지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 송승호
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 광운대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수11
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2020
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
전 세계적으로 지구 온난화와 화석연료 고갈 문제로 재생 에너지의 수
요가 지속적으로 증가하고 있으며, 풍력발전은 전체 재생 에너지의 20%
이상을 차지하고 있다. 풍력발전의 누적 설치용량은 2017년까지 약 539
GW가 설치되었고 2020년 까지 792 GW가 설치될 것이라고 전망하고 있
다. DFIG(Doubly-Fed Induction Generator, 이중여자 유도 발전기)타입의
풍력 터빈은 전력변환장치의 용량이 작은(전체 시스템 용량의 약 30%) 장
점을 가지며, 전체 풍력 터빈의 약 50% 이상을 차지하고 있다. 이와 같은
대용량의 풍력 발전 시스템이 계통에 연결되고 증가함에 따라 계통 운영
에 대한 어려움이 발생하고 이를 해결하기 위한 방법으로 그리드 코드
(Grid Code)를 제시하였다. 그리드 코드는 풍력터빈이 연계된 지점에 계통
사고가 발생하는 경우 전압 변동의 크기에 따라 연결을 유지하는 동시에
계통에 무효분 전류를 빠르게 공급하여 전압을 유지할 수 있도록 돕는 동
작을 요구하며 각 국가별로 다른 그리드 코드를 요구한다.
DFIG는 고정자 권선이 계통과 연계되어 있기 때문에 계통 저전압 발생
시에 회전자 측에 과전압 및 과전류가 발생하며, 이로 인해 전력변환 장치
의 고장을 발생시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 주로 크로우
바(Crowbar), DC chopper등과 같은 하드웨어 보호 장치를 이용하거나, 제
어 알고리즘을 통한 과도상태 개선에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고
있다. DFIG 풍력 터빈에 계통 저전압이 발생하는 경우 고정자 자속에는
전압 변동에 의한 과도상태 자속이 발생한다. 과도상태 자속의 크기는 회
전속도와 저전압 발생 크기에 따라 달라지며, 회전자 권선에 과전압을 발
생시키는 원인이 된다.
기존에는 계통 저전압 발생 시 과도상태 자속을 감쇄시키기 위한 제어
알고리즘으로 고정자 자속 과도상태 성분의 반대위상을 갖는 보상전류를
주입하여 설정하는 크기까지 감쇄시키고 무효분 전류를 주입하는 방법을
사용하였다. 이러한 경우 고정자 자속의 자연응답 성분이 감소하면서 보
상전류의 크기도 같이 감소하기 때문에 자연응답 성분의 자속을 빠르게
제거할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 계통사고 발생 시 고정자 자
속의 직류성분을 빠르게 감쇄시키는 동시에 그리드 코드를 만족시키기 위
한 회전자 측 전류 주입 방법을 제안한다. 그리드 코드의 요구사항에 맞추
어 일정시간 동안 회전자 측에 보상전류를 주입 하여 고정자 자속을 최대
한 빠르게 감쇄시키고 무효분 전류 공급 시에도 사용 가능한 전류를 보상
전류로 주입하여 그리드 코드를 만족시킬 뿐만 아니라 과도상태 자속을
빠르게 감쇄시킬 수 있다. 제안하는 방법에 대한 검증을 위해 PSCAD를
통해 시뮬레이션 결과를 제시하였고, HILS로 타당성을 검증하였다.
요가 지속적으로 증가하고 있으며, 풍력발전은 전체 재생 에너지의 20%
이상을 차지하고 있다. 풍력발전의 누적 설치용량은 2017년까지 약 539
GW가 설치되었고 2020년 까지 792 GW가 설치될 것이라고 전망하고 있
다. DFIG(Doubly-Fed Induction Generator, 이중여자 유도 발전기)타입의
풍력 터빈은 전력변환장치의 용량이 작은(전체 시스템 용량의 약 30%) 장
점을 가지며, 전체 풍력 터빈의 약 50% 이상을 차지하고 있다. 이와 같은
대용량의 풍력 발전 시스템이 계통에 연결되고 증가함에 따라 계통 운영
에 대한 어려움이 발생하고 이를 해결하기 위한 방법으로 그리드 코드
(Grid Code)를 제시하였다. 그리드 코드는 풍력터빈이 연계된 지점에 계통
사고가 발생하는 경우 전압 변동의 크기에 따라 연결을 유지하는 동시에
계통에 무효분 전류를 빠르게 공급하여 전압을 유지할 수 있도록 돕는 동
작을 요구하며 각 국가별로 다른 그리드 코드를 요구한다.
DFIG는 고정자 권선이 계통과 연계되어 있기 때문에 계통 저전압 발생
시에 회전자 측에 과전압 및 과전류가 발생하며, 이로 인해 전력변환 장치
의 고장을 발생시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 주로 크로우
바(Crowbar), DC chopper등과 같은 하드웨어 보호 장치를 이용하거나, 제
어 알고리즘을 통한 과도상태 개선에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고
있다. DFIG 풍력 터빈에 계통 저전압이 발생하는 경우 고정자 자속에는
전압 변동에 의한 과도상태 자속이 발생한다. 과도상태 자속의 크기는 회
전속도와 저전압 발생 크기에 따라 달라지며, 회전자 권선에 과전압을 발
생시키는 원인이 된다.
기존에는 계통 저전압 발생 시 과도상태 자속을 감쇄시키기 위한 제어
알고리즘으로 고정자 자속 과도상태 성분의 반대위상을 갖는 보상전류를
주입하여 설정하는 크기까지 감쇄시키고 무효분 전류를 주입하는 방법을
사용하였다. 이러한 경우 고정자 자속의 자연응답 성분이 감소하면서 보
상전류의 크기도 같이 감소하기 때문에 자연응답 성분의 자속을 빠르게
제거할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 계통사고 발생 시 고정자 자
속의 직류성분을 빠르게 감쇄시키는 동시에 그리드 코드를 만족시키기 위
한 회전자 측 전류 주입 방법을 제안한다. 그리드 코드의 요구사항에 맞추
어 일정시간 동안 회전자 측에 보상전류를 주입 하여 고정자 자속을 최대
한 빠르게 감쇄시키고 무효분 전류 공급 시에도 사용 가능한 전류를 보상
전류로 주입하여 그리드 코드를 만족시킬 뿐만 아니라 과도상태 자속을
빠르게 감쇄시킬 수 있다. 제안하는 방법에 대한 검증을 위해 PSCAD를
통해 시뮬레이션 결과를 제시하였고, HILS로 타당성을 검증하였다.
목차
제1장 서 론 1제1절 연구 배경 1제2절 연구목적 및 내용 7제3절 논문의 구성 8제2장 계통 고장 시 DFIG의 과도상태 분석 9제1절 DFIG 모델링 9제2절 저전압 발생 시 DFIG의 특성 분석 14제3장 계통 고장 시 DFIG의 제어방법 22제1절 계통 정상 조건에서 유?무효전력 제어 22제2절 계통 고장 상황에서 고정자 자속 감쇄 제어 32제3절 계통 고장 상황에서 무효분 전류 공급 40제4절 기존 연구의 한계점 42제4장 제안하는 LVRT 제어방법 45제1절 RSC 최대 전류 제어방법 45제2절 GSC 협조 제어 방법 53제5장 시뮬레이션 결과 분석 58제1절 시뮬레이션 구성 58제1항 시뮬레이션 구성 및 파라미터 58제2항 온도 추정 모델 62제2절 시뮬레이션 시나리오 70제3절 시뮬레이션 결과 분석 72제6장 HILS 실험 결과 분석 87제1절 HILS 장치 구성 87제2절 HILS 시나리오 91제3절 HILS 결과 분석 92제7장 결론 102참고문헌 105
최근 본 자료
댓글(0)
0