Modelado de la Curva de Potencia de Turbina Eólica Usando Regresión de Soporte Vectorial con Análisis Dinámico
Autores: Agwa, Ahmed M.; Elamy, Mamdouh I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado de la Curva de Potencia de Turbina Eólica Usando Regresión de Soporte Vectorial con Análisis Dinámico
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Grabaciones
Velocidad del viento
Potencia de la turbina eólica
Modelo
Paramétrico
No paramétrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Las grabaciones de la velocidad del viento y la potencia asociada de los aerogeneradores (WT) poseen ruido, debido a mediciones inexactas de los sensores, condiciones atmosféricas, paradas de funcionamiento y fallos. Las mediciones aún contienen ruido incluso después de la purificación, por lo que la curva de ajuste de la potencia del aerogenerador podría ser diferente de la hoja de datos. El modelo de potencia del aerogenerador (MWTP) es significativo, debido a su utilización para predecir y gestionar la energía eólica. Hay dos tipos de MWTP, a saber, los tipos paramétrico y no paramétrico. La identificación de parámetros del MWTP paramétrico puede considerarse un problema de optimización no lineal de alta complejidad. La función de ajuste consiste en minimizar los errores cuadráticos medios (RASE) entre las potencias del viento calculadas y medidas, mientras se sujeta a un conjunto de restricciones de parámetros. El MWTP no paramétrico se identifica a través del entrenamiento mediante aprendizaje automático. En este artículo, se aplica de manera innovadora el aprendizaje automático, a saber, la regresión de vectores de soporte (SVR), para la identificación del MWTP no paramétrico. Además, se estudian teóricamente la fuerza dinámica y los parámetros propios de los WT a diferentes velocidades del viento. El modelo teórico para analizar las frecuencias naturales de los WT se valida utilizando dos técnicas, a saber, el método de elementos finitos y la teoría de vigas de Euler-Bernoulli. Las simulaciones se ejecutan utilizando MATLAB. El SVR se evalúa mediante la comparación de sus resultados con los de tres MWTP paramétricos, a saber, las funciones logísticas de 5 y 6 parámetros, y la tangente hiperbólica modificada. Se puede afirmar que la ejecución del SVR es excelente y puede producir el MWTP no paramétrico con un RASE menor que otros algoritmos entre un 0.4% y un 93.8%, con un bajo costo computacional.
Descripción
Las grabaciones de la velocidad del viento y la potencia asociada de los aerogeneradores (WT) poseen ruido, debido a mediciones inexactas de los sensores, condiciones atmosféricas, paradas de funcionamiento y fallos. Las mediciones aún contienen ruido incluso después de la purificación, por lo que la curva de ajuste de la potencia del aerogenerador podría ser diferente de la hoja de datos. El modelo de potencia del aerogenerador (MWTP) es significativo, debido a su utilización para predecir y gestionar la energía eólica. Hay dos tipos de MWTP, a saber, los tipos paramétrico y no paramétrico. La identificación de parámetros del MWTP paramétrico puede considerarse un problema de optimización no lineal de alta complejidad. La función de ajuste consiste en minimizar los errores cuadráticos medios (RASE) entre las potencias del viento calculadas y medidas, mientras se sujeta a un conjunto de restricciones de parámetros. El MWTP no paramétrico se identifica a través del entrenamiento mediante aprendizaje automático. En este artículo, se aplica de manera innovadora el aprendizaje automático, a saber, la regresión de vectores de soporte (SVR), para la identificación del MWTP no paramétrico. Además, se estudian teóricamente la fuerza dinámica y los parámetros propios de los WT a diferentes velocidades del viento. El modelo teórico para analizar las frecuencias naturales de los WT se valida utilizando dos técnicas, a saber, el método de elementos finitos y la teoría de vigas de Euler-Bernoulli. Las simulaciones se ejecutan utilizando MATLAB. El SVR se evalúa mediante la comparación de sus resultados con los de tres MWTP paramétricos, a saber, las funciones logísticas de 5 y 6 parámetros, y la tangente hiperbólica modificada. Se puede afirmar que la ejecución del SVR es excelente y puede producir el MWTP no paramétrico con un RASE menor que otros algoritmos entre un 0.4% y un 93.8%, con un bajo costo computacional.