KR101475486B1 - 풍력 발전 단지의 제어 시스템 - Google Patents

풍력 발전 단지의 제어 시스템 Download PDF

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KR101475486B1 KR20130142786A KR20130142786A KR101475486B1 KR 101475486 B1 KR101475486 B1 KR 101475486B1 KR 20130142786 A KR20130142786 A KR 20130142786A KR 20130142786 A KR20130142786 A KR 20130142786A KR 101475486 B1 KR101475486 B1 KR 101475486B1
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임재성
표기찬
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

풍력 발전 단지의 제어 시스템이 개시된다. 풍력 발전 단지의 제어 시스템은, 제1 유효 전력값과 제1 무효 전력값을 포함하는 상기 풍력 발전 단지에 대한 단지 출력 지령값, 각 풍력 발전기들의 피로하중에 대한 가중 변수 및 손실되는 유효 전력량을 인자로 포함하는 목적 함수의 최소 조건을 이용하여, 상기 제1 유효 전력값과 상기 제1 무효 전력값에 부합되도록 상기 풍력 발전 단지에서 발전될 제2 유효 전력값의 합산값과 제2 무효 전력값의 합산값을 결정하고, 상기 제2 유효 전력값의 합산값과 상기 제2 무효 전력값의 합산값에 상응하는 전력량이 발전되도록 상기 풍력 발전 단지에 포함된 각 풍력 발전기에 제공할 터빈별 지령값을 생성하는 터빈별 지령값 생성부; 및 상기 생성된 터빈별 지령값을 상응하는 풍력 발전기에 제공하는 지령값 출력부를 포함한다.

Description

풍력 발전 단지의 제어 시스템{Control system for wind farm}
본 발명은 풍력 발전 단지의 제어 시스템에 관한 것이다.
풍력 발전기(혹은 풍력 터빈)는 바람에 의해 회전되는 블레이드(blade)로부터 전기 에너지를 생산하는 장치로서, 화석 연료의 고갈과 환경 문제로 인해 점차 그 중요성이 커지고 있다.
풍력 발전기는 일반적으로 풍속이 빠른 장소에 다수 설치되어 풍력 발전 단지(wind farm)를 이루고 있다. 풍향 및 풍속에 관한 계측 데이터를 이용하여 풍력 발전기가 효율적으로 운용되도록 하기 위해 제어 시스템이 구비되며, 풍력 발전 단지를 효율적으로 관리 및 운영될 수 있도록 하기 위한 제어 시스템에 관한 발명으로 한국공개특허 제2013-0078680호(풍력 발전단지의 출력 제어 시스템을 위한 단지 통합 출력 제어 장치 및 그 제어 방법), 한국공개특허 제2013-0076041호(풍력발전단지 제어장치) 등이 출원되어 있다.
종래기술에 따른 제어 시스템은 일반적으로 TSO(송전망ㆍ계통 운영자, Transmission and System Owner)로부터 제공받은 풍력단지 출력 지령값을 개별 풍력 발전기의 출력 가능값에 비례하여 지령값을 분배하는 비례 배분(propotional distribution) 기법을 이용하고 있다.
그러나, 종래기술에 따른 비례 배분 기법으로 지령값을 분배하는 풍력 발전 단지에 대한 제어는 풍력 발전시의 전력 손실이나 개별 풍력 발전기의 피로 하중이 고려되지 않는 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 한국공개특허 제2013-0078680호(풍력 발전단지의 출력 제어 시스템을 위한 단지 통합 출력 제어 장치 및 그 제어 방법) 특허문헌 2 : 한국공개특허 제2013-0076041호(풍력발전단지 제어장치)
비특허문헌 1 : 후류에 의한 풍력 터빈의 피로하중 특성(김충옥, 음학진, 남현우 - 한국태양에너지학회 논문집)
본 발명은 풍력 발전시 예상되는 전력 손실이나 풍력 발전기의 피로 하중을 고려하여 발전량을 산출하고 터빈별 지령값을 분배함으로써 최적의 풍력 발전 단지 제어가 가능해지는 풍력 발전 단지의 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전 단지의 제어 시스템에 있어서, 제1 유효 전력값(Ptotal)과 제1 무효 전력값(Qtotal)을 포함하는 상기 풍력 발전 단지에 대한 단지 출력 지령값, 각 풍력 발전기들의 피로하중에 대한 가중 변수(γ) 및 손실되는 유효 전력량(Ps)을 인자로 포함하는 목적 함수의 최소 조건을 이용하여, 상기 제1 유효 전력값(Ptotal)과 상기 제1 무효 전력값(Qtotal)에 부합되도록 상기 풍력 발전 단지에서 발전될 제2 유효 전력값의 합산값(Pav,WF)과 제2 무효 전력값의 합산값(Qav,WF)을 결정하고, 상기 제2 유효 전력값의 합산값(Pav,WF)과 상기 제2 무효 전력값의 합산값(Qav,WF)에 상응하는 전력량이 발전되도록 상기 풍력 발전 단지에 포함된 각 풍력 발전기에 제공할 터빈별 지령값을 생성하는 터빈별 지령값 생성부; 및 상기 생성된 터빈별 지령값을 상응하는 풍력 발전기에 제공하는 지령값 출력부를 포함하는 풍력 발전 단지의 제어 시스템이 제공된다.
상기 목적 함수는 하기 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112013106450644-pat00001
여기서, a1와 a2는 각각 상수값으로 지정되는 가중 변수이고, Pout은 각 풍력 발전기에서 출력되는 유효 전력값이고, Ps는 전력 케이블에서 손실되는 유효 전력값일 수 있다.
상기 제어 시스템은, 각 풍력 발전기들로부터 제공되는 개별 발전량 정보를 이용하여 상기 풍력 발전 단지에서 실제로 발전되는 제1 유효 전력값의 합산값(Pav,WF)과 제1 무효 전력값의 합산값(Qav,WF)인 총 발전량 정보를 생성하는 측정/연산부를 더 포함할 수 있고, 상기 터빈별 지령값 생성부는 상기 총 발전량 정보를 이용하여 상기 터빈별 지령값에 따른 각 풍력 발전기의 정상 동작 여부를 검증할 수 있다.
상기 터빈별 지령값은 하기 수학식에 의해 산출된 각 풍력 발전기가 발전하여야 하는 유효 전력 및 무효 전력에 대한 지령값을 포함할 수 있다.
Figure 112013106450644-pat00002
여기서, Pt는 각 풍력 발전기의 유효 전력 발전량에 대한 지령값이고, Qt는 각 풍력 발전기의 무효 전력 발전량에 대한 지령값이며, P는 현재 풍속(v)에 따른 각 풍력 발전기의 출력량 계산값이고,
Figure 112013106450644-pat00003
는 상기 풍력 발전 단지에 설치된 풍력 발전기들에 대해 산출된 출력량 계산값의 합산값일 수 있다.
상기 터빈별 지령값 생성부는 풍속이 변경되거나, 미리 지정된 시간 주기마다 상기 터빈별 지령값을 재생성할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 풍력 발전시 예상되는 전력 손실이나 풍력 발전기의 피로 하중을 고려하여 발전량을 산출하고 터빈별 지령값을 분배함으로써 최적의 풍력 발전 단지 제어가 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 제어 시스템 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 제어 방법을 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 제어 시스템 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 제어 시스템(100)은 지령값 입력부(102), 측정/연산부(104), 터빈별 지령값 생성부(106) 및 지령값 출력부(108)를 포함할 수 있다.
도시되지는 않았으나 시뮬레이션 기본 정보(예를 들어, 풍향 및 풍속에 대한 예상 바람 정보 등)를 입력받기 위한 입력부가 더 포함될 수도 있다. 예를 들어 예상 바람 정보는 풍력 발전 단지로 불 수 있는 모든 바람의 풍향/풍속에 대한 정보를 포함할 수도 있으나, 복수의 유형으로 구분한 후 각 유형별로 하나의 대표 풍향 및 풍속을 지정할 수도 있다.
지령값 입력부(102)는 TSO(송전망ㆍ계통 운영자, Transmission and System Owner)(예를 들어, 전력 거래소)로부터 해당 풍력 발전 단지가 계통에 제공할 총 유효 전력량 및 총 무효 전력량을 지정하기 위한 단지 출력 지령값을 입력받고, 입력된 단지 출력 지령값을 터빈별 지령값 생성부(106)로 제공한다.
지령값 입력부(102)는 예를 들어 밸런스 제어(balance control), 델타 제어(delta control), 파워 그라디언트 리미터(power gradient limiter) 등의 유효 전력 제어 알고리즘을 이용하여 풍력 발전 단지에 대한 유효 전력 제어를 더 수행할 수 있고, 또한 예를 들어 무효전력 제어 알고리즘이나 전압 제어 알고리즘을 이용하여 풍력 발전 단지에 대한 무효 전력 제어를 더 수행할 수도 있다.
측정/연산부(104)는 각 풍력 발전기(110-1, 110-2, 110-n, 이하 110으로 통칭함)에서 제공되는 개별 발전량 정보를 이용하여 풍력 발전 단지에서 발전되는 유효 전력값 및 무효 전력값을 합산하고, 계통 연계점에서 측정된 유효 전력, 무효 전력, 주파수 및 전압 등 중 하나 이상에 관한 정보를 수집한다.
측정/연산부(104)는 측정/연산 정보(즉, 합산한 유효 전력값과 무효 전력값에 관한 정보와, 수집한 계통 연계점에서의 유효 전력, 무효 전력, 주파수 및 전압 등 중 하나 이상에 관한 정보)를 터빈별 지령값 생성부(106)로 제공한다.
터빈별 지령값 생성부(106)는 지령값 입력부(102)로부터 입력된 단지 출력 지령값을 참조하여 각 풍력 발전기(110)에 대한 최적의 지령값(즉, 터빈별 지령값)을 생성한다. 터빈별 지령값 생성부(106)가 터빈별 지령값을 산출하는 구체적인 방법은 후술하기로 한다.
터빈별 지령값 생성부(106)는 측정/연산부(104)로부터 제공되는 풍력 발전 단지에서 실제 발전되는 유효 전력값 및 무효 전력값의 합산값을 이용하여 터빈별 지령값에 따른 발전이 정상적으로 수행되는지 여부를 검증할 수도 있다.
지령값 출력부(108)는 터빈별 지령값 생성부(106)에 의해 산출된 터빈별 지령값을 상응하는 각 풍력 발전기(110)로 입력한다.
이하, 도 2를 참조하여 터빈별 지령값 생성부(106)가 각 풍력 발전기(110)에 최적화된 터빈별 지령값을 산출하는 방법을 설명한다.
본 실시예에 따른 터빈별 지령값 생성부(106)의 터빈별 지령값 산출 과정이 명확히 이해되도록 하기 위해 종래기술에 따른 제어 시스템에서 터빈별 지령값을 산출하는 방법을 우선 설명하기로 한다.
종래기술에 따른 제어 시스템은 일반적으로 하기 수학식 1 내지 2를 이용하여 비례 배분(propotional distribution) 기법에 따라 터빈별 지령값을 산출한다.
Figure 112013106450644-pat00004
여기서, Pref,WTi는 각 풍력 발전기(110)에 전달될 유효 전력 지령값이고, Pav,WF는 각 풍력 발전기(110)의 유효 전력 출력값의 합산값이며, Pav,WTi는 각 풍력 발전기(110)에서 실제 출력되는 유효 전력값이고, Pout,WFC는 풍력 발전 단지의 총 발전 유효 전력에 대한 지령값이다.
Figure 112013106450644-pat00005
여기서, Qref,WTi는 각 풍력 발전기(110)에 전달될 무효 전력 지령값이고, Qav,WF는 각 풍력 발전기(110)의 무효 전력 출력값의 합산값이며, Qav,WTi는 각 풍력 발전기(110)에서 실제 출력되는 무효 전력값이며, Qout,WFC는 풍력 발전 단지의 총 발전 무효 전력에 대한 지령값이다.
이와 같이, 종래의 제어 시스템은 각 풍력 발전기(110)로 전달하는 지령값이 개별 풍력 발전기(110)에서 실제 출력되는 유효/무효 전력값에 비례하여 지령값을 분배하는 비례 배분 기법을 이용하고 있다.
이에 비해, 본 실시예에 따른 터빈별 지령값 생성부(106)는 전력 손실 가중치와 피로 하중 가중치 등이 고려되는 목적 함수(후술될 수학식 4 참조)를 이용하여 각 풍력 발전기(110)에 대한 최적 지령값을 산출하는 특징이 있다.
도 2를 참조하면, 제어 시스템(100)의 터빈별 지령값 생성부(106)는 단계 210에서 지령값 입력부(102)로부터 단지 출력 지령값을 입력받고, 측정/연산부(104)로부터 측정/연산 정보를 입력받으며, 개별 풍력 발전기(110)에 개별적으로 설치되거나 풍력 발전 단지의 복수 개소에 설치된 풍속 센서로부터 풍속 정보를 입력 받는다.
단계 220에서 터빈별 지령값 생성부(106)는 개별 풍력 발전기(110) 및 풍력 발전 단지에 대한 제약 조건을 산출하고, 터빈별 지령값을 생성하기 위하여 최적 조류 계산(Optical Power Flow, OPF)을 수행한다.
터빈별 지령값 생성부(106)는 하기 수학식 3을 이용하여 개별 풍력 발전기(110)에 대한 제1 제약 조건을 산출할 수 있고, 또한 입력된 단지 출력 지령값을 이용하여 풍력 발전 단지가 발전하여야 하는 유효/무효 전력량에 대한 필요값인 제2 제약 조건을 산출할 수 있다.
Figure 112013106450644-pat00006
여기서, P는 현재 풍속(v)에 대한 개별 풍력 발전기(110)의 출력량 계산값이고, ρ는 공기 밀도(1.225kg/m3)이며, A는 블레이드(blade)의 면적이고, cp는 출력 계수로서 로터(rotor)에 의해 발생된 기계적 출력과 초기 입력되는 기계적 에너지의 비로서 베츠계수라고도 하며 그 값은 예를 들어 0.593일 수 있다.
또한 터빈별 지령값 생성부(106)는 하기 수학식 4로 표현되는 목적함수를 이용하여 터빈별 지령값을 생성한다.
Figure 112013106450644-pat00007
여기서, a1와 a2는 가중 변수로서 상수값이고, γ는 각 풍력 발전기(110)의 피로 하중에 관련된 가중 변수이다. 여기서, γ는 예를 들어 "후류에 의한 풍력 터빈의 피로하중 특성(김충옥, 음학진, 남현우 - 한국태양에너지학회 논문집)" 등의 관련 논문에서 다양하게 개시된 후류나 풍속, 풍력 발전기(110)의 회전자 회전 속도 등에 따른 풍력 발전기(110)의 피로 하중에 관련된 가중 변수를 고려하여 결정될 수 있을 것이다.
그리고, Pav,WF과 Qav,WF 각각은 각 풍력 발전기(110)의 유효 전력 출력값의 합산값과 무효 전력 출력값의 합산값이고, Ptotal과 Qtotal은 계통 운영자가 제어 시스템(100)으로 제공하는 단지 출력 지령값 중 유효 전력 지령값과 무효 전력 지령값이다.
또한, Pout은 각 풍력 발전기(110)에서 출력되는 유효 전력값이고, Ps는 전력 케이블에서 손실되는 유효 전력값이다. Ps는 예를 들어 각 풍력 발전기(110)의 출력단과 전력 케이블 상의 임의의 지점에서 측정되는 유효 전력값간의 차이값으로 산출될 수 있을 것이다. 즉, Pout과 Ps의 차이는 각 풍력 발전기(110)에서 출력된 유효 전력 중 손실되는 유효 전력값을 차감하여 계통에 실제적으로 공급되는 유효 전력값을 의미한다.
수학식 4의 첫번째 항인 단지 출력 지령값 중 유효 전력 지령값과 실제 발전되는 유효 전력 출력값이 차이에 적용되는 가중치 (1-γ), 두번째 항인 단지 출력 지령값 중 무효 전력 지령값과 실제 발전되는 무효 전력 출력값의 차이에 적용되는 가중치 a1, 세번째 항인 손실되는 유효 전력량에 적용되는 가중치 a2 중 어떤 가중치을 상대적으로 크게 설정하는지에 따라 어떤 항목을 더 중시하여 목적 함수를 운용할 것인지가 달라질 수 있음이 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
그리고, 터빈별 지령값 생성부(106)는 전술한 수학식 4에 제시된 목적함수가 최소화(예를 들어, 단지 출력 지령값과 실제 출력되는 유/무효 전력량의 차이가 최소화, 또는 전력 손실이 최소화 등)되도록 γ, Pav,WF, Qav,WF 등을 조절하는 트레이드 오프(trade off) 과정을 통해, 풍력 발전기(110)에 걸리는 피로하중, 전력 손실이 고려된 풍력 발전 단지의 유효 전력 출력값의 합산값 및 무효 전력 출력값의 합산값을 산출할 수 있다.
다만 전술한 수학식 4에 의해 산출된 실제 발전될 유/무효 전력 출력값(Pav,WF 및 Qav,WF)은 앞서 산출한 제2 제약 조건을 만족하기 위해 하기 수학식 5의 조건이 만족되도록 결정될 수 있다.
Figure 112013106450644-pat00008
여기서, Pmin과 Qmin은 단지 출력 지령값에 의해 결정되는 유/무효 전력값일 수 있고, Pmax와 Qmax는 Pmin과 Qmin에 대해 소정의 마진이 적용된 값일 수 있다. Pmax와 Qmax에 적용될 마진을 어느 정도로 설정하는가에 따라 계통 운영자가 지정한 단지 출력 지령값과 실제 풍력 발전 단지의 출력의 차이가 최소화할 수도 있고, 풍력 발전 단지의 발전량이 충분한 여유를 가지도록 설정될 수도 있다.
위 과정에 의해 각 풍력 발전기(110)의 유효 전력 출력값의 합산값과 무효 전력 출력값의 합산값(Pav,WF과 Qav,WF)이 결정되면, 터빈별 지령값 생성부(106)는 현재 풍속(v)에 대한 개별 풍력 발전기(110)의 출력량 계산값으로 산출된 제1 제약조건에 상응하도록 터빈별 지령값을 생성한다.
터빈별 지령값에는 예를 들어 하기 수학식 6에 예시된 바와 같이, 각 풍력 발전기(110)가 발전하여야 하는 유효 전력 및 무효 전력에 대한 지령값이 포함될 수 있다.
Figure 112013106450644-pat00009
여기서, Pt는 개별 풍력 발전기(110)의 유효 전력 발전량에 대한 지령값이고, Qt는 개별 풍력 발전기(110)의 무효 전력 발전량에 대한 지령값이다. P는 전술한 수학식 3에 표기된 바와 같이 현재 풍속(v)에 대한 개별 풍력 발전기(110)의 출력량 계산값이고,
Figure 112013106450644-pat00010
는 풍력 발전 단지에 설치된 풍력 발전기(110)들에 대해 산출된 출력량 계산값의 합산값이다.
또한 터빈별 지령값 생성부(106)는 터빈별 지령값을 생성함에 있어, 유효 전력 및 무효 전력에 포함될 전압과 위상각에 대한 제3 제약조건을 더 설정하여 고려할 수도 있음은 당연하다.
전술한 과정에 의해 생성된 터빈별 지령값은 지령값 출력부(108)에 의해 상응하는 각 풍력 발전기(110)로 제공된다.
도 3에 도시된 터빈별 지령값 산출 및 출력 과정은 예를 들어 풍속 센서에 의한 바람 정보가 달라지는 경우 또는/및 미리 지정된 주기마다 반복적으로 수행될 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 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.
100 : 제어 시스템 102 : 지령값 입력부
104 : 측정/연산부 106 : 터빈별 지령값 생성부
108 : 지령값 출력부 110 : 풍력 발전기

Claims (5)

  1. 풍력 발전 단지의 제어 시스템에 있어서,
    제1 유효 전력값(Ptotal)과 제1 무효 전력값(Qtotal)을 포함하는 상기 풍력 발전 단지에 대한 단지 출력 지령값, 풍력 발전기의 피로하중에 대한 가중 변수(γ) 및 손실되는 유효 전력량(Ps)을 인자로 포함하는 목적 함수의 최소 조건을 이용하여,
    상기 제1 유효 전력값(Ptotal)과 상기 제1 무효 전력값(Qtotal)에 부합되도록 상기 풍력 발전 단지에서 발전될 제2 유효 전력값의 합산값(Pav,WF)과 제2 무효 전력값의 합산값(Qav,WF)을 결정하고,
    상기 제2 유효 전력값의 합산값(Pav,WF)과 상기 제2 무효 전력값의 합산값(Qav,WF)에 상응하는 전력량이 발전되도록 상기 풍력 발전 단지에 포함된 각 풍력 발전기에 제공할 터빈별 지령값을 생성하는 터빈별 지령값 생성부; 및
    상기 생성된 터빈별 지령값을 상응하는 풍력 발전기에 제공하는 지령값 출력부를 포함하는 풍력 발전 단지의 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 목적 함수는 하기 수학식으로 표현되는, 풍력 발전 단지의 제어 시스템.
    Figure 112013106450644-pat00011

    여기서, a1와 a2는 각각 상수값으로 지정되는 가중 변수이고, Pout은 각 풍력 발전기에서 출력되는 유효 전력값이고, Ps는 전력 케이블에서 손실되는 유효 전력값임.
  3. 제1항에 있어서,
    각 풍력 발전기들로부터 제공되는 개별 발전량 정보를 이용하여 상기 풍력 발전 단지에서 실제로 발전되는 제1 유효 전력값의 합산값(Pav,WF)과 제1 무효 전력값의 합산값(Qav,WF)인 총 발전량 정보를 생성하는 측정/연산부를 더 포함하되,
    상기 터빈별 지령값 생성부는 상기 총 발전량 정보를 이용하여 상기 터빈별 지령값에 따른 각 풍력 발전기의 정상 동작 여부를 검증하는, 풍력 발전 단지의 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터빈별 지령값은 하기 수학식에 의해 산출된 각 풍력 발전기가 발전하여야 하는 유효 전력 및 무효 전력에 대한 지령값을 포함하는, 풍력 발전 단지의 제어 시스템.
    Figure 112013106450644-pat00012

    여기서, Pt는 각 풍력 발전기의 유효 전력 발전량에 대한 지령값이고, Qt는 각 풍력 발전기의 무효 전력 발전량에 대한 지령값이며, P는 현재 풍속(v)에 따른 각 풍력 발전기의 출력량 계산값이고,
    Figure 112013106450644-pat00013
    는 상기 풍력 발전 단지에 설치된 풍력 발전기들에 대해 산출된 출력량 계산값의 합산값임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터빈별 지령값 생성부는 풍속이 변경되거나, 미리 지정된 시간 주기마다 상기 터빈별 지령값을 재생성하는, 풍력 발전 단지의 풍력 발전기 제어 시스템.
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