국산 개발 분산 제어시스템의 발전 설비에의 적용을 위해서는 시뮬레이터를 이용한 제어 시스템의 기능 및 신뢰성 등의 검증이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 제어 시스템 검증용 시뮬레이터를 개발하는데 있어서, 제어 모델 중 발전소 기동 초기에 보일러 압력을 조절하고, 정상 운전 중 보일러의 과대 압력 상승을 방지하기 위해 보일러에서 발생한 증기를 복수기로 방출하는 터빈 바이패스 계통의 제어 모델을 개발하였다. 제어 모델 개발을 위해, 통합 시뮬레이션 개발 환경에서 활용가능한 제어 로직 구현 툴을 개발하였다. 또한 개발한 툴의 기능은 개별 기능 블럭의 설계 사양에 기반한 시뮬레이션에 의해 검증을 하였으며, 개발한 툴을 이용하여 고압 터빈 바이패스 계통의 압력 제어 로직을 구현하였다. 500 MW급 표준 석탄화력 발전소 공정 모델과 보일러 제어 모델, 터빈 제어 모델 등 타 계통의 제어 모델과의 연계를 통한 통합 시뮬레이션을 통해 개발한 제어 모델의 효용성을 확인하였다.
This paper deals with a pitch control for reducing load of the wind turbine system. To make a model of the wind turbine system, the Momentum Theory and Blade Element Theory are used. Considering wind shear, wind model was also built. Due to a difference of the wind speed between upper parts and lower parts of the sweep area, overturning moment of the wind turbine is generated. So, in this paper through analyzing of the system model of the wind turbine, a control algorithm which was able to achieve both maintaining power and reducing overturning moment was proposed. Using matlab simulink, controller performance was verified.
A reduced structure model of a wind turbine generator is designed and manufactured. Mode data are obtained by modal testing and analytical method. Vibration response is measured and investigated under various speed condition by using a waterfall plot. Possibility of severe resonance is observed and the mechanism is explained by using the mode data. Simplified theoretical model gives the 1st resonance frequency of wind turbine structure model. The theoretical model can be applied in the design stage of the wind turbine structure to avoid the severe resonance problem.
Analysis of thermal performance is required for the economic operation of turbine cycle of power plant. We developed corrective model of main feed water flow which is the most important parameter for the precise analysis of turbine cycle performance. Classification model for the identification of feed water flow measurement status was applied to increase the suitability of the corrective model. We used neural network and support vector machine to develop estimation model of main feed water flow with more generalization capability. The estimation model can be used practically to evaluate corrective performance of turbine cycle plant.
Wind turbine industry is booming and spending a lot on research for improving the performance of its present machines and increasing their capacity. Wind turbine requires service life of about 20 years and each components of wind turbine requires high durability, because installation and maintenance costs are more expensive than generated electricity by wind-turbine. So the design of wind turbine must be verified in various condition before production step. For this work, high reliability model for analysis is required. Drivetrain model is modeled by multibody dynamic modeling method. The model constituted with rotor blades, hub, main shaft, gear box, high speed shaft and generator. Natural frequency and torsional stiffness of drivetrain are calculated and analyzed.
Wind turbine industry is booming and spending a lot on research for improving the performance of its present machines and increasing their capacity. Wind turbine requires service life of about 20 years and each canponents of wind turbine requires high durability, because installation and maintenance costs are more expensive than generated electricity by wind-turbine. So the design of wind turbine must be verified in various condition before production step. For this work, high reliability model for analysis is required. Drivetrain model is modeled by multibody dynamic modeling method. The model constituted with rotor blades, hub, main shaft, gear box, high speed shaft and generator. Natural frequency and torsional stiffness of drivetrain are calculated and analyzed.
Numerical analysis of wind turbine scale effect was performed by using computational fluid dynamics. For the numerical analysis of wind turbine. Three dimensional Navier-Stokes solver with various turbulence models was tested and realizable k-e turbulence model was selected for the simulation of wind turbines. To validate the present method, performance of NREL (National Renewable Energy Laboratory) Phase VI wind turbine model was analyzed and compared with experiment and blind test data. Using the present method, numerical simulations for various size of wind tunnel model were carried out and characteristics were observed in detail. The power loss due to the interference between wind turbine and nacelle was also computed for relatively larger nacelle installation in wind tunnel test. The present results showed good correlations with experimental data and reasonable trends of scale effect of wind turbine.
Wind turbines are highly complex structures for numerical flow simulation. They normally comprise of a turbine mounted on a tower thus the movement of the turbine blades and the blade/tower interaction must be captured. In addition the ground effect should also be included. There are many more important features of wind turbines and it is difficult to include all of them. A simplified set of features is chosen here for both the turbine and the tower to show how the method can begin to identify the main points connected with wind turbine wake generation and tip vortex tower interaction. An approach to modelling the rotating blades of a turbine is proposed here. The model uses point forces based on blade element theory to model the blades and takes into account their time dependent motion. This means that local instantaneous velocities can be used as a basis for the blade element theory. The model is incorporated into a large eddy simulation code and, although many important features are left out of the model, the velocity/power performance relation is generally of the correct order of magnitude. Suggested improvements to the method are discussed.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제3권4호
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pp.352-359
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2010
In recent years, the market has shown increasing interest in pump-turbines. The prompt availability of pumped storage plants and the benefits to the power system achieved by peak lopping, providing reserve capacity, and rapid response in frequency control are providing a growing advantage. In this context, there is a need to develop pumpturbines that can reliably withstand dynamic operation modes, fast changes of discharge rate by adjusting the variable diffuser vanes, as well as fast changes from pumping to turbine operation. In the first part of the present study, various flow patterns linked to operation of a pump-turbine system are discussed. In this context, pump and turbine modes are presented separately and different load cases are shown in each operating mode. In order to create modern, competitive pump-turbine designs, this study further explains what design challenges should be considered in defining the geometry of a pump-turbine impeller. The second part of the paper describes an innovative, staggered approach to impeller development, applied to a low head pump-turbine project. The first level of the process consists of optimization strategies based on evolutionary algorithms together with 3D in-viscid flow analysis. In the next stage, the hydraulic behavior of both pump mode and turbine mode is evaluated by solving the full 3D Navier-Stokes equations in combination with a robust turbulence model. Finally, the progress in hydraulic design is demonstrated by model test results that show a significant improvement in hydraulic performance compared to an existing reference design.
This paper presents the structural model development and verification processes of wind turbine blade. The National Renewable Energy Laboratory (NREL) Phase VI wind turbine which the wind tunnel and structural test data has publicly available is used for the study. The wind turbine assembled by blades, rotor, nacelle and tower. The wind blade connected to rotor. To make the whole turbine structural model, the mass and stiffness properties of all parts should be clear and given. However the wind blade, hub, nacelle, rotor and power generating machinery parts have difficulties to define the material properties because of the composite and assembling nature of that. Nowadays to increase the power generating coefficient and cost efficiency, the highly accurate aerodynamic loading evaluating technique should be developed. The Fluid-Structure Interaction (FSI) is the emerging new way to evaluate the aerodynamic force on the rotating wind blade. To perform the FSI analysis, the fluid and structural model which are sharing the associated interface topology have to be provided. In this paper, the structural model of blade development and verifying processes have been explained for Part1. In following Part2 paper, the processes of whole turbine system will be discussing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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