초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

최근 MW급 풍력터빈에서는 가변속도-가변피치 방식의 출력제어가 널리 사용되고 있다. 가변속도를 위한 토크 제어 방법은 토크모드 제어와 속도모드 제어로 크게 두 가지 경우로 구분된다. 토크모드 중에 최적모드게인을 이용하는 방법이 있는데, 이는 발전기 회전속도의 제곱에 비례하여 토크 크기를 결정하는 방법이다. 최적모드게인을 이용한 토크 제어 방법은 정격풍속 이하일 때 발전기의 출력파워를 최대로 생산할 수 있고 출력파워 면에서 볼 때 파워 변동이 작아 효과적이고 실용적인 토크 제어 방식이다. 발전기 토크는 정격속도 이전에서 풍력터빈의 에너지를 최대로 회수할 수 있는 최적주속비 구간, 그리고 최적주속비 구간에서 정격 발전기 토크까지 도달하는 천이구간, 마지막으로 정격토크 구간으로 총 3가지 구간으로 구분할 수 있다. 최적모드게인을 이용한 방법은 실제 ...

최근 MW급 풍력터빈에서는 가변속도-가변피치 방식의 출력제어가 널리 사용되고 있다. 가변속도를 위한 토크 제어 방법은 토크모드 제어와 속도모드 제어로 크게 두 가지 경우로 구분된다. 토크모드 중에 최적모드게인을 이용하는 방법이 있는데, 이는 발전기 회전속도의 제곱에 비례하여 토크 크기를 결정하는 방법이다. 최적모드게인을 이용한 토크 제어 방법은 정격풍속 이하일 때 발전기의 출력파워를 최대로 생산할 수 있고 출력파워 면에서 볼 때 파워 변동이 작아 효과적이고 실용적인 토크 제어 방식이다. 발전기 토크는 정격속도 이전에서 풍력터빈의 에너지를 최대로 회수할 수 있는 최적주속비 구간, 그리고 최적주속비 구간에서 정격 발전기 토크까지 도달하는 천이구간, 마지막으로 정격토크 구간으로 총 3가지 구간으로 구분할 수 있다. 최적모드게인을 이용한 방법은 실제 순람표(look-up table) 형태로 구현한다. 천이구간에서 기울기를 수직으로 사용하게 되면 발전기 회전속도가 정격회전속도로 일정하게 유지되어야 하므로 발전기 회전속도와 발전기 토크 명령이 일대일로 대응되지 못해서 채터링(chattering) 현상이 발생하여 제어 입장에서 적절하지 않는 문제가 발생한다. 천이구간에서 기울기가 작을수록 발전기 회전속도와 발전기 토크 명령이 일대일로 많아지면서 최적주속비 구간은 줄여진다. 이런 이유로 기울기가 작을수록 정격풍속 이하일 때 발전기의 출력파워를 최대로 생산할 수 있는 목적이 달성되지 못한다. 현재까지 진행된 연구들에서는 토크 제어와 연관성이 가장 많은 천이구간의 토크 스케줄에 따른 풍력터빈의 출력파워에 미치는 영향을 비교 및 분석한 내용이 부족한 상황이다. 천이구간은 경계영역으로 두 구간의 부드러운 전환이 이루어질 수 있도록 천이구간의 토크 스케줄에 따른 풍력터빈의 출력파워 성능에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 토크 스케줄이 출력파워에 미치는 영향을 확인하기 위하여 2MW 풍력터빈 모델을 대상으로 1-질량 모델을 Matlab/Simulink로 구현하였다. 실제의 난류풍속에 대하여 천이구간의 토크 스케줄이 풍력터빈의 출력파워 성능에 미치는 영향에 대하여 확인하였다. 수치실험에 사용한 바람은 IEC 61400-1에서 규정하는 모델 중 일반적인 풍력터빈의 응답을 확인할 수 있는 class A의 높은 난류 특성을 가지는 풍속을 구현하였다. 난류강도를 조절하여 실제 난류 특성이 포함된 난류풍속에 대하여 응답을 살펴보았다. 천이구간의 토크 스케줄의 변화에 따라 정격이하 풍속과 천이구간 풍속, 정격이상 풍속인 경우 풍력터빈의 출력파워 성능에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 2MW 풍력터빈 모델을 대상으로 정격풍속 이하의 구간에서 최대 파워를 얻을 수 있는 천이구간에서의 토크 스케줄의 기울기 범위를 확인하였다. 또한 정격이하의 풍속과 정격이상의 풍속을 동시에 고려하여 최대 파워를 얻을 수 있는 천이구간에서의 토크 스케줄의 기울기 범위를 확인하였다.