Wind Turbine: Pitch & Yaw Optimization

De pitchhoeken van een windturbine worden aanvankelijk ingesteld door een monteur met behulp van een schroevendraaier of een knop om de hoek te fixeren waarop het blad moet zijn wanneer het op 0 graden staat (de fine-pitch hoek). De monteur lijnt de markeringen op het blad en in de neuskegel van de turbine uit om dit te doen.

Optimalizatie algoritme

Met onze automatische regelprocedure past de PLC van de windturbine:

  1. Eerst de relatieve pitchhoeken aan om de onbalans van de rotor te minimaliseren.
  2. Daarna past de computer alle bladhoeken in harmonie aan om de optimale fijne pitchhoek te vinden die de vermogensuitvoer van de turbine maximaliseert.

Een vergelijkbare procedure is ontwikkeld voor de yawhoek:

  1. De yaw-hoek varieert in een stapvormige beweging, bijvoorbeeld van -10, -5, -2, +2, +5, +10 graden.
  2. Een Maximum Power Tracking regeling zorgt ervoor dat continue geoptimaliseerd wordt naar vermogen.
  3. Wanneer de optimale yaw-hoek gevonden is waarbij het geleverde vermogen maximaal is, kan het algoritme stoppen.

Field Test resultaten

De grafiek hieronder toont hoe de optimale yaw-offset convergeert naar zijn uiteindelijke waarde, binnen ongeveer 100 cycli (wat overeenkomt met 30 ‘effectieve’ uren, dat wil zeggen uren waarin de turbine onder de juiste omstandigheden werkt). In deze grafiek was de windvaan eerst gekalibreerd met behulp van een LIDAR, om ons in staat te stellen de geoptimaliseerde yawhoek te controleren. De op LIDAR gebaseerde yawafwijking, weergegeven als een zwarte lijn, bevestigt het resultaat.

Optimalisatie van de yawhoek om het vermogen te optimaliseren.

Waarde voor de klant

Met een geoptimaliseerde yaw & finepitch hoek heeft de klant met field tests laten zien dat gemiddeld genomen:

  1. oscillaties met meer dan 80% kunnen worden verminderd,
  2. terwijl het rendement met 3-6% per jaar kan worden verbeterd.

De klant bied dit inmiddels aan als een ‘upgrade package’ aan bestaande klanten, en de procedure wordt nu standaard tijdens de commissioning van nieuwe turbines uitgevoerd.

Certification

De optimalisatieprocedure maakt uitsluitend gebruik van standaard aan boord aanwezige sensoren. Na optimalisatie wordt een PV-curveverschil ‘voor’ en ‘na’ gegenereerd, dat kan worden gebruikt om de exacte rendementsverbetering te berekenen. Deze procedure is geverifieerd door een certificatie-instituut en is toegepast op meer dan 20 windturbines in het veld.

Leave a Comment

en_USEnglish