KR20150122851A - Prediction based Control Apparatus and Method for Combined Generation of Wind Power and Wave Power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 예측 기반 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍력-파력 복합 발전에서의 예측 기반 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a prediction-based control apparatus and method, and more particularly, to a prediction-based control apparatus and method in a combined wind-power combined cycle power generation.
기계적 관점에서의 발전기 구동은 다소 시간이 걸리고 목표 발전 출력값까지 도달하는 동안 감시 정보(환경 변수)는 변경되고 새로운 설정값이 필요해진다. 목표 출력값까지 도달하는 천이시간(Transition Time) 동안 입력이 되는 환경 변수의 변동으로 인해 천이시간 이전 설정값에 기반한 예상 출력값과 천이시간 이후의 실제값 간의 차이가 발생된다.From the mechanical point of view, the operation of the generator takes some time, and the monitoring information (environment variable) is changed and a new setting value is required while reaching the target generation output value. The difference between the expected output value based on the set value before the transition time and the actual value after the transition time occurs due to the variation of the input environmental variable during the transition time that reaches the target output value.
실제값 간의 차이를 줄이고자 피드백 제어를 이용하고는 있으나 현재 감시 정보만을 반영하여 목표값에 추종하게 하는 한계를 지니고 있다.Although feedback control is used to reduce the difference between the actual values, it has a limit to follow the target value by reflecting only the current monitoring information.
이에, 천이시간 동안 변하는 환경변수에 대응하여 목표값의 정확도를 높이기 위한 방안의 모색이 요청된다.
Accordingly, a search for a method for increasing the accuracy of the target value in response to the environmental variable that is changed during the transition time is requested.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 천이시간 동안 변하는 환경변수에 대응하여 목표값의 정확도를 높일 수 있는 풍력-파력 복합 발전에서의 예측 기반 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a prediction-based control apparatus and method in a wind turbine-wave combined-cycle power generation system capable of increasing the accuracy of a target value in response to environmental variables varying during transition time, Method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 풍력-파력 복합 발전 제어 방법은, 풍력-파력 복합 발전 시스템의 현재 상태를 감시하는 단계; 환경 상황에 대한 미래 상태를 예측하는 단계; 및 상기 현재 상태 및 상기 미래 상태를 기반으로, 상기 풍력-파력 복합 발전 시스템을 제어하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a wind power combined cycle power generation system including monitoring a current state of a wind power combined cycle power generation system, Predicting a future state of the environmental situation; And controlling the wind-coupled combined power generation system based on the current state and the future state.
그리고, 상기 제어 단계는, 상기 현재 상태는 피드백 제어로, 상기 미래 상태는 피드 포워드 제어로 반영할 수 있다.The control step may reflect the current state as feedback control and the future state as feedforward control.
또한, 상기 미래 상태는, 바람 상태와 파랑 상태 간의 상관 관계 및 바람 상태로 부터 예측한 파랑의 예측 상태일 수 있다.
Further, the future state may be a correlation between the wind state and the wave state, and a predicted wave state predicted from the wind state.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 피드백 제어에 예측 기반의 피드 포워드 제어를 더하여 목표값에 더 빠르게 근접할 수 있도록 제어가 가능해진다.As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to control the feed-forward control to be closer to the target value by adding the feed-forward control based on prediction to the feedback control.
또한, 목표값과 실제값의 차이를 빠르게 줄여 정확한 발전 공급량을 계통에 제공하여 계통 안정성 확보에 기여할 수 있다.
In addition, the difference between the target value and the actual value can be rapidly reduced, and the accurate generation supply amount can be provided to the system, contributing to securing the system stability.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템의 블럭도, 그리고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력-파력 복합 발전 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram of a combined wind-and-wave power generation control system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling combined-cycle wind power generation according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템의 블럭도이다. 도 1에서는 이해와 설명의 편의를 위해 제어 대상인 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)을 더 도시하였다.FIG. 1 is a block diagram of a combined power generation control system for a wind power and a wave according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a wind turbine-wave hybrid
본 발명의 실시예에 따른 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(110), 현재 상태 감시부(120) 및 미래 상태 예측부(130)를 포함한다.1, the
제어부(110)는 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)을 제어하는, 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템(100)의 핵심 구성이다. 제어부(110)는 현재 상태 기반의 피드백 제어와 미래 상태 기반의 피드포워드 제어를 병행한다.The
현재 상태 감시부(120)는 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 출력을 모니터링하여, 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 현재 상태를 감시한다.The current
미래 상태 예측부(130)는 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 환경 상황에 대한 미래 상태를 예측한다. 구체적으로, 미래 상태 예측부(130)는 바람-파랑 상관 관계를 바탕으로 바람 상태로부터 예측한 파랑 상태일 수 있다.The future
구체적으로, 과거 바람 상태와 파랑 상태를 시간 순으로 매칭하여 상관관계를 생성하면, 현재의 바람 상태를 측정하여 상관관계로부터 파랑 상태를 예측할 수 있는 것이다.Specifically, if the past wind condition and the wave condition are matched in time order to generate a correlation, the current wind condition can be measured and the wave condition can be predicted from the correlation.
풍속(바람의 속도)가 파속(파랑의 속도) 보다 빠르기 때문에, 즉, 바람이 파랑 보다 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템(100)에 이른 시간에 도달하기 때문에, 예측이 가능한 것이다.Prediction is possible because the wind speed (wind speed) is faster than the wave speed (blue speed), that is, the wind reaches the wind power-wave combined power
이에, 제어부(110)는, 현재 상태 감시부(120)로부터 인가되는 현재 상태를 기반으로 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)을 피드백 제어함과 동시에, 미래 상태 예측부(130)로부터 인가되는 미래 상태를 기반으로 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)을 피드포워드 제어하게 된다.The
현재 상태에 대한 실시간 감시를 기반으로 피드백 제어만 수행하는 경우, 대형 기계 설비에서 발생되는 긴 천이시간이 문제되고 있어, 본 발명의 실시예에서는, 천이시간 동안 변화하는 환경 변수에 대응하기 위해 환경 상황의 미래 상태 예측을 기반으로 피드포워드 제어하는 것을 추가하였다.In the case of performing only the feedback control based on the real-time monitoring of the current state, there is a problem of a long transition time occurring in a large-sized machine. In the embodiment of the present invention, Based feedforward control based on the prediction of the future state of the vehicle.
도 1에 도시된 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템(100)에 의한 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 제어 과정에 대해, 이하에서 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.The control process of the wind-coupled combined-wave
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력-파력 복합 발전 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling combined-cycle wind power generation according to another embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 현재 상태 감시부(120)는 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 출력을 모니터링하여, 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 현재 상태를 감시한다(S210).2, the current
또한, 미래 상태 예측부(130)는 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)의 환경 상황에 대한 미래 상태를 예측한다(S220).In addition, the future
S220단계에서, 미래 상태 예측부(130)는 바람-파랑 상관 관계를 바탕으로, 현재의 바람 상태를 측정하여 바람-파랑 상관관계로부터 파랑 상태를 예측할 수 있다.In step S220, the future
하지만, 이는 예시적인 것으로, S220단계에서 이와 다른 방법 또는 다른 미래 상태를 예측하는 것이 가능하며, 이 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.However, this is an illustrative example, and it is possible to predict another method or another future state in step S220, and it goes without saying that the technical idea of the present invention can also be applied to this case.
이후, 제어부(110)는, S210단계에서 감시된 현재 상태를 기반으로 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)을 피드백 제어함과 동시에, S220단계에서 예측된 미래 상태를 기반으로 풍력-파력 복합 발전 시스템(10)을 피드포워드 제어한다(S230).In step S210, the
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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
10 : 풍력-파력 복합 발전 시스템
100 : 풍력-파력 복합 발전 제어 시스템
110 : 제어부
120 : 현재 상태 감시부
130 : 미래 상태 예측부10: Combined wind and wave power generation system
100: Combined power generation control system for wind-wave
110:
120: Current state monitoring section
130: Future state prediction unit
Claims (3)
환경 상황에 대한 미래 상태를 예측하는 단계;
상기 현재 상태 및 상기 미래 상태를 기반으로, 상기 풍력-파력 복합 발전 시스템을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력-파력 복합 발전 제어 방법.
Monitoring the current state of the combined wind power and power generation system;
Predicting a future state of the environmental situation;
And controlling the wind power combined cycle power generation system based on the current state and the future state.
상기 제어 단계는,
상기 현재 상태는 피드백 제어로, 상기 미래 상태는 피드 포워드 제어로 반영하는 것을 특징으로 하는 풍력-파력 복합 발전 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the control step comprises:
Wherein the current state is feedback control, and the future state is reflected in feedforward control.
상기 미래 상태는,
바람 상태와 파랑 상태 간의 상관 관계 및 바람 상태로부터 예측한 파랑의 예측 상태인 것을 특징으로 하는 풍력-파력 복합 발전 제어 방법.
The method according to claim 1,
The future state may include:
Wherein the predicted wave state is a predicted state of a wave predicted from a correlation between a wind state and a wave state and from a wind state.
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