Zintegrowana metoda optymalizacji układu połączeń i doboru kabli dla wewnętrznej sieci farmy wiatrowej

• Autorzy: Wędzik A.

Warianty tytułu

EN

The integrated optimization method of connection and cables layout design for a wind farm internal network

• Konferencja: XVII Międzynarodowa Konferencja Naukowa AKTUALNE PROBLEMY W ELEKTROENERGETYCE APE’15 (17-19.06.2015, Jastrzębia Góra, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sieć wewnętrzna farmy wiatrowej przypomina rozległą strukturę sieciową. Turbiny wiatrowe, rozmieszczone są na dużych obszarach terenu, a łączące je linie kablowe osiągają długości kilkudziesięciu kilometrów. Koszty budowy takiej sieci stanowią znaczący element całej inwestycji. Należy więc, już na etapie projektowania, dążyć do takiej konfiguracji układu połączeń wewnętrznych farmy wiatrowej, aby przy jednoczesnym spełnieniu warunków technicznych koszty takiego przedsięwzięcia były najniższe. Dotychczas, zazwyczaj dokonywano tego w dwóch niezależnych procesach. Najpierw określano strukturę sieci, zapewniającą najkrótsze możliwe połączenia pomiędzy turbinami, a następnie, do tak określonej struktury, dobierano odpowiednie kable, spełniające wymagania techniczne. Jednak czy przy takim podejściu projektowym zapewniony był optymalny (najniższy) koszt inwestycji? W artykule przedstawiona została odpowiedź na tak postawione pytanie. Zaprezentowana została metoda realizacji wytyczonego w tytule celu. Przytoczone zostały przykłady obliczeń i porównania wyników dla metod optymalnego doboru struktury połączeń i przekrojów kabli sieci wewnętrznej farmy wiatrowej: dwuetapowej i zintegrowanej. Wykazano przydatność zastosowania metody nieliniowej optymalizacji całkowitoliczbowej (Mixed Integer Nonlinear Programming  MINLP), do określania optymalnej struktury sieci kablowych, na terenie farmy wiatrowej.

EN

A minimization of investment costs is one of the main objectives of any investor. Therefore, in the design phase, it should seek to determine the optimal structure of the wind farm internal MV distribution network. It should however follow in the integrated form, guaranteeing the optimal network structure and, at the same time, correct parameters of cables, forming this network. In practice this network guarantees the shortest, possible connection between wind turbines and MPS Substation, while at the same time fulfilling the condition of the lowest cost of building such a network. In the article are presented examples of calculation for the real wind farm. Results were compared with cases of the separated process of determining structures of the network and the layout design of cables forming this network.

Słowa kluczowe

PL

optymalizacja; energetyka odnawialna; farmy wiatrowe

EN

optimization; renewable energy; wind farms

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 42
• Strony: 191--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wędzik A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroenergetyki, 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 18/22 tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Lundberg S., Evaluation of wind farm layouts, EPE Journal, Vol. 16, No. 1, s. 14–21, February 2006.
• 2. Lundberg S., Thesis For The Degree Of Doctor Of Philosophy – „Wind Farm Configuration and Energy Efficiency Studies – Series DC versus AC Layouts”, Department of Energy and Environment, Chalmers University Of Technology, Göteborg, Sweden 2006.
• 3. Wędzik A., Optymalizacja doboru kabli, łączących turbiny na obszarze farmy wiatrowej, Jubileuszowa XV Międzynarodowa Konferencja Naukowa „Aktualne problemy w elektroenergetyce. APE ’11”, Jurata 8–10 czerwca 2011, tom IV, s. 77–87.
• 4. Wędzik A., Optymalizacja układu połączeń kablowych na obszarze farmy wiatrowej, Acta Energetica 3/20 (2014), s. 144–149, DOI: 10.12736/issn.2300-3022.2014313.
• 5. Floudas Ch. A. Nonlinear and Mixed-Integer Optimization: Fundamentals and Applications (Topics in Chemical Engineering), Oxford University Press, First Edition October 5, 1995), ISBN-13: 978-0195100563.
• 6. Bertsekas D.P., Network Optimization: Continuous and Discrete Models; Athena Scientific, Belmont, MIT Massachusetts, 1998.
• 7. Donovan S., Wind Farm Optimization, Proceedings of the 7th Triennial Conference of the Asia-Pacific Operations Research Society, Manila, 2006.
• 8. Donovan S. i in., Mixed Integer Programming Models for Wind Farm Design, MIP 2008 Workshop on Mixed Integer Programming, Columbia University, New York City, 2008.
• 9. Donovan S., An Improved Mixed Integer Programming Model for Wind Farm Layout Optimisation, 41st Annual ORSNZ Conference, 30th November and 1st December, 2006, New Zealand.
• 10. Wu B.Y., Chao K.-M., Spanning Trees and Optimization Problems, Chapman & Hall/CRC, 2004.
• 11. Gavish, B. , Topological design of centralized computer networks: Formulations and algorithms, Networks 12, 1982, s. 355–377.