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[국내논문] 수평 병렬형 풍력 발전기의 요각 및 MPPT 제어
MPPT and Yawing Control of a New Horizontal-Axis Wind Turbine with Two Parallel-Connected Generators 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.1, 2012년, pp.81 - 89  

이국선 (광운대학교 제어계측학과) ,  최익 (광운대학교 제어계측학과) ,  조황 (광운대학교 제어계측학과) ,  백주훈 (광운대학교 제어계측학과)

초록
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범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈(HAWT)은 블레이드가 장착된 터빈이 회전부인 너셀에 고정되어 타워의 최상단에 지지되는 구조이다. 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다. 발전기에서 생산되는 전력은 타워를 통해서 지상과 송전선으로 연결되므로 너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 슬립링이나 추가적인 요잉 제어 알고리즘이 필요한 단점이 있다. 제안하는 새로운 구조의 HAWT는 베벨기어와 중공축을 이용하여 송전선 문제를 해결하였다. 또한, 병렬로 접속된 두개의 발전기를 이용하여 요잉이 용이할 뿐 아니라 생산 전력을 분산시킴으로써 인버터의 용량을 줄일 수 있다. MPPT 알고리즘과 요잉 제어를 수행하는 시뮬레이션을 통해서 제안하는 구조가 풍력 발전에 효과적임을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Commonly used horizontal-axis wind turbines (HAWT) have the following structure: two or three blades, a nacelle which contains power converting equipments, generators, and a tower which supports the nacelle. The generated power is transmitted from the nacelle to the ground. Due to this structure, th...

Keyword

#풍력 발전기   #수평형 풍력 발전기   #수직형 풍력 발전기   #컨버터   #인버터  

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

가설 설정

  • 첫 번째로 너셀이 y-축(요축)으로 회전하지 않고, 바람에 의해서 로터만 r-축(로터 축)으로 회전하는 경우 두 대의 발전기(G1,G2)는 서로 반대 방향으로 회전한다. 두 번째로 로터가 회전하지 않고, 너셀만 회전하는 경우 발전기는 같은 방향으로 회전한다. 앞서 설명한 내용은 속도 수식 1과 마찰력을 고려하지 않는 경우 토크 수식 2로 표현 할 수 있다.
  • 초기에 로터가 일정 속도로 회전하고 있는 경우(ωr=ω0), 발전기의 회전 속도#는 수식 5와 같다. 여기서 발전기의 축 방향이 서로 반대임을 유의하고 설명의 편의상 앞으로 증속비, a는 1:1로 가정한다.
  • 로터에서 바람으로 생성되는 전력은 출력 계수, Cp에 비례하는 것으로 알려져 있으며 요축으로도 이와 비슷하게 #에 비례할 것으로 가정한다. 따라서 아래와 같이 터빈의 생산 전력을 구할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하는 이유는? 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다. 발전기에서 생산되는 전력은 타워를 통해서 지상과 송전선으로 연결되므로 너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 슬립링이나 추가적인 요잉 제어 알고리즘이 필요한 단점이 있다.
범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈은 어떠한 구조를 가지는가? 범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈(HAWT)은 블레이드가 장착된 터빈이 회전부인 너셀에 고정되어 타워의 최상단에 지지되는 구조이다. 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다.
수평형 풍력 터빈에서 생산되는 전력은 무엇을 통해 발전기로 들어가게되는가? 범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈(HAWT)은 블레이드가 장착된 터빈이 회전부인 너셀에 고정되어 타워의 최상단에 지지되는 구조이다. 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다. 발전기에서 생산되는 전력은 타워를 통해서 지상과 송전선으로 연결되므로 너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하게 된다.
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참고문헌 (15)

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