08. EDLC를 포함하는 백투백 컨버터 및 이를 적용한 풍력발 전 시스템 박민원 창원대학교 전기공학전공 paku@changwon.ac.kr 055-213-3638 본 기술은 ELDC를 에너지 저장 장치로 사용하여 풍력발전 시스템의 구성을 간소화할 수 있는 백 투 백 컨버터 및 이를 적용한 풍력발전 시스템에 관한 것임. 기술의 배경 풍력발전 시스템 다양한 형태의 풍차를 이용하여 바람 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 이 기계적 에너지로 발전기 를 구동하여 얻어내는 시스템을 말함. 이러한 풍력발전 시스템은 공해나 대기오염, 방사능 누출 등과 같 은 문제가 없는 무공해 발전방식임. 백투백 컨버터 풍속의 변화 정도가 커지게 되면, 풍력발전 시스템에서 생성되는 전력의 주파수 변동 문제를 야기함. 이러한 문제를 갖고 있는 풍력발전 시스템을 기존 전력망에 연계하기 위해서는 전류단이 공유된 2세트 의 전압원 컨버터로 구성된 백투백 컨버터가 필요함. 기술의 특징 백투백 컨버터는 발전시스템(10)과 연결되어, 발전시스템(10)에 의해 생성된 다상 AC 전력을 일정한 주파수 성분을 갖는 AC 전력으로 변환하 는 백투백 컨버터임. 발전시스템(10)에서 생성된 다상 AC 전력을 DC 전 력으로 변환하는 발전기 측 컨버터(20); 발전기 측 컨버터(20)에서 변환 된 DC 전력의 전부 또는 일부를 저장하고, 변동성이 완화된 DC 전력을 출력하는 EDLC부(30); EDLC부(30)로부터 전달된 DC 전력을 AC 전력으 로 변환하는 계통 측 컨버터(40); 발전기 측 컨버터(20) 및 계통 측 컨버 터(40)의 작동을 제어하는 제어부(50)를 포함함. 풍력발전시스템은 3상인 영구자석 동기기(210); 영구자석 동기기(210) 와 연결되어, 영구자석 동기기(210)에 의해 생성된 다상 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 발전기 측 컨버터(220); 변동성 완화된 DC 전류를 출 력하는 EDLC부(230); EDLC부(230)로부터 전달된 DC 전력을 AC 전력으 로 변환하는 계통 측 컨버터(240); 및 제어부(250)를 포함. EDLC부(230)는 DC 링크의 전력상황에 따라 충/방전 동작이 자유롭게 이루어지며, EDLC 부(230)의 용량이 한계에 이르면 계통과의 수급관계가 행해짐으로써 전 체 시스템의 전력 균형을 유지할 수 있음.
에너지/자원 시스템 비용 감소 공급 전력량 제한 가능 기술 시장 정보 풍력 발전 시장 응용 분야 풍력발전 적용 분야 EDLC를 백투백 컨버터 내의 DC 링크에 위치하여, DC/DC 컨버터와 인버터 같은 전력변환장치가 별 도로 필요하지 않게 됨. 이로 인해, 전력 손실량을 감소시키고, 전체 시스템 비용을 감소시키는 효과 가 있음. 공급 전력량 제한 가능 EDLC의 충전 상태가 임계값 미만일 경우에는 발전기측 컨버터로부터 공급되는 전력의 일부를 EDLC 를 재충전하는데 사용함으로써 공급되는 전력량을 일정량 제한할 수 있음. 기술 시장 정보 풍력 발전 시장 세계 풍력발전 시장은 2006년 설비용량이 74,192MW를 기록했고, 연평균 복합 성장률 26.3%로 증가해 2011년에는 238,351 MW에 달함. 또한, 2015년에는 427,338 MW로 확 대될 것으로 예상됨. 세계 풍력 발전 시장은 소수의 주요 기업들이 시장을 주도하고 있으며, 선두 국가는 덴마크, 미 국, 독일 순으로 시장을 점유하고 있음. 응용 분야 풍력발전 적용 분야 구분 출원번호 등록번호 권리상태 발명의 명칭 대상기술 10-2011-0144093 10-1249939 등록 ＥＤＬＣ를 포함하는 백 투 백 컨버터 및 이를 적용한 풍력 발전 시스템 창원대학교 전기공학전공 박민원 055-213-3638 paku@changwon.ac.kr