풍력단지 최적 배치 방법 및 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템
Wind Farm Optimal Layout Method and Wind Farm Optimal Layout Search System
특허 요약
본 발명의 풍력단지 최적 배치 방법은, 풍력단지가 예정된 지역의 지형 정보를 취득하는 단계; 상기 지역의 풍황 정보를 취득하는 단계; 풍력단지에 대한 풍력 발전기들의 각 배치 및 풍황에 따른 각 제어변수집합의 조합에 대하여, 풍력단지 전체 발전량 및 간헐성을 예측하는 모델링을 수행하는 단계; 및 상기 모델링을 수행한 결과들로부터 최적화 배치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

풍력단지가 예정된 지역의 지형 정보를 취득하는 단계;상기 지역의 풍황 정보를 취득하는 단계;풍력단지에 대한 풍력 발전기들의 각 배치 및 풍황에 따른 각 제어변수집합의 조합에 대하여, 풍력단지 전체 발전량 및 간헐성을 예측하는 모델링을 수행하는 단계; 및상기 모델링을 수행한 결과들로부터 최적화 배치를 결정하는 단계를 포함하는 풍력단지 최적 배치 방법.

2

제1항에 있어서,대상 기간에 대한 최적화 가치를 계산하는 단계를 더 포함하는 풍력단지 최적 배치 방법.

3

제2항에 있어서,상기 최적화 가치를 계산하는 단계는,풍황별 풍력단지 전체 발전량을 예측하는 단계; 및예측된 풍황별 풍력단지 전체 발전량에 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 총 발전량을 산정하는 단계를 포함하는 풍력단지 최적 배치 방법.

4

제3항에 있어서,풍속 차원(도메인)에서의 변동에 대한 풍력단지 전체 발전량의 간헐성을 예측하는 단계;풍속 차원(도메인)에서의 각 변동의 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 풍속 차원에서의 간헐성을 산정하는 단계;풍향 차원(도메인)에서의 변동에 대한 풍력단지 전체 발전량의 간헐성을 예측하는 단계; 및풍향 차원(도메인)에서의 각 변동의 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 풍향 차원에서의 간헐성을 산정하는 단계를 더 포함하는 풍력단지 최적 배치 방법.

5

제1항에 있어서,후보안으로서 후보 배치들을 생성하는 단계; 및소정 기준에 따라 상기 후보 배치들 중 일부를 필터링하는 단계를 더 포함하는 풍력단지 최적 배치 방법.

6

제1항에 있어서,풍력단지 전체 발전량 및 간헐성을 예측하는 모델링을 수행하는 단계에서는,배치에 따른 풍력발전기들 위치 정보들, 풍력 정보, 풍속 정보, 상기 풍력발전기들의 제어변수들을 입력받아, 각 풍력발전기의 제어변수에 따른 운전에 의한 후류 유동장을 예상하고, 이를 반영하여 풍력발전기들의 발전량을 예측하는 예측 모델을 이용하는 풍력단지 최적 배치 방법.

7

배치에 따른 풍력발전기들 위치 정보들, 풍력 정보, 풍속 정보, 상기 풍력발전기들의 제어변수집합을 입력받아, 풍력발전기들의 발전량을 예측하는 예측 모델;상기 예측 모델의 예측 데이터로부터, 풍력단지의 전체 발전량 및 간헐성을 산정하는 발전량 산정부; 및상기 발전량 산정부로 풍력단지 배치 및 제어변수집합을 지정하여, 예측을 의뢰하고, 예측을 수행한 결과로서 풍력단지의 전체 발전량 및 간헐성 데이터로부터 최적화 배치를 결정하는 배치 탐색부를 포함하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

8

제7항에 있어서,상기 발전량 산정부는,상기 예측 모델이 예측한 풍황별 풍력단지 전체 발전량에 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 총 발전량을 산정하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

9

제7항에 있어서,상기 발전량 산정부는,풍속 차원(도메인)에서의 변동에 대한 풍력단지 전체 발전량의 간헐성을 도출하고, 풍속 차원(도메인)에서의 각 변동의 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 풍속 차원에서의 간헐성을 산정하며,풍향 차원(도메인)에서의 변동에 대한 풍력단지 전체 발전량의 간헐성을 도출하고, 풍향 차원(도메인)에서의 각 변동의 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 풍향 차원에서의 간헐성을 산정하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

10

제7항에 있어서, 상기 배치 탐색부는,기울기 기반 또는 진화 연산(Evolutionary computation) 기반 최적점 탐색을 반영하여, 전체 발전량 및 간헐성 관점에서 우세한 방향으로, 상기 배치 및 상기 제어변수집합을 반복하여 지정하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

11

제7항에 있어서,상기 예측 모델은, 소정 개수의 각 풍속들과, 소정 개수의 각 풍향의 조합으로 구성된 n개의 풍황에 대하여 각각 풍력단지의 전체 발전량을 예측하도록 구비되는 n개의 풍황별 발전량 단위 예측모델들을 포함하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

12

제11항에 있어서,상기 n개의 풍황별 발전량 단위 예측모델들은,병렬적으로 예측을 위한 연산이 수행되는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

13

배치에 따른 풍력발전기들 위치 정보들, 풍력 정보, 풍속 정보를 입력받아, 풍력발전기들의 발전량을 예측하는 예측 모델;상기 예측 모델의 예측 데이터로부터, 풍력단지의 전체 발전량 및 간헐성을 산정하는 발전량 산정부; 및상기 발전량 산정부로 풍력단지 배치를 지정하여, 예측을 의뢰하고, 예측을 수행한 결과로서 풍력단지의 전체 발전량 및 간헐성 데이터로부터 최적화 배치를 결정하는 배치 탐색부를 포함하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

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제13항에 있어서,상기 예측 모델은, 소정 개수의 각 풍속들과, 소정 개수의 각 풍향의 조합으로 구성된 n개의 풍황에 대하여 각각 풍력단지의 전체 발전량을 예측하도록 구비되는 n개의 풍황별 발전량 단위 예측모델들을 포함하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

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제14항에 있어서,상기 예측 모델은,n개의 풍황별 발전량 단위 예측모델들 각각에 대하여 적용할 제어변수집합을 제공하는 n개의 모사 풍력단지 제어부들을 더 포함하며,주어진 배치에서 풍황별로 전체 발전량이 가장 높은 제어변수집합을 도출하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

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제13항에 있어서,상기 발전량 산정부는,상기 예측 모델이 예측한 풍황별 풍력단지 전체 발전량에 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 총 발전량을 산정하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

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제13항에 있어서,상기 발전량 산정부는,풍속 차원(도메인)에서의 변동에 대한 풍력단지 전체 발전량의 간헐성을 도출하고, 풍속 차원(도메인)에서의 각 변동의 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 풍속 차원에서의 간헐성을 산정하며,풍향 차원(도메인)에서의 변동에 대한 풍력단지 전체 발전량의 간헐성을 도출하고, 풍향 차원(도메인)에서의 각 변동의 대상 기간에 대한 확률을 반영하여, 대상 기간의 풍향 차원에서의 간헐성을 산정하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.

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제13항에 있어서,상기 배치 탐색부는,후보안으로서 후보 배치들을 생성하고, 소정 기준에 따라 상기 후보 배치들 중 일부를 필터링하는 풍력단지 최적 배치 탐색 시스템.