KR20160106335A - 풍력발전단지 안정화 시스템 - Google Patents

풍력발전단지 안정화 시스템 Download PDF

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KR20160106335A KR1020150029099A KR20150029099A KR20160106335A KR 20160106335 A KR20160106335 A KR 20160106335A KR 1020150029099 A KR1020150029099 A KR 1020150029099A KR 20150029099 A KR20150029099 A KR 20150029099A KR 20160106335 A KR20160106335 A KR 20160106335A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템은, 복수의 풍력 터빈을 포함하는 풍력발전단지를 안정화하기 위한 풍력발전단지 안정화 시스템으로서, 풍력발전단지가 전력망에 연계되기 위한 공통접속점(Point of Common Coupling; PCC)의 전압 및 전류를 검출하는 PCC 전압 전류 검출기; 상기 풍력발전단지가 상기 전력망에 연계된 전력계통에서 무효전력을 보상하기 위하여 상기 공통접속점에 설치되는 정지형 동기 보상기(STATCOM); 및 상기 정지형 동기 보상기를 퍼지 제어(fuzzy control)기법을 이용하여 PI 제어하는 퍼지 PI 제어기를 포함한다.
본 발명에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템은 풍력발전단지의 전력계통 연계에 있어 계통 전압 강하가 발생하는 경우 퍼지 PI 제어기를 포함하는 STATCOM을 이용하여 무효전력 보상을 함으로써 기존 PI 제어기의 오버슈트 문제를 해결하고 공통접속점 전압을 개선하여 풍력발전단지의 안정도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

풍력발전단지 안정화 시스템{WIND FARM STABILIZATION SYSTEM}
본 발명은 풍력발전단지의 안정화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 풍력발전단지의 전력계통 연계에 있어 계통 전압 강하가 발생하는 경우 퍼지 PI 제어기를 포함하는 STATCOM을 이용하여 풍력발전단지의 안정도를 향상시킬 수 있는 풍력발전단지의 안정화 시스템에 관한 것이다.
풍력 에너지는 최근 신재생 에너지원으로서 각광받으며 급성장하고 있다. 이러한 풍력 에너지의 발전에 따라 대형화 및 집중화된 단지 형태로 전력계통에 연계되어 운영되기에 이르렀는데, 다만, 풍력 발전은 풍력 에너지라는 특성상 불규칙한 출력에 따른 시스템 안정화 문제가 중요한 문제가 되었으며, 이에 따라, 전력계통의 안정적 운영을 위해 전력계통에 접속하고자 하는 전원이 전력계통의 신뢰성과 안정성을 저해하지 않도록 계통연계기준(Grid code)이 제정되었다. 이러한 계통연계기준에서는 계통 사고시의 풍력발전단지가 만족하여야 하는 규정인 저전력보상(Low Voltage Ride Through; LVRT) 기능이 중요한 관심사로 주목받고 있다.
한편, 계통연계기준은 각국별로 규정을 제정하고 있으며, 그 중 가장 엄격한 계통연계기준을 규정하고 있는 나라는 독일이며, 독일의 계통연계기준에 의한 저전력보상(LVRT)은 도 1에 도시한 바와 같다. 도 1을 참조하면, 계통 사고시 전압 변동비 및 폭이 A 영역에 있게 된다. 도 1에서, A 영역에서는 풍력 터빈이 계통 사고에 관계없이 계통으로의 연결을 유지하여야 하고, B 영역에서는 풍력발전단지가 잠시 동안 계통으로부터 분리되어도 된다. 또한, 풍력발전단지는 새로운 계통연계기준에 따라 전력계통으로 무효전력을 공급해야 하며, 이는 전압을 유지하고 풍력발전단지의 안정도를 향상시키는데 도움이 된다. 다만, 소규모의 풍력발전단지에서는 무효전력 보상이 충분하지 않으며, 이에 따라, 무효전력 보상을 위해 무효전력 보상장치가 사용된다.
최근, 무효전력 보상을 위해 가장 많이 사용되는 것에는 정지형 무효전력 보상기(Static Var Compensation; SVC)와 정지형 동기 보상기(Static Synchronous Compensator; STATCOM)이 있다. SVC는 전압이 조절되는 교류 버스에 직접 연결되는 변압기에 연결된다. 그러나 SVC의 응답 시간은 STATCOM보다 늦고, SVC의 무효전력 보상 능력은 전력계통이 저전압 상태로 유지될 때 STATCOM에 비해 떨어진다. 반대로, STATCOM은 무효전력 스루풋(throughput)의 연속성, 무효전력의 광범위한 조정, 빠른 응답, 고정밀도의 제어, 작동의 신뢰성 등 많은 이점이 있다. 이러한 STATCOM은 주로 전압 조정, 역률 보상, 전류의 고조파 제거 등에 이용되고 있으며, 무효전력 및 전력 품질 제어와 관련한 분야에서 주요 이슈가 되었다. 그러나, 일반적인 STATCOM은 전류와 전압을 제어하는데 PI 제어기를 사용하므로, 과도 상태(transition-state)에서의 오버슈트(overshoot)가 큰 문제가 있다. 따라서, 전압 강하 문제(Voltage Dip Fault)가 발생하는 경우에도 풍력발전단지의 계통연결상 안정화를 도모할 수 있는 시스템이 필요하다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, STATCOM을 이용하여 무효전력보상을 수행하고 STATCOM의 과도 상태(transition-state)에서의 오버슈트(overshoot) 문제를 해결하여 전압 강하(Voltage Dip Fault)가 발생하는 경우에도 풍력발전단지의 전력계통 연결상의 높은 안정도를 제공할 수 있는 풍력발전단지 안정화 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템은, 복수의 풍력 터빈을 포함하는 풍력발전단지를 안정화하기 위한 풍력발전단지 안정화 시스템으로서, 풍력발전단지가 전력망에 연계되기 위한 공통접속점(Point of Common Coupling; PCC)의 전압 및 전류를 검출하는 PCC 전압 전류 검출기; 상기 풍력발전단지가 상기 전력망에 연계된 전력계통에서 무효전력을 보상하기 위하여 상기 공통접속점에 설치되는 정지형 동기 보상기(STATCOM); 및 상기 정지형 동기 보상기를 퍼지 제어(fuzzy control)기법을 이용하여 PI 제어하는 퍼지 PI 제어기를 포함한다.
상기 PCC 전압 전류 검출기는 상기 전력계통의 계통 전압 강하(grid voltage dip)를 검출할 수 있고, 상기 퍼지 PI 제어기는 PI 제어 파라미터를 조정할 수 있다. 상기 PI 제어 파라미터는 퍼지 제어에 의해 계산될 수 있고, 상기 퍼지 제어의 퍼지 변수의 멤버쉽 함수(membership function)는 가우스 함수(Gaussian function)가 될 수 있으며, 상기 퍼지 변수는 무게중심법(center gravity method)에 의해 비퍼지화될 수 있다.
본 발명에서 개시된 기술은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템은 풍력발전단지의 전력계통 연계에 있어 계통 전압 강하가 발생하는 경우 퍼지 PI 제어기를 포함하는 STATCOM을 이용하여 무효전력 보상을 함으로써 기존 PI 제어기의 오버슈트 문제를 해결하고 공통접속점 전압을 개선하여 풍력발전단지의 안정도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 독일의 계통연계기준에 의한 저전력보상(LVRT)을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템의 블럭도를 나타낸 것이다.
도 3은 풍력발전단지의 망 배치를 나타낸 것이다.
도 4는 STATCOM을 포함하는 전력계통을 나타낸 것이다.
도 5는 퍼지 PI 제어기를 포함하는 STATCOM의 제어 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 퍼지 PI 제어기의 구조를 나타낸 것이다.
도 7은 STATCOM과 풍력발전단지가 연계된 전력계통을 나타낸 것이다.
도 8은 풍력발전단지의 시뮬레이션을 위한 망 배치를 나타낸 것이다.
도 9는 시뮬레이션을 위한 풍속 데이터를 나타낸 것이다.
도 10은 작은 전압 강하 발생시 PCC 전압과 무효전력 출력값을 나타낸 것이다.
도 11은 중간 전압 강하 발생시 PCC 전압과 무효전력 출력값을 나타낸 것이다.
도 12는 큰 전압 강하 발생시 PCC 전압과 무효전력 출력값을 나타낸 것이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에서는 전력계통에서 전압 강하가 발생하는 경우에 대한 풍력 터빈의 안정화 시스템 및 풍력발전단지의 안정화 시스템을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템은 풍속 생성 모델과 풍력발전단지의 배치 모델, 그리고 풍력발전단지 안정화 모델로 구성된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템의 블럭도를 나타낸 것으로, 전압 강하가 발생하는 경우 전압과 전류를 검출하고 STATCOM을 이용하여 무효전력을 보상하도록 구성된다.
풍속 생성 모델로는 4-성분 합성 풍속(4-component composite wind speed) 모델이 사용되어 풍속을 생성한다. 4-성분 합성 풍속 Vwt는 다음 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
여기서, Vwb는 기본 바람, Vwg는 돌풍, Vwc는 점진적으로 변하는 바람, 그리고 Vwr은 확률적 바람이다.
풍력발전단지는 복수의 풍력 터빈으로 구성된다. 이러한 풍력발전단지의 배치를 도 3에 도시하였다. 풍력발전단지 제어는 하나의 집중형 유닛으로 이루어지며, 공통접속점(Point of Common Coupling; PCC)으로부터 측정하는 입력값을 갖는다.
STATCOM은 유연송전시스템(Flexible AC Transmission Systems; FACTS) 장치의 하나로서, 연속적으로 무효전력을 생성 또는 흡수하여 풍력발전단지를 보다 안정하게 한다.
도 4는 STATCOM을 포함하는 전력계통을 나타낸 것으로, STATCOM의 동적 수학 모델은 다음 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
여기서, id 및 iq는 각각 d축과 q축 전류, ω는 공통접속점(PCC) 전압의 동기 회전 각속도, us는 계통 전압이다.
다음, 퍼지(Fuzzy) PI 제어기에 기반한 STATCOM 제어에 관해 설명한다.
상수 파라미터를 갖는 통상의 PI 제어기는 설계 파라미터의 변동으로 인하여 강건하지 못할 수 있다. 특히, 전압 강하(voltage dip)가 발생하는 경우, 전력계통은 동적 과도 상태에 있게 된다. 따라서, 본 발명에서는 무효전력 보상을 위해 퍼지 PI 제어기를 이용하여 STATCOM을 제어한다. 퍼지 PI 제어기에 의한 STATCOM의 제어 구조는 도 5에 나타낸 바와 같다.
퍼지 PI 제어기에 있어, 퍼지 제어는 오차 e와 오차 변화율 Δe에 기초하여 PI 제어기의 파라미터를 조정하는데 사용된다. 이를 다음 수학식 3에 나타낸다.
Figure pat00003
여기서,
Figure pat00004
및
Figure pat00005
는 제어기의 초기값이고
Figure pat00006
및
Figure pat00007
는 보상값이며 이들은 퍼지 제어에 의해 계산될 수 있다. 퍼지 PI 제어기의 구조는 도 6에 나타낸 바와 같다.
퍼지 제어에 있어, 퍼지 변수의 멤버쉽 함수(membership function)로 가우스 함수가 사용된다. 퍼지 제어 핵심은 퍼지 제어 규칙으로,
Figure pat00008
및
Figure pat00009
의 제어 규칙은 다음 표 1 및 표 2로 나타낸 바와 같다. 표 1은
Figure pat00010
의 제어 규칙이며, 표 2는
Figure pat00011
의 제어 규칙이다. 표 1 및 표 2에서는 NB(Negative Big), NM(Negative Medium), NS(Negative Small), 0, PS(Positive Small), PM(Positive Medium), PB(Positive Big) 등의 7개의 언어값으로 표시된다.
Figure pat00012
 Δe
NB NM NS 0 PS PM PB



e


 NB PB PB NB PM PS PS 0
NM PB PB NM PM PS 0 0
NS PM PM NS PS 0 NS NM
0 PM PS 0 0 NS NM NM
PS PS PS 0 NS NS NM NM
PM 0 0 NS NM NM NM NB
PB 0 NS NS NM NM NB NB
Figure pat00013
 Δe
NB NM NS 0 PS PM PB



e


 NB 0 0 NB NM NM 0 0
NM 0 0 NM NM NS 0 0
NS 0 0 NS NS 0 0 0
0 0 0 NS NM PS 0 0
PS 0 0 0 PS PS 0 0
PM 0 0 PS PM PM 0 0
PB 0 0 NS PM PB 0 0
퍼지 추론은 최대최소방법(max-min method)을 이용한다. 추론으로부터 발생되는 모호한 퍼지 제어 행동은 적용시 정확한 제어 행동으로 변환되어야 한다. 퍼지 변수를 비퍼지화하는데 무게중심법(center gravity method)이 사용되며, 이는 다음 수학식 4로 나타낸다.
Figure pat00014
STATCOM은 풍력발전단지의 공통접속점(PCC)에 설치되며, 이는 전력 품질을 향상시키고 전송선의 손실을 감소시키기 위하여 연속적으로 무효전력을 발생 또는 흡수한다. 특히, 계통 전압 강하가 발생하는 경우, STATCOM은 계통 전압 및 PCC 전압을 안정화하여 풍력발전단지를 더욱 안정하도록 한다. STATCOM과 풍력발전단지를 포함한 전력계통을 도 7에 나타낸다.
도 7에서, PCC와 전력망 간의 임피던스는 R+jX이다. 계통 전압 강하(grid voltage dip)가 발생하는 경우, PCC 전압은
Figure pat00015
에 따라 강하할 것이다. 이 때, STATCOM은 PCC 전압 개선을 위해 전력망에 무효전력 Qs를 입사한다. STATCOM의 무효 전력 출력값은 다음 수학식 5에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00016
상기 수학식 5로부터, 입사되는 무효전력이 PCC 전압에 의해 제한된다. 특히, 전압 강하 폭이 큰 경우, PCC 전압은 매우 낮아질 것이다. 이러한 경우, 입사되는 무효전력은 감소할 것이다.
이와 같이 PCC 전압은 무효전력 보상 이후에 개선될 것이며, PCC 전압은 다음 수학식 6에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00017
여기서, Δu는 전압조정값, uref는 PCC의 기준 전압이며, upcc는 무효전력 보상 이후의 PCC 전압이다.
상기 수학식 6으로부터, 공통접속점(PCC)에서의 순시전압은 무효전력 보상 이후에 상승할 것이다. 따라서, 공통접속점(PCC)에서 무효전력보상은 계통 전압과 PCC 전압을 회복시켜 전력계통 및 풍력발전단지를 더욱 안정하게 할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템의 검증을 위하여 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 진행하였다.
풍력발전단지는 이중여자유도발전기(DFIG)를 갖는 세 개의 1.5MW 풍력 터빈으로 구성되며, 풍력발전단지와 무효전력 보상기는 PCC에 의해 전송선 종단에 연결된다. 풍력발전단지의 시뮬레이션 망 배치는 도 8에 도시한 바와 같다.
풍속은 4-성분 합성 풍속 모델에 의해 생성되며, 기본 바람은 9 m/s이며, 돌풍과 점진적으로 변하는 바람은 각각 0초 에서 1초, 1초 에서 2.5초로 설정되며, 최대 경도풍은 1초에서 1.7초, 가변 경도풍은 1.7초에서 2.5초로 가정한다. 확률적 바람은 0초에서 5초까지로 설정된다. 풍력발전단지의 4-성분 합성 풍속 모델의 시뮬레이션 결과는 도 9에 나타낸 바와 같다.
전력계통에서 무효전력 보상기는 PCC에서 전압 안정을 제어한다. 계통 전압이 1.0 p.u 미만이면, 무효전력 보상기는 전력망에 무효전력을 입사할 필요가 있다. 반대로 계통 전압이 1.0 p.u 이상이면, 무효전력 보상기는 전력망으로부터 무효전력을 흡수할 필요가 있다. 이하에서는 3가지 형태의 전압 강하(작은 전압 강하, 중간 전압 강하, 큰 전압 강하)에 대한 무효전력 보상 능력을 시뮬레이션한 결과에 대하여 기술한다.
첫번째로, 작은 전압 강하가 발생하는 경우, 무효전력 보상기는 무효전력을 전력망으로 출력한다. PCC 전압과 무효전력 출력은 도 10에 나타낸 바와 같다. 도 10(a)와 도 10(b)는 각각 STATCOM이 없는 경우와 있는 경우의 PCC 전압을 나타내며, 도 10(c)는 PI 제어기(청색)와 퍼지 PI 제어기(적색)에 대한 무효전력 출력값을 나타낸다.
도 10(a) 및 도 10(b)로부터, STATCOM은 전압 강하 발생시 계통 전압을 지원한다. 이는 계통 전압을 유지하고 PCC 전압을 개선하는 방식으로 무효전력을 입사한다. 도 10(c)에서, 청색선은 PI 제어기에 의한 STATCOM의 무효전력 출력값을 나타내며, 적색선은 퍼지 PI 제어기에 의한 STATCOM의 무효전력 출력값을 나타낸 것이다. 퍼지 PI 제어기를 포함하는 STATCOM은 계통 전압이 회복될 때 STATCOM의 안정도를 향상시킨다.
두번째로, 중간 전압 강하가 발생하는 경우, PCC 전압과 무효전력 출력값을 도 11에 도시하였다. 도 11(a)와 도 11(b)는 각각 STATCOM이 없는 경우와 있는 경우의 PCC 전압을 나타내며, 도 11(c)는 PI 제어기(청색)와 퍼지 PI 제어기(적색)에 대한 무효전력 출력값을 나타낸다.
도 11에서, STATCOM은 전압 강하가 발생하는 경우 계통 전압을 지원하며, 이는 계통 전압을 유지하고 PCC 전압을 개선하는 것을 볼 수 있다.
세번째로, 큰 전압 강하가 발생하는 경우, PCC 전압과 무효전력 출력값을 도 12에 나타낸 바와 같다. 도 12(a)와 도 12(b)는 각각 STATCOM이 없는 경우와 있는 경우의 PCC 전압을 나타내며, 도 12(c)는 PI 제어기(청색)와 퍼지 PI 제어기(적색)에 대한 무효전력 출력값을 나타낸다.
도 12에서, 큰 전압 강하가 발생하는 경우, 무효전력 출력값은 부적절하다. 따라서, 계통 오류가 빠르게 해소되어야 한다.
이상에서 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 풍력발전단지 안정화 시스템은 풍력발전단지의 전력계통 연계에 있어 계통 전압 강하가 발생하는 경우 퍼지 PI 제어기를 포함하는 STATCOM을 이용하여 무효전력 보상을 함으로써 기존 PI 제어기의 오버슈트 문제를 해결하고 공통접속점 전압을 개선하여 풍력발전단지의 안정도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 복수의 풍력 터빈을 포함하는 풍력발전단지를 안정화하기 위한 풍력발전단지 안정화 시스템으로서,
    풍력발전단지가 전력망에 연계되기 위한 공통접속점(Point of Common Coupling; PCC)의 전압 및 전류를 검출하는 PCC 전압 전류 검출기;
    상기 풍력발전단지가 상기 전력망에 연계된 전력계통에서 무효전력을 보상하기 위하여 상기 공통접속점에 설치되는 정지형 동기 보상기(STATCOM); 및
    상기 정지형 동기 보상기를 퍼지 제어(fuzzy control)기법을 이용하여 PI 제어하는 퍼지 PI 제어기를 포함하는, 풍력발전단지 안정화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCC 전압 전류 검출기는 상기 전력계통의 계통 전압 강하(grid voltage dip)를 검출하는, 풍력발전단지 안정화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼지 PI 제어기는 PI 제어 파라미터 Kp 및 Ki를 하기 수식에 의해 조정하는, 풍력발전단지 안정화 시스템.
    Figure pat00018

    (여기서,
    Figure pat00019
    및
    Figure pat00020
    는 PI 제어 초기값이고
    Figure pat00021
    및
    Figure pat00022
    는 보상값이다.)
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기
    Figure pat00023
    및
    Figure pat00024
    는 퍼지 제어에 의해 계산되는, 풍력발전단지 안정화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 퍼지 제어의 퍼지 변수의 멤버쉽 함수(membership function)는 가우스 함수(Gaussian function)인, 풍력발전단지 안정화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 퍼지 변수는 무게중심법(center gravity method)에 의해 비퍼지화되는, 풍력발전단지 안정화 시스템.

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