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에너지저장장치를 이용한 풍력발전 출력 제어 성능 평가
Assessment of performance for Output Power Control of Wind Turbine using Energy Storage System 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.63 no.4, 2014년, pp.254 - 259  

홍종석 (Dept. of Electrical Engineering, Soongsil Univ.) ,  최창호 (POSCO ICT) ,  이주연 (Dept. of Industrial Engineering, Ajou Univ.) ,  김재철 (Dept. of Electrical Engineering, Soongsil Univ.)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we describe construction of a wind stabilization demo-site and effects of output power control of wind turbines for suppression of ramp rate using ESS (Energy Storage System). It is difficult to control the output power of distributed generator such as wind turbine which of variation ...

주제어

#ESS (Energy Storage System)   #Wind turbine   #Ramp control   #Ramp rate   #Smoothing control   #Firming control   #Power quality  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 다양한 풍력안정화 기법에 따른 효과를 분석하였으며 성능 평가 결과를 도출하였다.
  • 본 논문에서는 신재생에너지 출력변동을 억제하는 Smoothing Control, 일정기간 동안 급전 가능한 Firming Control, 출력변동률을 일정 값 이하로 제한하는 Ramp Control에 대하여 데이터를 분석하였다.
  • 이러한 필요성에 의해 국외에서는 표 1과 같이 신재생에너지 출력안정화를 위한 실증 프로젝트가 구축되었으며, 미국, 중국, 일본 및 유럽 등 기술 선진국에서는 추가 프로젝트를 진행하고 있다. 본 논문에서는 제주실증 국책과제를 통해 풍력발전 출력안정화 실증단지를 구축하여 다양한 풍력안정화 기술을 적용하였으며 풍력안정화 효과 및 성능평가 결과에 대해 기술하고자 한다.
  • Smoothing Control과 Firming Control의 경우 전력계통에서 요구하는 분당변동률에 대해 지속가능한 제어가 어려우며 배터리 용량 한계가 존재한다. 이러한 이유로 향후 신재생에너지원이 늘어날 경우 계통 발전기의 빈번한 기동 정지를 예방하기 위해 Ramp Control을 이용하여 국내외에서 규정하는 신재생에너지 연계 규정인 분당변동률을 만족하기 위하여 데이터를 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신재생에너지의 단점? 하지만 신재생에너지는 자연에너지를 이용하는 급전 불가 능한(Non-dispatchable)발전원으로서 기존 전력계통에 무한 정 연계할 수 없으며[3], 연계 용량을 증가시키고 기존 전력 계통의 전력품질을 유지하기 위해서는 신재생에너지 출력 안정화 기술이 필수적이다[4].
Firming Control의 장점과 단점은? Smoothing Control의 경우 풍력발전기 출력을 억제하여 기존 전력계통에 전력품질을 향상 시킬 수 있으나 일정 값 이하로 풍력발 전기 출력변동률을 제한하는 것은 한계가 있다. Firming Control의 경우 일정 기간 동안 정출력으로 전력계통에 전력을 공급할 수 있으며 급전소와 연동하여 급전 가능한 발전원으로 발전할 수 있으나 풍력발전기의 발전량 예측이 어렵고 배터리 용량에 한계가 있어 지속가능한 풍력발전 출력안정화 및 급전 가능한 발전원으로 운용하는 것은 한계가 있다. Ramp Control의 경우 풍력발전의 출력변동률을 일정 값 이하로 제한할 수 있는 방법으로서 풍력발전 출력안정화 실증 단지에서 장시간 분당변동률을 10[%/min] 이하로 제어가능하며 Grid Code 및 분산전원 연계규정을 만족 시킬 수 있다.
Smoothing Control과 Firming Control의 한계점들을 개선하기 위해 무엇을 하였나? Smoothing Control과 Firming Control의 경우 전력계통에서 요구하는 분당변동률에 대해 지속가능한 제어가 어려우며 배터리 용량 한계가 존재한다. 이러한 이유로 향후 신재생에너지원이 늘어날 경우 계통 발전기의 빈번한 기동 정지를 예방하기 위해 Ramp Control을 이용하여 국내외에서 규정하는 신재생에너지 연계 규정인 분당변동률을 만족하기 위하여 데이터를 분석하였다.
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참고문헌 (5)

  1. RE-thinking 2050, "A 100% Renewable Energy Vision for the European Union", EREC, 2010 

  2. The European Wind Energy Association, "EU Energy Policy to 2050", March 2011. 

  3. Kim Yeong-Hwan, Kim Se-Ho, "Increasing Effect Analysis of the Wind Power Limit Using Energy Storage System in Jeju-Kore" Journal of the Korean Solar Energy Society Vol. 34, No. 1, pp. 81-90, February 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Jin-woo Park, Young-ho Park, and Seung-il Moon, "Instantaneous wind power penetration in Jeju Island", Power and Energy Society General Meeting, July 2008. 

  5. IEC-61400-21, "Wind Turbines, Part 21: Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines" 

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