KR101847991B1

KR101847991B1 - 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러

Info

Publication number: KR101847991B1
Application number: KR1020170072372A
Authority: KR
Inventors: 홍사혁
Original assignee: 주식회사 에니텍시스
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-04-11

Abstract

본 발명은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러에 관한 것으로, 강풍이 부는 환경에서 풍력발전기의 날개부가 과회전하는 경우에, 풍력발전전압이 상승하여 풍력발전기의 제어부, 충전부(에너지 저장부) 및 날개부의 손상이 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위하여, 풍력발전기에 강풍발전모드를 적용하여 안정적인 출력전압으로 강풍에서도 효율적인 발전량을 산출하기 위하여, 다이내믹 브레이킹(Dynamic Braking)과 쇼트 브레이킹(Line Short Braking)을 포함하는 풍력발전기 제동장치의 제어 방법인 강풍제어모드를 제공한다.

Description

풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러 { Method for strong wind generation mode of a wind power generator and wind power generator controller using the method }

본 발명은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 강풍이 부는 환경에서 풍력발전기의 날개부가 과회전하는 경우에, 풍력발전전압이 상승하여 풍력발전기의 제어부, 충전부(에너지 저장부) 및 날개부의 손상이 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위하여, 풍력발전기에 강풍발전모드를 적용하여 안정적인 출력전압으로 강풍에서도 효율적인 발전량을 산출하게 되는 방법을 포함하는, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러에 관한 것이다.

일반적으로, 풍력발전기는 바람의 에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력 발전기의 날개를 자연적인 바람으로 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산한다. 풍력 발전기는 크게 날개, 변속장치, 발전기의 세 부분으로 구성되며, 날개는 바람에 의해 회전되어 풍력 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 장치이고, 변속장치는 날개에서 발생한 회전력이 중심 회전축을 통해서 변속기어에 전달되어 발전기에서 요구되는 회전수로 높여서 발전기를 회전시킨다.

그런데 바람의 속도가 강한 태풍이나 강풍 등이 부는 환경에서 풍력발전기의 날개가 과도하게 높은 속도로 회전할 경우에 부품의 물리적인 파손 및 과도한 전기의 생산으로 인한 풍력발전기의 고장이나 손상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위한 종래의 기술로 한국 등록특허 10-0798939호 '풍력발전기 강풍제어장치'가 제시되어 있으며, 바람에 의해 회전 운동하는 회전날개가 구비된 회전부의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전기와 본체 사이에 한쌍의 브레이크 디스크와 마찰패드가 소정의 간격만큼 이격되게 배치되어 회전날개가 허용속도 이상으로 회전시 스프링의 반력을 갖는 브레이크 디스크를 마찰패드에 접촉시켜 회전날개가 허용속도 이상으로 회전하는 것을 제어하는 풍력발전기로써, 상기 본체의 내치기어에 발전기의 발전기축을 조립하여 발전기축에 형성되는 샤프트기어가 내치기어를 따라 전,후로 슬라이딩되면서 브레이크디스크를 마찰패드에 접촉시키도록 구성하되, 상기 스프링은 발전기축의 나사탭에 형성되는 너트에 일측단을 고정하고 타측단은 발전기축의 선단부를 지지하는 고정판의 스프링커버에 각각 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한 한국 등록특허 10-1361042호 '수직축 풍력발전기용 과풍속 제동장치'는

과풍속의 발생시 코일여자부에 전류를 공급하여 와전류를 발생시킴으로써 비접촉식으로 풍력발전기의 회전자가 정격 속도 이상으로 회전되는 것을 방지하는 방식으로, 지주에 설치되는 수직축 풍력발전기에 있어서 적어도 하나의 블레이드가 연결된 회전자와 상기 회전자의 회전을 통해 전력을 발생시키는 고정자가 구비되는 발전기; 상기 회전자의 하부에 배치되는 판상의 도체 디스크와 상기 지주에 고정설치되어 외부로부터 전류를 공급받아 자속을 만들어 주는 코일여자부가 구비되는 제동부; 및 상기 회전자의 회전속도를 검출하여 상기 코일여자부 측으로 전류의 공급을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 과풍속시 상기 코일여자부를 자화시켜 상기 도체 디스크에 와전류에 의한 제동토크를 발생시킴으로써 상기 회전자가 정격속도 이내로 회전되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그런데, 종래의 풍력발전기 제동장치에 있어서, 기계식 풍력발전 제동장치는 전방에서 부는 강풍에 의해 날개부가 후방으로 밀리면서 제동장치의 트리거가 작동하는 방식으로 제조되므로, 후면과 측면 등에서 부는 강풍에 대해서는 제동이 되지 못하는 한계점이 있었다. 또한 상기 수직축 풍력발전기용 과풍속 제동장치는 날개부의 회전속도를 검출하여 과풍속시 코일여자부에 전류를 공급하여 코일여자부에서 발생하는 와전류로 제동토크를 형성하는 단순한 구조이므로, 비정기적인 시간 간격으로 강풍이 부는 경우와 장시간의 강풍이 부는 경우에 계획적인 대응이 어렵고, 배터리에 축적된 전력량을 고려하지 않고 풍속에 따른 과풍속의 제동이 되므로 전력의 충전과 사용이 비효율적이게 되는 한계점이 있었다.

한국 등록특허 제 10-0798939호 한국 등록특허 제 10-1361042호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 상기의 목적을 달성하기 위하여

첫째, 과풍속시 풍력발전기 제동력의 크기를 높이기 위한 2가지 제동 방법을 포함하는 풍력발전기 제동장치의 제어 방법인 강풍제어모드를 제공하고,

둘째, 과풍속이 일정 시간동안 일정 횟수 이상 반복되는 경우에 풍력발전기의 손상을 방지하고자 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 풍력발전기 제동을 실시하기 위한 제어 방법을 제공하고,

셋째, 과풍속 여부를 판단하는 기준이 날개부의 RPM(분당 회전수)인 경우에 발생하는 문제점들을 해소하기 위하여 풍력발전전압을 과풍속 판단의 기준으로 RPM과 동시에 모니터링 하여 적용하는 제어 방법을 제공하고,

넷째, 과풍속을 판단하는 기준값을 풍력발전기에서 변경하기가 불가능하거나 까다로웠던 불편함을 해소하고자 무선으로 편리하게 과풍속 판단 기준값(본 발명에서의 기준값은 풍력발전전압 및 분당회전수(RPM)임)을 변경할 수 있는 제어 방법을 제공하고,

다섯째, 배터리의 전력 충전 상태가 완전 충전에 가까워지는 경우에 풍력발전전압이 유지되면 배터리의 과충전이 발생할 수 있는 문제를 해결하고자 배터리의 전력 충전 상태에 따라서 풍력발전기 제동장치의 작동을 제어할 수 있는 제어 방법을 포함하는, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제동 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러를,

첫째, 과풍속시 풍력발전기를 제동하는 방식으로 풍력발전의 전력을 저항으로 흘려보내 풍력발전의 제동력을 확보, 부하량을 PWM 방식으로 제어하는 다이내믹 브레이킹(Dynamic Braking)과 풍력발전기의 3상 선을 서로 쇼트(Short) 시켜서 제동력을 최대한 확보하는 라인 쇼트 브레이킹(Line Short Braking)을 포함하는 풍력발전기 제동장치의 제어 방법인 강풍제어모드를 제공하고,

둘째, 과풍속이 일정 시간 동안 일정 횟수 이상 반복되는 경우에 미리 설정된 시간 동안 지속적으로 풍력발전기의 제어가 이루어져 풍력발전기의 손상을 방지하고 안정적 발전량을 유지하는 강풍제어모드 제어 방법을 제공하고,

셋째, 과풍속 여부의 판단 기준이 날개부의 RPM(분당 회전수)과 함께, 실시간으로 측정된 풍력발전전압으로 적용되는 제어 방법을 제공하고,

넷째, 과풍속을 판단하는 기준값을 사용자가 직접 변화시킬 수 있으며 풍력발전기의 제어부와 유선으로 연결된 컨트롤러로 기준값을 조정하거나, 상기 풍력발전기의 제어부와 무선으로 연결된 휴대용 무선기기에서 편리하게 과풍속 판단 기준값을 변경할 수 있는 제어 방법을 제공하고,

다섯째, 배터리의 전력 충전 상태가 완전 충전에 가까워지는 경우에 배터리의 전력 충전 상태가 기설정된 수치 이상으로 증가하면 풍력발전기 제동장치의 작동을 실행하는 제어 방법을 포함하는, 본 발명에 따른 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러를 제공한다.

본 발명에 따른 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러는,

첫째, 과풍속시 풍력발전기를 제동하는 방식에 다이내믹 브레이킹과 라인 쇼트 브레이킹 방식이 하이브리드로 사용됨에 따라, 풍력발전전압의 수치에 따라서 그에 적합한 브레이킹 방식을 적용하여 풍력발전기 제동의 정확도와 효과를 높이고, 라인 쇼트 브레이킹 방식을 도입하여 최대한으로 제동할 수 있는 제동력을 증가시키고,

둘째, 과풍속이 일정 시간동안 일정 횟수 이상 반복되는 경우에 미리 설정해둔 시간 동안 지속적으로 풍력발전기의 제동이 이루어지도록 강풍제어모드 제어 방법을 제공하므로 풍력발전기의 날개부 및 주요 구성요소의 손상을 효과적으로 방지하고,

셋째, 과풍속 여부의 판단 기준이 날개부의 RPM(분당 회전수)과 함께, 실시간으로 측정된 풍력발전전압으로 적용되는 제어 방법을 제공하므로 풍력발전기의 전자회로 및 배터리부를 과전압으로부터 보호하기에 더욱 적절하고 유리하며,

넷째, 과풍속을 판단하는 기준값을 사용자가 직접 변화시킬 수 있으며 풍력발전기의 제어부와 유선으로 연결된 컨트롤러로 기준값을 조정하거나, 상기 풍력발전기의 제어부와 무선으로 연결된 휴대용 무선기기에서 과풍속 판단 기준값을 변경할 수 있는 제어 방법 및 시스템을 제공하여 효과적으로 풍력발전기를 관리할 수 있고,

다섯째, 배터리의 전력 충전 상태에 따라서 풍력발전기 제동장치의 작동을 제어할 수 있는 제어 방법을 적용하므로 배터리의 전력 충전 상태가 완전 충전에 가까워지는 경우에 배터리의 과충전을 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 일반/강풍발전모드의 순서도이다.
도 2는 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 풍력발전전압-풍력발전모드의 관계 그래프이다.
도 3은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 풍력발전모드별 풍력출력전압-풍력발전전압의 관계 그래프이다.
도 4는 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 다이내믹 브레이크 작동시의 풍력발전전압-시간의 관계 그래프이다.
도 5는 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 라인 쇼트 브레이크 작동 시의 풍력발전전압-시간의 관계 그래프이다.
도 6은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 배터리전압-충전모드 관계 그래프이다.
도 7은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 일 실시예에 따른 강풍모드 제어 시의 실측그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태로 제작되거나 부품과 기술의 치환이 가능할 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과가 특정 실시예에 전부 포함되어야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위가 특정 실시예에 의하여 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 한편, 본 발명에서 기재되는 기술구성 및 그 기술구성에 의해 발휘되는 기능 중에서 널리 공지되어 적용되는 기술구성 및 기능은 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 작동 제어 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 강풍이 불지 않는 평상시에는 풍력발전기의 제동장치가 작동하지 않고 풍력발전전압이 풍력발전기 배터리의 충전에 사용되는 일반발전모드가 풍력발전기에 적용(S1)되고, 강풍이나 돌풍 등이 불 경우에 풍속이 증가함에 따라서 풍속에 정비례하는 풍력발전전압이 150V를 초과(S2)하면, 풍력발전기를 제동하는 다이내믹 브레이크가 작동하는 제1강풍발전모드가 실시되며 다른 작동 명령이 추가되지 않으면 10분간 제1강풍발전모드가 유지되는 타이머가 작동(S3)하고, 풍력발전전압이 160V를 초과(S4)하면 다이내믹 브레이크의 작동이 중지되고 다이내믹 브레이크보다 강한 제동력을 지니는 라인 쇼트 브레이크가 작동하는 제2강풍발전모드가 실시되어 10분간 제2강풍발전모드가 유지되는 타이머가 작동(S5)하고, 풍속이 감소하여 풍력발전전압이 70V 미만이 되면(S6), 상기 제1강풍발전모드의 10분 타이머 및 제2강풍발전모드의 10분 타이머가 해제(S7)되고, 전체 제어 방법 적용의 과정 중 임의의 시점부터 10분간의 구간을 관측하였을 때 제1강풍발전모드가 5회 이상 실시되었거나, 제2강풍발전모드가 3회 이상 실시되었다면(S8), 다이내믹 브레이크와 라인 쇼트 브레이크가 동시에 작동하여 풍력발전기를 제동하는 제3강풍발전모드가 실시되어 30분간 해제 명령이 입력되어도 이를 무시하고 제3강풍발전모드를 유지하는 강제타이머가 작동(S9)하는 단계를 포함한다. 단, 본 발명의 전압 기준값이나 타이머 시간 기준값 등 기재되는 수치는 본 발명의 내용을 한정하지 아니하고, 일례로써 기재되는 것임을 밝혀두며, 따라서 발명의 권리범위는 수치가 아닌 제어 방법이 작동하는 개념과 원리에 대하여 적용된다고 볼 것이다.

풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러를 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 풍력발전전압과 풍력발전모드의 관계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 풍속이 증가하여 풍력발전기의 날개부의 RPM이 증가하면 시간에 따른 풍력발전전압(도 2의 y축)이 증가하고, 증가하던 풍력발전전압이 제1기준수치, 가령 150V를 초과하면 다이내믹 브레이크가 작동하기 시작하는 제1강풍발전모드가 10분 타이머로 작동하고, 다이내믹 브레이크의 제동력이 적용되거나 풍속이 감소하여 풍력발전기 날개부의 RPM이 감소하고 풍력발전전압이 70V 미만으로 낮아지면 상기 제1강풍발전모드가 해제된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 풍력발전모드별 풍력출력전압과 풍력발전전압의 관계는, 도 3에 도시된 바와 같이, 풍력발전기의 날개부로부터 발생하여 풍력발전기의 정류부로 유입되는 풍력발전전압값(도 3의 x축)의 변화에 따라 산출되어 풍력발전기의 정류부에서 배터리로 제공되는 풍력출력전압값(도 3의 y축)은 일반발전모드(초록선)인 경우에 비하여 강풍발전모드(빨간선)를 적용하였을 때 풍력발전전압이 70V 내지 120V의 구간에서 더욱 높고 안정적인 풍력출력전압이 산출되는 것으로 관측되었다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 다이내믹 브레이크 작동시의 풍력발전전압-시간의 관계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 풍력발전전압(도 4의 y축)이 제1기준수치(150V)를 초과하여 제1강풍발전모드로서 다이내믹 브레이크가 작동하는 경우가 일정 시간 동안 일정 횟수 이상, 가령 10분의 시간 동안 5회 이상 관측되면 다이내믹 브레이크과 라인 쇼트 브레이크가 동시에 작동하는 제3강풍발전모드가 일정 시간, 가령 30분 강제타이머로 작동하여 풍력발전기를 가능한 최고 수준으로 제동한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 라인 쇼트 브레이크 작동시의 풍력발전전압-시간의 관계는, 도 5에 도시된 바와 같이, 라인 쇼트 브레이크는 풍력발전기의 3상선을 쇼트하여 평상시보다 높은 전류를 발생시키고 이를 저항으로 활용하여 풍력발전기에서 발생될 수 있는 최대치의 제동력을 확보하는 브레이크 기능이며, 풍력발전전압이 제2기준수치, 가령 160V를 초과하였을 경우 라인 쇼트 브레이크가 작동하는 제2강풍발전모드가 10분간 타이머로 작동하고 풍력발전전압이 70W 미만이 되면 상기 제2강풍발전모드가 해제되고, 제2강풍발전모드가 실행되면서부터 10분간 관측하여 총 3회 이상의 제2강풍발전모드가 실행되는 것이 관측되면 발전부 보호 및 컨트롤러 보호를 위하여 서서히 회전속도를 낮추는 다이내믹 브레이크과 라인 쇼트 브레이크가 동시에 작동하는 제3강풍발전모드가 30분 강제타이머로 작동하여 풍력발전기를 가능한 최고 수준으로 제동한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러의 배터리전압-충전모드의 관계는, 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리의 전압(도 6의 y축)이 23V(설정전압) 미만으로 낮아질 경우에 과방전 보호모드가 적용되어 풍력발전기와 연결된 외부 저항에 출력되는 전압이 차단되고, 배터리의 전압이 29V를 초과하면 완충모드가 시작되어 풍력발전전압을 낮추어 배터리의 과충전을 방지하기 위하여 풍력발전기를 다이내믹 브레이크 또는 라인 쇼트 브레이크를 이용하여 제동한다.

이상과 같은 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러가 적용되는 풍력발전기는 날개부 및 제어기의 보호를 위해 풍력발전의 제동기능이 다이내빅 브레이크 및 라인 쇼트 브레이크로 구비되는 특성을 가진다.

본 발명은 태풍 및 돌풍과 같은 상황에서 장시간 풍력발전기를 제동시켜, 풍력발전기의 손상을 보호하고, 배터리의 충전 상태를 파악하여, 충전 할 수 있는 양이 충분할 때에는 강풍에서 안정적인 제어로 충전을 할 수 있다. 충전량이 부족할 시에는 외부 저항, 예를 들어 램프의 출력을 정지하여 시스템 및 배터리를 보호한다.

본 발명은 풍력발전기를 제어할 수 있도록 사용자의 무선단말기기에서 풍력발전기의 각종 상태 및 설정을 모니터링하고, 풍력발전기의 제동을 위해 설정된 풍력발전전압 수치 등에 대한 설정값을 무선으로 변경할 수 있는 무선통신기능을 제공하여 사용자가 쉽게 제어기의 상태를 파악하거나 풍력발전기 제어의 기준값의 설정을 할 수 있다.

본 발명은 날개부의 RPM과 풍력발전전압값을 동시에 기준값으로 풍력발전기의 제동 여부 및 방식을 결정함으로써, 배터리에 전력을 공급하거나 배터리의 과충전을 방지하는 일이 종래의 날개부의 RPM을 풍력발전기 제동의 기준값으로 사용하는 경우보다 더욱 정확해지고 날개부의 크기와 형태에 따라 동일한 날개부의 RPM이더라도 다른 풍력발전전압이 발생할 수 있는 바, 풍력발전전압을 기준값으로 풍력발전기를 동시에 제어함으로써 날개부의 종류에 관계없이 다양한 풍력발전기에 본 발명의 제어 방법을 적용할 수 있는 유리함이 있다고 할 것이다.

도 7은 실제 강풍모드를 재현하는 동작을 데이터 수집기를 수집한 기록물이다. 강풍 시에 제어기가 회전수의 변동폭이 적으면서 안정적인 충전량으로 발전 및 충전을 진행하는 모습으로써, 본 발명의 실제 효과성을 드러내는 자료이다. 그래프에서 Y축의 가장 위에서 시작되는 파란색선은 날개부의 RPM을 표시하고, Y축의 위에서 두 번째 중앙부에서 우측으로 수평하게 이어지는 녹색선은 배터리 전압을 표시하고, 녹색선의 시작점과 가까운 중앙부에서 시작하는 Y축의 위에서 세 번째 핑크색선은 충전량을 표시하고, Y축의 위에서 4번째 파랑과 적색이 섞인 이중색선은 입력전압을 표시하고, Y축의 위에서 5번째 적색선은 풍속을 표시하고, Y축의 위에서 6번째 녹색선은 충전 전류를 표시한다. 그래프에서 풍속인 적색선은 Y축의 범위를 표시하는 단위가 풍속의 단위보다 큰 편이라서 육안으로 구분하기에 유의미한 변동폭을 표시하기 어려우나, RPM을 표시하는 파란색선의 값이 증가하는 것으로부터 풍속의 상승을 추정할 수 있으며, X축의 약 1/3 지점으로부터 핑크색선이 급격히 낮아지는 것이 강풍제어모드가 실시된 후의 변화이다. RPM이 낮아진 후 다시 높아지고 중앙의 녹색선과 가깝게 RPM이 안정되게 유지되는 것을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법 및 상기 제어 방법이 적용된 풍력발전기 컨트롤러는, 일반적인 풍력발전기의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

Claims

강풍이 발생하는 경우에 풍력발전기의 날개부를 제동하는 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법에 있어서,
풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법은,
풍력발전기의 풍력발전전압이 기 설정된 제1기준수치를 초과하면, 풍력발전기를 제동하는 다이내믹 브레이크가 작동하는 제1강풍발전모드의 단계와;
풍력발전기의 풍력발전전압이 상기 제1강풍발전모드가 실시되는 수치보다 높은 값으로 기 설정되는 제2기준수치를 초과하면 라인 쇼트 브레이크가 작동하는 제2강풍발전모드의 단계와;
풍력발전전압이 제1기준수치를 일정 시간 동안 일정 횟수 이상으로 초과하는 제1조건 또는 풍력발전전압이 제2기준수치를 일정 시간 동안 일정 횟수 이상으로 초과하는 제2조건의 경우에 다이내믹 브레이크와 라인 쇼트 브레이크가 동시에 작동하여 풍력발전기를 제동하는 제3강풍발전모드의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법
제1항에 있어서,
상기 제1강풍발전모드는 해제 명령이 입력되기 전까지 일정 시간동안 풍력발전전압이 제1기준수치를 초과하지 않아도 제1강풍발전모드를 유지하는 타이머 기능을 갖추고;
상기 제2강풍발전모드는 해제 명령이 입력되기 전까지 일정 시간동안 풍력발전전압이 제2기준수치를 초과하지 않아도 제2강풍발전모드를 유지하는 타이머 기능을 갖추고;
상기 제1강풍발전모드는 풍력발전전압이 강풍발전모드의 해제 기준 수치보다 낮아지면 타이머가 작동하는 중이라도 강풍발전모드가 중지되고;
상기 제2강풍발전모드는 풍력발전전압이 강풍발전모드의 해제 기준 수치보다 낮아지면 타이머가 작동하는 중이라도 강풍발전모드가 중지되고;
상기 제3강풍발전모드는 상기 강풍발전모드의 해제 기준보다 풍력발전전압이 낮아지더라도 타이머 기능이 유지되는 강제타이머 기능을 갖추는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법
제1항 또는 제2항의 풍력발전기 강풍발전모드의 제어 방법이 적용되는 풍력발전기의 컨트롤러이며, 상기 풍력발전기의 컨트롤러는 무선통신으로 원거리의 사용자가 강풍발전모드의 기준수치를 모니터링하고 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는, 강풍발전모드의 제어 방법이 적용되는 풍력발전기 컨트롤러.