DOI QR코드

DOI QR Code

Dual-rotor Wind Turbine Generator System Modeling and Simulation

이중 로터 풍력발전 시스템 모델링 및 시뮬레이션에 관한 연구

  • 조윤모 (전북대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 노태수 (전북대학교 기계항공시스템공학부) ;
  • 민병문 (한국과학기술원 기계공학과 항공우주공학) ;
  • 이현화 (전북대학교 항공우주공학과 대학원)
  • Published : 2004.08.01

Abstract

In this paper, an efficient method for modeling a dual-rotor type wind turbine generator system and simulation results are presented. The wind turbine is treated as a collection of several rigid bodies, each of which represents, respectively, main and auxiliary rotor blades, high/low speed shafts, generator, and gear system. Simulation software WINSIM is developed to implement the proposed modeling method and is used to investigate the transient and steady-state performance of the wind turbine system.

본 논문에서는 로터 블레이드, 고/저속 회전축, 발전기, 기어 시스템 등 다수의 몸체가 서로 상대적인 운동을 하며 연결되어 있는 이중 로터 수평축 풍력발전 시스템을 다몸체 시스템으로 간주하고, 다몸체 역학을 이용한 풍력발전 시스템 모델링 기업을 제안하였다. 이를 기반으로 풍력발전 시스템의 성능 해석을 위한 시뮬레이션 소프트웨어 WINSIM을 개발하였고, 다양한 시뮬레이션을 통해 제안된 풍력발전 시스템의 과도 및 정상 상태 특성의 연구에 적용할 수 있음을 예시하였다.

Keywords

References

  1. 김건훈, "세계에 부는 풍력발전", 전기의 세계, 제 52권, 제 1호, 2003.
  2. Naruhito, K., Tomoyuki, M., and Sayosi, Y., "Modeling and Analysis of the NEDO 500-kW Wind Generator", Electrical Engineering in Japan, Vol. 135, No. 3, pp.37-47, 2001. https://doi.org/10.1002/eej.1031
  3. Delarue, Ph., Bouscayrol, A, Tounzi, A, Guillaud, X., and Langicu, G., "Modelling, control, and simulation of an overall wind energy conversion system", Renewable Energy 28, pp.1169-1185, 2003. https://doi.org/10.1016/S0960-1481(02)00221-5
  4. 민병문, 노태수, 송승호, 최석우, "다몸체 역학을 이용한 수평축 풍력발전 시스템 모델링", 전력전자학회, 제 9권, 제 1호, 2004.
  5. 동경민, 상반회전 풍차 블레이드의 공력성능 및 구조 동역학 해석에 관한 연구, 석사학위논문, 전북대학교, 2002.
  6. 윤성준, Upwind/Downwind 방식의 수평축 풍력터빈에 대한 풍동 성능 시험 연구, 석사학위논문, 전북대학교, 2003.
  7. 노태수, "다몸체 시스템의 운동 방정식 형성방법", 한국항공우주학회지, 제 22권, 제 6호, 1994.
  8. Haug, E. J., Intermediate Dynamics, Prentice-Hall, International Edition, Ch. 2, 1992.
  9. London, K. W., "Derivation of Dynamics Equations and Evaluation of the Kane Methodology", AIAA-90-2926, AAS Astrodynamics Conference, Aug. 20-22, 1990.
  10. 노태수, "다몸체 시스템 운동 해석 소프트웨어의 개발과 응용에 관한 연구", 한국항공우주학회지, 제 24권, 제 5호, 1996.
  11. R. T. Griffiths, "The effect of aerofoil characteristics on windmill performance", Aeronautical Journal, Paper No. 251, pp.322-326, July, 1977.
  12. Schepers, J. G., "ENDOW : Validation and improvement of ECN's wake model", ECN Wind Energy, Report ECN WIND ECN-C-03-034, March 2003.
  13. Betz, A, Windenergie und ihre Ausnutznung durch Windmuhlen, 1926.