초록 ▼

이 연구에서는 기상 수치모델(Weather Research and Forecasting Model, WRF)을 이용하여 제주특별자치도 한경 및 행원, 성산 풍력 발전단지에 대한 풍력 발전량 단기예측에 관한 연구를 수행하였다. 이 연구를 위하여 풍력 발전예측시스템을 구축하였으며, 풍력발전 예측시스템은 모니터링 시스템과 WRF 및 수치 통계 모델로 구성되어 있다.
모니터링 시스템은 한경 및 행원, 성산 풍력 발전단지에 대한 바람 및 발전량 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 통합 시스템이며, 기상 수치모델은 제주지역을 상세규모

이 연구에서는 기상 수치모델(Weather Research and Forecasting Model, WRF)을 이용하여 제주특별자치도 한경 및 행원, 성산 풍력 발전단지에 대한 풍력 발전량 단기예측에 관한 연구를 수행하였다. 이 연구를 위하여 풍력 발전예측시스템을 구축하였으며, 풍력발전 예측시스템은 모니터링 시스템과 WRF 및 수치 통계 모델로 구성되어 있다.
모니터링 시스템은 한경 및 행원, 성산 풍력 발전단지에 대한 바람 및 발전량 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 통합 시스템이며, 기상 수치모델은 제주지역을 상세규모 (1km×1km) 격자로 단기간(48시간)에 대한 바람 예측을 수행하는 시스템이다. 풍력발전 예측시스템의 성능 평가를 위하여 한경 풍력발전단지 평가대상 풍력 발전기에 대한 불확실도 평가를 수행하였고, 풍력발전단지를 대상으로 WRF에서 예측된 바람 예측치와 실측치에 대한 비교검증을 수행 하였다.

Abstract ▼

This study is to provide short term prediction of wind power at Hangyeong, Hangwon and Seongsan Wind Power Farm in Jeju Special Self-Governing Province, based on WRF (Weather Research and Forecasting model). For this purpose, a wind power prediction system was established. The wind power prediction

This study is to provide short term prediction of wind power at Hangyeong, Hangwon and Seongsan Wind Power Farm in Jeju Special Self-Governing Province, based on WRF (Weather Research and Forecasting model). For this purpose, a wind power prediction system was established. The wind power prediction system consists of monitering system and WRF.
The monitering system is a comprehensive system which can monitor real time information of amounts of wind speed and wind power of Hangyeong, Hangwon and Seongsan wind farms. The WRF Model is a system to predict 48-hour wind speed, by the 1km×1km grid. To evaluate the capacity of the wind power prediction system, the uncertainty value of Hangyeong Wind Power Complex was evaluated. Comparison and verification was performed between the measured and predicted values by using WRF.

목차 Contents

• 제 출 문 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• S U M M A R Y ... 4
• 용 어 ... 6
• 목 차 ... 10
• List of Figures ... 14
• List of Tables ... 19
• 제 1 장 기반구축과제의 개요 ... 21
• 제 1 절 기반구축사업의 중요성 ... 21
• 1. 기술적 측면 ... 21
• 2. 산업ㆍ경제적 측면 ... 23
• 3. 정책적 측면 ... 24
• 제 2 장 국내외 기반구축 현황 ... 25
• 제 1 절 국내·외 기반구축 및 특허 현황 ... 25
• 1. 국외 기반구축 현황 ... 25
• 2. 국내 기반구축 현황 ... 33
• 3. 특허현황 ... 34
• 가. 국내 현황 ... 34
• 나. 국외 현황 ... 34
• 4. 현 기반구축 현황의 취약성 ... 34
• 제 3 장 기반구축수행 내용 및 결과 ... 36
• 제 1 절 기상예측 시스템 구축분야 ... 36
• 1. 장비 구축 ... 36
• 가. 기상예측시스템 ... 36
• 나. 하드웨어 구성 ... 44
• 다. 소프트웨어 구성 ... 55
• 라. 데이터베이스 ... 66
• 2. 기술 구축 ... 77
• 가. 제주도 바람자원 분석 ... 77
• 나. 국지바람장 추정기법 개발 ... 126
• 제 2 절. 한경풍력발전단지 측정타워 불확도 분석 ... 151
• 1. 풍력 발전기 표준화(IEC) 규정 ... 151
• 가. 출력성능 평가 ... 152
• 나. 불확실성 평가 ... 159
• 2. 프로그램 개발과 적용 ... 170
• 가. 불확실성 프로그램 개발 ... 170
• 나. 성능평가결과 ... 183
• 3. 실측값과 예측값의 풍속변화 ... 204
• 가. 1시간 풍속변화 ... 204
• 나. 12시간 풍속변화 ... 206
• 다. 24시간 풍속변화 ... 208
• 라. 48시간 풍속변화 ... 210
• 마. 풍속변화 오차율 ... 212
• 바. 일기도 분석에 의한 오차가 큰 사례 ... 214
• 사. 일기도 분석에 의한 오차가 작은 사례 ... 218
• 아. V90-3.0MW 풍력발전기 풍력 성능곡선 ... 222
• 4. 실측값과 예측값의 발전량변화 ... 224
• 가. 1시간 발전량 변화 ... 224
• 나. 12시간 발전량 변화 ... 225
• 다. 24시간 발전량 변화 ... 226
• 라. 48시간 발전량 변화 ... 227
• 제 3 절. 풍력발전단지 수치 통계 모델 예측자료 분석 ... 228
• 1. 사용 자료 ... 228
• 2. 수치 통계(Model Output Statistics, MOS) 모델 예보식 개발 ... 228
• 3. 예보식 정보 ... 229
• 4. 지점별 및 시간별 예보식 ... 230
• 가. 한경(06UTC 여름철 예보식) ... 230
• 나. 한경(18UTC 여름철 예보식) ... 237
• 다. 성산(06UTC 여름철 예보식) ... 244
• 라. 성산(18UTC 여름철 예보식) ... 251
• 5. 수치 통계 모델 예보식 독립 검증 ... 258
• 6. 관측 풍속에 대한 수치 모델 및 수치 통계 모델 풍속 예측 ... 262
• 7. 실제 발전량에 대한 수치모델 및 수치 통계 모델 풍속 예측 발전량 ... 263
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 266
• 제 1 절 주요 달성 목표 ... 266
• 1. 개발 및 구축 목표 ... 266
• 가. 주요 개발 현황 ... 266
• 2. 연차별 기반구축사업의 평가방법 및 정량적 목표 ... 266
• 가. 연차별 평가 착안점 및 기술 ... 266
• 나. 정량적 목표 ... 267
• 3. 연차별 기반구축사업 내용 및 범위 ... 267
• 가. 1차년도 사업 내용 및 범위 ... 267
• 나. 2차년도 사업 내용 및 범위 ... 270
• 다. 기반구축 사업 최종 성과물 ... 272
• 제 5 장 기반구축결과의 활용계획 ... 273
• 제 1 절 기반구축 파급효과 및 활용방안 ... 273
• 1. 기반구축으로 예상되는 파급효과 및 활용방안 ... 273
• 가. 기술적 측면 ... 273
• 나. 산업ㆍ경제적 측면 ... 274
• 다. 정책적 측면 ... 274
• 라. 활용방안 ... 274
• 제 6 장 기반구축과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 275
• 제 1 절 주요국의 풍력발전 현황 및 예측 시스템 ... 275
• 1. 유럽 ... 275
• 2. 스페인 ... 278
• 3. 일본 ... 280
• 4. 이란 ... 282
• 제 7 장 참고문헌 ... 284