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진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법

  • 기술번호 : KST2015196412
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 진동수주형 파력 발전 시스템에서 측정된 신호에 포함된 잡음성분을 효과적으로 제거하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 신호를 일정한 주파수 대역으로 분할하여 특정 주파수 대역의 성분의 문턱값을 조절함으로써 유연하게 잡음을 제거하여 잡음 제거 특성을 개선할 수 있는 동시에, 실험을 통해 획득된 데이터를 바탕으로 터빈 특성곡선의 오차를 보정하거나 터빈 특성 곡선을 추종할 수 있도록 함으로써 최대 출력점을 추종하여 시스템의 출력을 최대로 할 수 있는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 알고리즘이 제공된다.
Int. CL F03B 15/00 (2006.01) F03B 13/14 (2006.01) F03B 13/24 (2006.01)
CPC F03B 13/24(2013.01) F03B 13/24(2013.01) F03B 13/24(2013.01)
출원번호/일자 1020120132695 (2012.11.22)
출원인 한국해양과학기술원
등록번호/일자 10-1379753-0000 (2014.03.25)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140404) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.11.22)
심사청구항수 15

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국해양과학기술원 대한민국 부산광역시 영도구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 홍기용 대한민국 대전 유성구
2 신승호 대한민국 대전 유성구
3 김상호 대한민국 서울특별시 서초구
4 박정우 대한민국 경남 창원시 성산구
5 강대욱 대한민국 경남 창원시 성산구
6 권진수 대한민국 경남 창원시 의창구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김정수 대한민국 서울시 송파구 올림픽로 ***(방이동) *층(이수국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국해양과학기술원 부산광역시 영도구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.11.22 수리 (Accepted) 1-1-2012-0962057-06
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2013.08.23 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2013.10.10 수리 (Accepted) 9-1-2013-0079264-60
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2013.10.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0735507-63
5 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.11.14 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-1036402-04
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.11.14 수리 (Accepted) 1-1-2013-1036400-13
7 등록결정서
Decision to grant		 2014.03.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0203711-27
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.07.11 수리 (Accepted) 4-1-2014-5084020-12
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.06.28 수리 (Accepted) 4-1-2017-0034176-95
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.01.23 수리 (Accepted) 4-1-2018-5013167-10
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2018.07.10 수리 (Accepted) 4-1-2018-5131202-66
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.02.25 수리 (Accepted) 4-1-2020-5042665-74
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.10.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5235797-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
파도가 가지는 에너지를 회수하여 전기에너지를 생산하는 파력발전 시스템에서 관로(管路)를 이동하는 공기가 가지는 에너지를 추정하고 터빈이 가지는 효율을 추정함으로써 관로 내부의 압력, 터빈에 걸리는 토크, 발전기 속도 상태에 따라 발전기로부터 에너지를 회수해야 하는 유효전력(active power) 기준치를 산정하기 위한 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법에 있어서, 각각의 센서를 통하여 관로(管路) 내부의 압력(P), 공기 이동속도(Vx), 터빈의 토크(TT) 및 발전기 속도(ωr)를 검출하는 검출단계; 상기 검출단계에서 측정된 측정신호를 고속으로 주파수 대역 별로 분할하고 각각의 주파수 대역에 문턱 함수를 적용하여 특정 대역의 주파수를 선택적으로 제거할 수 있는 리프팅 웨이블릿 잡음 제거기법(Lifting Wavelet Denoising Method)을 적용함으로써 상기 측정신호로부터 잡음을 제거하는 전처리 단계; 및상기 전처리 단계에서 잡음이 제거된 측정신호에 근거하여 유량(Q) 정보와 발전기 속도(ωr)를 입력으로 하고 터빈의 효율(ηtur)을 출력으로 하는 데이터 기반의 모델링 기법인 퍼지로직(Fuzzy Logic)을 구현함으로써, 상기 진동수주형 파력 발전 시스템의 최대 출력에 해당하는 유효전력 지령치를 산출하는 최대 출력점 추종단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
2 2
제 1항에 있어서, 상기 전처리 단계는, Haar 웨이블릿 타입의 리프팅 웨이블릿 변환을 2-레벨로 적용하여 각각의 상기 측정 신호를 3개의 주파수 대역으로 분할하는 분해(Decomposition) 단계; 및 상기 분해단계에서 분할된 각각의 신호에 문턱함수(Threshold Function)를 적용하여 고주파 대역의 이득을 조절한 후 복원함으로써 잡음이 제거된 신호를 출력하는 복원(Reconstruction) 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
3 3
제 2항에 있어서, 상기 분해 단계는, 측정신호가 s[n]이고, n은 신호의 길이로서 2j이며, j는 분해 레벨일 때, Haar 웨이블릿 타입의 리프팅 웨이블릿 변환을 적용하여 상기 측정신호를 1-레벨로 저주파 신호(sj-1[n])와 고주파 신호(dj-1[n])로 분해하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
4 4
제 3항에 있어서, 상기 분해 단계는, 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 차분신호(dj-1(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 평균신호(sj-1(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 저주파 신호(sj-1)를 구하는 단계; 및 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 고주파 신호(dj-1)를 구하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
5 5
제 4항에 있어서 상기 복원 단계는, 상기 분해 단계에서 1-레벨로 분해된 상기 저주파 신호 및 상기 고주파 신호 를 Haar 웨이블릿 타입의 역 리프팅 웨이블릿 변환을 이용하여 상기 측정신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
6 6
제 5항에 있어서, 상기 복원 단계는, 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 차분신호(dj-1(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 평균신호(sj-1(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 짝수 번째 신호(sj)를 구하는 단계; 및 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 홀수 번째 신호(dj)를 구하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
7 7
제 2항에 있어서, 상기 분해 단계는, 측정신호가 s[n]이고, n은 신호의 길이로서 2j이며, j는 분해 레벨일 때, Haar 웨이블릿 타입의 리프팅 웨이블릿 변환을 적용하여 상기 측정신호를 2-레벨로 저주파 신호(sj-1[n])와 고주파 신호(dj-1[n])로 분해하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
8 8
제 3항에 있어서, 상기 분해 단계는, 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 차분신호(dj-1(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 평균신호(sj-1(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호(sj-1)를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 고주파 신호(dj-1)를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호의 차분신호(dj-2(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호의 평균신호(sj-2(1))를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 저주파 신호(sj-2[n])를 구하는 단계; 및 이하의 수학식을 이용하여 상기 측정신호 s[n]의 중대역 신호(dj-2[n])를 구하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
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제 8항에 있어서, 상기 전처리 단계는, 상기 분해 단계에서 2-레벨로 분해된 저주파 신호(sj-2[n])와 고주파 신호(dj-1[n]) 및 중대역 신호(dj-2[n])에 이하의 수학식에 나타낸 입력 신호가 S이고 문턱 값이 K인 매끄러운 문턱함수(Soft Threshold Function)를 적용하여 각각의 신호의 정보량을 조절하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
10 10
제 9항에 있어서, 상기 복원 단계는, 상기 분해 단계에서 2-레벨로 분해된 저주파 신호(sj-2[n])와 고주파 신호(dj-1[n]) 및 중대역 신호(dj-2[n])에 Haar 웨이블릿 타입의 역 리프팅 웨이블릿 변환을 적용하여 상기 측정신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
11 11
제 10항에 있어서, 상기 복원 단계는, 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호의 차분신호(dj-2(1)[n])를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호의 평균신호(sj-2(1)[n])를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호의 짝수 번째 신호(sj-1[2n])를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 저주파 중간값 신호의 홀수 번째 신호(sj-1[2n+1])를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 차분신호(dj-1(1)[n])를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 평균신호(sj-1(1)[n])를 구하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 짝수 번째 신호(sj[2n])를 구하는 단계; 및 이하의 수학식을 이용하여 복원된 측정신호 s[n]의 홀수 번째 신호(sj[2n+1])를 구하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
12 12
제 1항에 있어서, 상기 최대 출력점 추종단계는, 상기 전처리 단계에서 전처리된 측정신호의 압력강하신호(△PW), 공기 흐름속도 신호(VW), 터빈의 토크신호(TT), 발전기 속도(ωr) 신호에 근거하여 유량(Q)과 터빈의 효율(ηtur) 및 유효전력 지령치(Ps*)를 계산하여 데이터베이스를 구축하는 단계; 상기 유량과 상기 발전기 속도를 입력으로 하고 터빈의 효율 또는 유효전력 지령치를 출력으로 하는 데이터 기반 모델링을 위한 멤버십 함수를 결정하는 단계; 및 상기 멤버십 함수를 초기화한 후, 퍼지 C-Means 집단화 알고리즘을 적용하여 상기 멤버십 함수를 최적화하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
13 13
제 12항에 있어서, 상기 멤버십 함수를 결정하는 단계는, 상기 멤버십 함수를 U라 하고, 상기 멤버십 함수의 개수를 c라 하며, 소속도를 μ라 하고, 허용오차를 ε라 하며, 루프 반복 횟수를 l 이라 할 때, 상기 멤버십 함수의 개수가 N개인 경우, N=c로 가정하고, U의 초기값 U(l)= 1 및 l = 1로 설정하는 단계; 이하의 수학식에 의해 퍼지집단의 중심값 vi를 계산하는 단계; 이하의 수학식에 의해 k번째 데이터에서 i번째 집단의 중심까지의 거리 dik를 계산하는 단계; 이하의 수학식을 이용하여 l = l + 1 동안의 새로운 U(l)의 요소를 계산하고, k번째 데이터에서 i번째 집단의 중심까지의 거리가 0인 집합을 구하여, k번째 데이터에서 i번째 집단의 중심까지의 거리가 0이면 소속도를 갱신하고, 0이 아니면 소속도를 0으로 설정하는 단계; 및 이하의 수학식에 나타낸 조건을 검사하여 만족하면 처리를 정지하고, 아니면 상기 vi 및 상기 dik를 계산하는 단계를 반복하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
14 14
제 13항에 있어서, 상기 멤버십 함수를 최적화하는 단계는, TSK(Takagi, Sugeno and Kang's) 알고리즘을 적용하여, 이하의 수학식에 나타낸 모델 구조를 통해 퍼지 규칙을 정의하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
15 15
제 14항에 있어서, 상기 멤버십 함수를 최적화하는 단계는, 퍼지규칙을 R, 멤버십 함수를 A, 윗 첨자 i를 규칙의 개수라 할 때, 각 구간의 데이터를 의 형태로 보간(Interpolation) 할 수 있을 경우, 이하의 수학식에 나타낸 수정된 TSK 모델 구조를 이용하여 퍼지 규칙을 정의함으로써 규칙의 수를 감소하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진동수주형 파력 발전 시스템을 위한 최대 출력점 추종 제어방법
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17 17
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순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 국토해양부 한국해양과학기술원 한국해양연구원 연구 운영비 지원 부유식 진자형 파력발전 기술개발 및 실증
2 국토해양부 한국해양과학기술원 해양에너지 및 자원 이용기술 개발 진동수주형 파력발전 실용화기술 개발