基于代理模型的海上风电一阶与二阶矩估计方法
应用统计
2021-06-30 v2 流体动力学
摘要
功率曲线被广泛用于风电行业以估算规划与运行用途的功率输出。现有功率曲线估计方法有三个主要局限:(i) 大多仅以风速为唯一输入,从而忽略了其他环境因子的次要但可能显著的影响;(ii) 很大程度上忽视海上机组所处的复杂海洋环境,可能削弱其在海上风能应用中的价值;(iii) 仅关注风电的一阶特性,对均值行为周围的变异信息极少(或没有),而该信息对保障可靠的电网并网、资产健康监测和储能等至关重要。本研究探究若干风相关与浪相关因子对海上风电波动性的影响,最终目标是准确预测其前两阶矩。我们的方法将 OpenFAST 与高斯过程(GP)回归耦合,以揭示支配海上天气到功率转换的潜在关系。我们首先发现,捕捉风速、风向和空气密度综合影响的多输入功率曲线,相对于依赖风速为唯一解释变量的单变量方法(如标准分箱法)可带来两位数提升。浪相关变量对预测平均功率输出不重要,但有趣的是,在描述海上功率围绕其均值的波动方面极为相关。在纽约/新泽西近海实测数据上检验,我们提出的多输入模型在预测海上发电前两阶矩方面展现出高解释力,印证了其对海上风电行业的潜在价值。
引用
@article{arxiv.2012.04549,
title = {A Surrogate-model-based Approach for Estimating the First and Second-order Moments of Offshore Wind Power},
author = {Behzad Golparvar and Petros Papadopoulos and Ahmed Aziz Ezzat and Ruo-Qian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.04549},
year = {2021}
}