KR101036632B1 - 풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 실행하는 프로그램 기록매체 - Google Patents

풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 실행하는 프로그램 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 실행하는 프로그램 기록매체에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 피치를 제어하는 피치 제어 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 장치는 상기 풍력 발전기의 동작에 따른 발전기 측정 신호와 발전기 기준 신호의 차이에 근거하여 오차 신호를 산출하는 발전기 비교부, 상기 오차 신호를 이용하여 기준 피치각을 산출하는 기준 피치각 산출부, 상기 풍력 발전기에 연결된 전력 변환부에 포함된 직류 커패시터의 오차 전압 또는 상기 풍력 발전기의 계통 연계점의 오차전압을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 보상 피치각 산출부 및 상기 기준 피치각, 상기 보상 피치각을 이용하여 피치각을 산출하는 피치 서보부를 포함할 수 있다.
직류 커패시터, 저전압, 피치각, 계통연계점

Description

풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 실행하는 프로그램 기록매체{Apparatus and Program recoding medium for pitch angle control of wind turbine}
본 발명은 풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 실행하는 프로그램 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계통 저전압 시 발전기에서 발생한 과전압에 따라 풍력 발전기의 피치각을 제어하는 풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 실행하는 프로그램 기록매체에 관한 것이다.
풍력 발전은 어느 곳에나 산재되어 있는 무공해, 무한정의 바람을 이용하므로 환경에 미치는 영향이 거의 없고, 국토를 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 풍력 발전은 대규모 발전단지의 경우에는 발전단가도 기존의 발전 방식과 경쟁 가능한 수준의 신에너지 발전 기술이다.
종래기술 따르면, 풍력 발전 시스템은 저전압 발생 시 발전기 제어기 및 블레이드 피치 제어 장치와 결합되는UPS(Uninterruptible Power Supply: 무정전 전원공급장치)를 이용하여 풍력 발전기의 계통연계를 지속한다. 즉, UPS는 저전압 발생시 발전기를 순간적으로 계통에서 차단하고 UPS 용량의 전력을 계통으로 공급한다.
하지만, 종래의 풍력 발전 시스템은 계통 재 연계시 일정시간이 소요되어 계통 안정화에 바람직하지 못한 상황을 초래할 수 있고, UPS와 같은 부가장치의 이용은 풍력 발전기의 대용량화 추세를 볼 때 비용 증가를 초래할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래의 풍력 발전 시스템은 블레이드 피치 제어 장치의 반응 속도만으로 계통 저전압시 발생할 수 있는 발전기 회전자의 고전류로 인한 발전기측 컨버터의 파괴방지를 보장할 수 없으며, 나아가 계통으로부터 이탈되는 바람직하지 않은 운영모드로 들어갈 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계통 저 전압 시 발전기 측에서 컨버터로 유입되는 과전류가 직류 커패시터에 축적되어 발생한 과전압 또는 계통연계점에서 전압 변동 시 변동 전압에 따른 보상 피치각을 생성하는 풍력 발전기의 피치 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 피치를 제어하는 피치 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 장치는 상기 풍력 발전기의 동작에 따른 발전기 측정 신호와 발전기 기준 신호의 차이에 근거하여 오차 신호를 산출하는 발전기 비교부, 상기 오차 신호를 이용하여 기준 피치각을 산출하는 기준 피치각 산출부, 상기 풍력 발전기에 연결된 전력 변환부에 포함된 직류 커패시터의 오차 전압 또는 상기 풍력 발전기의 계통 연계점의 오차전압을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 보상 피치각 산출부 및 상기 기준 피치각, 상기 보상 피치각을 이용하여 피치각을 산출하는 피치 서보부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 풍력 발전기의 피치 제어 방법을 실행하는 전자장치가 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치가 판독 가능한 기록매체는 상기 풍력 발전기의 전압을 측정하는 단계, 상기 측정된 측정 전압과 기준 전압의 차이에 근거하여 오차 전압을 산출하는 단계, 상기 오차 전압을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 단계 및 상기 보상 피치각를 이용하여 피치 각을 제어하는 단계를 포함하는 피치 제어 방법을 실행할 수 있다.
본 발명은 계통 저전압발생 시 발전기에 연결된 전력변환부의 직류 커패시터에 정격 전압 이상으로 유도되는 과전압을 감지하여 풍력 발전기의 피치각를 제어함으로써 풍력 발전기의 계통 저전압 극복 능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 계통연계점에서 전압 변동 시 정격 전압 이상으로 유도되는 전압을 감지하여 풍력 발전기의 피치를 제어함으로써 풍력 발전기의 계통연계점 전 압을 기준 전압 범위내에서 지속적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 계통 저전압으로 인한 직류 커패시터의 전압상승을 방지함으로써 효율적인 전력발전 시스템을 구현하여 안정적인 전력품질을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 계통연계점 전압이 기준 전압 범위내에서 운영됨으로써 발전기 타입에 관계없이 피치 제어 장치를 구비한 풍력 발전기의 계통 연계를 안정적으로 지속하게 하여 안정적인 전력품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 장치, 보상 피치각 산출부 및 풍력 발전 시스템의 관계를 나타낸 도면이다.
도 1a를 참조하면, 보상 피치각 산출부(40)는 풍력 발전 시스템의 직류 커패시터(3)의 전압을 측정하고, 측정전압의 변동에 따른 보상 피치각을 산출하여 피치 제어 장치(10)로 전달함으로써 풍력 발전 시스템의 피치각을 제어할 수 있다.
여기서, 풍력 발전 시스템은 발전기(1), 발전기(1)에 연결되며 발전기(1)에서 생산되는 전력을 변환하는 전력변환부(2)를 포함할 수 있다. 또한, 전력 변환부(2)는 직류 커패시터(3)를 포함할 수 있고, 계통 저전압 발생 시 과전류가 직류 커패시터(3)로 유입되어 과전압이 발생할 수 있다.
풍력 발전 시스템은 일반적으로 피치각을 제어하는 피치 제어 장치(10)를 구 비하고 있다. 여기서, 피치 제어 장치(10)는 풍력 발전기의 구동 속도, 출력 등의 변동을 감지하고 변동량에 따라 피치각을 제어한다.
본 발명에 따른 보상 피치각 산출부(40)는 풍력 발전기에 연결된 전력 변환부(2)의 직류 커패시터(3)의 전압 변동에 따른 보상 피치각을 생성하여 피치 제어 장치(10)로 전달함으로써, 풍력 발전기의 피치각을 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 따른 피치 제어 장치(10) 및 보상 피치각 산출부(40)는 도 2내지 도 3에서 후술하기로 한다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피치 제어 장치, 보상 피치각 산출부 및 풍력 발전 시스템의 관계를 나타낸 도면이다.
도 1b를 참조하면, 보상 피치각 산출부(40)는 풍력 발전 시스템의 계통 연계점의 전압을 측정하고, 측정전압의 변동에 따른 보상 피치각을 산출함으로써 풍력 발전 시스템의 피치각을 제어할 수 있다.
풍력 발전 시스템은 일반적으로 피치각을 제어하는 피치 제어 장치(10)를 구비하고 있다. 여기서, 피치 제어 장치(10)는 풍력 발전기의 구동 속도, 출력 등의 변동을 감지하고 변동량에 따라 피치각을 제어한다.
본 발명에 따른 보상 피치각 산출부(40)는 풍력 발전기의 계통 연계점의 전압 변동에 따른 보상 피치각을 생성하여 피치 제어 장치(10)로 전달함으로써, 풍력 발전기의 피치각을 제어할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 피치 제어 장치(10) 및 보상 피치각 산출부(40)는 도 2내지 도 3에서 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 장치를 나타낸 구성도이다. 보다 상세하게는, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 산출부(40)를 포함하는 피치 제어 장치(10)를 나타낸 구성도이다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 보상 피치각 산출부(40)는 피치 제어 장치(10) 내에 포함될 수 있으며, 피치 제어 장치(10)와 연결된 외부 장치로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 피치 제어 장치(10)는 바람의 에너지에서 최대출력을 얻을 수 있는 피치각을 제어하는 장치이다. 본 발명의 따른 피치 제어 장치(10)를 포함하는 발전 시스템은 풍력 발전 시스템에 적용하는 것이 바람직하나, 이외 피치 제어가 필요한 발전 시스템에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 2를 참조하면, 피치 제어 장치(10)는 기준 피치각 산출부(20), 기준 피치각 산출부(20)에 연결되어 기준 피치각 산출부(20)에서 생성되는 기준 피치각에 의해 동작하는 피치 서보부(30)을 포함할 수 있다.
또한, 피치 제어 장치(10)는 도 1에서 상술한 보상 피치각 산출부(40)를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 피치 제어 장치(10)가 보상 피치각 산출부를 포함하는 것으로 가정하고, 발명을 설명하기로 한다.
이하, 도 2를 참조하여 피치 제어 장치(10)를 상세히 설명한다.
기준 피치각 산출부 입력(ex=Xref-X)은 기준 피치각 산출부(20)로 입력되는 오차신호이다. 여기서, 오차신호는 발전기 구동 속도 차이, 발전기 출력 차이 등이 될 수 있으며, 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 즉, X는 발전기 동작에 따른 측정 신호이며, Xref는 지정된 기준신호 일 수 있다.
또한, 발전기 구동 속도는 발전기 구동 축의 회전 속도일 수 있고, 발전기의 출력에 비례할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
예를 들어, 피치 제어기 입력이 발전기 구동 속도 차이라고 가정한다면, X는 발전기 구동 속도를 측정한 값이고, Xref는 사용자에 의해 미리 설정된 발전기 속도 기준 값이 된다. 그래서, 발전기 속도의 오차신호(ex)는 발전기 속도 측정값(X)과 발전기 속도 기준 값(Xref)을 이용해서 산출될 수 있다.
다음으로, 기준 피치각 산출부(20)는 입력되는 오차신호(ex=Xref-X)에 상응하는 기준 피치각을 산출한다. 여기서, 기준 피치각 산출부(20)는 선형 제어기로 구성될 수 있다. 여기서, 선형 제어기는 비례 제어기, 비례 미분 제어기, 비례 적분 제어기 또는 비례 적분미분 제어기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 기준 피치각 산출부(20)는 비례 적분 제어기로 구성될 경우, 다음과 같은 수학식 1에 의해 기준 피치각을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112008065814062-pat00001
여기서, F는 비례 적분 제어기로 가정한다. t는 시간으로 단위는 초(second)이며, 제어기의 비례값이 1, 적분값이 5, 단위는 degree/rpm 이고, 입력값인 오차속도가 5 rpm일 때, 시간 0.2초에서의 출력값인 기준피치각은 5 degree가 된다. 즉, 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112008065814062-pat00002
기준 피치각 산출부(20)는 오차신호를 입력받으면 이 오차신호에 상응하는 값으로 오차신호를 보상하는 값을 산출하는데, 이 산출된 값이 기준 피치각이 된다.
여기서, 기준 피치각은 기준 피치각 산출부(20)가 미리 설정된 기준값(Xref)과 측정값(X)의 차이를 보상하기 위해 산출한 피치각이고, 피치 서보부(30)의 입력 값이 된다.
다음으로, 피치 서보부(30)는 기준 피치각 산출부(20)로부터 기준 피치각을 입력받고, 보상 피치각 산출부(40)로부터 보상 피치각을 입력받아 피치각을 산출한다. 여기서, 피치각은 피드백(feedback)으로 피치 서보부(30)의 입력이 된다.
예를 들어, 피치 서보부(30)는 다음의 수학식 2에 의해 피치각을 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112008065814062-pat00003
여기서, F는 피치서보로 1차 시스템과 같다고 가정한다. t는 시간(단위는 초)이고, 기준 피치각, 보상피치각, 피드백된 피치각의 단위는 각도(degree)이다. 입력값으로 기준피차각이 2.2 degree, 보상피치각이 3 degree, 피드백된 피치각이 4 degree, 시스템정수가 5, 단위는 1/초일 경우, 시간 0.2초일 때 출력값인 피치각은 0.92 degree이다. 즉, 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112008065814062-pat00004
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 산출부의 구성도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 산출부의 블록도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보상 피치각 산출부(40)는 직류 커패시터(3)에서 측정된 측정 전압과 미리 설정된 직류 커패시터(3) 기준 전압을 비교하여 오차 전압을 산출하는 전압 비교부(42), 보상 피치각을 산출하는 보상 피치각 계산부(46)를 포함할수 있다.
우선, 전압 비교부(42)는 직류 커패시터(3)에서 측정된 측정 전압(V)과 직류 커패시터(3)의 기준 전압(Vref)을 비교하여 전압 차인 오차 전압(eV)을 산출한다.
여기서, 기준 전압(Vref)은 계통의 안정적인 운용과 전력을 안정적으로 공급하기 위한 전압으로, 측정 전압(V)에 상응하여 운용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
다음으로, 보상 피치각 계산부(46)는 전압 비교부(42)로부터 입력받은 오차 전압(eV)에 상응하는 보상 피치각을 산출한다. 즉, 보상 피치각 계산부(46)는 적분기를 이용해 최종적으로 오차전압 값이 영이 되게 하는 보상 피치각을 산출한다.
예를 들어, 보상 피치각 계산부(46)는 다음과 같이 수학식 3에 의해 보상 피치각을 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112008065814062-pat00005
여기서, F는 비례 적분 제어기로 가정한다. t는 시간으로 단위는 초(second)이며, 제어기의 비례값이 1, 적분값이 5, 단위는 degree/rpm 이고, 입력값인 오차전압이 5V일 때, 시간 0.2초에서의 출력값인 보상피치각은 5 degree가 된다. 즉, 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112008065814062-pat00006
즉, 보상 피치각 계산부(46)는 입력이 오차 전압이 되고, 출력이 보상 피치각이 된다. 여기서, 보상 피치각은 피치 제어 장치(10)의 피치 서보부(30)의 입력값으로 이용된다. 또한, 보상 피치각 계산부(46)는 비례 제어기, 비례 미분 제어기, 비례 적분 제어기 또는 비례 적분미분 제어기 중 어느 하나또는 혼용일 수 있으며, 선형 제어를 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보상 피치각 산출부(40)는 보상유효 전력을 산출하는 보상 유효전력 산출부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보상 피치각 산출부(40)는 계통연계점에서 측정된 측정 전압과 미리 설정된 계통연계점 기준 전압을 비교하여 오차 전압을 산출하는 전압 비교부(42), 보상 유효 전력값을 산출하는 보상 유효전력 산출부(미도시), 보상 피치각을 산출하는 보상 피치각 계산부(46)를 포함할 수 있다.
여기서, 보상 유효전력 산출부는 전압 비교부(42)로부터 입력받은 오차 전압을 이용하여 오차 전압을 보상하는 유효전력값을 산출한다. 산출된 유효전력값은 보상 피치각 계산부(46)로 전달된다.
예를 들어, 보상 유효전력 산출부는 다음과 같이 수학식 4에 의해 보상 유효전력값을 산출할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112008065814062-pat00007
여기서, F는 비례 적분 제어기로 가정한다. t는 시간으로 단위는 초(second)이다. 제어기 비례값이 1, 적분값이 5, 단위는 Watt/V 이고, 입력값인 오차전압이 0.5V일 때, 출력값인 보상유효전력값은 0.55와트(watt)가 된다. 즉, 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112008065814062-pat00008
그리고, 보상 피치각 계산부(46)는 상기 수학식 4에 의해 보상 피치각을 산출할 수 있다.
즉, 보상피치각 계산부(46)의 입력값인 보상유효전력이 0.55 Watt일 때, 출력값인 보상피치각은 1.1 degree가 된다. 여기서, 제어기 비례값이 1, 적분값이 5, 단위는 degree/Watt 이다. 즉, 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112008065814062-pat00009
여기서, 유효전력값을 산출하는 것은 전압과 유효전력은 밀접한관계를 가지고 있어, 유효전력의 변화에 따라 전압이 변하기 때문이다.
즉, 보상 유효전력 산출부는 오차 전압에 상응한 값으로 오차 전압을 보상하는 보상 유효전력값을 산출한다.
보상 유효전력 산출부 및 보상 피치각 계산부(46)는 하나의 제어기로 구현될 수 있다. 그래서, 하나로 구현된 제어기는 입력이 오차 전압이 되고, 출력이 보상 피치각이 될 수 있다.
또한, 보상 유효전력 산출부 및 보상 피치각 계산부(46)는 비례 제어기, 비례 미분 제어기, 비례 적분 제어기 또는 비례 적분미분 제어기 중 어느 하나또는 혼용일 수 있으며, 선형 제어를 수행한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 생성 방법을 나타낸 흐름도이다. 보다 상세하게, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 방법을 수행하기 위한 보상 피치각 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 각 구성의 기능이 본 발명의 실시예에 따른 보상 피치각 산출부(40)내에서 처리되는바, 본 발명의 이해를 도모하기 위해서, 보상 피치각 산출부(40)를 주체로 설명한다.
도 4를 참조하면, 보상 피치각 산출부(40)는 직류 커패시터(3)에서 전압을 측정한다(S510). 또한, 보상 피치각 산출부(40)는 다른 실시예로써, 계통연계점에서 전압을 측정할 수 있다.
이어서, 보상 피치각 산출부(40)는 직류 커패시터(3)의 측정 전압과 기준 전압을 이용하여 오차 전압을 산출한다(S520). 또한, 보상 피치각 산출부(40)는 계통연계점의 측정 전압과 기준 전압을 이용하여 오차 전압을 산출할 수 있다. 여기서, 기준 전압은 측정 전압에 상응하여 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
이어서, 보상 피치각 산출부(40)는 오차 전압을 이용하여 오차 전압에 상응 하는 보상 피치각을 산출한다(S530). 또한, 보상 피치각 산출부(40)는 다른 실시예로써, 오차 전압에 상응하는 보상 유효전력값을 산출하고, 보상 유효전력값을 이용하여 보상 유효전력값에 상응하는 보상 피치각을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 피치 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프 트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 장치, 보상 피치각 산출부 및 풍력 발전 시스템의 관계를 나타낸 도면.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피치 제어 장치, 보상 피치각 산출부 및 풍력 발전 시스템의 관계를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피치 제어 장치를 나타낸 구성도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 산출부의 구성도.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 산출부의 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상 피치각 생성 방법을 나타낸 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 피치 제어 장치 20: 기준 피치각 산출부
30: 피치 서보부 40: 보상 피치각 산출부
42: 전압 비교부 46: 보상 피치각 계산부

Claims (8)

  1. 풍력 발전기의 피치를 제어하는 피치 제어 장치에 있어서,
    상기 풍력 발전기의 동작에 따른 발전기 측정 신호와 발전기 기준 신호의 차이에 근거하여 오차 신호를 산출하는 발전기 비교부;
    상기 오차 신호를 이용하여 기준 피치각을 산출하는 기준 피치각 산출부;
    상기 풍력 발전기에 연결된 전력 변환부에 포함된 직류 커패시터의 오차 전압 또는 상기 풍력 발전기의 계통 연계점의 오차전압을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 보상 피치각 산출부; 및
    상기 기준 피치각, 상기 보상 피치각을 이용하여 피치각을 산출하는 피치 서보부를 포함하는 피치 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발전기 측정 신호는 발전기 구동축의 회전 속도 또는 발전기의 출력에 대한 측정 신호이고, 상기 발전기 기준 신호는 상기 발전기 측정 신호에 상응하여 미리 설정된 기준 신호인 것을 특징으로 하는 피치 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 피치각 산출부는 선형 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 피치 제어 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오차 전압은
    상기 풍력 발전기에 연결된 전력 변환부에 포함된 직류 커패시터에서 측정된전압과 상기 측정된 전압에 상응하여 미리 설정된 기준 전압의 차이에 근거하여 산출되거나 상기 풍력 발전기의 계통 연계점에서 측정된 전압과 상기 측정된 전압에 상응하여 미리 설정된 기준 전압의 차이에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 피치 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보상 피치각 산출부는,
    상기 오차 전압을 이용하여 보상 유효 전력값을산출하는 보상 유효전력 산출부; 및
    상기 보상 유효 전력값을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 보상 피치각 계산부를 포함하는 피치 제어 장치.
  6. 풍력 발전기의 피치 제어 방법을 실행하는 전자장치가 판독 가능한 기록매체에 있어서,
    상기 풍력 발전기의 전압을 측정하는 단계;
    상기 측정된 측정 전압과 기준 전압의 차이에 근거하여 오차 전압을 산출하는 단계;
    상기 오차 전압을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 단계; 및
    상기 보상 피치각를 이용하여 피치 각을 제어하는 단계를 포함하는 피치 제어 방법을 실행하는 프로그램 기록매체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 풍력 발전기의 전압을 측정하는 단계는,
    상기 풍력 발전기의 직류 커패시터 또는 계통연계점의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 피치 제어 방법을 실행하는 프로그램 기록매체.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 오차 전압을 이용하여 보상 피치각을 산출하는 단계는,
    상기 오차 전압을 이용하여 보상 유효전력값을 산출하는 단계; 및
    상기 보상 유효전력값을 이용하여보상 피치각을 산출하는 단계를 포함하는 피치 제어 방법을 실행하는 프로그램 기록매체.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005039924A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電システム、及び、風力発電方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005039924A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電システム、及び、風力発電方法
KR20060035726A (ko) * 2003-09-10 2006-04-26 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 블레이드 피치 각도 제어 장치 및 풍력 발전 장치
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