KR101455265B1 - Method and Apparatus for controlling active power of wind power generation complex - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전력 계통과 연결되며 복수 개의 풍력 발전기와 에너지 저장 장치를 포함하는 풍력 발전 설비의 전력 계통과의 연계점에서의 유효 전력을 효율적으로 제어할 수 있는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 개별 풍력 발전기의 과도한 출력 변화에 따른 기계적 스트레스를 저감시켜 개별 풍력 발전기의 수명을 증가시키는 것과 동시에 전력 계통과 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling active power of a wind turbine complex. More particularly, the present invention relates to an effective power control method and apparatus for a wind turbine generator which can efficiently control active power at a point of connection with a power system of a wind turbine generator including a plurality of wind turbines and an energy storage device . According to the present invention, it is possible to reduce the mechanical stress caused by an excessive power change of the individual wind turbine generator, thereby increasing the lifetime of the individual wind turbine generator and effectively performing effective power control at the connection point between the power system and the wind turbine generator. .
Description
본 발명은 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전력 계통과 연결되며 복수 개의 풍력 발전기와 에너지 저장 장치를 포함하는 풍력 발전 설비의 전력 계통과의 연계점에서의 유효 전력을 효율적으로 제어할 수 있는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling active power of a wind turbine complex. More particularly, the present invention relates to an effective power control method and apparatus for a wind turbine generator which can efficiently control active power at a point of connection with a power system of a wind turbine generator including a plurality of wind turbines and an energy storage device .
최근 기존 에너지원들의 문제점들을 해결할 수 있는 대안으로 부상하고 있는 다수의 신재생 에너지원 중 풍력의 경우 기존의 에너지원들과 비교시에 발전 단가가 저렴하므로 충분한 경쟁력 확보가 가능한 것으로 판단되고 있다.Recently, it is considered that wind power generation among many new and renewable energy sources, which are emerging as an alternative to solve the problems of existing energy sources, can secure sufficient competitiveness because the generation cost is low compared to existing energy sources.
이에 따라, 미국, 중국, 유럽 등 세계 각국에서 풍력 발전의 도입 용량이 증대되고 있는 추세에 있고, 특히 일부 유럽 국가의 경우 전체 발전량의 약 30% 정도를 풍력 발전에 의존하고 있으며, 국내의 경우에도 현재 제주도 및 태백산맥 인근에 다수의 풍력 발전기가 운영되고 있고 서남 해안의 경우 대규모 풍력 발전 단지가 조성 및 운영될 예정에 있다.As a result, the introduction capacity of wind power generation in the United States, China, and Europe is on the rise. In particular, some European countries depend on wind power generation for about 30% of total power generation. A large number of wind power generators are operating near Jeju and Taebaek mountain ranges, and large-scale wind power generation complexes are planned to be operated and operated on the southwest coast.
상기와 같이 국내에서 조성 및 운영될 예정에 있는 대규모 풍력 발전 단지를 전력 계통과 연계하여 안정적으로 운영하기 위해서는 국외는 물론 국내에서도 2010년 제정 및 공표가 이루어진 풍력 발전 설비 연계 Grid-Code에서 요구하는 기술적 요구 조건을 충족시켜야 하며, 이 중 풍력 발전 단지의 유효전력 제어 기능과 관련하여 전력 계통과 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효전력을 전력 계통 운영자의 요구에 따라 최대 출력값 이내의 임의의 값으로 제어하는 것이 필수적으로 요구된다.In order to operate the large-scale wind power generation complex, which is planned to be constructed and operated in Korea as described above, in cooperation with the power system, it is necessary to develop the technical and technical requirements required for the Grid- In relation to the active power control function of the wind power generation complex, the active power at the connection point between the power system and the wind power generation complex is controlled to an arbitrary value within the maximum output value according to the demand of the power system operator Is required.
상기와 같은 요구 사항을 만족시키기 위하여 복수 개의 풍력 발전기로 구성된 풍력 발전 단지에서 전력 계통과의 연계점 유효전력을 제어하는 종래의 방법으로는 풍력 발전 단지 제어기가 복수 개의 풍력 발전기를 대상으로 원격에서 개별 풍력 발전기에 대한 출력 명령치를 전송하고, 출력 명령치를 전송받은 개별 발전기에 따라 출력을 발생시키는 방식이 적용되었다.In order to satisfy the above requirements, a conventional method of controlling the active power of a connection point with a power system in a wind power generation complex comprising a plurality of wind power generators has been proposed in which a wind power generation complex controller controls a plurality of wind power generators A method of transmitting an output command value to a wind turbine generator and generating an output according to an individual generator having received the output command value has been applied.
그러나, 계통 운영자의 풍력 발전 단지 출력 감발 요구 등과 같이 현재 풍력 발전 출력 대비 큰 출력 변동이 요구되는 경우 개별 풍력 발전기 역시 순간적인 출력 변동이 초래될 확률이 매우 높아지며, 이러한 경우 풍력 발전기의 축에 과도한 기계적 스트레스가 발생하게 되므로 결과적으로 풍력 발전기의 수명이 크게 저하되는 문제점이 있었다.However, if a large output variation is required compared to the current wind power output, such as the demand for power output of the wind power generation system of the grid operator, the probability of instantaneous output fluctuation of the individual wind power generator becomes very high. In this case, There is a problem that the lifespan of the wind turbine is seriously degraded as a result.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 풍력 발전기와 별도로 풍력 발전 단지 내에 구성되는 에너지 저장 장치를 활용하여 1차로 연계점에서의 유효 전력을 보상하고 2차로 풍력 발전기를 이용하여 에너지 저장 장치의 출력을 보상하는 형태로 풍력 발전기의 출력 변동을 완화시킴으로써 풍력 발전기의 기계적 스트레스를 저감시킬 수 있는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an energy storage device in a wind turbine, separately from a wind turbine generator, to compensate for an active power at a first connection point, Which is capable of reducing the mechanical stress of the wind power generator by mitigating the output fluctuation of the wind power generator in such a manner as to compensate the output of the wind power generator.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법은 전력 계통과 연결되며 복수 개의 풍력 발전기와 에너지 저장 장치를 포함하는 풍력 발전 단지의 유효 전력 제어 방법에 있어서, (a) 상기 전력 계통과 상기 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 계측값, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값, 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보, 및 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 수집하는 단계; (b) 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값과 상기 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정하는 단계; (c) 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 생성하는 단계; (d) 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정하는 단계; (e) 상기 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량에 따른 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정하는 단계; 및 (f) 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치 및 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 상기 에너지 저장 장치 및 상기 각 풍력 발전기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an active power control method for a wind turbine including a plurality of wind turbines and an energy storage device connected to a power system, a) collecting the active power measurement value at the connection point between the power system and the wind power generation complex, the active power demand value at the connection point, the operation state information of the energy storage device, and the operation state information of each wind power generator step; (b) determining a compensation power amount at the linkage point using the active power demand value at the linkage point and the active power measurement value at the linkage point; (c) generating an output command value of the energy storage device according to the amount of compensation power at the coupling point using the operation state information of the energy storage device; (d) determining an output compensation amount of the energy storage device according to an output command value of the energy storage device; (e) determining an output command value of each wind turbine generator according to an output compensation amount of the energy storage device, using the operating state information of each of the wind turbine generators; And (f) transmitting an output command value of the energy storage device and an output command value of the wind turbine generator to the energy storage device and the wind turbine generator, respectively.
또한, 상기 (d) 단계에서 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 출력 전력값과 동일한 값을 가질 수 있다.Also, in the step (d), the output compensation amount of the energy storage device may have the same value as the output power value according to the output command value of the energy storage device.
또한, 상기 (b) 단계에서 상기 연계점에서의 보상 전력량은 상기 연계점에서의 유효 전력값과 상기 유효 전력 계측값의 차이값일 수 있다.Also, in the step (b), the compensation power amount at the connection point may be a difference value between the active power value at the connection point and the active power measurement value.
또한, 상기 (b) 단계에 이어서 상기 차이값이 0 이하의 값을 갖는 경우 상기 각 풍력 발전 장치는 최대 전력점 추종 제어(Maximum Power Point Tracking : MPPT) 방식으로 동작하고, 상기 에너지 저장 장치는 대기 상태로 동작할 수 있다.If the difference value is equal to or less than 0, the wind turbine generator operates in a maximum power point tracking (MPPT) mode, and the energy storage device Lt; / RTI >
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치는 전력 계통과 연결되며 복수 개의 풍력 발전기와 에너지 저장 장치를 포함하는 풍력 발전 단지의 유효 전력 제어 장치에 있어서, 상기 전력 계통과 상기 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 계측값, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값, 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보, 및 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 수집하는 상태 정보 수집부; 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값과 상기 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정하는 보상 전력량 결정부; 상기 연계점에서의 보상 전력량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 생성하여 상기 에너지 저장 장치로 전송하는 제1 출력치 생성부;및 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따라 결정되는 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정하고, 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량 및 상기 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량에 따른 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정하여 상기 각 풍력 발전기로 출력하는 제2 출력치 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, an active power control apparatus for a wind power generation complex according to a preferred embodiment of the present invention includes a plurality of wind power generators and an energy storage device connected to a power system, A state information collecting unit for collecting active power measurement values at connection points of the wind power generation complexes, active power demand values at the connection points, operation state information of the energy storage devices, and operation state information of each wind power generator; A compensation power amount determining unit for determining a compensation power amount at the connection point using the active power demand value at the connection point and the active power measurement value at the connection point; A first output value generator for generating an output command value of the energy storage device according to an amount of compensation power at the connection point and transmitting the generated output command value to the energy storage device; Determines the output command value of each of the wind turbines according to the output compensation amount of the energy storage device by using the output compensation amount of the energy storage device and the operation state information of each wind turbine generator, And a second output value generator for outputting the generated output value to the wind power generator.
또한, 상기 제2 출력치 생성부에서 결정되는 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 전력값과 동일한 값을 가질 수 있다.The output compensation amount of the energy storage device determined by the second output value generation unit may have the same value as the power value according to the output command value of the energy storage device.
또한, 상기 보상 전력량 결정부는 상기 연계점의 유효 전력 요구값과 상기 유효 전력 계측값의 차이값을 계산하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정할 수 있다.Also, the compensation power determination unit may determine a compensation power amount at the connection point by calculating a difference between the active power demand value and the active power measurement value of the connection point.
또한, 상기 보상 전력량 결정부는 상기 차이값이 0 이하의 값을 갖는 경우 상기 제1 출력치 생성부를 통하여 상기 각 풍력 발전 장치가 최대 전력점 추종 제어(Maximum Power Point Tracking : MPPT) 방식을 동작하기 위한 제어 신호를 상기 각 풍력 발전 장치로 전송하고, 상기 제2 출력치 생성부를 통하여 상기 에너지 저장 장치가 대기 상태로 동작하도록 하기 위한 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전송할 수 있다.In addition, the compensation power determining unit may determine that the wind power generator operates the maximum power point tracking (MPPT) scheme through the first output value generator if the difference value is less than or equal to zero A control signal may be transmitted to each of the wind turbines and a control signal may be transmitted to the energy storage device through the second output value generator to cause the energy storage device to operate in a standby state.
또한, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값은 상기 전력 계통에서 실시간으로 결정된 후 상기 상태 정보 수집부로 전송될 수 있다.Also, the active power demand value at the connection point may be determined in real time in the power system and then transmitted to the status information collector.
본 발명에 의하면 개별 풍력 발전기의 과도한 출력 변화에 따른 기계적 스트레스를 저감시켜 개별 풍력 발전기의 수명을 증가시키는 것과 동시에 전력 계통과 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, it is possible to reduce the mechanical stress caused by an excessive power change of the individual wind turbine generator, thereby increasing the lifetime of the individual wind turbine generator and effectively performing effective power control at the connection point between the power system and the wind turbine generator. .
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치의 배치 참고도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치의 블록도, 및
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법의 순서도 이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a layout reference diagram of a wind power generator effective power control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of an active power control apparatus for a wind power system according to a preferred embodiment of the present invention, and Fig.
3 is a flowchart of a method for controlling the effective power of a wind turbine in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Further, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be practiced by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치의 배치 참고도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치의 블록도 이다.FIG. 2 is a block diagram of an active power control apparatus for a wind turbine according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of an active power control apparatus for a wind turbine in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치(1)는 전력 계통(도 1의 PS)과 연결되며 복수 개의 풍력 발전기(도 1의 WT)와 에너지 저장 장치(도 1의 ESS)를 포함하는 풍력 발전 단지의 연계점(도 1의 PCC)에서의 유효 전력을 제어하기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 상태 정보 수집부(10), 보상 전력량 결정부(20), 제1 출력치 생성부(30), 및 제2 출력치 생성부(40)를 포함한다.1, a wind power system active
상태 정보 수집부(10)는 전력 계통과 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 계측값, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값, 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보, 및 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 수집한다.The state
이때, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값은 상기 전력 계통에서 실시간으로 결정된 후 상태 정보 수집부(10)로 전송될 수 있다.At this time, the active power demand value at the connection point may be determined in real time in the power system, and then may be transmitted to the status
보상 전력량 결정부(20)는 상태 수집부(10)에서 수집된 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값과 상기 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정한다.The compensation
이때, 보상 전력량 결정부(20)에서 결정되는 상기 연계점에서의 보상 전력량은 상기 연계점의 유효 전력 요구값과 상기 유효 전력 계측값의 차이값을 계산하는 방식으로 결정될 수 있다.At this time, the compensation power amount at the connection point determined by the compensation
또한, 보상 전력량 결정부(20)는 상기 차이값이 0 이하의 값을 갖는 경우 상기 각 풍력 발전 장치가 최대 전력점 추종 제어(Maximum Power Point Tracking : MPPT) 방식으로 동작할 수 있도록 하기 위한 제어 신호를 제1 출력치 생성부(30)를 통해 상기 각 풍력 발전 장치로 전송하고, 상기 에너지 저장 장치가 대기 상태로 동작할 수 있도록 하기 위한 제어 신호를 제2 출력치 생성부(40)를 통해 상기 에너지 저장 장치로 전송할 수 있으며, 최대 전력점 추종 제어의 경우 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Also, the compensation
제1 출력치 생성부(30)는 상태 정보 수집부(10)에서 수집된 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보를 이용하여 보상 전력량 결정부(20)에서 결정된 상기 연계점의 보상 전력량에 따른 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 생성한 후 상기 에너지 저장 장치(다시 말해서, 상기 에너지 저장 장치에 포함된 제어 장치(도 1의 PCS))로 전송한다.The first output
제2 출력치 생성부(40)는 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정하고, 상기 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량에 따른 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정하여 상기 각 풍력 발전기로 출력한다.The second
이때, 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 제1 출력치 생성부(30)에서 생성되는 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 전력값과 동일한 값을 가질수 있는데, 다시 말해서 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 상태를 0으로 만들기 위한 보상량일 수 있다.In this case, the output compensation amount of the energy storage device may have the same value as the power value according to the output command value of the energy storage device generated by the first output
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법의 순서도 이다.3 is a flowchart of a method for controlling the effective power of a wind turbine in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 S100에서 상태 정보 수집부(10)가 전력 계통(도 1의 PS)과 풍력 발전 단지(도 1의 WT)의 연계점(도 1의 PCC)에서의 유효 전력 계측값, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값, 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보, 및 각 풍력 발전 발전기의 운전 상태 정보를 수집한다.As shown in FIG. 3, in S100, the state
이때, S100에서 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값은 상기 전력 계통에서 실시간으로 결정된 후 상태 정보 수집부(10)로 전송될 수 있다.At this time, in step S100, the active power demand value at the connection point may be determined in real time in the power system, and then transmitted to the status
S200에서 보상 전력량 결정부(20)가 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값과 S100에서 수집된 상기 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정한다.In step S200, the compensation
이때, S200에서 상기 연계점에서의 보상 전력량은 상기 연계점에서의 유효 전력값과 상기 유효 전력 게측값의 차이값일 수 있고, S200에 이어서 상기 차이값이 0 이하의 값을 갖는 경우 보상 전력 결정부(20)로부터 제1 출력치 생성부(30) 및 제2 출력치 생성부(40)를 통하여 상기 에너지 저장 장치 및 상기 각 풍력 발전기로 전송되는 개별 제어 신호에 의해 상기 에너지 저장 장치는 대기 상태로 동작하고 상기 각 풍력 발전 장치는 최대 전력점 추정 제어(Maximum Power Point Tracking : MPPT) 방식으로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, in step S200, the compensation power amount at the linkage point may be a difference value between the active power value at the linkage point and the active power gain value, and if the difference value is equal to or smaller than 0, The energy storage device is brought into a standby state by an individual control signal transmitted from the
S300에서 제1 출력치 생성부(30)가 S200에서 결정된 상기 연계점에서의 보상 전력량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 생성한다.In S300, the first
S400에서 제2 출력치 생성부(40)가 S300에서 생성된 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정하고, S500에서 제2 출력치 생성부(40)가 상기 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량에 따른 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정한다.In step S400, the second
이때, S400에서 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 출력 전력값과 동일한 값을 가질 수 있는데, 다시 말해서 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 상태를 0으로 만들기 위한 보상량일 수 있다.In this case, the output compensation amount of the energy storage device may have the same value as the output power value according to the output command value of the energy storage device in S400. In other words, It may be a compensation amount for making the output state 0.
S600에서 제1 출력치 생성부(30)가 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 상기 에너지 저장 장치로 전송하고, 제2 출력치 생성부(40)가 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 상기 각 풍력 발전기로 전송하면 종료가 이루어진다.In S600, the first
본 발명의 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치 및 방법은 전력 계통과 연결되며 복수 개의 풍력 발전기와 에너지 저장 장치를 포함하는 풍력 발전 단지에 적용되어 전력 계통과 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력을 보상하기 위한 것으로서, 전력 계통으로부터 전송되는 연계점에서의 유효 전력 요구값과 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 연계점에서의 보상 전력량을 결정한 후 에너지 저장 장치를 이용하여 보상 전력량에 대한 1차 보상을 수행한다.An apparatus and method for controlling active power of a wind turbine in accordance with the present invention is applied to a wind turbine including a plurality of wind turbines and an energy storage device connected to a power system to compensate for an active power at a connection point between the power system and a wind turbine , And determines the amount of compensation power at the connection point by using the active power demand value at the connection point transmitted from the power system and the active power measurement value at the connection point, Perform compensation.
그리고, 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정한 후 출력 보상량에 따라 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정한 후 풍력 발전기에 의해 출력 보상량에 대한 2차 보상을 수행하게 된다.After determining the output compensation amount of the energy storage device according to the output command value of the energy storage device, the output command value of each wind turbine generator is determined according to the output compensation amount, and then the secondary compensation for the output compensation amount is performed by the wind turbine generator do.
따라서, 계통 운영자의 풍력 발전 단지 출력 감발 요구 등과 같이 현재 풍력 발전 출력 대비 큰 출력 변동이 요구되는 경우 이에 개별 풍력 발전기가 즉각 반응하여 풍력 발전기의 과도한 출력 변화에 따른 기계적 스트레스에 의해 풍력 발전기가 손상되는 것을 방지할 수 있으므로 개별 풍력 발전기의 수명을 증가시키는 것과 동시에 풍력 발전 설비 연계 Grid-Code에서 요구하는 전력 계통과 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 제어를 효율적으로 수행할 수 있게 된다.Therefore, when a large output variation is required compared to the present wind power generation output, such as a demand for output of the wind power generation complex of the system operator, the individual wind power generator immediately reacts and the wind power generator is damaged by the mechanical stress due to the excessive power change of the wind power generator It is possible to increase the lifetime of the individual wind turbine generator and effectively perform the effective power control at the connection point between the power system and the wind turbine generator required by the Grid-Code linked to the wind turbine generator.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
(1) : 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치 (10): 상태 정보 수집부
(20) : 보상 전력량 결정부 (30) : 제1 출력치 생성부
(40) : 제2 출력치 생성부(1): Active power control device (10) of a wind power generation complex:
(20): Compensation power determination unit (30): The first output value generation unit
(40): The second output value generator
Claims (9)
(a) 상기 전력 계통과 상기 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 계측값, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값, 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보, 및 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 수집하는 단계;
(b) 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값과 상기 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정하는 단계;
(c) 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 생성하는 단계;
(d) 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정하는 단계;
(e) 상기 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량에 따른 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정하는 단계; 및
(f) 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치 및 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 상기 에너지 저장 장치 및 상기 각 풍력 발전기로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 (b) 단계에서 상기 연계점에서의 보상 전력량은 상기 연계점에서의 유효 전력값과 상기 유효 전력 계측값의 차이값이며, 상기 차이값이 0 이하의 값을 갖는 경우 상기 각 풍력 발전기는 최대 전력점 추종 제어(Maximum Power Point Tracking : MPPT) 방식으로 동작하고, 상기 에너지 저장 장치는 대기 상태로 동작하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법.A method of controlling an active power of a wind turbine power plant, comprising a plurality of wind turbines and an energy storage device,
(a) collecting the active power measurement value at the connection point of the power system and the wind power generation complex, the active power demand value at the connection point, the operation state information of the energy storage device, and the operation state information of each wind power generator ;
(b) determining a compensation power amount at the linkage point using the active power demand value at the linkage point and the active power measurement value at the linkage point;
(c) generating an output command value of the energy storage device according to the amount of compensation power at the coupling point using the operation state information of the energy storage device;
(d) determining an output compensation amount of the energy storage device according to an output command value of the energy storage device;
(e) determining an output command value of each wind turbine generator according to an output compensation amount of the energy storage device, using the operating state information of each of the wind turbine generators; And
(f) transmitting an output command value of the energy storage device and an output command value of each wind turbine generator to the energy storage device and the wind turbine generator,
In the step (b), the compensation power amount at the connection point is a difference value between the active power value and the active power measurement value at the connection point, and when the difference value is 0 or less, Wherein the energy storage device operates in a maximum power point tracking (MPPT) mode, and the energy storage device operates in a standby state.
상기 (d) 단계에서,
상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 출력 전력값과 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 방법.The method according to claim 1,
In the step (d)
Wherein the output compensation amount of the energy storage device has the same value as the output power value according to the output command value of the energy storage device.
상기 전력 계통과 상기 풍력 발전 단지의 연계점에서의 유효 전력 계측값, 상기 연계점에서의 유효 전력 요구값, 상기 에너지 저장 장치의 운전 상태 정보, 및 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 수집하는 상태 정보 수집부;
상기 연계점에서의 유효 전력 요구값과 상기 연계점에서의 유효 전력 계측값을 이용하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정하는 보상 전력량 결정부;
상기 연계점에서의 보상 전력량에 따라 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치를 생성하여 상기 에너지 저장 장치로 전송하는 제1 출력치 생성부;
상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따라 결정되는 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량을 결정하고, 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량 및 상기 각 풍력 발전기의 운전 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량에 따른 상기 각 풍력 발전기의 출력 명령치를 결정하여 상기 각 풍력 발전기로 출력하는 제2 출력치 생성부를 포함하고,
상기 보상 전력량 결정부는 상기 연계점의 유효 전력 요구값과 상기 유효 전력 계측값의 차이값을 계산하여 상기 연계점에서의 보상 전력량을 결정하며, 상기 차이값이 0 이하의 값을 갖는 경우 상기 제1 출력치 생성부를 통하여 상기 각 풍력 발전기가 최대 전력점 추종 제어(Maximum Power Point Tracking : MPPT) 방식을 동작하기 위한 제어 신호를 상기 각 풍력 발전기로 전송하고, 상기 제2 출력치 생성부를 통하여 상기 에너지 저장 장치가 대기 상태로 동작하도록 하기 위한 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치.1. An active power control apparatus for a wind power generation plant connected to a power system and including a plurality of wind power generators and an energy storage device,
A state information collecting state information of an operation state of each wind power generator, an active power measurement value at a connection point between the power system and the wind power generation complex, an active power demand value at the connection point, Collecting section;
A compensation power amount determining unit for determining a compensation power amount at the connection point using the active power demand value at the connection point and the active power measurement value at the connection point;
A first output value generator for generating an output command value of the energy storage device according to a compensation power amount at the connection point and transmitting the generated output command value to the energy storage device;
Wherein the control unit determines an output compensation amount of the energy storage device determined according to an output command value of the energy storage device and outputs the output power of the energy storage device And a second output value generator for determining an output command value of each of the wind turbines according to the amount of compensation and outputting the command value to each of the wind turbines,
Wherein the compensation power determination unit determines a compensation power amount at the connection point by calculating a difference value between the active power demand value and the active power measurement value of the connection point, and when the difference value is 0 or less, Wherein each of the wind turbines transmits a control signal for operating a maximum power point tracking (MPPT) scheme to each of the wind turbines via an output value generator, And transmits a control signal for causing the apparatus to operate in a standby state to the energy storage device.
상기 제2 출력치 생성부에서 결정되는 상기 에너지 저장 장치의 출력 보상량은 상기 에너지 저장 장치의 출력 명령치에 따른 전력값과 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the output compensation amount of the energy storage device determined by the second output value generation part has the same value as the power value according to the output command value of the energy storage device.
상기 연계점에서의 유효 전력 요구값은 상기 전력 계통에서 실시간으로 결정된 후 상기 상태 정보 수집부로 전송되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 단지 유효 전력 제어 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the active power requirement value at the connection point is determined in real time in the power system and then transmitted to the status information collection unit.
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| JP2007330017A (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power stabilizing system using power storage facility, and its controller |
| KR20120083848A (en) * | 2010-11-25 | 2012-07-26 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Output control method and output control unit for wind power plant |
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