KR20130074231A - Offshore wind power system having harmonic removal function and method for removing harmonic of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An offshore wind power generation system having a harmonic wave removing function and a harmonic wave removing method thereof are provided to remove a harmonic wave from power collected by an offshore wind power generator having a power conversion apparatus, thereby transmitting wind power energy with good quality to an electrical grid. CONSTITUTION: An offshore wind power generation system having a harmonic wave removing function includes multiple offshore wind power generators (21) and an electricity transformation system (27). The offshore wind power generator has a power conversion apparatus. The electricity transformation system collects power from the offshore wind power generators, and transmits the power to an electrical grid (29). The electricity transformation system determines whether or not the harmonic wave voltage value or the harmonic wave current value of the power satisfies a predetermined referential value. When the referential value is not satisfied, the electricity transformation system removes a harmonic value from the power, and transmits the power to the electrical grid. [Reference numerals] (27) Electricity transformation system; (28) Harmonic wave removing device; (29) Electrical grid

Description

고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템 및 그의 고조파 제거 방법{OFFSHORE WIND POWER SYSTEM HAVING HARMONIC REMOVAL FUNCTION AND METHOD FOR REMOVING HARMONIC OF THE SAME}OFFSHORE WIND POWER SYSTEM HAVING HARMONIC REMOVAL FUNCTION AND METHOD FOR REMOVING HARMONIC OF THE SAME}

본 발명은 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템 및 그의 고조파 제거 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전력변환장치를 구비한 해상풍력발전기에 의해 수집된 전력에 포함된 고조파를 제거하여 전력망에 전송할 수 있는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템 및 그의 고조파 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an offshore wind power generation system having a harmonic elimination function and a harmonic elimination method thereof, and more particularly, to remove harmonics included in power collected by an offshore wind power generator having a power conversion device and transmit the same to a power grid. The present invention relates to an offshore wind power generation system having a harmonic elimination function and a harmonic elimination method thereof.

최근 풍력발전은 기술의 진보, 국가적 지원 등에 의해 가격이 떨어지고 있고, 세계적으로 활발히 진행되고 있다.Recently, the price of wind power has been decreasing due to the progress of technology and national support, and it is actively proceeding worldwide.

특히, 육상에서의 풍력발전은 설치장소가 한정되어 있고, 또 경관이나 소음 등의 문제가 있기 때문에 바람의 난류와 높이나 방향에 따른 풍속변화가 적은 해상에서의 풍력발전 개발 및 적용이 급속히 추진되고 있다.In particular, wind power generation on land has limited installation places, and there are problems such as scenery and noise. Therefore, the development and application of wind power generation at sea with small wind turbulence, wind speed change according to height and direction are being promoted rapidly. .

일반적으로, 해상풍력발전시스템은 바다 해수면 위에 해상풍력발전기를 설치하여 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한 후, 변환된 전기 에너지를 육지로 전송하는 시스템이다.In general, an offshore wind power generation system is a system that installs an offshore wind power generator on the sea surface to convert rotational energy into electrical energy and then transfer the converted electrical energy to land.

각각의 해상풍력발전기에서 생성된 전력을 하나의 모선 형태로 모아서 이를 육상에 설치된 변전소(Sub-Station)에 전송한다.The power generated by each offshore wind generator is collected in the form of a busbar and transmitted to substations installed on land.

변전소는 해상풍력발전시스템과 연결된 계통에 공급하기 위한 적합한 형태로 변환하여 전력을 전송하는 역할을 한다.The substation is responsible for transmitting power by converting it into a suitable form for supplying the grid connected to the offshore wind power generation system.

종래의 해상풍력발전시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 해상풍력발전기(11)가 해상지역에 설치된다. 해상풍력발전기(11)는 바람을 기계적 회전운동으로 변환하는 블레이드, 저속의 블레이드 회전수를 발전기용 고속회전으로 변환하는 증속기, 해당 증속기를 통해 전력을 발생하는 발전기, 가변되는 전압과 주파수를 계통에서 원하는 전압과 주파수로 변환하는 전력변환장치를 구비한다.In the conventional offshore wind power generation system 1, as shown in FIG. 1, a plurality of offshore wind power generators 11 are installed in the offshore region. The offshore wind power generator 11 has a blade for converting wind into mechanical rotational movement, a speed reducer for converting low-speed blade rotation into high-speed rotation for a generator, a generator for generating power through a corresponding speed increaser, and a variable voltage and frequency system. It is provided with a power converter for converting the desired voltage and frequency in.

복수의 해상풍력발전기(11)는 생성된 전력을 모선(13)에 전송한다. 모선(13)은 복수의 해상풍력발전기(11)로부터 수집한 전력을 육상에 설치된 변전 시스템(17)에 전송하고, 변전 시스템(17)은 유입되는 전력을 변압하여 전력망(19)으로 전송한다.The plurality of offshore wind generators 11 transmit the generated power to the bus bar 13. The bus line 13 transmits the power collected from the plurality of offshore wind turbines 11 to the substation system 17 installed on the land, and the substation system 17 transforms the incoming power to the electric power grid 19.

그러나, 해상풍력발전기(11)에서 계통에서 원하는 전압과 주파수로 제어하기 위해 전력변환장치를 사용하고 있어서 스위칭 동작 등으로 인해 고조파가 포함되게 된다. 이에 따라 해상풍력발전기(11)에서 연계된 계통연계지점에서 고조파가 포함된 전력이 계통측으로 인가되어 계통 측으로 인가되는 전력품질이 저하될 뿐만 아니라, 전력품질저하로 인해 설비의 과열로 인한 소손, 전력손실, 직·병렬 공진 등에 영향을 미칠 수 있다.However, the offshore wind power generator 11 uses a power converter to control the desired voltage and frequency in the system, so that harmonics are included due to switching operations and the like. Accordingly, the power including harmonics is applied to the grid side at the grid connection point linked to the offshore wind turbine 11, and the power quality applied to the grid side is not only degraded. It can affect loss, series and parallel resonance.

본 발명의 목적은, 전력변환장치를 구비한 해상풍력발전기에 의해 수집된 전력에 포함된 고조파를 제거하여 전력망에 전송할 수 있는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템 및 그의 고조파 제거 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a marine wind power generation system having a harmonic elimination function capable of removing harmonics included in electric power collected by an offshore wind power generator having a power converter and transmitting the same to a power grid, and a method for removing harmonics thereof. .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력변환장치를 각각 구비한 복수의 해상풍력발전기와, 상기 복수의 해상풍력발전기에 의해 발생된 전력을 수집하여 전력망에 전송하는 변전 시스템을 포함하되, 상기 변전 시스템은 상기 수집된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 기준치를 만족하는지 여부를 판단하고, 상기 기준치를 만족하지 않은 경우 전력에 포함된 고조파를 제거하여 상기 전력망으로 전송하는 고조파 제거장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템이 제공된다. 여기서, 기준치는 계통연계기준인 그리드 코드(Grid code)를 말한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a plurality of offshore wind power generators each provided with a power converter, and a substation system for collecting the power generated by the plurality of offshore wind power generators and transmits to the power grid Including, but the substation system determines whether the harmonic voltage value or harmonic current value of the collected power satisfies a predetermined reference value, and if it does not meet the reference value to remove the harmonics included in the power transmitted to the power grid There is provided an offshore wind power generation system having a harmonic rejection function comprising a harmonic rejection device. Here, the reference value refers to a grid code that is a grid linkage standard.

상기 복수의 해상풍력발전기에 의해 발생된 전력을 수집하는 복수의 모선으로부터 수집된 전력은 HVAC(High Voltage Alternating Current)를 이용한 해저케이블을 통해 상기 변전 시스템에 전송되는 것이 바람직하다.Power collected from the plurality of buses collecting power generated by the plurality of offshore wind generators is preferably transmitted to the substation system through a submarine cable using high voltage alternating current (HVAC).

상기 고조파 제거장치는 계통연계를 위한 상기 기준치를 저장하는 메모리; 상기 복수의 모선으로부터 수신된 전력을 취합하는 취합부; 상기 취합된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값을 상기 기준치를 만족하는지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단결과 상기 기준치를 만족하지 않은 경우 미리 정해진 범위내의 고조파를 제거하는 고조파 제거부를 구동시키도록 제어하고, 상기 기준치를 만족하는 경우 상기 고조파 제거부를 구동시키지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.The harmonic rejection device includes a memory for storing the reference value for grid linkage; An acquisition unit for collecting power received from the plurality of buses; A determination unit that determines whether the harmonic voltage value or the harmonic current value of the collected power satisfies the reference value; And a control unit controlling to drive a harmonic removing unit that removes harmonics within a predetermined range when the determination value is not satisfied, and not driving the harmonic removing unit when the reference value is satisfied. desirable.

상기 고조파 제거부는 액티브 파워 필터를 포함하는 것이 바람직하다.The harmonic rejection unit preferably includes an active power filter.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전력변환장치를 각각 구비한 복수의 해상풍력발전기와, 상기 복수의 해상풍력발전기에 의해 발생된 전력을 수집하여 전력망에 전송하는 변전 시스템을 포함하는 해상풍력발전시스템의 고조파 제거 방법으로서, 상기 복수의 해상풍력발전기로부터 수집된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 기준치를 만족하는지 여부를 판단하여, 상기 기준치를 만족하지 않은 경우 전력에 포함된 고조파를 제거하여 상기 전력망으로 전송하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전시스템의 고조파 제거 방법이 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, offshore wind power generation including a plurality of offshore wind power generators each provided with a power conversion device, and a substation system for collecting the power generated by the plurality of offshore wind power generators to transmit to the electric power grid A method for removing harmonics of a system, the method comprising: determining whether a harmonic voltage value or a harmonic current value of power collected from the plurality of offshore wind generators satisfies a preset reference value, and when the reference value is not satisfied, harmonics included in power Provided are a method for removing harmonics of an offshore wind power generation system, which is removed and transmitted to the power grid.

또한 본 발명에 따른 해상풍력발전시스템의 고조파 제거 방법은 상기 복수의 해상풍력발전기로부터 전송된 전력에 포함된 고조파를 상기 변전 시스템에 설치된 고조파 제거장치를 통해 제거하는 것이 바람직하다.In addition, the harmonic removal method of the offshore wind power generation system according to the present invention preferably removes the harmonics included in the power transmitted from the plurality of offshore wind power generators through a harmonic removal device installed in the substation system.

본 발명에 따르면 전력변환장치를 구비한 해상풍력발전기에 의해 수집된 전력에 포함된 고조파를 제거하여 전력 품질 좋은 풍력 에너지를 전력망으로 전송할 수 있는 효과가 있다. 특히, HVAC(High Voltage Alternating Current, 고압교류송전)를 이용한 해저케이블을 통해 전송된 전력에 포함된 고조파를 제거하여 품질이 좋은 풍력 에너지를 전력망으로 전송할 수 있다.According to the present invention there is an effect that can remove the harmonics included in the power collected by the offshore wind power generator having a power converter to transmit the wind power of high quality power to the power grid. In particular, by removing the harmonics included in the power transmitted through the submarine cable using HVAC (High Voltage Alternating Current), high-quality wind energy can be transmitted to the power grid.

도 1은 종래의 해상풍력발전시스템을 설명하기 위한 도면이고,
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 도 2에 도시된 고조파 제거장치를 설명하기 위한 블록도이고, 그리고
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상풍력발전시스템의 고조파 제거방법을 설명하기 위한 동작흐름도.1 is a view for explaining a conventional offshore wind power generation system,
2 is a view for explaining the offshore wind power generation system having a harmonic rejection function according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram for explaining the harmonic removing apparatus shown in FIG.
Figure 4 is a flow chart illustrating the harmonics removal method of the offshore wind power generation system according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.2 is a view illustrating a marine wind power generation system having a harmonic rejection function according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 본 발명에 따른 고조파 제거 기능을 해상풍력발전시스템(2)은 복수의 해상풍력발전기(21), 복수의 해상풍력발전기(21)에 의해 생산된 전력을 수집하는 복수의 모선(23)과, 복수의 모선(23)으로부터 전력을 수집하고 수집된 전력을 전력망(29)에 전송하는 고조파 제거 장치(28)를 포함하는 변전 시스템(27)을 포함하여 구성될 수 있다. 계통연계지점은 데이터 확보, 운영관리, 효율성 측면에서 변전 시스템(27)에 구비되고, 도시되지 않은 변압기, 단로기(disconnector), 차단기, 조상설비, 피뢰기, 배전반 등으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the offshore wind power generation system 2 having a harmonic elimination function according to the present invention includes a plurality of offshore wind turbines 21 and a plurality of offshore wind turbines that collect power generated by the plurality of offshore wind turbines 21. 23 and a substation system 27 including a harmonic rejection apparatus 28 that collects power from the plurality of buses 23 and transmits the collected power to the power grid 29. The grid connection point may be provided in the substation system 27 in terms of data acquisition, operation management, and efficiency, and may include a transformer, a disconnector, a breaker, an ancestor, an arrester, a switchboard, and the like, which are not shown.

복수의 해상풍력발전기(21), 복수의 모선(23)은 해상지역(A)에 설치되고, 변전 시스템(27) 및 전력망(29)은 육상에 설치된다.The plurality of offshore wind generators 21 and the plurality of buses 23 are installed in the offshore area A, and the substation system 27 and the power grid 29 are installed on land.

해상풍력발전기(21)는 바람을 기계적 회전운동으로 변환하는 블레이드, 저속의 블레이드 회전수를 발전기용 고속회전으로 변환하는 증속기, 해당 증속기를 통해 전력을 발생하는 발전기, 가변되는 전압과 주파수를 계통에서 원하는 전압과 주파수로 변환하는 전력변환장치를 구비한다.The offshore wind power generator 21 is a blade for converting wind into mechanical rotational movement, a speed reducer for converting low-speed blade rotation into high-speed rotation for a generator, a generator for generating power through a corresponding speed increaser, and a variable voltage and frequency system. It is provided with a power converter for converting the desired voltage and frequency in.

이와 같은 해상풍력발전기(21)에 전력변환장치를 구비함에 따라 해상풍력발전기에서 발생된 전력에는 고조파가 포함될 수 있다.As the offshore wind power generator 21 includes a power converter, harmonics may be included in the power generated by the offshore wind power generator.

복수의 모선(23)은 복수의 해상풍력발전기(21)에 의해 생산된 전력을 수집하고 수집된 전력을 해저 케이블(L)을 통해 육상의 변전 시스템(27)에 전송한다.The plurality of buses 23 collect power generated by the plurality of offshore wind generators 21 and transmit the collected power to the substation system 27 on land through the submarine cable L.

여기서 해저 케이블(L)은 HVAC(High Voltage Alternating Current)를 사용한 케이블이 사용될 수 있다.Here, the submarine cable L may be a cable using a high voltage alternating current (HVAC).

변전 시스템(27)에 포함된 고조파 제거 장치(28)는 복수의 모선(23)으로부터 수집된 전력을 취합하고 취합된 전력의 고조파 전압값(THD: Total Harmonic Distortion) 또는 고조파 전류값(TDD: Total Demand Distortion)이 기준치를 만족하는지 여부를 판단하며, 만족하는 경우 취합된 전력을 계통 운영처에 전송되도록 하고, 만족하지 않은 경우 취합된 전력의 고조파를 미리 정해진 범위내에서 제거하여 제거된 전력을 전력망에 전송되도록 한다.The harmonic rejection device 28 included in the substation system 27 collects the power collected from the plurality of buses 23 and collects the harmonic voltage value (THD: Total Harmonic Distortion) or the harmonic current value (TDD: Total) of the collected power. Demand Distortion) meets the reference value, and if it is satisfied, the collected power is transmitted to the grid operator, and if it is not satisfied, the harmonics of the collected power are removed within a predetermined range to remove the removed power from the power grid. To be sent to.

기준치는 계통연계기준인 그리드 코드(Grid code)를 말한다.The reference value refers to grid code that is a grid connection standard.

도 3을 참조하면 고조파 제거 장치(28)는 메모리(281), 취합부(282), 판단부(283), 제어부(284) 및 고조파 제거부(285)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the harmonic removing apparatus 28 may include a memory 281, a collecting unit 282, a determining unit 283, a control unit 284, and a harmonic removing unit 285.

메모리(281)는 기준치(예를 들면, 그리드 코드)를 저장할 수 있다. 그리드 코드는 국가별로 정해져 있다.The memory 281 may store a reference value (eg, grid code). Grid codes are country specific.

취합부(282)는 복수의 모선(23)으로부터 수신된 전력을 취합한다.The collecting unit 282 collects the power received from the plurality of buses 23.

판단부(283)는 취합부(282)를 통해 취합된 전력의 고조파 전압값(THD : Total Harmonic Distortion) 또는 고조파 전류값(TDD: Total Demand Distortion)이 그리드 코드를 만족하는지 여부를 판단한다.The determination unit 283 determines whether a harmonic voltage value (THD: Total Harmonic Distortion) or a harmonic current value (TDD: Total Demand Distortion) of the power collected by the collecting unit 282 satisfies the grid code.

판단부(283)의 판단결과, 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 그리드 코드를 만족하는 경우, 제어부(284)는 고조파 제거부(285)를 구동시키지 않도록 제어한다. 변전 시스템(29)은 전력망(29)에서 원하는 전력으로 변환하여 전력망(29)으로 전송한다.As a result of the determination by the determination unit 283, when the harmonic voltage value or the harmonic current value of the power satisfies the grid code, the control unit 284 controls not to drive the harmonic removal unit 285. The substation system 29 converts the electric power to the desired power in the electric power grid 29 and transmits it to the electric power grid 29.

판단부(283)의 판단결과, 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 그리드 코드를 만족하지 않은 경우, 제어부(284)는 고조파 제거부(285)를 구동시키도록 제어한다. 고조파 제거부(285)는 미리 정해진 범위내에서 고조파를 제거할 수 있는 장치로, 액티브 파워 필터를 포함할 수 있다.As a result of the determination by the determination unit 283, when the harmonic voltage value or the harmonic current value of the power does not satisfy the grid code, the control unit 284 controls to drive the harmonic removal unit 285. The harmonic removing unit 285 is a device capable of removing harmonics within a predetermined range, and may include an active power filter.

변전 시스템(27)은 고조파 제거부(285)에 의해 고조파 제거된 전력을 전력망(29)에 전송한다.The substation system 27 transmits the power harmonics removed by the harmonic removing unit 285 to the electric power grid 29.

고조파를 제거하지 않고 전력망(29)에 투입할 경우 설비의 과열로 인해 소손, 전력손실, 직·병렬 공진 등에 영향을 미칠 수 있으므로, 변전 시스템(27)에는 고조파 제거를 위한 고조파 제거장치(28)를 구비한다. 이와 같이 변전 시스템(27)에 설치된 고조파 제거장치(28) 의해 고조파를 제거하여 전력, 즉 품질이 좋은 풍력 에너지를 전력망(29)에 공급할 수 있다.Injecting into the power grid 29 without removing harmonics may cause burnout, power loss, and parallel / parallel resonance due to overheating of the equipment. Therefore, the substation system 27 includes a harmonic removing apparatus for removing harmonics. It is provided. In this way, the harmonics are removed by the harmonic removal device 28 installed in the substation system 27, so that electric power, that is, wind energy of good quality, can be supplied to the electric power grid 29.

본 실시예에서는 변전 시스템(27)에 고조파 제거장치(28)가 구비된 것으로 설명하고 있으나, 변전 시스템(27)과 독립적으로 고조파 제거장치(28)를 각각 설치하여 고조파가 포함된 전력의 경우 고조파 제거장치(28)를 거친 후 변전 시스템(27)으로 전력이 인가되도록 하고, 고조파가 포함되지 않은 전력의 경우 직접 변전 시스템(27)으로 전력이 인가되도록 구현 가능하다.In this embodiment, the harmonic removal device 28 is described as being provided in the substation system 27, but in the case of electric power including harmonics by installing the harmonic removal device 28 independently of the substation system 27, respectively. After passing through the removal device 28, the power is applied to the substation system 27, and in the case of power that does not include harmonics, power may be directly applied to the substation system 27.

이와 같은 구성을 갖는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템의 고조파 제거방법을 설명하면 다음과 같다.The harmonic removal method of an offshore wind power generation system having a harmonic removal function having such a configuration is as follows.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상풍력발전시스템의 고조파 제거방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of removing harmonics of an offshore wind power generation system according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 고조파 제거장치(28)는 복수의 해상풍력발전기(21)에서 생산된 전력을 수집한 복수의 모선(23)으로부터 전력을 취합한다(S11). 이때 해상풍력발전기(21)는 전력변환장치를 구비한다. 전력변환장치는 가변되는 전압과 주파수를 계통에서 원하는 전압과 주파수로 변환한다. 이에 따라 해상풍력발전기(21)는 전력변환장치를 사용하고 있어 스위칭 동작 등으로 인해 전력에 고조파가 포함될 수 있다. 또한, 복수의 모선(23)으로부터 수집된 전력을 HVAC를 사용하는 해저 케이블(L)을 통해 변전 시스템(27)에 전송하고, 전송된 전력에 고조파가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 4, the harmonic removing apparatus 28 collects power from a plurality of buses 23 that collect power generated by the plurality of offshore wind generators 21 (S11). At this time, the offshore wind power generator 21 is provided with a power converter. The power converter converts the variable voltage and frequency to the desired voltage and frequency in the system. Accordingly, since the offshore wind power generator 21 uses a power converter, harmonics may be included in power due to a switching operation. In addition, power collected from the plurality of buses 23 is transmitted to the substation system 27 through the submarine cable L using HVAC, and the transmitted power may include harmonics.

다음 고조파 제거장치(28)는 취합된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 기준치, 즉 그리드 코드를 만족하는지 여부를 판단한다(S13).Next, the harmonic removing apparatus 28 determines whether the harmonic voltage value or the harmonic current value of the collected power satisfies a preset reference value, that is, a grid code (S13).

상기 S13 단계의 판단결과 취합된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 그리드 코드를 만족하는 경우, 고조파 제거장치(28)는 고조파 제거부(285)를 구동시키지 않도록 제어한다. 계통연계지점이 구비된 변전 시스템(27)은 취합된 전력을 전력망(29)으로 전송한다(S14). 변전 시스템(27)에 구축된 고조파 제어장치(28)에서는 전력망(29)에서 요구하는 그리드 코드를 저장하고 있으며, 그리드 코드를 만족하는 해상풍력발전단지내의 전력을 전력망(29)에서 요구하는 전력으로 변환하여 전력망(29)으로 전송한다.When the harmonic voltage value or the harmonic current value of the collected power satisfies the preset grid code as a result of the determination in step S13, the harmonic removing apparatus 28 controls not to drive the harmonic removing unit 285. The substation system 27 having the grid connection point transmits the collected power to the electric power grid 29 (S14). The harmonic control device 28 built in the substation system 27 stores the grid code required by the power grid 29, and the power in the offshore wind farm that satisfies the grid code is the power required by the power grid 29. The conversion is transmitted to the power grid 29.

상기 S13 단계의 판단결과 취합된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 그리드 코드를 만족하지 않은 경우, 즉 전력에 고조파가 포함된 경우 고조파 제거장치(28)는 고조파 제거부(285)를 구동시키도록 제어하여 전력에 포함된 고조파 중 미리 정해진 범위내의 고조파를 제거한다(S15).When the harmonic voltage value or the harmonic current value of the collected power does not satisfy the preset grid code, that is, when the power includes harmonics, the harmonic removing apparatus 28 performs the harmonic removing unit 285. Control to drive to remove the harmonics within a predetermined range of the harmonics included in the power (S15).

변전 시스템(27)은 고조파 제거된 전력을 전력망(29)에서 원하는 전력으로 변환하여 전력망(29)으로 전송한다(S17).The substation system 27 converts the harmonic removed power into the desired power in the power grid 29 and transmits the power to the power grid 29 (S17).

이와 같이 고조파가 포함된 전력을 복수의 해상풍력발전기(21)로부터 취합되더라도 고조파 제거장치(28)를 통해 고조파가 제거된 전력을 전력망(29)으로 전송할 수 있어, 전력망(29)에 품질이 좋은 에너지를 포함하는 전력을 공급할 수 있다.In this way, even if the power including the harmonics is collected from the plurality of offshore wind turbines 21, the harmonics-free power can be transmitted to the power grid 29 through the harmonic removal device 28, so that the quality of the power grid 29 is high. It can supply power including energy.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such modifications are intended to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

2 : 해상풍력발전시스템 21 : 복수의 해상풍력발전기
23 : 복수의 모선 27 : 변전 시스템
28 : 고조파 제거장치 29 : 전력망2: Offshore wind power generation system 21: Multiple offshore wind power generators
23: plurality of mother bus 27: substation system
28: harmonic rejection device 29: power grid

Claims (6)

전력변환장치를 각각 구비한 복수의 해상풍력발전기와,
상기 복수의 해상풍력발전기에 의해 발생된 전력을 수집하여 전력망에 전송하는 변전 시스템을 포함하되,
상기 변전 시스템은
상기 수집된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 기준치를 만족하는지 여부를 판단하고, 상기 기준치를 만족하지 않은 경우 전력에 포함된 고조파를 제거하여 상기 전력망으로 전송하는 고조파 제거장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템.A plurality of offshore wind power generators each provided with a power converter;
Including a substation system for collecting the power generated by the plurality of offshore wind power generators and transmits to the power grid,
The substation system is
And a harmonic removal device for determining whether the harmonic voltage value or the harmonic current value of the collected power satisfies a preset reference value, and removing the harmonics included in the power and transmitting the harmonics included in the power to the electric power grid. Offshore wind power generation system characterized in that the harmonics removal function. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 해상풍력발전기에 의해 발생된 전력을 수집하는 복수의 모선으로부터 수집된 전력은 HVAC(High Voltage Alternating Current)를 이용한 해저케이블을 통해 상기 변전 시스템에 전송되는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템.The method according to claim 1,
Power collected from a plurality of buses collecting power generated by the plurality of offshore wind turbines is transmitted to the substation system through a submarine cable using high voltage alternating current (HVAC). Offshore wind power system. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 고조파 제거장치는
계통연계를 위한 상기 기준치를 저장하는 메모리;
상기 복수의 모선으로부터 수신된 전력을 취합하는 취합부;
상기 취합된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값을 상기 기준치를 만족하는지 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 판단부의 판단결과 상기 기준치를 만족하지 않은 경우 미리 정해진 범위내의 고조파를 제거하는 고조파 제거부를 구동시키도록 제어하고, 상기 기준치를 만족하는 경우 상기 고조파 제거부를 구동시키지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템.The method according to claim 1 or 2,
The harmonic removing device
A memory for storing the reference value for grid linkage;
An acquisition unit for collecting power received from the plurality of buses;
A determination unit that determines whether the harmonic voltage value or the harmonic current value of the collected power satisfies the reference value; And
And a control unit controlling to drive a harmonic removing unit that removes harmonics within a predetermined range when the reference value is not satisfied, and not driving the harmonic removing unit when the reference value is satisfied. Offshore wind power generation system with harmonic rejection function. 청구항 3에 있어서,
상기 고조파 제거부는 액티브 파워 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거 기능을 갖는 해상풍력발전시스템.The method according to claim 3,
The harmonic rejection unit offshore wind power generation system having a harmonic rejection, characterized in that it comprises an active power filter. 전력변환장치를 각각 구비한 복수의 해상풍력발전기와, 상기 복수의 해상풍력발전기에 의해 발생된 전력을 수집하여 전력망에 전송하는 변전 시스템을 포함하는 해상풍력발전시스템의 고조파 제거 방법으로서,
상기 복수의 해상풍력발전기로부터 수집된 전력의 고조파 전압값 또는 고조파 전류값이 미리 설정된 기준치를 만족하는지 여부를 판단하여, 상기 기준치를 만족하지 않은 경우 전력에 포함된 고조파를 제거하여 상기 전력망으로 전송하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전시스템의 고조파 제거 방법.A harmonic rejection method of an offshore wind power generation system comprising a plurality of offshore wind power generators each provided with a power converter, and a substation system for collecting and transmitting power generated by the plurality of offshore wind power generators.
It is determined whether a harmonic voltage value or a harmonic current value of power collected from the plurality of offshore wind generators satisfies a preset reference value. Harmonic removal method of the offshore wind power system, characterized in that. 청구항 5에 있어서,
상기 복수의 해상풍력발전기로부터 전송된 전력에 포함된 고조파를 상기 변전 시스템에 설치된 고조파 제거장치를 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전시스템의 고조파 제거 방법.The method according to claim 5,
Harmonics removal method of the offshore wind power generation system, characterized in that to remove the harmonics included in the power transmitted from the plurality of offshore wind turbines through the harmonic removal device installed in the substation system.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180323620A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-08 General Electric Company Electrical Power Systems and Methods Using Distortion Filters
WO2018208643A1 (en) 2017-05-08 2018-11-15 General Electric Company Electrical power systems and methods using distortion filters
CN110809851A (en) * 2017-05-08 2020-02-18 通用电气公司 Electrical power system and method using distortion filter
US10784689B2 (en) * 2017-05-08 2020-09-22 General Electric Company Electrical power systems and methods using distortion filters
EP3622617A4 (en) * 2017-05-08 2020-12-23 General Electric Company Electrical power systems and methods using distortion filters

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