PSCAD를 이용한 DFIG풍력발전의 동특성 및 과도상태 해석

소개글

PSCAD를 이용한 DFIG풍력발전의 동특성 및 과도상태 해석

목차

제 1 장 서론 1
1.1 풍력발전시스템의 부상 및 배경 2
1.2 풍력발전시스템의 국내외 현황 4
1.3 풍력발전시스템의 원리 6
1.4 풍력발전시스템의 종류 및 구조 8
1.4.1 형태에 따른 분류 8
1.4.2 출력제어에 따른 분류 9
1.4.3 동력전달에 따른 분류 10

제 2 장 DFIG 구성 및 동작원리 13
2.1 DFIG시스템의 등장 배경 및 특징 13
2.2 DFIG시스템의 구조 14
2.3 DFIG시스템의 동작원리 16
2.4 DFIG시스템의 제어 19
2.4.1 그리드 측 컨버터의 제어 19
2.4.2 회전자 측 컨버터의 제어 22

제 3 장 DFIG 풍력발전 시스템 모델링 27
3.1 DFIG 모델링 27
3.2 GSC(Grid Side Converter) 모델링 30
3.3 RSC(Rotor Side Converter) 모델링 32

제 4 장 PSCAD를 이용한 실험 및 고찰 35
4.1 풍력 변화에 따른 출력 특성 35
4.2 과도 상태에 따른 출력 특성 38
4.2.1 정상상태 출력 특성 38
4.2.2 고장전류량에 따른 출력 특성 40
4.2.3 고장지속시간에 따른 출력 특성 43

제 5 장 결론 48

참고문헌 52

본문내용

제 1 장 서 론
신재생에너지는 무공해, 무한정의 다양한 자연에너지의 특성과 이용기술을 활용하여 기존의 화석연료를 사용하여 얻은 에너지를 대체하는 에너지이다. 최근 이를 이용한 에너지 생산이 주목받고 있는데 이는 주 에너지원으로 사용되고 있는 화석연료 용량의 한계가 지속적으로 지적되고 있고, 실질적인 유가상승 또한 이를 대변해주고 있다. 뿐만 아니라 지금까지의 무분별한 화석에너지 사용은 환경파괴 및 지구온난화의 주범이기도 하다. 이러한 배경 속에 자연에서 에너지를 얻기 위한 방법으로 태양광, 태양열, 풍력, 지열, 조력 등 다양한 방법이 지속적으로 연구되고 있다.
신재생에너지 중 풍력을 이용한 발전은 가장 실용화에 근접한 에너지로 평가되고 있으며 지난 10여년 간 눈부신 발전을 거듭하여 설치 용량이 10배 이상 증가했으며, 세계적으로 매년 30% 이상 빠르게 성장하는 분야로 지난 20년간 설비비 및 발전단가가 비약적으로 낮아져 전력생산원가를 화석에너지나 원자력 발전에 의한 전력생산 원가에 근접한 5cents/kW 수준까지 도달하였다.[1]
풍력발전시스템은 기술적 측면에서 보면 바람이 가지고 있는 유동에너지를 블레이드로 기계적인 운동 에너지로 변환한 후에 발전기를 구동시켜 전기 에너지를 생산하는 다단계 에너지 변환 장치이다. 최근 사용되는 풍력발전시스템은 크게 두가지로 나뉘게 되는데, 간접구동형(Geared Type)과 직접구동형(Gearless Type)으로 나누어진다. 간접구동형(Geared Type)은 발전기의 출력주파수를 계통의 상용주파수에 맞추기 위하여 로터의 회전속도를 증가시키기 위하여 Gearbox를 사용하는 풍력발전기이고, 간접구동형(Gearless type)은 기어박스 없이 발전기와 로터를 전력변환장치롤 통해 직접 연결하는 풍력발전기이다. 최근에는 간접구동형과 직접구동형의 장점만 고려해서 권선형 유도기와 전력변환기를 이용한 이중여자유도발전기(DFIG ; Doubly-fed Induction Generator)가 많이 사용되고 있다.
본 논문에서는 풍력발전에 대해 정리하고, 풍력발전시스템 중 DFIG 발전기에 구조 및 특성을 알아보고자 한다.

참고 자료

[1] john Dunlop, U.S. Wind Market Overview, Workshop on Renewable Energy for Minnesota, 2005.
[2] 조용권, 복득규, “풍력발전의 부상과 시사점”, SERI 경제 포커스, pp. 1~10, 2007,
[3] http://www.energy.or.kr/
[4] 윤천석, “대체에너지“, 인터비전, pp.178~179, 2004
[5] http://www.enercon.de/
[6] M. Kuhn, M, B Becker, Enron WInd 3.6 Offshore : Example for the next Generation of Offshore Wind Turbines, 2002 Global Wind Power Conference, July 2002
[7] Dr. Eggert, S. Franko, Innocative Variable Speed Drive for Doublu Fed Wind Turbine Application, 2002 Global Wind Power Conference, July 2002
[8] 정병창, 송승호, 심동준, “가변 풍속시 운전모드 절환을 고려한 이중여자 유도형 풍력발전기의 시뮬레이터”, 대한전기학회 추계학술대회 논문집, pp. 349~360, 2006
[9] 이우석, “이중여자 유도발전기의 정출력·최적역률 운전”, Journal of KIEE, Vol 14, No.4, July 2000