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문정희(Jung-Heu Mun),노태수(Tae Soo No),김지언(Ji-Yon Kim),김성주(Sung Ju Kim) 한국항공우주학회 2008 韓國航空宇宙學會誌 Vol.36 No.2
풍력발전시스템의 실제 운용을 위해서는 성능 예측, 피치 제어, 운용 기법 최적화 등에 관한 연구가 필요하다. 최근에는 새로운 형태의 이중 로터 풍력발전시스템이 개발되어 시험 운전 중에 있다. 이 풍력발전시스템의 특징은 upwind와 downwind 형태의 두개의 로터 시스템이 수평으로 결합되어 있으며, 발전기는 타워 안쪽에 수직으로 설치되어 있다는 점이다. 본 논문에서는 이러한 새로운 형식의 풍력발전시스템의 성능 예측 및 제어 시스템 실험을 위한 시뮬레이션 소프트웨어를 소개하고자 한다. 특히 이 소프트웨어는 FORTRAN과 Matlab/Simulink를 이용하여 계산의 신속성 및 사용자 편의 제공을 고려하여 개발되었다. Application of wind turbine generator system (WTGS) needs researches for performance prediction, pitch control, and optimal operation method. Recently a new type WTGS is developed and under testing. The notable feature of this WTGS is that it consists of two rotor systems positioned horizontally at upwind and downwind locations, and a generator installed vertically inside the tower. In this paper, a nonlinear simulation software developed for the performance prediction of the Dual Rotor WTGS and testing of various control algorithm is introduced. This software is hybrid in the sense that FORTRAN is extensively used for the purpose of computation and Matlab/Simulink provides a user friendly GUI-like environment.
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풍력발전시스템 성능 해석 S/W의 초기 검증에 관한 연구
문정희(Jung-Heu Mun),노태수(Tae Soo No),박종혁(Jong-Hyuk Park),김성주(Sung Ju Kim) 한국항공우주학회 2009 韓國航空宇宙學會誌 Vol.37 No.2
본 논문에서는 풍력발전시스템의 정상 및 과도 응답과 같은 동적 거동 분석은 물론 피치제어 시스템의 성능 예측을 위하여 개발된 시뮬레이션 소프트웨어의 검증을 위하여 실제 현장에서 측정한 자료와 비교 검증을 수행하였고 실제와 유사하도록 시스템 모델링 및 소프트웨어의 개선 방향을 제시함으로써 향후 본 연구를 통하여 개발한 소프트웨어의 유응성을 제시하고자 한다. The simulation software for predicting the performance of a wind turbine generator system (WTGS) is validated using the field measured data obtained from the idling test run of a dual rotor wind turbine recently developed and installed in Korea. Both steady-state and transient responses at low and high wind conditions are compared with the theoretically predicted ones from the simulation software WlNSIM.
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박종혁(Jong-hyuk Park),노태수(Tae Soo No),문정희(Jung-heu Mun),김지언(Ji-yon Kim) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.12
본 논문에서는 풍력 발전시스템의 피치 제어 알고리즘 설계 기법을 검토하고 비선형 시뮬레이션을 수행한 결과를 제시한다. 풍력 발전시스템을 다몸체 시스템으로 간주하고 로터 블레이드에 작용하는 공력 및 토크 계산을 위해 블레이드 요소 및 모멘텀 이론을 근거로 공력 모델링을 수행하였다. 제어기 설계를 위해, 용력 발전시스템은 서로 상대적으로 구속한 체 운동하는 1 자유도 시스템으로 가정하여 선형 방정식을 수립하고, 로터 회전속도를 제어하기 위해 PID 제어기를 설계하였다. FORTRAN 언어를 기반으로 작성된 비선형 시뮬레이터 WINSIM을 이용하여 다양한 풍속 시나리오와 운전 방식에서 제어기의 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. In this paper, a method of designing the pitch control algorithm for the wind turbine generator system (WTGS) and results of nonlinear simulation are presented. For this, the WTGS is treated as a multibody system and the blade element and momentum theory are adopted to model the aerodynamic force and torque acting the rotor blades. For the purpose of controller design, the WTGS is approximated to 1 DOF system using the fact that the WTGS is eventually a constrained multibody system. Then a classical PID controller is designed and used to regulate the rotational speed of the generator. FORTRAN based nonlinear simulation program is written and used to evaluate the performance of the proposed controller at the various wind scenario and operational modes.
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