[논문]분산전원 출력 smoothing에 관한 연구

류기환; 신희상; 강병욱; 채희석; 이보배; 추동욱; 김재철

분산전원 출력 smoothing에 관한 연구
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류기환 (숭실대학교) , 신희상 (숭실대학교) , 강병욱 (숭실대학교) , 채희석 (숭실대학교) , 이보배 (숭실대학교) , 추동욱 (국제대학교) , 김재철 (숭실대학교)

To promote the introduction of wind power conversion systems, which have an unstable power output, the adoption of energy storage system is being considered to mitigate variations of wind power output. This paper presents the results of analyzed data obtained by the wind power output smoothing tests.

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

문제 정의

풍속은 우리가 제어해 줄 수 없는 기상조건이기 때문에 풍력발전량을 임의로 조절할 수 없다. 따라서 풍력발전에 의해 출력되는 에너지량도 시시각각 큰폭으로 변동하기 때문에, 제어할 수 있는 고출력의 에너지저장장치를 연계하여 자연에너지 발전의 출력변동 smoothing을 이루고자 한다[2].
본 논문에서는 시시각각 변화하는 풍력발전량의 smoothing에 관한 연구를 하였다. 풍력발전기의 출력 smoothing을 위해서는 target out에 대한 smoothing 유지시간이 길면 길수록 유리하다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인 하였다.
본 논문에서는 풍력발전기 출력의 smoothing(평탄화)과 target output의 개념을 설명하고, MATLAB을 통해 target output적용과 유지시간에 따른 풍력발전기 출력 smoothing을 확인 하였다.
본 논문에서는 풍력발전기의 발전 특성을 통하여 임의로 랜덤한 풍력 데이타를 추출할 것이다. 풍력발전기는 1.

제안 방법

2) 풍력발전량은 MATLAB을 통해 생성한 랜덤한 풍력발전량을 사용한다.
3) 풍력발전기의 출력량과 target out의 유지시간만을 고려하여 시뮬레이션을 진행한다.
풍력발전기의 출력 Smoothing을 확인하고자 시뮬레이션을 진행한다. MATLAB을 통하여 풍력발전기의 출력량을 생성하고, target output의 유지시간에 따라 풍력발전기의 출력이 어느정도 smoothing이 되는지 확인할 것이다.
본 논문에서는 target output값을 풍력발전기의 발전패턴을 통해 미리 구해 놓은 표 1을 가지고 시뮬레이션을 진행한다.
그림 2는 sampling time을 10초에 1개씩 받도록 설정하고 랜덤한 풍력발전량[kW]을 식 2와 같이 하루(24시간)동안 8640개의 데이타를 생성한 것 이다. 본 논문에서는 이 풍력발전량을 가지고 시뮬레이션을 진행한다.
풍력발전기의 출력 Smoothing을 확인하고자 시뮬레이션을 진행한다. MATLAB을 통하여 풍력발전기의 출력량을 생성하고, target output의 유지시간에 따라 풍력발전기의 출력이 어느정도 smoothing이 되는지 확인할 것이다.

대상 데이터

본 논문에서는 풍력발전기의 발전 특성을 통하여 임의로 랜덤한 풍력 데이타를 추출할 것이다. 풍력발전기는 1.5[MW]인 VESTA사의 NEG-Micon을 선정하였다. NEG-Micon은 cut in-4[m/sec], cut out-26[m/sec]의 특징을 가지며, 그림 1과 같은 power curve를 가진다[4].

성능/효과

1) 에너지저장장치는 이상적인 에너지저장장치로 충/방전량의 제한이 없고, 용량(kWh)과 출력(kW)의 제한이 없다.
본 논문에서는 시시각각 변화하는 풍력발전량의 smoothing에 관한 연구를 하였다. 풍력발전기의 출력 smoothing을 위해서는 target out에 대한 smoothing 유지시간이 길면 길수록 유리하다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인 하였다.

후속연구

본 논문에서는 이상적인 에너지저장장치를 가정하여 충/방전의 제약없이 시뮬레이션을 하였지만 실제로 풍력발전기의 출력 smoothing을 위해서는 에너지저장장치의 용량과 동작특성을 고려하여 smoothing 유지시간을 적정하게 선정해 주어야 할 것이다. 또한 실시간의 변화하는 풍력발전기의 출력 데이터를 통하여 target output을 정해주는 연구가 필요할 것으로 사료된다. 향후 연구에는 실시간으로 풍력발전량 데이타를 받아서 target output을 설정하는 방법에 대해 검토 할 것이며, 실제 사용되는 에너지저장장치의 특성을 파악하여 에너지저장장치의 용량을 고려한 분산전원 smoothing 운영방안에 대한 연구를 진행 할 것이다.
본 논문에서는 이상적인 에너지저장장치를 가정하여 충/방전의 제약없이 시뮬레이션을 하였지만 실제로 풍력발전기의 출력 smoothing을 위해서는 에너지저장장치의 용량과 동작특성을 고려하여 smoothing 유지시간을 적정하게 선정해 주어야 할 것이다. 또한 실시간의 변화하는 풍력발전기의 출력 데이터를 통하여 target output을 정해주는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
또한 실시간의 변화하는 풍력발전기의 출력 데이터를 통하여 target output을 정해주는 연구가 필요할 것으로 사료된다. 향후 연구에는 실시간으로 풍력발전량 데이타를 받아서 target output을 설정하는 방법에 대해 검토 할 것이며, 실제 사용되는 에너지저장장치의 특성을 파악하여 에너지저장장치의 용량을 고려한 분산전원 smoothing 운영방안에 대한 연구를 진행 할 것이다.

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