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      • KCI등재

        풍력단지개발 예비타당성 평가를 위한 WRF 모델의 풍황자원 예측 정확도 검증

        허수영(Sooyoung Her),김범석(Bum Suk Kim),허종철(Jong Chul Huh) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.9

        본 논문에서는 국지적 기상현상의 모사가 가능하고 AWS, 기상탑, 또는 위성자료의 입력이 필요치 않은 WRF 기상수치모델을 이용하여, 풍력단지의 풍황자원 예측정확도 및 적용타당성을 비교·검증하고자 한다. 풍력단지개발 예비타당성단계에서 요구되는 풍황자원 예측을 위한 WRF 모델의 적용타당성 검증을 위해, 기상탑 풍황측정자료와 WAsP에 의한 풍황자원 예측결과와의 비교·검증을 수행하였고 제주도 북서쪽에 위치한 평대와 우도사이트를 비교·검증용 사이트로 선정하였다. 연·월평균풍속, 와이블분포, 연간발전량 및 바람장미의 예측결과가 실측자료와 비교·검증되었고 WRF 모델의 풍황해석결과는 WAsP의 결과에 비해 높은 예측 정확도를 나타내었다. 풍력단지개발 예비타당성 평가를 위한 WRF 모델의 풍황자원 예측가능성이 최종적으로 확인되었다. In this paper, we compare and verify the prediction accuracy and feasibility for wind resources on a wind farm using the Weather Research and Forecasting (WRF) model, which is a numerical weather-prediction model. This model is not only able to simulate local weather phenomena, but also does not require automatic weather station (AWS), satellite, or meteorological mast data. To verify the feasibility of WRF to predict the wind resources required from a wind farm pre-feasibility study, we compare and verify measured wind data and the results predicted by WAsP. To do this, we use the Pyeongdae and Udo sites, which are located on the northeastern part of Jeju island. Together with the measured data, we use the results of annual and monthly mean wind speed, the Weibull distribution, the annual energy production (AEP), and a wind rose. The WRF results are shown to have a higher accuracy than the WAsP results. We therefore confirmed that WRF wind resources can be used in wind farm pre-feasibility studies.

      • KCI등재

        측정 자료와 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 풍력발전단지의 연간발전량 불확도 추정

        허수영(Sooyoung Her),허종철(Jongchul Huh) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.10

        연간발전량의 불확도는 풍력발전단지 개발 프로젝트의 타당성 평가 및 자금 유치를 위한 중요한 지표이다. 연간발전량의 불확도는 채용된 불확도 구성요소 및 기준에 대한 분석가의 경험과 노하우에 따라 달라질 수 있다. 본 연구에서는 불확도의 결과가 분석가마다 달라지는 문제를 해결하기 위해 현장에서 측정된 데이터와 몬테카를로 시뮬레이션을 사용하여 계산방법과 절차를 제시했다. 각각 두 개씩의 육상풍력발전단지와 해상풍력발전단지를 테스트 케이스로 선정하였다. 비선형 불확도 요소인 윈드쉬어 불확도가 증가할수록 GUM과 MCS로부터 추정된 연간발전량의 불확도에 대한 차이가 증가했고 측정-상관-예측 불확도는 AEP 불확도에 많은 영향을 주었다. Uncertainty estimations of the annual energy production (AEP) are an important indicator for project feasibility assessments and project financing attraction of wind farm development projects. The AEP uncertainty estimation results can vary depending on the experience and know-how of the analyst regarding uncertainty components and criteria used. In this study, we developed a calculation method and procedure using measured data and Monte Carlo simulations at the site to address the problem in which the uncertainty estimation results are dependent on the analyst. The AEP uncertainty was estimated for four test cases: two onshore and two offshore wind farms. As the wind shear uncertainty, which is a nonlinear uncertainty factor, increased, the difference in the uncertainty of the AEP estimated using GUM and MCS increased. Moreover, the measure-correlate-predict uncertainty results influenced the AEP uncertainty significantly.

      • KCI등재

        정속 피치제어형 풍력터빈의 풍속별 운전특성 및 난류에 따른 영향 분석

        양인섭(Inseop Yang),양경부(Kyoungboo Yang),허수영(Sooyoung Her),허종철(Jongchul Huh) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.9

        풍력터빈의 운전 특성을 이해하는 것은 풍력터빈을 안정적으로 운영할 수 있도록 도와주며, 풍력터빈 시스템을 향상시키기 위한 정보를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 운영 중인 660kW 용량의 정속형 풍력터빈을 대상으로 SCADA 시스템에서 수집된 운전 데이터를 이용하여 풍속별 출력, 로터 회전수, 블레이드 피치각 및 주요 부품의 온도 변화를 분석하였다. 또한, 난류에 따른 운전 특성을 파악하기 위하여 분석 데이터를 정상난류모델에 의한 풍속별 난류 강도로 구분하여 난류에 따른 운전 특성 변화를 논의하였다. 난류 강도에 따른 풍속별 에너지밀도 분석을 통해 고난류인 경우 저난류에 비해 좀 더 많은 에너지를 가지고 있어 출력이 상승하는 효과가 있으나 고풍속 구간에서는 출력 제어 과정에서 난류성분 중 낮은 풍속 영역에 대응하여 로터회전수가 낮아지고 출력이 감소하고 있음을 확인하였다. Understanding the operation characteristics of a wind turbine can help ensure its stable operation as well as provide information to improve the wind turbine system. In this study, the power output, rotor RPM, blade pitch angle, and major component temperature variations by the wind speed of a fixed-speed-type wind turbine were analyzed using the operation data collected from the SCADA system. In addition, the operation characteristics according to the turbulence were analyzed with the turbulence data divided into high turbulence and low turbulence. The analysis of energy density according to turbulence intensity shows that the power output increased because it has more energy in the case of high turbulence than in low turbulence. However, in the high wind speed section, high turbulence showed that the rotor RPM and power output decreased owing to the power control.

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