麻省理工学院的一个研究团队提出了一种非常规的方法,可以准确地预测拟建风电场的风速。新系统仅使用3个月的数据,而选择新风电场的站点通常需要8到12个月的时间。在风电行业这是一笔大买卖。一个典型的风电场仅需花费数月的时间建设,因此将施工前的时间缩短了数月之久是一项重大改进。
正常值异常
新的MIT风电场模型与风电行业通常预测风电场站点风速的方式相比,发生了180度的变化。
在美国,这个时机非常理想,因为美国风能协会正在为开发人员更新其风电场手册。
常规方法是使用称为正态分布或高斯分布的相对简单的统计分析形式来关联风速数据。如果您看到了钟形曲线图,基本上就是这样。
麻省理工学院的作家拉里·哈迪斯蒂由此描述了这一过程:
通常,风能顾问会在拟议站点的风速测量值与同一时期在附近气象站进行的风速测量值之间找到相关性,那里的记录可以追溯到几十年前。在这些相关性的基础上,顾问将调整气象站的历史数据,以提供新站点的风速近似值。
您是否像在单个气象站中一样抓住了有关“气象站”的问题?这是MIT新方法的主要区别。MIT方法基于十几个站的数据。
结果是一种用于分析风电场站点的方法,该方法将模型划分为更广阔的领域,我们称其为异常,因为它不正常:
…不仅限于高斯概率分布。此外,它可以使用不同类型的分布来表征来自不同站点的数据,并且可以以不同方式将它们组合。它甚至可以使用所谓的非参数分布,其中的数据不是通过数学函数描述的,而是通过采样的集合描述的,这与数字音乐文件由连续声波的离散采样组成的方式非常相似。
风能有望统治世界
风能的成本一直以惊人的速度下降,新模式将通过缩短新风电场的开发时间表,并帮助风电开发商更准确地确定地点,来帮助实现这一趋势。
更高的风力涡轮机塔架和风力涡轮机技术的新进步是前进的其他关键因素。GE的新“丑小鸭”风力涡轮机概念以及能源部的新的更长的涡轮叶片计划引起了我们的注意。
在美国这里,风能的成本本质上是指陆上风电场的成本,因为离岸领域尚未起飞。但是,我们已经看到迹象表明,海上风能成本正在下降,海上风能活动开始冒泡。
尽管有科赫障碍物的阻挠,奥巴马政府还是开始租赁大西洋海岸的海上风电场。政府还资助研究开发浮动式风力涡轮机,以开发太平洋沿岸的海上风能。
另一个引起我们注意的发展是为夏威夷提议的新的海上风电场,该风电场正在向前发展,同时围绕该岛国独特的一系列经济,社会和环境问题进行微调。
那那些微型风力发电机呢?
具有讽刺意味的是,新的风速预测模型部分归功于微型风力涡轮机。2009年,波士顿科学博物馆安装了一套屋顶微型风力涡轮机,这为该设施提供了在其屋顶上安装风速计的借口(风速计是风速和压力测量装置的代名词)。
风速计为风电场团队提供了绝佳的机会来检查其新模型的准确性。有了初步验证,下一步就是将模型应用于来自实际风电场站点的历史数据。
研究小组发现,他们的新“异常”模型可以在仅使用3个月的数据的情况下,在两年内准确预测风速。
但是,等等,还有更多。该模型还被证明比使用8个月数据的传统模型要精确3倍。
科学博物馆风速计是不断赠送的礼物。在对来自仪器的数据进行其他分析之后,该团队发布了一项新研究,该研究表明其预测准确性可能翻倍。
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图片由Jose-Luis Olivares通过麻省理工学院提供。
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