목차
머리말
1. 풍력 터빈의 원리 = 1
1.1 풍력 터빈의 구조 = 6
1.2 풍력 터빈의 공기 역학 = 8
1.2.1 풍력 터빈의 원리 = 8
1.2.2 풍력 터빈 블레이드(Blade)의 공기역학 = 14
1.3 풍력 터빈의 출력 제어 = 20
1.3.1 제어 모드 = 22
1.3.2 정격 파워 유지 모드 = 23
1.4 바람 = 26
1.4.1 랜덤 프로세스(random process) = 27
1.4.2 바람 특성의 통계적 표현 = 4
1.4.3 바람생성 알고리즘 = 36
1.4.4 바람과 풍력 터빈과의 간섭 = 41
1.5 풍력 터빈 발전기 = 49
1.5.1 전기와 자기 = 49
1.5.2 유도기기(induction machine) = 54
1.5.3 유도 발전기와 전력망(grid)과의 연결 = 66
2. DOWEC 2.75 MW풍력 터빈 = 71
2.1 DOWEC 2.75 MW 풍력 터빈 특성 = 73
2.2 풍력 터빈의 비선형성과 공기역학적 안정성 = 80
2.2.1 풍력 터빈의 비선형성 = 81
2.2.2 풍력 터빈의 공기역학적 안정성 = 83
3. 풍력 터빈의 제어 전략 및 운전 방식 = 91
3.1 풍력 터빈의 제어 모드와 제어 구조 = 93
3.1.1 풍력 터빈의 제어 모드 = 93
3.1.2 풍력 터빈의 제어 구조 = 96
3.2 풍력 터빈의 운전 방식 = 99
3.2.1 고정속도-실속제어(fixed speed-stall regulated) 운전 방식 = 100
3.2.2 가변속-피치 제어(variable speed-pitch regulated) 운전방식 = 102
4. 풍력 터빈의 동적 운동 모델과 특성 해석 = 111
4.1 풍력 터빈의 동적 운동 모델 = 113
4.2 풍력 터빈의 정상상태 운전 조건 = 116
4.2.1 정상상태 운전조건에서의 발전기 토크 = 116
4.2.2 정격 풍속 이하의 바람 영역에 대한 정상상태 운전 조건 = 120
4.2.3 정격 풍속 이상의 바람 영역에 대한 정상상태 운전 조건 = 122
4.3 작동점 변화에 따른 풍력 터빈의 운동 특성 해석 = 125
4.3.1 풍속 변화에 따른 풍력 터빈의 작동점 변화 = 125
4.3.2 작동점 변화에 따른 풍력 터빈의 운동 특성 해석 = 129
5. 풍력 터빈의 제어 = 139
5.1 PI-제어기를 이용한 피치제어 루프 설계 = 142
5.1.1 PI-제어기 설계를 위한 피치제어 루프 설계 요구조건 = 143
5.1.2 근 궤적법(root-locus)을 이용한 PI-제어기 설계 = 147
5.1.3 피치 액츄에이터의 비선형 작동 특성 = 153
5.1.4 적분 누적(integrator windup) 문제와 그 해결 방안 = 157
5.2 게인 스케쥴링(gain scheduling) 제어 기법 = 165
5.3 피치 제어 시스템의 성능 평가 =175
5.3.1 성능 평가를 위한 바람 생성 = 175
5.3.2 제어 시스템 평가를 위한 성능 평가 지수 = 178
5.3.3 피치 제어 시스템의 성능 평가 = 182
6. 풍력 터빈의 실증 절차 = 193
6.1 풍력터빈 출력성능 시험평가를 위한 제반준비사항 = 197
6.1.1 계측 타워(met(meteorological) mast)의 설치 위치 = 197
6.1.2 측정 영역(measurement sector) = 197
6.1.3 단지 지형에 대한 조건 = 203
6.1.4 복잡 지형(complex terrain)에 대한 단지교정(site calibration) = 205
6.2 풍력 터빈 출력성능 시험 평가를 여러 센서들에 대한 규정 = 208
6.2.1 전력(electric power) 센서 = 208
6.2.2 풍속(wind speed) 센서 = 208
6.2.3 풍향(wind direction) 센서 = 212
6.2.4 대기밀도(air density) 센서 = 213
6.2.5 로터 회전속도와 피치 각 센서 = 214
6.2.6 블레이드 상태 측정 = 214
6.2.7 풍력 터빈 제어 시스템 = 214
6.2.8 데이터 수집 장치(data acquisition system) = 214
6.3 풍력터빈 출력성능 시험평가를 위한 측정절차(measurement procedure) = 215
6.3.1 시험평가 기간 중 풍력 터빈 운영 = 215
6.3.2 데이터 수집(data collection) = 215
6.3.3 데이터 제거(data rejection) = 216
6.3.4 데이터 수정(data correction) = 216
6.3.5 데이터 베이스(database)의 완성 = 216
6.4 파워커브(power curve), AEP, 출력 파워계수 산출방법 = 218
6.4.1 데이터 표준화(data normalization) = 218
6.4.2 파워 커브(power curve) 산출 = 220
6.4.3 AEP(annula energy product) 산출 = 222
6.4.4 출력 파워 계수(power coefficient) 산출 = 229
6.5 풍력 터빈 출력성능 시험 평가 보고서 양식 = 229
6.5.1 시험평가 대상 풍력 터빈 사양 = 229
6.5.2 시험 단지(test site)에 대한 설명 = 230
6.5.3 측정 장비(test equipment)에 대한 설명 = 230
6.5.4 측정 절차(measurement procedure)에 대한 설명 = 231
6.5.5 측정된 데이터의 보고(presentation of measured data) = 231
6.5.6 측정된(표준화) 파워 커브의 보고(presentation of measured power curve) = 232
6.5.7 시험단지의 대기밀도에 의한 파워커브 (power curve)의 보고 = 235
6.5.8 특별한 조건에서 측정된 파워 커브의 보고 = 235
6.5.9 산출된 AEP의 보고 = 235
6.5.10 시험 단지의 대기밀도에 의한 AEP의 보고 = 236
6.5.11 출력 파워 계수(power coefficient)의 보고 = 237
6.5.12 단지 교정(site calibration) 결과의 보고 = 237
6.5.13 측정시 불확실성(uncertainty of measurements)의 보고 = 238
6.5.14 성능 시험평가에서 특별하게 고려된 사항들에 대한 보고 = 238
6.6 불확실성 해석(uncertainty analysis) = 238
6.6.1 불확실성 해석의 기초 = 240
6.6.2 -번째 풍속 칸에 저장된 풍력 터빈 파워 산출량의 불확실성 = 243
6.6.3 AEP 산출량의 불확실성 = 244
참고문헌 = 251
찾아보기 = 251
