Vindparkstyring (WFC) krever tverrfaglig kunnskap innen blant annet aerodynamikk, materialer og strukturelle responser, elektriske komponenter, reguleringsteknikk, systemintegrasjon og kraftmarkeder. SINTEF kombinerer ekspertise innen disse fagområdene for å drifte vindparker på en lønnsom måte.
Maksimering av kraftproduksjonen som primær driftsmodus fungerer godt for enkeltstående vindturbiner og mindre landbaserte vindparker. Dette vil imidlertid ikke være akseptabelt til enhver tid for større havvindparker med flere GW installert kapasitet. De må oppfylle nettkoder og i større grad levere systemtjenester for å sikre en trygg og pålitelig drift av kraftsystemet. Disse systemintegrasjonsorienterte funksjonene er knyttet til styring av vindkraftanlegg (WPPC). Vindparkens strømningsstyring (WFFC) fokuserer derimot på å redusere krafttap som følge av aerodynamiske interaksjoner, det vil si kjølvannseffekter, mellom vindturbiner, samt redusere opphopning av utmatting i konstruksjonene.
Et av våre sentrale forskningsområder er integrert vindparkstyring, der behovet for WPPC kombineres med fordelene ved WFFC – det vil si å maksimere kraftproduksjonen samtidig som nettrestriksjoner overholdes – og omvendt: å levere systemtjenester samtidig som belastningen og degraderingen av anleggene begrenses. Dette omfatter blant annet markedsbasert vindparkstyring, der kraftmarkedsprisene tas med i driftsbeslutningene. Dette vil bli stadig mer relevant i fremtidens energisystemer og markedsstrukturer med en høy andel fornybare energikilder. Drift- og vedlikeholdsaktiviteter (O&M) tilfører ytterligere en dimensjon til den tverrfaglige utfordringen knyttet til vindparkstyring.
SINTEF utvikler løsninger for å finne den riktige avveiningen og møte utfordringene knyttet til styring og drift av vindparker.
Våre forskningsområder og tjenester omfatter:
-
Dynamisk modellering av vindturbiner og vindparker, inkludert aero-hydro-servoelastiske og elektromekaniske interaksjoner
-
Analyse av systemdynamikk, regulering og optimalisering av vindkraftanlegg
-
Modellering av effektsvingninger fra vindparker
-
Integrert vindparkstyring som kobler sammen styring av vindparkens strømning og kraftproduksjon
-
Modellering og estimering av akkumulert utmatting, inkludert effekten av reguleringstiltak
-
Utvikling av modellbaserte og prediktive reguleringsmetoder, inkludert markedsbasert vindparkstyring
-
Multiobjektiv samoptimalisering av vindparkstyring og drifts- og vedlikeholdsaktiviteter