해상풍력 구조물 설계를 위한 제주도 월정지역 풍황특성 분석
Analysis on Wind Characteristics for Offshore Wind Structure Turbine Design at Waljeong, Jejudo
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초록
제주도 월정 앞바다에서 건설 중인 4MW 해상풍력단지의 설계자료를 준비하기 위하여 측정-상관-예측(MCP) 방법을 이용하여 단기간 풍황탑 자료로부터 장기간 풍황자료를 재생산하였다. 두 참조지점으로서 제주, 구좌 기상관측소와 선형회귀 MCP, 행렬 MCP 조합에 대한 정량적 오차분석을 실시한 결과 구좌와 행렬 MCP에 의한 장기간 보정이 가장 최선의 조합임을 도출하였다. 재생산된 풍황자료를 이용하여 월정해상 풍력발전기의 형식등급을 결정하기위한 표준난류모델 및 극한풍속모델 해석을 수행하였다. 50년 회귀주기의 10분-단위 극한풍속을 예측하기 위해 재생산된 8.5년의 월정 풍황을 검블 분포로 해석하였다. 이에 의하여 결정된 풍력발전기 형식등급은 II A인 것으로 나타났다.
Abstract
The long-term wind data were regenerated from short-term met-tower data using a Measure-Correlate-Predict (MCP) method to prepare a design dataset for the 4MW offshore wind farm, which is being constructed at the Waljeong sea front, Jejudo. Two reference sites - the Jeju and Gujwa observation stations - and two MCP models - linear regression and matrix MCP - were tested. The results of a quantitative error analysis showed that Gujwa and the matrix MCP gave the best combination for long-term correction. Normal Turbulence Model (NTM) and Extreme Wind Model (EWM) analyses were performed with the regenerated Waljeong wind data to determine the class of the wind turbine type. According to the recommendation of the DNV Offshore Standard, the characteristic wind turbulence is estimated by the ninety-percent percentile of the standard deviation in the probability distribution. The 10-minute extreme wind speed of a 50 year return period was estimated using a Gumbel distribution of 8.5 year reconstructed Waljeong data. Therefore, the wind turbine type was found to be class II A.
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