• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.99-100
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• 2010

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.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권6호
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• pp.32-38
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• 2013

In an efforts to encourage renewable energy deployment, the government has initiated so called 1 million green homes program but the accumulated installation capacity of small wind turbine has been about 70kW. It can be explained in several ways such that current subsidy program does not meet public expectations, economic feasibility of wind energy is in doubt or acoustic emission is significant etc. The author investigated annual energy production of Skystream 3.7 wind turbine using measured power curve and wind resource data. The measured power curve of the small wind turbine was obtained through power performance tests at Wol-Ryoung test site. AEP(Annual Energy Production) and CF(Capacity Factor) were evaluated at selected locations with the measured power curve.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_2호
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• pp.993-1002
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• 2022

This paper relates to a method of modeling the thrust dynamic load caused by the thrust variation occurring on the blade due to the tower shadow below the rated wind speed. A method that uses thrust coefficient is presented by introducing "tower shadow coefficient of thrust variation". For a 2MW wind turbine, the values of "tower shadow coefficient of thrust variation" are calculated and analyzed at wind speeds below the rated. The dynamic load model of thrust under tower shadow is evaluated in Matlab/Simulink using the obtained "tower shadow coefficient of thrust variation" and thrust coefficient. It shows that the thrust variations acting on the three blades by the tower shadow can be expressed using both the thrust coefficient and the introduced "tower shadow coefficient of thrust variation".

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.189-197
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• 2004

고가공도체의 최대허용전류인 열용량은 일반적으로 IEEE P738 기준에서 주어진 것과 같은 열평형 방정식을 기초로 계산된다. 이 정격은 기온, 풍속, 풍향 및 태양열과 같은 기상조건의 함수로 주어진다. 이러한 기상 파라미터들 중에 풍속은 그 값이 아주 작게 나타날 때 송전용량 결정에 강한 영향을 준다. 따라서 송전용량 모니터시스템에서 사용되는 풍속계 대부분은 낮은 감도와 실속 특성을 가지므로 부정확한 결과가 나타난다. 본 논문에서는 풍속계를 사용하지 않고 가공송전선의 동적송전용량을 결정하기 위한 새로운 방법을 도입한다. 풍속을 2개의 간접도체의 온도로 추정하고 실험을 통하여 추정풍속으로 구한 동적송전용량이 기상모델로 구한 결과와 매우 근접함을 밝혔다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.91-92
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• 2017

풍력 발전 시스템에서 정격 풍속 이상의 바람에 대응하기 위해서는 일반적으로 전기적 브레이크와 기계적 브레이크가 요구된다. 기계적 브레이크는 상대적으로 응답성이 느리며 그 시간 동안 발전기 rpm 증가에 따른 DC전압 상승에 대응하는 전기적 브레이크의 역할이 시스템 안정성에 있어 매우 중요한 요소이다. 전기적 브레이크 중에서도 소형풍력 발전시스템에서는 DB(Dynamic Brake)저항을 통해 부하를 걸어주는 방식이 주로 쓰인다. DB 저항 구동에 있어 히스테리시스 루프에 기반한 PWM제어가 일반적으로 통용되는 방식이다. 이러한 방식과 비교하여 제어 안정성, 전압 오버슈트 등의 면에서 우수한 DB저항 제어 방식을 제안하며 히스테리시스 방식과 과도상태 정상상태 특성 비교 및 성능 분석을 시뮬레이션 결과를 통해 제시한다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권6호
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• pp.19-25
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• 2013

Energy generation from an instrumented Skystream 3.7 small wind turbine was used to investigate the effect of ambient turbulence levels on wind turbine power output performance. It is widely known that elevated ambient turbulence level results in decreased energy production, especially for large sized wind turbine. However, over the entire wind speed range from cut in to the rated wind speed, the measured energy generation increased as ambient turbulence levels elevated. The impact degree of turbulence levels on power generation was reduced as measured wind speed approached to the rated wind speed of 13m/s.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.92-99
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• 2016

풍력터빈은 정격풍속미만에서 최대출력을 내기위한 제어를 한다. 최대출력을 얻기 위한 방법 중에는 최적 TSR(Tip Speed Ratio)제어와 P&O(Perturbation and Observation) 제어가 대표적이라 할 수 있다. P&O 제어는 출력과 회전속도만을 이용하여 간단한 알고리즘으로 제어되지만 반응속도가 느린 것이 단점이라 할 수 있다. 최적 TSR 제어는 반응속도가 빠르지만 정확한 풍속을 알아야만 된다. 정확한 풍속을 구하기 위하여 측정을 하거나 예측하는 방법을 사용한다. 풍속을 측정하기 위하여 풍속계를 풍력터빈에 가까이 설치하게 되는 데, 이 때 블레이드의 간섭으로 정확한 풍속 측정이 쉽지 않다. 그래서 풍속을 예측하는 방법들이 사용하게 되었다. 풍속을 예측하기 위하여 신경망을 비롯한 다양한 수치해석 방법들이 사용되고 있으나 풍속예측 문제는 역문제와 관련이 있어 그리 간단치가 않다. 본 논문에서는 기존의 방법들과 다르게 역문제로 풀지 않고 바람의 출력그래프에서 터빈의 출력과 회전속도만을 이용하여 풍속을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. Matlab/Simulink을 사용하여 제안된 방법으로 풍속이 제대로 예측되며 최대 출력제어가 되는 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.344-350
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• 2013

본 연구는 200 W급 자이로밀형 수직축 풍력터빈 로터 블레이드 형상에 대한 구조 안정성을 평가하기 위하여 단방향 유체-구조 연성 해석 기법(FSI: Fluid-Structure Interaction)을 적용한 구조해석을 수행하였다. 설계된 수치해석 모델에 대한 3차원 모델링 형상 데이터를 이용하여 격자를 생성하고, 풍력터빈 유동장에 대한 유동해석을 수행하여 구해진 압력데이터를 구조해석 모델에 맵핑한 후 단방향 유체-구조 연성 해석을 수행하였다. 단방향 유체-구조 연성 해석에서 평가되는 최대응력과 각 물성데이터의 항복강도기준으로 안정성을 평가하였다. 유동해석은 정격풍속 10 m/s와 극한 풍속 60 m/s에 대하여 수행하였다. 구조해석 결과로 최대변형량은 블레이드 상부 끝단 측면에서 나타나며, 최대등가응력은 블레이드 외면과 내부 보강재 부분, 스트럿 부분에서 나타나지만, 재료의 항복강도와 최대등가응력 비교시 안전율이 2.21이므로 구조적으로 안전함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1272-1278
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• 2014

본 최근 성장하고 있는 해상 풍력의 실험연구에서 풍동시험이 수직형 횡류 풍력발전시스템의 성능을 조사하기 위해 실시되었다. 풍동의 시험 부분은 제한된 크기로 인해 실제 풍력 발전의 입구 안내 베인을 약 1/5로 축소시켰고, 터빈 임펠러의 지름을 모형 임펠러의 1/2로 감소시켰다. 임펠러 블레이드 갯수는 풍력 발전 시스템의 출력에 대한 또 다른 중요한 변수이기 때문에 8개와 16개로 변경하여 시험하였다. 실험 분석 결과, 모형 풍력 터빈의 출력 제동력은 정격 풍속 12m/s에서 블레이드 갯수가 8개 보다 16개일 때 82% 출력이 증가된 278와트로 측정되었고, 정격 제동력은 정격 작동 조건에서 3.9kW로 계산되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.59-65
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• 2011

블레이드와 바람의 상호작용에 의해 발생하는 풍력터빈의 공기역학적 토크와 파워의 특성은 매우 비선형적이다. 그러므로 풍력터빈의 전체 동적 거동은 풍속의 크기에 따라서 비선형적인 특성을 가진다. 공기역학적 비선형성은 또한 풍력터빈 제어시스템의 특성에 영향을 미치므로, 풍력터빈 제어기를 설계하기 위해서는 비선형적인 공기역학적 특성들에 대한 해석을 통한 고찰이 필연적이다. 본 논문에서는 정격파워 이상에서 풍속 크기에 따른 비선형적인 공기역학적 특성들과 이 비선형성들이 PI 제어기를 가지는 폐루프 피치계에 미치는 영향들을 1-질량 모델의 풍력터빈에 대하여 살펴본다.