Prognozowanie generacji wiatrowej w kontekście gospodarowania zasobami energii

• Autorzy: Szeląg P.

Warianty tytułu

EN

Forecasting wind generation in the context of energy resources management

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Z roku na rok przybywa nowych instalacji wytwarzających energię elektryczną z odnawialnych źródeł energii. Zjawisko to, w różnym stopniu, dotyczy wszystkich rodzajów zasobów odnawialnych, jednak najdynamiczniej rozwija się energetyka wiatrowa. Przyłączanie nowych farm wiatrowych do systemu elektroenergetycznego powoduje konieczność rozwiązania problemów związanych z pracą tych źródeł energii; do najważniejszych z nich należą: duża zmienność w czasie poziomu generowanej mocy oraz trudność w jej przewidywaniu. Od lat podejmowane są próby ograniczenia negatywnych skutków pracy elektrowni wiatrowych. Podejmowanie działania początkowo skupiały się na przygotowywaniu kolejnych, coraz lepszych narzędzi prognostycznych dedykowanych elektrowniom wiatrowym. Obserwowane jest również przyspieszenie prac związanych z opracowywaniem technologii oraz budową instalacji magazynujących energię elektryczną. Celem autora jest połączenie tych dwóch nurtów i stworzenie dwóch narzędzi. Pierwszym z nich będzie model dający możliwość przygotowania możliwie najlepszej prognozy generacji mocy. Drugim, narzędzie wyznaczające optymalną pojemność magazynu, między innymi na podstawie informacji uzyskanych z modelu prognostycznego. W pracy tej przedstawiono działania związane z wykonaniem pierwszego narzędzia. Opisano proces filtracji danych pomiarowych oraz problemy z tym związane. Przedstawiono koncepcję modelu predykcyjnego. Scharakteryzowano etap uczenia modelu oraz wykonania prognozy mocy. Przedstawiono dokładności prognozy oraz sformułowano kolejne etapy pracy.

EN

From year to year, the number of new installations producing electricity from renewable energy sources increases. This phenomenon, to varying degrees, applies to all types of renewable resources, though the fastest growing is wind power. Connecting new wind farms to the power system necessitates solving the problems related to the work of these energy sources. The most important issues include the large variation in the level of power generated and the difficulty in predicting changes in the supply. For years, attempts have been made to reduce the negative factors, initially focusing on preparing new forecasting tools dedicated to wind farms. Also observable has been the acceleration of work associated with the development of the technology and the construction of electrical energy storage capacity. The objective of this study is the combination of these two trends and the development of two applicable tools. The first model will provide the opportunity to prepare the best possible forecast of power generation. The second will be a tool for defining the optimum storage capacity, inter alia, on the basis of information obtained fromthe forecastingmodel. This paper presents the activities related to the implementation of the first tool. It describes the process of filtering the measured data and the problems associated with it, and presents the concept of a predictive model. The learning phase of the model is outlined together with creating a forecast for power levels. Also shown is the accuracy of the forecasts, and formulation for the successive stages of work.

Słowa kluczowe

PL

energia wiatrowa; odnawialne źródła energii; prognozowanie; analiza skupień

EN

wind energy; renewable energy sources; forecasting; cluster analysis

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, z. 3
• Strony: 125--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szeląg P.

• Instytut Elektrotechniki, Politechnika Częstochowska, Zakład Urządzeń i Gospodarki Elektroenergetycznej, Częstochowa

Bibliografia

• [1] GIEBEL i in. 2003 – GIEBEL, G., LANDBERG, L., KARINIOTAKIS, R. i BROWNSWORD, R. 2003. State-of-the-art on methods and software tools for short-term prediction of wind energy production. Proceedings of European Wind Energy Conference, Madryt.
• [2] KHALID, M. i SAVKIN, A.V. 2012. A Method for Short-TermWind Power Prediction With Multiple Observation Points. IEEE Transactions on Power Systems t. 27, z. 2, s. 579–586.
• [3] KUSIAK i in. 2013 – KUSIAK, A., ZHANG, Z. i VERMA, A. 2013. Prediction, operations, and condition monitoring in wind energy. Energy t. 60, s. 1–12.
• [4] MADSEN i in. 2004 –MADSEN, H., KARINIOTAKIS, G., NIELSEN, H., NIELSEN, T. i PINSON, P. 2004. A protocol for standardizing the performance evaluation of short-term wind power prediction models. Proceedings of the 2004 Global Windpower Conference and Exhibition.
• [5] MAJCHRZAK i in. 2012 – MAJCHRZAK, H., TOMASIK, G. i KWIATKOWSKI, M. 2012.Wykorzystanie technologii magazynowania energii do integracji energetyki wiatrowej z systemem elektroenergetycznym. Energetyka t. 10, s. 579–586.
• [6] POPŁAWSKI i in. 2009 – POPŁAWSKI, T., DĄSAL, K. i ŁYP, J. 2009. Problematyka prognozowania mocy i energii pozyskiwanych z wiatru. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2, s. 511–523.
• [7] POPŁAWSKI i in. 2010 – POPŁAWSKI, T., DĄSAL, K., ŁYP, J. i SZELĄG, P., 2010. Zastosowanie modeli ARMA do przewidywania mocy i energii pozyskiwanej z wiatru. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 13, z. 2, s. 385–400.
• [8] POPŁAWSKI i in. 2011 – POPŁAWSKI, T. i SZELĄG, P., 2011.Wykorzystanie własności podobieństwa procesów do prognozowania mocy przez turbiny wiatrowe. Rynek Energii t. 1, s. 103–107.
• [9] POPŁAWSKI i in. 2013 – POPŁAWSKI, T., SZELĄG, P., GŁOWIŃSKI, C., ADAMOWICZ, Ł. i CAŁUS, D. 2013. Użycie metod grupowania do prognozowania generacji wiatrowej. Rynek Energii t. 5, s. 21–25.
• [10] YAO i in. 2014 – YAO, Z., JIANXUE, W. i XIFAN, W. 2014. Review on probabilistic forecasting of wind power generation. Renewable and Sustainable Energy Reviews t. 32, s. 255–270.
• [11] Mapa… 2014 – Mapa odnawialnych źródeł energii w ramach projektu Transition Facility 2006/018-180.02.04: Opracowanie i rozpowszechnienie narzędzi oraz procedur regulacyjnych stosowanych w stosunku do sektora odnawialnych źródeł energii oraz energii elektrycznej wytwarzanej w kogeneracji. Urząd Regulacji Energetyki, aktualizacja mapy z dnia 2014–03–31, http://www.ure.gov.pl/uremapoze/mapa.html.
• [12] Polityka... 2009 – Polityka Energetyczna Polski do 2030. Ministerstwo Gospodarki. Warszawa, Uchwała nr 202/2009 Rady Ministrów z dnia 10 listopada 2009 r.
• [13] Rozporządzenie… 2007 – Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego.