Μοντέλα Πρόβλεψης Αιολικής Παραγωγής

Abstract

Για την επίτευξη των στόχων που έχουν τεθεί σε ευρωπαϊκό και παγκόσμιο επίπεδο ως προς την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, η αιολική ενέργεια θα παίξει το σημαντικότερο ρόλο. Για το λόγο αυτό, και εξαιτίας των προβλημάτων που αυτή δημιουργεί στην ενσωμάτωση της, λόγω της μεταβλητότητας του ανέμου, αναπτύχθηκαν πολλά μοντέλα πρόβλεψης της αιολικής παραγωγής. Στόχος της εργασίας αυτής είναι να καταγράψει τα υπάρχοντα μοντέλα πρόβλεψης και να προσομοιώσει τη συμπεριφορά δύο απλών τέτοιων μοντέλων, σε ΜΑΤLAB. Πιο συγκεκριμένα η δομή της εργασίας έχει ως εξής:Στο Κεφάλαιο 1 παρουσιάζονται γενικές πληροφορίες πάνω σε θέματα που αφορούν την αγορά αιολικής ενέργειας. Παρουσιάζεται η εξέλιξη της αιολικής παραγωγής, οι μελλοντικοί στόχοι και τα προβλήματα που δημιουργούνται από την όλο και μεγαλύτερη αιολική διείσδυση και άρα η αναγκαιότητα των μεθόδων πρόβλεψης. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται μια εκτενής βιβλιογραφική αναφορά στα υπάρχοντα μοντέλα (state-of-the-art), που χρησιμοποιούνται στην πρόβλεψη της αιολικής παραγωγής. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται οι κατανομές των σφαλμάτων πρόβλεψης της ταχύτητας του ανέμου και της παραγόμενης ισχύος. Στη συνέχεια, ορίζεται το πλαίσιο εκτίμησης της ακρίβειας των διαφόρων μοντέλων πρόβλεψης και παρουσιάζονται οι δύο διαφορετικές προσεγγίσεις εκτίμησης των υπαρχουσών μεθόδων.Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται οι παράγοντες που επηρεάζουν το σφάλμα πρόβλεψης της αιολικής παραγωγής. Ο τρόπος με τον οποίο αυτοί επηρεάζουν την ακρίβεια της πρόβλεψης γίνεται κατανοητός με αποτελέσματα από συγκεκριμένα αιολικά πάρκα, όπως αυτά προέκυψαν από το ANEMOS- Project και εργασίες άλλων ερευνητών.Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται αρχικά οι βασικές αρχές λειτουργίας των νευρωνικών δικτύων, μέσω των οποίων υλοποιήθηκε ένα μοντέλο πρόβλεψης αιολικής παραγωγής. Αυτό στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη της αιολικής παραγωγής σε τρία αιολικά πάρκα. Υπολογίζονται τα σφάλματά του συναρτήσει του ορίζοντα πρόβλεψης και συγκρίνονται με τα αντίστοιχα του μοντέλου Persistence.Στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται ένα απλό στατιστικό μοντέλο πρόβλεψης, το γνωστό από τη βιβλιογραφία, Wind Power Prediction Tool - WPPT (στην πρώτη εκδοχή του). Το μοντέλο αυτό υλοποιήθηκε και χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη της αιολικής παραγωγής σε ένα μόνο αιολικό πάρκο.Στο Κεφάλαιο 7 συνοψίζονται τα γενικά συμπεράσματα από την εργασία αυτή και κρίνεται η επίδοση των δύο μοντέλων που υλοποιήθηκαν συγκριτικά και με αυτή του Persistence.