• Ветроэнергетика

    Освоение одного из наиболее богатых ресурсов на земле требует координации действий специалистов в различных дисциплинах. С помощью программного обеспечения MathWorks инженеры-энергетики могут выполнять следующие действия:
    • анализировать и прогнозировать ветровые условия для оптимизации расположения ветряных электростанций; 
    • рассчитывать точную компенсацию по напряжению для объединения ветряных электростанций в электросеть; 
    • отслеживать и обрабатывать данные для обеспечения работоспособности ветряных двигателей; 
    • разрабатывать ветряные двигатели нового поколения. 
     

    Анализ данных для размещения ветряных электростанций

    Карты ветровых ресурсов — это критически важный инструмент для операторов ветряных электростанций, позволяющий максимизировать выгоду от вложений в землю, инфраструктуру и оборудование при выборе места размещения ветряной электростанции. Использование инструментов MATLAB для анализа данных и создания моделей позволяет инженерам анализировать историю состояний ветров, прогнозировать потенциал производимой электроэнергии в данной местности и выбирать подходящее для выбранной области оборудование ветряного двигателя.
    Инженеры могут использовать среду MATLAB для следующих задач:
    • импорт и предварительная обработка данных регистрирующих устройств, электронных таблиц и баз данных; 
    • анализ истории скоростей ветров с помощью статистических методов; 
    • разработка точных моделей для прогнозирования выходной энергии ветряного двигателя и предельных ветровых условий; 
    • совместное использование результатов с помощью настраиваемых отчетов или веб-приложений; 
    • использование результатов анализа данных в качестве тестовых заданий для создания физических моделей ветряных двигателей. 
     

    Оптимизация интеграции ветряных электростанций с использованием моделирования

    Эффективное управление средствами контроля и работы ветряной электростанции критически важно для гарантированной экономически эффективной работы и качественного обслуживания.
    Системные интеграторы и операторы ветряных электростанций могут использовать модели, чтобы исследовать необходимость компенсации реактивной мощности ветряной электростанции. Цель компенсации реактивной мощности состоит в регулировании напряжения в соединительных точках сети, снижении скачков напряжения и распределении доступной реактивной мощности.
    Чтобы ускорить моделирование, можно использовать различные абстракции и приближения, например электронные преобразователи мощности по среднему значению и представление ветряных двигателей в общем виде. Для ускорения моделирования по нескольким сценариям можно применить параллельные вычисления.


    Анализ данных для улучшения эффективности и надежности ветряных двигателей

    Улучшение надежности ветряных двигателей и обнаружение неисправностей до момента нанесения ущерба критически важно как для операторов ветряных электростанций, так и для производителей ветряных двигателей.
    С помощью среды MATLAB производители ветряных двигателей могут выявлять тенденции и анализировать результаты автоматизации для обнаружения и предотвращения проблем с оборудованием, исследовать степень износа и изучать гарантийные случаи.
    Определение гарантийных тенденций и износостойкости оборудования на основе больших архивов истории функционирования может помочь улучшить надежность ветряных двигателей и минимизировать гарантийные расходы и затраты на обслуживание при эксплуатации. Производители ветряных двигателей могут усовершенствовать алгоритмы анализа для отслеживания состояния двигателей с помощью данных SCADA-систем. С помощью инструментов развертывания MATLAB различные аналитические приложения могут использоваться совместно как внутри команды, так и совместно с клиентами для улучшения эксплуатационного мониторинга и снижения затрат на обслуживание.
    Операторы ветряных электростанций могут оптимизировать объем сгенерированной электроэнергии и прибыли, используя среду MATLAB для анализа относительной стоимости и возможностей ресурсов ветряного двигателя для нескольких факторов, включая следующие:
    • периоды пиковой нагрузки; 
    • режимы использования энергии; 
    • прогнозы температуры, ветра и дождей; 
    • значения квот на выброс углерода; 
    • передающая способность сети. 
     

    Использование модельно-ориентированного проектирования для разработки и реализации алгоритмов управления ветряными двигателями

    Ветряные двигатели представляют собой устройства со сложным взаимодействием механической и электрической систем, разработанные для получения постоянной электрической мощности из постоянно изменяющегося источника — ветра. Управление скоростью двигателя включает в себя непрерывное управление наклоном лопастей для производства максимальной мощности и поддержание работы двигателя в надлежащих рабочих пределах при изменяющейся ветряной нагрузке.
    Модельно-ориентированное проектирование помогает разработчикам ветряных двигателей разрабатывать необходимые алгоритмы управления наклоном лопастей с помощью компьютерных электромеханических моделей для тестирования стратегии компенсации при условиях работы, которые сложно проверить в полевых условиях. Автоматическая генерация кода C из моделей позволяет инженерам в реальном времени осуществлять тестирование алгоритмов управления и переносить алгоритмы управления непосредственно на контроллер.