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배열식 파력발전용 부하제어 알고리즘의 실해역 시험 결과 분석
노찬(Roh Chan),박지용(Ji Yong Park),하윤진(Yoon-Jin Ha),천호정(Ho Jung Cheon),김재환(Jae Hwan Kim),신승호(Seung Ho Shin) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11
본 연구에서는 배열식 파력발전용 부하제어 알고리즘에 따른 실해역 발전성능을 분석하였다. 부하제어 알고리즘은 최대발전량을 얻을 수 있도록 제어하였으며, 전력변환장치의 전류제어를 이용하여 전기적 토크를 제어하였다. 기존의 배열식 파력발전장치를 위한 부하제어 알고리즘에 관한 연구가 부족하기 때문에 부하제어 알고리즘은 풍력발전에서 대표적으로 사용된 P&O알고리즘 기반의 속도제어 알고리즘과 최적 토크제어 알고리즘을 각각 적용하여 발전성능을 비교 분석하였다. 특정 시간동안 수행된 실해역 실험 결과를 기반으로 본 논문에서는 동일한 입력 조건에서 부하제어 알고리즘에 따른 발전성능을 상호 비교하였다. In this study, the real-sea power generation performance was analyzed according to the load control algorithm for array wave power generation. The load control algorithm was controlled to obtain the maximum amount of power generation, and the electric torque was controlled by using the current control of the power converter. There is a lack of research on the load control algorithm for the existing array type wave generator. Therefore, the load control algorithm analyzed the power generation performance by applying the speed control algorithm based on the P&O algorithm and the optimum torque control algorithm, respectively, which are typically used in wind power generation. Based on the experimental results in real sea areas, this paper compares the power generation performance according to the load control algorithm under the same input conditions.
진동수주형 파력발전장치의 최적 하이브리드 토크 제어 기법
노찬(Roh Chan),김길원(Kil-Won Kim),임창혁(Chang-Hyuk Lim),김경환(Kyong-Hwan Kim),박지용(Ji Yong Park) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5
파력발전장치(Wave Eenergy Converter, WEC)는 증가하는 에너지 수요를 충족 할 수 있는 상당한 잠재력을 가지고 있으며 특히 진동수주형 파력발전장치는 이를 구현할 수 있는 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다. 진동수주형 파력발전장치는 구조가 단순하고 내구성이 뛰어나지만 입력 에너지의 가변성으로 인해 동력전달장치(Power Take-off, PTO) 시스템의 제어가 어렵습니다. 즉, 정격 이상의 에너지를 제어 할 수 없는 경우 작동 시간이 단축되어 발생하는 전력이 불가피하게 감소합니다. 본 연구에서는 입력 에너지에 따라 작동 영역을 나누고 그에 따라 토크 계수를 변경하여 진동수주형 파력발의 작동 시간을 늘림으로써 터빈의 각속도를 줄이는 방법을 제안합니다. 진동수주형 파력발전장치의 동력전달시스템 제어 방법은 실제 해역에 설치되는 30kW 실물 크기 실험 장치를 통해 검증됩니다. 제안 된 방법에서 터빈 각속도의 변동이 불규칙한 파동 조건에서 기존의 제어 방법에 비해 현저히 감소함을 보여줍니다. Wave Eenergy Converter (WEC) has significant potential to meet the growing energy demand, and in particular, the frequency-driven wave power generator is the most reliable way to implement this. The vibration order type wave power generator has a simple structure and excellent durability, but it is difficult to control the power take-off (PTO) system due to the variability of the input energy. In other words, if the energy above the rating cannot be controlled, the operating time is shortened and the power generated is inevitably reduced. In this study, we propose a method to reduce the angular velocity of the turbine by dividing the operating area according to the input energy and changing the torque coefficient accordingly to increase the operating time of the frequency column type wave bomb. The control method of the power transmission system of the vibration order type wave power generator is verified through a 30kW full-size experimental device installed in the actual sea area. In the proposed method, it is shown that the fluctuation of the turbine angular velocity is significantly reduced compared to the conventional control method under irregular wave conditions.
Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터를 위한 개선된 모델 예측 제어 방법
노찬(Chan Roh),김재창(Jae-Chang Kim),곽상신(Sangshin Kwak) 대한전기학회 2018 전기학회논문지 Vol.67 No.7
In this paper, an improved model predictive control (MPC) method is proposed, which reduces the amount of calculations caused by the increased number of candidate voltage vectors with the increased voltage level in multi-level inverters. When the conventional MPC method is used for multi-level inverters, all candidate voltage vectors are considered to predict the next-step current value. However, in the case that the sampling time is short, increased voltage level makes it difficult to consider the all candidate voltage vectors. In this paper, the improved MPC method which can get a fast transient response is proposed with a small amount of the computation by adding new candidate voltage vectors that are set to find the optimal vector. As a result, the proposed method shows faster transient response than the method that considers the adjacent vectors and reduces the computational burden compared to the method that considers the whole voltage vector. the performance of the proposed method is verified through simulations and experiments.
점 흡수식 파력발전장치의 PTO 모델링에 따른 발전성능 특성 비교
노찬(Roh Chan),박지용(Ji-Young Park),하윤진(Yoon-Jin Ha),김경환(Kyung-Hwan Kim) 한국해양환경·에너지학회 2019 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11
본 연구에서는 WEC-Sim를 이용하여 점 흡수식 파력발전장치에 대한 시간영역해석을 수행하였다. 또한 파력발전장치의 출력성능을 분석하기 위하여 WEC-Sim의 PTO-Sim을 이용하여 PTO를 모델링 하였다. 본 논문에서는 WEC-Sim의 선형 감쇠 계수를 이용한 PTO 시스템과 주파수 영역 해석을 통해 얻은 해석해 비교를 통한 WEC-Sim의 성능을 검증하였으며, PTO-Sim을 이용한 직접 구동 PTO 시스템 및 유압 PTO 시스템의 각 특성 및 제어 변수를 분석하고 제어 변수의 변화에 따른 발전 성능을 비교하였다. In this study, a time domain simulation was performed for a point absorber wave energy converter by using WEC-sim. In order to investigate the the output power, a PTO modeling by PTO-sim in WEC-Sim is applied on the time domain simulation. In this paper, the performance of WEC-Sim is verified through comparison between the PTO system using linear damping coefficient and the analysis obtained through frequency domain analysis. And each characteristics and control variable of direct drive PTO system and hydraulic PTO system is analyzed using PTO-Sim and compare the output power performance according to the change of control variable.