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Applicazioni a casi reali del sistema di previsione di energia per parchi eolici

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Applicazioni a casi reali del sistema di previsione di energia per parchi eolici

Applicazioni a casi reali del sistema di previsione di energia per parchi eoliciSOMMARIO Il presente rapporto costituisce il Deliverable 2.9 – “Applicazioni a casi reali del sistema di previsione di energia per parchi eolici” e descrive le attività di ricerca di sistema svolte nell’ambito del progetto “Impatto delle regole di mercato e dei vincoli tecnici ed ambientali sull’esercizio del sistema elettrico italiano” dell’area “GOVERNO DEL SISTEMA ELETTRICO”, una delle aree di ricerca definite nell’accordo di programma triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e CESI RICERCA S.p.A. ai sensi dell’art. 3 comma 2 del D.M. 23 marzo 2006. Nel corso delle attività svolte nel 2008 il prototipo software per la previsione a breve termine della produzione di energia eolica è stato applicato a casi reali. In tal senso sono stati esaminati sia i dati messi a disposizione da EDENS Spa, relativi ad un parco eolico situato in Basilicata, sia quelli forniti nell’ambito dell’esercizio modellistico ViLab, con un impianto danese denominato KLIM. In entrambi i casi si dispone di una serie temporale di qualche anno di misure medie orarie di potenza prodotta, con velocità e direzione del vento rilevate da un anemometro (posto nelle immediate vicinanze degli impianti). Queste serie temporali sono state suddivise in un data set di addestramento, per configurare le componenti del prototipo, ed in uno di test per verificare le prestazioni del sistema. I parchi eolici sono costituiti, nel primo caso da 20 turbine e nel secondo da 35 turbine, con potenza nominale complessiva rispettivamente di 10 Mw e 21 Mw. Dapprima si è cercato di verificare l’efficacia del sistema di previsione dell’intensità del vento solo nel caso del parco eolico italiano. Questo modulo del prototipo, nel caso di un orizzonte di previsione fra 0-72 ore, è costituito dal modello meteorologico RAMS le cui stime sono corrette tramite metodi statistici di varia natura (reti neurali o regressioni polinomiali). Inizialmente sono state effettuate le simulazioni modellistiche cercando di determinare la configurazione ottimale di vari parametri di ingresso del modello RAMS. Dato che si vuole riprodurre una situazione operativa di previsione, le simulazioni sono state “pilotate” dai dati ricevuti dal modello di previsione del centro ECMWF, utilizzati quindi come condizioni al contorno. Si è scelto di applicare, in forma preliminare, solo a questo insieme di dati le correzioni statistiche denominate MOS (Model Output Statistic) che ne aumentano l’affidabilità. Infatti, l’errore quadratico medio calcolato confrontando il vento previsto, corretto in questo modo, e quello poi misurato si riduce insieme ad un aumento del coefficiente di correlazione. Il calcolo della curva di potenza dei due impianti, ovvero la funzione che collega i dati di vento misurati dall’anemometro con quelli di potenza prodotta, è stato compiuto in modo statistico sfruttando i data set di training. Infine i valori di velocità del vento previsti dalla catena RAMS+MOS sono stati trasformati in valori potenza prevista applicando le curve descritte poc’anzi. Quest’ultimo passaggio introduce un errore dell’8% della potenza nominale mentre le prestazioni dell’intero sistema, sul primo giorno di previsione, sono valutabili in termini dell’errore quadratico medio di circa il 15% rispetto alla potenza nominale per entrambi i parchi esaminati. Tali prestazioni sono in linea con quanto riportato in letteratura.

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