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풍력터빈 타워 높이 제어 시스템 및 그 방법

  • 기술번호 : KST2019008885
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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 풍력터빈 타워 높이 제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력터빈 타워 높이 제어 방법은 변화하는 풍속에 대응하여 풍력 터빈 타워의 최적 높이를 추정하는 최적 터빈 높이 추정 단계; 및 상기 풍력 터빈 타워가 종단속도에 도달하는 경우, 상기 추정된 풍력 터빈 타워의 최적 높이로 상기 풍력 터빈 타워의 높이를 제어하는 터빈 높이 제어 단계를 포함한다.
Int. CL F03D 7/02 (2006.01.01) F03D 11/00 (2006.01.01) F03D 11/04 (2006.01.01)
CPC F03D 7/02(2013.01) F03D 7/02(2013.01) F03D 7/02(2013.01) F03D 7/02(2013.01)
출원번호/일자 1020110060382 (2011.06.21)
출원인 한국전력공사
등록번호/일자 10-1080647-0000 (2011.11.01)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20111108) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2011.06.21)
심사청구항수 12

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전력공사 대한민국 전라남도 나주시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 오기용 대한민국 대전광역시 유성구
2 박준영 대한민국 대전광역시 유성구
3 이재경 대한민국 대전광역시 유성구
4 이준신 대한민국 대전광역시 유성구
5 김범주 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 남충우 대한민국 서울 강남구 언주로 ***, *층(역삼동, 광진빌딩)(알렉스국제특허법률사무소)
2 노철호 대한민국 경기도 성남시 분당구 판교역로 ***, 에스동 ***호(삼평동,에이치스퀘어)(특허법인도담)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국전력공사 대한민국 전라남도 나주시
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2011.06.21 수리 (Accepted) 1-1-2011-0472794-87
2 [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2011.06.23 수리 (Accepted) 1-1-2011-0477455-86
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.07.21 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.08.05 수리 (Accepted) 9-1-2011-0063804-27
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.08.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0466982-14
6 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2011.08.29 수리 (Accepted) 1-1-2011-0668395-69
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.09.02 수리 (Accepted) 1-1-2011-0687477-05
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.09.02 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0687491-34
9 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal		 2011.09.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0561028-44
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.10.05 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2011-0774931-41
11 등록결정서
Decision to grant		 2011.10.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0628953-56
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.16 수리 (Accepted) 4-1-2014-5153448-46
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.07.09 수리 (Accepted) 4-1-2019-5136129-26
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.07.10 수리 (Accepted) 4-1-2019-5136893-80
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.03.27 수리 (Accepted) 4-1-2020-5072225-46
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
변화하는 풍속에 대응하여 풍력 터빈 타워의 최적 높이를 추정하는 최적 터빈 높이 추정 단계(S100);상기 풍력 터빈 타워가 종단속도에 도달하는 경우, 상기 추정된 풍력 터빈 타워의 최적 높이로 상기 풍력 터빈 타워의 높이를 제어하는 터빈 높이 제어 단계(S200); 및상기 풍력 터빈 타워의 높이 변화에 따라 대응하여 변화하는 고유진동수를 필터링하여, 상기 풍력 터빈 타워의 높이를 제어하는 제어신호에서 상기 고유진동수에 의해 발생하는 노이즈를 제거하는 필터링 단계(S300)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
2 2
제 1항에 있어서,상기 최적 터빈 높이 추정 단계(S100)는, 높이별 풍속을 측정하는 단계(S111);측정된 상기 높이별 풍속을 변수로 지정하여 로그법(log law)을 이용한 회귀분석을 통해 지면 거칠기 및 제1 상관관계지수(correlation coefficient)를 산출하고(S112), 파워법(power law)을 이용한 회귀분석을 통해 지면 거칠기 및 제2 상관관계지수를 산출하는 단계(S113);상기 제1 상관관계지수 및 제 2 상관관계지수 중에서 높은 값을 갖는 회귀분석법에 의해 산출된 지면 거칠기를 선택하는 단계(S114, S115, S116); 및상기 선택된 지면 거칠기에 따른 높이별 풍속을 산출(S117)하여 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이를 추정하는 단계(S118)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
3 3
제 1항에 있어서, 상기 최적 터빈 높이 추정 단계(S100)는,블레이드의 부분별 변형량을 측정하는 단계(S121);상기 측정된 블레이드의 부분별 변형량을 통해 높이별 풍속을 추정하는 단계(S122);추정된 상기 높이별 풍속을 변수로 지정하여 로그법(log law)을 이용한 회귀분석을 통해 지면 거칠기 및 제1 상관관계지수(correlation coefficient)를 산출하고(S123), 파워법(power law)을 이용한 회귀분석을 통해 지면 거칠기 및 제2상관관계지수를 산출하는 단계(S124);상기 제1 상관관계지수 및 제 2 상관관계지수 중에서 높은 값을 갖는 회귀분석법에 의해 산출된 지면 거칠기를 선택하는 단계(S125, S126, S127); 및상기 선택된 지면 거칠기에 따른 높이별 풍속을 산출(S128)하여 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이를 추정하는 단계(S129)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
4 4
제 1항에 있어서,상기 최적 터빈 높이 추정 단계(S100)는,풍향을 측정하는 단계(S131);상기 측정된 풍향을 통해 지면 거칠기를 추정하는 단계(S132);상기 추정된 지면 거칠기에 따른 높이별 풍속을 산출(S133)하여 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이를 추정하는 단계(S134)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
5 5
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 높이 제어 단계(S200)는, 발전기 토크 데이터, 블레이드의 피치각 데이터 및 상기 추정된 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이 데이터를 수집하는 단계(S210);상기 발전기 토크 데이터를 종단풍속에서의 발전기 토크와 비교하는 단계(S220); 상기 블레이드의 피치각 데이터를 종단풍속에서의 피치각과 비교하는 단계(S230); 및상기 발전기 토크 데이터가 상기 종단풍속에서의 발전기 토크 이하에 해당되고, 상기 블레이드의 피치각 데이터가 상기 종단풍속에서의 피치각 이상에 해당되는 경우에만 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이로 상기 풍력 터빈 타워의 높이를 제어하는 단계(S240)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
6 6
삭제
7 7
제 1항에 있어서, 상기 필터링 단계(S300)는,상기 풍력 터빈 타워의 높이 데이터 및 발전기 회전 속도 데이터를 수집하는 단계(S310);상기 풍력 터빈 타워의 높이 데이터에 대응하여 변화하는 고유진동수를 제거 가능한 필터 게인(filter gain)을 산출하는 단계(S320); 상기 필터 게인을 이용하는 필터를 생성하는 단계(S330); 및상기 발전기 회전 속도 데이터를 상기 필터에 통과시켜 노이즈를 제거하는 단계(S340)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
8 8
제 7항에 있어서, 상기 필터는 저주파 통과 필터(Low Pass Filter) 또는 노치 필터(Notch Filter)인 풍력터빈 타워 높이 제어 방법
9 9
변화하는 풍속(W)에 대응하여 풍력 터빈 타워(10)의 최적 높이를 추정하는 최적 터빈 높이 추정부(100);상기 풍력 터빈 타워(10)가 종단속도에 도달하는 경우, 상기 최적 터빈 높이 추정부(100)로부터 송신받은 상기 풍력 터빈 타워(10)의 최적 높이로 상기 풍력 터빈 타워(10)의 높이를 제어하는 제어신호를 송출하는 터빈 높이 제어부(200);상기 터빈 높이 제어부(200)에서 송출된 상기 제어신호에 따라 상기 풍력 터빈 타워(10)의 높이를 조절하는 터빈 타워 높이 조절 액츄에이터(300); 및상기 풍력 터빈 타워(10)의 높이 변화에 따라 대응하여 변화하는 고유진동수를 필터링하여, 상기 터빈 높이 제어부(200)의 상기 제어신호에서 상기 고유진동수에 의해 발생하는 노이즈를 제거하는 필터링부(400)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 시스템
10 10
제 9항에 있어서, 상기 최적 터빈 높이 추정부(100)는,높이별 풍속을 측정하는 풍속측정부(110);상기 풍속측정부(110)에서 측정된 상기 높이별 풍속을 변수로 하여 회귀분석을 수행하여 지면 거칠기를 산출하는 지면 거칠기 산출부(111); 및상기 산출된 지면 거칠기에 따른 높이별 풍속을 산출하여 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이를 추정하는 높이추정부(112)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 시스템
11 11
제 9항에 있어서, 상기 최적 터빈 높이 추정부(100)는,블레이드에 복수 개가 배치되어 상기 블레이드의 부분별 변형량을 측정하는 변형량 센서(120a)를 구비하는 변형량 측정부(120);상기 변형량 측정부(120)에서 측정된 상기 블레이드의 부분별 변형량을 통해 높이별 풍속을 추정하는 풍속추정부(121);상기 풍속추정부(121)에서 측정된 상기 높이별 풍속을 변수로 하여 회귀분석을 수행하여 지면 거칠기를 산출하는 지면 거칠기 산출부(122); 및상기 산출된 지면 거칠기에 따른 높이별 풍속을 산출하여 상기 풍력 터빈 타워(10)의 최적 높이를 추정하는 높이추정부(123)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 시스템
12 12
제 9항에 있어서, 상기 최적 터빈 높이 추정부(100)는,터빈 타워에 설치되어 풍향을 계측하는 풍향계를 구비하는 풍향 측정부(130);상기 풍향 측정부(130)에서 측정된 상기 풍향을 통해 지면 거칠기를 추정하는 지면 거칠기 추정부(131); 및상기 추정된 지면 거칠기에 따른 높이별 풍속을 산출하여 상기 풍력 터빈 타워(10)의 최적 높이를 추정하는 높이추정부(132)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 시스템
13 13
제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈 높이 제어부(200)는,발전기 토크 데이터, 블레이드의 피치각 데이터 및 상기 최적 터빈 높이 추정부에서 추정된 상기 풍력 터빈 타워의 최적 높이 데이터를 수집하는 데이터 수집부(210);상기 발전기 토크 데이터를 종단풍속에서의 발전기 토크와 비교하는 발전기 토크 비교부(220);상기 블레이드의 피치각 데이터를 종단풍속에서의 피치각과 비교하는 피치각 비교부(230); 및상기 발전기 토크 비교부 및 상기 피치각 비교부의 비교 결과에 근거하여 상기 제어신호를 송출하는 제어신호 송출부(240)를 포함하는 풍력터빈 타워 높이 제어 시스템
14 14
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1 지식경제부 한국남동발전(주) 신재생에너지기술개발사업 해안 복합 풍력단지 최적설계 및 신뢰도 향상기술 개발