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풍력터빈 제어의 첨단기술 동향과 도전

전문가 제언: ○ 풍력에너지는 환경에 부정적인 영향을 주지 않는 사실 때문에 가장 신속히 성장하는 신재생 에너지원이다. 증가하는 수요를 만족하기위해 풍력터빈은 크기와 전력정격에서 가속도를 내고 있다. 그러나 크기가 증가하면서 터빈 구조물의 부하는 더욱 지배적이어서 초기고장에 이룰 수 있는 터빈부품에 피로응력을 증가시키는 원인이 된다.

○ 풍력에너지에서 다른 집중할 분야는 다른 대체 전력원에 대해 경쟁적 우위를 주는 생산가격을 낮추는 것이다. 제어의 관점에서는 풍력에너지의 낮은 생산가격은 부분부하 체제 동안 최적 전력효율 근처에서 풍력 터빈을 운전해서 피로하중을 감소하여 신뢰성을 보장하고 고 풍속 체제에서는 그 정격값에 발전된 전력을 조정하여 달성될 수 있다.

○ 흔히, 효율과 신뢰도가 상충되는 목표를 가지고 있기 때문에 이들 두 가지를 보증할 수 있는 제어 알고리즘을 실현하는 것은 어렵다. 이 글은 주로 다목적 제어 계획에 초점을 둔 낮고 높은 풍속에서 풍력터빈시스템에 사용되는 여러 제어전략을 검토하였다.

○ 한국전력공사 전력연구원 박준영 선임연구원이 개발 중인 풍력터빈 원격제어 상태감시는 서남해 해상풍력 실증단지를 운영하기위한 시스템 개발연구로 감시, 보고, 제어 밎 분석 등으로 구성되어 있고 고장을 사전에 진단할 수 있는 상태감시 기능을 통합 구현한다.

○ 한국해상풍력 실증단계는 전라북도 부안과 고창해안에 총 발전용량 800MW 규모의 해상풍력단지로 건설된다. 우선 설치가 가능한 두산 중공업의 3MW급 20기 60MW를 먼저 조성하고 향후 추진과정에 따라 20MW 추가 설치를 고려할 방침이다.

○ 풍력터빈은 에너지 변환과정에서 기계장치에 의한 제한들로 인해 출력파워를 적절히 제어해야한다. 이러한 출력제어는 풍력터빈의 수명을 증가시킬 뿐만 아니라 전력품질에도 많은 영향을 미친다.

저자: Jackson G.Njiri, Dirk Soffker
자료유형: 니즈학술정보