• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.963-969
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• 2021

풍력발전단지 위치 선정에 있어 풍속 분포 및 발전량을 평가하기 위해 해당 지역의 기상 타워에서 계측된 바람 자료를 이용한다. 그러나 기상 타워에서 계측된 바람 자료는 종종 정보가 누락되거나 원하는 높이에 맞지 않거나, 혹은 데이터 길이가 충분하지 않아 풍력터빈 제어 및 성능 시뮬레이션 수행에 어려움을 겪게 된다. 따라서 풍력터빈 혹은 발전단지에 대한 연간 발전량 및 이용률을 평가하는데 원하는 높이에서 장기간의 연속적인 바람 자료는 매우 중요하다. 또한, 한반도와 같이 계절에 따른 풍향과 풍속 변동이 뚜렷한 경우에는 계절별 특징이 고려된 풍속과 풍향을 동반한 바람 자료를 고려해야 한다. 본 연구에서는 통계적 방법인 은닉 마르코프 모델을 이용하여 풍속과 풍향의 변동을 고려한 인공 바람을 생성하기 위한 방법을 제시한다. 통계처리를 위한 바람 자료는 전라북도 고군산군도에 있는 말도의 기상청 방재기상관측(AWS) 장비에서 계측된 자료를 사용한다. 은닉 마르코프 모델에 의해 생성된 인공 바람은 통계 변수, 풍력에너지밀도, 계절별 평균 풍속, 주 풍향 등을 계측 자료와 비교를 통해 검증하기로 한다.

• Advances in Energy Research
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• 제4권2호
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• pp.121-146
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• 2016

This study is concerned with the analysis of two renewable technologies for electric energy production: wind energy and photovoltaic energy. The two technologies were assessed and compared by economic point of view, by using selected indicators characterized by a clear calculation approach, requirement of information easy to be collected, clear, but even complete, interpretation of results. The used economic indicators are Levelized Cost of Energy, $CO_2$ abatement cost and fossil fuel saving specific cost; these last two specifically aimed at evaluating the different capabilities that renewable technologies have to cut down direct $CO_2$ emissions and to avoid fossil fuel extraction. The two technologies were compared also from the environmental point of view by applying Life Cycle Assessment approach and using the environmental impact categories from the Eco-indicator'95 method. The economic analysis was developed by taking into account different energy system sizes and different geographic areas in order to compare different European conditions (Italy, Germany and Denmark) in term of renewable resource availability and market trend. The environmental analysis was developed comparing two particular types of PV and wind plants, respectively residential and micro-wind turbine, located in Italy. According to the three calculated economic indicators, the wind energy emerged as more favorable than PV energy. From the environmental point of view, both the technologies are able to provide savings for almost all the considered environmental impact categories. The proposed approach, based on the use of economic and environmental indicators may be useful in supporting the policies and the decision making procedures concerned with the promotion and use of renewables, in reference to the specific geographic, economic and temporal conditions.

• Coupled systems mechanics
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• 제2권3호
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• pp.231-253
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• 2013

The impact of spar-nacelle-blade coupling on edgewise dynamic responses of spar-type floating wind turbines (S-FOWT) is investigated in this paper. Currently, this coupling is not considered explicitly by researchers. First of all, a coupled model of edgewise vibration of the S-FOWT considering the aerodynamic properties of the blade, variable mass and stiffness per unit length, gravity, the interactions among the blades, nacelle, spar and mooring system, the hydrodynamic effects, the restoring moment and the buoyancy force is proposed. The aerodynamic loads are combined of a steady wind (including the wind shear) and turbulence. Each blade is modeled as a cantilever beam vibrating in its fundamental mode. The mooring cables are modeled using an extended quasi-static method. The hydrodynamic effects calculated by using Morison's equation and strip theory consist of added mass, fluid inertia and viscous drag forces. The random sea state is simulated by superimposing a number of linear regular waves. The model shows that the vibration of the blades, nacelle, tower, and spar are coupled in all degrees of freedom and in all inertial, dissipative and elastic components. An uncoupled model of the S-FOWT is then formulated in which the blades and the nacelle are not coupled with the spar vibration. A 5MW S-FOWT is analyzed by using the two proposed models. In the no-wave sea, the coupling is found to contribute to spar responses only. When the wave loading is considered, the coupling is significant for the responses of both the nacelle and the spar.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.47-58
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• 2014

본 연구에서는 해상풍력발전시스템(NREL 5 MW) 하중해석을 위해 필요한 기초구조물과 해저지반간의 상호작용 모델링 방안을 모색하고, 해상풍력시스템 해석프로그램인 GH-Bladed를 활용하여 하중해석을 수행함으로 지반모델링 방법과 설계하중조건에 따른 기초구조물 설계하중을 비교 분석하였다. 또한 상기 하중해석 결과를 기초구조물 해석프로그램 L-Pile에 적용하여 기초구조물 단면에 대한 안정성 검토를 수행하였다. 본 논문에서 정리한 기초구조물 모델링 방법인 고정단, winkler spring, coupled spring 모델과 설계하중조건 DLC 1.3, DLC 6.1a, DLC 6.2a의 해석결과를 바탕으로 모노파일의 단면변화를 관찰하였다. 그 결과 모든 설계하중조건에서 고정단, coupled spring 모델의 경우 모노파일의 단면이 직경 7 m, 두께 80 mm로 산정되었으며, winkler spring 모델을 적용하여 해석을 수행한 결과 모노파일의 단면이 직경 5 m, 두께 60 mm로 산정되었다. 본 연구를 통해 지반-기초구조물간의 상호작용 모델링 방법이 기초구조물의 설계 단면을 결정하는 하중해석 결과에 영향을 미친다는 것을 파악하였으며, 이러한 영향을 고려하여 해상풍력시스템 기초구조물을 설계한다면 기초구조물 설계 시 발생할 수 있는 과다 과소설계 가능성을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기학회논문지
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• 제60권12호
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• pp.2190-2195
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• 2011

Due to enhanced demands on quality, security and reliability of the electric power energy system, a microgrid has become a subject of special interest. In this paper, output characteristics of energy storage system (ESS) with an electric double layer capacitor (EDLC) and battery energy storage system (BESS) of a renewable energy based microgrid were analyzed under grid-connected and islanded operation modes. The microgrid which consists of photovoltaic and wind power turbine generators, diesel generator, ESS with an EDLC, BESS and loads was modeled using real time digital simulator. The results present the effective control patterns of the microgrid system.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권4호
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• pp.1483-1493
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• 2018

Recently, more power facilities are needed to cope with the increasing electric demand. However, the additional construction of generators, transmission and distribution installations is not easy because of environmental problems and citizen's complaints. Under this circumstance, a microgrid system with distributed renewable resources emerges as an alternative of the traditional power systems. Moreover, the configuration of power system changes with more DC loads and more DC installations. This paper is written to introduce an idea of a genetic algorithm-based solution to determine the optimal capacity of the distributed generators depending on the types of system configuration: AC-link, DC-link and Hybrid-link types. In this paper, photovoltaic, wind turbine, energy storage system and diesel generator are considered as distributed generators and the feasibility of the proposed algorithm is verified by comparing the calculated capacity of each distributed resource with HOMER simulation results for 3 types of system configuration.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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• pp.227-229
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• 2003

본 논문은 분산전원이 기존의 배전계통상에 도입되는 경우에 대하여 전압변동해석을 수행하기 위해 제주 성산 변전소를 선정하여 MATLAB 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 및 전압변동사항을 모의 분석하였고, 실제로 제주 행원풍력설비에서 발생하는 전압, 전류 고조파를 50조파까지 측정하여 전압 및 전류고조파 왜형률에 대한 분석을 시행하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.56-59
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• 2012

최근 신재생 에너지 분야 가운데 풍력발전에 대한 관심이 높아지면서 관련 산업 분야의 연구 또한 활발히 수행되고 있다. 풍력발전기의 경우 초기 설치에 고가의 비용이 필요하며, 고장 발생 시 일반적으로 풍력발전기의 동작을 멈추게 한다. 본 논문에서는 풍력발전기의 Nacelle에서 발생하는 다양한 센서데이터를 수집하는 Bottom에서의 제어시스템을 다중화하여 고장 발생 시에도 풍력발전기의 중단 없이 지속적으로 에너지 생산이 가능하게 하는 고가용성 데이터베이스 시스템에 관한 것이다. 본 논문을 통해 개발된 고가용성 시스템을 통해 풍력 발전기의 높은 안정성을 보장하며, 수집된 데이터를 분석함으로서 고장에 대한 예측이 가능하다.

• Wind and Structures
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• 제36권4호
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• pp.237-247
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• 2023

The emergence of high-rise buildings has necessitated frequent structural health monitoring and maintenance for safety reasons. Wind causes damage and structural changes on tall structures; thus, safe structures should be designed. The pressure developed on tall buildings has been utilized in previous research studies to assess the impacts of wind on structures. The wind tunnel test is a primary research method commonly used to quantify the aerodynamic characteristics of high-rise buildings. Wind pressure is measured by placing pressure sensor taps at different locations on tall buildings, and the collected data are used for analysis. However, sensors may malfunction and produce erroneous data; these data losses make it difficult to analyze aerodynamic properties. Therefore, it is essential to generate missing data relative to the original data obtained from neighboring pressure sensor taps at various intervals. This study proposes a deep learning-based, deep convolutional generative adversarial network (DCGAN) to restore missing data associated with faulty pressure sensors installed on high-rise buildings. The performance of the proposed DCGAN is validated by using a standard imputation model known as the generative adversarial imputation network (GAIN). The average mean-square error (AMSE) and average R-squared (ARSE) are used as performance metrics. The calculated ARSE values by DCGAN on the building model's front, backside, left, and right sides are 0.970, 0.972, 0.984 and 0.978, respectively. The AMSE produced by DCGAN on four sides of the building model is 0.008, 0.010, 0.015 and 0.014. The average standard deviation of the actual measures of the pressure sensors on four sides of the model were 0.1738, 0.1758, 0.2234 and 0.2278. The average standard deviation of the pressure values generated by the proposed DCGAN imputation model was closer to that of the measured actual with values of 0.1736,0.1746,0.2191, and 0.2239 on four sides, respectively. In comparison, the standard deviation of the values predicted by GAIN are 0.1726,0.1735,0.2161, and 0.2209, which is far from actual values. The results demonstrate that DCGAN model fits better for data imputation than the GAIN model with improved accuracy and fewer error rates. Additionally, the DCGAN is utilized to estimate the wind pressure in regions of buildings where no pressure sensor taps are available; the model yielded greater prediction accuracy than GAIN.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.335-337
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• 2003

원격지에서 임의의 시스템을 제어하는 원격제어(teleoperation)는 자동화산업시스템을 비롯한 많은 분야에서 연구와 활용이 지속적으로 진행되고 있다. 본 논문에서 소개하는 원격 감시제어시스템은 인터넷을 이용 풍력발전기에 적용시킴으로써 카메라를 동해 현장상태를 상시 감시하고, 필요시 원격지 제어를 통해 시스템을 안정적으로 운용하는 데 목적이 있다. 대부분의 풍력발전시스템은 사람이 쉽게 접근하거나 거주하기 용이하지 않는 지역에 설치되고 있으며, 특히 수기 또는 그 이상의 풍력발전기를 운용하는 대규모 풍력발전단지(Wind Farm)에서는 풍력발전기에 따라 자체 현장관리사무소를 설치하고, 헌장관리사무소를 원격지의 중앙통제실에서 종합적으로 관리하는 상황을 고려하면 원격 감시제어시스템은 풍력발전시스템을 구성하는 데 있어 매우 필요한 시스템이라 할 수 있다.