KR101294929B1 - 풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은풍력 발전 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 풍력발전 시스템은 블레이드와, 상기 블레이드의 후단에 위치하여 풍력에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전기와, 상기 발전기의 출력단에 연결되어 DC 전압을 생성하는 정류부와, 상기 정류된 전압을 사용용량에 따라 다운 또는 승압시키는 DC-DC 컨버터, 및 상기 DC-DC 컨버터의 PWM 듀티비(duty ratio)를 조절하여 최대 전력점을 추종(Maximum Power Point Tracking)하도록 제어하는 MPPT 제어 모듈를 포함하고, MPPT 제어 모듈은, 상기 발전기의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량과 달라지는 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하고 상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 제어한다.
본 발명에 따르면 본 발명의 발전 시스템 및 그의 제어 방법은 풍력 발전기의 경년화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 토크함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하고, 수정된 룩업테이블을 기초로 풍력발전기의 최대 전력점을 추종함으로써, 발전 효율을 최대화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법 {Wind Power Generation System and Control Method Thereof}
풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로 풍력 발전기의 경년화를 고려하여 룩업테이블을 수정하는 풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 화석에너지의 고갈에 대비한 친환경적인 대체 에너지원으로 풍력발전이 주목을 받고 있다. 독일, 네덜란드 및 덴마크를 중심으로 서유럽 여러 나라에서는 1970년대부터 풍력발전에 대한 많은 연구가 있어 왔고, 그 결과 최근에는 수 MW급 풍력발전 시스템을 상용화하기에 이르렀다. 국내에서도 다수의 연구기관을 중심으로 풍력발전 시스템의 국산화 연구개발이 활발히 진행되고 있으며 또한 정부 지원의 지역 에너지 사업을 통해 제주도 등 다수의 지역에 중대형 국내외 시스템이 도입되어 설치 운전되면서 국내 풍력 자원 개발의 가능성을 검토하고 있는 실정이다.
최근 국내에서는 10kW급 이하의 소형 풍력발전 시스템에 대한 관심이 높아지고 있어 풍력가로등, 태양광 하이브리드 풍력 발전기 등 다양한 형태의 어플리케이션 개발되고 있다. 한국공개특허 10-2009-0086859에는 풍력발전 시스템이 개시되어 있다.
대형 풍력발전 시스템은 설치후 약 20년간의 사용연한을 갖도록 설계되지만 소형 풍력발전시스템에 대한 사용연한은 일반적으로 5~10년으로 만들어진다.
따라서, 소형 풍력발전기의 경년화가 진행됨에 따라 초기의 토크 레퍼런스 곡선을 사용하여 최대전력을 추종 알고리즘을 적용한다면 도 1에 도시된 바와 같이 최대 전력점(A)을 추종할 수 없게 된다.
따라서 발전기의 사용시간의 증가에 따른 경년화를 고려하지 않고 초기에 설정된 파라미터에 근거하여 최대 전력점을 추종하게 되면 풍력 발전기의 성능이 나빠지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 풍력 발전기의 경년화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하고, 수정된 룩업테이블을 기초로 풍력발전기의 최대 전력점을 추종함으로써, 발전 효율을 최대화 할 수 있는 풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 룩업테이블의 수정을 통하여 풍력 발전기의 효율을 증가시키는 것으로 별도의 비용이 증가하지 않고 발전기의 수명을 연장할 수 있는 풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템은 블레이드와, 상기 블레이드의 후단에 위치하여 풍력에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전기와, 상기 발전기의 출력단에 연결되어 DC 전압을 생성하는 정류부와, 상기 정류된 전압을 사용용량에 따라 다운 또는 승압시키는 DC-DC 컨버터, 및 상기 DC-DC 컨버터의 PWM 듀티비(duty ratio)를 조절하여 최대 전력점을 추종(Maximum Power Point Tracking)하도록 제어하는 MPPT 제어 모듈를 포함하고, MPPT 제어 모듈은, 상기 발전기의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량과 달라지는 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하고 상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 제어한다.
상기 MPPT 제어 모듈은, 상기 발전기의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량과 달라졌는지 판단하는 판단부와, 판단부의 판단 결과 달라진 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하는 수정부와, 상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 블레이드의 기준 회전 속도값을 출력하는 출력부와, 상기 출력부에서 출력된 상기 블레이드의 기준 회전 속도값과 상기 실제 블레이드의 회전 속도값의 차이값을 계산한 후, 에러(error)를 줄이기 위한 레퍼런스 전압신호를 생성하여 출력하는 PI(Proportional plus Integral) 제어부, 및 상기 PI(Proportional plus Integral) 제어부로부터 출력된 상기 레퍼런스 전압을 톱니파 신호와 비교한 후, 상기 발전기의 출력을 제어하는 DC/DC 컨버터의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제어 신호(CTL)를 출력하는 PWM 제어부를 더 포함한다.
상기 룩업테이블은 전력 계수와 주속비의 변경여부를 측정하고 상기 전력 계수와 상기 주속비가 변경값을 고려하여 상기 룩업테이블을 수정한다.
본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템의 제어 방법은 풍력 발전기의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량과 일치하는지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 일치하지 않는 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 저장하는 단계와, 상기 저장된 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량 을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크값의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하는 단계와, 상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따라 상기 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하는 단계는, PI 제어부와, PWM 제어부를 이용하여 DC/DC 컨버터의 PWM 듀티비를 조절함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법은 풍력 발전기의 경년화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하고, 수정된 룩업테이블을 기초로 풍력발전기의 최대 전력점을 추종함으로써, 발전 효율을 최대화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 풍력 발전 시스템 및 그의 제어 방법은 룩업테이블의 수정을 통하여 발전기 효율을 증가시키는 것으로 별도의 비용이 증가하지 않고 풍력 발전기의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 풍력 발전기의 경년화에 따라 변화된 풍속 변화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량에 적용된 최대 전력점 추종 특성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 MPPT 제어 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 주속비 변화에 따른 전력 계수 그래프이다.
도 6은 설계시의 풍속 변화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량 그래프이다.
도 7은 경년화가 진행된 후의 실제 풍속 변화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량 그래프이다.
도 8은 블레이드의 기준 회전속도에 대한 토크 곡선을 나타내는 도면이다.
도 9는 수정된 룩업테이블을 이용하여 회전 속도에 대한 전력량에 적용된 최대 전력점 추종 특성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 MPPT 제어 모듈을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템(10)은 블레이드(110), 발전기(120), 정류부(130), DC/DC 컨버터(140), 인버터(150), 및 MPPT 제어 모듈(200)을 포함한다.
블레이드(110)는 풍속의 변화에 따라 회전하며, 발전기(120)와 물리적으로 연결되어 있다. 발전기(120)는 블레이드(110) 후단에 위치되어 풍력에너지를 전기에너지로 변환시킨다. 실시 예에 따라 발전기(120)는 3상 동기 발전기일 수 있다.
정류부(130)는 발전기(120)에 축적된 전압을 정류시킨다. 정류부(130)는 실시 예에 따라 3상 브릿지 다이오드를 포함할 수 있다. DC/DC컨버터(140)는 정류부(130)를 통해 정류된 전압을 그리드에서 요구하는 사용용량에 맞게 다운 또는 승압시키고, 인버터(150)는 DC/DC컨버터(140)를 통해 다운 또는 승압된 전압을 직류에서 교류로 변환시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, MPPT 제어 모듈(200)은 판단부(210), 저장부(220), 수정부(230), 출력부(240), PI(Proportional plus Integral) 제어부(250), 및 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(260)를 포함한다.
판단부(210)는 DC/DC 컨버터(140)에서 출력된 전압값(V), 전류값(I)과 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr)로부터 실제 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)을 구하고, 발전기(120)의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)과 일치하는지 여부를 판단한다.
저장부(220)는 판단부(210)의 판단 결과 일치하지 않는 경우 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)을 저장한다. 저장된 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)은 이후 룩업테이블(Lookup Table; 135)을 수정하는 기초자료로 이용된다.
여기서, 룩업 테이블(Lookup Table) 이란, 한 데이터 형태에서 다른 데이터 형태로 변환하는 데 이용되는 것으로, 룩업 테이블은 단순한 계산식으로 계산이 힘들 경우나 궤환회로를 이용하여 특정 값에 수렴하게 만들기 힘들 경우에 이용한다. 즉, 프로그램으로 구현하고자 할 때는 이 값과 변수에 대한 모든 값을 테이블화 하여 만든 후, 이것의 값을 넣은 메모리에 대한 주소 값을 포인터 등으로 지정하여 사용하는 것을 말한다.
본 발명의 룩업테이블(Lookup Table)은 실시 예에 따라 블레이드의 기준 회전 속도값(Wref)을 함수로서 토크값(Tref)을 출력하거나, 토크값(Tref)을 함수로 블레이드의 회전 속도값(Wref)을 출력한다.
수정부(230)는 상기 저장부(220)에 저장된 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도(Wref)에 대한 토크값(Tref)의 함수를 포함하는 룩업테이블(235)을 수정한다.
출력부(240)는 상기 수정된 룩업테이블(235)을 이용하여 블레이드의 기준 회전 속도값(Wref)을 출력한다.
PI(Proportional plus Integral) 제어부(250)는 상기 출력부(240)에서 출력된 블레이드의 기준 회전 속도값(Wref)과 실제 블레이드의 회전 속도값(Wr)의 차이값을 계산한 후, 레퍼런스 전압신호(도면에 도시되지 않음)를 생성하여 출력한다.
PWM 제어부(260)는 상기 PI(Proportional plus Integral) 제어부(310)로부터 출력된 레퍼런스 전압을 톱니파 신호와 비교한 후, 발전기(120)의 출력을 제어하는 DC/DC 컨버터(140)의 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제어 신호(CTL)를 출력한다.
이때 PWM 듀티비를 조절함에 따라 풍력발전기의 최대 전력점을 추종하게 된다. 여기서, 최대 전력점 추종(Maximum Power Point Tracking; MPPT)이란, 풍속이 변화함에 따라 최대 전력의 인출을 하기 위하여 발전기 또는 블레이드를 규정된 속도로 회전시키는 것을 말한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템의 제어 방법을 살펴본다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 발전 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 5는 주속비 변화에 따른 전력 계수 그래프이고, 도 6은 설계시의 풍속 변화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량 그래프이다.
우선, 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)을 측정하고(S410), 발전기(120)의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)이 일치하는지 판단한다(S420).
여기서, 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)은 도 6에 도시된 곡선으로 나타난다.
이에 대해 구체적으로 살펴보면, 풍력에너지로부터 터빈에 의해 흡수되는 에너지는 수학식 1과 같은 비선형 함수에 의해 표현이 가능하다.
[수학식 1]
Figure 112011099334004-pat00001
Figure 112011099334004-pat00002
는 회전자의 반경[
Figure 112011099334004-pat00003
],
Figure 112011099334004-pat00004
는 공기의 밀도로 약 1.25[
Figure 112011099334004-pat00005
]이다.
상기 식에서 전력계수
Figure 112013068798411-pat00006
란 풍속
Figure 112013068798411-pat00007
의 바람이 갖고 있는 에너지 중에서 블레이드가 받아들이는 에너지의 비율을 의미하며 풍속에 3승에 비례한다.
Figure 112013068798411-pat00008
는 풍속에 대한 블레이드의 회전 속도비인 주속비(TSR: Tip-Speed Ratio)로 아래 수학식 2와 같이 표현되며, β는 블레이드의 피치각이다.
[수학식 2]
Figure 112011099334004-pat00009
따라서, 풍속의 변화나 발전기(120)의 회전속도 변화는
Figure 112011099334004-pat00010
의 변화를 가져오며, 이는 수학식 1의 전력 계수
Figure 112011099334004-pat00011
의 변화를 초래한다. 전형적인 전력 계수
Figure 112011099334004-pat00012
곡선은 도 5와 같다. 도 5에 도시된 바와 같이, 발전기(120)가 회전을 개시하여 주속비(
Figure 112011099334004-pat00013
)가 점점 커지면 젼력 계수(
Figure 112011099334004-pat00014
), 즉 효율이 증가하다가 어느 속도 이상으로 회전하게 되면 효율이 떨어지게 되며, 이러한 전력 계수(
Figure 112011099334004-pat00015
)는 블레이드 설계시 결정된다.
여기서, 주속비(
Figure 112011099334004-pat00016
)와 전력 계수(
Figure 112011099334004-pat00017
)는 발전기(120)의 경년화 진행에 따라 설계시 설정된 토크(Tref)값을 변경시키는 원인이 된다.
도 5에 도시된 주속비(
Figure 112011099334004-pat00018
) 대 전력계수(
Figure 112011099334004-pat00019
)의 관계로부터 도 6에 도시된 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)이 결정된다.
도 7은 경년화가 진행된 후의 실제 풍속 변화에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량 그래프이고, 도 8은 블레이드의 기준 회전속도에 대한 토크 그래프를 나타내는 도면이고, 도 9는 수정된 룩업테이블을 이용하여 회전 속도에 대한 전력량에 적용된 최대 전력점 추종 특성을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 풍속에 따른 실제 블레이드의 회전속도(Wr2)에 따른 전력량(Pt2)은 DC/DC 컨버터로부터 출력된 전압(V)과 전류(I) 및 블레이드의 실제 회전속도(Wr2)로부터 구할 수 있다.
실제 블레이드의 회전속도(Wr2)에 따른 전력량(Pt2)은 발전기(120)의 경년화가 진행됨에 따라, 전력 계수(
Figure 112011099334004-pat00020
)와 주속비(
Figure 112011099334004-pat00021
)가 변하게 되고 도 7에 도시된 그래프와 같이 곡선이 오른쪽으로 기울어진다.
발전기(120)의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)이 일치 여부 판단결과, 발전기(120)의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)과 일치하지 않는다면 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)을 저장한다(S430).
이어, 상기 저장된 실제 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr2)에 대한 전력량(Pt2)을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도(Wref)에 대한 토크값(Tref)의 함수를 포함하는 룩업테이블(135)을 수정한다(S440). 룩업테이블(135)의 수정은 발전기(120)의 경년화에 따른 전력 계수(Cp)와 주속비(
Figure 112011099334004-pat00022
)의 변경값을 고려하여 이루어지며, 수정된 룩업테이블(135)은 도 8에 도시된 바와 같은 그래프로 나타낼 수 있다.
블레이드의 기준 회전 속도(Wref)와 토크값(Tref)은 아래의 수학식 3과 같은 관계식을 갖는다.
[수학식 3]
Figure 112013068798411-pat00034
여기서, Tref는 토크값이고, Cp는 경년화가 반영된 전력 계수이고, Wref은 블레이드의 기준 회전 속도이고,
Figure 112011099334004-pat00024
m는 경년화가 반영된 주속비이다.
이어, 수정된 룩업테이블(135)을 이용하여 도 7에 도시된 최대 전력점(Pm)을 추종하게 된다(S450). 실시 예에 따라, 룩업테이블(135)을 이용하여 최대 전력점(Pm) 추종은 PI 제어부(250)와, PWM 제어부(260)를 이용하여 DC/DC 컨버터(140)의 PWM 듀티비를 조절함으로써 이루어질 수 있다.
수정된 룩업테이블(135)을 이용하여 최대 전력점(Pm)을 추종하게 되면 도 9에 도시된 바와 같이 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도(Wr1)에 대한 전력량(Pt1)이 발전기(120)의 경년화 진행에 따라 달라지더라고 최대 전력점(B)을 추종함을 알 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예 들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 풍력 발전 시스템
110 : 블레이드
120 : 발전기
130 : 정류부
140 : DC/DC 컨버터
150 : 인버터
200 : MPPT 제어 모듈
210 : 판단부
220 : 저장부
230 : 수정부
235 : 룩업테이블(Lookup Table)
240 : 출력부
250 : PI(Proportional plus Integral) 제어부
260 : PWM(Pulse Width Modulation) 제어부

Claims (5)

  1. 블레이드;
    상기 블레이드의 후단에 위치하여 풍력에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전기;
    상기 발전기의 출력단에 연결되어 DC 전압을 생성하는 정류부;
    상기 정류된 전압을 사용용량에 따라 다운 또는 승압시키는 DC-DC 컨버터;
    및
    상기 DC-DC 컨버터의 PWM 듀티비(duty ratio)를 조절하여 최대 전력점을 추종(Maximum Power Point Tracking)하도록 제어하는 MPPT 제어 모듈을 포함하고,
    상기 MPPT 제어 모듈은,
    상기 발전기의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량과 달라지는 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하고 상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하도록 제어하는 풍력 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MPPT 제어 모듈은,
    상기 발전기의 설계시 결정되는 상기 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량과 달라졌는지 판단하는 판단부;
    상기 판단부의 판단 결과 달라진 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하는 수정부;
    상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 블레이드의 기준 회전 속도값을 출력하는 출력부;
    상기 출력부에서 출력된 상기 블레이드의 기준 회전 속도값과 상기 실제 블레이드의 회전 속도값의 차이값을 계산한 후, 에러(error)를 줄이기 위한 레퍼런스 전압신호를 생성하여 출력하는 PI(Proportional plus Integral) 제어부; 및
    상기 PI(Proportional plus Integral) 제어부로부터 출력된 상기 레퍼런스 전압을 톱니파 신호와 비교한 후, 상기 발전기의 출력을 제어하는 상기 DC/DC 컨버터의 상기 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티비(duty ratio)를 조절하는 제어 신호를 출력하는 PWM 제어부를 더 포함하는 풍력 발전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 룩업테이블은 상기 발전기의 경년화에 따른 전력 계수의 변경값과 주속비의 변경값을 고려하여 상기 룩업테이블을 수정하는 풍력 발전 시스템.
  4. 풍력 발전기의 설계시 결정되는 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량이 달라졌는지 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 달라진 경우 상기 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량을 저장하는 단계;
    상기 저장된 실제 측정된 풍속에 따른 블레이드의 회전 속도에 대한 전력량 을 기초로 풍속에 따른 블레이드의 기준 회전 속도에 대한 토크의 함수를 포함하는 룩업테이블을 수정하는 단계; 및
    상기 수정된 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하는 단계를 포함하는 풍력 발전 시스템의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 룩업테이블을 이용하여 최대 전력점을 추종하는 단계는,
    PI 제어부와, PWM 제어부를 이용하여 DC/DC 컨버터의 PWM 듀티비를 조절함으로써 이루어지는 풍력 발전 시스템의 제어 방법.


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