Selbstlernende datengestützte Windparkregelung mit Nachlaufablenkung zur Ertragsmaximierung, Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung von Windparkregelungskonzepten

Description: Das Projekt ‘SmartYaw’ zielt auf die weitere Erforschung und industrielle Erprobung von Windparkregelungskonzepten zur Ertragssteigerung in dicht angeordneten Windparks, um die begrenzten Onshore-Flächen wirtschaftlicher, effizienter und naturverträglicher zu nutzen. Die Inhalte adressieren vier Problemstellungen, welche sich aus der industriellen Freifelderprobung von open-loop Windparkregelungskonzepten ergeben haben: 1) Erforschung und Erprobung von zwei selbstlernenden closed-loop Windparkregelungskonzepten zur Ertragssteigerung durch Nachlaufablenkung auf Basis von Standardsensorik bzw. mittels eines probabilistischen Nachlaufbeobachters. Durch die Rückkopplung von Messgrößen (closed-loop Regelung) und Selbstlernfähigkeit können initiale Modellabweichungen und Veränderungen der dynamischen Umgebungsbedingungen während des Betriebs ausgleichen werden. 2) Erfassung der aerodynamischen Interaktion von Mehrfach-Nachläufen bei der Nachlaufablenkung. 3) Entwicklung einer dynamischen Korrektur der Einströmungsmessung für die Regelung bei Schrägstellung durch robuste und kostengünstige Standardsensorik. Störende Effekte aus den Umgebungsbedingungen und der Rotorumströmung bei Schrägstellung können so kompensiert werden. 4) Methodik zur standortspezifischen technisch-wirtschaftlichen Bewertung der Windparkregelungskonzepte bereits in der Planungsphase und deren Übertragbarkeit auf andere Windparks. Die neuartigen Verfahren werden in einem kommerziellen Windpark mit vier Windenergieanlagen aktueller Bauart und geringen Anlagenabständen erprobt. Hierdurch wird die Untersuchung unterschiedlicher Einfach- und Mehrfachnachläufe ermöglicht. Die Projektpartner integrieren wissenschaftliche und industrielle Forschung und Entwicklung von Windenergie- und Monitoringsystemen mit den Anforderungen aus der Planung und dem Betrieb von Windparks. Somit wird eine schnelle Übertragung der Forschungsergebnisse auf neue Windparks oder die Nachrüstung von Bestandsprojekten ermöglicht.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Windkraftanlage ? Windpark ? Nachrüstung ? Forschung und Entwicklung ? Industrielle Forschung ?

Region: Niedersachsen

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bachmann Monitoring GmbH (Mitwirkende)
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Physik, ForWind - Zentrum für Windenergieforschung (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-12-01 - 2025-11-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development and validation of wind farm control concepts
  Description: The project 'SmartYaw' aims at further research and industrial testing of wind farm control concepts to increase the yield in densely arranged wind farms in order to use the limited onshore areas more economically, more efficiently and in a more environmentally friendly way. The contents address four problems that have arisen from the industrial open-field testing of open-loop wind farm control concepts: 1) Research and testing of two self-learning closed-loop wind farm control concepts for yield enhancement by wake deflection based on standard sensor technology and by means of a probabilistic wake observer, respectively. Feedback of measured variables (closed-loop control) and self-learning capability can be used to compensate for initial model deviations and changes in dynamic environmental conditions during operation. 2) Capture the aerodynamic interaction of multiple wake deflections during wake deflection. 3) Develop dynamic correction of inflow measurement for skew control using robust and low-cost standard sensor technology. Confounding effects from ambient conditions and rotor bypass during skew can be compensated for. 4) Methodology for site-specific techno-economic evaluation of wind farm control concepts already in the planning phase and their transferability to other wind farms. The novel methods will be tested in a commercial wind farm with four wind turbines of current design and small turbine spacing. This will allow the investigation of different single and multiple wakes. The project partners integrate scientific and industrial research and development of wind energy and monitoring systems with the requirements from the planning and operation of wind farms. Thus, a fast transfer of the research results to new wind farms or the retrofitting of existing projects is made possible. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1126427

Status

Aktiv

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