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인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템 및 방법

  • 기술번호 : KST2019033741
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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 독립 계통에서 풍력 발전기의 관성에너지 활용을 통하여 계통의 발전 및 부하 변동 시, 계통의 DC-link 전압을 안정화하고 발전과 부하 간의 유효 전력 균형을 빠르게 수복할 수 있도록 한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 정상치로부터의 DC-link 전압의 변화량(VDC 드룹)을 이용하는 제 1 관성 제어 모듈;DC-link 전압의 시간당 변화율을 이용하는 제 2 관성 제어 모듈;으로 포함하고, 풍력발전기의 제어를 위한 유효전력/토크 기준값(Pref / Tref)에 얻어진 보조 출력값(ΔP/ΔT)을 더하여 새로운 기준값(P*ref / T*ref)을 발전기측 컨버터 제어기로 입력하여 DC-link 전압 변화 시 회전자 관성이 운동에너지를 흡수하거나 방출하도록 제어하는 관성 제어기가 구성되는 것이다.
Int. CL F03D 7/02 (2006.01.01) F03D 7/04 (2006.01.01) H02J 3/38 (2006.01.01)
CPC F03D 7/0284(2013.01) F03D 7/0284(2013.01) F03D 7/0284(2013.01) F03D 7/0284(2013.01) F03D 7/0284(2013.01)
출원번호/일자 1020160005345 (2016.01.15)
출원인 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1673527-0000 (2016.11.01)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20161107) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.01.15)
심사청구항수 17

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 박정욱 대한민국 서울특별시 서초구
2 김재우 대한민국 서울특별시 서대문구
3 유재익 대한민국 서울특별시 강동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 정기택 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)
2 오위환 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)
3 나성곤 대한민국 서울특별시 서초구 강남대로**길 **, *층 (반포동, 새로나빌딩)(스카이특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 서울특별시 서대문구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2016.01.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-0047320-96
2 선행기술조사의뢰 취소
Revocation of Request for Prior Art Search
2016.06.21 수리 (Accepted) 9-1-0000-0000000-00
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2016.08.10 수리 (Accepted) 9-1-2016-0035908-59
4 [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)
2016.09.13 수리 (Accepted) 1-1-2016-0894305-44
5 [우선심사신청]선행기술조사의뢰서
[Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search
2016.09.19 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
6 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search
2016.09.29 수리 (Accepted) 9-1-2016-0041684-13
7 등록결정서
Decision to grant
2016.10.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0758870-19
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번호 청구항
1 1
정상치로부터의 DC-link 전압의 변화량(VDC 드룹)을 이용하는 제 1 관성 제어 모듈;DC-link 전압의 시간당 변화율을 이용하는 제 2 관성 제어 모듈;으로 포함하고,풍력발전기의 제어를 위한 유효전력/토크 기준값(Pref / Tref)에 얻어진 보조 출력값(ΔP/ΔT)을 더하여 새로운 기준값(P*ref / T*ref)을 발전기측 컨버터 제어기로 입력하여 DC-link 전압 변화 시 회전자 관성이 운동에너지를 흡수하거나 방출하도록 제어하는 관성 제어기가 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
2 2
제 1 항에 있어서, DC-link 전압 감소의 경우에는 발전기 회전자의 관성 에너지 방출을 위하여 보조 출력값(ΔP/ΔT) 003e# 0 으로 최종 입력기준값 (P*ref / T*ref)이 증가되고,DC-link 전압 증가의 경우에는 발전기 회전자의 관성 에너지 흡수를 위하여 보조 출력값(ΔP/ΔT) 003c# 0 으로 최종 입력기준값 (P*ref / T*ref)이 감소되는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
3 3
계통연계점에서의 기준전압 크기를 도출하고, 위상각과 기준전압을 변환하여 계통측 컨버터로 입력하는 계통측 컨버터 제어기;발전기측 컨버터로 입력되는 전압과 전류를 측정하여 유효전력 출력을 계산하고, d축과 q축 성분 전압 기준치 출력을 변환하여 발전기측 컨버터로 입력하는 발전기측 컨버터 제어기;DC-Link의 전압과 기준 DC-Link의 전압을 비교하여 발전기 자체의 출력 기준값을 출력하여 발전기측 컨버터 제어기로 입력하는 DC-link 전압 제어기;DC-link 전압 변화 시 회전자 관성이 운동에너지를 흡수하거나 방출하도록 제어하는 관성 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
4 4
제 3 항에 있어서, 계통측 컨버터 제어기는,유/무효전력 제어를 사용하지 않고 전압-위상고정 제어를 사용하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
5 5
제 3 항에 있어서, 계통측 컨버터 제어기는,풍력발전기가 계통에 연결되는 계통연계점에서의 전압(VPCC)을 받아와서 계통연계점 전압 기준치(V*PCC) 와 비교하여 기준 전압 크기(|V*|)를 도출하고,풍력발전기의 출력을 제어하기 위한 위상각(δ)와|V*|를 변환기를 사용하여 삼상 전압(V*sabc)으로 변환한 후 계통측 컨버터의 신호로 입력하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
6 6
제 3 항에 있어서, 발전기측 컨버터 제어기는,풍력발전기에서 나와 발전기측 컨버터로 입력되는 전압(Vm,abc)과 전류(im,abc) 를 측정하여 변환기를 사용해 d축과 q축 성분으로 변환(imd, imq, Vmd, Vmq)하고, 변환된 성분은 발전기측 컨버터 제어기로 입력되어 d축과 q축 성분 전압 기준치(V*mq ,V*md) 출력으로 발생하고, 해당 출력값은 변환기를 사용하여 삼상 전압(V*mabc)으로 변환한 후 발전기측 컨버터의 신호로 입력하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
7 7
제 6 항에 있어서, d축과 q축 성분으로 변환(imd, imq, Vmd, Vmq)은,으로 풍력발전기의 유효전력 출력을 계산하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
8 8
제 3 항에 있어서, DC-Link 전압 제어기는,유효 전력을 제어하기 위해 발전기측 컨버터로 입력되는 기준 q축 전류값(I*mq)으로 DC-Link 전압 제어기를 통해 나온 출력값이 입력되도록 하고,DC-Link의 전압(VDC)과 기준 DC-Link의 전압(V*DC)을 비교하여 발전기 자체의 출력 기준값(Pref)을 출력하여 발전기 자체의 출력(P)을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
9 9
제 3 항에 있어서, 관성 제어기는,정상치로부터의 DC-link 전압의 변화량(VDC 드룹)을 이용하는 제 1 관성 제어 모듈과,DC-link 전압의 시간당 변화율을 이용하는 제 2 관성 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
10 10
제 3 항 또는 제 9 항에 있어서, 관성 제어기에서 얻어진 결과 값(P*ref , T*ref)은 전력 혹은 토크를 제어하는 컨버터에 입력되어 DC-link 전압이 하락하거나 증가할 때, 발전기에서 관성력을 활용하여 추가 출력을 내도록 하여 DC-link 전압의 변동을 완화시키는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 시스템
11 11
정상치로부터의 DC-link 전압의 변화량(VDC 드룹)을 이용하는 제 1 관성 제어 단계;DC-link 전압의 시간당 변화율을 이용하는 제 2 관성 제어 단계;풍력발전기의 제어를 위한 유효전력/토크 기준값(Pref / Tref)에 제 1,2 관성 제어 단계에서 얻어진 보조 출력값(ΔP/ΔT)을 더하여 새로운 기준값(P*ref / T*ref)을 발전기측 컨버터 제어기로 입력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
12 12
제 11 항에 있어서, DC-link 전압 감소의 경우에는 발전기 회전자의 관성 에너지 방출을 위하여 보조 출력값(ΔP/ΔT) 003e# 0 으로 최종 입력기준값 (P*ref / T*ref)이 증가되고,DC-link 전압 증가의 경우에는 발전기 회전자의 관성 에너지 흡수를 위하여 보조 출력값(ΔP/ΔT) 003c# 0 으로 최종 입력기준값 (P*ref / T*ref)이 감소되는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
13 13
계통연계점에서의 기준전압 크기를 도출하고, 위상각과 기준전압을 변환하여 계통측 컨버터로 입력하는 계통측 컨버터 제어 단계;발전기측 컨버터로 입력되는 전압과 전류를 측정하여 유효전력 출력을 계산하고, d축과 q축 성분 전압 기준치 출력을 변환하여 발전기측 컨버터로 입력하는 발전기측 컨버터 제어 단계;DC-Link의 전압과 기준 DC-Link의 전압을 비교하여 발전기 자체의 출력 기준값을 출력하여 발전기측 컨버터 제어기로 입력하는 DC-link 전압 제어 단계;DC-link 전압 변화 시 회전자 관성이 운동에너지를 흡수하거나 방출하도록 제어하는 관성 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
14 14
제 13 항에 있어서, 계통측 컨버터 제어 단계는,풍력발전기가 계통에 연결되는 계통연계점에서의 전압(VPCC)을 받아와서 계통연계점 전압 기준치(V*PCC) 와 비교하여 기준 전압 크기(|V*|)를 도출하는 단계와,풍력발전기의 출력을 제어하기 위한 위상각(δ)와|V*|를 변환기를 사용하여 삼상 전압(V*sabc)으로 변환한 후 계통측 컨버터의 신호로 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
15 15
제 13 항에 있어서, 발전기측 컨버터 제어 단계는,풍력발전기에서 나와 발전기측 컨버터로 입력되는 전압(Vm,abc)과 전류(im,abc) 를 측정하여 변환기를 사용해 d축과 q축 성분으로 변환(imd, imq, Vmd, Vmq)하는 단계와,변환된 성분은 발전기측 컨버터 제어기로 입력되어 d축과 q축 성분 전압 기준치(V*mq ,V*md) 출력으로 발생하는 단계와,해당 출력값은 변환기를 사용하여 삼상 전압(V*mabc)으로 변환한 후 발전기측 컨버터의 신호로 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
16 16
제 13 항에 있어서, DC-Link 전압 제어 단계는,유효 전력을 제어하기 위해 발전기측 컨버터로 입력되는 기준 q축 전류값(I*mq)으로 DC-Link 전압 제어기를 통해 나온 출력값이 입력되도록 하는 단계와,DC-Link의 전압(VDC)과 기준 DC-Link의 전압(V*DC)을 비교하여 발전기 자체의 출력 기준값(Pref)을 출력하여 발전기 자체의 출력(P)을 일정하게 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
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제 13 항에 있어서, 관성 제어 단계는,정상치로부터의 DC-link 전압의 변화량(VDC 드룹)을 이용하고, DC-link 전압의 시간당 변화율을 이용하는 것을 특징으로 하는 인버터 기반 독립형 마이크로그리드에서의 풍력발전 관성 제어 방법
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1 미래창조과학부 연세대학교 산학협력단 중견연구자지원사업 전력계통 신뢰성 향상을 위한 신재생에너지원 통합 최적운영 및 해석 연구(2/2,2단계)(2011.9.1~2016.8.31)
2 산업통상자원부 연세대학교 산학협력단 에너지기술개발사업 [RCMS]PMU 기반 멀티 마이크로그리드 연계 및 최적 운영