Projektbeschreibung
Im von der WTSH geförderten Forschungsprojekt Advanced Model Based Control (AMBC) soll die Technologie der ökonomischen, nichtlinearen modellprädiktiven Regelung für Windenergieanlagen zur industriell beherrschbaren Reife gebracht werden. Das dreijährige Projekt wird gemeinsam von dem erfahrenen Entwickler von Windenergieanlagen, bewind, und zwei wissenschaftlichen Mitarbeiter*Innen der Hochschule Flensburg durchgeführt.
Durch den neuen Regler sollen insbesondere
- die Fehleranfälligkeit und Komplexität bis zur Inbetriebnahme reduziert,
- die Flexibilität des Betriebs in Reaktion auf das Netz und auf Marktbedingungen zu verbessert,
- Optimierungspotenziale hinsichtlich der Energieerträge aber auch der Betriebslasten erzielt, sowie
- eine einfachere Adaption und Optimierung des Betriebsverhalten der Anlagen in Bezug auf ihre jeweiligen Standortbedingungen und
- die schnelle Entwicklung von Reglern für Windenergieanlagenvarianten mit standortspezifisch optimierter Hardware (z.B. Turm).
Ermöglicht wird die Erreichung dieser Ziele durch die Technologie der modelprädiktiven Regelung (engl. model predictive control, MPC). Mit Hilfe des Modellwissens wird das zukünftige Verhalten des Systems für eine gewisse Zeit in die Zukunft simuliert wird. Die so gewonnene Vorhersage wird dann mittels sogenannter Zielfunktionen bewertet, die es dann einem speziellen Optimierungsalgorithmus ermöglichen, die Stelleingriffe in der Simulation so vorzugeben, dass die Ziele bestmöglich erfüllt werden. Das Modell wird aus den Konstruktionsunterlagen der Windenergieanlage erstellt und teilweise mit KI-Ansätzen implementiert. Über die Zielfunktion kann der ökonomische Kompromiss zwischen der Belastung und Abnutzung der Komponenten und der maximalen Energieausbeute fein justiert werden.
Am Ende des Projekts soll ein Prototyp des neuen Reglers in einer Hardware-in-the-Loop Umgebung (HIL), also auf Technology Readiness Level 6 (Prototyp in Einsatzumgebung), demonstriert werden.
Förderung
