KR102130093B1 - 풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 - Google Patents

풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102130093B1
KR102130093B1 KR1020130083114A KR20130083114A KR102130093B1 KR 102130093 B1 KR102130093 B1 KR 102130093B1 KR 1020130083114 A KR1020130083114 A KR 1020130083114A KR 20130083114 A KR20130083114 A KR 20130083114A KR 102130093 B1 KR102130093 B1 KR 102130093B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactive power
wind farm
wind
internal network
network configuration
Prior art date
Application number
KR1020130083114A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150008753A (ko
Inventor
심준보
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020130083114A priority Critical patent/KR102130093B1/ko
Publication of KR20150008753A publication Critical patent/KR20150008753A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102130093B1 publication Critical patent/KR102130093B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/028—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power
    • F03D7/0284—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor controlling wind motor output power in relation to the state of the electric grid
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

본 발명은 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 보상을 제어하는 풍력단지 제어기 그것의 무효 전력 지령 분배 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기로서, 입력받은 전력 제어 및 무효 전력 설정을 위한 제어 명령을 제어부에 입력하는 입력부와; 상기 입력부를 통해 입력받은 제어 명령에 의거하여 풍력단지의 무효 전력 손실을 보상하기 위한 무효 전력 손실 보상값을 산출하되, 설정된 풍력단지 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량을 반영하여 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 산출하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부로부터 입력되는 무효 전력 손실 보상값을 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 대응하여 분배하여서 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 출력하는 분배부와; 상기 분배부로부터 입력되는 복수의 지령 각각에 대하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서, 생성한 대응되는 복수의 무효 전력 지령을 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 무효 전력 지령 분배부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력단지 제어기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배함으로써 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상하게 된다.

Description

풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템{Wind Farm Controller and Reactive Power Dispatch Method Thereof, and System using the same}
본 발명은 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 보상을 제어하는 풍력단지 제어에 관한 것으로, 특히 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배함으로써 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상하도록 제어하는 풍력단지 제어기 및 그것의 무효 전력 지령 분배 방법에 관한 것이다.
일반적으로 풍력에 의해 전력을 생산하는 풍력단지에서는 발전 출력을 일정 범위 이내로 유지하기 위하여 해당 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 의해 발전되는 무효 전력을 제어할 필요성이 있다.
이와 같이 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 무효 전력을 제어하기 위하여, 풍력단지 제어기는 개별 풍력발전시스템으로 무효 전력의 지령을 분배하여서 해당 분배한 지령에 의해 개별 풍력발전시스템의 무효 전력을 제어한다.
무효 전력을 제어하기 위한 무효 전력 지령을 분배하는 종래의 풍력단지 제어기(10)는, 도 1에 예시한 바와 같이, 입력부(11), 제어부(13) 및 분배부(15)를 구비하여 이루어진다. 입력부(11)는 운영자에 의해 입력되는 제어 명령을 제어부(13)에 입력하는데, 전력 제어 및 무효 전력 설정을 위한 제어 명령을 제어부(13)에 입력한다. 제어부(13)는 입력부(13)를 통해 입력받은 제어 명령에 의거하여 풍력단지의 무효 전력 손실을 보상하기 위한 무효 전력 손실 보상값을 산출하되, 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량만을 반영하여 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 산출하여 분배부(15)에 출력한다. 분배부(15)는 제어부(13)로부터 입력되는 무효 전력 손실 보상값을 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 분배하여서 해당 분배된 무효 전력 보상을 위한 지령(Q1~Qn)을 각각의 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송함으로써, 각 풍력발전시스템의 터빈 제어기로 하여금 해당 지령에 의거하여 무효 전력을 보상하도록 발전 제어케 한다.
상술한 바와 같은 종래의 풍력단지 제어기(10)는, 개별 풍력발전시스템의 컨버터에서 출력되는 무효 전력은 단지 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 손실로 그 크기가 다를 수 있음에도 불구하고, 무효 전력 지령을 개별 풍력발전시스템에 분배하는 경우에 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량만을 고려하여 분배한다.
이처럼, 종래의 풍력단지 제어기(10)는 풍력단지 내부의 무효 전력 손실을 고려하지 않고 무효 전력 지령을 개별 풍력발전시스템에 분배함에 기인하여 개별 풍력발전시스템에 분배되는 무효 전력이 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계를 초과하는 상황이 발생하여서 풍력발전시스템의 무효 전력을 안정성 있게 보상할 수 없게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배함으로써 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상하도록 제어하는 풍력단지 제어기 및 그것의 무효 전력 지령 분배 방법을 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기로서, 입력받은 전력 제어 및 무효 전력 설정을 위한 제어 명령을 제어부에 입력하는 입력부와; 상기 입력부를 통해 입력받은 제어 명령에 의거하여 풍력단지의 무효 전력 손실을 보상하기 위한 무효 전력 손실 보상값을 산출하되, 설정된 풍력단지 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량을 반영하여 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 산출하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부로부터 입력되는 무효 전력 손실 보상값을 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 대응하여 분배하여서 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 출력하는 분배부와; 상기 분배부로부터 입력되는 복수의 지령 각각에 대하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서, 생성한 대응되는 복수의 무효 전력 지령을 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 무효 전력 지령 분배부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력단지 제어기를 제공한다.
본 발명에 따른 풍력단지 제어기에 의하면, 상기 무효 전력 지령 분배부는, 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는 망 구성 정보 확인모듈과; 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 손실 확인모듈과; 상기 망 구성 정보 확인모듈에 의해 확인된 풍력단지 내부 망 구성 정보와, 상기 손실 확인모듈에 의하여 확인된 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 이득 결정 모듈과; 상기 분배부로부터 입력되는 복수의 지령 각각에 대하여, 상기 이득 결정 모듈에 의해 결정된 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서 대응되는 무효 전력 지령을 생성하여 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 지령 모듈을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 풍력단지 제어기에 의하면, 상기 망 구성 정보 확인모듈은 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는 경우, 메모리에 미리 설정되어 있는 풍력단지 내부 망 구성 정보에 의거하여 확인하거나, 주기적으로 입력되는 풍력단지 내부 망 구성 정보에 의거하여 확인한다.
본 발명에 따른 풍력단지 제어기에 의하면, 상기 손실 확인모듈은 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 경우, 메모리에 미리 설정되어 있는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실 정보에 의거하여 확인거나, 주기적으로 입력되는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실 정보에 의거하여 확인한다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법으로서, 풍력단지 제어기가 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량을 반영하여 생성한 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 생성하는 단계와; 풍력단지 제어기가 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는 단계와; 풍력단지 제어기가 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 단계와; 풍력단지 제어기가 상기 확인된 풍력단지 내부 망 구성 정보와, 상기 확인된 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 단계와; 풍력단지 제어기가 상기 복수의 지령 각각에 대하여, 상기 결정된 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서, 대응되는 무효 전력 지령을 생성하여 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법을 제공한다.
본 발명의 풍력단지 제어기는 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기로서, 풍력단지의 유효전력 크기와 풍력발전시스템의 발전 용량을 반영하여 산출된 상기 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 상기 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템을 위해 분배하여 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 출력하는 분배부와; 및 상기 복수의 지령에 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 복수의 무효 전력 지령을 생성하고, 상기 복수의 무효 전력 지령을 상기 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 무효 전력 지령 분배부를 포함하고, 상기 무효 전력 지령 분배부는, 상기 풍력단지의 내부 망 구성을 위한 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는 망 구성 정보 확인모듈과; 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 손실 확인모듈과; 상기 풍력단지 내부 망 구성 정보와 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 이득 결정 모듈과; 및 상기 복수의 지령에 상기 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 상기 복수의 무효 전력 지령을 생성하고, 상기 복수의 무효 전력 지령을 상기 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 지령 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법은 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법으로서, 풍력단지의 유효전력 크기와 풍력발전시스템의 발전 용량을 반영하여 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 생성하는 단계와; 상기 풍력단지의 내부 망 구성 정보와 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 단계와; 및 상기 복수의 지령에 상기 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 복수의 무효 전력 지령을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 풍력단지의 내부 망 구성 정보는 상기 풍력단지의 내부 망 구성을 위한 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 변압기를 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템은 풍력에 의해 전력을 생산하는 복수의 풍력발전시스템; 및 상기 복수의 풍력발전시스템이 소속된 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 반영하여 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 생성하고, 상기 복수의 지령에 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 복수의 무효 전력 지령을 생성하고, 상기 복수의 무효 전력 지령을 상기 복수의 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 풍력단지 제어기를 포함하고, 상기 풍력단지 제어기는 상기 풍력단지의 내부 망 구성을 위한 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보와 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 상기 무효 전력 손실 보상 이득을 결정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배함으로써 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상하게 된다.
도 1은 종래 풍력단지 제어기를 예시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력단지 제어기를 예시한 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 무효전력 지령 분배부의 구성을 예시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법을 예시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명은 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배함으로써 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상하도록 구현된다.
이와 같이 구현하기 위한 본 발명에 따른 풍력단지 제어기(50)는, 도 2에 예시한 바와 같이, 입력부(51), 제어부(53), 분배부(55) 및 무효전력 지령 분배부(60)를 포함하여 이루어진다.
입력부(51)는 운영자에 의해 입력되는 제어 명령을 제어부(53)에 입력하되, 전력 제어 및 무효 전력 설정을 위한 제어 명령을 제어부(53)에 입력한다.
그리고, 제어부(53)는 입력부(51)를 통해 입력받은 제어 명령에 의거하여 풍력단지의 무효 전력 손실을 보상하기 위한 무효 전력 손실 보상값을 산출하되, 설정된 풍력단지 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량만을 반영하여 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 산출하여 분배부(55)에 출력한다.
분배부(55)는 제어부(53)로부터 입력되는 무효 전력 손실 보상값을 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 대응하여 분배하여서 무효 전력 제어를 위한 지령(Q1~Qn)을 무효 전력 지령 분배부(60)에 출력한다.
무효 전력 지령 분배부(60)는 분배부(55)로부터 입력되는 지령(Q1~Qn)의 각각에 대하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서, 생성한 대응되는 무효 전력 지령(Q1'~Qn')을 해당 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송함으로써, 각 풍력발전시스템의 터빈 제어기로 하여금 자신에게 전송되는 무효 전력 지령에 의거하여 무효 전력을 보상하도록 발전 제어케 한다.
무효 전력 지령 분배부(60)는, 도 3에 예시한 바와 같이, 망 구성 정보 확인모듈(61), 손실 확인모듈(63), 이득 결정 모듈(65) 및 지령모듈(67)을 포함하여 이루어진다.
망 구성 정보 확인모듈(61)은 풍력단지 내부 망의 구성 정보를 확인하되, 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하여 이득 결정 모듈(65)에 제공한다.
망 구성 정보 확인모듈(61)이 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는 경우에, 자체 메모리에 미리 설정되어 있는 풍력단지 내부 망 구성 정보에 의거하여 확인하거나, 주기적으로 입력되는 풍력단지 내부 망 구성 정보에 의거하여 확인할 수 있다.
손실 확인모듈(62)은 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하되, 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하여 이득 결정 모듈(65)에 제공한다.
손실 확인모듈(62)이 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 경우, 자체 메모리에 미리 설정되어 있는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실 정보에 의거하여 확인하거나, 주기적으로 입력되는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실 정보에 의거하여 확인할 수 있다.
이득 결정 모듈(65)은 망 구성 정보 확인모듈(61)에 의해 확인된 풍력단지 내부 망 구성 정보와, 손실 확인모듈(62)에 의하여 확인된 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하고, 해당 결정된 무효 전력 손실 보상 이득을 지령 모듈(67)에 제공한다.
지령 모듈(67)은 분배부(55)로부터 입력되는 지령(Q1~Qn)의 각각에 대하여, 이득 결정 모듈(65)에 의해 결정된 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서 대응되는 무효 전력 지령(Q1'~Qn')을 생성하고, 해당 무효 전력 지령(Q1'~Qn')을 관련 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송함으로써, 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기로 하여금 자신에게 전송되는 해당 무효 전력 지령(Q1'~Qn')에 의거하여 무효 전력을 보상하도록 발전 제어케 한다.
상술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에 따른 풍력단지 제어기(50)는 무효 전력의 지령을 분배하는 경우에 도 4에 예시한 바와 같이 수행한다.
먼저, 풍력단지 제어기(50)가 구동하여, 제어부(53)가 설정된 풍력단지 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량을 반영하여 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 산출하고, 분배부(55)가 해당 무효 전력 손실 보상값을 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 대응하여 분배하여서 무효 전력 제어를 위한 지령(Q1~Qn)을 무효 전력 지령 분배부(60)에 출력한다.
이와 같이, 유효전력의 크기와 발전시스템의 발전 용량을 반영하여 생성한 무효 전력 제어를 위한 지령(Q1~Qn)이 무효 전력 지령 분배부(60)에 입력되는 상태에서(S100), 무효 전력 지령 분배부(60)의 망 구성 정보 확인모듈(61)은 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하여 이득 결정 모듈(65)에 제공한다(S200).
아울러, 무효 전력 지령 분배부(60)의 손실 확인모듈(62)은 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하여 이득 결정 모듈(65)에 제공한다(S300).
그리고, 무효 전력 지령 분배부(60)의 이득 결정 모듈(65)은 망 구성 정보 확인모듈(61)에 의해 확인된 풍력단지 내부 망 구성 정보와, 손실 확인모듈(62)에 의하여 확인된 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하고, 해당 결정된 무효 전력 손실 보상 이득을 지령 모듈(67)에 제공한다(S400).
그 후에, 무효 전력 지령 분배부(60)의 지령 모듈(67)은 분배부(55)로부터 입력되는 지령(Q1~Qn)의 각각에 대하여, 이득 결정 모듈(65)에 의해 결정된 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여서 대응되는 무효 전력 지령(Q1'~Qn')을 생성하고, 해당 무효 전력 지령(Q1'~Qn')을 관련 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송함으로써(S500), 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기로 하여금 자신에게 전송되는 해당 무효 전력 지령(Q1'~Qn')에 의거하여 무효 전력을 보상하도록 발전 제어케 한다.
그리고, 풍력단지 제어기(50)는 입력부(51)를 통해 구동 종료가 지시되는지를 확인하고(S600), 구동 종료가 지시되었으면 구동 종료하고, 구동 종료가 지시되지 않았으면 S100으로 귀환하여 상술한 반복 처리를 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력단지 제어기(50)는 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에, 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배하므로, 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상할 수 있다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당한다고 할 것이다.
본 발명은 풍력단지를 운용하는 경우에 매우 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 경우에 풍력단지의 내부 망 구성을 위해 사용된 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 인덕턴스, 캐패시턴스, 변압기 등을 포함하는 풍력단지 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 고려하여 개별 풍력발전시스템에 무효전력의 지령을 분배함으로써 개별 풍력발전시스템의 무효 전력 한계 이내에서 무효 전력을 안정성 있게 보상하게 된다.
10, 50; 풍력단지 제어기 11, 51; 입력부
13, 53; 제어부 15, 55; 분배부
60; 무효전력 지령 분배부 61; 망 구성 정보 확인모듈
63; 손실 확인모듈 65; 이득 결정 모듈
67; 지령모듈

Claims (11)

  1. 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기로서,
    풍력단지의 유효전력 크기와 풍력발전시스템의 발전 용량을 반영하여 산출된 상기 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 상기 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템을 위해 분배하여 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 출력하는 분배부와; 및
    상기 복수의 지령에 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 복수의 무효 전력 지령을 생성하고, 상기 복수의 무효 전력 지령을 상기 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 무효 전력 지령 분배부를 포함하고,
    상기 무효 전력 지령 분배부는,
    상기 풍력단지의 내부 망 구성을 위한 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는 망 구성 정보 확인모듈과;
    상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 손실 확인모듈과;
    상기 풍력단지 내부 망 구성 정보와 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 이득 결정 모듈과; 및
    상기 복수의 지령에 상기 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 상기 복수의 무효 전력 지령을 생성하고, 상기 복수의 무효 전력 지령을 상기 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 지령 모듈을 포함하는
    풍력단지 제어기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 망 구성 정보 확인모듈은 메모리에 미리 설정되어 있는 정보 또는 주기적으로 입력되는 정보에 의거하여 상기 풍력단지 내부 망 구성 정보를 확인하는
    풍력단지 제어기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 손실 확인모듈은
    메모리에 미리 설정되어 있는 정보 또는 주기적으로 입력되는 정보에 의거하여 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는
    풍력단지 제어기.
  5. 제1항에 있어서,
    입력부로부터 입력 받은 전력 제어 및 무효 전력 설정을 위한 제어 명령에 의거하여, 상기 풍력단지의 무효 전력 손실을 보상하기 위한 무효 전력 손실 보상값을 상기 유효전력 크기와 상기 발전 용량을 반영하여 산출하는 제어부
    를 더 포함하는 풍력단지 제어기.
  6. 풍력단지에 소속된 개별 풍력발전시스템에 무효 전력 보상을 제어하기 위한 지령을 분배하는 풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법으로서,
    풍력단지의 유효전력 크기와 풍력발전시스템의 발전 용량을 반영하여 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 생성하는 단계와;
    상기 풍력단지의 내부 망 구성 정보와 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 단계와; 및
    상기 복수의 지령에 상기 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 복수의 무효 전력 지령을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 풍력단지의 내부 망 구성 정보는
    상기 풍력단지의 내부 망 구성을 위한 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 변압기를 포함하는
    풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는 단계는,
    메모리에 미리 설정되어 있는 정보 또는 주기적으로 입력되는 정보에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 메모리에 미리 설정되어 있는 정보 또는 주기적으로 입력되는 정보에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실을 확인하는 단계를 포함하는
    풍력단지 제어기의 무효 전력 지령 분배 방법.
  10. 삭제
  11. 풍력에 의해 전력을 생산하는 복수의 풍력발전시스템; 및
    상기 복수의 풍력발전시스템이 소속된 풍력단지의 무효 전력 손실 보상값을 반영하여 무효 전력 제어를 위한 복수의 지령을 생성하고, 상기 복수의 지령에 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 무효 전력 손실 보상 이득을 반영하여 복수의 무효 전력 지령을 생성하고, 상기 복수의 무효 전력 지령을 상기 복수의 풍력발전시스템의 터빈 제어기에 전송하는 풍력단지 제어기를 포함하고,
    상기 풍력단지 제어기는
    상기 풍력단지의 내부 망 구성을 위한 케이블 종류, 케이블 설치 거리, 변압기를 포함하는 풍력단지 내부 망 구성 정보와 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 의거하여, 상기 풍력단지의 내부 망 구성에 따른 무효 전력 손실에 대응되는 상기 무효 전력 손실 보상 이득을 결정하는
    시스템.
KR1020130083114A 2013-07-15 2013-07-15 풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 KR102130093B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130083114A KR102130093B1 (ko) 2013-07-15 2013-07-15 풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130083114A KR102130093B1 (ko) 2013-07-15 2013-07-15 풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150008753A KR20150008753A (ko) 2015-01-23
KR102130093B1 true KR102130093B1 (ko) 2020-07-03

Family

ID=52572240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130083114A KR102130093B1 (ko) 2013-07-15 2013-07-15 풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102130093B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230069461A (ko) 2021-11-12 2023-05-19 한국전력공사 전력 변환 장치의 전력 제어 시스템 및 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017034051A1 (ko) * 2015-08-26 2017-03-02 전자부품연구원 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법
CN109193688B (zh) * 2018-09-19 2021-09-03 国电南瑞科技股份有限公司 单变电站离散无功设备日动作次数设置方法及装置
CN114285096B (zh) * 2021-12-10 2024-02-13 南京国电南自电网自动化有限公司 一种新能源场站有功功率控制方法、装置及存储介质

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8355829B2 (en) * 2007-12-14 2013-01-15 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Wind-power generation system and operation control method therefor
BRPI1007488A2 (pt) * 2010-11-25 2016-02-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd método e unidade de controle de saída para uma instalação de energia eólica

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230069461A (ko) 2021-11-12 2023-05-19 한국전력공사 전력 변환 장치의 전력 제어 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150008753A (ko) 2015-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102130093B1 (ko) 풍력단지 제어기 및 이의 무효 전력 지령 분배 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템
US10263427B2 (en) Method and system for operating an autonomous energy supply network
DK3158617T3 (en) Method for controlling power distribution
JP6168528B2 (ja) 電力制御システム、方法、及び、情報伝達能力制御システム、方法
JP2007323173A (ja) 制御機器及び監視制御システム
CN101868766B (zh) 用于操作风力发电设备或风电场的装置和方法
RU2733063C1 (ru) Способ управления электрической распределительной сетью
JP2019510464A (ja) 電力資産コマンドおよび制御アーキテクチャ
KR101644810B1 (ko) 마이크로그리드 시스템, 그 제어장치 및 제어방법
US20160105026A1 (en) Dynamic power distribution in photovoltaic installations
CN105490267A (zh) 微电网能量管理系统与能量管理方法
CN204790516U (zh) 火电厂现场总线系统
EP4131703B1 (en) System and method for controlling a power generating system
JP2008071142A (ja) 制御機器及び監視制御システム
US10308476B2 (en) Elevator control system having controller in communication with power provider
KR101709972B1 (ko) 다종 풍력 터빈들로 구성된 풍력 단지 제어 시스템 및 방법
JP7326808B2 (ja) ネガワット取引支援装置、ネガワット取引システム、およびネガワット取引方法
US20130257163A1 (en) System and method for controlling solar power conversion systems
US11437825B2 (en) Hybrid renewable power plant
KR20220028756A (ko) 풍력 터빈 발전기의 전력 편차를 최소화하는 풍력 발전기 시스템
CN104022519A (zh) 火电厂集控型脉冲式电压无功自动控制系统及控制方法
EP4148938B1 (en) System and method for controlling a power generating system
US20230077967A1 (en) Power distribution control
US10924345B2 (en) Method for changing the configuration of connected networks
KR102577594B1 (ko) 광역 직류 송전망 연계 제어장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant