Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Implementation and Validation of Algorithm forEstimating the Possible Power of Curtailed Wind Turbines Exposed to WakeEffects
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Optimization and Systems Theory.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Implementering och validering av algoritmer för beskärd  vindkraftsuppskattning med vågeffekt (Swedish)
Abstract [en]

In countries with high wind power penetration such as Denmark and Germany, wind farms are now requested to provide ancillary services. This implies that wind operators like Vattenfall must curtail (down-regulate) their farms from their possible power so that power reserves can be used in case of an outage in the electrical network. However, the estimation of the possible power of a farm is a complex task as it depends on many parameters such as the ambient conditions, the operational status of the turbines and the layout of the farm. The current estimation ignores these and unfortunately, this yields to an overestimation of the possible power when the farm is curtailed.

Tuhfe Göçmen published recently the PossPOW algorithm whose goal was to integrate these parameters in the estimation of the possible power so that the method would still be applicable during curtailments. Here, this algorithm was studied in depth to determine if it could be employed in real cases. In particular, it was tested on different situations than the ones investigated initially. It turned out that the actual algorithm failed to consider correctly the wind direction, a crucial parameter for the quality of the estimate. Therefore, modifications in the initial algorithm were applied to deal with this issue and these led to significant improvements in its performances.

The PossPOW algorithm even with the proposed corrections was not able to reach the expected accuracy. But several areas of improvement were given to enhance the performances of the algorithm in the future. In parallel, this study raised the question of optimal curtailment strategies that which according to the developed models could increase the production of wind farms. Nevertheless, real experiments on wind farms are needed to try these strategies and assess their potential in practice.

Abstract [sv]

I länder med en stor andel vindkraft, som Danmark och Tyskland, kommer det att krävas att vindkraftverk levererar systemtjänster. Det gör att vindkraftoperatörer som Vattenfall är tvungna att nedreglera sina kraftverk från sin möjliga produktion, så att denna kraft kan användas om det uppstår en brist i elnätet. En uppskattning av ett vindkraftsverks möjliga produktion är emellertid komplex eftersom den beror på många parametrar, som omgivningens förhållanden, turbinernas drifttillstånd och vindkraftverkets layout. Den nuvarande uppskattningen beaktar inte dessa vilket leder till en överskattning av möjlig produktion när vindkraftverk är nedreglerad.

Tuhfe Göçmen publicerade nyligen PossPOW-algoritmen vars mål var att integrera dessa parametrar i uppskattningen av möjlig produktion så att metoden även är giltig vid nedreglering. Här har denna algoritmen studerats för att avgöra om den är tillämpar i praktiken. Speciellt, har algoritmen utvärderats under förhållanden som inte hade testats tidigare. Det visade sig att algoritmen misslyckades att ta hänsyn till vindriktningen på ett korrekt sätt, en väsentlig parameter för uppskattningens kvalitet. Den har därför modifierats för att hantera det problemet, vilket har lett till signifikanta förbättringar av algoritmens noggrannhet.

PossPOW-algoritmen, även med de föreslagna förändringarna, uppnådde dock ej förväntad noggrannhet och ett antal förändringar har därför föreslagits som kan förbättra algoritmens prestanda. Studien har även undersökt möjligheten till optimala strategier för nedreglering för att öka vindkraftverkets produktion. Det krävs dock fältstudier för att verifiera huruvida det finns en signifikant potential för detta.

Place, publisher, year, edition, pages
2017.
Series
TRITA-MAT-E ; 2017:43
National Category
Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-209678OAI: oai:DiVA.org:kth-209678DiVA, id: diva2:1114359
External cooperation
Vattenfall AB
Subject / course
Optimization and Systems Theory
Educational program
Master of Science - Applied and Computational Mathematics
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-06-22 Created: 2017-06-22 Last updated: 2017-06-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5938 kB)106 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5938 kBChecksum SHA-512
a02f996eff57f9bedcb26255ac8456417ece631bdbcfaa14872bb17cf48dac1993fd9dc58bf66fb450fd8935d86c6ca99e5fbf0089e88398d35c26f14d8a34e4
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Optimization and Systems Theory
Computational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 106 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 2454 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf