풍력발전설비는 접근성의 문제로 주기적인 구조건전성 검사를 수행하기 어렵고, 기상상태를 포함한 주위 환경변화 때문에 예기치 못한 고장발생 가능성이 높아 이에 대한 보완책으로 상태감시시스템(Condition Monitoring System, CMS)을 운영하고 있다. 본 연구에서는 CMS의 이상감시 성능 향상을 위하여 풍력발전기 주요 기계시스템에서 장기간 측정된 진동신호 분포를 통계적으로 분석하고, 운전 조건에 따른 진동 변화 경향을 파악한다. 이를 위하여, 풍력발전기 동력전달 및 전력생성부의 진동, 풍속, 주축회전수 등을 약 2년동안 측정한 데이터를 기반으로 운전 환경 및 조건에 따른 각 신호의 경향분석을 수행하고, 기계시스템 구조에 따른 신호별 상호연관성을 분석하였다. 결과적으로 풍력발전기 기계시스템별 진동은 주축회전수, 발전여부에 영향을 받고, 특정 주축회전수에서는 베이불(Weibull) 분포에 해당하는 진동분포가 나타남을 확인하였다. 이런 결과는 풍력발전기 CMS 시스템에서 기계적 이상발생 여부를 조기에 판단하는 기준을 제시할 수 있다.
In this paper, the method for effective stability analysis of Jeju power system in 2011 is proposed. The stability analysis of Jeju power system was carried out by using proposed method In case of Jeju power system with wind turbine generators or without wind turbine generators, including CSC HVDC or VSC HVDC. The steady-state stability is validated by SCR and ESCR, PV curve, QV curve. And the transient stability is analyzed by CCT(Critical Clearing Time). VSC HVDC has more advantages than CSV HVDC on the stability. Also, Jeju power system without wind turbine generators has more advantages than Jeju power system with Wind Turbine Generators on the stability.
The economic value of a wind farm project is influenced by various risk factors such as wind power output and electricity market price. In particular, there is uncertainty in the economic evaluation of a wind farm project due to uncertain wind power outputs, which are fluctuated by weather factors such as wind speed, and volatile electricity market prices. This paper presents a systematic method to assess the economic value and payback period of a wind farm project using Least Square Monte-Carlo (LSMC) simulation. Numerical example is presented to validate the effectiveness of the proposed economic assessment method for a wind farm project.
The capacity credit (CC) is a key metric for mid- to long-term power system capacity planning. The purpose of this study is to estimate the CCs of domestic wind turbines. Based on hourly capacity factor (CF) data during the seven years from 2011 to 2017, the new so-called probabilistic CF scheme is introduced to effectively reflect the variability of CFs on CC estimation. The CCs are then estimated through the CF-based method and the ELCC (Effective Load Carrying Capability) method reflecting the probabilistic CF scheme, and the results are compared. The results show that the CC value 0.019 for domestic wind turbines proposed in the $8^{th}$ Basic Plan for Electricity Supply and Demand corresponds to the CC with a confidence level slightly lower than 95%.
전국에 분포하고 있는 분산형 전원설비의 구성요소와 발전소에 대한 정보를 축적하여 개인 사업자 및 공급자가 해당 정보를 쉽게 접근할 수 있도록 웹기반의 통합관리시스템을 구축하였다. 대표적인 분산형 전원설비인 태양광 발전소와 풍력 발전소의 구성요소 사양들과 전국 발전소의 설치 및 발전용량들에 대한 데이터를 축적하여 데이터베이스화하였다. 축적된 데이터베이스는 웹기반의 통합관리시스템으로 구축되어 사용자가 쉽게 정보를 검색하여 문제를 해결할 수 있도록 하였다. 또한 각 발전소의 실시간 모니터링을 통한 데이터는 통계기법을 통하여 수익성을 평가할 수 있는 기초 자료로 활용 가능하도록 하였다. 향후 비즈니스 모델을 활용하여 통합관리시스템의 지속적인 운영이 가능하도록 한다.
풍력 에너지는 많은 이점으로 인해서 그 사용량이 증가하고 있다. 많은 나라에서 유가 폭등과 기후의 다변화로 인해 전력 사용량이 증가하여 풍력 발전 단지 설치를 추진하고 있다. 그러나 풍력 발전기는 군 레이더 시스템의 성능을 방해하는 왜곡을 일으키는 설비이다. 풍력 발전기의 대용량화로 인해서 풍력 발전기의 크기가 커지게 되어 해안가의 풍력 발전기는 군 레이더 시스템에 군사 표적으로 오인하게 한다. 그래서 본 논문은 풍력 발전기에서 나타나는 레이더 산란 신호의 최소화를 위한 방안을 나타내었다. 구체적으로 풍력 발전기의 각 부분들의 레이더 산란 신호 최소화를 위한 방안을 나타내었다. 레이더 신호 간섭 최소화를 위한 방법은 전투기의 스텔스 디자인 개발 기술을 기반으로 하고 있다. 그러나 풍력 발전기의 레이더 산란 신호 감소를 위한 구현은 비록 전투기 스텔스 디자인 개발 기술을 기초로 하고 있지만, 현재 중요한 시도이다. 본 논문에서는 풍력 발전기의 레이더 신호 간섭을 최소화하기 위해서 다양한 기법들을 풍력 발전기에 적용하였다. 풍력 발전기의 타워 및 날개 부분에 대한 두 가지 기법 적용을 통해서 풍력 발전기의 레이더 단면적 감소 효과가 나타남을 알 수 있다.
In order to clarify characteristics of variation in wind energy over a long-term period, an investigation was carried out at Seoguang site on Jeju island. The wind data for 10 years from Automatic Weather System (AWS) were analyzed for each year. The variation in the annual energy production (AEP) for the 2 MW wind turbine was estimated through statistical work. The result shows that the range of the yearly average wind speed at 15 m above ground level for 10 years was from -22.6% to +13.7%, which is wider range than that in Japan. The coefficient of variation for the AEP was 22.7%, which is about twice of that for the yearly average wind speed. Therefore, for estimating the wind energy potential accurately at a given site, the wind data should be analyzed over a long-term period based on the data from the meteorological station.
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.
본 논문에서는 이중여자 유도발전기의 회전자에 back to back 컨버터가 채용된 가변속 풍력터빈 시스템의 모델링과 해석을 나타내었다. 제어시스템의 특성을 파악하기 위해서 시뮬레이션에서는 Psim 프로그램을 사용하여 660[kW] 의 출력정격을 갖는 시스템을 모델로 하였다. 모델링에서는 블레이드 제어 시스템 모델과 회전자와 계통선에 연결된 컨버터 시스템을 모델링 하였다. 풍속의 변화에 따라 원하는 출력을 얻을 수 있도록 피치각을 제어하여 정격풍속 이하에서도 최대출력이 발생하도록 하였고, 정격풍속 이상에서는 회전자 속도를 일정하게 하여 정격출력을 유지할 수 있도록 하였다. 또한 무효전력을 제어하여 출력의 역률을 제어하였다. 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 풍속변화에 따른 모델 시스템의 시뮬레이션 결과 값들과 제주행원 풍력발전 단지에서 운용되고 있는 V47 660[kW] 시스템의 실측 결과들과 서로 비교 검증하여 제안한 해석 방법의 타당성을 입증하였다.
풍력발전은 풍력단지가 전력계통과 접속되는 모선의 전압을 유지 또는 제어하기 위한 충분한 무효전력을 공급할 수 있어야 한다. 하지만 풍력단지와 계통 접속점(POI - Point of Interconnection) 모선을 연결하는 선로의 무효전력 손실 때문에 풍력터빈의 무효전력공급은 접속점의 전압을 제어하기에는 불충분하다. 이 문제는 접속점에 STATCOM(Static Synchronous Compensator)과 같은 부수적인 무효전력 보상장치를 설치하여 해결할 수 있다. 본 논문에서 제시하는 STATCOM과 Switched-Shunt, 탭변환 변압기와 같은 기존의 무효전력 보상장치의 협조제어를 사용하면 더욱 효과적으로 접속점 모선의 전압을 제어할 수 있다. 본 논문에서 제시한 방법을 이용하여 초기부하에 대하여 임의의 부하 변동률을 가지는 모의 시스템에 적용한 결과 접속점 모선의 전압강하는 60%이상 개선되었고 부하 모선의 전압은 정격전압의 95%이상을 유지하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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