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영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발 및 이를 위한 지식기반 최적설계 방법

  • 기술번호 : KST2015197631
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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 영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발 및 이를 위한 지식기반 최적설계 방법에 관한 것으로, 풍력 발전기에 적용되는 직접구동형 표면 부착 영구자석 동기발전기 최적설계 수행을 위하여 유한요소법과 최적화 알고리즘을 이용하여 최적설계를 수행하였다. 특히 운전 풍속 영역 모두를 고려하는 방법으로 풍속 확률밀도 함수로는 발전기가 설치되는 지역의 평균 풍속만 알고 있는 경우에도 적용이 가능한 Rayleigh 함수를 사용하였으며, 이를 통해 연간 에너지 생산량(Annual Energy Production, AEP) 산정기법을 개발하여 최대 AEP를 위한 SPMSG 최적설계 기법을 제안하였다. 한편 과도한 계산 시간이 소요되는 풍력발전기를 보다 효과적이고 정확하게 설계하기 위하여 유한요소법 기반의 병렬 분산 컴퓨팅을 적용한 유전알고리즘, 빠른 탐색형 알고리즘 MADS, 혼합형 알고리즘 Memetic 알고리즘 등의 최적화 알고리즘을 결합하였다. 따라서 MADS와 Memetic Algorithm을 적용한 최적설계 모델이 병렬분산 유전알고리즘을 적용한 최적설계 모델과 비교하여 소요시간에 대해 각각 49%, 55% 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
Int. CL G06F 17/00 (2006.01) F03D 7/00 (2006.01) G06F 19/00 (2011.01)
CPC G06F 17/5018(2013.01) G06F 17/5018(2013.01) G06F 17/5018(2013.01)
출원번호/일자 1020100028073 (2010.03.29)
출원인 동아대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1080048-0000 (2011.10.31)
공개번호/일자 10-2011-0108714 (2011.10.06) 문서열기
공고번호/일자 (20111107) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2010.03.29)
심사청구항수 5

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 동아대학교 산학협력단 대한민국 부산광역시 사하구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정상용 대한민국 부산광역시 해운대구
2 한성진 대한민국 부산광역시 해운대구
3 유수홍 대한민국 부산광역시 남구
4 김상훈 대한민국 부산광역시 부산진구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 신태양 대한민국 대전광역시 서구 둔산중로 ***, 주은리더스텔 ***호~***호 (둔산동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 대한민국(산업통상자원부장관) 세종특별자치시 한누리대
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2010.03.29 수리 (Accepted) 1-1-2010-0199904-07
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2011.03.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2011.04.19 수리 (Accepted) 9-1-2011-0036821-71
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2011.06.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0330877-28
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2011.07.19 수리 (Accepted) 1-1-2011-0554865-21
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2011.07.19 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0554868-68
7 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)
2011.10.20 수리 (Accepted) 1-1-2011-0820106-14
8 등록결정서
Decision to grant
2011.10.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0620720-49
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2011.12.05 수리 (Accepted) 4-1-2011-5242234-34
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2013.02.20 수리 (Accepted) 4-1-2013-0003462-84
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2013.08.23 수리 (Accepted) 4-1-2013-5115545-52
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.04.15 수리 (Accepted) 4-1-2014-5046693-38
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.02.03 수리 (Accepted) 4-1-2015-5015182-38
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.10.22 수리 (Accepted) 4-1-2015-5140465-53
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번호 청구항
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영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발을 위한 지식기반 최적설계 방법에 있어서,(a) 메인 화면에서 입력된 설계 목표사양과, 목표 사양과 데이터베이스에 저장된 정격사양과의 유사도 제한값, 목표사양과 유사한 사양의 모델의 선별 후보 개체수에 따라 데이터베이스를 검색하여 유사도 분석을 수행하는 단계와;(b) 상기 유사도 분석이 완료되면 선별한 후보군을 유사한 순서대로 사용자가 지정한 개수만큼 나타내는 단계와;(c) 상기 후보군에서 목표사양과 가까운 N개의 후보(개체)를 선출 받아 초기값으로 설정한 후 최적화를 실행하는 단계와;(d) 상기 최적화 실행하면 유전알고리즘(GA)에서 각 개체에 대한 특성해석을 수행한 후에 개선된 해 중에서 가장 우수한 N개의 후보해를 선정하는 단계와;(e) 상기 선정된 N개의 후보해를 MADS의 초기해로 선정하여 MADS 알고리즘을 통해 N번의 멀티 스타팅을 수행하여 N개의 해를 수렴하는 단계; 및(f) 상기 수렴된 N개의 해 중에서 국부탐색방법을 통해 최적 해를 선출하여 결과를 화면에 표시하는 단계;를 포함하되,상기 (a) 단계에서 데이터베이스는 해당 후보의 정격출력, 극수, 직경, 축 방향 길이, 토크밀도, 효율, 제작비, 점적률, AEP, 속도, 역기전력 상수, 주파수, 제작일자와, 공극, 요크, 치에 분포되는 자속밀도, 토크밀도, 전류밀도, 출력밀도, 사이즈(Size), 효율의 성능에 관한 제한조건과, 점적률, 재료비, 제작비의 제작성에 관련된 제한조건 및 풍력발전기에 관련된 풍속별 효율의 제한조건에 대한 설계제한조건의 정보 집합인 것을 특징으로 하는 영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발을 위한 지식기반 최적설계 방법
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제 6 항에 있어서, 상기 (d)단계에서 유전알고리즘(GA)은:자동 모델링을 통하여 생성된 모델에 대해 유한요소 해석을 통해 특성을 계산하는 단계와;상기 특성 분석이 끝나고 도출된 결과를 규칙기반 시스템의 제한조건에 의해 필터링한 후 GA 알고리즘으로 피드백하는 단계와;상기 GA 알고리즘에서 목적함수에 대한 적합도 판별을 거쳐 목표사양에 부합되는 우수한 인자만이 데이터로 저장하여 다음 세대를 위한 부모 유전자로 남기고, 그렇지 않은 결과에 대해서는 버리는 단계; 및상기의 과정을 통해 우수한 인자들 간의 교배와 재생산, 돌연변이의 과정을 거쳐 최적 값을 찾아가는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발을 위한 지식기반 최적설계 방법
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제 6 항에 있어서, 상기 (b)단계에서 후보군을 클릭하면 해당 후보의 정격출력, 극수, 직경, 축 방향 길이, 토크밀도, 효율, 제작비, 점적률, AEP, 속도, 역기전력 상수, 주파수, 제작일자를 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발을 위한 지식기반 최적설계 방법
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제 6 항에 있어서, 상기 메인 화면에서는 규칙기반의 설계제한조건을 입력받으며,상기 설계제한조건의 항목은:공극, 요크, 치에 분포되는 자속밀도, 토크밀도, 전류밀도, 출력밀도, 사이즈(Size), 효율의 성능에 관한 제한조건과;점적률, 재료비, 제작비 제작성에 관련된 제한조건; 및풍력발전기에 관련된 풍속별 효율의 제한조건;을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발을 위한 지식기반 최적설계 방법
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제 6 항에 있어서, 상기 MADS 알고리즘은:탐색영역 내에서 현재 해에 대한 임의의 이웃 해를 발생시켜 목적함수 결과에 대한 비교평가를 통해 최적 해로 개선해가는 반복 알고리즘 중 하나인 것을 특징으로 하는 영구자석형 풍력발전기의 최적화 알고리즘 개발을 위한 지식기반 최적설계 방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.