Modeling and Evaluation of Wind Turbine Operational Strategies During Icing Events
Notice bibliographique
Résumé
Cold climates around the world are seeing increasing investment in wind power generation. The benefits of cold regions, however, come with unique challenges that are not experienced by wind turbines in more temperate regions. The accumulation of ice on wind turbine blades in particular can reduce power production due to aerodynamic inefficiencies and turbine shutdowns. To gain a better understanding of the extent to which these challenges are faced across Canada, the author ran a Survey in 2017 of 43 wind farms across the country. Results were presented at the 2018 CanWEA O&M Summit, and discussions that followed highlighted an important and unanswered question: When an icing event is detected or predicted at a wind farm, is it better to pause the turbines during the event or maintain power production? How much less ice is accumulated if the wind turbines are paused, and how does this impact power production? To answer these questions, the Ice and Power Model described herein was developed. Wind turbine characteristics and icing event conditions are taken as inputs, and blade ice accumulation, aerodynamic impacts, and power production impacts are produced as outputs. The model consists of three components: (1) ice accumulation, (2) aerodynamic analysis, and (3) power curve estimation. Upon validation, the model was used to estimate and analyze the blade ice accumulation on the NREL 1.5 MW reference wind turbine for five icing events, in which the input parameters of far-field wind speed, air temperature, cloud liquid water content, and droplet mean volume diameter were varied. For each icing event, two simulations were executed with the model where: (a) the wind turbine maintains operation during the icing event and (b) the wind turbine is paused for the duration of the icing event. The resulting ice accumulation, impacts to blade aerodynamics, and impacts to power production capabilities following the icing event were compared. The results provide evidence that while pausing turbines does indeed result in significantly less ice accumulation, the impact to power production capabilities following the icing event is not significant enough to justify cutting power production to zero for short events.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».