• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.243-250
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• 2010

최근 풍력발전 시스템은 가장 빨리 발전하고 있는 신재생 에너지원중 하나로 각광을 받고 있으며, 풍력발전 시스템의 주된 관심사는 어떻게 광범위한 풍속의 변화에서도 효율적으로 시스템을 동작시키는 가에 있다. 가변속 풍력발전 시스템은 고정속 풍력발전 시스템에 비해 더 높은 에너지 효율, 낮은 컴포넌트 스트레스를 달성할 수 있다는 장점을 갖는다. 일반적으로 가변속 풍력발전 시스템의 제어를 위해서는 풍속정보의 취득이 필수적으로 요구된다. 하지만 풍속계 등에 의해 측정된 풍속은 여러 요인에 의해 정확하지 않다는 문제점을 갖는다. 이에 본 연구에서는 풍속의 추정을 위한 칼만 필터와 칼만 필터에 의해 추정된 정보를 사용하여 학습된 인공신경망으로부터 최적의 로터 회전 속도를 유추할 수 있는 새로운 형태의 가변속 풍력발전 시스템을 위한 제어 알고리듬을 제안하고자 한다. 또한 Matlab의 시뮬링크를 사용하여 다양한 시뮬레이션 수행하여 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.512-513
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• 2011

본 논문에서는 PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator)의 가변속-고정피치(Variable-Speed Fixed-Pitch) 풍력발전시스템을 위한 FLC를 기반으로 하는 최대 전력점제어(MPPT) 알고리즘을 제시한다. 최근에는 풍속변화에 대응하여 최대전력을 발생할 수 있는 가변속 풍력발전 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 국내의 지형적 조건에 따른 바람의 영향으로 풍력발전 시스템의 MPPT제어가 반드시 필요하다. 종래의 풍력발전 MPPT 제어는 응답속도 등에 대한 문제점이 나타난다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 파라미터 변동에 강인한 FLC를 기반으로 하는 최대 전력점 제어(MPPT)를 제시한다. 또한 본 논문에서 제시한 알고리즘은 시뮬레이션 결과를 통해 타당성을 입증한다.

• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.309-319
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• 2003

본 논문의 목적은 가변속 풍력터빈이 배전망에 미치는 영향을 평가하기 위한 모의해석 모델을 제시하고 제시된 모델을 사용하여 배전망에서의 전력품질에 대한 모의해석을 수행하는 것이다. 모델링된 풍력발전 시스템은 고정피치각을 갖는 풍력터빈과 영구자석형 동기발전기로 구성되며 전력전자 인버터에 의해 가변속 운전 및 무효전력 출력제어가 이루어진다. 풍력터빈 연계에 의한 전압변동 및 고조파 문제를 언급하며, 그 영향에 대하여 제시한 모델을 사용하여 정상상태 및 동특성 해석을 수행한다. 다양한 용량과 다른 출력제어방식의 가변속 풍력터빈을 이용하여 모의하고 평가한다. 사례연구들을 통해 각기 다른 계통상태에서 풍속의 변동 및 다른 출력제어방식에 따른 배전망의 전압변동에 미치는 영향과 고조파 문제를 보여준다. 모델링 및 모의는 PSCAD/EMTDC 프로그램을 기반으로 하여 수행한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.224-226
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• 2008

본 논문에서는 매트릭스 컨버터를 이용하여 풍력을 에너지원으로한 영구자석형 동기 발전기의 계통연계방법을 제안하고 시뮬레이션으로 타당성을 검증한다. 풍속의 변화에 따라 영구자석형 동기발전기 속도가 변하며, 발전기 속도의 변화로 인해 발전전압의 크기와 주파수가 변한다. 이렇게 가변하는 발전 전압과 주파수를 계통전압의 고정된 전압 크기와 주파수로 변환하는 전력변환장치로써 기존의 PWM AC/DC/AC 컨버터 대신에 매트릭스 컨버터를 사용하여 직접적으로 AC-AC 변환을 한다. 매트릭스 컨버터가 가지고 있는, DC 링크단의 대용량 캐패시터가 필요없고; 양방향전력흐름을 제어할 수 있고, 사용자가 원하는 출력전압의 크기, 주파수, 역률을 임의로 제어 할 수 있는 이점을 사용하여 매트릭스 컨버터를 이용한 영구자석형 동기발전기의 계통연계에 대한 시뮬레이션 결과를 소개한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2009

본 논문은 소형 풍력발전용 영구자석형 동기발전기에서 고정자 자속과 역기전력을 이용한 센서리스 제어방법을 제안한다. 기존의 다이오드와 DC-부스트 컨버터를 사용한 소형 풍력발전용 컨버터와는 달리 2-Leg 3상 PWM 컨버터를 사용하여 발전기를 구동한다. 이는 기존의 컨버터와 비교하여 가격적으로 뒤지지 않으며, 발전기의 벡터제어가 가능하여 최대출력 제어시 발전 효율향상을 확인할 수 있다. 그리고 센서리스 제어 알고리즘을 적용하여 속도 측정을 위해 사용되는 엔코더를 제거하므로 시스템의 가격을 저감시킨다. 제안된 알고리즘은 PSIM 시뮬레이션을 사용하여 컨버터 제어 성능과 발전기의 최대 출력 제어의 타당성을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1178-1179
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• 2008

This paper describes a modeling of fixed speed wind power generation system which comprise of wind turbine, generator and grid. The wind turbine is based on MOD-2, which is IEEE standard wind turbine, and includes a component using wind turbine characteristic equation. Fixed speed induction generator is directly connected to grid, so the variation of wind speed has effects on the electrical torque and electrical output power. Therefore the power control mode pitch control system is necessary for aerodynamic control of the blades. But the power control mode does not operate at the fault condition. So it is required some methods to control the rotor speed at transient state for stabilization of wind power system. In this paper, simulation model of a fixed speed wind power generation system based on the PSCAD/EMTDC is presented and implemented under the real weather conditions. Also, a new pitch control system is proposed to stabilize the wind power system at the fault condition. The validity of the stabilization method is demonstrated with the results produced through sets of simulation.