KR20130066832A

KR20130066832A - 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치，및 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법

Info

Publication number: KR20130066832A
Application number: KR1020110133531A
Authority: KR
Inventors: 김홍주; 권순만; 김춘경; 이종무; 천종민
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-21
Also published as: KR101338120B1

Abstract

풍력발전시스템의 고장 모의시험장치는 발전기를 구동하는 전동기를 포함하는 풍력발전 시스템의 고장 모의시험장치에 관한 것으로, 고장 발생기, 전동기 제어기, 및 발전기 제어기를 포함한다. 고장 발생기는 바람속도 데이터를 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생한다. 전동기 제어기는 바람속도 정상신호에 응답하여 전동기의 회전 속도를 제어한다. 발전기 제어기는 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호에 응답하여 발전기의 토크를 제어한다.

Description

풍력발전시스템의 고장 모의시험장치，및 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법{Fault simulator for wind turbine control system, and method of simulating fault of wind turbine control system}

본 발명은 풍력 발전 시스템(wind power generation system)(풍력 터빈 시스템)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 풍력발전시스템의 고장을 모의하여 시험할 수 있는 장치, 및 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법에 관한 것이다.

일반적으로, 풍력 발전이란 자연의 바람으로 블레이드를 돌리고, 이것을 기어기구 등을 이용하여 속도를 높여 발전기를 돌리는 발전 방식을 의미하며, 이에 따라 풍력 발전이 이루어지는 풍력 발전 설비의 경우 기상 조건에 따라 출력이 상시로 변동하는 특성을 가지게 된다.

풍력 발전 시스템은 신재생 에너지 발전 시스템 중에서 가장 급격하게 보급이 이루어지고 있는 에너지원으로 지구 온난화를 방지를 위한 CO₂ 저감에 있어서 필수적인 발전수단이다.

풍력발전은 바람이 많은 지역에 일정한 고도로 풍력발전기를 설치하여 자연적으로 발생한 바람을 전력으로 변환하는 발전방법이다. 이와 같은 풍력발전은 고유가시대를 맞이하여 경제적 대체에너지로써 대단히 부각되고 있다.

상기 풍력발전에 사용되는 대부분의 풍력발전기는 기계구성과 제어구성으로 구분된다. 이 때, 상기 풍력발전기의 기계적 구성은 특정의 위치에 풍력발전기를 설치하기 위한 기초설계구성, 풍력발전기를 일정한 고도로 위치시키기 위한 타워, 바람에 의해 회전하여 발전을 수행하는 블레이드, 허브, 및 기어 등의 여러 구성이 결합된 것이다. 또한, 상기 풍력발전기의 제어구성은 기계구성이 구동함에 따라 전력을 축전하고 기계구성의 구동상태를 상황별로 구분하여 제어하도록 하는 전기 및 전자적인 회로로 구성된다.

특히, 상기 풍력발전기의 제어구성 중 발전기 내부의 구동상태를 상황별로 감지하기 위해 각 기계구성에는 각종 센서가 설치된다. 이와 같은 센서는 풍력발전기 내부의 구동상황을 파악하기 위한 온도센서, 타코(tacho)센서, 또는 유압센서 등이 적용되며, 이들 대부분의 센서는 물리적 부하(stress)가 가장 높은 너셀(nacelle) 내부에 설치된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 블레이드, 로터, 및 피치 제어기를 대신하는 시험 장치에 고장을 발생시키는 장치(고장 발생기)가 추가로 구성(설치된)된 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치, 및 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치는, 발전기를 구동하는 전동기를 포함하는 풍력발전 시스템의 고장 모의시험장치에 관한 것으로서, 바람속도 데이터를 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생하는 고장 발생기; 상기 바람속도 정상신호에 응답하여 상기 전동기의 회전 속도를 제어하는 전동기 제어기; 및 상기 바람속도 정상신호 또는 상기 바람속도 고장신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 발전기 제어기를 포함할 수 있다.

상기 바람속도 데이터는 바람속도 생성을 위한 수학적 모델 데이터 또는 실제 바람속도 데이터일 수 있다.

상기 고장 발생기는 상기 전동기의 회전속도를 감지하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 전동기 회전속도 정상 신호 또는 전동기 회전속도 고장신호로 변환하여 발생하고, 상기 발전기 제어기는 상기 전동기 회전속도 정상 신호 또는 상기 전동기 회전속도 고장신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어할 수 있다.

상기 고장 발생기는 상기 발전기의 토크를 감지하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 발전기 토크 정상 신호 또는 발전기 토크 고장 신호로 변환하여 발생하고, 상기 발전기 제어기는 상기 발전기 토크 정상 신호 또는 상기 발전기 토크 고장 신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어할 수 있다.

상기 고장 발생기는 상기 발전기의 내부 구동 상태를 센싱(sensing)하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 센서 정상 신호 또는 센서 고장 신호로 변환하여 발생하고, 상기 발전기 제어기는 상기 센서 정상 신호 또는 상기 센서 고장 신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어할 수 있다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값와 무관하게 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값을 상수값으로 설정할 수 있다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 상수값을 더한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정할 수 있다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 상수값을 곱한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정할 수 있다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 허용범위 이상의 시간의 변화에 따른 랜덤 신호값을 더한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정할 수 있다.

상기 고장 발생기는, 상기 바람속도 데이터, 상기 전동기 회전속도를 감지하는 센서 신호, 상기 발전기 토크를 감지하는 센서 신호, 또는 상기 발전기의 내부 구동 상태를 센싱하는 센서 신호의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 디지털 신호 처리하는 디지털 신호 처리 장치; 및 상기 디지털 신호 처리 장치로부터 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 발전기 제어기에 제공하는 디지털-아날로그 변환기를 포함할 수 있다.

상기 고장 발생기는 상기 발전기 제어기로부터 출력되고 상기 풍력발전시스템의 블레이드의 피치각을 조절하는 피치지령에 응답하여, 상기 피치각을 조절하는 피치 액추에이터의 구동과 관련된 정상피치 액추에이터 신호 또는 고장피치 액추에이터 신호를 상기 피치 액추에이터를 모델링한 데이터 모델을 이용하여 발생하고, 상기 발전기 제어기는 상기 정상피치 액추에이터 신호 또는 상기 고장피치 액추에이터 신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어할 수 있다.

상기 고장 발생기는 상기 피치 액추에이터의 고장을 모델링한 1차 전달함수 또는 2차 전달함수를 이용하여 상기 고장피치 액추에이터 신호를 발생할 수 있다.

상기 고장 발생기는, 상기 피치 지령의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 피치 액추에이터를 모델링한 데이터 모델인 전달함수 데이터 모델을 이용하여 디지털 신호 처리하는 디지털 신호 처리 장치; 및 상기 디지털 신호 처리 장치로부터 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 정상피치 액추에이터 신호 또는 상기 고장피치 액추에이터 신호를 상기 발전기 제어기에 제공하는 디지털-아날로그 변환기를 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법은, 발전기를 구동하는 전동기를 포함하는 풍력발전 시스템의 고장 모의시험방법에 관한 것으로서, (a) 고장 발생기가 바람속도 데이터를 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생하는 단계; (b) 전동 제어기가 상기 바람속도 정상신호에 응답하여 상기 전동기의 회전 속도를 제어하는 단계; 및 (c) 상기 발전기 제어기가 상기 바람속도 정상신호 또는 상기 바람속도 고장신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치, 및 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법은, 블레이드, 로터(rotor), 및 피치 제어기를 대신하는 시험 장치에 고장 발생기를 추가하여 풍력발전기 시험(실험), 알고리즘(풍력발전시스템의 제어를 위한 알고리즘) 개발, 또는 검증(제어 알고리즘의 검증) 등에 사용할 수 있고 특히 풍력발전시스템의 발전기에 포함된 구성요소(예를 들어, 센서)의 고장 상황에서 신뢰성 있는 풍력발전시스템을 개발하는 시험 장치로 사용될 수 있다. 풍력발전량의 증가와 해상풍력발전시스템 보급의 증가로 고장에 강인한 풍력발전시스템 개발이 중요해지고 있으므로 본 발명이 제안하는 장치는 고장에 강인한 풍력발전시스템의 개발 도구가 될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치, 및 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법은, 풍력발전시스템의 블레이드 및 로터가 없는 풍력발전시스템의 모의장치에 고장발생기를 추가하여 고장 상황에서 풍력발전시스템의 동작 상태를 확인할 수 있도록 하고, 고장에 강인한 시스템을 설계 및 시험할 수 있도록 할 수 있다.

또한 본 발명은, 블레이드 및 로터를 모의(simulation)한 전동기에 연결(결합)된 발전기를 가지는 풍력발전 모의시험 장치(즉, 전동기와 발전기가 하나의 세트(set)로 결합된 구조를 가지는 모의시험 장치)를 포함하므로, 풍력발전기 시험, 알고리즘 개발, 또는 검증 등에 사용할 수 있고 추가적으로 센서 고장 및 피치 액추에이터(pitch actuator) 고장을 계획적으로 발생할 수 있다, 따라서 본 발명은 고장 상황에서 신뢰성있는 풍력 발전시스템을 개발하는 시험 장치로 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 모의시험 장치는 고장신호 또는 정상신호를 발생시키는 하나의 고장 발생기를 포함하므로, 이 발명은 제조 가격이 저렴하고 소형이며 풍력발전시스템의 발전기 등에 대한 효율적인 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종단속도비(λ)(12)와 피치각(β)에 따른 파워계수(Cp)(11)를 나타내는 그래프(graph)이다.
도 2는 바람 속도(Vwind)로부터 전력(Pgrid)이 발생하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 바람 속도(Vwind)에 따른 풍력 발전기의 출력 제어 영역을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 고장 발생기(200)의 실시예를 나타내는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 6은 도 4에 도시된 고장 발생기(200)의 실시예가 생성하는 고장 신호(고장 값) 또는 정상 신호를 설명하는 블락도이다.
도 7은 도 4에 도시된 고장 발생기(200)의 실시예가 정상 피치 액추에이터 신호 또는 고장 피치 액추에이터 신호를 생성하는 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.

풍력 발전 시스템(풍력터빈 시스템)은 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 시스템으로서, 블레이드, 로터, 드라이브 트레인(drive-train)(동력전달장치), 발전기, 피치 조절기(피치 제어기), 및 개별 제어기(예를 들어, 요(yaw) 제어기) 등으로 구성될 수 있다.

발전기 및 발전기 제어기의 개발자가 풍력터빈 시스템을 완벽하게 구비하여 시험하기에는 공간적 또는 경제적으로 어려움이 있어 블레이드 및 로터를 대신하는 전동기로 발전기를 회전시키는 시스템이 사용되고 있다.

바람에 의해 발생되는 파워(P 또는 Pblade)는 아래의 [수학식1]과 같다.

[수학식1]

[수학식1]에서, A는 블레이드(회전날개)의 단면적이고, Vwind는 바람속도(풍속)이고, ρ는 공기밀도이고, Cp는 파워계수이다.

파워계수(Cp)는 종단속도비(cut-out speed ratio)

와 피치각(β)의 함수로서 블레이드에 따라 다른 값을 가지며 아래의 [수학식2]와 같다. 상기 종단속도비(λ)의 수식에서 R은 로터(회전자)의 반지름이고 Ωr은 로터의 회전속도(회전 각속도)이다. 피치(pitch) 각은 블레이드의 경사각(뒤틀림각)을 의미한다.

[수학식2]

[수학식2]에서,

이고,

이다.

도 1은 종단속도비(λ)(12)와 피치각(β)에 따른 파워계수(Cp)(11)를 나타내는 그래프(graph)이다.

도 1을 참조하면, 도 1은 [수학식2]에서 피치각(β)을 고정한 상태(β= 0도(degree), 5도, 또는 10도)에서 종단속도비(λ)에 따른 파워계수(Cp)를 나타낸 것으로, 참조번호들(13, 14, 15)로 지시(indication)되는 곡선과 같이 피치각(β)이 0 도(degree)일 때 파워계수값(Cp)이 가장 크고 피치각이 5 도(degree) 및 10 도(degree)로 커질수록 파워계수(Cp)가 작아지므로 [수학식1]에서의 파워(P)는 감소된다.

피치각(β)이 0 도(degree)일 때 파워계수(Cp)가 최대가 되는 종단속도비(λ)는 8.18이고 그 때의 파워계수(Cp)는 0.49이다. 주어진 파워(P)와 로터의 회전속도(Ωr)에서의 발전기 토크(Tg)는 아래의 [수학식3]과 같다.

[수학식3]

도 2는 바람 속도(Vwind)로부터 전력(Pgrid)이 발생하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 수식1(수학식1)에 바람 속도(Vwind) 및 로터의 회전 속도(Ωr)가 입력되면 수식1에 의해 파워(Pblade 또는 P)가 출력(계산)된다.

수식3(수학식3)에 파워(Pblade) 및 로터의 회전속도(Ωr)가 제공되면 수식3에 의해 발전기 토크(Tg)가 계산된다. 상기 계산된 발전기 토크(Tg)는 발전기 제어(21)에 이용되고 발전기는 전력(Pgrid)을 발생한다. 전력(Pgrid)은 전력 계통(또는 배전 계통)(미도시)에 공급될 수 있다.

도 3은 바람 속도(Vwind)에 따른 풍력 발전기의 출력(Pgrid) 제어 영역을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 발전기의 출력 제어 영역 중 제1 영역(31)에서 블레이드의 피치각은 고정 피치각이고 발전기(또는 발전기와 연결된 로터)가 가변 속도인 상태에서 제어되고 일정한 정격 전력(제2 영역(32)의 발전기 출력 전력)을 발생하기 위해 가변해야 할 속도는 아래의 [수학식4]와 같다.

[수학식4]

[수학식4]에서, λ₀은 [수학식2]의 파워계수(Cp)를 최대로 만드는 값(피치각(β)이 0 도(degree)일 때의 값)으로 8.18이다.

발전기의 출력 제어 영역 중 제2 영역(32)에서 발전기는 고정 속도를 가지고 블레이드의 피치는 가변 피치인 상태에서 제어된다. 제2 영역(32)에서 전력(Pgrid)을 일정하게 하기 위해, [수학식1]에서 바람속도(Vwind)가 정격 풍속(Vrate)보다 상대적으로 증가하므로 [수학식2]의 파워계수(Cp) 값이 감소되어야 한다. 이를 위해 도 1의 그래프에 도시된 바와 같이 블레이드의 피치각이 커지도록 제어된다. 전술한 피치제어 방식(pitch control)은 블레이드의 피치각을 유압기기 또는 전동기로 제어하여 날개의 변환 효율을 제어하는 방식일 수 있다.

도 3에서, 제1 영역(31) 및 제2 영역(32)을 제외한 영역은 발전 개시를 위한 최저풍속(또는 시동 풍속)(Vcut-in) 미만 또는 운전가능 풍속(또는 종단 풍속, 최대 풍속)(Vcut-out)을 초과하는 풍속에 대응하는 영역이고 풍력 터빈의 운전이 정지되는 영역일 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치를 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치는, 전동기(101), 발전기(102), 고장 발생기(200), 전동기 제어기(300), 및 발전기 제어기(400)를 포함한다. 상기 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치는, 예를 들어, 수평축 풍력 발전기의 시뮬레이션에 적용될 수 있다.

상기 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치는 감속기(103) 및 발전기(104)를 더 포함할 수 있다. 감속기(103)는 예를 들어 치차 감속기로서 발전기(102)의 회전속도를 감소시켜 발전기(104)의 과속(과회전)을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.

발전기(102)는 이중여자방식발전기(이중여자유도 발전기(DFIG, douly-fed induction generator))일 수 있으며, 이중여자방식발전기와 영구자석형 발전기의 극수가 다르기 때문에 발전을 위한 회전수가 서로 차이가 난다. 이를 보상하기 위해서 영구자석형 발전기(104)를 위해 감속기를 설치한다. 예를 들어 이중여자방식발전기의 극수를 4극이라고 할 때 발전을 위한 회전수는 1800[rpm] 이상이고, 영구자석형 발전기의 극수는 통상 이중여자방식발전기 극수보다 많기 때문에 24극으로 가정할 때 300[rpm] 이상에서 발전이 가능하다. 따라서 둘 사이의 극수 차이를 보상하기 위하여 6:1의 감속기를 중간에 설치하여 이중여자 방식 발전기가 1800 [rpm] 이상으로 회전할 때 영구자석 방식 발전기(104)는 300 [rpm] 이상으로 회전하게 한다. 감속기(103) 및 발전기(104)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치에서 제거(생략)될 수 있다.

전동기(101)와 발전기(102)는 동력전달을 단속하기 위한 동력변환장치(드라이브 트레인)를 통해 연결될 수 있고, 전동기(101)는 발전기(102)를 구동한다. 전동기(101)는, 예를 들어, 직류 전동기 또는 농형 유도 전동기일 수 있고, 발전기(102)는 이중여자방식의 발전기(102)일 수 있다.

전동기(101)는 풍력 발전 시스템의 블레이드와 로터를 대신한다. 전동기 제어기(전동기 드라이버(driver))(300)는 고장 발생기(200)로부터 제공되는 회전 속도 값(Ωm)(즉, 바람속도 정상신호)에 응답하여 전동기(101)의 회전 속도(전동기 회전자의 회전속도)를 제어한다. 전동기 제어기(300)는 고장 발생기(200)로부터의 속도 지령(명령)에 응답하여 벡터제어(vector control)를 통해(전력소자의 스위칭을 이용하여) 전동기(101)의 고정자 권선 또는 회전자 권선에 투입되는 전류(전류량)를 조절하여 전동기(101)의 속도를 제어한다. 전동기 제어기(300)는 상기 회전 속도값을 수신하여 발전기 제어기(400)에 제공할 수 있다.

고장 발생기(200)는 제어기로서 풍력발전 시스템 내부의 센서의 고장 또는 피치 액추에이터(pitch actuator)의 고장을 모의(모의시험)할 수 있고, 바람 속도를 생성하여 전동기 제어기(300)로 상기 바람 속도에 대응하는 회전속도 값을 제공한다. 고장 발생기(200)는 전동기 제어기(300)를 통해 전동기(101)에 속도 지령을 한다. 상기 피치 액추에이터는 블레이드의 피치(pitch) 각을 조정(조절)하는 구동장치일 수 있다.

고장 발생기(200)가 바람속도를 생성하도록, 고장 발생기(200)에는 바람속도 생성을 위한 수학적 모델 데이터(바람속도 데이터 또는 풍속 모델) 또는 실제 바람속도(풍속) 데이터가 입력될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 수학적 모델 데이터 또는 실제 바람속도 데이터는 고장 발생기(200)의 메모리(미도시)에 이미 저장되어 있을 수도 있다. 고장 발생기(200)는 바람속도 데이터를 내장된 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생할 수도 있다.

고장 발생기(200)는 상기 수학적 모델 데이터 또는 실제 바람속도 데이터를 이용하여 바람 속도(Vwind)를 생성한 후 아래의 [수학식5]를 이용하여 전동기(101)의 회전 속도(Ωm)를 결정한다.

[수학식5]

도 5는 도 4에 도시된 고장 발생기(200)의 실시예를 나타내는 블락 다이어그램(block diagram)이다.

도 5를 참조하면, 고장 발생기(200)는 A/D(아날로그-디지털 변환기, ADC(analog-to-digital converter))(201), 디지털 신호 처리 장치(DSP: Digital Signal Processor)(202), 및 D/A(디지털-아날로그 변환기, DAC(digital-to-analog converter)(203)를 포함한다.

아날로그-디지털 변환기(201)는 고장 발생기(200)에 입력되는 아날로그 입력 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 아날로그 입력 신호는, 예를 들어, 바람속도 생성을 위한 수학적 모델 데이터 또는 실제 바람 데이터일 수 있다.

디지털 신호 처리 장치(202)는 아날로그-디지털 변환기(201)로부터 전달되는 디지털 신호를 이용하여 전동기 제어기(300)에 제공되는 회전 속도값(Ωm)을 생성할 수 있다. 디지털 신호 처리 장치(202)는 디지털 필터를 포함할 수 있다.

디지털 신호 처리 장치(202)의 처리 속도는 발전기 제어기(400)의 처리 속도보다 상대적으로 빠르므로, 본 발명의 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치에서는 왜곡된 제어 현상이 발생되지 않을 수 있다.

디지털-아날로그 변환기(203)는 디지털 신호 처리 장치(202)로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 디지털-아날로그 변환기(203)는 회전 속도값(Ωm)에 대응하는 아날로그 신호를 생성하여 전동기 제어기(300)로 전송할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 전동기(101)의 회전자가 바람 속도(Vwind)에 따라 [수학식5]에서 계산한 속도로 회전할 때, 발전기 제어기(400)는 도 3에 도시된 시동 풍속(Vcut-in) 이상에서 바람 속도(Vwind)가 제1 영역(31)에 있다면 피치각(β)을 0 도(degree)로 설정하고 토크 레퍼런스(발전기의 토크)를 계산하며 전동기 제어기(300)와 마찬가지로 전력소자의 스위칭을 통해 발전기(102)의 고정자 권선 또는 회전자 권선에 투입되는 전류값을 조절(제어)하여 발전기(102)의 토크를 제어한다.

발전기 제어기(400)는 바람 속도(Vwind)가 도 3에 도시된 제2 영역(32)에 있다면 발전기(102)의 속도를 일정하게 제어하고 [수학식2]의 파워계수(Cp)에서 피치각(β)을 계산하여 고장 발생기(200)로 피치각 지령값을 전달한다. 고장 발생기(200)는 피치 액추에이터를 모델링한 수식을 통해 피치값(피치각)을 계산하여 발전기 제어기(400)로 전송한다. 발전기 제어기(400)는 블레이드의 피치각을 조절하는 피치 제어기를 대신하여 그 기능을 수행할 수 있다.

고장 발생기(400)의 고장 발생 기능을 설명하면 다음과 같다. 발전기 제어기(400)는 바람속도(Vwind), 전동기(101)의 회전속도 값(Ωm), 토크 제어 결과인 토크 피드백 센서값(발전기 토크 센서값), 및 피치 액추에이터 모델을 이용하여 계산된 피치각을 수신한다. 토크 피드백 센서(미도시)는 발전기(102)의 내부에 설치될 수 있다.

도 6은 도 4에 도시된 고장 발생기(200)의 실시예가 생성하는 고장 신호(고장 값) 또는 정상 신호를 설명하는 블락도이다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 고장 발생기(200)(또는 고장 발생기(200)의 DSP(202))는 고장 발생기(200)의 A/D(도 5의 201)를 통해 바람속도 데이터, 전동기(101)의 회전 속도(Ωm) 아날로그 신호, 및 발전기 토크 센서 신호를 수신하고 상기 수신된 신호들을 내장된 고장 발생 모델링 데이터(고장 발생 데이터 모델)를 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호와, 전동기 회전속도 정상신호 또는 전동기 회전속도 고장신호와, 발전기 토크 정상신호 또는 발전기 토크 고장신호를 고장 발생기(200)의 D/A(도 5의 203)를 통해 출력한다. 전동기(101)의 회전 속도(Ωm) 아날로그 신호는 전동기(101)에 설치된 회전 속도를 측정하는 센서(미도시)에 의해 발생되는 신호일 수 있다.

부연하여 설명하면, 고장 발생기(200)는 바람속도 데이터를 내부의 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생한다. 바람속도 데이터는, 전술한 바와 같이, 바람속도 생성을 위한 수학적 모델 데이터 또는 실제 바람속도 데이터일 수 있다. 상기 고장 발생 데이터 모델은 롬(ROM) 또는 램(RAM)과 같은 저장매체에 구현된 데이터 테이블일 수 있고, 정상신호와 고장신호를 생성하기 위한 룩업 테이블(look-up table)일 수 있다. 전동기 제어기(300)는 상기 바람속도 정상신호(즉, 회전 속도값(Ωm))에 응답하여 전동기(101)의 회전 속도를 제어한다. 발전기 제어기(400)는 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호에 응답하여 발전기(102)의 토크를 제어한다.

고장 발생기(200)는 전동기(101)의 회전속도를 감지하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 전동기 회전속도 정상 신호 또는 전동기 회전속도 고장신호로 변환하여 발생한다. 발전기 제어기(400)는 전동기 회전속도 정상 신호 또는 전동기 회전속도 고장신호에 응답하여 발전기(102)의 토크를 제어한다.

고장 발생기(200)는 발전기(102)의 토크를 감지하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 발전기 토크 정상 신호 또는 발전기 토크 고장 신호로 변환하여 발생한다. 발전기 제어기(400)는 발전기 토크 정상 신호 또는 상기 발전기 토크 고장 신호에 응답하여 발전기(102)의 토크를 제어한다.

또한 고장 발생기(600)에는 발전기(102)에 설치되는 다른 센서를 위한 센서 스페어 신호들(Spare1 ~ Spare N)이 입력될 수 있다. 상기 다른 센서는, 예를 들어, 발전기(102)에 설치되는 발전기(102)가 구동할 때 발생하는 열을 감지하여 검출하는 서미스터(thermistor)와 같은 온도감지센서, 가속도계(accelerometer), 또는 회전속도계(tachometer)일 수 있다. 고장 발생기(200)는 발전기(102)의 내부 구동 상태(발전기의 내부온도 또는 가속도 등과 같은 내부 동작 상태)를 센싱(sensing)하는 센서 신호(Spare 1 내지 Spare N 중 어느 하나)를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 센서 정상 신호 또는 센서 고장 신호로 변환하여 발생한다. 발전기 제어기(400)는 센서 정상 신호 또는 센서 고장 신호(Spare 1 정상 신호 또는 Spare 1 고장 신호 내지 Spare N 정상 신호 또는 Spare N 고장 신호 중 어느 하나)에 응답하여 발전기(102)의 토크를 제어한다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 다음과 같은 방법으로 모델링될 수 있다.

첫째 방법의 경우, 정상신호를 시간에 따라 변하는 값인 S(t)라고 할 때 고장신호는 일정한 상수값인 Sc 값으로 고정되도록 모델링(설정)한다. 둘째 방법의 경우, 정상신호가 S(t)일 때 고장신호는 S(t)+Soffset 값(즉, 정상신호값에 일정한 오프셋이 더해진 값)이 되도록 모델링한다. 셋째 방법의 경우, 정상신호가 S(t)일 때 고장신호는 S(t)*K 값(즉, 정상신호값에 일정한 이득(K)이 곱해진 값)이 되도록 모델링한다. 넷째 방법의 경우, 정상신호가 S(t)일 때 고장신호는 S(t)+random(t) 값(즉, 정상신호값에 고장을 발생시키기 위한 허용범위 이상의 시간의 변화에 따른 랜덤 신호가 더해진 값)이 되도록 모델링한다.

부연하여 설명하면, 상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값와 무관하게 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값을 상수값으로 설정할 수 있다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 상수값(이득)을 곱한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정할 수 있다.

상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 허용범위 이상의 시간의 변화에 따른 랜덤 신호값을 더한(가산한) 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정할 수 있다.

발전기 제어기(400)는 고장 신호 또는 정상 신호(예를 들어, 바람속도 고장 신호 또는 바람속도 정상신호)를 수신하여 내부의 고장 판단 알고리즘을 이용하여 발전기(102)를 도 3에 도시된 출력 제어 영역의 제어방식에 대응되도록 제어할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하여 고장 발생기(200)가 정상 신호 및 고장 신호를 발생하는 구성의 실시예가 다음과 같이 설명된다.

고장 발생기(200)의 아날로그-디지털 변환기(201)는 바람속도 데이터, 전동기 회전속도를 감지하는 센서 신호, 발전기 토크를 감지하는 센서 신호, 또는 발전기의 내부 구동 상태를 센싱(sensing)하는 센서 신호(Spare 1 내지 Spare N 중 어느 하나)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

디지털 신호 처리 장치(202)는 아날로그-디지털 변환기(201)로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 디지털 신호 처리(디지털 연산 처리)한다.

디지털-아날로그 변환기(203)는 디지털 신호 처리 장치(202)로부터 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 변환된 바람속도 정상 신호, 전동기 회전속도 정상 신호, 발전기 토크 정상 신호, 센서 정상 신호, 바람속도 고장 신호, 전동기 회전속도 고장 신호, 발전기 토크 고장 신호, 또는 센서 고장 신호를 발전기 제어기(400)에 제공한다.

도 7은 도 4에 도시된 고장 발생기(200)의 실시예가 정상 피치 액추에이터 신호 또는 고장 피치 액추에이터 신호를 생성하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 고장 발생기(200)는 제1 전달함수 부(transfer function unit)(211), 제2 전달함수 부(212), 제3 전달함수 부(213), 제1 스위치(214), 및 제2 스위치(215)를 포함한다. 제1 전달함수 부(211), 제2 전달함수 부(212), 및 제3 전달함수 부(213)는 롬 또는 램과 같은 저장 매체일 수 있다.

풍력발전 시스템에 포함된 피치 액추에이터는 전동기 또는 유압을 사용하여 동작하는 데 전동기의 고장 또는 유압의 기름 부족 또는 유압 회로 내에 공기 주입과 같은 고장이 발생하면 동일 레퍼런스(동일 액추에이터 구동 신호)에 대해 출력값이 변경되는 현상을 가질 수 있다. 이러한 현상을 고장 발생기(200) 내에서 각각 다른 전달함수로 구현(모델링)할 수 있다.

제1 전달함수 부(211)의 전달함수는 비정상적인(고장) 액추에이터 동작을 2차로 모델링한 값이다. 제2 전달함수 부(212)의 전달함수는 비정상적인 액추에이터 동작을 1차로 모델링한 값이다. 제3 전달함수 부(213)의 전달함수는 정상적인(normal) 액추에이터 동작을 1차로 모델링한 값이다.

고장 발생기(200)에 포함된 제어부(미도시)는 제1 및 제2 스위치들(214, 215)을 제어하여 제1 전달함수 및 제2 전달함수 중 하나를 선택하여 고장 피치 액추에이터 신호(고장피치 액추에이터 값)를 생성한 후 정상 피치 액추에이터 값과 비정상(고장) 피치 액추에이터 값을 D/A(도 5의 203)를 통해 발전기 제어기(400)에 전달한다.

부연하여 설명하면, 고장 발생기(200)는 발전기 제어기(400)로부터 출력되고 풍력발전시스템의 블레이드의 피치각을 조절하는 피치지령에 응답하여, 상기 피치각을 조절하는 피치 액추에이터의 구동과 관련된 정상피치 액추에이터 신호(정상피치 액추에이터 값) 또는 고장피치 액추에이터 신호(고장피치 액추에이터 값)를, 상기 피치 액추에이터를 수학적으로 모델링한 데이터 모델(예를 들어, 전달함수 데이터 모델)을 이용하여 발생한다. 발전기 제어기(400)는 상기 정상피치 액추에이터 신호 또는 상기 고장피치 액추에이터 신호에 응답하여 도 3에 도시된 출력 제어 영역의 제어방식에 대응되도록 발전기(102)의 토크(발전기 회전자의 토크)를 제어한다.

고장 발생기(200)는 상기 피치 액추에이터의 고장을 모델링한 1차 전달함수 또는 2차 전달함수를 이용하여 고장피치 액추에이터 신호를 발생한다.

도 5 및 도 7을 참조하여 고장 발생기(200)가 정상 신호 및 고장 신호를 발생하는 구성의 실시예가 다음과 같이 설명된다.

고장 발생기(200)의 아날로그-디지털 변환기(201)는 피치 지령의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

디지털 신호 처리 장치(202)는 아날로그-디지털 변환기(201)로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 피치 액추에이터를 모델링한 데이터 모델인 전달함수 데이터 모델을 이용하여 디지털 신호 처리한다.

디지털-아날로그 변환기(203)는 디지털 신호 처리 장치(202)로부터 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 변환된 정상피치 액추에이터 신호 또는 고장피치 액추에이터 신호를 발전기 제어기(400)에 제공한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 모터(전동기)와 발전기로 구성된 풍력발전시스템 모의 장치에 추가적인 기능을 하는 고장 발생기를 구비하여 센서의 고장 또는 피치 액추에이터의 고장 등을 모의하고 시험하는 방법을 제안한다. 보다 구체적으로 설명하면, 모터와 발전기로 구성된 풍력발전 모의 장치에 디지털신호처리장치를 가진 제어기(고장 발생기)를 추가적으로 구성하여 정상 센서 신호 또는 정상 피치 액추에이터 동작 신호와 함께 계획된(모델링된) 고장 센서 신호와 고장 피치 액추에이터 신호를 발전기 제어기에 전달한다. 발전기 제어기는 고장 신호 또는 정상 신호를 받아서 그에 상응하는 제어 동작을 수행할 수 있다.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

101: 전동기
102: 발전기
200: 고장 발생기
201: A/D
202: DSP
203: D/A
211: 제1 전달함수 부
212: 제2 전달함수부
213: 제3 전달함수부
214: 제1 스위치
215: 제2 스위치
300: 전동기 제어기
400: 발전기 제어기

Claims

발전기를 구동하는 전동기를 포함하는 풍력발전 시스템의 고장 모의시험장치에 있어서,
바람속도 데이터를 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생하는 고장 발생기;
상기 바람속도 정상신호에 응답하여 상기 전동기의 회전 속도를 제어하는 전동기 제어기; 및
상기 바람속도 정상신호 또는 상기 바람속도 고장신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 발전기 제어기를 포함하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항에 있어서,
상기 바람속도 데이터는 바람속도 생성을 위한 수학적 모델 데이터 또는 실제 바람속도 데이터인 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항에 있어서,
상기 고장 발생기는 상기 전동기의 회전속도를 감지하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 전동기 회전속도 정상 신호 또는 전동기 회전속도 고장신호로 변환하여 발생하고,
상기 발전기 제어기는 상기 전동기 회전속도 정상 신호 또는 상기 전동기 회전속도 고장신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항에 있어서,
상기 고장 발생기는 상기 발전기의 토크를 감지하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 발전기 토크 정상 신호 또는 발전기 토크 고장 신호로 변환하여 발생하고,
상기 발전기 제어기는 상기 발전기 토크 정상 신호 또는 상기 발전기 토크 고장 신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항에 있어서,
상기 고장 발생기는 상기 발전기의 내부 구동 상태를 센싱(sensing)하는 센서 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 센서 정상 신호 또는 센서 고장 신호로 변환하여 발생하고,
상기 발전기 제어기는 상기 센서 정상 신호 또는 상기 센서 고장 신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값와 무관하게 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값을 상수값으로 설정하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 상수값을 더한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 상수값을 곱한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장 발생 데이터 모델은 상기 바람속도 정상 신호, 상기 전동기 회전속도 정상 신호, 상기 발전기 토크 정상 신호, 또는 상기 센서 정상 신호를 포함하는 정상 신호값에 허용범위 이상의 시간의 변화에 따른 랜덤 신호값을 더한 값을 상기 바람속도 고장 신호, 상기 전동기 회전속도 고장 신호, 상기 발전기 토크 고장 신호, 또는 상기 센서 고장 신호를 포함하는 고장 신호 값으로 설정하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고장 발생기는,
상기 바람속도 데이터, 상기 전동기 회전속도를 감지하는 센서 신호, 상기 발전기 토크를 감지하는 센서 신호, 또는 상기 발전기의 내부 구동 상태를 센싱하는 센서 신호의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 디지털 신호 처리하는 디지털 신호 처리 장치; 및
상기 디지털 신호 처리 장치로부터 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 발전기 제어기에 제공하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제1항에 있어서,
상기 고장 발생기는 상기 발전기 제어기로부터 출력되고 상기 풍력발전시스템의 블레이드의 피치각을 조절하는 피치지령에 응답하여, 상기 피치각을 조절하는 피치 액추에이터의 구동과 관련된 정상피치 액추에이터 신호 또는 고장피치 액추에이터 신호를 상기 피치 액추에이터를 모델링한 데이터 모델을 이용하여 발생하고,
상기 발전기 제어기는 상기 정상피치 액추에이터 신호 또는 상기 고장피치 액추에이터 신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제11항에 있어서,
상기 고장 발생기는 상기 피치 액추에이터의 고장을 모델링한 1차 전달함수 또는 2차 전달함수를 이용하여 상기 고장피치 액추에이터 신호를 발생하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
제11항에 있어서,
상기 고장 발생기는,
상기 피치 지령의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 디지털 신호를 상기 피치 액추에이터를 모델링한 데이터 모델인 전달함수 데이터 모델을 이용하여 디지털 신호 처리하는 디지털 신호 처리 장치; 및
상기 디지털 신호 처리 장치로부터 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 정상피치 액추에이터 신호 또는 상기 고장피치 액추에이터 신호를 상기 발전기 제어기에 제공하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험장치.
발전기를 구동하는 전동기를 포함하는 풍력발전 시스템의 고장 모의시험방법에 있어서,
(a) 고장 발생기가 바람속도 데이터를 고장 발생 데이터 모델을 이용하여 바람속도 정상신호 또는 바람속도 고장신호로 변환하여 발생하는 단계;
(b) 전동 제어기가 상기 바람속도 정상신호에 응답하여 상기 전동기의 회전 속도를 제어하는 단계; 및
(c) 상기 발전기 제어기가 상기 바람속도 정상신호 또는 상기 바람속도 고장신호에 응답하여 상기 발전기의 토크를 제어하는 단계를 포함하는 풍력발전시스템의 고장 모의시험방법.