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Power Control of MW Wind Turbine

MW급 풍력터빈의 출력 제어

  • Nam, Yoon-Su (Dept. of Mechanical and Mechatronics Engineering, College of Engineering, Kangwon Nat'l Univ.) ;
  • Kim, Jeong-Gi (Dept. of Mechanical and Mechatronics Engineering, College of Engineering, Kangwon Nat'l Univ.) ;
  • Choi, Han-Soon (Dept. of Mechanical and Mechatronics Engineering, College of Engineering, Kangwon Nat'l Univ.) ;
  • Cho, Jang-Hwan (Dept. of Mechanical and Mechatronics Engineering, College of Engineering, Kangwon Nat'l Univ.)
  • 남윤수 (강원대학교 공과대학 기계메카트로닉스공학과) ;
  • 김정기 (강원대학교 공과대학 기계메카트로닉스공학과) ;
  • 최한순 (강원대학교 공과대학 기계메카트로닉스공학과) ;
  • 조장환 (강원대학교 공과대학 기계메카트로닉스공학과)
  • Received : 2010.07.05
  • Accepted : 2010.11.10
  • Published : 2011.01.01

Abstract

In this paper, a methodology for the power control of a wind turbine, which is the variable-speed and variable-pitch (VSVP) control system, is introduced. This control methodology maximizes the capability of the turbine to extract maximum power from the wind in the regions with low wind speeds. Further, it regulates the wind-turbine power as the rated power in the case of the regions with high wind speeds. A simple drive train model is used to design the VSVP control system. The methodology for VSVP control is mechanized by controlling the generator torque and blade pitch. Finally, some simulation results for the VSVP control to a MW wind turbine are discussed in this paper.

본 논문은 풍력터빈의 출력 제어 방법에 관한 논문이다. MW급 풍력 터빈 출력제어의 기본 제어 구조는 가변속도 가변피치 방식을 사용한다. 가변속도 가변피치 제어는 파워 커브를 추종하기 위한 방법으로서, 풍속변화에 따라 이 제어방식이 어떻게 적용되는지 논의한다. 제어 시스템 설계를 위하여 단순화된 드라이브 트레인 모델이 사용되었다. 제어 시스템은 토크제어와 피치제어로 구성되고, 제시된 동적 모델을 사용하여 설계된 제어 시스템의 시뮬레이션 결과에 대하여 논의한다.

Keywords

References

  1. Hau, E., 2005, Windturbines: Fundamentals, Technologies, Application and Economics, Springer, 2ndEdition, pp. 76-79.
  2. van der Hooft, E.L., Shaak, P. and van Engelen, T.G., 2003, "Wind Turbine Control Algorithms," ECN-C-03-111, ECN. p. 23
  3. Bianchi, F. D., De Battista, H. and Mantz, R. J., 2007, Wind Turbine Control Systems, Springer. pp. 115-125
  4. Leloudas, G., Zhu, W., Sorensen, J., Shen, W., and Hjort, S., 2007, “Prediction and Reduction of Noise for a 2.3MW Wind Turbine,” Journal of Physics: Conference series, Vol. 75, pp. 1-9
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  6. Bossanyi, E. A., 2008, GH Bladed Theory Manual, GH Bladed p. 42.

Cited by

  1. Nonlinear Pitch and Torque Controller Design for Wind Turbine Generator Using Lyapunov Function vol.36, pp.10, 2012, https://doi.org/10.3795/KSME-A.2012.36.10.1147