Моделирование скорости ветра в задачах ветроэнергетики

Abstract

The article is devoted to research of mathematical models of wind speed and development a way to improve the efficiency of wind power plants based on fuzzy logic using fuzzy model of the wind speed. Simulation of the wind speed is a fairly difficult task, since this source of energy is constantly changing in time and space. Four basic models of wind speed were identified at the end of research work: determinate, probability, spectral and fuzzy. Every one finds their own field of application. Thus, from the energy point of view, the model probabilistic distribution of Weibull is most applicable at the level of technical and economic development. Deterministic model allows to determine the power generated by wind turbines at a given average wind speed. The spectral model should apply in those studies where necessary to account for gusts of wind and sudden changes. Fuzzy model of the wind is the most convenient and relevant for modeling of wind turbine control, it is allows to form a flexible control system.

Статья посвящена исследованию математических моделей скорости ветра и разработке способа повышения эффективности выработки ветроэнергетической установки на основе нечеткой логики с использованием нечеткой модели скорости ветра. Моделирование скорости ветра представляет собой достаточно сложную задачу, так как данный источник энергии постоянно изменяется во времени и пространстве. В результате исследований было выделено четыре основных модели скорости ветра: детерминированная, вероятностная, спектральная и нечеткая. Каждая из них находит свою область применения. Так, с энергетической точки зрения, на уровне технико-экономических разработок наиболее применима вероятностная модель или распределение Вэйбулла. Детерминированная модель позволяет определить мощность, вырабатываемую ветроустановкой при заданной средней скорости ветра. В тех исследованиях, где необходим учет порывов и резких изменений ветра, следует обратиться к спектральной модели. Нечеткая же модель ветра удобна и наиболее актуальна при моделировании процессов управления ВЭУ, так как позволяет сформировать достаточно гибкую систему управления.