본 논문은 계통전압 불평형시 이중여자 유도형 풍력발전기 (Doubly Fed Induction Generator-DFIG)의 토크 리플 저감과 dc-link 전압의 맥동을 제거하는 기법을 제안한다. 계통전압 불평형 시 DFIG의 동적 모델링을 통해 토크 맥동 성분과 dc-link 전압 리플 성분을 수식화 한다. 유도된 수식을 기반으로 회전자 측 컨버터는 정상분과 역상분을 독립적으로 제어하는 듀얼 전류 제어기를 통해 토크 리플을 저감하며, 계통 측컨버터는 전력이론을 통해 계산된 보상 전류 지령치를 통해 cd-link 전압 맥동을 제거한다. 3kW급 풍력 발전 시스템에 제안하는 기법을 적용한 시뮬레이션 결과를 통해 타당성을 입증한다.
전 세계적으로 지구 온난화와 화석연료 고갈로 재생 에너지의 수요가 증가하고 있다. 풍력발전은 전체 재생 에너지의 20% 이상을 차지하며, 2020년 까지 792 GW가 설치될 것으로 전망하고 있다. DFIG(이중여자 유도 발전기)타입의 풍력 터빈은 전력변환장치의 용량이 작은 장점이 있지만, 고정자 권선이 계통과 연결되어 계통 저전압 발생 시 제어가 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 계통 저전압 발생 시 고정자 회로의 과도상태에 대해 정리하고, 과도상태를 개선하기 위한 회전자 전류 주입 방법 대해 제시하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.33
no.7
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pp.40-50
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2005
In this paper, preliminary results for performance prediction of a dual-rotor wind turbine generator system are presented. Blade element and momentum theories are used to model the aerodynamic forces and moments acting on the rotor blades, and multi-body dynamics approach is used to integrate the major components to represent the overall system. Not only the steady-state performance but the transient response characteristics are analyzed. Pitch control strategy to control the rotor speed and the generator output is proposed and its performance is verified through the nonlinear simulation.
The optimal design and characteristic analysis of Double Fed Induction Generator(DFIG) was performed. The purpose of the paper is to verify the accuracy of design and the reliability of DFIG by experiment. A grid connection experiment is performed to confirm generating performance in wide operating range. In this experiment, 2.7MW M/G set is used. The finite element method is applied to calculate parameters and characteristic analysis of DFIG. And in order to reduce design time and efforts, Design of Experiment(DOE) is used. The experimental results are compared with the optimum design results.
Chang Min Lee;Hyen jun Choi;Ji Hoon Park;Seong Hwan Kim
New & Renewable Energy
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v.20
no.2
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pp.55-64
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2024
To ensure the frequency stability of wind power generation, we analyzedd the existing technology and proposedd a method for changing the gain value with respect to to the rotor speed by adding the MPPT reference value and output reference value that reflect the system frequency. The MPPT control and output were compared and calculated for performance verification. Subsequently, the application of the proposed algorithm led to an increased output when compared with that of the existing control method.
본 논문에서는 2.2kW급 이중여자유도발전기(DFIG)를 이용하여 계통에 발전전력을 연계하는 풍력 발전 시뮬레이터를 제작하고 무효전력 출력성능을 실증한다. DFIG는 회전자 정격이 고정자에 비해 20~40% 수준으로 회전자 여자 및 계통 연계를 위해 사용되는 전력용 소자의 정격이 낮아지는 장점이 있다. 가상의 계통연계기준을 설정하고 풍속에 따라 결정된 최대 유효출력을 고려하여 무효전력을 생산함으로서 진상/지상 역률 제어를 전 운전영역에서 실시할 수 있도록 하였다.
This paper proposes a grid-connected to rotor type doubly fed induction generator (DFIG) in which the rotor winding is connected to the grid instead of the stator winding. The stator size and weight of the proposed grid-connected to rotor type DFIG can be reduced because the proposed type can use rotor core more efficiently compared to the stator type DFIG. In order to verify the size and weight reduction of the proposed type, the loading distribution method (LDM) is utilized. As a design result, the stator outer diameter and weight of the proposed type were decreased. The equivalent circuit analysis and finite element method also performed to verify the design results and to analyze characteristics of the novel DFIG.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.58
no.7
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pp.1313-1320
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2009
This paper analyzes the steady-state operating characteristics of doubly-fed induction generator(DFIG) and fixed-speed induction generator(FSIG) in wind turbine system. It also presents a modeling and simulation of a grid-connected wind turbine generation system for dynamics analysis on MATLAB/Simulink, and compares the responses between DFIG and FSIG wind turbine systems with respect to wind speed variation, 3-phase fault and 1-phase ground fault of the network. Simulation results show the variations of generator's active/reactive output, rotor speed, terminal voltage, fault current, etc. Case studies demonstrate that DFIG illustrates better performance compared to FSIG.
본 논문에서는 2.5MW급 풍력터빈에 적용된 이중여자 권선형 유도발전기 제어를 위한 풍력발전시스템의 핵심요소인 전력변환장치 제작기술과 풍력발전시스템 제어를 위한 요소기술에 대해 기술한다. 2.5MW급 풍력터빈을 계통연계하기 위해서는 풍력제어기와 컨버터를 설계하고 상호 인터페이스등을 고려하여 적절한 풍속조건에서 계통측에 발전전력을 전달하여야 한다. 또한, 최근 계통 사업자측에서 요구하는 Grid-code에 대응하기 위한 제어알고리즘을 설계하여야 하고, 타워의 진동억제를 위한 축진동 억제 알고리즘 등을 추가로 전력변환장치에 적용하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 2.5MW급 풍력터빈용 PCS개발을 위한 각종 제어알고리즘과 H/W설계기술에 대해서 기술한다.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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v.52
no.10
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pp.528-534
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2003
A grid connection algorithm is proposed for the doubly-fed induction generator (DFIG) which is widely adopted in high power variable speed wind turbine. Before the stator of DFIG is connected to grid, rotor-side converter is used to control the induced stator voltage. As a result, the stator transient current is limited below the rate value during the connection by the proposed synchronization of the stator voltage to the grid voltage. A wind power generation simulator using DC motor and wound-rotor induction generator is built and the dynamic characteristics of proposed algorithm is verified experimentally.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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