This paper presents a design approach for wind power generator. Among several different generator systems, doubly-fed induction generator(DFIG) is selected for Hyosung 2MW wind turbine system from the view of cost and weight. The time step finite element method is applied to analyze the performance of DFIG, and design of experiment(DOE) is used as an optimization method.
전력계통에서의 풍력 발전의 설치가 증가하면서 사고 발생시 전체 계통에 대한 신뢰도 및 안정도에 영향을 미친다. 이를 고려한 Fault Ride Through 제어 기법은 보다 안정적인 계통운영을 위한 방안이다. 최근 대부분의 풍력발전시스템은 이중여자 유도형 발전시스템(DFIG)이 설치되는데, 이는 전력변환장치를 이용한 유효 및 무효 전력 제어가 가능한 가변속 풍력발전시스템이다. 본 논문은 PSCAD/EMTDC를 통해 DFIG를 모델링하고 Crow Bar와 Rotor Side Converter의 연계 제어를 이용한 Fault Ride Through 제어 기법을 시뮬레이션 결과를 통해 확인 하였다.
본 논문은 이중여자 유도형(DFIG) 풍력발전 시스템에서 유효전력과 무효전력을 직접적으로 제어하기 위해 가변구조제어의 일종인 스위칭 이득기반의 선형궤환(LFSG)제어기법을 제시한다. 개조된 직접전력제어기법 (DPC)과 공간벡터변조방식(SVM)은 제안하는 제어기법을 실현하기 위해 이용된다. 개조된 직접전력제어원리를 이용해서 설계된 LFSG제어기법은 널리 사용되고 있는 자속기준제어기법(FOC)에 비해서 간단한 제어구조로 강인성과 빠른 응답특성을 보인다. 시뮬레이션결과는 제안하는 제어전략의 타당성과 강인성을 확인해준다.
Using the MATLAB/SIMULINK, this paper presents dynamic simulation model for 6MW wind power generation systems with the DFIG considering distribution systems and performs the dynamic analysis of wind power systems
본 논문에서는 동기속도 이상의 풍속 영역에서 계풍연계된 DFTG(Doubly-Fed Induction Generaior) 시스템올 이용하여 발전기의 속도, 출력, 역률 제어에 대한 연구를 하였다. 이를 위하여 회전자 권선을 통하여 회전자 여자 주파수와 전압을 인가하였고,DBG의 전력소류와 등가회로의 정상상태 식을 해석하였다. 발전기의 속도와 고점차 일정출력제어는 회전자 여자주파수에 의해 이루어지고, 발전기의 정상적인 동작은 회전자 여자전류가 정격값올 넘어서는 안된다. 따라서 회전자 여자주파수에 의한 일정 출력운전상태에서 회전자 여자전류를 정격값이 되도록 회집자 여자전압을 제어여, 고정자 역률이 최적이 되도 DFIG를 운전하였다.
본 논문은 이중여자권선을 갖는 권선형 유도발전기와 농형유도발전기사이의 운전특성비교를 보여준다. 농형유도발 전기는 자화리액턴스에 의한 무효전력소비 때문에, 역률을 보상하기 위한 콘덴서를 필요로 하나, DFIG는 회전자에 Back-To Back컨버터를 가지고 있기 때문에 저속/고속에서 유도발전기가 운전이 가능하다. 본 논문에서는 PSCAD/TMTDC를 이용하여 농형유도기와 DFIG의 응답특성이 분석되었다.
In this paper, doubly-fed induction-type wind power generation system simulation model for grid connection is developed. The simulation model is based on PSCAD/EMTDC and consists of rotor-blade, blade controller, generator power converter and generator controller Blade controller controls the blade pitch angle for starting, peak power limiting and emergency condition. Generator controller controls the generator output power to maximize the system efficiency. Simulation results are shown for the variable wind speed conditions. The simulation model can be utilized for study of actual interaction between wind turbine and grid for reliable operation and protection of power system.
In this paper, we develop PCS for doubly-fed induction-type wind generator(DFIG). PCS consists of a converter set and a controller. PCS controls the active power of wind generator and the reactive power of wind turbine system according to rotating speed, instantaneous power, grid quality, and order by transmission system operator.
계통에서 사고가 발생하면 기존에는 풍력발전기의 보호를 위하여 계통에서 분리가 가능했다. 하지만, 최근에 풍력발전용 기기 한기당 용량 증가와 해상풍력의 증가로 인하여 계통으로 공급하는 풍력발전량은 지속적으로 증가하고 있기 때문에 사고발생에 따른 풍력발전의 계통과의 갑작스러운 분리는 계통의 정전사태를 발생시킬 수 있다. 따라서 전 세계적으로 풍력발전의 계통연계규정(Grid Code)를 강화하고 있는 추세이다. 특히, 계통연계규정 중 계통전압이 순간적으로 강하하였다고 하더라도 풍력발전기는 지속적으로 연계되어 있으면서 계통전압의 보상을 위하여 무효전력을 공급을 요구하고 있다. 이 기능이 저전압 극복(LVRT)기능이고 계통연계규정 중 가장 어려운 기술이다. 본 논문에서는 2MW급 이중여자 유도형 풍력발전기(DFIG)를 이용하여 계통에서 저전압이 발생했을 때 발전기를 지속적으로 계통과 연계시키면서 무효 전력을 계통에 공급할 수 있는 LVRT기능을 제안하고 실험을 통하여 검증한다.
Doubly-Fed Induction Generator(DFIG) is adequate to maximize the energy capture from wind energy, whereby the turbine speed can be adjusted to a speed, at which a rated tip speed ratio be kept. In this paper, a power analysis for DFIG and its characteristics of power flow in grid-connected operation, are dealt with in speed range of super- and sub-synchronous region. In a test of the machine, whereby a doubly excited circuit configuration in stator as well as rotor with back to back PWM inverter have been equipped, a constant input torque is given and in that condition, power new in stator and rotor circuit have been measured and compared with theoretical value. Furthermore, the power factor in stator and rotor circuit have been examined.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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