• 제목/요약/키워드: wind turbine control

검색결과 476건 처리시간 0.034초

종속형 퍼지-뉴럴 네트워크를 이용한 풍력발전기 출력 예측 (Estimation of Wind Turbine Power Generation using Cascade Architectures of Fuzzy-Neural Networks)

  • 김성민;이동훈;장종인;원정철;강태호;임영근;한창욱
    • 대한전기학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
    • /
    • pp.1098_1099
    • /
    • 2009
  • In this paper, we present the estimation of wind turbine power generation using Cascade Architectures of Fuzzy Neural Networks(CAFNN). The proposed model uses the wind speed average, the standard deviation and the past output power as input data. The CAFNN identification process uses a 10-min average wind speed with its standard deviation. The method for rule-based fuzzy modeling uses Gaussian membership function. It has three fuzzy variables with three modifiable parameters. The CAFNN's configuration has three Logic Processors(LP) that are constructed cascade architecture and an effective optimization method uses two-level genetic algorithm. First, The CAFNN is trained with one-day average input variables. Once the CAFNN has been trained, test data are used without any update. The main advantage of using CAFNN is having simple structure of system with many input variables. Therefore, The proposed CAFNN technique is useful to predict the wind turbine(WT) power effectively and hence that information will be helpful to decide the control strategy for the WT system operation and application.

  • PDF

750kw급 직접 구동형 풍력 발전기의 제어 시스템 개발 (Control System Development of 750kW Direct Drive Wind Turbine Generator)

  • 김대현;황진수;이승훈;장성태;류지윤
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
    • /
    • pp.55-58
    • /
    • 2005
  • 풍력발전기에 있어서 보호 및 제어 시스템은 그 효율, 성능, 안전 및 수명까지도 영향을 미칠 수 있는 중요한 구성요소이다 따라서 제어 시스템은 풍력발전기의 최대 효율 및 가동률을 확보하여야 하며 풍력발전기에 문제가 발생할 경우 즉시 가동을 정지할 수 있도록 안전성을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다. 본 연구에서는 "750kw급 Gearless형 풍력발전시스템 개발" 과제의 일환으로 수행되었던 풍력발전기용 제어시스템의 설계 및 제작 과정과 상용제품으로서의 본 제어 시스템을 소개하고자 한다.

  • PDF

소형 풍력발전용 영구자석형 동기발전기의 센서리스 제어 (Sensorless Control of PMSG for Small Wind Turbines)

  • 장석호;박홍극;이동춘;김흥근
    • 전력전자학회논문지
    • /
    • 제14권1호
    • /
    • pp.15-22
    • /
    • 2009
  • 본 논문은 소형 풍력발전용 영구자석형 동기발전기에서 고정자 자속과 역기전력을 이용한 센서리스 제어방법을 제안한다. 기존의 다이오드와 DC-부스트 컨버터를 사용한 소형 풍력발전용 컨버터와는 달리 2-Leg 3상 PWM 컨버터를 사용하여 발전기를 구동한다. 이는 기존의 컨버터와 비교하여 가격적으로 뒤지지 않으며, 발전기의 벡터제어가 가능하여 최대출력 제어시 발전 효율향상을 확인할 수 있다. 그리고 센서리스 제어 알고리즘을 적용하여 속도 측정을 위해 사용되는 엔코더를 제거하므로 시스템의 가격을 저감시킨다. 제안된 알고리즘은 PSIM 시뮬레이션을 사용하여 컨버터 제어 성능과 발전기의 최대 출력 제어의 타당성을 검증한다.

풍속 감소 시 Over-Deceleration 방지를 위한 DFIG 풍력발전기의 계단형 출력 관성제어 (Stepwise inertial control of a DFIG to prevent the over-deceleration in wind speed reduction)

  • 강모세;이진식;강용철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
    • /
    • pp.173-174
    • /
    • 2015
  • If a wind speed decreases during inertial control of a wind turbine generator (WTG), the rotor speed might decrease below the minimum operating limit, which is called over-deceleration (OD). When OD occurs, inertial control should be disabled and then the output power of a WTG significantly decreases. This significant power reduction causes a subsequent frequency drop. This paper proposes the stepwise inertial control to prevent OD when a wind speed decreases during inertial control. To do this, the proposed scheme changes the additional power output based on the rotor speed. The performance of the proposed scheme is investigated using an EMTP-RV simulator. The results show that the proposed inertial control scheme prevent OD even when the wind speed decreases during inertial control.

  • PDF

Direct Power Control Scheme of Improved Command Tracking Capability for PMSG MV Wind turbines

  • Kwon, Gookmin;Suh, Yongsug
    • 전력전자학회:학술대회논문집
    • /
    • 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
    • /
    • pp.361-362
    • /
    • 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.

  • PDF

풍속계와 Motor-Generator 세트를 이용한 DFIG 풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터 개발 (Development of Hardware Simulator for DFIG Wind Power System Composed of Anemometer and Motor-Generator Set)

  • 오승진;차민영;김종원;정종규;한병문;장병훈
    • 전력전자학회논문지
    • /
    • 제16권1호
    • /
    • pp.11-19
    • /
    • 2011
  • 본 연구에서는 풍력발전시스템의 다양한 특성들을 고려한 DFIG풍력발전시스템 하드웨어 시뮬레이터를 개발하였다. 개발한 하드웨어 시뮬레이터는 유도전동기를 이용한 풍력터빈 모델과 이중여자 유도발전기 그리고 컨버터와 인버터로 구성된 Back-to-Back컨버터로 구성되었다. 특히 풍력터빈 시뮬레이터는 풍속계를 이용하여 실시간으로 풍속을 측정하고 측정된 바람으로 블레이드의 특성을 모의하였다. DFIG풍력발전 시뮬레이터에서 생산되는 전력은 MPPT제어를 수행하는 MSC(Machine Side Converter)와 DC link전압을 일정하게 제어하는 GSC(Grid Side Converter)에 의해 계통에 연계되어 운전한다. 제안하는 시스템은 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 축소모형실험을 통해서 성능을 검증하였다.

Wind Energy Interface to Grid with Load Compensation by Diode Clamped Multilevel Inverters

  • Samuel, Paulson;Naik, M. Kishore;Gupta, Rajesh;Chandra, Dinesh
    • Journal of Power Electronics
    • /
    • 제14권2호
    • /
    • pp.271-281
    • /
    • 2014
  • Fluctuating wind conditions necessitate the use of a variable speed wind turbine (VSWT) with a AC/DC/AC converter scheme in order to harvest the maximum power from the wind and to decouple the synchronous generator voltage and frequency from the grid voltage and frequency. In this paper, a combination of a three phase diode bridge rectifier (DBR) and a modified topology of the diode clamped multilevel inverter (DCMLI) has been considered as an AC/DC/AC converter. A control strategy has been proposed for the DCMLI to achieve the objective of grid interface of a wind power system together with local load compensation. A novel fixed frequency current control method is proposed for the DCMLI based on the level shifted multi carrier PWM for achieving the required control objectives with equal and uniform switching frequency operation for better control and thermal management with the modified DCMLI. The condition of the controller gain is derived to ensure the operation of the DCMLI at the fixed frequency of the carrier. The converter current injected into the distribution grid is controlled in accordance with the wind power availability. In addition, load compensation is performed as an added facility in order to free the source currents being fed from the grid of harmonic distortion, unbalance and a low power factor even though the load may be unbalanced, non-linear and of a poor power factor. The results are validated using PSCAD/EMTDC simulation studies.

Mitigation of Load Frequency Fluctuation Using a Centralized Pitch Angle Control of Wind Turbines

  • Junqiao, Liu;Rosyadi, Marwan;Takahashi, Rion;Tamura, Junji;Fukushima, Tomoyuki;Sakahara, Atsushi;Shinya, Koji;Yosioka, Kazuki
    • Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
    • /
    • 제2권1호
    • /
    • pp.104-110
    • /
    • 2013
  • In this paper an application of centralized pitch angle controller for fixed speed wind turbines based wind farm to mitigate load frequency fluctuation is presented. Reference signal for the pitch angle of each wind turbine is calculated by using proposed centralized control system based on wind speed information. The wind farm in the model system is connected to a multi machine power system which is composed of 4 synchronous generators and a load. Simulation analyses have been carried out to investigate the performance of the controller using real wind speed data. It is concluded that the load frequency of the system can be controlled smoothly.

소형 풍력발전 시스템을 위한 CRIO 기반의 실시간 제어 시스템 설계 및 다양한 형태의 MPPT 알고리즘 성능 비교 분석 (Design of CRIO-based real-time controller for small-sized wind turbine generating system and comparative study on performance of various MPPT algorithms)

  • 김수진;김병문;김성호
    • 한국지능시스템학회논문지
    • /
    • 제21권1호
    • /
    • pp.55-61
    • /
    • 2011
  • 10KW 이하의 소형 풍력 발전 시스템은 언덕이나, 공원, 도시와 같은 협소한 지역에 유연하게 설치될 수 있다는 장점으로 인해 신재생에너지 분야에서 지속적인 연구/개발이 이루어지고 있다. 소형 풍력 발전기는 낮은가격, 고신뢰도 및 고성능이 중요시되기 때문에 최대 전력을 추종하기 위한 다양한 기법이 요구된다. 일반적으로 제어기의 출력은 DC 부하에 전원을 공급하기 때문에 48V 배터리에 연결되어 동작된다. 본 논문에서는 소형 풍력 발전 시스템을 위한 FPGA 기반 MPPT 제어기를 제안하고자하며, 제안된 시스템에서의 다양한 MPPT 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 NI 사에서 제작된 Compact-RIO 컨트롤러를 사용하였다.

퍼지제어를 이용한 풍력발전 시스템의 최대출력 제어 (Maximum Output Power Control of Wind Generation System Using Fuzzy Control)

  • 아보칼릴 아메드;김영신;이동춘
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
    • /
    • 제54권10호
    • /
    • pp.497-504
    • /
    • 2005
  • For maximum output power, wind turbines are usually controlled at the speed which is determined by the optimal tip-speed ratio. This method requires information of wind speed and the power conversion coefficient which is varied by the pitch angle control. In this paper, a new maximum output power control algorithm using fuzzy logic control is proposed, which doesn't need this information. Instead, fuzzy controllers use information of the generator speed and the output power. By fuzzy rules, the fuzzy controller produces a new generator reference speed which gives the maximum output power of the generator for variable wind speeds. The proposed algorithm has been implemented for the 3[kW] cage-type induction generator system at laboratory, of which results verified the effectiveness of the algorithm.