목차
표제지=0,1,1
제출문=0,2,1
요약문=iii,3,3
SUMMARY=vi,6,5
CONTENTS=xi,11,4
목차=xv,15,4
그림목차=xix,19,3
표목차=xxii,22,2
제1장 서론=1,24,1
제1절 연구의 배경=1,24,3
제2절 연구의 목적과 내용=4,27,1
제2장 성능평가 부지조성=5,28,1
제1절 풍력발전 시스템 성능평가기지 조성=5,28,1
1. 풍력발전시스템 성능평가기지 조성의 배경 및 필요성=5,28,1
2. 풍력발전시스템 성능평가지기 조성의 의의=5,28,2
제2절 풍력발전시스템 성능평가기지 선정의 배경 및 적정성=6,29,1
1. 제주 월정 풍력발전성능평가기지의 목표 및 내용=6,29,1
2. 성능평가기지의 입지조건=6,29,2
3. 성능평가 기지의 기능=7,30,1
4. 평가기지 후보지 선정배경 및 적정성=7,30,2
제3절 풍력발전시스템 성능평가기지 건설의 기본계획=9,32,1
1. 기지의 개요=9,32,2
2. 제주 월령신재생에너지시범단지 현황 및 활용방안=10,33,2
3. 성능평가기지의 국내유망 후보지=11,34,17
제4절 기지운영계획 및 연구사업계획=28,51,1
1. 육상풍력발전 시스템성능평가 기지=28,51,1
2. 해상풍력발전 시스템성능평가 기지=29,52,1
제5절 해외 성능평가기지 사례=29,52,2
제6절 제주지역의 자연적 특징 및 현황분석=31,54,1
1. 자연환경=31,54,2
2. 제주첨단과학기술단지 조성계획=32,55,3
3. 바이오사이언스파크(Bioscience Park) 조성=34,57,2
4. 정부출연 연구기관 및 외국 연구기관의 적극적 유치=35,58,2
5. 에너지부분의 기본 방향 및 시책=36,59,2
6. 청정/대체에너지 개발=37,60,5
제3장 하중 측정=42,65,1
제1절 하중 측정 계획=42,65,1
1. 개요=42,65,1
2. MLCs(Measurement Load Cases)=42,65,8
3. 측정 대상 물리량=49,72,3
제2절 측정 기술=52,75,1
1. 개요=52,75,1
2. 하중 관련 물리량=52,75,7
3. 기상 관련 물리량=58,81,2
4. 풍속 터빈 작동 변수=59,82,2
5. 데이터 수집=60,83,1
6. 센서의 정확도 및 해상도=60,83,3
제3절 측정 데이터 처리=62,85,1
1. 개요=62,85,1
2. 데이터 검증=62,85,3
3. 시계열 및 하중 통계=64,87,1
4. 하중 스펙트럼=65,88,2
5. 등가 하중=66,89,2
제4절 보고=68,91,1
1. 개요=68,91,1
2. 풍력 터빈=68,91,1
3. 측정 위치=68,91,1
4. 계측 장치=68,91,2
5. 보정=69,92,1
6. 데이터베이스=69,92,1
7. 시간 이력 및 하중 통계=69,92,1
8. 터빈의 동적 특성=70,93,1
9. 피로 하중=70,93,1
10. 불확실성 평가=70,93,1
제5절 중간연구실적(풍력발전시스템 성능평가 기지화 사업)=70,93,1
1. 성능평가 절차 설계=70,93,6
제4장 풍력발전시스템의 전력품질 평가=76,99,1
제1절 풍력발전 시스템의 전력품질 측정 및 평가=76,99,1
1. 개요=76,99,1
2. 기술적 사양=76,99,8
제2절 연구의 목적과 내용=83,106,1
1. 측정 조건=83,106,2
2. 측정 장비=84,107,2
3. 정상운전에서의 측정=85,108,6
4. 특별운전에서의 측정=90,113,2
제3절 절측정=91,114,1
1. 정상상태에서의 측정=91,114,9
2. 특별운전에서의 측정=99,122,3
제4절 역률 저하 문제 및 개선 대책=102,125,1
1. 원인 분석=102,125,1
2. 개선 대책=102,125,1
제5절 결론=102,125,2
제5장 소형풍력발전시스템 설계=104,127,1
제1절 소형 풍력발전시스템용 회전자의 공력설계=104,127,1
1. 공력설계 기법의 검토=104,127,12
2. PROP-PC 기법에 의한 회전자의 공력설계=115,138,10
제2절 소형 풍력발전시스템용 회전자의 응력해석=124,147,1
1. 하중의 종류 및 특성=125,148,5
2. 회저자 익근에서의 응력해석=129,152,18
제6장 원격 데이터수집 및 모니터링시스템=147,170,1
제1절 원격 데이터 수집 및 모니터링시스템=147,170,1
1. 원격 데이터수집 설비의 구성=147,170,1
2. TCP/IP 통신인터페이스 장비를 활용하는 방법=148,171,1
3. CDMA 모듈을 활용하는 방법=148,171,2
4. 위성통신 인터페이스 장비를 활용하는 방법=149,172,6
제2절 원격 데이터 수집 프로그램=155,178,1
1. 종합 모니터링 프로그램=155,178,1
2. 개별 모니터링 프로그램=155,178,2
제3절 원격 데이터 수집 시스템 구성품 규격=157,180,1
1. 데이터수집 및 TCP/IP 통신인터페이스장치=157,180,1
2. 무선통신장치=157,180,1
제7장 결론=158,181,3
참고문헌=161,184,2
부록 A.=163,186,1
제1절 계통선에 연계된 풍력터빈의 전력품질 특성들의 측정과 평가=163,186,1
제2절 IEC 88 풍력시스템=164,187,2
1. 적용 범위=165,188,2
2. 표준 참고들=166,189,1
3. 정의=167,190,3
4. 상징과 단위=170,193,3
5. 약어=172,195,1
6. 풍력터빈의 전력품질 특성 매개변수=172,195,4
7. 측정 절차=175,198,18
부록 B. 보고 형식 견본=193,216,5
부록 C. 전압 변동과 플리커=198,221,1
1. 연속 운전=198,221,2
2. 개폐 조작(Switching operations)=199,222,2
3. 플리커 계수의 가중치=200,223,5
4. Deduction of definitions=204,227,5
영문목차
[title page etc.]=0,1,10
CONTENTS=xi,11,13
Chapter 1. Introduction=1,24,1
Section 1. Background=1,24,3
Section 2. Purpose and scope=4,27,1
Chapter 2. Construction of wind turbine test site=5,28,1
Section 1. Construction of wind turbine test field=5,28,1
1. Background and necessity=5,28,1
2. Significance=5,28,2
Section 2. Appropriateness of wind test sitc selection=6,29,1
1. Objective of wind test site in Jeju Woljung=6,29,1
2. Prerequisite for wind test site=6,29,2
3. Function of wind test site=7,30,1
4. Assessment of wind test site selection=7,30,2
Section 3. Basic construction plan of wind test site=9,32,1
1. Brief introduction of wind test site=9,32,2
2. Status and future use of Jeju Wolryong demonstration site=10,33,2
3. Candidate site for wind turbine test field in Korea=11,34,17
Section 4. Operational plan for wind turbine test field=28,51,1
1. Test field for onshore wind turbine=28,51,1
2. Test field for offshore wind turbine=29,52,1
Section 5. Case study on foreign wind turbine test fields=29,52,2
Section 6. Status and characteristics of Jeju region=31,54,1
1. Environmental conditions=31,54,2
2. Master plan for Jeju science & technology park=32,55,3
3. Master plan for Jeje bioscience park=34,57,2
4. Inducement offort of governmental and foreign laboratories=35,58,2
5. Jeju regional energy policy=36,59,2
6. Development of clean/renewable energy=37,60,5
Chapter 3. Load measurement of wind turbine=42,65,1
Section 1. Plan for wind turbine load measurement=42,65,1
1. Summary=42,65,1
2. MLCs (Measurement Load Cases)=42,65,8
3. Physical factors for measurement=49,72,3
Section 2. Measurement techniques=52,75,1
1. Summary=52,75,1
2. Physical factors related to loads=52,75,7
3. Physical factors related to climate conditions=58,81,2
4. Operational factors of wind turbine=59,82,2
5. Data aquisition=60,83,1
6. Precision and resolution of sensors=60,83,2
Section 3. Process of measured data=62,85,1
1. Summary=62,85,1
2. Verification of measured data=62,85,3
3. Time-series load data=64,87,1
4. Load spectrum data=65,88,2
5. Equivalent Load=66,89,2
Section 4. Report=68,91,1
1. Summary=68,91,1
2. Wind turbine=68,91,1
3. Test location=68,91,1
4. Measurement equipments=68,91,2
5. Calibration=69,92,1
6. Data base=69,92,1
7. Chronical load data=69,92,1
8. Dynamic characteristics of wind turbine=70,93,1
9. Fatigue loads=70,93,1
10. Assessment of uncertainty=70,93,1
Section 5. Intermediary results for wind turbine test fields=70,93,1
1. Procedure for performance evaluation=70,93,6
Chapter 4. Assessment of power quality of wind power generation=76,99,1
Section 1. Measurement and assessment of power quality=76,99,1
1. Summary=76,99,1
2. Technical specification=76,99,8
Section 2. Objectives and scope of work=83,106,1
1. Measurement conditions=83,106,2
2. Measurement equipments=84,107,2
3. Measurement in normal operation=85,108,6
4. Measurement in special operation=90,113,2
Section 3. Measurement=91,114,1
1. Steady state measurement=91,114,9
2. Measurement in special operation=99,122,3
Section 4. Problems and improvement of low power factor=102,125,1
1. Analysis of low power factor=102,125,1
2. Improvement of low power factor=102,125,1
Section 5. Concluding remarks=102,125,2
Chapter 5. Prototype design of small wind turbine=104,127,1
Section 1. Aerodynamic rotor blade design for small wind turbine=104,127,1
1. Review of techniques for aerodynamic rotor blade design=104,127,12
2. Aerodynamic rotor blade design by PROP-PC=115,138,10
Section 2. Stress analysis of rotor blade for small wind turbine=124,147,1
1. Load types and characteristics=125,148,5
2. Stress analysis of rotor blade root=129,152,18
Chapter 6. Remote data aquisition and monitoring system=147,170,1
Section 1. Remote data aquisition and monitoring system=147,170,1
1. Composition of remote data aquisition equipments=147,170,1
2. Techniques for TCP/IP communication interface equipments=148,171,1
3. Techniques for CDMA modules=148,171,2
4. Techniques for satellite communication interface equipments=149,172,6
Section 2. Remote data aquisition system=155,178,1
1. Global monitoring system=155,178,1
2. Individual monitoring system=155,178,2
Section 3. Component specifications of remote data aquisition system=157,180,1
1. Data aquisition and TCP/IP communication interface components=157,180,1
2. Wireless communication components=157,180,1
Chapter 7. Conclusion=158,181,3
REFERENCES=161,184,2
Appendix A=163,186,1
Section 1. Measurement and assessment of wind turbine power quality=163,186,1
Section 2. IEC TC88 Wind Turbine=164,187,2
1. Scope=165,188,2
2. Standards and technical specifications=166,189,1
3. Definitions=167,190,3
4. Symbols and units=170,193,3
5. Glossary=172,195,1
6. Parameters of wind turbine power quality=172,195,4
7. Measurement procedures=175,198,18
Appendix B. Sample for report form=193,216,5
Appendix C. Voltage fluctuation and flicker=198,221,1
Section 1. Continuous operations=198,221,2
Section 2. Switching operations=199,222,2
Section 3. Weight values for flicker factor=200,223,5
Section 4. Deduction of definitions=204,227,5
[그림 2-1] 남한육지의 평균 년풍속 분포=11,34,1
[그림 2-2] 남한 해역의 평균 년풍속 분포=11,34,1
[그림 2-3] 유망 후보 지역 (제주도)=12,35,1
[그림 2-4] 유망 후보 지역 #1- 제주 월령 부근=12,35,1
[그림 2-5] 유망 후보 지역 #2- 제주 월정 부근=13,36,1
[그림 2-6] 유망 후보 지역 (전남 진도 부근)=13,36,1
[그림 2-7] 풍력성능평가기지 월정부지 지적도=16,39,1
[그림 2-8] 월정 성능평가기지 대상 부지의 인공위성사진=17,40,1
[그림 2-9] 월정 성능평가기지 전경=18,41,1
[그림 2-10] 풍력자원 계측용 무인운전 Data Logger=19,42,1
[그림 2-11] 행원 측정 지점과 월정풍력발전단지=20,43,1
[그림 2-12] 행원 측정지점의 풍황발생빈도=21,44,1
[그림 2-13] 국립지리원의 수치지도=23,46,1
[그림 2-14] 등고지도(DXF 파일)=23,46,1
[그림 2-15] WAsP의 지형 데이터(MAP 파일)=23,46,1
[그림 2-16] 지표 거칠기 지도=24,47,1
[그림 2-17] 월정 단지 내 터빈 배치도=24,47,1
[그림 2-18] NEG-Micon사의 1000kw 풍력발전기 그래프)=24,47,1
[그림 2-19] 풍력발전성능평가 기지 조감도)=26,49,1
[그림 2-20] 모니터링 하우스(안)=26,49,1
[그림 2-21] 제주 월정 풍력발전 성능평가 기지 예상 배치도=27,50,1
[그림 2-22] 독일 Grevenbroich 기지(육상)=29,52,1
[그림 2-23] 영국 Blyth의 해상풍력 발전단지)=30,53,1
[그림 3-1] 풍력 터빈의 기본 하중:타워 베이스,타워 탑,로터 및 블레이드=51,74,1
[그림 3-2] 풍력발전시스템 성능평가 전체 구성도=74,97,1
[그림 3-3] 성능평가를 위한 풍력발전시스템의 측정점=75,98,1
[그림 3-4] 자료수집기의 배선도=75,98,1
[그림 4-l] 측정 시스템의 가정된 요소들=85,108,1
[그림 4-2] 단위 유효출력에 대한 무효전력=93,116,1
[그림 4-3] 단위 유효출력에 대한 역률률=93,116,1
[그림 4-4] 10분 평균풍속 대비 무효전력=93,116,1
[그림 4-5] 10분 평균풍속 대비 평균 유효전력=94,117,1
[그림 4-6] 10분 평균풍속 대비 평균출력과 표준출력=95,118,1
[그림 4-7] 10분 평균풍속 대비 주파수변동=95,118,1
[그림 4-8] 10분 평균풍속 출력 대비 주파수 변동=95,118,1
[그림 4-9] 평균출력 대비 선간전압=96,119,1
[그림 4-10] 평균풍속 대비 상간 전압차=96,119,1
[그림 4-11] 0.2초 평균 풍속에 대한 단위 최대와 최소출력=97,120,1
[그림 4-12] 10분 평균풍속 대비 최소,최대,평균 출력=97,120,1
[그림 4-13] 단위 유효전력 출력에 대한 전체 고조파율=99,122,1
[그림 4-14] a 상 전류의 FPT 분석 결과=99,122,1
[그림 4-15] 시동풍속에서 계통 연계시 a 상 전류=100,123,1
[그림 4-16] 시동풍속에서 계통 차단시 a 상 전류=100,123,1
[그림 4-17] 정격풍속에서 계통 연계시 a 상 전류=101,124,1
[그림 4-18] 정격풍속에서 계통 차단시 a 상 전류=101,124,1
[그림 5-1] 날개끝 속도비에 따른 회전자 면적비의 변화=118,141,1
[그림 5-2] 설계된 회전자의 시위선 길이 분포=121,144,1
[그림 5-3] 풍속에 대한 예측 출력의 변화=122,145,1
[그림 5-4] 요우각의 변화에 대한 예측된 출력의 변화=123,146,1
[그림 5-5] 풍속 및 회전속도의 변화에 대한 예측된 출력의 변화=123,146,1
[그림 5-6] 돌풍에 의한 회전자 변위의 동적 모델=127,150,1
[그림 5-7] 돌풍중의 회전자에 미치는 힘의 변화=127,150,1
[그림 5-8] 돌풍중의 회전자에 미치는 모멘트의 변화=127,150,1
[그림 5-9] 회전자 익형의 형상=130,153,1
[그림 5-10] 회전자 익근내의 spar 형상=130,153,1
[그림 5-11] 설계된 회전자 익근의 형상=130,153,1
[그림 5-12] Assy 1=133,156,1
[그림 5-13] Assy 2=134,157,1
[그림 5-14] Bearing spindle=135,158,1
[그림 5-15] Blade류=136,159,1
[그림 5-16] Brush&Spring assy=137,160,1
[그림 5-17] Generator=138,161,1
[그림 5-18] Magnet drum류=139,162,1
[그림 5-19] Main frame=140,163,1
[그림 5-20] Rear brg plate=141,164,1
[그림 5-21] Slip ring assy=142,165,1
[그림 5-22] Stator assy=143,166,1
[그림 5-23] Tail boom 1=144,167,1
[그림 5-24] Tail boom 2=145,168,1
[그림 5-25] Upper cable guide=146,169,1
[그림 6-1] 원격 데이터수집 및 모니터링 시스템의 구성도=147,170,1
[그림 6-2] TCP/IP 통신인터페이스 장비를 활용한 시스템 구성도=148,171,1
[그림 6-3] CDMA 모듈을 활용한 시스템 구성도=148,171,1
[그림 6-4] 위성통신 인터페이스를 활용한 시스템 구성도=149,172,1
[그림 6-5] 기구 도면=152,175,1
[그림 6-6] 핀 배치=153,176,1
[그림 6-7] 안테나 케이블 상세규격=154,177,1
[그림 6-8] CDMA를 이용한 Data 수집시스템 Block Diagram=155,178,1
[그림 6-9] 종합 모니터링 프로그램=156,179,1
[그림 6-10] 개별 모니터링 프로그램=156,179,1
[표 1-1] 1988∼2000년도 대체에너지 분야별 연구개발비 투자실적(억원)=2,25,1
[표 1-2] 우리나라의 대체에너지 보급 실적 (단위:천TOE)=2,25,1
[표 1-3] 사업의 목표=4,27,1
[표 2-1] 풍력 성능평가기지 후보지 비교분석=14,37,1
[표 2-2] 월정 후보지의 고도 분포=15,38,1
[표 2-3] 월정 후보지의 경사도 분포=15,38,1
[표 2-4] 제주도 북제주군 구좌읍 월정리 후보지일대 토지 현황=16,39,1
[표 2-5] 측정 기기의 특성=19,42,1
[표 2-6] 행원 측정지점과 측정기간=21,44,1
[표 2-7] 행원 측정지점의 풍황 특성=21,44,1
[표 2-8] 행원 측정지점의 바람장미=21,44,1
[표 2-9] NEG-Micon사의 1000kW 풍력발전기 특성=25,48,1
[표 2-10] 전체발전량=25,48,1
[표 2-11] 발전기별 예측 연간발전량=25,48,1
[표 2-12] 풍력발전시스템 성능평가기지 사업계획=28,51,1
[표 2-13] 육상 풍력발전시스템 성능평가기지 단계별 추진계획=28,51,1
[표 2-14] 해양 풍력발전시스템 성능평가기지 사업계획=29,52,1
[표 2-15] 첨단 과학기술과학단지 추진단계=34,57,1
[표 2-16] 청정/대체에너지 개발 현황=38,61,1
[표 2-17] 도내 가연성 폐기물 발생 처리 현황=39,62,1
[표 2-18] 가연성 건설폐기물 처리 현황=39,62,1
[표 2-19] 지역별 풍력 잠재량 및 예상 발전량 조사=40,63,1
[표 2-20] 축산 바이오 매스에너지 잠재량=40,63,1
[표 3-1] IEC 61400-1에 규정되어 있는 DLC와 관련된 정상 상태 작동 중의 MLC=43,66,1
[표 3-2] IEC 61400-1에 규정되어 있는 DLC와 관련된 과도 하중의 측정=44,67,1
[표 3-3] 정상적인 전력 생산에 대한 캡쳐 매트릭스=46,69,1
[표 3-4] 고장 발생을 동반하는 전력 생산에 대한 캡쳐 매트릭스=47,70,1
[표 3-5] 파킹 조건에 대한 캡쳐 매트릭스=47,70,1
[표 3-6] 정상적인 과도 사건에 대한 캡쳐 매트릭스=48,71,1
[표 3-7] 정상적인 과도 사건에 대한 캡쳐 매트릭스=48,71,1
[표 3-8] 풍력 터빈의 기본 하중=50,73,1
[표 3-9] 기상 관련 물리량=50,73,1
[표 3-10] 풍력 터빈 작동 관련 물리량=51,74,1
[표 3-11] 다양한 하중 이외의 물리량에 대한 표준 불확실성 목표=61,84,1
[표 4-1] 파형 기록계 (Model:Nicolet Vision)=80,103,1
[표 4-2] 전력 품질 분석기 (Model 명:Meridian Ultra Power Quality Analyzer)=81,104,1
[표 4-3] WT의 기술적 데이터=82,105,1
[표 4-4] 측정 장비에 대한 요구 사양=85,108,1
[표 4-5] 무효전력과 역률 측정 절차=86,109,1
[표 4-6] 최대 출력과 출력 변동에 대한 측정 절차=86,109,1
[표 4-7] 플리커 측정 절차=89,112,1
[표 4-8] 고조파 측정을 위한 절차=89,112,1
[표 4-9] 스위치 개폐조작을 위한 측정 절차=89,112,1
[표 4-10] 전체 측정횟수와 기간=92,115,1
[표 4-11] 각 풍속 bin에 대한 무효전력과 역률의 측정 횟수=92,115,1
[표 4-12] 역률과 무효전력=92,115,1
[표 4-13] 정격 출력에서의 WT의 출력값=94,117,1
[표 4-14] 국내 전기사업법상 전력공급규정=94,117,1
[표 4-15] 최대 출력=97,120,1
[표 4-16] a 상 전류에 대한 고조파 출력=98,121,1
[표 5-1] 설계된 회전자의 풍속에 대한 회전속도=122,145,1
[표 5-2] 설계예측에 이용된 레이놀즈수의 변화=122,145,1
[표 6-1] 핀 설명=153,176,1
[표 6-2] 무선통신 장치사양=157,180,1