مدل‌سازی منحنی توان توربین بادی با رویکرد پارامتریک و تجزیه‌ و تحلیل عملکرد آن‌ها

در سال‌های اخیر، با توجه به عوامل متعددی مانند محدودیت سوخت‌های فسیلی و پیامدهای زیست‌محیطی استفاده از این سوخت‌ها، تمرکز بر منابع انرژی تجدیدپذیر افزایش چشم‌گیری داشته است. در کشورهای ‌توسعه‌یافته به‌کارگیری انرژی‌های پاک مانند انرژی بادی به‌عنوان یکی از منابع جایگزین موردتوجه قرارگرفته است. در این رویکرد، پایش عملکرد توربین‌های بادی و کنترل کیفیت توان خروجی آن‌ها یکی از موضوعات مهم در مدیریت نیروگاه‌های بادی است. یکی از مشخصه‌های مهم و تاثیرگذار در بررسی توان خروجی توربین‌های بادی، منحنی توان است که نشان‌دهنده رابطۀ بین سرعت باد و توان خروجی توربین می‌باشد. ازاین‌رو در تجزیه‌وتحلیل عملکرد توربین‌های بادی، منحنی توان موردتوجه کارشناسان قرار می‌گیرد. برآورد دقیق منحنی توان توربین بادی یک موضوع کلیدی برای ارزیابی صحیح از عملکرد توربین بادی است. در این مقاله رویکرد پارامتریک در مدل‌سازی منحنی توان مورد بررسی قرار گرفته ‌است. در ابتدا چهار روش موجود برای مدل‌سازی پارامتریک منحنی توان توربین‌های بادی (چندجمله‌ای درجۀ دو، نمایی، مکعب، مکعب تقریبی) معرفی شده است. سپس مدل‌های معرفی‌شده در یک توربین‌ بادی بکار گرفته شدند و از طریق آزمون نیکویی برازش، با منحنی توان اسمی سازنده توربین بادی مقایسه شدند. نتایج تجزیه‌وتحلیل‌ها نشان می‌دهد که منحنی توان نمایی در مقایسه با سه مدل‌ دیگر از شایستگی بیشتری برخوردار است.

Wind Turbine Power Curve Modeling Using Parametric Approach

In recent years, due to the limitation of fossil fuels and the environmental impacts of using such fuels, focusing on renewable energy sources has significantly increased. In developed countries, using clean energy such as wind power has been considered as an alternative source. Monitoring the performance of wind turbines and controlling their output power quality is one of the important issues for managing wind farm. One of the influential characteristics of a wind turbine is the power curve which depicts the relationship between output power and hub height wind speed. Therefore, accurate models of power curves can play an important role in improving the performance of windenergybased systems. Hence, this paper has carried out the parametric techniques for power curve modeling. First, the following parametric equations are introduced to represent the power curves of wind turbines: polynomial power curve, exponential power curve, cubic power curve and approximate cubic power curve. Next, the models have been applied to a wind turbine, and, then, they were compared with manufacturer rsquo;s normal power curves by using the goodness of fit test. The results have shown that the exponential method for modeling of power curve is more desirable compared with three other models.