KR101709972B1 - 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 풍력 단지 제어 방법은, 풍력 터빈 단위의 손실을 합산/참조하여 풍력 터빈들에서 출력할 유효 전력들을 할당하고, 풍력 터빈 어레이 단위의 손실을 합산/참조하여 풍력 터빈들에서 출력할 무효 전력들을 할당하며, 할당결과에 따라 풍력 터빈들을 제어한다. 이에 의해, 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지에 대해 최적의 제어가 가능하여, 궁극적으로는 발전 효율을 극대화하고 유지 비용을 극소화할 수 있게 된다.

Description

다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법{Control System and Method for Windfarm with Various Wind Turbines}
본 발명은 풍력 단지 제어 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
풍력 단지는, 육상이나 해상에서 자연의 바람으로 에너지를 얻는 풍력 터빈들이 많이 설치되어 있는 장소이다. 독일, 미국, 덴마크 등 전세계에서 널리 연구/실용화하고 있으며, 우리 나라에도 소규모의 풍력 단지가 조성되어 있다.
풍력 단지는 계통 운영자가 요구하는 전력을 생산하여 제공하여야 함은 물론, 계통 연계 기준에 적합하도록 운영되어야 하고, 계통 운영자가 허용하는 범위 내에서 전력 생산량을 극대화하는 것이 중요하다.
더 나아가, 발전 설비의 기계적 부하 감소를 최소화하여 에너지 생산 비용을 최소화시키고, 유지 보수 비용을 절감하는 것 역시 필요하다.
현재, 풍력 단지를 구성하는 풍력 터빈들은 다양한 종류로 구성되고 있다. 이에, 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지의 최적 제어 방안에 대한 모색이 요청된다.
한국공개특허 2013-0067683(2013.06.25) : 풍력발전장치 및 그 제어방법 한국공개특허 2011-0014972(2011.02.14) : 풍력 발전 장치 및 그 제어 방법
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 풍력 단지 제어 방법은, 풍력 단지를 구성하는 풍력 터빈들에서 출력할 유효 전력들을 할당하는 제1 할당단계; 상기 풍력 터빈들에서 출력할 무효 전력들을 할당하는 제2 할당단계; 및 할당된 유효 전력들 및 무효 전력들에 따라 상기 풍력 터빈들을 제어하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 할당단계는, 풍력 터빈 단위의 손실을 합산하여, 상기 유효 전력들을 할당하는데 참조하고, 상기 제2 할당단계는, 풍력 터빈 어레이 단위의 손실을 합산하여, 상기 무효 전력들을 할당하는데 참조한다.
그리고, 상기 풍력 터빈들은, 이종의 풍력 터빈들을 포함하며, 이종의 풍력 터빈으로 모델링되어 있을 수 있다.
또한, 풍력 터빈 모델은, 바람, 유효 전력 커맨드, 무효 전력 커맨드 중 적어도 하나를 입력으로, 유효 전력, 무효 전력, 추력 계수, 로터 속도, 발전기 토크, 피치 및 추력 중 적어도 하나를 출력으로 하는 모델일 수 있다.
그리고, 상기 제1 할당단계는, 상기 풍력 터빈들에서 출력될 유효 전력들의 합이 상기 풍력 발전 단지에서 출력될 전체 유효 전력을 만족시키되, 상기 풍력 터빈들에서 부하들의 합이 최소가 되도록 상기 유효 전력들을 할당할 수 있다.
또한, 상기 제2 할당단계는, 풍력 터빈 어레이들에서 무효 전력에 의한 손실 계수들의 합이 최소가 되도록 상기 무효 전력들을 할당할 수 있다.
그리고, 상기 제어 단계는, 각각의 풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점에, 각각의 풍력 터빈이 할당된 유효 전력들 및 무효 전력들에 따라 발전을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 풍력 단지에 입사되는 바람의 계측이 수행되는 지점과 대상 풍력 터빈의 위치 간의 거리, 상기 계측된 바람의 풍속, 상기 대상 풍력 터빈의 위치에서의 바람의 풍속 및 상기 바람의 계측 시점을 이용하여, 상기 계측된 바람이 상기 각각의 풍력 터빈의 위치에 도달하는 시점을 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 풍력 단지 제어 시스템은, 풍력 단지를 구성하는 풍력 터빈들에서 출력할 유효 전력들과 무효 전력들을 할당하는 처리부; 및 할당된 유효 전력들 및 무효 전력들에 따른 상기 풍력 터빈들의 제어 명령을 상기 풍력 터빈들에 전송하는 통신부;를 포함하고, 상기 처리부는, 풍력 터빈 단위의 손실을 합산하여, 상기 유효 전력들을 할당하는데 참조하고, 풍력 터빈 어레이 단위의 손실을 합산하여, 상기 무효 전력들을 할당하는데 참조한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지에 대해 최적의 제어가 가능하여, 궁극적으로는 발전 효율을 극대화하고 유지 비용을 극소화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 단지 제어 시스템을 도시한 도면,
도 2는 풍력 터빈 모델을 상세히 나타낸 도면,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 단지 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 7은 감소 계수 산출의 부연 설명에 제공되는 도면,
도 8 내지 도 10은, 동기화 처리에 의한 풍력 터빈 제어 과정의 부연 설명에 제공되는 도면,
도 11은 풍력 단지에서 풍력 터빈 및 풍력 터빈 어레이 배치 상태를 나타낸 도면, 그리고,
도 12 및 도 13은, 풍력 터빈들의 상태 및 출력 화면을 예시한 도면들이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 단지 제어 시스템을 도시한 도면이다. 실시간 제어에 적합하도록, 본 발명의 실시예에 따른 풍력 단지 제어 시스템은, 실시간 객체 프레임워크(Real-time Object Framework)로 구현한다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력 단지 제어 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, CDM 관리자(Common Data Model Manager)(121), 병렬 처리 관리자(Parallel Processing Manager)(122), 통신 관리자(Communication Manager)(123) 및 데이터 수집 관리자(Data Logging Manager)(124)를 포함한다.
CDM 관리자(121)는 다양한 풍력 터빈 모델들을 보유하고 있으며, 풍력 단지에 설치된 풍력 터빈 모델을 제공한다. 또한, CDM 관리자(121)는 관리자가 설정한 파라미터들을 기반으로 새로운 풍력 터빈 모델을 생성하는 것도 가능하다. 해당 풍력 터빈 모델을 보유하고 있지 않은 경우를 위함이다.
병렬 처리 관리자(122)는 풍력 단지의 바람장을 생성하고, 생성된 바람장을 기반으로 풍력 터빈들의 상태와 출력을 예측하여, 예측 결과를 기초로 풍력 터빈들을 제어한다.
통신 관리자(123)는 풍력 터빈들과 통신하여 제어 명령을 전달한다. 또한, 통신 관리자(123)는 외부 서버 및 DB와 데이터 통신을 관리하는 모듈로, 풍력 단지 제어에 필요한 모델과 파라미터를 외부로부터 수신할 수 있고, 제어 결과를 외부에 전송할 수 있다.
도 2는 풍력 터빈 모델(Wind Turbine Model)을 상세히 나타낸 도면이다. 풍력 터빈 모델은 실제 풍력 터빈을 모사한 모델로, 10ms 단위로 입/출력이 이루어지도록 하여 실제 풍력 터빈과 매우 유사한 결과를 도출하도록 구성한다. 또한, 풍력 터빈 모델은 제조사, 기종 및 사양에 따라 각각 별개로 마련한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 풍력 터빈 모델은, 바람(wind), 유효 전력 커맨드(p_cmd), 무효 전력 커맨드(q_cmd)를 입력으로 한다.
여기서, 바람(wind)은 풍력 터빈으로 입사되는 바람에 대한 파라미터이고, 유효 전력 커맨드(p_cmd)는 풍력 터빈에서 출력되어야(생산해야) 할 유효 전력을 나타내며, 무효 전력 커맨드(q_cmd)는 풍력 터빈에서 출력되어야(생산해야) 할 무효 전력을 나타낸다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 풍력 터빈 모델은, 유효 전력(p_out), 무효 전력(q-out), 추력 계수(Ct), 로터 속도(rot_spd), 발전기 토크(gen_torq), 피치(pitch) 및 추력(fth)을 출력으로 한다.
이하에서, 도 1에 도시된 시스템에 의한 풍력 단지 제어 과정에 대해, 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 단지 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 병렬 처리 관리자(122)가 풍력 단지 제어에 필요한 프로그램들을 초기화하고(S210), 풍력 단지에 입사될 바람의 풍황(Wind Condition)을 계측한다(S220). 풍황 계측은 풍력 단지의 Met Mast(미도시)를 통해 이루어진다.
다음, 병렬 처리 관리자(122)는, S220단계에서 계측된 풍황 정보에 기초하여, 풍력 터빈들에 출력할 유효 전력들을 할당한다(S230). S230단계의 상세 과정이 도 4에 도시되어 있다.
풍력 단지에서 출력할 전체 유효 전력을 풍력 터빈들 각각에 할당하기 위해, 병렬 처리 관리자(122)는 먼저 해당 알고리즘을 초기화하고(S310), 목적함수를 호출한다(S320). 목적함수의 루틴은 도 5에 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 목적함수를 통해, 병렬 처리 관리자(122)는 도 3의 S220단계에서 계측된 바람으로부터 후류를 계산하여 풍력 단지의 바람장을 생성한다(S510).
후류 계산 시에는, 앞에 배치된 적어도 하나의 풍력 터빈에 의해 바람이 감소되는 정도를 나타내는 감소 계수를 산출하고, 계측된 풍속에 감소 계수를 적용하여 풍력 터빈들에 입사될 바람의 풍속을 산출한다.
이를 테면, 특정 풍력 터빈의 앞에 배치된 풍력 터빈이 N개인 경우, 앞에 배치된 풍력 터빈들 각각에 의한 감소 계수를 N개 산출하고, N개의 감소 계수를 합하여(또는, 곱하여) 해당 풍력 터빈에 대한 감소 계수를 산출하게 된다.
감소 계수를 구하는 과정에 대해 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 도 7은 후류에 따른 감소 계수 산출 과정의 설명에 제공되는 도면이다. 도 7에서는, 풍력 터빈-1(710), 풍력 터빈-2(720), 및 풍력 터빈-3(730)이 배치되어 있는 풍력 단지를 상정하였다.
도 7에 도시된 바와 같이, 풍력 터빈들이 배치된 지점들을 기준으로 뒷 영역은 후류에 의해 바람이 감소되는 영역, 즉, 감소 계수가 적용되어야 하는 영역이다. 도 7에서 풍력 터빈-1(710)에 의한 감소 계수는 a1이고, 풍력 터빈-2(720)에 의한 감소 계수는 a2이고, 풍력 터빈-3(730)에 의한 감소 계수는 a3이다. 따라서,
1) 영역-1(701)은 풍력 터빈-1(710)의 후류에만 영향을 받는 영역이므로, 영역-1(701)의 감소 계수는 a1이고,
2) 영역-2(702)는 풍력 터빈-2(720)의 후류에만 영향을 받는 영역이므로, 영역-2(702)의 감소 계수는 a2이며,
3) 영역-3(703)은 풍력 터빈-1(710)과 풍력 터빈-2(720)의 후류에 동시에 영향을 받는 영역이므로, 영역-3(703)의 감소 계수는 a1+a2(또는, a1*a2)이고,
4) 영역-4(704)는 풍력 터빈-1(710)과 풍력 터빈-3(730)의 후류에 동시에 영향을 받는 영역이므로, 영역-4(704)의 감소 계수는 a1+a3(또는, a1*a3)이며,
5) 영역-5(705)는 풍력 터빈-2(720)와 풍력 터빈-3(730)의 후류에 동시에 영향을 받는 영역이므로, 영역-5(705)의 감소 계수는 a2+a3(또는, a2*a3)이고,
6) 영역-6(706)은 풍력 터빈-1(710), 풍력 터빈-2(720) 및 풍력 터빈-3(730)의 후류에 동시에 영향을 받는 영역이므로, 영역-6(706)의 감소 계수는 a1+a2+a3(또는, a1*a2*a3)이다.
이와 같은 방법에 의할 경우, 풍력 터빈-2(720)은 영역-1에 배치되어 있으므로, 감소 계수가 a1이다. 그리고, 풍력 터빈-3(730)은 영역-3에 배치되어 있으므로, 감소 계수가 a1+a2(또는, a1*a2)가 된다 .
이와 같은 방법을 통해, 병렬 처리 관리자(122)는 감소 계수를 산출하고, 계측된 풍속에 감소 계수를 적용함으로써 풍력 터빈들에 입사될 바람의 풍속을 산출할 수 있게 된다.
이와 같은 과정에 의해, 각 풍력 터빈들에 입사되는 바람의 풍황이 결정된다. 병렬 처리 관리자(122)는 이를 기반으로 풍력 터빈들의 추력들을 계산하여 출력 예상 유효 전력을 산출하고(S520), 풍력 터빈들의 코스트 함수들을 산출하여 예상 부하를 산출한다(S530).
여기서, 예상 부하는 S520단계에서 산출된 예상 유효 전력을 출력함으로 인해 발생되는 풍력 터빈의 기계적 부하를 나타낸다. 한편, S520단계 및 S530단계는 풍력 터빈들 각각에 대해 병렬적으로 수행한다. 연산 시간을 단축을 위함이다.
도 4로 회귀하여 설명한다. 병렬 처리 관리자(122)는 도 6의 S520단계 및 S530단계에서의 결과를 기초로 풍력 터빈들 각각에 대해 출력할 유효 전력들을 할당하는데(S330), 최적으로 할당되었는지 확인한다(S340). 만약, 최적 할당이 아닌 경우(S340-N), 병렬 처리 관리자(122)는 S320단계부터 재수행한다.
한편, 반복 횟수에 제한을 두는 것이 가능하다. 이 횟수 제한은 풍력 터빈들의 후류에 의한 감소 계수들을 기반으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 반복 가능 횟수가 감소 계수들 중 최소값에 반비례하도록 결정하는 것이다.
예를 들어, 최소 감소 계수가 0.9인 경우 최대 반복 횟수는 30회로 제한하고, 최소 감소 계수가 0.8인 경우 최대 반복 횟수는 40회로 제한하며, 최소 감소 계수가 0.7인 경우 최대 반복 횟수는 50회로 제한하는 것이다.
최소 감소 계수가 작을수록 최적 할당이 어렵기 때문에, 반복 가능 횟수가 높게 설정되도록 한 것이다.
최적 할당은, 풍력 터빈들 각각에 할당된 유효 전력들 및 그에 따른 부하들에 기초하여, 풍력 터빈들 유효 전력들의 합이 풍력 단지에서 출력하여야 할 유효 전력과 같은 상태에서 부하들의 합이 최소가 되도록 하는 것이다.
즉, 최적 할당은, 풍력 터빈들에 가해질 부하들의 합이 최소가 되는 것이다. 풍력 터빈에 가해질 부하는, 풍력 터빈에 입사될 풍황, 출력해야 할 유효 전력을 코스트 함수에 대입하여 계산할 수 있다.
도 5에 의해, 풍력 터빈들의 부하들의 합이 최소가 되도록 풍력 터빈들의 출력 비율을 결정하게 된다.
예를 들어, [풍력 터빈-1, 2, 3, 4]가 각각 [40kW, 30kW, 20kW, 10kW]를 생산하는 경우 기계적 부하 전체가 100kJ인데 반해, [30kW, 30kW, 20kW, 20kW]를 생산하는 경우 기계적 부하 전체가 90kJ인 경우, 풍력 터빈들에 대한 발전 요구량은 [30kW, 30kW, 20kW, 20kW]로 결정된다.
한편, [풍력 터빈-1, 2, 3, 4]가 각각 [30kW, 20kW, 30kW, 20kW]를 생산하는 경우 기계적 부하 전체가 85kJ이라면, 풍력 터빈들에 대한 발전 요구량은 [30kW, 20kW, 30kW, 20kW]로 변경될 것이다.
다시, 도 3으로 회귀하여 설명한다. S230단계에 의해 풍력 터빈들에 유효 전력 할당이 완료되면, 병렬 처리 관리자(122)는 풍력 터빈들에 무효 전력들을 할당한다(S240). S240단계의 상세 과정이 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 병렬 처리 관리자(122)는 풍력 터빈들의 예상 무효 전력을 산출하고(S410), 풍력 터빈 어레이 단위로 무효 전력에 의한 손실 계수를 산출한다(S420).
도 11은 풍력 단지에서 풍력 터빈들의 배치 상태를 나타낸 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 풍력 터빈들은 케이블로 연결되는데, 케이블로 연결된 풍력 터빈들이 풍력 터빈 어레이를 구성한다. 도 11에 도시된 바에 따르면, 풍력 단지에 7개의 풍력 터빈 어레이가 형성되어 있다.
이후, 병렬 처리 관리자(122)는 풍력 터빈들에 대해 무효 전력들을 할당한다(S430). S430단계에서의 무효 전력 할당은, 풍력 터빈 어레이들의 손실 계수들의 합이 최소가 되도록, 풍력 터빈들의 무효 전력들을 조정하는 과정에 의해 수행된다.
무효 전력 할당은 풍력 터빈 단위로 이루어지고, 손실 계수 산출은 풍력 터빈 어레이 단위로 이루어짐에 유념하여야 한다. S430단계가 완료되면, 풍력 터빈들에 대해 할당할 무효 전력들이 결정된다(S440).
다시, 도 3으로 회귀하여 설명한다. S230단계 및 S340단계에 의해 풍력 터빈들에 유효 전력과 유효 전력 할당이 결정되면(S250), 병렬 처리 관리자(122)는 동기화 처리를 통해, 각각의 풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점에, 각각의 풍력 터빈이 할당된 유효/무효 전력에 따라 발전을 수행하도록 제어한다(S260).
풍력 터빈들에 요구할 유효/무효 전력을 적용해야 하는 시점들이 풍력 터빈의 위치에 따라 달라지게 되므로, 병렬 처리 관리자(122)는 각각의 풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점에, 각각의 풍력 터빈이 할당된 유효/무효 전력에 따라 발전을 수행하도록 제어하게 된다.
구체적으로, 병렬 처리 관리자(122)는 계측된 바람이 각각의 풍력 터빈의 위치에 도달하는 시점을 산출한다. 이때, 병렬 처리 관리자(122)는 계측이 수행되는 지점과 대상 풍력 터빈의 위치 간의 거리, 계측된 바람의 풍속, 대상 풍력 터빈의 위치에서의 바람의 풍속, 및 바람의 계측 시점을 이용하여, 계측된 바람이 각각의 풍력 터빈의 위치에 도달하는 시점을 산출하게 된다. 그리고, 병렬 처리 관리자(122)는 각각의 풍력 터빈이 각각에 대해 산출된 시점에 풍력 터빈 별 유효/무효 전력에 따라 발전을 수행하도록 제어하게 된다.
풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점을 산출하는 방법에 대해, 도 8 내지 도 10을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 8은 풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점을 산출하는 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 8에는 풍력 터빈-1(WT(1))(810), 풍력 터빈-2(WT(2))(820), 및 풍력 터빈-3(WT(3))(830)이 도시되어 있다. 그리고, 풍력 터빈-1(810)과 풍력 터빈-2(820)의 거리는 5D(=500m)이고, 풍력 터빈-2(820)과 풍력 터빈-3(830)의 거리는 6D(=600m)이다.
이와 같은 상황에서, 풍력 터빈-1(810)에 입사되는 초기 바람(u)이 10m/s이고, 풍력 터빈-2(820)에 입사되는 바람(u')이 9m/s라면, 풍력 터빈-1(810)에서 풍력 터빈-2(820)까지 바람이 가는데 걸리는 시간은 500/((u+u')/2)=52.632초이다. 따라서, 풍력 터빈-1(810)에 입사된 바람과 같은 바람이 풍력 터빈-2(820)은 약 52초 후에 입사되는 것이다. 따라서, 풍력 터빈-2(820)에 할당된 유효/무효 전력을 적용하는 시점은 풍력 터빈-1(810)에 할당된 유효/무효 전력을 적용하는 시점보다 약 52초 느려야하게 된다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 풍력 터빈-2(820)의 제어 테이블에는 전달 시간이 기록되어 있으며, 병렬 처리 관리자(122)는 입력 시간에 전달 시간을 더한 시점에 할당된 유효/무효 전력을 적용시키게 된다.
또한, 도 10은 특정 시점의 풍력 터빈별 제어 테이블의 일 예를 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 병렬 처리 관리자(122)는 각 시점마다 풍력 터빈별 적용 예측 풍속 및 요구 발전량에 대한 테이블을 관리하게 된다. 도 10은 t+52.632초가 된 시점의 풍력 터빈별 제어 테이블을 도시하고 있으며, t+52.632초가 된 시점에 풍력 터빈-2(820)인 WT(2)는 예측 풍속이 9m/s이고 요구 발전량이 4MW인 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해, 병렬 처리 관리자(122)는 각각의 풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점에, 각각의 풍력 터빈이 상기 풍력 터빈 별 산출된 요구 발전량에 따라 발전을 수행하도록 제어할 수 있게 된다. 이에 따라, 병렬 처리 관리자(122)는 복수의 풍력 터빈을 적절한 시점으로 동기화하여 각각에 요구 발전량을 할당할 수 있게 된다.
이후, 병렬 처리 관리자(122)는 S220단계 내지 S260단계를 풍력 단지에 입사될 다음 바람에 대해 반복하여(S270), 풍력 단지 제어가 실시간으로 이루어지도록 한다.
이 과정에서, 병렬 처리 관리자(122)는 도 12 또는 도 13에 도시된 바와 같이, 풍력 터빈들의 상태 및 출력에 대해, 데이터 또는 그래프로 정보를 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
121 : CDM 관리자(Common Data Model Manager)
122 : 병렬 처리 관리자(Parallel Processing Manager)
123 : 통신 관리자(Communication Manager)
124 : 데이터 수집 관리자(Data Logging Manager)

Claims (8)

  1. 풍력 단지를 구성하는 풍력 터빈들에서 출력할 유효 전력들을 할당하는 제1 할당단계;
    상기 풍력 터빈들에서 출력할 무효 전력들을 할당하는 제2 할당단계; 및
    할당된 유효 전력들 및 무효 전력들에 따라 상기 풍력 터빈들을 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 할당단계는,
    풍력 터빈 단위의 손실을 합산하여, 상기 유효 전력들을 할당하는데 참조하고,
    상기 제2 할당단계는,
    풍력 터빈 어레이 단위의 손실을 합산하여, 상기 무효 전력들을 할당하는데 참조하는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 풍력 터빈들은,
    이종의 풍력 터빈들을 포함하며, 이종의 풍력 터빈으로 모델링되어 있는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    풍력 터빈 모델은,
    바람, 유효 전력 커맨드, 무효 전력 커맨드 중 적어도 하나를 입력으로,
    유효 전력, 무효 전력, 추력 계수, 로터 속도, 발전기 토크, 피치 및 추력 중 적어도 하나를 출력으로 하는 모델인 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 할당단계는,
    상기 풍력 터빈들에서 출력될 유효 전력들의 합이 상기 풍력 단지에서 출력될 전체 유효 전력을 만족시키되, 상기 풍력 터빈들에서 부하들의 합이 최소가 되도록 상기 유효 전력들을 할당하는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 할당단계는,
    풍력 터빈 어레이들에서 무효 전력에 의한 손실 계수들의 합이 최소가 되도록 상기 무효 전력들을 할당하는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    각각의 풍력 터빈의 위치에 대응되는 시점에, 각각의 풍력 터빈이 할당된 유효 전력들 및 무효 전력들에 따라 발전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어 단계는,
    상기 풍력 단지에 입사되는 바람의 계측이 수행되는 지점과 대상 풍력 터빈의 위치 간의 거리, 상기 계측된 바람의 풍속, 상기 대상 풍력 터빈의 위치에서의 바람의 풍속 및 상기 바람의 계측 시점을 이용하여, 상기 계측된 바람이 상기 각각의 풍력 터빈의 위치에 도달하는 시점을 산출하는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 방법.
  8. 풍력 단지를 구성하는 풍력 터빈들에서 출력할 유효 전력들과 무효 전력들을 할당하는 처리부;
    할당된 유효 전력들 및 무효 전력들에 따른 상기 풍력 터빈들의 제어 명령을 상기 풍력 터빈들에 전송하는 통신부;를 포함하고,
    상기 처리부는,
    풍력 터빈 단위의 손실을 합산하여, 상기 유효 전력들을 할당하는데 참조하고,
    풍력 터빈 어레이 단위의 손실을 합산하여, 상기 무효 전력들을 할당하는데 참조하는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 제어 시스템.
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