Firing Angle Control of Soft Starter for Reduction of Inrush Current during Grid Connection of Induction-type Wind Generator

유도형 풍력발전기 계통 연계시 돌입전류 저감을 위한 소프트 스타터 점호각 제어

  • Published : 2005.08.01

Abstract

A new control algorithm of soft starter is proposed for the reduction of the inrush current during the grid connection of the induction-type wind power generator. Currently, the fixed speed wind turbine using induction generator is the most popular wind generation system in Korea. It is shown that the amount of inrush current mainly depends on the control algorithm of the soft starter, a thyristor-based grid connection device. For the simulation study, a 600kw wind turbine simulation model is developed and the transient waveforms are investigated with conventional md proposed methods. Also experimental results using 3.7kW experimental set-up show that the peak value of inrush current is reduced about 20$\%$ using proposed algorithm.

유도기의 고정자를 직접 전력 계통에 연결하는 유도형 풍력발전기의 계통 연계시 과도 상태 돌입 전류의 크기를 줄이기 위한 새로운 소프트 스타터(Soft Starter) 제어 알고리즘을 제안하였다. 현재 국내에 가장 많이 설치되어 있는 정속 운전형 풍력발전시스템의 기본 구성을 살펴보고 특히 소프트 스타터의 계통 연계 알고리즘에 따라 발전 개시 순간 과도 상태 전류의 크기가 크게 달라짐을 확인하였다. 이를 위해 600kw급 유도 발전기를 포함한 정속형 풍력발전 시스템의 시뮬레이션 모델을 개발하였고 실험실 환경에서 제안된 알고리즘을 시험하기 위한 3.7kW급 모의실험장치를 제작하였으며, 소프트 스타터의 제어 알고리즘 개선에 의해 돌입전류의 크기가 약 20$\%$ 감소됨을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 윤기갑, 이완수, 김병한, 이상길, '울릉도 풍력발전 계통 연계 문제점 및 대책', 대한전기학회 EMECS학회 추계 학술대회, pp. 305-307, 2001
  2. 전영진, 김일환, '제주 행원 풍력발전 시스템의 모델링 및 해석' 전력전자 하계학술대회, pp. 563-566, 2002
  3. 김용현, 김일환, '풍력발전을 위한 이중여자 유도기의 센서리스 제어', 전력전자학회 논문지, Vol. 5, No.5, pp 451-458, 2000
  4. 장성일, 정종찬, 최정환, 박제영, 김광호, '농형 풍력 발전기의 운전 특성에 관한 연구', 대한전기학회 하계학술대회 B권, pp. 1309-1312, 2002
  5. V44 System Manual, Vestas, 1999
  6. Paresh C. Sen, 'Principles of Electric Machines and Power Electronics', p.231. 1998
  7. G. Zenginobuz, I. Cadirci, M. Ermis, C. Barlak, 'Soft Starting of Large Induction Motors at Constant Current With Minimized Starting Torque Pulsations' IEEE Trans. on Industry Applications VoI37. No5, pp 1334-1347, 2001 https://doi.org/10.1109/28.952509
  8. 정병창, 정세종, 송승호, '가변관성 모의 기능을 가진 풍력터빈 시뮬레이터의 제어 알고리즘', 전력전자학회 논문지, Vol. 8, No.3, pp. 266-273, 2003