Offshore Wind Power Generation and Digital Twin-Based Condition Monitoring
연구 내용
해상풍력터빈의 물리모델과 실시간 운전데이터를 디지털 트윈으로 통합하여 출력예측, 상태진단, 고장판정 및 잔여수명을 예측하는 연구
해상풍력터빈은 풍속과 파랑, 온도 및 하중 변동이 크고 접근성이 낮아 출력예측과 예방정비를 위한 데이터 기반 기술이 필요합니다. 연구실은 풍력터빈의 물리방정식과 환경 데이터를 결합한 디지털 트윈을 구성하고, TCP/IP 통신으로 연결된 센서와 SCADA 데이터에서 실시간 출력과 운전상태를 계산합니다. 발전기, 주베어링, 피치 및 요 시스템을 대상으로 Artificial Neural Network와 Deep Neural Network를 적용하여 고장 여부와 상태변화를 판정합니다. 또한 손상등가하중과 부품별 열화 특성을 반영한 잔여수명 예측으로 풍력터빈의 유지보수 시점과 수명연장 가능성을 평가합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
2편
관련 특허
2건
관련 프로젝트
2건
연구 흐름
2000년대 중반에는 RTDS와 PSCAD/EMTDC를 활용하여 계통연계형 풍력발전기의 과도특성, 전압안정도 및 출력제어를 분석했습니다. 2010년대에는 풍력단지와 HVDC 연계, 에너지저장장치, PHILS 기반 실시간 검증으로 연구가 확대되었으며, 대형 초전도 풍력발전기의 구조·열·전력계통 특성을 함께 평가했습니다. 2019년에는 부유식 해상풍력단지 모델과 출력·무효전력 설계를 수행했고, 2022년 이후에는 디지털 트윈 출력예측과 SCADA 기반 상태모니터링으로 발전했습니다. 최근에는 고장진단, 손상등가하중 및 부품별 잔여수명 예측을 통합하는 방향으로 심화되고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Design, Implementation, and Evaluation of an Output Prediction Model of the 10 MW Floating Offshore Wind Turbine for a Digital Twin
Design of a Condition Monitoring System for Wind Turbines
관련 특허
구분
제목
디지털 트윈 기반의 해상 풍력단지의 제어 장치 및 방법
해상풍력단지 가상현실 디지털 트윈 시스템 및 방법
관련 프로젝트
구분
제목
풍력터빈 수명연장을 위한 내구성 평가 및 잔여 수명예측 기술개발
AC/DC 하이브리드 배전망 운영시스템 기술개발