KR20170098288A - 윈드 터빈 발전기 세트의 출력 전력을 보상하기 위한 방법, 디바이스 및 시스템 - Google Patents

Abstract

윈드 터빈 발전기 세트의 출력 전력을 보상하기 위한 방법은, 다양한 주기들 내에서 윈드 터빈 발전기 세트가 위치되는 환경들의 제1 주변 온도의 평균 값들을 취득하는 단계; 다양한 주기들의 종료 시간에서 윈드 터빈 발전기 세트의 출력 전력을 수집하는 단계; 현재 주기 내의 제1 주변 온도의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계 값보다 더 높은 경우, 설정된 출력 전력의 안정성을 보장하기 위해 현재 주기 내의 제1 주변 온도의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도의 평균 값 사이의 차이 값에 따라 현재 주기의 종료 시간에서 수집되는 설정된 출력 전력을 보상하는 단계를 포함한다. 온도 임계 값은 전체 용량 동작 상태들에서 윈드 터빈 발전기 세트의 그리드-접속 전력이 정격 전력과 동일할 때 대응하는 주변 온도이다. 방법은 여름에 가동 중인 윈드 터빈들의 출력 전력을 보상하고, 세트의 생성 용량을 증가시킬 수 있다. 윈드 터빈 발전기 세트의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스 및 시스템이 또한 개시된다.

Description

윈드 터빈 발전기 세트의 출력 전력을 보상하기 위한 방법, 디바이스 및 시스템

본 개시내용은 풍력 기술분야에 관한 것이며, 특히, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법, 디바이스 및 시스템에 관한 것이다.

윈드 터빈(줄여서 "WT"라 지칭됨)의 설치된 용량의 지속적인 개선을 통해, 윈드 터빈의 성능들은 산업에서 점점 더 높은 요건들을 가진다. 전체 전력의 회전 속도에서의 윈드 터빈의 회전 속도 및 토크에 대한 제어 전략에 있어서, 이득 값이 사용되어 최대 윈드 에너지 이용 캡처(wind energy utility capture)를 추적한다. 이득 값과 실제 풍력 에너지 자원들 사이의 매치가 더 양호할수록, 윈드 터빈의 제어 전략에서의 풍력 에너지 캡처는 더욱 정확하다. 따라서, 윈드 터빈의 전력 생성 용량이 개선될 수 있다. 이득 값이 실제 풍력 에너지 자원으로부터 벗어나는 경우, 제어 전략의 효과가 영향을 받고 윈드 터빈의 풍력 에너지 캡처가 감소하며, 이에 의해 윈드 터빈의 전력 생성 용량을 감소시킨다. 이득 값에 밀접하게 관련된 파라미터들은 팁 속도 비(tip speed ratio) 및 풍력 에너지 이용 인자와 같은, 윈드 터빈 자체의 성능들과 근접하게 관련된 파라미터들; 및 공기 밀도와 같은 풍력 자원들에 근접하게 관련된 파라미터들을 포함한다. 팁 속도 비 및 풍력 에너지 이용 인자와 같은 파라미터들은 윈드 터빈의 설계의 완성과 더불어 고정되는데, 이는 설계 및 제어에서 개선되기 어렵다. 상이한 지형적 위치들에서의 윈드 팜들에서의 공기 밀도들은 상이하다.

종래의 제어 전략에서, 연간 평균 공기 밀도가 일반적으로 사용되거나, 또는 연간 평균 온도로부터 계산된 연간 평균 공기 밀도가 사용된다. 이후, 회전 속도 및 토크에 대한 제어 전략에서의 이득 값은 연간 평균 공기 밀도에 기초하여 계산된다. 공기 밀도가 계절 및 습도에 의해 크게 영향을 받기 때문에, 이 방법에서 계산되는 이득 값은 일반적으로 실제 값으로부터 크게 벗어난다. 추가로, 후속하는 경우가 이 방법에서 고려되지 않는다: 상이한 지형 조건들에서, 상이한 윈드 터빈들은 상이한 계절들에서 상이한 출력 전력들 및 자체-소비 전력들을 가지고, 이에 의해 이득 값들의 개인화 차이들을 초래한다.

윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법, 디바이스 및 시스템이 본 개시내용의 실시예들에 따라 제공되어, 동작 시 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다.

위의 목적을 달성하기 위해, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법이 본 개시내용의 실시예에 따라 제공되며, 이는:

각자의 주기들 내에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하는 단계;

각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하는 단계; 및

현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이에 기초하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하는 단계를 포함하고, 온도 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태에 있을 때의 주변 온도 값이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스는 본 개시내용의 실시예에 따라 추가로 제공되고, 이는:

각자의 주기들 내에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하도록 구성되는 제1 취득 모듈;

각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성되는 제1 수집 모듈; 및

현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들의 차이에 기초하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하도록 구성되는 보상 모듈을 포함하고, 온도 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태에 있을 때의 주변 온도이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

윈드 터빈의 출력 전력들을 보상하기 위한 시스템이 본 개시내용의 실시예에 따라 추가로 제공되며, 이는:

각자의 윈드 터빈들 상에 제공되는 클러스터 제어기 및 독립형 제어기들

을 포함하며, 독립형 제어기들 각각은:

각자의 주기들 내에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하도록 구성되는 독립형 취득 모듈;

각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성되는 독립형 수집 모듈; 및

클러스터 제어기의 제어에 응답하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하도록 구성되는 독립형 보상 모듈을 포함하고,

클러스터 제어기는:

각자의 주기들 내에서, 독립형 제어기를 포함하는 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을, 독립형 제어기로부터, 취득하도록 구성되는 클러스터 취득 모듈;

독립형 제어기로부터 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성되는 클러스터 수집 모듈; 및

현재 주기 내의 윈드 터빈의 제1 주변 온도들의 평균 값 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 윈드 터빈의 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기 및 이전 주기 내의 윈드 터빈의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이에 기초하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하도록 대응하는 독립형 제어기를 제어하도록 구성되는 클러스터 보상 모듈을 포함하고, 제어 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태에 있을 때의 주변 온도 값이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

본 개시내용의 실시예들에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법, 디바이스 및 시스템을 이용하여, 윈드 터빈의 출력 전력이 도입된 온도 임계 및 주변 온도들에 의한 윈드 터빈의 출력 전력들의 변경에 기초하여 보상되어, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다. 본 개시내용의 실시예들에 따른 기술적 해법들은 다양한 타입들의 윈드 터빈에 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 2a는 본 개시내용에 따른 도 1에 도시된 실시예에서 온도 임계를 취득하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 2b는 본 개시내용의 실시예에 따른 전체 전력 상태에서의 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선의 개략도이다.
도 2c는 본 개시내용의 실시예에 따른 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선의 개략도이다.
도 2d는 본 개시내용의 실시예에 따른 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 또다른 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법의 플로우차트이다.
도 4a는 본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스의 개략적 구조도이다.
도 4b는 본 개시내용의 또다른 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스의 개략적 구조도이다.
도 4c는 본 개시내용의 또다른 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스의 개략적 구조도이다.
도 5a는 본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 시스템의 개략적 구조도이다.
도 5b는 본 개시내용에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 시스템 내의 독립형 제어기의 개략적 구조도이다.
도 5c는 본 개시내용에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 시스템 내의 클러스터 제어기의 개략적 구조도이다.

제1 실시예

도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법의 플로우차트이다. 방법은 윈드 터빈의 출력 전력 보상 시스템, 또는 시스템에 통합되는 보상 디바이스 또는 모듈에 의해 수행될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법은 다음에서 단계들(S101 내지 S103)을 포함한다.

단계(S101)에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들이 각자의 주기들 내에서 취득된다.

적어도 하나의 샘플링 시간 인스턴트는 주기들 각각에 대해 설정될 수 있다. 다수의 샘플링 시간 인스턴트들 각각에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경의 온도는 제1 주변 온도로서 온도 특정 디바이스에 의해 측정되고, 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값은 주기 내의 모든 측정된 제1 주변 온도들의 가중된 평균 값 또는 대수적 평균 값을 계산함으로써 획득된다.

단계(S102)에서, 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력들이 수집된다.

윈드 터빈의 출력 전력은 단위 시간 내에 블레이드에 의해 흡수되는 풍력 에너지로부터 전환되는 전기 에너지의 값을 지칭한다. 출력 전력은 윈드 터빈의 기계전 전송 효율성 및 블레이드의 윈드 에너지 이용 계수에 의해 영향을 받는다. 실제 응용 분야에서, 그리드-접속 전력, 즉, 전력 그리드에 전송될 전력은, 윈드 터빈의 출력 전력으로부터 자체-소비 전력을 감산함으로써 획득된다. 3가지 타입들의 전력들은 후속하는 관계를 만족시킨다:

윈드 터빈 출력 전력 - 자체-소비 전력 = 그리드-접속 전력.

그리드-접속 전력이 윈드 터빈 자체의 정격 전력보다 더 크거나 같을 때, 윈드 터빈은 정격 전력을 가지는 외부 전력 그리드에 전력을 공급하고; 그리드-접속 전력이 윈드 터빈 자체의 정격 전력보다 더 작을 때, 윈드 터빈은 그리드-접속 전력을 가지는 외부 전력 그리드에 전력을 공급한다.

실제 응용 분야에서, 윈드 터빈의 자체-소비 전력은 정상 동작에서 윈드 터빈의 전기 컴포넌트들에 의해 소비되는 전력을 지칭한다. 자체-소비 전력의 값은 전기 컴포넌트들의 동작 상태들에 관련된다. 윈드 터빈의 전기 컴포넌트들에 더하여, 윈드 터빈의 출력 전력은 주변 환경에 밀접하게 관련되며, 주변 온도는 윈드 터빈의 출력 전력에 더 명백하게 영향을 준다. 이는, 주변 온도가 상승함에 따라, 공기 밀도가 감소하고, 이에 의해 윈드 터빈의 출력 전력이 동일한 풍속에서 감소한다는 결과를 초래하기 때문이다. 따라서, 높은 주변 온도에서, 윈드 터빈은 더 많은 에너지를 소모하여 열을 발산할 필요가 있으며, 이는 윈드 터빈의 높은 자체-소비 전력을 초래한다. 윈드 터빈의 출력 전력의 감소 및 자체-소비 전력의 증가 모두는 윈드 터빈의 그리드-접속 전력의 감소를 초래하며, 이는 등가적으로 윈드 터빈의 출력 전력의 감소로서 간주될 수 있다.

따라서, 주변 환경들에 의한 윈드 터빈의 출력 전력들의 변경에 대한 규정이 발견되는 경우, 윈드 터빈의 출력 전력은 주변 온도의 변경에 응답하여 보상되어, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하고, 윈드 터빈의 그리드-접속 전력을 안정화시킨다. 이러한 방식으로, 외부 전력 그리드에 전송되는 윈드 터빈의 전력 생성 용량이 안정적이다. 단계(S103)에서, 현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력은 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들의 차이에 기초하여 보상되어, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다. 온도 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태일 때의 주변 온도 값이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

실제 응용 분야에서, 윈드 터빈의 실제 출력 전력은 주변 온도에 반비례한다. 그것은, 저온의 겨울에, 윈드 터빈이 높은 출력 전력을 가지며, 윈드 터빈의 출력 전력으로부터 윈드 터빈 자체의 평균 자체-소비 전력을 감산함으로써 획득되는 겨울의 그리드-접속 전력은 윈드 터빈의 정격 전력보다 더 높으며, 따라서, 윈드 터빈이 정격 전력을 가지는 외부 전력 그리드에 전력을 공급할 수 있음을 의미한다. 여름에, 특히 고온에서, 윈드 터빈은 낮은 출력 전력을 가지며, 윈드 터빈의 출력 전력으로부터 윈드 터빈 자체의 평균 자체-소비 전력을 감산함으로써 획득되는 여름의 윈드 터빈의 그리드-접속 전력은 윈드 터빈의 정격 전력보다 더 낮을 수 있고, 윈드 터빈은 실제 그리드-접속 전력을 가지는 외부 전력 그리드에만 전력을 공급할 수 있으며, 이에 의해 윈드 터빈의 전체 전력 생산 용량을 감소시킨다. 겨울에서 여름으로의 지속적인 온도 상승 기간 동안, 또는 여름에서 겨울로의 지속적인 온도 하강 기간 동안, 전체 전력 상태인 특정 온도 포인트가 명백하게 존재한다. 이러한 온도 포인트에서, 윈드 터빈의 출력 전력과 평균 자체-소비 전력 사이의 차이는 윈드 터빈의 정격 전력과 정확하게 동일하다. 실시예서 이러한 온도 포인트는 온도 임계로서 설정된다.

윈드 터빈의 전체 전력 상태에서, 주변 온도가 위의 온도 임계보다 더 높을 때, 윈드 터빈의 현재 출력 전력은 낮으며, 윈드 터빈은 정격 전력을 가지는 외부 전력 그리드에 전력을 공급하지 않을 수 있다. 따라서, 전체 부하 동작 상태에서 윈드 터빈의 출력 전력이 윈드 터빈이 정격 전력을 가지는 외부 전력 그리드에 전력을 공급할 수 있을만큼 충분히 높은 것을 달성하기 위해, 전술된 온도 임계는 실시예에서 기준점으로서 사용된다. 현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 온도 임계보다 더 높은 경우, 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력은 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들의 차이에 기초하여 보상되어, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다.

예를 들어, 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들이 온도 임계보다 더 크고, 그 사이의 차이가 작은 경우, 보상될 전력의 절댓값은 작으며; 그 사이의 차이가 큰 경우, 보상될 전력의 절댓값이 크다. 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들이 온도 임계보다 더 크고, 현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값이 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값보다 더 큰 경우, 보상될 전력은 양이고; 현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값이 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값보다 더 작은 경우, 보상될 전력은 음이며, 이에 의해 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다.

온도 임계에 기초하여 윈드 터빈의 출력 전력의 결정 및 보상을 수행하는 위의 해법은 또한 윈드 터빈의 비-전체 전력 상태에서 적용될 수 있다. 이는, 윈드 터빈의 출력 전력이 주변 온도에 반비례한다는 규칙이 윈드 터빈의 임의의 동작 상태에서 적용가능하기 때문이다. 따라서, 실시예에서, 윈드 터빈의 출력 전력이 보상될 때, 윈드 터빈의 보상된 출력 전력은 다양한 동작 상태들(전체 전력 상태 또는 비-전체 전력 상태)에서의 윈드 터빈의 출력 전력들을 지칭한다.

실시예에서, 전력은 토크 보상에 의해 보상될 수 있는데, 즉, 보상될 전력은 윈드 터빈의 출력될 가외의 토크로 전환되며, 이에 의해 윈드 터빈의 출력 전력을 개선시킨다. 윈드 터빈의 토크 제어 원리에 따르면, 윈드 터빈의 최대 토크 및 설정된 토크는, 윈드 터빈이 각자 정격 회전 속도에 도달하고 정격 전력 세그먼트 내에서 하강할 때 동기적으로 보상되어야 한다. 실시예에서, 전력을 보상하기 위한 방식들은 제한되지 않는다.

본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법을 이용하여, 윈드 터빈의 출력 전력은 주변 온도들에 의한 윈드 터빈의 출력 전력의 변경과 함께, 도입되는 온도 임계에 기초하여 보상되어, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다. 본 개시내용의 실시예에서 기술적 해법은 다양한 타입들의 윈드 터빈에 적용될 수 있다.

제2 실시예

도 2a는 본 개시내용에 따라 도 1에 도시된 실시예에서 온도 임계를 취득하기 위한 방법의 플로우차트이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 온도 임계를 취득하기 위한 방법은 다음에서 단계들(S201 내지 S206)을 포함할 수 있다.

단계(S201)에서, 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들은 1년의 각자의 달들에 대해 취득된다.

실제 응용 분야에서, 주변 풍속은 윈드 터빈의 출력 전력에 대해 큰 영향을 가지며, 윈드 터빈의 그리드-접속 전력에 대해 간접적으로 영향을 가진다. 따라서, 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하는 프로세스에서, 주변 풍속들의 영향 정도들 및 효과들이 간주되어야 한다.

실시예에서, 단계(S201)는 후속하는 단계(1) 내지 단계(3)에 의해 구현될 수 있다.

단계(1)에서, 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들은 1년 내의 각자의 샘플링 시간 인스턴트들에서 수집된다.

위에서 수집된 데이터의 3가지 타입들에 대해, 윈드 터빈의 동작에 대한 이력 데이터가 수집 샘플들로서 사용될 수 있다. 특정 수집 프로세스에서, 1년 내의 모든 동작 과도 데이터(과도 주기는 20ms, 1s 또는 7s일 수 있음)는 샘플 포인트들로서 사용될 수 있고, 하나의 샘플 포인트는 하나의 샘플링 시간 인스턴트에 대응한다. 실시예에서, 7s의 과도 주기를 가지는 동작 과도 데이터가 하나의 샘플링 시간 인스턴트에 대응한다. 샘플링 시간 인스턴트들에서, 윈드 터빈의 동작을 위한 이력 데이터가 수집되어, 샘플링 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을 취득한다.

단계(2)에서, 1년의 샘플링 시간 인스턴트들에서 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들은 달 단위로 카운트되고, 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 출력 전력들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들은 각자의 달들에 대해 계산된다.

제한된 전력에서 윈드 터빈의 동작 상의 데이터 및 작은 풍속에서의 데이터(주변 풍속이 2m/s보다 더 낮을 때 수집되는 데이터)를 제거하는 것과 같이, 데이터는 카운팅되기 전에 필터링되어, 최종 데이터의 유효성을 보장한다.

후속하는 단계들에서 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력에 기초하여 온도 임계를 결정하기 위해, 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 데이터는 단계(2)에서 후속적으로 프로세싱될 데이터로서 추출될 것이다.

데이터 프로세싱 프로세스에서, 샘플링 시간 인스턴트들에서 수집되는 데이터는 주변 풍속들에 기초하여 그룹화될 수 있고, 각각의 그룹은 조정된 주변 풍속 세그먼트에 대응한다. 예를 들어, 4.75m/s 내지 5.25m/s를 범위로 하는 주변 풍속에 대해 수집되는 데이터는 5m/s의 주변 풍속 세그먼트에 대응한다. 이후, 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 추출된 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들은 달 단위로 카운트되며, 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 출력 전력들의 평균 값들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들은 각자의 달들에 대해 계산된다. 예를 들어, 각자의 달들에 대한 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들의 대수적 평균 값들 및 그리드-접속 전력들의 대수적 평균 값들은 대응하는 풍속 세그먼트들에서 출력 전력들의 평균 값들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들로서 사용될 수 있다.

단계(3)에서, 1년의 각자의 달들에 대한 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들은 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 출력 전력들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들에 기초하여 취득된다.

예를 들어, 각자의 달들에 대해 주변 풍속 세그먼트들에서 출력 전력들 및 그리드-접속 전력들의 대수적 평균들 또는 가중 평균들은 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 또는 평균 그리드-접속 전력들로서 사용될 수 있다. 실시예에서, 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 또는 평균 그리드-접속 전력들을 취득하기 위한 방법은 제한되지 않는다.

단계(S202)에서, 1년의 각자의 달들에 대한 윈드 터빈의 평균 자체-소비 전력들은 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들에 기초하여 계산되고, 전체 전력 상태에서의 평균 자체-소비 전력들의 평균 변경 곡선은 곡선 맞춤에 의해 구성된다.

예를 들어, 1년의 각각의 달에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력과 평균 그리드-접속 전력 사이의 차이는 그 달 동안의 평균 자체-소비 전력으로서 사용될 수 있다. 곡선 맞춤이 2차원 좌표계에서 각자의 달들에 대해 취득된 평균 자체-소비 전력들에 대해 수행되어, 전체 전력 상태에서 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 형성한다. 도 2b는 전체 전력 상태에서 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선의 개략도이다(정격 전력은 1500KW이다). 도 2b에 도시된 바와 같이, 수평 좌표들은 시간을 나타내고, 수직 좌표들은 전체 전력 상태에서 평균 자체-소비 전력들을 나타낸다.

단계(S203)에서, 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선은 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들에 대해 곡선 맞춤을 수행함으로써 구성된다.

도 2c는 실시예에 따른 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선의 개략도이다(정격 전력은 1500KW이다). 도 2c에 도시된 바와 같이, 수평 좌표들은 시간을 나타내고 수직 좌표들은 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들을 나타낸다.

단계(S204)에서, 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선으로부터 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 감산함으로써 획득되는 차이가 정격 전력과 동일할 때의 시점은 특정 시점으로서 추출된다.

예를 들어, 도 2c의 곡선 값으로부터 도 2b의 곡선 값을 감산함으로써 획득되는 차이가 1500KW(정격 전력)와 동일할 때의 시점은 특정 시점으로서 결정된다. 도 2d의 곡선에 도시된 바와 같이, 특정 시점들은 A 및 B이다.

단계(S205)에서, 윈드 터빈이 위치될 때의 환경들의 제2 주변 온도들의 평균 값들이 1년의 각자의 달들에 대해 취득되고, 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선은 곡선 맞춤에 의해 구성된다.

도 2d는 실시예에 따른 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선의 개략도이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 수평 좌표들은 시간을 나타내고, 수직 좌표들은 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제2 주변 온도들의 평균 값들을 나타낸다.

단계(S206)에서, 온도 임계는 제2 주변 온도들의 평균 값의 연간 변경 곡선 내의 특정 시점에서의 제2 주변 온도들의 평균 값에 기초하여 결정된다.

예를 들어, 도 2d를 참조하면, 도 2b 및 도 2c에 의해 결정되는 특정 시점들(포인트 A 및 포인트 B)은 제2 주변 온도들의 특정 평균 값, 즉, 도 2d에서 대략 섭씨 13도에 대응한다. 따라서, 위의 온도 임계는 섭씨 13도로서 설정될 수 있다.

본 개시내용의 실시예에 따른 온도 임계를 취득하기 위한 방법을 이용하여, 윈드 터빈의 평균 출력 전력들, 평균 자체-소비 전력들 및 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선들이 구성되며, 윈드 터빈의 평균 그리드-접속 전력들은 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선들에 의해 결정되고; 특정 시점은 정격 전력과 동일한 평균 그리드-접속 전력에 기초하여 결정되고; 온도 임계는 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 내의 특정 시점에서의 제2 주변 온도들의 평균 값에 기초하여 결정된다. 이러한 방식으로, 온도 임계를 결정하기 위한 방법이 구현되며, 결정된 온도 임계는 훌륭한(great) 기준이다.

제3 실시예

도 3은 본 개시내용의 또다른 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법의 플로우차트이다. 방법은 도 1에 도시된 실시예의 구현예로서 간주될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 방법 실시예에 기초하여, 단계(S103)는 실시예에서 더 정제되는데, 즉, 변경 레이트 함수를 도입한다. 도 2a에 도시된 실시예의 관련된 단계들에 기초하여, 변경 레이트 함수를 취득하기 위한 방법은 후속하는 단계들을 포함할 수 있다.

제2 주변 온도들을 이용하여 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 출력 전력들의 변경을 표시하기 위한 변경 레이트 함수가, 도 2a에 도시된 실시예에서 획득되는 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 및 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선에 기초하여, 계산된다. 예를 들어, 도 2c 및 도 2d에서의 시점들에 대해, 각각이 윈드 터빈의 평균 출력 전력 및 제2 주변 온도들의 평균 값을 포함하는, 제한된 개수의 어레이들이 선택되고; 직선 맞춤이 2차원 좌표계에서의 어레이들에 대해 수행되어, 함수 y=p*x+q에 의해 표시되는 직선을 형성하고, 이에 의해, 위의 변경 레이트 함수로서 Δy=p*Δx를 결정한다. 여기서, p 및 q는 상수들이고; x 및 Δx는 제2 주변 온도들의 평균 값 및 이들의 증분을 나타내고; y 및 Δy는 윈드 터빈의 평균 출력 전력 및 이들의 증분을 나타낸다.

도입된 변경 레이트 함수에 기초하여, 도 3에 도시된 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법은 단계들(S301) 내지 단계(304)를 포함할 수 있다.

단계(S301)에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들은 각자의 주기들 내에 취득된다.

단계(S302)에서, 윈드 터빈의 출력 전력들은 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 수집된다.

위의 단계들(S301) 내지 단계(S302)의 수행 프로세스는 단계들(S101 내지 S102)의 대응하는 기재를 지칭할 수 있다.

단계(S303)에서, 현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이가 변경 레이트 함수에 대입되어, 차이에 대응하는 윈드 터빈의 출력 전력의 증분을 획득한다.

예를 들어, 증분(Δx)으로서, 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이(이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값의 증분)가, 변경 레이트 함수 Δy=p*Δx에 대입되어, 윈드 터빈의 출력 전력의 증분 전력으로서, 차이에 대응하는 윈드 터빈의 평균 출력 전력의 증분(Δy)을 획득한다.

단계(S304)에서, 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력은 전력 보상량으로서 윈드 터빈의 출력 전력의 증분을 사용함으로써 보상되어, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장한다. 온도 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태일 때의 주변 온도 값이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

보상 방식들 및 원리들은 단계(S103)의 대응하는 기재를 지칭할 수 있으며, 이는 본원에서 상세하게 기술되지 않는다.

단계들(S303 내지 S304)은 단계(S103)의 세부화 항목(refinement)으로서 간주될 수 있다.

본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법을 이용하면, 도 1에 도시된 실시예에 기초하여, 변경 레이트 함수가 도입되며, 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이가 변경 레이트 함수에 대입되어, 보상될 전력의 값을 계산하고, 따라서, 윈드 터빈의 출력 전력이 더 정확하게 계산된다. 실시예의 해법에서, 전력 보상량을 획득하는 프로세스는 도 2a에 도시된 방법에 의해 계산되는 온도 임계를 사용함으로써 추가로 정정되고 최적화될 수 있다.

제4 실시예

도 4a는 본 개시내용의 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스의 개략적 구조도이다. 디바이스는 도 1에 도시된 실시예의 방법의 단계들을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스는: 제1 취득 모듈(41), 제1 수집 모듈(42) 및 보상 모듈(43)을 포함한다.

제1 취득 모듈(41)은, 각자의 주기들에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하도록 구성된다.

제1 수집 모듈(42)은 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성된다.

보상 모듈(43)은, 현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기 및 이전 주기들 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이에 기초하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하도록 구성된다. 온도 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태일 때의 주변 온도 값이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 도 4a에 도시된 실시예에 기초하여, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스는: 제2 취득 모듈(44), 제1 프로세싱 모듈(45), 제2 프로세싱 모듈(46), 추출 모듈(47), 제3 프로세싱 모듈(48) 및 결정 모듈(49)을 더 포함할 수 있다.

제2 취득 모듈(44)은 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하도록 구성된다.

제1 프로세싱 모듈(45)은 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들에 기초하여 1년의 각자의 달들에서 윈드 터빈의 평균 자체-소비 전력들을 계산하고, 곡선 맞춤에 의해 전체 전력 상태에서 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 구성하도록 구성된다.

제2 프로세싱 모듈(46)은 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들에 대해 곡선 맞춤을 수행함으로써 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선을 구성하도록 구성된다.

추출 모듈(47)은 특정 시점으로서, 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선으로부터 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 감산함으로써 획득되는 차이가 정격 전력과 동일한 시점을 추출하도록 구성된다.

제3 프로세싱 모듈(48)은, 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제2 주변 온도들의 평균 값들을 취득하고, 곡선 맞춤에 의해 전체 전력 상태에서 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선을 구성하도록 구성된다.

결정 모듈(49)은 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 내의 특정 시점에서 제2 주변 온도들의 평균 값에 기초하여 온도 임계를 결정하도록 구성된다.

또한, 제2 취득 모듈(44)은 수집 유닛(441), 제1 프로세싱 유닛(442) 및 제2 프로세싱 유닛(443)을 포함할 수 있다.

수집 유닛(441)은 1년 내의 샘플링 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을 수집하도록 구성된다.

제1 프로세싱 유닛(442)은, 각자의 달들에 대해, 1년 내의 샘플링 시간 인스턴트들에서 수집되는 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을 카운트하고, 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들을 계산하도록 구성된다.

제2 프로세싱 유닛(443)은, 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들에 기초하여, 1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하도록 구성된다.

도 2a에 도시된 실시예의 방법의 단계들은 도 4b에 도시된 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 단계들의 원리는 여기서 상세히 기술되지 않는다.

또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 도 4b에 도시된 실시예에 기초하여, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스는 제4 프로세싱 모듈(50)을 포함할 수 있다.

제4 프로세싱 모듈(50)은, 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 및 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선에 기초하여, 제2 주변 온도들을 이용하여 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 출력 전력들의 변경을 표시하기 위한 변경 레이트 함수를 계산하도록 구성된다.

또한, 도 4c에 도시된 실시예에서, 보상 모듈(43)은 제3 프로세싱 유닛(431) 및 보상 유닛(432)을 포함할 수 있다.

제3 프로세싱 유닛(431)은 현재 주기 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이를 변경 레이트 함수에 대입하여, 차이에 대응하는 윈드 터빈의 출력 전력의 증분을 취득하도록 구성된다.

보상 유닛(432)은 전력 보상량으로서 윈드 터빈의 출력 전력의 증분을 사용함으로써 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하도록 구성된다.

도 3에 도시된 실시예의 방법의 단계들은 도 4c에 도시된 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 단계들의 원리는 여기서 상세하게 기술되지 않는다.

본 개시내용의 실시예에 따라 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스에 의해 도 2a 및 도 3의 방법들을 수행함으로써 달성되는 기술적 효과들이 제2 실시예 및 제3 실시예에 기술되었으며, 여기서 상세히 기술되지 않는다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 시스템이 실시예에 따라 추가로 제공된다. 시스템은: 클러스터 제어기(53), 및 윈드 터빈들(51) 상에 각자 제공되는 독립형 제어기들(52)을 포함한다.

독립형 제어기들(52) 각각은 독립형 취득 모듈(521), 독립형 수집 모듈(522), 및 독립형 보상 모듈(523)을 포함한다.

독립형 취득 모듈(521)은 각자의 주기들 내에서, 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하도록 구성된다.

독립형 수집 모듈(522)은 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성된다.

독립형 보상 모듈(523)은 클러스터 제어기의 제어에 응답하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하도록 구성된다.

클러스터 제어기(53)는 클러스터 취득 모듈(531), 클러스터 수집 모듈(532) 및 클러스터 보상 모듈(533)을 포함한다.

클러스터 취득 모듈(531)은, 각자의 주기들에서, 독립형 제어기를 포함하는 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을, 독립형 제어기로부터, 취득하도록 구성된다.

클러스터 수집 모듈(532)은 독립형 제어기들로부터 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성된다.

클러스터 보상 모듈(533)은, 현재 주기 내에 윈드 터빈의 제1 주변 온도들의 평균 값 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 대응하는 윈드 터빈의 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 현재 주기 및 이전 주기 내의 윈드 터빈의 제1 주변 온도들의 평균 값들의 차이에 기초하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하도록, 대응하는 독립형 제어기를 제어하도록 구성된다. 온도 임계는 윈드 터빈이 전체 전력 상태일 때의 주변 온도 값이고, 전체 전력 상태에서, 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가진다.

독립형 제어기(52)는 윈드 터빈(51)에서 제공되며, 윈드 터빈(51)의 동작을 제어하도록 구성되는 보상 시스템일 수 있다. 클러스터 제어기(53)는 전체 풍력 발전소에 적용되며, 풍력 발전소 내의 독립형 제어기들(52)을 제어하도록 구성되는 메인 제어 시스템일 수 있다.

도 1, 도 2a 및 도 3에 도시된 실시예들에서의 방법들의 단계들은 실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 시스템에 의해 수행될 수 있다. 단계들의 원리는 여기서 상세하게 기술되지 않는다.

실시예에 따른 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 시스템을 이용하여, 현재 시간 인스턴트에서의 하나의 풍력 발전소 내의 모든 윈드 터빈들의 제1 출력 전력들은 윈드 터빈들의 개인화 데이터에 기초하여 보상되고, 이에 의해 풍력 발전소의 클러스터 제어 조작성(operability)을 개선할 수 있다.

전술된 실시예들이 단지 본 개시내용의 기술적 해법들을 예시하기 위해 사용되며, 본 개시내용을 제한하도록 의도되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 본 개시내용이 전술된 실시예들에 관해 상세히 기술되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 실시예들에서 인용된 기술적 해법들이 변경될 수 있거나, 또는 실시예들의 기술적 특징들의 일부 또는 모두가 등가적으로 대체될 수 있음을 이해해야 한다. 변경들 및 대체들은 대응하는 기술적 해법들의 본질이 본 개시내용의 실시예들에서의 기술적 해법들의 범위로부터 벗어나지 않도록 할 수 있다.

Claims (11)

1. 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 방법으로서,
   각자의 주기들 내에서 상기 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하는 단계;
   상기 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하는 단계; 및
   현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 상기 현재 주기 및 상기 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이에 기초하여 상기 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 상기 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하는 단계
   를 포함하고, 상기 온도 임계는 상기 윈드 터빈이 전체 전력 상태에 있을 때의 주변 온도 값이고, 상기 전체 전력 상태에서, 상기 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가지는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   1년의 각각의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하는 단계;
   상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들에 기초하여 상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 윈드 터빈의 평균 자체-소비 전력들을 계산하고, 곡선 맞춤(curve fitting)에 의해, 상기 전체 전력 상태에서 상기 평균 자체-소비 전력들의 연간 변형 곡선을 구성하는 단계;
   상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들에 대해 곡선 맞춤을 수행함으로써 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선을 구성하는 단계;
   상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선으로부터 상기 평균 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 감산함으로써 획득되는 차이가 정격 전력과 동일할 때의 시점을 특정 시점으로서 추출하는 단계;
   상기 전체 전력 상태에서, 상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제2 주변 온도들의 평균 값들을 취득하고; 그리고 곡선 맞춤에 의해, 상기 전체 전력 상태에서 상기 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선을 구성하는 단계; 및
   상기 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 내의 상기 특정 시점에서 상기 제2 주변 온도들의 평균 값에 기초하여, 상기 온도 임계를 결정하는 단계
   를 추가로 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 1년 내의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하는 단계는:
   상기 1년 내의 샘플링 시간 인스턴트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을 수집하는 단계;
   상기 1년 내의 샘플링 시간 인스턴트들에서 수집되는 상기 전체 전력 상태에서의 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을, 달 단위로 카운팅하고, 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 상기 출력 전력들의 평균 값들 및 상기 그리드-접속 전력들의 평균 값들을 계산하는 단계; 및
   상기 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 평균 값들 및 상기 그리드-접속 전력들의 평균 값들에 기초하여, 상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하는 단계
   를 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 및 상기 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선에 기초하여, 상기 제2 주변 온도들을 이용하여 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 변경을 표시하기 위한 변경 레이트 함수를 계산하는 단계
   를 추가로 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 현재 주기 및 상기 이전 주기 내의 상기 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이에 기초하여 상기 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하는 것은:
   상기 현재 주기 및 상기 이전 주기 내의 상기 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이를 변경 레이트 함수에 대입하여, 상기 차이에 대응하는 상기 윈드 터빈의 출력 전력의 증분을 취득하는 것; 및
   전력 보상량으로서 상기 윈드 터빈의 출력 전력의 증분을 사용함으로써 상기 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 상기 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하는 것
   을 포함하는 방법.
6. 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하기 위한 디바이스로서,
   각자의 주기들 내에서, 상기 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하도록 구성되는 제1 취득 모듈;
   상기 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성되는 제1 수집 모듈; 및
   현재 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값과 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 상기 현재 주기 및 상기 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값들의 차이에 기초하여 상기 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 상기 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 상기 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하도록 구성되는 보상 모듈
   을 포함하고, 상기 온도 임계는 상기 윈드 터빈이 전체 전력 상태에 있을 때의 주변 온도이고, 상기 전체 전력 상태에서, 상기 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가지는 디바이스.
7. 제6항에 있어서,
   1년의 각자의 달들에 대해 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하도록 구성되는 제2 취득 모듈;
   상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들에 기초하여 상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 윈드 터빈의 평균 자체-소비 전력들을 계산하고, 곡선 맞춤에 의해, 상기 전체 전력 상태에서 상기 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 구성하도록 구성되는 제1 프로세싱 모듈;
   상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들에 대해 곡선 맞춤을 수행함으로써 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선을 구성하도록 구성되는 제2 프로세싱 모듈;
   상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선으로부터 상기 자체-소비 전력들의 연간 변경 곡선을 감산함으로써 획득되는 차이가 정격 전력과 동일할 때의 시점을 특정 시점으로서 추출하도록 구성되는 추출 모듈;
   상기 전체 전력 상태에서 상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제2 주변 온도들의 평균 값들을 취득하고; 그리고, 곡선 맞춤에 의해, 1년 동안 상기 전체 전력 상태에서 상기 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선을 구성하도록 구성되는 제3 프로세싱 모듈; 및
   상기 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선 내의 상기 특정 시점에서 상기 제2 주변 온도들의 평균 값에 기초하여 상기 온도 임계를 결정하도록 구성되는 결정 모듈
   을 더 포함하는 디바이스.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 취득 모듈은:
   상기 1년 내의 샘플링 시간 인스턴트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을 수집하도록 구성되는 수집 유닛;
   상기 1년 내의 샘플링 시간 인스턴트들에서 수집되는 상기 전체 전력 상태에서의 상기 윈드 터빈의 출력 전력들, 그리드-접속 전력들 및 주변 풍속들을, 달 단위로 카운트하고, 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 평균 값들 및 상기 그리드-접속 전력들의 평균 값들을 계산하도록 구성되는 제1 프로세싱 유닛; 및
   상기 각자의 달들에 대해 상이한 주변 풍속 세그먼트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 평균 값들 및 그리드-접속 전력들의 평균 값들에 기초하여, 상기 1년의 각자의 달들에 대해 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들 및 평균 그리드-접속 전력들을 취득하도록 구성되는 제2 프로세싱 유닛
   을 포함하는 디바이스.
9. 제8항에 있어서,
   상기 윈드 터빈의 평균 출력 전력들의 연간 변경 곡선 및 상기 제2 주변 온도들의 평균 값들의 연간 변경 곡선에 기초하여 상기 제2 주변 온도들을 이용하여 상기 전체 전력 상태에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 변경을 표시하기 위한 변경 레이트 함수를 계산하도록 구성되는 제4 프로세싱 모듈을 추가로 포함하는 디바이스.
10. 제9항에 있어서,
    상기 보상 모듈은:
    상기 현재 주기 및 상기 이전 주기 내의 상기 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이를 변경 레이트 함수에 대입하여, 상기 차이에 대응하는 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 증분을 취득하도록 구성되는 제3 프로세싱 유닛; 및
    전력 보상량으로서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들의 증분을 사용함으로써 상기 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 상기 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하도록 구성되는 보상 유닛
    을 포함하는 디바이스.
11. 윈드 터빈들의 출력 전력들을 보상하기 위한 시스템으로서,
    상기 윈드 터빈들에 제공되는 클러스터 제어기 및 독립형 제어기들을 포함하고,
    상기 독립형 제어기들 각각은:
    각자의 주기들 내에서, 상기 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을 취득하도록 구성되는 독립형 취득 모듈;
    상기 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성되는 독립형 수집 모듈; 및
    상기 클러스터 제어기의 제어에 응답하여 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 상기 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하도록 구성되는 독립형 보상 모듈을 포함하고,
    상기 클러스터 제어기는:
    상기 각자의 주기들 내에서, 상기 독립형 제어기를 포함하는 상기 윈드 터빈이 위치되는 환경들의 제1 주변 온도들의 평균 값들을, 상기 독립형 제어기로부터, 취득하도록 구성되는 클러스터 취득 모듈;
    상기 독립형 제어기로부터 상기 각자의 주기들의 종료 시간 인스턴트들에서 상기 윈드 터빈의 출력 전력들을 수집하도록 구성되는 클러스터 수집 모듈; 및
    현재 주기 내의 상기 윈드 터빈의 제1 주변 온도들의 평균 값 및 이전 주기 내의 제1 주변 온도들의 평균 값 모두가 상기 윈드 터빈의 미리 설정된 온도 임계보다 더 큰 경우, 상기 현재 주기 및 상기 이전 주기 내의 상기 윈드 터빈의 제1 주변 온도들의 평균 값들 사이의 차이에 기초하여 상기 현재 주기의 종료 시간 인스턴트에서 수집되는 상기 윈드 터빈의 출력 전력을 보상하여, 상기 윈드 터빈의 안정적 출력 전력을 보장하도록 대응하는 독립형 제어기를 제어하도록 구성되는 클러스터 보상 모듈
    을 포함하고, 상기 제어 임계는 상기 윈드 터빈이 전체 전력 상태에 있을 때의 주변 온도 값이고, 상기 전체 전력 상태에서, 상기 윈드 터빈은 정격 전력과 동일한 그리드-접속 전력을 가지는 시스템.

Images