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Back to bock 컨버터를 갖는 가변속 풍력터빈 시스템의 모델링과 해석
Modeling and Analysis of Variable Wind Speed Turbine System Using Back to Back Converter 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.19 no.8, 2005년, pp.150 - 157  

김일환 (제주대학교 전기전자공학부) ,  강경보 (제주대학교 전기전자공학부) ,  김재홍 (제주대학교 전기전자공학부) ,  문상호 (제주대학교 전기전자공학부) ,  오성보 (제주대학교 전기전자공학부) ,  김세호 (제주대학교 전기전자공학부)

초록
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본 논문에서는 이중여자 유도발전기의 회전자에 back to back 컨버터가 채용된 가변속 풍력터빈 시스템의 모델링과 해석을 나타내었다. 제어시스템의 특성을 파악하기 위해서 시뮬레이션에서는 Psim 프로그램을 사용하여 660[kW] 의 출력정격을 갖는 시스템을 모델로 하였다. 모델링에서는 블레이드 제어 시스템 모델과 회전자와 계통선에 연결된 컨버터 시스템을 모델링 하였다. 풍속의 변화에 따라 원하는 출력을 얻을 수 있도록 피치각을 제어하여 정격풍속 이하에서도 최대출력이 발생하도록 하였고, 정격풍속 이상에서는 회전자 속도를 일정하게 하여 정격출력을 유지할 수 있도록 하였다. 또한 무효전력을 제어하여 출력의 역률을 제어하였다. 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 풍속변화에 따른 모델 시스템의 시뮬레이션 결과 값들과 제주행원 풍력발전 단지에서 운용되고 있는 V47 660[kW] 시스템의 실측 결과들과 서로 비교 검증하여 제안한 해석 방법의 타당성을 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the simulation modeling and analysis of variable wind speed turbine system(VWTS) using the doubly fed induction generator(DFIG) connected the back to back converter system in the rotor side. In the simulation, using the model system which has the 660[kW] rated power, blade contro...

주제어

#variable wind speed turbine system   #pitch control   #blade mode   #wind model  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 쉽게 해결할 수가 있고 제어 알고리즘을 쉽게 파악할 수 있는 전력 전자해석용 Psim 프로그램을 이용하여 660[kW] 급 back to back 컨버터를 갖는 이중여자 유도발전기에 의한 피치제어형 가변속 풍력발전 시스템에 대해서 시뮬레이션을 수행하였다. 수행한 결과의 타당성을 검증하기 위하여 동일한 풍속과 터빈 조건하에서 제주 행원 풍력발전단지에 설치되어 운용되고 있는 V47 660[kW] 시스템의 실측결과와 피치 제어형 풍력터빈 시뮬레이션 결과를 비교 검토함으로써 제안한 모델링과 해석방법의 타당성을 검증한다.
  • 본 논문에서는 제주 풍력발전 단지 내에 설치되어 운영되고 있는 V47-660[kW] 풍력터빈 시스템을 모델로 정하여, 풍속에 따른 피치각을 변화시켜 출력을 조절할 수 있는 시스템을 Psim 프로그램으로 모델링하였다. 모델링한 시스템을 가지고 시동 풍속에서 종단 풍속까지 운전하였을 때의 출력 특성들에 대해서 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 실측 결과을 비교 검토하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
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참고문헌 (6)

  1. Arantxa Tapia, Gerardo Tapia, J.Xabier Ostolaza, and Jose Ramon Saemz, 'Modeling and Control of a Wind Turbine Driven Double Fed Induction Generator', IEEE Transactions on energy conversion, vol.18, pp. 194-204, 2003 

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  2. BY S. Muller, M. Deicke, and RIK W. De Doncker, 'Doubly Inductiona Generator System for Wind turbines' IEEE Industry Applications Magazine, vol. , pp. 26-33, 2002 

  3. Ezzeldin S. Abdin, and Wilson Xu, 'Control Design and Dynamic Performance Analysis of a Win Turbine Induction Generator Unit', IEEE Transactions on Energy Conversion, vol.15, pp. 99-96, 2000 

  4. H. Camblong , M. Rodriguez Vidal, and J. R. Puiggali, 'Principles of a Simulation Model for a Variable-speed Pitch-regulated Wind Turbine', Wind Engineering, Vol. 28, pp. 157-175, 2004 

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  5. L. Xu, Li Zhen and E. H. Kim, 'Field Orientation Control of a Doubly Excited Brushless Reluctance Machine', IEEE Trans. Appl. Vol. 34. No. 1, Jan/Feb.,1998 

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  6. H. Camblong, M. Rodringuez Vidal, J. R. Puiggali, 'Principles of a Simulation Model for a Variable Speed Pitch-regulated Wind Turbine', Wind Eng., vol. 28, No. 2, pp.157-175., 2004 

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