• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.307-309
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• 2008

This study suggests a modeling of grid-connected wind turbine generation system that has induction generator, and aims to perform simulations for outputs by the variation of actual wind speed and for fault current of wind generation system by the transformer winding connection. This study is implemented by matlab&simulink. The simulation shall be performed by assuming single line to ground fault generated in the system. Generator power, generator rotor speed, generator terminal current and fault current shall be observed following the performance of simulation. The fault current change will be dealt through the simulation results for fault current of wind generation system following the grid-connected transformer winding connection and the simulation result by the transformer neutral ground method.

• Journal of Power Electronics
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• 제10권6호
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• pp.686-693
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• 2010

In this paper, a fault diagnosis method based on fuzzy logic for the three-parallel power converter in a wind turbine system is presented. The method can not only detect both open and short faults but can also identify faulty switching devices without additional voltage sensors or an analysis modeling of the system. The location of a faulty switch can be indicated by six-patterns of a stator current vector and the fault switching device detection is achieved by analyzing the current vector. A fault tolerant algorithm is also presented to maintain proper performance under faulty conditions. The reliability of the proposed fault detection technique has been proven by simulations and experiments with a 10kW simulator.

• 전력전자학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.410-420
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• 2015

This paper provides a comparison of power converter loss and thermal description for voltage source and current source type 5 MW-class medium-voltage topologies of wind turbines. Neutral-point clamped three-level converter is adopted for a voltage source type topology, whereas a two-level converter is employed for current source type topology, considering the popularity in the industry. To match the required voltage level of 4160 V with the same switching device of IGCT as in the voltage source converter, two active switches are connected in series for the case of current source converter. Transient thermal modeling of a four-layer Foster network for heat transfer is done to better estimate the transient junction and case temperature of power semiconductors during various operating conditions in wind turbines. The loss analysis is confirmed through PLECS simulations. Comparison result shows that the VSC-based wind turbine system has higher efficiency than the CSC under the rated operating conditions.

• Ocean Systems Engineering
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• 제1권4호
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• pp.285-296
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• 2011

Spar platforms have several advantages for deploying wind turbines in offshore for depth beyond 120 m. The merit of spar platform is large range of topside payloads, favourable motions compared to other floating structures and minimum hull/deck interface. The main objective of this paper is to present the response analysis of the slack moored spar platform supporting 5MW wind turbine with bottom keel plates in regular and random waves, studied experimentally and numerically. A 1:100 scale model of the spar with sparD, sparCD and sparSD configuration was studied in the wave basin ($30{\times}30{\times}3m$) in Ocean engineering department in IIT Madras. In present study the effect of wind loading, blade dynamics and control, and tower elasticity are not considered. This paper presents the details of the studies carried out on a 16 m diameter and 100 m long spar buoy supporting a 90 m tall 5 MW wind turbine with 3600 kN weight of Nacelle and Rotor and 3500 kN weight of tower. The weight of the ballast and the draft of the spar are adjusted in such a way to keep the centre of gravity below the centre of buoyancy. The mooring lines are divided into four groups, each of which has four lines. The studies were carried out in regular and random waves. The operational significant wave height of 2.5 m and 10 s wave period and survival significant wave height of 6 m and 18 s wave period in 300 m water depth are considered. The wind speed corresponding to the operational wave height is about 22 knots and this wind speed is considered to be operating wind speed for turbines. The heave and surge accelerations at the top of spar platform were measured and are used for calculating the response. The geometric modeling of spar was carried out using Multisurf and this was directly exported to WAMIT for subsequent hydrodynamic and mooring system analysis. The numerical results were compared with experimental results and the comparison was found to be good. Parametric study was carried out to find out the effect of shape, size and spacing of keel plate and from the results obtained from present work ,it is recommended to use circular keel plate instead of square plate.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.316-325
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• 2018

본 논문에서, 풍력발전기 운영관리 및 유지보수 비용을 저감하기 위해, 분산되는 전산자원을 통합하고 인적 자원을 효율적으로 운영 할 목적으로 SaaS 클라우드 방식의 상태 감시 인프라를 설계 및 개발하였다. 개발한 인프라에서 관련 업무 및 서비스에 따라 각 데이터들을 계층화 하였다. 인프라 상에서 상태 감시를 수행 할 경우에 필요한 기본적인 SW를 개발하였다. 측정 시스템에 대응하는 데이터베이스 설계 SW, 현장 측정 SW, 데이터 전송 SW, 모니터링 SW로 구성되어 있다. 기존의 SCADA 데이터 뿐 아니라 추가적인 센서를 설치하여 풍력발전기의 상태 관측이 가능하다. 상태감시 알고리즘 내 단계 별 지연 시간을 모델링하여, 현장 측정에서 최종 모니터링 단계 까지 소요되는 총 지연 시간을 정의 하였다. 진동 데이터는 고해상도 측정에 의해 취득되기 때문에, 지연 시간은 불가피하고 유지보수에 관한 프로그램 운영 시 지연시간 분석은 필수적이다. 모니터링 대상은 MW 용량의 풍력발전기의 증속기이며, 해당 풍력발전기는 운전 한 지 10년이 넘는 모델로서, 이는 앞으로 해당 풍력발전기의 효율적인 유지보수를 위해 정확한 상태 감시가 필수적임을 뜻한다. 본 인프라는 연간 50TB 용량의 고해상도 풍력발전기 증속기 상태를 처리 할 수 있도록 운영 중이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.361-362
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• 2015

This paper proposes a Direct Power Control (DPC) scheme of improved command tracking capability for Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) Medium Voltage (MV) Wind Turbines. Benchmarking is performed based on a neutral point clamped three-level back-to-back type voltage source converter. It is introduced to design the DPC modeling and propose DPC scheme of a three-level NPC (3L-NPC) converter. During the fault condition in wind farms, the proposed control scheme directly controls the generated output power to the command value from the hierarchical wind farm controller. The proposed control scheme is compared with conventional control scheme as respect to loss and thermal analysis. The DPC scheme of improved command tracking capability is confirmed through PLECS simulations. Simulation result shows that proposed control scheme achieves a much shorter transient time in a step response of generated output power. The proposed control scheme makes it possible to provide a good dynamic performance for PMSG MV wind turbine to generate a high quality output power under grid fault condition.

• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1075-1080
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• 2014

본 연구는 5MW급 해상풍력 하부구조물개발에 있어 설계에 필요한 다양한 해양환경 조건에 대하여 높은 안정성 확보가 요구되는 해상용 풍력발전 하부구조물과 관련, 구조물의 설계방법을 제시하고 그 안정성을 고찰하여 관련 기술 분야에 기여함을 목표로 한다. 특히, 5MW급 해상풍력발전 시스템에 대해 시험영역에서 큰 바람의 방향이 지속되고 있는 동안에 동시에 발달된 파도의 계산에 대한 정보를 제공한다. 그러므로 바람의 영역과 접근하는 파동 행열간의 관련성을 검토하여 강도, 방향 그리고 시간의 이동성을 계산할 수 있음을 확인하였다. 쇄파에서의 국부적인 압력분포를 물리적인 모델링과 수치적 모델링을 통해 조사하는 것이 가능하다. 해상 풍력 에너지 변환장치의 지지구조물들에 대해 최근 적용된 구조 및 피로에 대한 평가는 일반 설계규칙에 근거했다. 5MW 해상풍력 하부구조물은 제약조건이 많아 단일구조로 취급하는데 이는 생산에서 높은 안전계수를 고려해야함을 의미한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.309-312
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• 2002

For the purpose of more effective simulation of the utility interactive WPGS(Wind Power Generation System) the SWRW (Simulation method for WPGS using Real Weather condition) is used in this paper, in which those of three topics for the WPGS simulation. user-friendly method, applicability to grid-connection and the utilization of the real weather conditions, are satisfied. The simulation of the WPGS using the real weather condition including components modeling of wind turbine system is achieved by introducing the interface method of a non-linear external parameter and FORTRAN using PSCAD/EMTDC. The simulations of steady-state and transient-state are performed effectively by the introduced simulation method. The generator output and current supplied into utility can be obtained by the steady-state simulation, and THD can be achieved by analyzing the results as well. The transient - state of the WPGS can be analyzed by the simulation results of over cut-out wind speed.

• 스마트미디어저널
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• 제1권2호
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• pp.47-53
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• 2012

전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 중가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CM(Condition Monitoring) 시스템은 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력 발전용 SCADA 시스템으로부터의 각종 정보를 이용하여 해당 장치의 고장검출에 효율적으로 사용될 수 있는 인공신경망을 기반으로 하는 정상 동작 모델의 체계적인 설계 과정에 대해 고찰하고자 한다. 또한 제안된 설계 기법의 유용성 확인을 위해 군산 비응도에 설치된 Vestas사의 850KW급 풍력발전시스템으로부터의 SCADA 데이터를 사용하였다.