피치제어형 가변속 풍력터빈 시스템의 시뮬레이션 모델링과 해석

김일환,강경보,Kim, Eel-Hwan,Kang, Geong-Bo 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.2

본 논문에서는 Psim프로그램을 이용하여 가변속 풍력터빈 시스템의 시뮬레이션 모델링과 해석을 수행하였다. 시뮬레이션에서는 제주 행원 풍력발전 단지에 설치되어 운영되고 있는 Vestas V47 660[kW] 시스템을 모델로 하여, 바람 모델, 블레이드 모델, 피치 제어모델과 계통선에 연계된 발전기를 모델링 하였다. 풍속의 변화에 따라 원하는 출력을 얻을 수 있도록 피치각 제어를 수행하여 정격풍속 이하에서는 최대 출력이 발생하도록 하고, 정격풍속 이상에서는 회전자 속도를 일정하게 운전하여 정격출력을 유지할 수 있도록 제어하였다. 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 풍속변화에 따른 모델 시스템의 실측출력 데이터와 시뮬레이션 결과 값을 서로 비교 검증하였으며, 이 결과 서로 잘 일치함을 알 수 있었다. This paper presents the simulation modeling and analysis of variable wind speed turbine system(VWTS) using Psim program In the simulation, using the Vestas V47 VWTS located in Hangwon wind farm in Jeju-Do as a model, wind model, blade model, pitch control model and grided connected generator are modeled. The VWTS is controlled by the optimal pitch angle for maximum output power under the rated wind speed and for the rated output power over the rated wind speed. To verify the effectiveness of proposed method, simulation results are compared with the actual data from the model system According to the comparison of these results, this method shows excellent performance. So it is very useful for understanding and applications of wind power control system.

Back to bock 컨버터를 갖는 가변속 풍력터빈 시스템의 모델링과 해석

김일환,강경보,김재홍,문상호,오성보,김세호,Kim, Eel-Hwan,Kang, Keong-Bo,Kim, Jae-Hong,Moon, Sang-Ho,Oh, Sung-Bo,Kim, Se-Ho 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.8

본 논문에서는 이중여자 유도발전기의 회전자에 back to back 컨버터가 채용된 가변속 풍력터빈 시스템의 모델링과 해석을 나타내었다. 제어시스템의 특성을 파악하기 위해서 시뮬레이션에서는 Psim 프로그램을 사용하여 660[kW] 의 출력정격을 갖는 시스템을 모델로 하였다. 모델링에서는 블레이드 제어 시스템 모델과 회전자와 계통선에 연결된 컨버터 시스템을 모델링 하였다. 풍속의 변화에 따라 원하는 출력을 얻을 수 있도록 피치각을 제어하여 정격풍속 이하에서도 최대출력이 발생하도록 하였고, 정격풍속 이상에서는 회전자 속도를 일정하게 하여 정격출력을 유지할 수 있도록 하였다. 또한 무효전력을 제어하여 출력의 역률을 제어하였다. 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 풍속변화에 따른 모델 시스템의 시뮬레이션 결과 값들과 제주행원 풍력발전 단지에서 운용되고 있는 V47 660[kW] 시스템의 실측 결과들과 서로 비교 검증하여 제안한 해석 방법의 타당성을 입증하였다. This paper presents the simulation modeling and analysis of variable wind speed turbine system(VWTS) using the doubly fed induction generator(DFIG) connected the back to back converter system in the rotor side. In the simulation, using the model system which has the 660[kW] rated power, blade control and the dual converter system are modeled for verifying the control characteristics. The VWTS is controlled by the optimal pitch angle for maximum output power under the rated wind speed, and for the rated output power over the rated wind speed. And also power factor is controlled by the reactive power. To verify the effectiveness of the proposed method, simulation results are compared with the actual data from the V47 VWTS located in Hangwon wind farm in Jeju-Do. According to the comparison of these results, this method shows excellent performance.

제주 수변공간 조명계획을 위한 공원조명 실측과 해석

김일환(Eel-Hwan Kim),오성보(Seong-Bo Oh),고봉운(Bong-Woon Ko) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.2

도시의 환경조명은 야간의 도시를 빛으로 장식하고 미화해서 아름답게 하며, 시민의 안전과 치안을 향상시켜 도시의 품위를 높여 주고 있다. 공원의 조명계획을 수립할 때 공원의 기능이나 성격을 충분히 고려해서 가장 좋은 조명효과를 얻을 수 있도록 조명방식을 이용하는 것이 중요하다. 또한 도시의 야간활동 증대와 경관에 대한 중요성이 높아지는 요즘 도심하천과 해안 수변공간에 대한 경관조명은 기능적인 측면과 더불어 주체성 향상에 중요한 역할을 한다. 이 논문은 수변에 접해 있는 홍콩의 흥험 산책로를 통해 침사추이 산책로 까지 중요 지점에서 조명을 실측 하였고, 일본의 후쿠오카 나카가와 공원을 중심으로 중요 지점으로 파악되는 장소에서 조명 측정을 하였다. 그리고 제주시 함덕해수욕장 진입로 주변과 상가와 인접한 도로를 중심으로 실측하여 조명환경 특성을 비교 분석을 하였다. 분석 결과 홍콩의 경우는 8개 평가항목에서 우수하였고, 후쿠오카의 경우 5개 항목에서 양호함을 보여 보통으로 분석되었다. 그리고 제주시의 경우는 다수의 항목에서 보통과 미흡으로 평가되어 전체적으로 열악한 실정으로 판단되었다. 이를 통하여 지역 주민의 야간 활동을 고양시키고 방문자들에게 아름다운 경관을 제공할 수 있는 제주시 수변공간의 안정적인 조명계획을 제안하고자 한다. The environmental lighting of a city advances its landscape standards and the city"s touristic value because the lighting can help improve the city"s safety and security as well as its esthetic value. The types of parks in cities vary in size and function and should be reflected carefully in lighting planning to gain the best effect. The importance of city lighting has been increased in recent years due to the expanded span of urban night life. Lighting systems around rivers and coastal waterfronts in cities play an important role not only in their functional aspects, such as safety and security, but also in boosting the city"s identities. This paper performed comparison analysis among Tsim Sha Tsui Promenade in Hong Kong, Fukuoka Nakagawa Park in Japan, and the walking path in Hamdeok Beach in Jeju City, Korea. According to the evaluation, Hong Kong is excellent in 8 evaluation criteria for park lighting so that the city shows its superior installation and management. Fukuoka is also good by being analyzed as "fair" in 5 criteria. Finally, Jeju is judged as inferior overall by showing "poor" in several criteria. The paper shows how they differ in their environment lighting characteristics and aims to suggest stable lighting planning strategies for seaside parks in Jeju so the citizens and visitors of Jeju can enjoy the beautiful sceneries and nighttime activities.

브러쉬리스 직류 전동기의 모델링 및 정상상태 해석

金一煥(Eel-Hwan Kim),尹炳道(Byung-Do Yoon) 대한전기학회 1991 전기학회논문지 Vol.40 No.10

Wind Power Generating System of A Doubly Excited Brushless Reluctance Machine with Field Orientation Control

金一煥(Eel-Hwan Kim) 대한전기학회 1997 전기학회논문지 Vol.46 No.4

제주 풍력발전 단지의 V47-660kW 시스템의 역률개선에 관한 연구

김일환(Kim Eel-Hwan),전영진(Jeon Young-Jin),김정웅(Kim Jeong-Woong),강경보(Kang Geong-Bo),허종철(Huh Jong-Chul),김건훈(Kim Gun-Hoon) 한국태양에너지학회 2003 한국태양에너지학회 논문집 Vol.23 No.3

ESS 도입에 의한 우도 전력계통 운영방안

이도헌,김일환,김호민,오성보,이승민,LEE, DOHEON,Kim, Eel-Hwan,Kim, Ho Min,Oh, Sung-Bo,LEE, SEUNGMIN 한국태양에너지학회 2015 한국태양에너지학회 논문집 Vol.35 No.3

This paper presents a solution by introducing energy storage system(ESS) to solve an annual blackout due to a typhoon or electrical failure in Udo Island. This island is now receiving electrical power through undersea cables from the Jeju Island. During blackout period, ESS will supply the electricity. And it is necessary to estimate the ESS capacity and control the transient state for the operation of stable power system. For the verification of proposed method, ESS capacities have been estimated according to base load and the minimum capacity of only home appliance in Udo Island. Also, in case of restoring from the fault, the algorithm for synchronization is proposed. Finally, the simulation results by using the PSCAD/EMTDC program will show the feasibility.

풍력발전의 출력 변동 저감을 위한 ESS 최소용량 산정기법

김재홍(Kim Jae-Hong),강명석(Kang Myeong-Seok),김일환(Kim Eel-Hwan) 한국태양에너지학회 2011 한국태양에너지학회 논문집 Vol.31 No.5

In this paper we have studied about minimizing the Energy Storage System (ESS) capacity for mitigating the fluctuation of Wind Turbine Generation System (WTGS) by using Electric Double Layer Capacitor (EDLC) and Battery Energy Storage System (BESS). In this case they have some different characteristics: The EDLC has the ability of generating the output power at high frequency. Thus it is able to reduce the fluctuation of WTGS in spite of high cost. The BESS by using Li-Ion battery takes the advantage of high energy density however it is limited to use at low frequency response. To verify the effectiveness of the proposed method simulations are carried out with the actual data of 2MW WTGS in case of worst fluctuation of WTGS is happened. By comparing simulation results this method shows the excellent performance. Therefore it is very useful for understanding and minimizing the ESS capacity for mitigating the fluctuation of WTGS.

가파도 마이크로그리드 신재생 에너지 전원 구성 방안

김동완(Kim Dong-Wan),고지한(Ko Ji-Han),김승현(Kim Seong Hyun),김호민(Homin Kim),김일환(Kim Eel-Hwan) 한국태양에너지학회 2014 한국태양에너지학회 논문집 Vol.34 No.2

This paper presents a renewable energy configuration plan of Micro grid in Gapa Island. To analyze the characteristics of Micro grid, BESS (Battery Energy Storage System), PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generator) and SCIG (Squirrel Cage Induction Generator) are first modelled. The PMSG and SCIG will operate with basis on the real power curve. when the total power demand is larger than the total power generation, the BESS will be operated and the SOC (State Of Charge) is reduced. If the value of SOC could drop down to limited value, the system may be broken because of the voltage drop of BESS. To solve this problem, a DG (Diesel Generator) is used to charge the BESS and keep the voltage value of BESS with in a allowance limit. This paperre presents simulation result when PMSG, SCIG connected to the Micro grid installed in Gapa Island. The simulation is carry out by using PSCAD/EMTDC program with actual line constant and transformer parameter in Gapa Island.

제주시 도로조명 실태조사 및 모델링

오성보,김일환,이상근,Oh, Seong-Bo,Kim, Eel-Hwan,Lee, Sang-Geun 한국조명전기설비학회 2006 조명·전기설비학회논문지 Vol.20 No.7

도로조명은 차량 운전자와 보행자에게 장애물을 신속 정확히 그리고 편안하게 볼 수 있는 도로의 야간 주위환경을 제공한다. 또한 밤에 도로설비 이용을 원활하게 함은 물론 교통의 흐름을 향상시켜 교통안전을 증진시키는데 목적을 두고 있다. 이 논문은 제주시내 중심가 8개 도로의 등기구 설치현황을 실측조사 하였으며 조명기구 배열방식을 고려하여 4개 도로의 조도 실측을 통하여 수평면조도와 균제도를 기준치와 비교분석하였다. 이를 토대로 제주시 주요 도심지 상가 도로에 관한 시뮬레이션으로 도로조명의 적합한 모델을 제시하였다. Fixed lighting of public ways for both drivers and pedestrians can create a nighttime environment in which people can see comfortably and can quickly and accurately identify objects on the roadway being travelled. Roadway lighting can improve traffic safety, achieve efficient traffic movement and promote the general use of the facility during darkness. The design of a roadway lighting system involves consideration of visibility, economics, esthetics, safety and environmental conditions. This paper shows estimation of horizontal illuminance and uniformity ratio by actual measurement of roadway lighting at main streets in Jejusi and evaluation of Jejusi roadway lighting conditions for modeling by computer simulation.