[go: up one dir, main page]

KR101418413B1 - Method for controlling wind farm - Google Patents

Method for controlling wind farm Download PDF

Info

Publication number
KR101418413B1
KR101418413B1 KR1020120108245A KR20120108245A KR101418413B1 KR 101418413 B1 KR101418413 B1 KR 101418413B1 KR 1020120108245 A KR1020120108245 A KR 1020120108245A KR 20120108245 A KR20120108245 A KR 20120108245A KR 101418413 B1 KR101418413 B1 KR 101418413B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wind
wind turbine
nth
turbine generator
controlling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020120108245A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140041191A (en
Inventor
김인규
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020120108245A priority Critical patent/KR101418413B1/en
Publication of KR20140041191A publication Critical patent/KR20140041191A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101418413B1 publication Critical patent/KR101418413B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0204—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/84—Modelling or simulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/321—Wind directions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/326—Rotor angle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

풍력 발전 단지 제어 방법이 개시된다. 복수 개의 풍력 발전기가 복수의 행 및 열을 구성하도록 배치된 풍력 발전 단지를 제어하는 방법으로서, 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향에서 1번째 행 또는 1번째 열을 구성하는 제 1 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제어하는 제 1 제어 단계; 및 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향에서 N-1번째 행 또는 N-1번째 열을 구성하는 제 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 고려하여, 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제어하는 제 2 제어 단계를 포함하되, 제 2 제어 단계는, 제 N-1 군 풍력 발전기로 불어오는 제 N-1 풍향값에 제 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 종합하여, 제 N 풍향값을 산출하는 제 N 연산 단계; 제 N 풍향값과 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정하는 단계; 및 측정된 차이만큼 제 N 군 풍력 발전기의 요잉을 제어하여 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제 N 풍향값과 나란하게 배치하는 단계를 포함하며, N은 1보다 큰 자연수이다.A method of controlling a wind power generation complex is disclosed. CLAIMS 1. A method of controlling a wind farm that is arranged so that a plurality of wind power generators constitute a plurality of rows and columns, the method comprising the steps of: A first control step of controlling the wing direction of the wiper blade; And the influence of the vortex caused by the N-1th group wind turbine constituting the N-1th row or the N-1th column in the upstream direction of the wind blown by the wind turbine, And a second control step of controlling an N-1 wind direction of the (N-1) th wind turbine, wherein the second control step comprises: An Nth calculating step of calculating an Nth wind direction value; Measuring the difference between the Nth wind direction value and the blade direction of the Nth wind turbine generator; And controlling the yaw of the N-th wind turbine generator by the measured difference to arrange the blade direction of the N-th wind turbine generator in parallel with the N-th wind direction value, wherein N is a natural number greater than one.

Description

풍력 발전 단지 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING WIND FARM}{METHOD FOR CONTROLLING WIND FARM}

본 발명은 풍력 발전 단지 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine control method.

풍력 발전기는 바람의 직선 운동에너지를 날개를 이용하여 회전 운동에너지로 바꾸고 이를 발전기를 통해 전기에너지로 만들어서 전력을 생산하게 된다. 　이 때, 바람의 직선 운동에너지를 최대한 얻기 위하여 풍력 발전기는 바람의 방향을 항상 감시하면서 바람의 방향과 풍력 발전기의 날개의 방향, 보다 상세히, 날개가 회전하는 회전축의 방향인 나셀 방향을 맞추기 위해 요잉(yawing) 운전을 통해 날개의 방향을 제어하게 된다.The wind turbine generates the electric power by converting the linear kinetic energy of the wind into rotational kinetic energy using the wing and converting it into electric energy through the generator. At this time, in order to maximize the linear kinetic energy of the wind, the wind turbine always monitors the direction of the wind while adjusting the direction of the wind and the direction of the wing of the wind turbine, and the direction of the wing is controlled through yawing operation.

　　대단위 풍력 발전 단지에는 단지의 바람 방향과 풍속 등을 측정하기 위한 별도의 타워가 설치되고, 이와 별개로 각각의 풍력 발전기 위에는 바람의 방향을 감지하는 풍향계가 있는데, 이는 풍력 발전기 제어기에 시시각각 변화하는 바람의 방향 정보를 제공하여 요잉 운전을 통한 효율적인 전력 생산을 하기 위함이다. 　A large wind turbine is equipped with a separate tower for measuring the wind direction and wind speed of the complex, and separately there is a weather vane that detects the wind direction on each wind turbine, So that efficient power generation can be achieved through the yawing operation.

이 때, 많은 풍력 발전기가 일정 공간에 배치되어 발전을 하는 경우에는, 전방 측에 배치된 풍력 발전기의 날개를 통과한 바람의 후류(wake)에 와류(vortex)가 발생하게 되고, 발생된 와류에 의하여 다음 풍력 발전기가 영향을 받는 경우가 발생하게 된다. In this case, when many wind turbines are disposed in a predetermined space, a vortex is generated in the wake of the wind passing through the vanes of the wind turbine disposed on the front side, The next wind turbine will be affected.

　예를 들어, 여러 대의 풍력 발전기가 일렬로 배치된 경우, 일정 방향으로부터 불어오는 바람이 지나가는 첫번째 풍력 발전기에 의해 발생하는 와류는 두번째 풍력 발전기에 영향을 주게 되고, 마찬가지로 두번째 발전기에 의해 발생하는 와류는 세번째 발전기에 차례로 영향을 주게 된다.For example, if several wind turbines are arranged in a row, the vortex generated by the first wind turbine passing through the wind from a certain direction will affect the second wind turbine, and vortices generated by the second generator Which in turn affects the third generator.

　　이러한 영향은 전체 바람의 방향과 함께 국부적인 와류를 형성하여 각 풍력 발전기로 불어오는 풍향에 영향을 주게 된다. 　This effect, together with the direction of the entire wind, creates a local vortex, which affects the wind direction to each wind turbine.

이에 따라, 와류의 영향으로 인해 풍향계는 실제 바람의 방향과는 오차가 존재하는 풍향 정보를 발전기 제어기에 주게 되고, 이 정보를 받은 풍력 발전기는 잘못된 풍향 정보를 기준으로 불필요한 요잉 운전을 하게 된다. 　Therefore, due to the influence of the vortex, the wind vane gives the wind direction information to the generator controller in which there is an error from the direction of the actual wind, and the wind power generator receiving this information performs the unnecessary yaw operation based on the false wind direction information.

이를 반복하면서 바람의 방향과 풍력 발전기의 날개 방향이 일정 각도 이상 발생하면 풍력발전기는 발전을 멈추기도 하고, 이후에 이를 맞추기 위해 다시 요잉 운전을 하고 나서 발전을 다시 하게 되면서, 이에 따른 발전량의 감소 및 불필요한 요잉 운전에 따른 전력의 손실을 가져오게 된다.If the direction of the wind and the direction of the wing of the wind turbine generate more than a certain angle while repeating the above operation, the wind turbine generator stops the power generation, and after the yawing operation is performed again to adjust it, the power generation is restarted. Resulting in loss of power due to unnecessary yaw operation.

본 발명의 일 실시예는 풍력 발전기에 의한 와류를 고려하여 요잉을 제어할 수 있는 풍력 발전 단지 제어 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a wind turbine control method capable of controlling yawing in consideration of vortex caused by a wind turbine generator.

본 발명의 일 실시예는 신속하고 효율적으로 풍력 발전기의 요잉을 제어할수 있는 풍력 발전 단지 제어 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention seeks to provide a wind turbine control method capable of quickly and efficiently controlling yaw of a wind turbine generator.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 개의 풍력 발전기가 복수의 행 및 열을 구성하도록 배치된 풍력 발전 단지를 제어하는 방법으로서, 상기 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향에서 1번째 행 또는 1번째 열을 구성하는 제 1 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제어하는 제 1 제어 단계; 및 상기 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향에서 N-1번째 행 또는 N-1번째 열을 구성하는 제 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 고려하여, 상기 N 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제어하는 제 2 제어 단계를 포함하되, 상기 제 2 제어 단계는, 상기 제 N-1 군 풍력 발전기로 불어오는 제 N-1 풍향값에 상기 제 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 종합하여, 상기 제 N 풍향값을 산출하는 제 N 연산 단계; 상기 제 N 풍향값과 상기 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 차이만큼 상기 제 N 군 풍력 발전기의 요잉을 제어하여 상기 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향을 상기 제 N 풍향값과 나란하게 배치하는 단계를 포함하며, 상기 N은 1보다 큰 자연수인, 풍력 발전 단지 제어 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wind farm that is arranged so that a plurality of wind turbines constitute a plurality of rows and columns, the method comprising the steps of: A first control step of controlling a wing direction of a first group wind turbine constituting the heat; And an N-1th wind turbine generator constituting an N-1th row or an N-1th column in an upstream direction of wind blown by the wind turbine, And the second control step includes a second control step of controlling an N-1 wind direction value influenced by the vortex caused by the N-1 < th > group wind turbine generator to an Nth- An Nth calculation step of calculating the Nth wind direction value; Measuring a difference between the Nth wind direction value and a wing direction of the Nth wind turbine generator; And arranging the wing direction of the Nth group wind turbine generator in parallel with the Nth wind direction value by controlling yawing of the Nth group wind turbine generator by the measured difference, wherein N is a natural number greater than 1 , And a method of controlling the wind power generation complex is provided.

이 때, 상기 제 1 제어 단계는, 상기 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 방향인 제 1 풍향값을 측정하는 풍향 측정 단계; 상기 제 1 풍향값과 상기 제 1 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 차이만큼 상기 제 1 군 풍력 발전기의 요잉을 제어하여 상기 제 1 군 풍력 발전기의 날개 방향을 상기 제 1 풍향값과 나란하게 배치하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, the first control step may include: a wind direction measurement step of measuring a first wind direction value that is a wind direction blowing to the wind power generation complex; Measuring a difference between the first wind direction value and a blade direction of the first group wind turbine generator; And arranging the wing direction of the first group wind turbine generator in parallel with the first wind direction value by controlling yawing of the first group wind turbine generator by the measured difference.

삭제delete

삭제delete

이 때, 상기 제 N 연산 단계는, 미리 수행된 시뮬레이션을 통하여 상기 제 1 풍향값에 대한 제 2 내지 N 풍향값이 산출되어 저장된 데이터 베이스의 정보를 이용할 수 있다.At this time, the Nth calculation step may use the information of the stored database to calculate the second to Nth wind direction values for the first wind direction value through simulation performed in advance.

이 때, 상기 제 2 내지 N 풍향값은 소정 시간 동안의 평균값일 수 있다.In this case, the second to N-th directions may be an average value for a predetermined time.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

본 발명의 일 측면에 따르면, 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류를 고려하여 풍향을 결정함으로써, 불필요한 요잉 제어를 방지할 수 있다. According to an aspect of the present invention, unnecessary yaw control can be prevented by determining the wind direction in consideration of vortex caused by the wind turbine disposed in the front.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기에 의한 와류를 고려하여 시뮬레이션을 수행한 풍향 정보를 이용함으로써, 효율적인 요잉 제어를 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, efficient yaw control can be performed by using the wind direction information that has been simulated in consideration of vortex caused by the wind turbine generator.

도 1은 풍력 발전기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 시스템을 도시한 도면이다.1 is a view showing a wind turbine generator.
2 is a view illustrating a wind turbine according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a method of controlling a wind power plant according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a wind turbine control system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 풍력 발전기를 도시한 도면이다.1 is a view showing a wind turbine generator.

도 1을 참조하면, 풍력 발전기(10)는 타워(16)의 상측에 회전 가능하게 설치된 나셀(14) 및 나셀(14)의 단부에 회전 가능하게 설치된 날개(12)를 구비한다.1, the wind turbine generator 10 includes a nacelle 14 rotatably installed on an upper side of a tower 16 and a blade 12 rotatably installed at an end of the nacelle 14.

이 때, 바람(5)이 불어오는 방향을 향한 날개(12)가 바람에 의해 회전하면서, 나셀(14) 내부에 장착된 발전기를 통하여 전기를 생산할 수 있다.At this time, the wing 12 toward the direction in which the wind 5 is blowing is rotated by the wind, and electricity can be produced through the generator installed in the nacelle 14. [

이 때, 효율적인 전기 생산을 위해서는 날개(12)가 바람의 방향을 향해야 하는데, 바람의 방향은 시시각각 변화되기 때문에, 그에 대응하여 날개(12)의 방향을 조정해야 한다.At this time, in order to efficiently produce electric power, the vane 12 must be directed to the direction of the wind. Since the direction of the wind changes instantaneously, the direction of the vane 12 must be adjusted accordingly.

이를 위해서, 타워(16)에 설치된 나셀(14)을 요잉 축(15)을 중심으로 요잉(yawing) 구동시킴으로써, 풍력 발전기(10)의 날개(12) 방향을 바람의 방향을 향하도록 조정할 수 있다.For this purpose, the direction of the vanes 12 of the wind power generator 10 can be adjusted so as to face the wind direction by driving the nacelle 14 provided on the tower 16 to yawing about the yaw axis 15 .

이 때, 날개(12)의 방향이란, 상세하게는, 복수 개의 날개(12)가 회전하는 회전축의 방향 또는 나셀(14)이 연장되는 방향인 나셀 방향을 의미하는 것으로, 이하 설명을 포함한 본 명세서 상에서는 '날개의 방향'을 상술한 의미로 정의한다.In this case, the direction of the blade 12 means the direction of the rotation axis in which the plurality of blades 12 rotate, or the direction of the nacelle 14 in which the nacelle 14 extends. The direction of the wing is defined as the above-mentioned meaning.

따라서, 풍력 발전기(10)의 날개(12) 방향을 바람의 방향을 향하도록 조정하는 것은, 풍향과 나셀 방향 또는 날개 회전축 방향이 나란하게 배치되도록 풍력 발전기(10)의 나셀(14)을 회전 조정하는 것을 의미한다.The adjustment of the direction of the blade 12 of the wind power generator 10 toward the direction of the wind causes the nacelle 14 of the wind power generator 10 to be rotated and adjusted so that the wind direction and the direction of the nacelle .

한편, 도 1을 참조하면, 풍력 발전기(10)를 지나가는 바람(5)은 풍력 발전기(10)를 지나기 전인 전류(A) 부분의 풍향과 풍력 발전기(10)를 지나고 난 뒤인 후류(B) 부분의 풍향 간에 차이가 존재한다.1, the wind 5 passing through the wind turbine generator 10 is divided into a wind direction of the current A before passing the wind turbine generator 10 and a wind direction of the wake B portion There is a difference between the wind direction of the wind direction.

보다 상세히, 풍력 발전기(10)를 향하여 불어오는 바람(5)이 풍력 발전기(10)의 날개(12)에 부딪히며 풍력 발전기(10)를 통과하면서 후류(B)에는 와류(vortex)가 발생한다.More specifically, a wind 5 blowing toward the wind power generator 10 strikes the wing 12 of the wind power generator 10 and a vortex occurs in the wake B while passing through the wind power generator 10.

이에 따라, 풍력 발전기(10)를 통과한 바람(5)의 후류(B)에서 풍향을 측정하면 전류(A)의 풍향과 달라지며, 불규칙적인 와류의 영향으로 후류(B)의 풍향은 일정 범위에서 계속적으로 변화할 수 있다.Accordingly, when the wind direction is measured in the downstream direction B of the wind 5 passing through the wind power generator 10, the direction of the current A is different from the wind direction of the current A, Can be continuously changed.

따라서, 다수의 풍력 발전기(10)가 배치되는 풍력 발전 단지에서, 다수의 풍력 발전기(10)가 일렬로 배열된 경우에는, 전방에 배치된 풍력 발전기에 의하여 발생된 와류에 의하여 후방에 배치된 풍력 발전기는 실제 바람의 방향과는 다른 풍향에 맞추어 요잉 운전될 수 있다. Therefore, in a wind turbine in which a plurality of wind turbines 10 are disposed, in the case where a plurality of wind turbines 10 are arranged in a line, the wind power generated by the wind turbine disposed in the front, The generator can be operated in yawing to a different wind direction than the actual wind direction.

또한, 불규칙한 와류의 영향으로 계속적으로 변화하는 풍향에 맞추어 계속적으로 불필요한 요잉 운전이 행해질 수 있다.In addition, unnecessary yaw operation can be continuously performed in accordance with the continuously changing direction due to the influence of the irregular vortex.

이러한 문제를 개선하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 제어 방법을 이하 상세히 설명한다.A method of controlling a wind turbine according to an embodiment of the present invention for improving such a problem will now be described in detail.

한편, '전방'은 바람이 불어오는 방향을 기준으로 바람의 상류 방향을 의미하며, 이하 설명에서도 동일하다.On the other hand, 'forward' means the upstream direction of the wind with respect to the direction in which the wind is blowing, and is the same in the following description.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 모습을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 시스템을 도시한 도면이다.2 is a view illustrating a wind turbine according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram illustrating a method of controlling a wind power plant according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram illustrating a wind turbine control system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 풍력 발전 단지(1)는 다수의 풍력 발전기(10)가 배치되어 있으며, 일반적으로 풍력 발전기(10)는 일정한 간격을 유지하도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2, a plurality of wind turbines 10 are disposed in a wind turbine 1, and generally, the wind turbine 10 may be arranged to maintain a constant interval.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍력 발전 단지(1)는 풍력 발전기(10)들이 복수의 행 및 열을 구성하도록 배열될 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the wind turbine 1 may be arranged such that the wind turbines 10 constitute a plurality of rows and columns.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법은 복수 개의 풍력 발전기(1)가 복수의 행 및 열을 구성하도록 배치된 풍력 발전 단지(1)를 제어하는 방법에 관한 것이다.That is, a method of controlling a wind farm according to an embodiment of the present invention relates to a method of controlling a wind farm 1 in which a plurality of wind power generators 1 are arranged to constitute a plurality of rows and columns.

이 때, 풍력 발전 단지(1)의 풍력 발전기(10)들이 구성하는 행 및 열은 완전한 일직선을 형성하는 행 및 열만을 의미하는 것이 아니라, 어느 정도의 일정한 간격을 유지하면서 대략 규칙적인 형태로 배치되는 행 및 열의 형태를 모두 포함하는 의미이다.At this time, the rows and columns constituted by the wind power generators 10 of the wind power generation complex 1 do not mean only rows and columns forming a complete straight line, but are arranged in a substantially regular form Quot; means < / RTI >

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 풍력 발전 단지(1)의 풍력 발전기(10)는 4행 및 4열을 구성할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the wind turbine generator 10 of the wind power generator complex 1 may constitute four rows and four columns.

그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, N을 2이상의 자연수라고 할 때, 1 내지 N행, 및 1 내지 N열에 포함되는 모든 행 및 열을 구성할 수 있다.However, it is not limited to this, and when N is a natural number of 2 or more, all the rows and columns included in the 1 to N rows and 1 to N columns can be constituted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 대한 이하의 설명에서, N은 2이상의 자연수일 수 있다.In the following description of the embodiment of the present invention, N may be a natural number of 2 or more.

한편, 바람의 상류 방향으로 1번째 행 또는 1번째 열에 배치된 풍력 발전기(10)들을 제 1 군 풍력 발전기(1L)라고 정의하며, N번째 행 또는 N번째 열에 배치된 풍력 발전기(10)등을 제 N 군 풍력 발전기(NL)라고 정의한다.On the other hand, the wind turbines 10 arranged in the first row or the first column in the upstream direction of the wind are defined as the first group wind turbine generator 1L, and the wind turbine 10 or the like arranged in the Nth row or Nth column It is defined as an Nth group wind power generator (NL).

또한, 바람의 방향은 도 2를 기준으로, 12시 방향에서 반시계 방향으로 0도~360도 범위의 각도로서 표기하며, 이하, 설명에서도 동일하다.The wind direction is expressed as an angle in the range of 0 to 360 degrees in the counterclockwise direction from the 12 o'clock direction on the basis of Fig. 2, and the same is true in the following explanation.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법 및 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A wind turbine control method and system according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법은 복수 개의 풍력 발전기가 N행 및 N열을 구성하도록 배치된 풍력 발전 단지를 제어하는 방법으로서, 도 3을 참조하면, 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉을 제어하는 제 1 제어 단계, 및 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 제외한 나머지 제 2 내지 N 군 풍력 발전기(2L, 3L,…, NL)의 요잉을 제어하는 제 2 제어 단계를 포함할 수 있다.A method for controlling a wind farm according to an embodiment of the present invention is a method for controlling a wind farm constructed such that a plurality of wind turbines constitute N rows and N columns. Referring to FIG. 3, a first group wind turbine 1L), and a second control step of controlling yawing of the second to Nth wind turbine generators (2L, 3L, ..., NL) other than the first group wind turbine generator (1L) .

한편, 도 3에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법은, 연속적이고 계속적인 과정이므로 엄격한 시간적 순서에 따른 단계적 흐름으로 제한되지 아니하며, 각 단계가 동시에 진행되거나 일부 단계의 순서가 바뀔 수도 있다.Meanwhile, the method of controlling a wind farm according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3 is not limited to a stepwise flow according to a strict time sequence because it is a continuous and continuous process, May change.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 제어 단계는 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 받지 않는 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉을 제어하는 단계로서, 3가지의 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first control step is a step of controlling the yaw of the first-group wind turbine 1L which is not influenced by the vortex caused by the forward-positioned wind turbine, and includes three steps can do.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 제어 단계는, 먼저, 제 1 군 풍력 발전기(1L)로 불어오는 바람의 방향을 측정한다.(S301)3, in the first control step according to the embodiment of the present invention, the direction of wind blown by the first group wind turbine 1L is measured (S301)

이하, 이해의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 시스템(1)에 대하여 먼저 간단히 설명한 다음, 풍력 발전 단지 제어 방법에 대하여 이어서 설명한다.Hereinafter, a wind turbine system 1 according to an embodiment of the present invention will be briefly described below for ease of understanding. Next, a method for controlling a wind turbine generator will be described.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 시스템(1)은 풍향 결정부(110), 자세 측정부(120), 연산부(130), 요잉 제어부(140) 및 데이터 베이스(150)를 포함할 수 있다.4, a wind turbine system 1 according to an embodiment of the present invention includes a wind direction determination unit 110, a posture measurement unit 120, an operation unit 130, a yaw control unit 140, 150).

풍향 결정부(110)는 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향을 결정하기 위한 구성으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍력 측정기(112) 및 풍향 산출 수단(114)을 포함할 수 있다.The wind direction determining unit 110 may include a wind force measuring unit 112 and a wind direction calculating unit 114 according to an embodiment of the present invention, which is a structure for determining the direction of the wind blown by the wind power generator.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍력 측정기(112)는 제 1 군 풍력 발전기(1L)로 불어오는 바람의 방향을 측정하는 구성이며, 풍향 산출 수단(114)은 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 제외한 나머지 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향을 산출하는 구성이다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the wind force measuring device 112 is configured to measure the direction of the wind blown by the first group wind turbine generator 1L, (1L), the direction of the wind blowing to the wind turbine generator is calculated.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍향 산출 수단(114)은 전방에 배치된 풍력 발전기(10)에 의한 와류의 영향을 고려한 새로운 풍향값을 산출할 수 있다. 이에 대한 상세 구성은 해당 부분에서 다시 상세히 설명한다.At this time, according to the embodiment of the present invention, the wind direction calculation means 114 can calculate a new wind direction value taking into account the influence of the vortex caused by the wind turbine 10 disposed in front. The details of this will be described in detail again in the corresponding part.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자세 측정부(120)는 풍력 발전기(10)의 날개(12)의 방향을 측정하는 구성으로, 각 풍력 발전기(10)마다 날개(12)의 현재 방향을 감지하는 감지 장치가 구비될 수 있으며, 풍력 발전 단지(1)를 구성하는 모든 풍력 발전기(10)의 날개 방향 감지 정보를 종합하여 관리하는 모니터링 수단이 구비될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the attitude measuring unit 120 measures the direction of the blades 12 of the wind turbine generator 10 and measures the current direction of the blades 12 for each wind turbine generator 10 And monitoring means for collectively managing wing direction detection information of all the wind turbines 10 constituting the wind power generator complex 1 may be provided.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 풍향 결정부(110)에서 결정된 풍향 정보 및 자세 측정부(120)에서 측정된 풍력 발전기(10)의 자세, 보다 상세히 날개(12)의 방향 정보는 연산부(130)로 전달될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wind direction information determined by the wind direction determining unit 110 and the attitude of the wind power generator 10 measured by the attitude measuring unit 120, the direction of the blade 12 in more detail, The information may be transmitted to the operation unit 130.

즉, 연산부(130)는 풍향 정보와 풍력 발전기(10)의 날개(12) 방향 정보를 종합하여 그 차이값을 측정하는 구성이다.That is, the calculation unit 130 integrates the wind direction information and the wing 12 direction information of the wind power generator 10 to measure the difference value.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연산부(130)에서 측정된 차이값 정보는 요잉 제어부(140)로 전달될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the difference value information measured by the arithmetic unit 130 may be transmitted to the yaw control unit 140.

이에 따라, 요잉 제어부(140)는 연산부(130)로부터 전달 받은 차이값 정보에 따라, 풍력 발전기(10)의 날개(12) 방향을 조정하기 위하여 풍력 발전기(10)를 요잉 구동시킬 수 있다.The yaw control unit 140 can drive the wind power generator 10 to adjust the direction of the blade 12 of the wind power generator 10 according to the difference value information transmitted from the operation unit 130. [

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 풍향 산출 수단(114)은 데이터 베이스(150)와 연결될 수 있으며, 이에 따라 데이터 베이스(150)의 정보를 전달받을 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the wind direction calculation means 114 may be connected to the database 150, thereby receiving the information of the database 150.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 베이스(150)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지(1)와 동일하게 모델링(modeling)하여 미리 수행된 시뮬레이션(simulation)을 통하여, 제 1 군 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향에 따라 제 2 내지 N 군 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향을 산출한 정보, 즉 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 고려하여 산출된 새로운 풍향값의 정보가 저장될 수 있다.In this case, according to one embodiment of the present invention, the database 150 is modeled in the same manner as the wind power generation complex 1 according to an embodiment of the present invention, , Information obtained by calculating the direction of the wind blown by the second to N-th wind turbine generators according to the direction of the wind blown by the first group wind turbine generator, that is, new Information of the wind direction value can be stored.

한편, 제 1 군 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향을 제 1 풍향값이라고 정의하고, 제 N 군 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향을 제 N 풍향값이라고 정의하며, 이하 설명에서도 동일하다.On the other hand, the direction of the wind blown by the first group wind turbine generator is defined as a first wind direction value, and the direction of wind blown by the Nth wind turbine generator is defined as an N th wind direction value.

이 때, 제 2 내지 N 풍향값은 제 1 풍향값에 따라 달라지게 되므로, 다양한 제 1 풍향값에 대하여 시뮬레이션을 수행할수록, 데이터 베이스는 보다 풍부한 정보를 저장할 수 있으며, 이는 결국, 보다 정확하고 효율적인 요잉 제어로 이어질 수 있다.In this case, since the second to N-directional values vary according to the first directional value, the more the simulation is performed on the various first directional values, the more the database can store more information, Yaw control.

이와 같이, 전방에 배치된 풍력 발전기(10)에 의한 와류의 영향을 고려하여 풍향을 결정하고, 이에 따라 요잉 제어를 행함에 따라, 보다 효율적인 풍력 발전 단지의 제어가 가능할 수 있다.As described above, the wind direction is determined in consideration of the influence of the vortex caused by the wind power generator 10 disposed in front of the wind power generator 10, and accordingly, the wind power generation complex can be controlled more efficiently by performing the yaw control.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법에 대하여 전술한 내용에 이어서 계속하여 설명한다.Hereinafter, a method of controlling a wind power generation complex according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the above description.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법은, 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 받지 않는 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉을 제어하는 제 1 제어 단계, 및 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 제외한 나머지, 즉 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 받는 제 2 내지 N 군 풍력 발전기(2L, 3L,…, NL)의 요잉을 제어하는 제 2 제어 단계를 포함할 수 있다.A method of controlling a wind power plant according to an embodiment of the present invention includes a first control step of controlling yaw of a first group wind turbine generator 1L that is not influenced by a vortex caused by a forward wind turbine generator, A second control step of controlling the yawing of the second to N-th wind turbine generators 2L, 3L, ..., NL affected by the eddy current caused by the wind turbine generator disposed other than the group wind turbine generator 1L .

이 때, 제 1 제어 단계는 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 받지 않는 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉을 제어하는 단계로서, 3가지의 단계를 포함할 수 있다.At this time, the first control step is a step of controlling the yaw of the first group wind turbine 1L which is not influenced by the vortex caused by the wind turbine disposed forward, and may include three steps.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 제어 단계는, 먼저, 제 1 군 풍력 발전기(1L)로 불어오는 바람의 방향, 즉, 제 1 풍향값을 측정한다.(S301)3, the first control step according to an embodiment of the present invention first measures the direction of wind blown by the first group wind turbine 1L, that is, the first wind direction value (S301).

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 군 풍력 발전기(1L)로 불어오는 제 1 풍향값의 측정에는 전술한 풍향 측정기(112)가 사용될 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the above-described wind direction meter 112 may be used to measure the first wind direction value to be blown into the first group wind turbine 1L.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍향 측정기(112)는 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 구성하는 각 풍력 발전기(10)에 설치될 수 있으며, 일반적인 풍향계를 포함할 수 있으나, 풍향 측정기(112)의 설치 위치 및 구조는 이에 한정되지는 아니한다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the wind direction gauge 112 may be installed in each wind power generator 10 constituting the first group wind power generator 1L and may include a general weather vane, The position and structure of the measuring instrument 112 are not limited thereto.

다음으로, 제 1 풍향값과 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 날개 방향과의 차이를 측정한다.(S302)Next, the difference between the first wind direction value and the blade direction of the first group wind turbine generator 1L is measured (S302)

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 날개 방향은 전술한 자세 측정부(120)에서 측정될 수 있으며, 측정된 제 1 풍향값과 제 1 풍력 발전기(1L)의 날개 방향의 정보는 전술한 연산부(130)로 전달될 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the blade direction of the first-group wind turbine 1L can be measured by the attitude measuring unit 120 described above, and the measured first wind- 1L may be transmitted to the operation unit 130 described above.

이에 따라, 연산부(130)에서는 제 1 풍향값과 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 날개 방향과의 차이를 측정할 수 있다.Accordingly, the calculation unit 130 can measure the difference between the first wind direction value and the blade direction of the first group wind turbine generator 1L.

이어서, 이러한 방식으로 측정된, 제 1 풍향값과 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 날개 방향과의 차이만큼 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉을 제어한다.(S303)Next, yawing of the first group wind turbine 1L is controlled by the difference between the first wind direction value and the wing direction of the first group wind turbine 1L measured in this manner (S303). [

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 요잉 제어부(140)에서 요잉 제어가 수행될 수 있으며, 요잉 제어부(140)는 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 구성하는 풍력 발전기(10) 내부에 구비되어 요잉 구동을 행할 수 있는 전기적, 기계적인 장치를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, yawing control may be performed in the yawing control unit 140 described above, and the yawing control unit 140 may control the wind turbine 10 constituting the first group wind turbine 1L, And may include an electric or mechanical device that is provided inside and can perform yawing driving.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉 제어 단계에는, 제 1 풍향값과 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 날개 방향과의 차이값이 소정의 기준치를 초과하는지 여부를 판단하는 연산 단계가 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the yawing control step of the first group wind turbine 1L, the difference value between the first wind direction value and the blade direction of the first group wind turbine 1L is set to a predetermined reference value And an arithmetic step of determining whether or not it exceeds the threshold value.

이 때, 전술한 기준치는 풍력 발전기(10)를 구성하는 날개(12)의 규모나 피칭(pitching) 구동, 요잉 구동의 속도 등 여러 요인을 고려하여 결정될 수 있다.At this time, the above-mentioned reference value can be determined in consideration of various factors such as the size of the blade 12 constituting the wind power generator 10, the pitching drive, and the speed of the yawing drive.

따라서, 제 1 풍향값과 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 날개 방향과의 차이값이 소정의 기준치보다 작은 값인 경우에는, 요잉 구동이 행하여지지 않을 수 있으며, 이는 불필요한 요잉 구동을 방지하여 효율적인 풍력 발전 단지 제어를 수행하기 위함이다.Therefore, when the difference between the first wind direction value and the blade direction of the first group wind turbine 1L is a value smaller than a predetermined reference value, yawing drive may not be performed. This prevents unnecessary yawing drive, This is to perform power plant control.

전술한 방식으로 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉 운전이 행해지면, 이에 따라, 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 제외한 나머지 풍력 발전기의 요잉 제어가 이루어질 수 있는데, 이하, 제 2 제어 단계를 설명한다.When the yawing operation of the first group wind turbine 1L is performed in the above-described manner, yaw control of the remaining wind turbines except for the first group wind turbine 1L can be performed. Hereinafter, the second control step Explain.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 제어 단계는, 제 1 군 풍력 발전기(1L)를 제외한 풍력 발전기들, 즉, 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 받는 제 2 내지 N군 풍력 발전기의 요잉을 제어하는 단계로서, 3가지의 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second control step includes the steps of: controlling the wind turbines except for the first-group wind turbine 1L, that is, the second to N-th wind turbines influenced by the vortex generated by the forward- Controlling the yawing of the generator, may include three steps.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 제어 단계는, 전방에 배치된 풍력 발전기의 와류에 의한 영향을 고려한 제어 방법으로서, 먼저, 제 N 군 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향인 제 N 풍향값을 산출한다.(S304)Referring to FIG. 3, a second control step according to an embodiment of the present invention is a control method that considers the influence of a vortex of a wind turbine disposed in front of the wind turbine, (Step S304).

이어서, 제 N 연산 단계에서 산출된 제 N 풍향값과 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정하고,(S305) 이 때, 측정된 차이만큼 제 N 군 풍력 발전기의 요잉을 제어한다.(S306)Next, the difference between the Nth wind direction value calculated in the Nth operation step and the blade direction of the Nth wind turbine generator is measured (S305), and yawing of the Nth wind turbine generator is controlled by the measured difference. (S306)

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, N은 전술하였듯이 2 이상의 자연수이므로, 제 2 제어 단계는 제 2 내지 N 군 풍력 발전기의 제어를 모두 포함하며, 이 때, 제 2 군 풍력 발전기의 제어부터 차례대로 제 3 군, 제 4 군,…,제 N 군 풍력 발전기의 제어까지 순서대로 이루어질 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present invention, since N is a natural number of 2 or more as described above, the second control step includes all the control of the second to N-th wind turbine generators, In order from the third group, the fourth group, ... , And control of the Nth group wind turbine generator.

따라서, 제 2 제어 단계에 대한 설명의 편의를 위하여, 이하, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지(1)를 예로써 상세히 설명한다.Therefore, for convenience of explanation of the second control step, the wind power generation complex 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described in detail by way of example.

도 2를 참조하면, 풍력 발전 단지(1)로 불어오는 바람(5)의 방향이 90도 방향일 때, 바람의 상류 방향, 즉 제 1열에 배치된 제 1 군 풍력 발전기(10)에게는 풍향계에서 측정되는 풍향과 동일한 방향의 바람(5)이 도달할 수 있다.Referring to FIG. 2, when the direction of the wind 5 blown into the wind turbine 1 is in the 90-degree direction, the first group wind turbine generator 10 disposed in the upstream direction of the wind, The wind 5 in the same direction as the measured wind direction can be reached.

이 때, 제 1 군 풍력 발전기(1L)의 요잉 제어는, 앞서 상세히 설명한 제 1 제어 단계에 해당되고, 이에 따라, 제 1 풍향값은 90도로 측정되어 이를 기준으로 요잉 제어가 행해질 수 있다.At this time, the yaw control of the first-group wind turbine 1L corresponds to the first control step described in detail above, whereby the first wind direction value is measured at 90 degrees, and the yaw control can be performed based on this.

이 때, 제 2 군 풍력 발전기(2L), 제 3 군 풍력 발전기(3L), 제 4 군 풍력 발전기(4L)의 요잉 제어는 제 2 제어 단계의 방법에 따라서 행해질 수 있다.At this time, the yawing control of the second group wind turbine generator 2L, the third group wind turbine generator 3L, and the fourth group wind turbine generator 4L can be performed according to the method of the second control step.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 군 풍력 발전기(2L)에 도달하는 제 2 풍향값을 산출한다.(제 2 연산 단계, S304)First, according to an embodiment of the present invention, a second wind direction value arriving at the second group wind turbine generator 2L is calculated (second calculation step, S304)

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 풍향값을 산출하는 제 2 연산 단계는 전술한 풍향 산출 수단(114)에서 수행될 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the second calculation step of calculating the second wind direction value may be performed in the wind direction calculation means 114 described above.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍향 산출 수단(114)은 정보값을 송수신하면서 신속한 연산을 수행할 수 있는 연산 장치 및 정보 처리 장치를 포함할 수 있으며, 컴퓨터로 구성될 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the wind direction calculation means 114 may include a computing device and an information processing device capable of performing a quick calculation while transmitting and receiving information values, and may be constituted by a computer.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제 2 풍향값은, 풍력 발전 단지(1)로 불어오는 바람(5)의 방향, 즉, 제 1 풍향값인 90도 값에 제 1 군 풍력 발전기(1L)에 의한 와류의 영향을 고려한 시뮬레이션을 통하여 산출된 결과값일 수 있다.In this case, according to the embodiment of the present invention, the second wind direction value is set to a value of 90 degrees that is the wind direction of the wind 5, 1L), which is a result of simulation.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 풍향값은 일정 시간, 예를 들어 수 분 동안의 풍향 변화량을 평균한 평균값일 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the second wind direction value may be an average value obtained by averaging the wind direction change amount for a predetermined time, for example, several minutes.

이는, 시뮬레이션을 통한 계산값은 불규칙한 와류에 의하여 일정 범위에서 계속적으로 변화하는 값으로 계산될 수 있기 때문에, 효율적인 요잉 제어를 위해서는 제 2 풍향값을 평균값으로 설정함으로써, 불필요한 요잉 운전을 방지하기 위함이다.This is because the calculated value through the simulation can be calculated to be a value continuously changing in a certain range by irregular vortex so that unnecessary yaw operation can be prevented by setting the second wind direction value to an average value for efficient yaw control .

이와 같은 방식을 통하여 제 2 풍향값이 산출되면, 산출된 제 2 풍향값과 제 2 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정한다.(S305)When the second wind direction value is calculated through this method, the difference between the calculated second wind direction value and the blade direction of the second group wind turbine generator is measured (S305)

이어서, 측정된 차이만큼 제 2 군 풍력 발전기의 요잉을 제어한다.(S306)Next, yawing of the second group wind turbine generator is controlled by the measured difference (S306)

이 때, 제 2 풍향값과 제 2 군 풍력 발전기(2L)의 날개 방향과의 차이를 측정하는 단계(S305) 및 측정된 차이만큼 제 2 군 풍력 발전기(2L)의 요잉을 제어하는 단계(S306)의 상세한 제어 방법은, 전술한 제 1 제어 단계와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.At this time, a step S305 of measuring the difference between the second wind direction value and the blade direction of the second group wind turbine 2L and a step S306 of controlling the yaw of the second group wind turbine 2L by the measured difference Is the same as the first control step described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 3 군 풍력 발전기(3L) 및 제 4 군 풍력 발전기(4L)의 요잉 제어의 경우, 전술한 제 2 군 풍력 발전기(2L)의 요잉 제어 방법와 같은 방식으로 행해지므로, 제 3 군 풍력 발전기(3L) 및 제 4 군 풍력 발전기(4L)의 요잉 제어에 대한 상세한 설명은 생략한다.On the other hand, according to the embodiment of the present invention, in the case of yaw control of the third group wind turbine 3L and the fourth group wind turbine 4L, in the same manner as the yaw control method of the second group wind turbine 2L described above The detailed description of the yaw control of the third group wind turbine generator 3L and the fourth group wind turbine generator 4L will be omitted.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지 제어 방법은, 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향으로 1번째 행 또는 1번째 열을 구성하는 제 1 군 풍력 발전기를 제외한, 제 2 내지 N 군 풍력 발전기의 요잉 제어가 제 1 내지 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 고려하여 이루어질 수 있으므로, 보다 효율적인 요잉 제어가 가능하다.As a result, the method of controlling a wind power plant according to an embodiment of the present invention is a method for controlling a wind power plant in which a first group wind power generator constituting a first row or a first row in the upstream direction of a wind, The yaw control of the N-group wind turbine generator can be performed in consideration of the influence of the eddy current caused by the first to N-1-th group wind turbine generators, thereby enabling more efficient yaw control.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전 단지의 제어 방법은, 전방에 배치된 풍력 발전기에 의한 와류를 고려하여 요잉 제어의 기준이 되는 풍향을 산출함으로써, 불필요한 요잉 운전을 방지할 수 있다.As described above, the control method of the wind power generation complex according to the embodiment of the present invention can prevent unnecessary yawing operation by calculating the wind direction which is the reference of the yaw control in consideration of the vortex caused by the wind turbine disposed at the front .

또한, 풍향 산출시에 풍력 발전기에 의한 와류를 고려하여 시뮬레이션을 수행한 풍향 정보를 이용함으로써, 신속하고 효율적인 요잉 제어를 할 수 있다.Further, by using the wind direction information that has been simulated in consideration of eddy current generated by the wind power generator at the time of wind direction calculation, it is possible to perform yaw control quickly and efficiently.

따라서, 다수의 풍력 발전기로 구성되는 대규모의 풍력 발전 단지를 효율적으로 운영할 수 있다.Therefore, it is possible to efficiently operate a large-scale wind farm comprising a plurality of wind power generators.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 풍력 발전 단지 5 바람
10 풍력 발전기 12 날개
14 나셀 15 요잉 축
16 타워 100 풍력 발전 단지 시스템
110 풍향 결정부 112 풍향 측정기
114 풍향 산출 수단 120 자세 측정부
130 연산부 140 요잉 제어부
150 데이터 베이스 1L 제 1 군 풍력 발전기
2L 제 2 군 풍력 발전기 3L 제 3 군 풍력 발전기
4L 제 4 군 풍력 발전기1 wind farm 5 wind
10 wind power generator 12 wings
14 nacelle 15 yoying axis
16 towers 100 wind power complex system
110 Wind Direction Determination Unit 112 Wind Direction Finder
114 wind direction calculating means 120 posture measuring section
130 calculating section 140 yawing control section
150 Database 1L Group 1 Wind Power Generator
2L Group 2 Wind Power Generator 3L Group 3 Wind Power Generator
4L Group 4 Wind Power Generator

Claims (9)

복수 개의 풍력 발전기가 복수의 행 및 열을 구성하도록 배치된 풍력 발전 단지를 제어하는 방법으로서,
상기 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향에서 1번째 행 또는 1번째 열을 구성하는 제 1 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제어하는 제 1 제어 단계; 및
상기 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 상류 방향에서 N-1번째 행 또는 N-1번째 열을 구성하는 제 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 고려하여, 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향을 제어하는 제 2 제어 단계를 포함하되,
상기 제 2 제어 단계는,
상기 제 N-1 군 풍력 발전기로 불어오는 제 N-1 풍향값에 상기 제 N-1 군 풍력 발전기에 의한 와류의 영향을 종합하여, 상기 제 N 풍향값을 산출하는 제 N 연산 단계;
상기 제 N 풍향값과 상기 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 차이만큼 상기 제 N 군 풍력 발전기의 요잉을 제어하여 상기 제 N 군 풍력 발전기의 날개 방향을 상기 제 N 풍향값과 나란하게 배치하는 단계를 포함하며,
상기 N은 1보다 큰 자연수인, 풍력 발전 단지 제어 방법.CLAIMS 1. A method for controlling a wind farm that is arranged so that a plurality of wind farms constitute a plurality of rows and columns,
A first control step of controlling a wing direction of a first group wind turbine generator constituting a first row or a first row in an upstream direction of wind blown by the wind turbine; And
Considering the influence of vortex caused by the (N-1) th wind turbine generator constituting the (N-1) th row or the (N-1) th row in the upstream direction of the wind blown by the wind turbine, And a second control step of controlling the first control step,
Wherein the second control step comprises:
An Nth calculating step of calculating an Nth wind direction value by summing an influence of a vortex caused by the Nth wind turbine generator on an Nth wind direction value inputted to the Nth wind turbine generator;
Measuring a difference between the Nth wind direction value and a wing direction of the Nth wind turbine generator; And
And controlling yawing of the Nth group wind turbine generator by the measured difference to arrange the blade direction of the Nth group wind turbine generator in parallel with the Nth wind direction value,
Wherein N is a natural number greater than one. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 제어 단계는,
상기 풍력 발전 단지로 불어오는 바람의 방향인 제 1 풍향값을 측정하는 풍향 측정 단계;
상기 제 1 풍향값과 상기 제 1 군 풍력 발전기의 날개 방향과의 차이를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 차이만큼 상기 제 1 군 풍력 발전기의 요잉을 제어하여 상기 제 1 풍력 발전기의 날개 방향을 상기 제 1 풍향값과 나란하게 배치하는 단계를 포함하는, 풍력 발전 단지 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first control step comprises:
A wind direction measurement step of measuring a first wind direction value that is a direction of a wind blowing to the wind power generation complex;
Measuring a difference between the first wind direction value and a blade direction of the first group wind turbine generator; And
And controlling yawing of the first group wind turbine generator by the measured difference to arrange the wing direction of the first wind turbine generator in parallel with the first wind direction value. 삭제delete 삭제delete 제 2항에 있어서,
상기 제 N 연산 단계는,
미리 수행된 시뮬레이션을 통하여 상기 제 1 풍향값에 대한 제 2 내지 N 풍향값이 산출되어 저장된 데이터 베이스의 정보를 이용하는, 풍력 발전 단지 제어 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the N < th >
Wherein the second to N-th wind direction values for the first wind direction value are calculated through previously performed simulation and information of the stored database is used. 제 5항에 있어서,
상기 제 2 내지 N 풍향값은 소정 시간 동안의 평균값인, 풍력 발전 단지 제어 방법.6. The method of claim 5,
And the second to N-th wind direction values are average values for a predetermined time. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120108245A 2012-09-27 2012-09-27 Method for controlling wind farm Expired - Fee Related KR101418413B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120108245A KR101418413B1 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Method for controlling wind farm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120108245A KR101418413B1 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Method for controlling wind farm

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140041191A KR20140041191A (en) 2014-04-04
KR101418413B1 true KR101418413B1 (en) 2014-07-09

Family

ID=50651066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120108245A Expired - Fee Related KR101418413B1 (en) 2012-09-27 2012-09-27 Method for controlling wind farm

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101418413B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170002735A (en) 2015-06-29 2017-01-09 현대중공업 주식회사 Apparatus and Method for advancing effective power of wind farm
KR20170002717A (en) 2015-06-29 2017-01-09 현대중공업 주식회사 Apparatus and Method for controlling real maximum power of wind farm considering wake effect
KR102056531B1 (en) * 2016-04-20 2019-12-16 베이징 이테크윈 일렉트릭 코., 엘티디. Wind turbine and driving control method and device for it

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107869420B (en) * 2016-09-27 2020-08-14 远景能源（江苏）有限公司 Method and system for controlling yaw of wind turbine farm
CN114810480B (en) * 2021-01-19 2025-06-06 乌鲁木齐金风天翼风电有限公司 Yaw control method and device for wind turbine generator set

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004011799A1 (en) * 2002-07-15 2004-02-05 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Assembly of energy flow collectors, such as windpark, and method of operation
JP2006022792A (en) 2004-07-09 2006-01-26 Topy Ind Ltd Wind power generation system and wind power generation system control method capable of enhancing energy efficiency
KR101093003B1 (en) 2011-02-09 2011-12-12 전북대학교산학협력단 Wind power plant control method and system during sudden wind speed change
JP2012097596A (en) 2010-10-29 2012-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind farm control device, wind farm, and wind farm control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004011799A1 (en) * 2002-07-15 2004-02-05 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Assembly of energy flow collectors, such as windpark, and method of operation
JP2006022792A (en) 2004-07-09 2006-01-26 Topy Ind Ltd Wind power generation system and wind power generation system control method capable of enhancing energy efficiency
JP2012097596A (en) 2010-10-29 2012-05-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Wind farm control device, wind farm, and wind farm control method
KR101093003B1 (en) 2011-02-09 2011-12-12 전북대학교산학협력단 Wind power plant control method and system during sudden wind speed change

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170002735A (en) 2015-06-29 2017-01-09 현대중공업 주식회사 Apparatus and Method for advancing effective power of wind farm
KR20170002717A (en) 2015-06-29 2017-01-09 현대중공업 주식회사 Apparatus and Method for controlling real maximum power of wind farm considering wake effect
KR102056531B1 (en) * 2016-04-20 2019-12-16 베이징 이테크윈 일렉트릭 코., 엘티디. Wind turbine and driving control method and device for it

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140041191A (en) 2014-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103994022B (en) Method and system for improving wind power generation efficiency
JP6001770B2 (en) Wind power generator and method for controlling wind power generator or wind park
Lee et al. Wake impact on aerodynamic characteristics of horizontal axis wind turbine under yawed flow conditions
Qiu et al. Predictions of unsteady HAWT aerodynamics in yawing and pitching using the free vortex method
Krogstad et al. “Blind Test 3” calculations of the performance and wake development behind two in-line and offset model wind turbines
Marten et al. Implementation, optimization and validation of a nonlinear lifting line free vortex wake module within the wind turbine simulation code qblade
US9606518B2 (en) Control system and method of predicting wind turbine power generation
EP1559910B1 (en) Horizontal axis wind turbine and method for controlling horizontal axis wind turbine
Bartl et al. Experimental testing of axial induction based control strategies for wake control and wind farm optimization
KR101418413B1 (en) Method for controlling wind farm
US20180010576A1 (en) Wind turbine wake steering apparatus
ES2927577T3 (en) Free current inflow estimation in a wind turbine
Gebraad et al. Comparison of actuation methods for wake control in wind plants
WO2022015493A1 (en) Methods and systems of advanced yaw control of a wind turbine
US20180058426A1 (en) Wind Farm or Control Method of Wind Farm
Klein et al. About the suitability of different numerical methods to reproduce model wind turbine measurements in a wind tunnel with a high blockage ratio
Wendler et al. Energy-based iteration scheme of the double-multiple streamtube model in vertical-axis wind turbines
DK2715122T3 (en) A WAY TO OPERATE A WINDMILL
Zhao et al. Research on the rotor speed and aerodynamic characteristics of a dynamic yawing wind turbine with a short-time uniform wind direction variation
US10740507B2 (en) Wind turbine tower placement and orientation
JP6795973B2 (en) Wind farm and its operation method, control device and operation control program
Hu et al. An experimental investigation on the effects of turbine rotation directions on the wake interference of wind turbines
Bracchi et al. Yaw moments of a three-axis wind turbine with yaw error
Campagnolo et al. Wind tunnel validation of a wind observer for wind farm control
Chkir Unsteady loads evaluation for a wind turbine rotor using free wake method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120927

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20131025

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20140429

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20140704

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20140704

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PC1903 Unpaid annual fee