speed power control with individual pitch control has been adopted to regulate rotor torque while generator reaction torque can be adjusted almost instantaneously by the associated power electronics. Through the introduction of WinDS 3000, it is expected that helpful to understanding of the development status of 3MW offshore wind turbine.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.29-34
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• 2011

Aerodynamic torque of wind turbine is highly nonlinear due to the nonlinear interactions between wind and blade. The aerodynamic nonlinearity is represented by nonlinear power and torque coefficients which are functions of wind speed, rotational speed of rotor, and pitch angle of blade. It is essential from the viewpoint of understanding and analysis of dynamic characteristics for wind turbine to linearize the aerodynamic torque and define aerodynamic nonlinear parameters as derivatives of aerodynamic torque with respect to the three parameters. In this paper, a linearization method of the aerodynamic torque from power coefficient is presented through differentiating it by the three parameters. And steady-state values of three aerodynamic nonlinear parameters according to wind speed are obtained and their nonlinear characteristics are investigated.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1068-1069
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• 2015

Wind turbines have an enormous potential for decentralized electricity generation. In recent years, there has been an increasing worldwide interest in small/medium wind systems. This paper presents the results of power performance testing conducted on a 50 kW turbine located in Yeonggwang test-bed. The turbine system is a pitch, active yaw, variable speed, upwind, three blade with a direct drive PMSG. This thesis covers the operation of variable speed wind turbines with pitch-yaw control. The system considered is controlled to generate maximum energy while minimizing loads. The data include power, wind speed, and direction from meteorological towers, and nacelle anemometer readings and output from turbine. The analysis concentrates on the effect of the load on the power-wind speed curve of the turbine.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2013

정격풍속이상에서 발전기의 출력을 일정하게 유지하기 위하여 PID에 기초한 다양한 종류의 방법들이 발표되었다. 그러나 고정된 PID 이득을 이용한 이러한 방법에서는 전 영역에서 동작하리라는 보장이 없다. 이 논문에서는 전 영역에서 동작하는 시스템을 설계하기 위하여 풍속의 강도에 따라 PID 이득이 변하는 방법을 제안하였다. 풍속의 강도에 따라 피치각에 따른 전력의 민감도는 계속 변하는데, PID 이득을 민감도의 함수로 유도하였다.