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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 한병문
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 명지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수0
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2014
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풍력발전은 해상풍력으로 진출하면서 개별 발전의 대용량화와 단지의 대형화가 동시에 추진되고 있다. 풍력발전의 대용량화가 추진되면서 연계된 전력계통에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고 사고 발생 시 이에 대한 영향을 분석하여 효과적인 대책을 수립하는 것이 필요하다.
전력계통을 운영하는 계통운영자의 입장에서는 접속하고자 하는 대용량 풍력발전이 평상시와 사고시 계통의 신뢰도와 안정도를 저해하지 않고 안정적인 운영이 가능하도록 제정한 것이 계통연계규정(Grid Code)이다. 이 Grid Code 내에서도 LVRT(Low Voltage Ride Through)는 계통 사고시의 풍력발전 시스템이 동작상 만족시켜야 하는 성능을 규정하고 있다.
본 논문에서는 이러한 풍력발전 시스템이 계통에 미치는 영향을 분석하고 그 대책을 수립할 수 있도록 하드웨어 시뮬레이터를 제작하여 영구자석형 풍력발전 시스템을 모의하고, 계통사고시 LVRT 상황에서 풍력발전 시스템의 운용 전략을 수립하고자 하였다. 제작한 풍력발전 시뮬레이터에서는 풍력터빈대신 전동기를 사용하여 모의하고 있어 특정 풍력발전의 터빈특성을 분석하여 모델링한 내용을 소개한다. 또한 전압사고를 모의할 수 있는 사고모의장치(LVRT Tester)를 고안하고, LVRT 발생 시 back-to-back 컨버터의 DC 전압상승을 억제하는 2-상한 초퍼와 저항으로 이루어진 장치를 고안하였다.
실험실에서 제작한 풍력발전 시뮬레이터, LVRT 모의장치, 전압상승 억제장치를 연계한 후 다양한 실험을 통하여 LVRT 발생 시 계통과 연계된 상태에서 풍력발전을 동작하기 위한 시스템 운용전략을 수립하였다. 제안하는 하드웨어 시뮬레이터는 국가별로 다양한 풍력발전의 LVRT 규정을 실험적으로 분석하는데 유용하게 활용가능하다.
전력계통을 운영하는 계통운영자의 입장에서는 접속하고자 하는 대용량 풍력발전이 평상시와 사고시 계통의 신뢰도와 안정도를 저해하지 않고 안정적인 운영이 가능하도록 제정한 것이 계통연계규정(Grid Code)이다. 이 Grid Code 내에서도 LVRT(Low Voltage Ride Through)는 계통 사고시의 풍력발전 시스템이 동작상 만족시켜야 하는 성능을 규정하고 있다.
본 논문에서는 이러한 풍력발전 시스템이 계통에 미치는 영향을 분석하고 그 대책을 수립할 수 있도록 하드웨어 시뮬레이터를 제작하여 영구자석형 풍력발전 시스템을 모의하고, 계통사고시 LVRT 상황에서 풍력발전 시스템의 운용 전략을 수립하고자 하였다. 제작한 풍력발전 시뮬레이터에서는 풍력터빈대신 전동기를 사용하여 모의하고 있어 특정 풍력발전의 터빈특성을 분석하여 모델링한 내용을 소개한다. 또한 전압사고를 모의할 수 있는 사고모의장치(LVRT Tester)를 고안하고, LVRT 발생 시 back-to-back 컨버터의 DC 전압상승을 억제하는 2-상한 초퍼와 저항으로 이루어진 장치를 고안하였다.
실험실에서 제작한 풍력발전 시뮬레이터, LVRT 모의장치, 전압상승 억제장치를 연계한 후 다양한 실험을 통하여 LVRT 발생 시 계통과 연계된 상태에서 풍력발전을 동작하기 위한 시스템 운용전략을 수립하였다. 제안하는 하드웨어 시뮬레이터는 국가별로 다양한 풍력발전의 LVRT 규정을 실험적으로 분석하는데 유용하게 활용가능하다.
목차
그림 목차 ⅲ표 목차 ⅴ국문초록 ⅵ제 1 장 서론1.1 연구의 배경 11.2 연구의 목적 및 내용 1제 2 장 풍력발전 시스템2.1 픙력발전 시스템 개요 32.2 영구자석형 풍력발전 시스템 특성 42.3 영구자석형 풍력발전 터빈모델 선정 52.4 풍력발전 시스템 LVRT 계통연계규정 82.5 풍력 발전 시뮬레이터 소개 112.6 풍력발전 시스템 모델링 13제 3 장 풍력발전 시스템 시뮬레이션 모델3.1 PSCAD/EMTDC를 이용한 시뮬레이터 구현 223.2 LVRT 모의를 위한 전압 사고 모의 장치 구현 423.3 풍력발전 시스템 사고 모의 및 초퍼 동작 구현 51제 4 장 하드웨어 시스템 제작 및 실험4.1 하드웨어 실험을 위한 2kW 시뮬레이션 모의 564.2 계통 사고 시 풍력발전 시스템 운용 시나리오 594.3 PMSG 풍력 발전 시스템 사양 및 회로도 614.4 PMSG 풍력 발전 시스템 하드웨어 구성 624.5 계통 사고 모의 및 초퍼 동작 실험 65제 5 장 결론참고문헌 70Abstract 71
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