This paper addresses on a wind power system with BESS(Battery Energy Storage System). The concerned system consists of four parts: the wind speed production model, the wind turbine model, configure capacity of the battery energy storage, battery model and control of the BESS. First of all, we produce wind speed by 4-component composite wind speed model. Secondly, the maximum available wind power is determined by analyzing the produced wind speed and the characteristic curve of wind power. Thirdly, we configure capacity of the BESS according to wind speed and characteristic curve of wind speed-power. Then, we propose a control strategy to track the power reference. Finally, some simulations have been demonstrated to visualize the feasibility of the proposed methodology.
Wind power is one of most promising renewable energy. The output capacity of large wind turbine has been increased for off-shore application. Number of installation of small wind turbine also has been increased for the stand-alone and off-grid application of remote area and recently small wind turbine equipped with lamp on the pole is used for street lamp. Maximum wind energy must be extracted by wind turbine within rated wind speed. Power must be controlled to protect the system such as blade, generator, and power system above the rated wind speed. In this paper, small wind power system of 800W rating for battery charging is implemented and output power control by furling system is verified at wind tunnel test.
The diameter of the rotor of 2MW wind turbine is being developed by a number of companies with more than 80m, reliability and economic efficiency of the wind power generator has been improved. The need for large-scale wind turbine with excellent economy has been attracting attention because the new orders and the location of the wind turbine market has reached a limit. Technology development for enlargement of wind turbine is possible not only the improvement of energy efficiency but also reduce the construction costs per unit capacity. However, mechanical gearboxes used in wind generators have problems of wear, damage, need for lubrication oil and maintenance. Therefore, we want to configure the gearbox of a large-scale wind turbine using a magnetic gear in order to solve these problems of mechanical gearbox.
By combining a wind turbine with an energy storage system (ESS), we are able to attenuate the intermittent wind power characteristic making the power derived from a wind farm dispatchable. This paper evaluates the influence of the phase delay of the low-pass filter in the conventional smoothing power control on the ESS capacity; longer phase delays require a larger ESS capacity. In order to eliminate the effect of the phase delay, we optimize the power dispatch using a zero-phase low-pass filter that results in a non-delayed response in the power dispatch. The proposed power dispatching method significantly minimizes the ESS capacity. In addition, the zero-phase low-pass filter, which is a symmetrical forward-reverse finite impulse response type, is designed simply with a small number of coefficients. Therefore, the proposed dispatching method is not only optimal, but can also be feasibly applied to real wind farms. The efficacy of the proposed dispatching method is verified by integrating a 3 MW wind turbine into the grid using wind data measured on Jeju Island.
A control algorithm for a 100 kW wind turbine is designed in this study. The wind turbine is operating as a variable speed variable pitch (VSVP) status. Also, this wind turbine is a permanent magnet synchronous generator (PMSG) Type. For the medium capacity wind turbine considered in this study, it was found that the optimum tip speed ratios to achieve the maximum power coefficients varied with wind speeds. Therefore a commercial blade element momentum theory and multi-body dynamics based program was implemented to consider the variation of aerodynamic coefficients with respect to Reynolds numbers and to find out the power and thrust coefficients with respect tip speed ratio and blade pitch angles. In the end a basic power controller was designed for below rated, transition and above rated regions, and a load reduction algorithm was designed to reduce tower vibration by the nacelle motion. As a result, damage equivalent Load (DEL) of tower fore-aft has been reduced by 32%. From dynamic simulations in the commercial program, the controller was found to work properly as designed. Experimental validation of the control algorithm will be done in the future.
This paper proposes a strategy of flicker mitigation for doubly-fed induction generator (DFIG) wind turbine systems. In the weak grid system where the grid impedance ratio is low, the reactive power compensation only cannot suppress the flicker sufficiently due to the limited power capacity of the converters or the DFIG. For the full suppression of flickers, the active power smoothening using the energy storage system (ESS) needs to be utilized together with the reactive power compensation. The effectiveness of the proposed method is verified by PSCAD/EMTDC simulation results for a 2[MW] DFIG wind turbine system and by experimental results for a 3[kW] wind turbine simulator.
This paper represents about the characteristics of wind turbine industry of the west-south seashore of Leading Industry Development for Honam Economic Region. These projects have 8 R&D and 3 non R&D project. The period of these projects is from October 2009 to April 2012. The R&D projects are composed three bright prospect products (1) the base construction of MW off-shore wind turbine components and system with Outer-rotor type PMSG, (2) the Development of 3MW wind power system with accommodation of the west-south seashore, and (3) the development of hybrid wind turbine system with wind base construction. Also, the non-R&D projects are composed three parts with above three bright prospect products. Above two projects support the companies with characteristic of low speed wind turbine system. Other project supports the companies related to wind turbine with small and medium capacity of form 3 kW to 10kW.
A wind turbine is one of the most popular energy conversion systems to generate electricity from the natural renewable energy source and an axial-flow type wind turbine is the most popular system for the electricity generation in the wind farm nowadays. In this study, a cross-flow type turbine has been studied for the application of wind turbine for electricity generation. The target capacity of electric power generation of the model wind turbine developing on the project is 12 volts, 130A/H (about 1.56kW). The important design parameters of the model turbine impeller are the inlet and exit angle of the turbine blade, number of blade, hub/tip ratio and the exit flow angle of the casing. In this study, the radial equilibrium theorem was used to decide the inlet and exit angle of the impller blade and CFD technique was used to have the performance analysis of the designed model power turbine to find out the optimum geometry of the CPT impeller and casing. The designed CPT with 24 impeller blades at ${\alpha}=82^{\circ}$, ${\beta}=40^{\circ}$ of turbine blade angle was estimated to generate 284.6 N.m of indicated torque and 2.14kW of indicated power.
As the generation capacity of floating offshore wind turbines increases, the wind load applied to each turbine increases. Due to such a high wind load, the capacity of transport equipment (such as tugboats or cranes) required in the transportation and installation phases must be much larger than that of previous small-capacity wind power generation systems. However, for such an important wind load prediction method, the simple formula proposed by the classification society is generally used, and prediction through wind tunnel tests or Computational Fluid Dynamics (CFD) is rarely used, especially for a concept or initial design stages. In this study, the wind load of a 10 MW class floating offshore wind turbine was predicted by a simplified formula and compared with results of wind tunnel tests. In addition, the wind load coefficients at each stage of fabrication, transportation, and installation are presented so that it can be used during a concept or initial design stages for similar floating offshore wind turbines.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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