출력 품질 향상을 위한 풍력발전단지의 출력 제어 기법

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 풍력발전 단지의 유효전력 출력을 계통의 상태에 알맞게 조정할 수 있는 제어 기법을 제안하였다. 계통에 연계되어 있는 풍력발전은 풍속에 따라 출력이 급변하기 때문에 전력 계통의 신뢰도를 저하시키는 주된 원인이 된다. 따라서 대규모의 풍력발전단지는 일정이상의 출력 제어가 요구되고 있으며 이는 여러 해외 풍력 접속 규정을 통해서 확인할 수 있다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 풍력발전단지의 출력 품질 향상을 위한 운영 기법을 제안하고, PSCAD/EMTDC을 이용해 이중여자 유도형 풍력 발전 모델을 바탕으로 연구를 수행하였다.
신뢰도 향상을 위한 풍력발전 운영을 위해 세 가지 운영 기법으로 구분하였다. 첫 번째는 MPPT 모드로써 출력 변동은 심하지만 최대 전력을 얻기 위한 모드이고, 두 번째는 개별 풍력발전 운영 모드로 각 풍력 발전 출력을 제한하는 모드이다. 그리고 마지막 세 번째는 풍력발전단지 운영 모드로 단지 규모로 출력을 제한하는 모드이다. 각 모드는 계통에 상태에 따라 변경 할 수 있고, MPPT 모드에서 개별 모드, 개별 모드에서 풍력단지 모드로 변경 할수록 전체 출력량은 감소하지만 출력 변동량 또한 감소한다. 제안한 출력 제어 기법을 통해 풍력발전단지를 운영함으로써 전력시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이러한 출력 제어 기법을 검증하기 위해 풍력발전단지, 디젤, 배터리로 구성된 마이크로그리드에서 운영함으로써 제안한 출력 제어 기법을 검증하였다.

목차 (Table of Contents)

• 그림 목차 ii
• 표 목차 iv
• 국문 요약 v
• 영문 요약 vi
• 제1장 서론 1
• 제2장 이중여자 유도형 풍력발전 시스템 5
• 2.1 이중여자 유도형 풍력발전기의 구조 5
• 2.2 이중여자 유도형 풍력발전기의 특성 6
• 2.3 이중여자 유도형 풍력발전기의 모델링 7
• 2.4 이중여자 유도형 풍력발전기의 제어 15
• 제3장 풍력발전단지 모델링 및 출력 제어 기법 22
• 3.1 풍력발전단지 모델링 23
• 3.2 풍력발전단지 출력 제어 기법 24
• 3.2.1 MPPT Mode 24
• 3.2.2 Separate Control Mode 25
• 3.2.3 Wind Farm Control Mode 28
• 제4장 시뮬레이션 결과 및 분석 30
• 4.1 풍력발전단지의 출력 제어 시뮬레이션 결과 30
• 4.2 마이크로그리드에서 풍력발전단지 운영에 따른 출력 특성 1 39
• 4.3 마이크로그리드에서 풍력발전단지 운영에 따른 출력 특성 2 47
• 제5장 결론 54
• 참고 문헌 55