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문제 정의
- 본 논문에서는 short-term 시뮬레이션을 통해 풍력발전시스템이 계통에 미치는 영향을 분석하였다. 그림 13은 발전기(SG)의 출력 전류를 나타낸 것인데, 정류기(REC)와 리액턴스의 영향으로 그림과 같이 찌그러지게 된다.
- 본 논문에서는 이러한 풍력발전시스템 연구의 어려움을 극복하기 위한 대안으로 PSCAD/EMTDC를 이용하여 다양한 풍력발전시스템의 현상을 모의할 수 있는 새로운 시뮬레이션 방법을 제안하고자 한다. 구체적으로 SWRW(Simulation method for WPGS using Real Weather Conditions)를 사용하여 실제 기상상태를 고려한 풍력발전시스템의 시뮬레이션을 수행하게 되며, 그림 1은 본 논문에서 제안한 SWRW의개념을 나타낸 것이다.
- 본 논문에서는 지금까지 풍력발전시스템 시뮬레이션에서 다루어지지 않았던 과도현상 시뮬레이션을 통해 과도 상태시 풍력발전시스템이 계통에 미치는 영향을 분석하여 실제 시스템에서 일어나고 있는 순간적인 전압변동 현상 등을 확인할 수 있었다.
- 위해 100초 동안 측정한 실제 풍속 데이터이다. 이 데이터는 cut-out wind speed 이상일 경우 발생하는 과도현상을 분석하기 위해 바람이 아주 강한 날의 풍속을 측정한 것이다. 그림 7은 그림 6의 풍속데이터를 풍력터빈 컴포넌트에 입력하였을 때 출력되는 토크와 그때의 피치각을 나타낸 것이다.
- 그러므로, 바람이 정격풍속 이상으로 불 때 풍력터빈의 회전속도를 제어해주어야만 한다. 이에 대한 대책으로 본 논문에서는 풍속에 대해 블레이드의 피치각을 제어하여 풍력터빈의 회전속도를 동기속도로유지시켜 주었다. 또한, 원형2차 시스템을 사용하여 풍력터빈의 관성을 고려하였다.
가설 설정
- 동기발전기를 사용한 풍력발전시스템에서 풍력터빈의 회전속도가 동기발전기의 동기속도보다 빠르게 회전한다면 동기발전기에 악영향을 미칠 것이다. 그러므로, 바람이 정격풍속 이상으로 불 때 풍력터빈의 회전속도를 제어해주어야만 한다.
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