Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권6호
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pp.786-795
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2011
본 연구에서는 블레이드, 증속기, 발전기, 케이스를 포함한 풍력 발전시스템의 진동 모델을 개발 하였다. 특히 유성기어열에서의 유성기어는 유연핀에 지지가 되어 있는데, 이는 비틀림만을 고려하지 않고 유성기어의 회전 방향의 접선방향으로의 병진 운동을 고려하였으며, 풍력발전시스템이 마운트에 지지되어 있는 특징을 고려하여 케이스에 의한 운동을 포함 하였다. 풍력발전 시스템의 진동특성을 파악하기위하여, 풍하중, 불평형, 치합전달오차에 등에 의한 자려가진원을 구하였고, 운전속도 범위 내에서 위험속도 분석을 하였다. 위험속도해석결과, 2단 치통과 주파수에 의해서 81.2Hz, 104.7Hz 모드에서 공진이 발생하며, 3단 치통과 주파수에 의해서 264.5Hz, 377Hz, 424.6Hz 모드에서 공진이 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한, 공진이 발생하는 진동모드를 분석하여 진동저감 대책을 수립하였다.
When problems such as line fault, breakdown of a substation or a generator, etc. arise on the grid, the Microgrid is designed to be separated or isolated from the grid. Most existing DGs(Distributed Generators) in distribution system use rotating machine. However, new DGs such as micro gas turbine, fuel cell, photo voltaic, wind turbine, etc. will be interfaced with the Microgrid through an inverter. So the Microgrid may have very lower inertia than the conventional distribution system. By the way, the rate of change of frequency depends on the inertia of the power system. Moreover, frequency has a strong coupling with active power in power system. Because the frequency of the Microgrid may change rapidly and largely during transient, appropriate and fast control strategy is needed for stable operation of the Microgrid. Therefore, this paper presents a power balancing strategy in Microgrid during transient. Despite of strong power or frequency excursions, power balancing in the Microgrid can be maintained.
This paper proposes probabilistic reliability evaluation model of power system considering Wind Turbine Generator(WTG) integrated with Energy Storage System(ESS). Monte carlo sample state duration simulation method is used for the evaluation. The power output from WTG units usually fluctuates randomly. Therefore, the power cannot be counted on to continuously satisfy the system load. Although the power output at any time is not controllable, the power output can be utilized when needed if ESS is available. The ESS may make to smooth the fluctuation of the WTG power output. The detail process of power system reliability evaluation considering Multi-ESS cooperated WTG is presented using case study of Jeju island power system in the paper.
A dynamic economic dispatch and control method is proposed to minimize the overall generating cost for a stand-alone microgrid in DongAo Island, which is integrated with wind turbine generator, solar PV, diesel generator, battery storage, the seawater desalination system and the conventional loads. A new dispatching strategy is presented based on the ranking of component generation costs and two different control modes, in which diesel generator and battery storage alternate to act as the master power source to follow system power fluctuation. The optimal models and GA-based optimization process are given to minimize the overall system generating cost subject to the corresponding constraints and the proposed dispatch strategy. The effectiveness of the proposed method is verified in the stand-alone microgrid in DongAo Island, and the results provide a feasible theoretical and technical basis for optimal energy management and operation control of stand-alone microgrid.
포항공과대학교 풍력특성화대학원에서는 STX Windpower의 풍력발전기 국산화 사업의 일환으로 2MW 직접 구동형 영구자석 동기발전기의 설계를 변경 하였다. 정격 출력 2.3MW급으로 정격 RPM은 16.5, 고정자 내경은 2.1m로 128극을 가지고 있다. 본 설계 발전기는 STX93 모델을 기반으로 하고 있으며, 기존 발전기보다 더 compact하고 더 높은 효율의 발전기로 설계 변경하였다. 본 논문에서는 발전기 물리 설계와 그에 따른 전자기 해석 및 열 분석을 수행하고 손실을 계산한다. 또한, 그 결과와 절차에 대하여 요약하고 기존 발전기와 설계 발전기를 비교 분석한다.
This paper proposes a grid-connected to rotor type doubly fed induction generator (DFIG) in which the rotor winding is connected to the grid instead of the stator winding. The stator size and weight of the proposed grid-connected to rotor type DFIG can be reduced because the proposed type can use rotor core more efficiently compared to the stator type DFIG. In order to verify the size and weight reduction of the proposed type, the loading distribution method (LDM) is utilized. As a design result, the stator outer diameter and weight of the proposed type were decreased. The equivalent circuit analysis and finite element method also performed to verify the design results and to analyze characteristics of the novel DFIG.
This paper discusses the electromagnetic and mechanical design considerations to improve the design accuracy and power to mass ratio of multi-stack axial flux permanent magnet synchronous generator (AFPMSG). Design accuracy of multi-stack AFPMSG for direct drive wind turbine application is improved by considering magnetic flux leakages and fringing effect. FEM structural analysis is utilized to increase power to mass ratio of three-stack AFPMSG by reducing the rotor yoke thickness considering magnetic and centrifugal forces and Von Mises stress distribution.
This paper presents an application of optimization method for efficient operation in micro grid. For operational efficiency, the objective function in a diesel generator consists of the fuel cost function similar to the cost functions used for the conventional fossil-fuel generating plants. The wind turbine generator is modeled by the characteristics of variable output. The cost function of fuel cell plant considers the efficiency of fuel cell. Particle swarm optimization(PSO) and sequential quadratic programming(SQP) are used for solving the problem of microgrid system operation. Also, from the results this paper presents the way to attend power markets which can buy and sell power from upper lever grids by connecting a various generation resources to micro grid.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제10권3호
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pp.296-306
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2017
Hydropower is now changing its role from the energy generator into the most powerful and reliable tool for stabilizing the electrical network, especially under the increase of intermittent power sources like wind-power and solar-power. Although the hydropower plants are the most robust generating facilities, they are not immune from unexpected severe incidents having long downtime, considerable restoration cost and sometimes fatalities. The present paper provides some study results about severe incidents in the conventional hydropower plants, mainly about the flood, fire and electro-mechanical troubles, except for the incidents of civil facilities. It also provides some possible scenarios which may lead some measures how to avoid such incidents. Finally, it provides some comprehensible recommendations to avoid severe incidents based on experiences.
최근 해상풍력발전기 시장은 에너지 수요 증가, 화석 연료 기반 발전에 대한 의존도 감소와 환경 규제로 인해 향후 5년 내에 빠른 성장이 예상된다. 이러한 상황에 따라서 전 세계적으로 풍력 발전을 가속화하고 있으며, 해상풍력으로 진입하려는 시도가 많아지고 있다. 노르웨이 해상 안전 관리처(PSA: Petroleum Safety Authority)는 운영하는 동안 충돌사고에 대한 충돌에너지가 35 MJ을 견딜 수 있는 안전설계 기준을 요구하고 있다. 따라서 본 연구에서는 북해 해상풍력발전기 설치 단지에 투입되는 해상풍력발전기 설치 선박(WTIV)의 레그 (Leg)와 선박충돌 사고에 대하여 발생 가능한 충돌시나리오에 대해서 비선형 소성붕괴 거동 결과를 바탕으로 레그의 충돌강도평가법을 분석하였다. 분석된 결과로 현재 설계된 기존 선박을 기준으로 요구치인 35 MJ을 만족을 위해서는 200 % 이상의 단면계수 증가가 필요하고, 이는 현실적인 레그 설계에서는 불가능한 조건으로 판단됐다. 또한, 합리적인 충돌시나리오를 기반으로 한 충돌에너지 기준의 제정이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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