• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.65-76
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• 2024

최근 해상풍력산업이 활성화되면서 기존 화력 발전소 규모의 400MW 급 발전단지들이 개발되고 있다. 재생에너지는 에너지원에 따라 간헐성이 큰 특성이 있고, 최신 재생에너지 발전설비들은 제어기능을 갖는 인버터 기술로 구성되는 특징이 있다. 이러한 재생에너지원의 계통연계 확대에 따라 전력계통 접속을 위한 그리드코드도 점점 구체화되고 있고, 이에 따라 관련 검토도 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 그리드 코드 준수를 위해 여러 해상풍력 발전단지들을 통합하여 공동접속설비로 접속하는 경우, 최적 무효전력 보상용량 선정 방법에 대해 제안한다. 그리드 코드의 요구조건을 기반으로, 전북 서남해 400MW 풍력발전단지의 무효전력 보상과 과도안정도를 분석한다. 이 분석은 PSS/E를 사용하여 각 터빈 배치안과 케이블 데이터로 발전단지 DB를 구축하고, 내·외부망 케이블의 충전전류에 의한 무효전력과 연계점에서 무효전력 보상용량을 산출한다. 또한 전력계통 DB에 연계해서 정적, 동적 안정도를 고찰한다.

• 환경영향평가
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• 제33권4호
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• pp.164-174
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• 2024

최근 국내에서도 많은 해상풍력발전 사업계획과 환경영향평가가 이루어지고 있다. 하지만 육상풍력발전과는 다른 특성을 가지고 있음에도 불구하고 이에 적합한 대안설정 및 평가 방법이 부족한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 해외의 가이드라인 및 사례 분석을 통해 국내 실정에 적합한 대안설정 및 평가 방법에 대한 시사점을 도출하고자 하였다. 분석의 결과를 통해 해상풍력발전 대안설정 및 평가 방법의 프로세스를 살펴볼 수 있었으며 이를 통한 세부적인 고려사항 및 방법론을 알 수 있었다. 아직 해외에서도 대안설정 및 평가에 관한 방법론이 명확하지 않고 육상풍력발전에 사용하던 방법론을 개량하고 발전시켜 사용하고 있었다. 국내에도 이러한 해상풍력사업의 대안설정 및 평가를 위한 체계마련이 필요하며 합리적이고 효율적으로 수행하기 위해서 다양한 분야에서의 연구가 필요하다. 국내 해상풍력발전사업의 성공적인 추진을 위해서는 해외 사례에서 도출된 시사점을 반영한 관련 연구의 촉진과 함께, 환경적, 사회적 수용성을 높이기 위한 지속적인 노력이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.61-69
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• 2024

해상풍력 단지 개발 시 파랑은 구조물 설계 하중 결정과 단지 배치 등에 있어서 필수적으로 고려되어야 한다. 그러나 해상풍력 개발지역으로 간주되고 있는 왕등도 인근 해역에 대한 파랑 후측 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 MIKE 21 모델을 이용하여 2021년 1년간 왕등도 중심의 서남해 파랑 후측을 통해 왕등도 인근 파랑 특성을 분석하였다. 파랑 후측 결과 상왕등도 부이와 부안 부이에서 유의파고에 대한 RMSE가 0.177, 0.225 Pearson 상관계수는 0.971, 0.970으로 높은 재현성을 보여주었다. 모델의 검증 후 왕등도 인근 해역에 대한 파랑 특성을 분석한 결과 계절에 따라 파랑이 크게 달라지는 경향을 보였다. 최대 유의파고 발생 시 위치별로 큰 차이를 보였으며 이는 해상풍력 구조물의 설계 하중 결정에 있어 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.386-387
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• 2013

This paper provides a comparison of high power semiconductor devices in 5MW-class Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) Medium Voltage (MV) wind turbines. High power semiconductor devices of IGBT module type, IGBT press-pack type, and IGCT of both 4.5kV and 6.5kV are considered in this paper. Benchmarking is performed based on neutral-point clamed 3-level back-to-back type voltage source converter supplied from grid voltage of 4160V. The feasible number of semiconductor devices in parallel is designed through the loss analysis considering both conduction and switching losses under the given operating conditions of 5MW-class PMSG wind turbines, particularly for the application in offshore wind farms. The loss analysis is confirmed through PLECS simulations. The comparison result shows that IGBT press-pack type semiconductor device has the highest efficiency and IGCT has the lowest cost factor considering the necessary auxiliary components.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.947-952
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• 2015

현재 우리나라의 에너지 부족 문제를 해결하기 위하여 정부 주도로 다양한 산악지형에서 풍력발전단지가 건설되고 있다. 하지만 무분별하게 풍력발전단지를 건설 할 경우, 풍력발전기의 도플러 변조로 인하여 주변에 운용되고 있는 군사레이더에 심각한 방해 현상을 야기하여 국가 안보에 심각한 위협이 될 수 있다. 따라서 풍력발전기 작동을 고려한 레이더 신호분석 및 도플러 주파수 분석이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 산악지형에 설치된 풍력발전단지로 인한 도플러 주파수 추출 및 분석을 위한 신호처리 기법을 제안한다. 제안된 기법은 산악지형 모델링, 차폐분석, 풍력발전기 운동 모델링 및 레이더 신호 모델링을 기반으로 한 방법이며, 시뮬레이션 결과 산악지형의 형태 및 풍력발전기의 운동에 따라 시변 하는 도플러 주파수를 추출되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1908-1914
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• 2012

풍력발전기의 용량이 점차 대형화되고 해상풍력단지는 수심이 깊은 곳에 조성됨에 따라 해상풍력발전구조물의 하부구조 및 기초시공비용 또한 급격히 증가될 것으로 예상된다. 석션버켓기초는 버켓형식의 기초를 자중에 의한 관입과 자중관입 이후 석션에 의한 관입으로 설치하는 공법이며, 대형장비 대신 충분한 용량의 펌프만 있으면 기초의 시공이 가능하므로 시공이 간편하고 경제적인 공법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 석션버켓기초의 경제성을 검토하기 위하여 상부지반이 사질지반과 연약지반인 경우일 때 대수심 조건에 적용 가능한 기초형식인 자켓과 석션버켓기초를 적용한 트라이포드의 시공비용을 비교하였다. 그 결과 지반이 단단하고, 기초개수가 증가할수록 자켓형식보다는 트라이포드 버켓기초형식을 적용하는 것이 더 경제적임을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.215-216
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• 2014

This paper proposes a control algorithm for permanent magnet synchronous generator with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in a medium-voltage offshore wind power system under unbalanced grid conditions. The proposed control algorithm particularly compensates for the unbalanced grid voltage at the point of common coupling in a collector bus of offshore wind power system. This control algorithm has been formulated based on the symmetrical components in positive and negative rotating synchronous reference frames under generalized unbalanced operating conditions. Instantaneous active and reactive power are described in terms of symmetrical components of measured grid input voltages and currents. Negative sequential component of ac input current is injected to the point of common coupling in the proposed control strategy. The amplitude of negative sequential component is calculated to minimize the negative sequential component of grid voltage under the limitation of current capability in a voltage source converter. The proposed control algorithm makes it possible to provide a balanced voltage at the point of common coupling resulting in the generated power of high quality from offshore wind power system under unbalanced network conditions.

• 신재생에너지
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• 제7권2호
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• pp.59-69
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• 2011

5MW wind turbine is regarded as a promising system for offshore wind farms in the western sea of Korean. And the wind turbine is developed in many companies but not much information is known about it. In this study, aerodynamics and control characteristics depending on several control methods is reviewed on 5MW wind turbine, in which configuration data of the turbine are used from the previous study of NREL. For the calculations, GH_Bladed, which is certificated software by GL, is used and compared with data from FAST code of NREL. This study shows that how much power production, and aerodynamic performances and loads can be obtained with different controls in the operation of 5MW wind turbine, which is expected to be useful in the design of the wind turbine system.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.18-24
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• 2015

Large wind turbine generators with high temperature superconductors (HTS) are in incessant development because of their advantages such as weight and volume reduction and the increased efficiency compared with conventional technologies. In addition, nowadays the wind turbine market is growing in a function of time, increasing the capacity and energy production of the wind farms installed and increasing the electrical power for the electrical generators installed. As a consequence, it is raising the wind power energy contribution for the global electricity demand. In this study, a forecast of wind energy development will be firstly emphasized, then it continue presenting a recent status of the technology development of large scale HTSG for wind power followed by an explanation of HTS wire trend, cryogenics cooling systems concept, HTS magnets field coil stability and other technological parts for optimization of HTS generator design - operating temperature, design topology, field coil shape and level cost of energy, as well. Finally, the most relevant projects and designs of HTS generators specifically for offshore wind power systems are also mentioned in this study.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제31권6호
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• pp.57-65
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• 2011

The wake generated by a wind turbine has an effect on performance of a downstream wind turbine as well as mechanical loads. This paper investigated characteristics of fatigue load at the blade root due to the wake effects and quantitatively analyzed its effects at operating condition of a 5MW tripod offshore wind turbine using Bladed 4.1 software. The wake effects was studied the way the wake's center position move from the rotor center to the blade tip to the far-away position where the wake doesn't affect the wind turbine. When wake's center was located on the blade tip or the rotor center, damage equivalent fatigue load was higher than other positions. It was up to 10~14% compared to those of non-wake case. Results of this study would be helpful to design wind turbines and wind farms to have lifetimes more than 20 years of the wind turbine.