Як збільшити прибутковість вітроелектростанції?

Новий звіт аналітично-консалтингової групи DNV «Керування вітроелектростанцією: шлях до прибутковості, 2021» інформує про стан досліджень про переваги нових інженерно-технічних підходів до керування електромеханічної частини вітроелектростанцій

В даний час керування вітроелектростанціями є відносно новою методикою, яка може дозволити операторам оптимізувати ефективність роботи своїх активів за допомогою таких підходів, як керування напрямком та індукційний контроль1. Це іноді називають «активним керуванням потоку» або «керування потоком вітроелектростанції», щоб відрізнити його від більш електричних та мережевих аспектів керування електростанціями.

Застосувавши керування вітроелектростанцією, можна збільшити «захоплення» вітрової енергії та зменшити навантаження вітрогенераторів, одночасно досягаючи більш високого рівня керування всією вітроелектростанцією. Керування вітроелектростанцією дозволяє розглядати декілька генераторних установок як єдину установку, яка експлуатується для досягнення загальної експлуатаційної мети. Потенційними результатами успішного керування вітроелектростанцією на етапі експлуатації є:

Збільшення доходу від генерації.
Зниження експлуатаційного навантаження турбіни.
Подовження терміну служби вітрогенераторів.

У якості побічного ефекту, більша оперативна гнучкість надає додаткові переваги та може покращити відповідність запитам від електричної мережі та підтримати вимоги до якості струму в електричній мережі (допоміжні послуги) у взаємодії з операторами мережі.

Нещодавно розроблені інженерні засоби та методи валідації та обробки даних, дозволяють вирішити цю складну мультидисциплінарну проблему в наступних областях:

Проектування вітрогенераторів, включаючи проектування та реалізацію систем їх керування, проектування конструкцій, аналіз та перевірку навантажень.
Точне моделювання ресурсів вітру.
Експлуатація та моніторинг вітрових активів.
Дослідження та розробки в області моделювання та перевірки атмосферних явищ.

Останній в даному переліку засіб – насправді дуже важливий та чи не найскладніший. Справа в тому, що вітряки мають не просто враховувати напрямок вітру, але й всю картину «вітрового поля», яка не є лінійною та сталою. Отже, аби оптимізувати роботу ВЕС, треба спрогнозувати характер та вектори атмосферних потоків та змоделювати складну вітрову картину в динаміці, аби передбачити найліпший напрямок орієнтації окремих вітряків для роботи всієї ВЕС як єдине ціле найбільш оптимальним чином.

На рис. – Контурний графік швидкості вітру: скріншот направленості окремих вітрогенераторів при моделюванні поведінки вітрової електростанції для генерації «за годину наперед» за допомогою спеціалізованого інженерного математичного моделювання.