풍력 터빈의 반복적인 LVRT로 인한 전압 진동 메커니즘 연구

Core Concepts

풍력 터빈의 반복적인 LVRT로 인해 발생하는 전압 진동의 동적 과정과 진화 메커니즘을 분석하였다.

Abstract

이 논문은 풍력 터빈의 반복적인 LVRT로 인한 전압 진동 현상을 분석하였다.

전압 진동 발생 조건 분석:

풍력 터빈 그리드 연계점 P-V 곡선의 초기 전압이 LVRT 종료 임계값보다 크고, 정적 전압 안정성 한계가 LVRT 진입 임계값보다 작은 경우
풍력 터빈의 유효 전력 출력이 증가하여 그리드 연계점 전압이 LVRT 진입 임계값 미만이 되고, LVRT 기간 동안 충분한 무효 전력 보상으로 전압이 LVRT 종료 임계값 이상으로 회복되는 경우

풍력 터빈 그리드 측 컨버터 스위칭 시스템 모델링:

외부 연결 임피던스와 풍력 터빈의 내부 제어 동특성을 고려하여 스위칭 시스템 모델 구축
정상 운전 및 LVRT 상태에 따른 두 개의 연속 시간 부시스템과 스위칭 법칙 정의

전압 진동 메커니즘 분석:

정상 운전과 LVRT 부시스템의 안정 평형점 차이로 인해 시스템 궤적이 LVRT 임계값 부근에서 반복적으로 전환되어 전압 진동 발생
LVRT 제어 차단 시 정상 운전 부시스템 평형점에 안정화, LVRT 부시스템 평형점에 안정화되면 지속적인 LVRT 상태 유지

시뮬레이션 검증:

이론 계산 결과와 시뮬레이션 결과가 잘 일치하여 모델의 정확성 및 효과성 검증
그리드 강도, 풍력 터빈 유효 전력 출력, 제어 지연, 동적 무효 전류 비례 계수 등 주요 영향 요인이 전압 진동 특성에 미치는 영향 분석

Stats

전압 진동 발생 조건:
Uw0(Pw = 0) > 0.90 and Uwm < 0.80

Quotes

없음

Key Insights Distilled From

Research on Mechanism of Voltage Oscillation Caused by Repeated LVRT of Wind Turbine Based on Switched System Theory

by Qiping Lai,C... at arxiv.org 04-02-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.01155.pdf

Deeper Inquiries

풍력 터빈의 반복적인 LVRT로 인한 전압 진동 현상이 전력계통 전반에 미치는 영향은 무엇일까

풍력 터빈의 반복적인 LVRT로 인한 전압 진동 현상은 전력계통의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 전압 진동은 전력계통의 안정한 운영을 방해하고 전압 안정성 문제를 초래할 수 있습니다. 또한, 전압 진동으로 인해 전력계통의 다른 부분에도 영향을 미칠 수 있으며 전력 품질을 저하시킬 수 있습니다. 따라서 풍력 터빈의 LVRT로 인한 전압 진동은 전력계통 전반에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다.

스위칭 시스템 이론 외에 다른 방법으로 이 문제를 분석할 수 있는 방법은 무엇이 있을까

스위칭 시스템 이론 외에도 이 문제를 분석할 수 있는 다른 방법으로는 주파수 응답 분석, 모델 예측 제어, 또는 인공지능 기술을 활용한 시스템 모델링 등이 있을 수 있습니다. 주파수 응답 분석을 통해 시스템의 동적 특성을 파악하고 안정성을 평가할 수 있으며, 모델 예측 제어를 통해 시스템의 미래 동작을 예측하고 제어할 수 있습니다. 또한, 인공지능 기술을 활용하여 복잡한 동적 시스템의 모델링과 제어를 개선할 수 있습니다.

풍력 터빈의 LVRT 제어 전략을 개선하여 전압 진동을 방지할 수 있는 방법은 무엇이 있을까

풍력 터빈의 LVRT 제어 전략을 개선하여 전압 진동을 방지하기 위해서는 다양한 방법이 있을 수 있습니다. 먼저, LVRT 제어 알고리즘을 최적화하여 터빈이 LVRT에 진입할 때의 반응을 최적화할 수 있습니다. 또한, 터빈의 반응 속도를 높이고 안정성을 향상시키기 위해 제어 시스템의 파라미터를 조정할 수 있습니다. 더불어, 터빈의 내부 구조를 개선하여 LVRT 과정에서의 전압 변동을 최소화하는 방법을 고려할 수도 있습니다. 이러한 개선을 통해 풍력 터빈의 LVRT로 인한 전압 진동을 효과적으로 제어할 수 있을 것으로 기대됩니다.