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Arbeitsgruppe

Regelung, Optimierung und Monitoring

Regelung und Systementwurf verknüpfen für Regelungsstrategien der nächsten Generation.

Die Regelungsstrategien bilden das Gehirn der Windenergieanlage und haben somit großen Einfluss auf ihr Verhalten im täglichen Betrieb. Sie beeinflussen strukturelle Lasten und Leistungsqualität maßgeblich. Die Arbeitsgruppe „Regelung, Optimierung und Monitoring" beschäftigt sich mit dem Entwurf dieser Regelungsstrategien unter Berücksichtigung des gesamten Systems Windenergieanlage. Die Ziele umfassen unter anderem die Stabilisierung  schwimmender Windenergieanlagen, Lastenreduktion und "Lifetime Extension".

Schwerpunkte

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Das Ziel der Basisreglerentwicklung besteht darin, die Windenergieanlage in allen Umgebungsbedingungen in einem sicheren Betrieb zu garantieren. und dabei möglichst hohen Energieertrag bei kontrollierbaren strukturellen Lasten zu erhalten. Dabei werden für die Basisregler nur konventionelle Messverfahren eingesetzt, die dem Regler und der Betriebsführung in allen modernen Windenergieanlagen zur Verfügung stehen. Der systematische Ablauf des Reglerentwurfs berücksichtigt die Systemantwort der gesamten Windenergieanlage

Die lidarbasierte Regelung kombiniert die SWE-Kompetenz im Bereich Lidarmesstechnik mit der Reglerentwicklung. Hierbei werden Lidarmessungen zur Vorsteuerung des kollektiven Blattwinkels genutzt, was zu großen  Lastenreduktionen führt. Mit dem am SWE entwickelten Lidar-System konnte diese Technologie  zusammen mit dem US-amerikanischen Forschungsinstitut NREL weltweit erstmalig erfolgreich getestet werden.

Verglichen mit Onshore-Windenergieanlagen birgt die Regelung schwimmener Anlagen größere Herausforderungen. Die Wechselwirkungen von Wellenlasten mit der weichen Tragkonstruktion kann zu kritischen Instabilitäten führen.

Zusammen mit der Arbeitsgruppe Konzeptentwurf und Systemsimulation werden reduzierte nichtlineare und linearisierte Modelle für schwimmende Windenergieanlagen entwickelt, welche zum einen in modellbasierten prädiktiven Reglern verwendet werden, aber auch zum Entwurf von parametrisierten Reglern für die Strukturoptimierung der schwimmenden Anlagen.

Zusätzlich zur Regelung der einzelnen Windenergieanlage zielt der Windfarm-Regelung auf den größtmöglichen Energieertrag des gesamten Parks ab. Hierfür werden Techniken wie Wake-deflection (Nachlauf-Ablenkung) eingesetzt. Auch in diesem Bereich ist es möglich Lidarmessungen einzusetzen, zum Beispiel zur Ortung des Nachlaufzentrums.

Team ROM

Kontakt

 

Team: Regelung, Optimierung und Monitoring