BMWi (FKZ 03EE3027A)

01.07.2020 - 30.06.2023

• Carl von Ossietzky Universität Oldenburg – Fakultät V – Mathematik und Naturwissenschaften - Institut für Physik – ForWind – Zentrum für Windenergieforschung, Oldenburg (Koordinator)
  Arbeitsgruppe Windenergiesysteme (WE-Sys)
  Arbeitsgruppe Energiemeteorologie (EnMet)
• Abacus Laser GmbH, Göttingen
• DLR – Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V., Oldenburg
• Energy & Meteo Systems GmbH, Oldenburg
• METEK Meteorologische Messtechnik GmbH, Elmshorn

Windrampen, d. h. schnelle Änderungen der anströmenden Windgeschwindigkeit, etwa bei Frontdurchgängen, verursachen starke Gradienten der Einspeiseleistung von Offshore-Windparks. Die Vorhersage solcher Windrampen ist mit großen Unsicherheiten belegt. Hierdurch wird die operative Netzbetriebsführung erschwert, die Abregelung von Windenergie verursacht bzw. verlängert, Umplanungen von konventionellen Kraftwerken erforderlich und die an der Börse gehandelte Windenergie verteuert. Das Fernerkundungsverfahren Lidar ermöglicht die Messung von Windgeschwindigkeiten mehrere Kilometer stromaufwärts. So können Windrampen erfasst werden, bevor sie auf den Windpark treffen. Die Ziele des Projekts WindRamp sind eine verbesserte Netzbetriebsführung und eine Optimierung von Strom-Handelsprozessen durch i) die Erforschung und Erprobung einer beobachtergestützten Kürzestfristprognose der Windparkleistung auf Basis von Lidar-Windmessungen, ii) die praktische Anwendung dieser Kürzestfristprognose in Netzbetriebsführung und Stromhandel sowie Analyse und Bewertung der erzielten Verbesserungen und iii) die parallele Konzeptentwicklung und -demonstration eines kompakten Lidars mit deutlich gesteigerter Messreichweite und besserer Datenverfügbarkeit zur Erweiterung des zeitlichen Vorhersagehorizonts. Im Teilprojekt „Kürzestfristvorhersage und Offshore-Messprogramm“ führt ForWind - Universität Oldenburg eine Offshore-Messkampagne mit Lidar durch, um Daten für die Kürzestfristprognose bereitzustellen. Messszenarien und Analysemethoden werden an die angestrebten hohen Reichweiten angepasst. Auf Basis dieser Daten werden Methoden zur Vorhersage von insb. Rampenereignissen mit Zeithorizonten bis 30 Minuten erforscht, getestet und validiert. Gemeinsam mit den Projektpartnern werden die Verbesserungen in der Anwendung der neuen Methoden für die Netzbetriebsführung und im Stromhandel überprüft. Der im Projekt entwickelte Lidar-Demonstrator wird mit einem kommerziellen Lidar verglichen.

• Planung und Durchführung der Offshore Messkampagne
• Aufbereiten von Lidar- und SCADA-Datensätzen
• (Weiter-)Entwicklung von Vorhersagemethoden zur probabilistischen Kürzestfrist-Leistungsvorhersage mit Fokus auf der Vorhersage von Rampenereignissen
• Integration eines probabilistischen SCADA-basierten Propagationsmodells insbesondere zur Berücksichtigung von Nachlaufeffekten
• Planung und Durchführung eines Offshore Messprogramms mit dem Lidar-Demonstrator sowie Validierung der Messungen
• Implementierung und Test der Prognosemethode in Echtzeit sowie Validierung und Optimierung derselben

angewandte Forschung