تحقيق توسعه كامل سازي باد از طريق پيش بيني انرژي باد
مقدمه
همانطور كه سطوح نفوذ باد از لحاظ جهاني افزايش مي يابد، نياز به پيش بيني صحيح تغييرات در توليد
انرژي باد- در انواع متفاوت پيش بيني افق هاي زمان- براي پايداري شبكة نيرو و همچنين كارآيي توليد روز به روز مهم مي شود. پيش بيني هاي صحيح انرژي باد، از جمله اجزاء مهم و حياتي براي بسياري از چالش هاي عملياتي و برنامه ريزي هستند كه متغير از پيگيري بار تا برنامه ريزي انتقال و اختصاص دادن
سرمايه، تا بازاريابي سطح استراژي و برنامه ريزي عمليات است. وقتي براي تصميم گيري بكار مي رود، پيش بيني هاي صحيح انرژي باد، هزينه هاي فرعي خدمات را كاهش مي دهند، قابليت اعتبار شبكه از طريق برنامه ريزي مؤثرتر افزايش مي يابد و اپراتورهاي پروژه و شركت هاي برق مي توانند تصميمات استراژي مهمي بگيرند كه باعث افزايش كارآيي مي گردد. پيش بيني هايي كه تا سالها بعد امتداد مي يابد ، به شناسايي صحيح تر مشخصات نسل بلند مدت كمك مي كند و باعث فرمولاسيون هاي صحيح تر فاكتور ظرفيت و انتخاب پروژه هاي مؤثرتر مي گردد. اين مقاله طرح مي كند كه چگونه و چرا پيش بيني انرژي باد مي پردازد. دومين بخش استراژي هايي را براي پيش بيني در افق هاي زماني متفاوت طرح مي كند. بخش3 نتايج حاصل از پيش بيني در موقعيت هاي متفاوت را در عرض ايالات متحده بررسي مي كند. بخش آخر، خلاصه اي را فراهم كرده و مروري دارد بر آيندة پيش بيني.
سابقه
پايه هاي هواشناسي
همانطور كه همه ما مي دانيم، باد، سوختي براي انرژي باد است. ماداميكه دشواري بسيار زياد ساده كردن باد، اساساً نتيجة اختلاف هاي در فشارها در فواصل افقي است، با اين اختلاف، گراديان فشار مطرح مي شود. در ساده ترين سطح، حاصل عدم تعادل هاي گرمايي هستند و در اساسي ترين سطح، حرارت غير يكنواخت زمين، باد را به حركت در مي آور. در مقياس هاي دقيقه، ساعت و روزانه، تغييرات در شرايطهاي جوي در توپوسفر- پائين ترين سطح جو – آب و هوا ناميده مي شوند . از سوي ديگر، شرايط آب وهوايي يا آب و هوا بر اساس يك مقياس زماني فرق مي كند: شرايط آب و هوا، ااماً توده و تراكم آب و هوا روي يك قسمت طولاني زماني است و بنابراين ايده اي دربارة مشخصات متوسط آب و هوا فراهم مي كند ( در مورد خاص ما، باد است) آب و هوا در تعدادي از مقياس هاي هوايي فرق مي كند از مقياس هاي روزمره گرفته تا سال به سال و دامنة اين تغييرات از لحاظ جغرافيايي وابسته است.
پيش بيني افق هاي زمان
يك استراژي كامل و جامع پيش بيني بايد به اين نكته توجه داشته باشد كه تاكتيك هاي متفاوت بايد براي فلق پيش بيني هايي به كار روند كه از ساعت ها گرفته تا ماهها در آينده امتداد مي يابند. شكل1، پيش بيني افق هاي متفاوت زماني را نشان مي دهد، اينكه چه اطلاعاتي و يا تاكتيك هايي براي پيش بيني بكار رفتند و دلايل استراژيكي و يا عملياتي متفاوت براي پيش بيني چه چيزهايي هستند. در كوتاهترين افق زمان پيش بيني- افق كاربردي براي زمينه هاي عملياتي چون پيگيري بار و پايداري باد- صحيح ترين استراژي هاي پيش بيني به مشاهداتي چون ورودي بستگي دارند. اساساً اطلاعات حاصل از پروژة باد و در ناحية پيرامون، پروژه باد به صورت ورودي ها در استراژي هاي پيش بيني آماري متفاوت بكار برده شده است. متودهاي سازشي اغلب شبكه هاي خنثي را بكار مي گيرند و اساساً براي خلق اين پيش بيني ها، كاربردي مي باشند. بعد از چند ساعت، متودهاي پيش بيني كه بر اساس مشاهدات هستند، بهترين پيش بيني را فراهم نمي كنند. بنابراين، ما به استفاده از مدل هاي پيش گويي آب وهوا در افق زمان پيش گويي قطعي مي پردازيم كه تا چند روز طول مي كشد. كلمة پيش بيني قطعي براي شرح، پيش بيني رويدادهاي آب وهواي خاص در پيش بيني يك سيستم آب وهواي وارده بكار ميرود. موضوع هاي عملياتي در اين افق پيش بيني از برنامه ريزي انتقال تا اختصاص دادن سرماية توليد متغير است. اين اطلاعات براي تجارت نيرو روز نيز مهم است البته اگر اين بازارها وجود داشته باشند. در هر كجا از چند روز گرفته تا بيش از يك هفته، جو بي نظم مي شود و پيش گويي هاي قطعي ديگر نمي توانند با هر گونه درجة مهارت صورت گيرند. در اين مقياس ها، ما بايد به انواع متفاوتي از شرايطهاي خارجي- يا نيروها- تكيه كنيم، شرايطهايي كه مي توانند الگوهاي بلند مدت را تحت تاثير قرار دهند. اين نيروها از زمينه هاي مطرح شده از زير مثل تغييرات دماهاي اقيانوس ناشي از نوسان جنوب El Nino ، تا زمينه هاي مطرح شده از بالا مثل تغييرات در دماهاي استراتوسفري و تغييرات حاصله در الگوهاي آب وهوا متغيرند. متاسفانه، يا توانايي محدود شده اي براي پيش بيني اين پديده وجود دارد و يا بطور كلي اين توانايي وجود ندارد و به اين ترتيب به عدم اطمينان در پيش گويي بلند مدت اضافه مي شود. در بلندترين افق هاي زماني، كه چندين دهه در آينده امتداد مي يابد، تغييرات در اجزاء سازنده اتمسفر، مثل دي اكسيد كربن و يا ازن مي توانند پاسخ جوي را تحت تاثير قرار دهند. موضوعات مهم در اين افق زماني به مشخصه هاي توليد بلند مدت پروژه توام مي شوند. مشخه هايي مثل فاكتور ظرفيت پروژه. همانطور كه از شكل1 ميتوان مشاهده كرد، درستي نسبي پيش بيني ها با افق پيش گويي كاهش مي يابد، اما درجه اي از قابليت پيش گويي در همة افق هاي پيش بيني وجود دارد. افق هاي پيش گويي، نوع نيرو و موضوع هاي عملكردي براي پيش بيني انرژي باد.
متودها
پيش بيني هاي رنج كوتاه
پيش گويي هاي كوتاه مدت بر اساس هواشناسي مشاهده و توليد نيرو از پروژه است و در مورد هواشناسي بر اساس توليد نيروي حاصله از مكان هاي نزديك پروژه باد است ( معمولاً در100 كيلومتري). اين داده ها در زمان واقعي جمع آوري شده و بصورت ورودي در روتين هاي پيش گويي آماري متفاوت بكار مي روند. پيش بيني هاي توليد انرژي باد طي چند ساعت بعدي، يا مستقيماً خلق مي شوند و يا در برخي از موارد در يك فرايند دو مرحله اي خلق مي شوند. در فرايند دو مرحله اي، پيش بيني ها براي باد، در ابتدا خلق شده و سپس از طريق كاربرد آلگوريتم هاي منحني نيروي ديناميكي، پيش گويي هاي نيروي پروژه خلق مي شوند. چون آلگوريتم هاي آماري خود فراگير اغلب بكار مي روند، از اينرو پيش گويي هاي كوتاه مدت، برتري دارند اينكه مي توانند از تجربه آموخته شوند و پيش بيني ها با زمان. بهتر مي شوند. همچنين استفاده از مشاهدات خارج از سايت قرار گرفته از لحاظ استراتژيكي مي تواند درستي پيش بيني را از10 تا 50 % وراي آنچه كه مي تواند در غياب مشاهدات خارج از سايت صورت بگيرد توسعه دهد. شكل2- نمونة پيش گويي توليد انرژي باد چهارده روز – با مدت فواصل اطمينان براي پروژة بادMW 160 در ايالات متحده.
پيش گويي هاي رنج متوسط
پيش گويي عددي آب وهوا، پايه اي است براي تكنيك هاي پيش بيني رنج متوسط، مدل هاي
درباره این سایت