• 제목/요약/키워드: wind turbine generator

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모델 기반의 풍력발전용 유도발전기의 최소 손실 제어 (Model-Based Loss Minimization Control for Induction Generators - in Wind Power Generation Systems)

  • 아보칼릴 아메드;이동춘
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제55권7호
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    • pp.380-388
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    • 2006
  • In this paper, a novel control algorithm to minimize the power loss of the induction generator for wind power generation system is presented. The proposed method is based on the flux level reduction, where the flux level is computed from the machine model for the optimum d-axis current of the generator. For the vector-controlled induction generator, the d-axis current controls the excitation level in order to minimize the generator loss while the q-axis current controls the generator torque, by which the speed of the induction generator is controlled according to the variation of the wind speed in order to produce the maximum output power. Wind turbine simulator has been implemented in laboratory to validate the theoretical development. The experimental results show that the loss minimization process is more effective at low wind speed and that the percent of power loss saving can approach to 25%. Experimental results are shown to verify the validity of the proposed scheme.

회전자측 PWM 인버터-컨버터를 사용한 이중여자 유도형 풍력 발전기의 계통 투입 알고리즘 (Grid Connection Algorithm for Doubly-Fed Induction Generator Using Rotor Side PWM Inverter-Converter)

  • 정병창;권태화;송승호;김일환
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제52권10호
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    • pp.528-534
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    • 2003
  • A grid connection algorithm is proposed for the doubly-fed induction generator (DFIG) which is widely adopted in high power variable speed wind turbine. Before the stator of DFIG is connected to grid, rotor-side converter is used to control the induced stator voltage. As a result, the stator transient current is limited below the rate value during the connection by the proposed synchronization of the stator voltage to the grid voltage. A wind power generation simulator using DC motor and wound-rotor induction generator is built and the dynamic characteristics of proposed algorithm is verified experimentally.

Simulink에서 영구자석 동기형 풍력발전시스템의 전압변동에 대한 시뮬레이션 (Simulation for Voltage Variation of a Permanent Magnetic Synchronous Generator Wind Turbine Systems on Simulink)

  • 안해준;김현구;김홍우;장길수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.184.2-184.2
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    • 2010
  • This study performs modelling and simulation of permanent magnetic synchronous generator wind turbine by using Matlab & Simulink. In simulation, change of wind velocity, change of load, and voltage decrease of infinite bus are performed. Through such simulation, different with wiring system that there is only existing load, this study can confirm problems and voltage changing characteristics, which can occur in distributed electric power that load and electric power is mixed and operated, especially, in interconnecting with wind power generation.

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6 MW급 해상풍력발전기용 고속축커플링 개발 (Development of High-speed Shaft Coupling for 6 MW Class Offshore Wind Turbine)

  • 박수근;이형우
    • 풍력에너지저널
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    • 제10권4호
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    • pp.20-27
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    • 2019
  • High-speed shaft coupling in a wind power system transmits power and absorbs variations in length and spindle dislocation between the gearbox and generator. Furthermore, the coupling has an insulation function that prevents electrical corrosion caused by the flow of the generator's current into the gearbox and prevents overload resulting from sudden power failure from being transferred to the gearbox. Its design, functions, and part verification are described in the IEC61400 and GL Guidelines, which specify that the part must have a durability life of 20 years or longer under distance variation and axial misalignment between the gearbox and the generator. This study presents the design of a high-speed coupling through composite stiffness calculation, structural analysis, and comparative analysis of test and theory to identify the characteristics of high-speed coupling for a large-capacity 6 MW wind power generator. A prototype was fabricated by optimizing the manufacturing process for each part based on the design, and the reliability of the fabricated prototype was verified by evaluating the performance of the target quantitative evaluation items.

리아프노프 함수를 이용한 풍력 발전기 비선형 피치 및 토크 제어기 설계 (Nonlinear Pitch and Torque Controller Design for Wind Turbine Generator Using Lyapunov Function)

  • 김국선;노태수;전경언;김지언
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1147-1154
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    • 2012
  • 본 논문에서는 풍력발전기의 회전속도와 출력을 제어하기 위한 블레이드 피치 제어기 및 발전기 토크 제어 기법을 제시하고 비선형 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다. 회전속도 오차 및 출력오차를 이용한 양한정 함수를 정의하고 리아프노프 안정성 이론을 적용하여 정적 피치 제어기와 동적 토크 제어기를 설계하고, 제어기 설계 모델과 실제 적용 모델간의 차이를 보상할 수 있도록 시뮬레이션 기반 최적화를 이용하여 설계 인자 값을 결정하였다. 풍력발전기 제어기 설계에 가장 많이 사용되는 동력 전달계 모델을 기반으로 제어기 설계 절차를 예시하였고, 대표적으로 사용되는 비례-적분-미분 제어 및 최대 출력점 추종 토크 제어기와 성능 비교를 통하여 제안된 제어 설계 기법의 타당성을 검증하였다.

소형풍력발전 시스템용 축방향 자속형 영구자석 동기발전기의 특성해석과 실험 (Characteristic analysis and experiment of axial flux type permanent magnet synchronous generator for small wind turbine)

  • 유용민;권병일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.704_705
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    • 2009
  • This paper presents a axial flux permanent magnet synchronous generator(AFPMSG), which is suitable for both vertical-axis and horizontal-axis wind turbine generation system. The design and construction features of the AFPMSG are reviewed. The characteristic analysis is performed such as cogging torque and e.m.f waveform, with the aid of a 3D finite element method. The experimental results confirm the characteristic analysis developed.

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개별 블레이드 피치 제어 방식을 이용한 수직축 풍력발전기의 성능 해석 및 시스템 구현 (Aerodynamic Analysis and System Implementation of Vertical Axis Wind Turbine using Individual Blade Pitch Control Method)

  • 정인오;이윤한;황인성;김승조
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.3347-3352
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    • 2007
  • This paper describes a research for the performance improvement of the straight-bladed vertical axis wind turbine. To improve the performance of VAWT, the individual blade pitch control method is adopted. For the wind turbine, CFD analysis is carried out by changing blade pitch angle according to the change of wind speed and wind direction. By this method, capacity and power efficiency of VAWT are obtained according to the wind speed and rotating of rotor, and could predict the overall performance of VAWT. It was manufactured to verify performance of the experimental system that consists of rotor including four blades and base. Furthermore, torque sensor and power generator were installed. Also, active controller which can change the pitch angle of the individual blade according to the wind speed and direction was used.

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전자기 손실을 고려한 소형 외전형 영구자석 풍력발전기의 성능 평가 (2) - 전자기 손실 해석 및 성능 평가 - (Performance Evaluation of Small-Scaled Wind Power Generator with Outer Permanent Magnet Rotor considering Electromagnetic Losses (2) - Electromagnetic Losses and Performance Analysis -)

  • 고경진;장석명;최장영
    • 전기학회논문지
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    • 제60권1호
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    • pp.50-62
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    • 2011
  • In this paper, analytical techniques for performance characteristics analysis of wind power generator with outer permanent magnet rotor are proposed. Furthermore, the proposed analytical techniques are validated by performance experiments of the manufactured generator. In this part, characteristic equations of losses such as copper loss, core loss are derived. Using the derived loss characteristic equations, electrical parameters obtained in [15] and d-q axes method, constant load and constant speed characteristics of wind power generator are analyzed. And then, to analyze performance of wind power system according to wind speed, d-q analysis model considering wind turbine characteristics is proposed. Finally, the obtained performance characteristics results are validated in comparison with those by experiments.

풍력발전시스템 성능 해석 S/W 개발에 관한 연구 (Development of Performance Analysis S/W for Wind Turbine Generator System)

  • 문정희;노태수;김지언;김성주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.202-209
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    • 2008
  • 풍력발전시스템의 실제 운용을 위해서는 성능 예측, 피치 제어, 운용 기법 최적화 등에 관한 연구가 필요하다. 최근에는 새로운 형태의 이중 로터 풍력발전시스템이 개발되어 시험 운전 중에 있다. 이 풍력발전시스템의 특징은 upwind와 downwind 형태의 두개의 로터 시스템이 수평으로 결합되어 있으며, 발전기는 타워 안쪽에 수직으로 설치되어 있다는 점이다. 본 논문에서는 이러한 새로운 형식의 풍력발전시스템의 성능 예측 및 제어 시스템 실험을 위한 시뮬레이션 소프트웨어를 소개하고자 한다. 특히 이 소프트웨어는 FORTRAN과 Matlab/Simulink를 이용하여 계산의 신속성 및 사용자 편의 제공을 고려하여 개발되었다.

Dual-Rotor 풍력 발전 시스템 성능 해석 및 피치 제어에 관한 연구 (Performance Analysis and Pitch Control of Dual-Rotor Wind Turbine Generator System)

  • 조윤모;노태수;정성남;김지언
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.40-50
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    • 2005
  • 본 논문에서는 이중 로터 풍력 발전 시스템에 대한 모델링 및 성능 예측 결과를 제시하였다. 공력 모델은 블레이드 요소 및 모멘텀 이론에 근거하였으며, 시스템 동역학 모델은 다몸체 역학을 적용하였다. 이중 로터 풍력 발전 시스템의 정상 상태는 물론 이중 여자 유도 발전기를 탑재한 발전 시스템에 대하여 풍속 변화에 따른 과도 응답을 분석하였고, 로터 회전수 및 발전 출력 제어를 위하여 주 및 보조 로터의 피치각 제어 전략의 도출 및 비선형 시뮬레이션 결과를 제시하였다.