Исследователи консультировались с Соединением PJM – оператором сетки, поставляющим электричество больше чем 60 миллионам человек в 14 государствах – чтобы развивать компьютерную модель, которая моделирует, как электрическая сетка ответила бы на инъекции энергии ветра из прибрежных ветровых электростанций вдоль Восточного побережья на пяти уровнях построенного между 7 и 70 гигаваттами установленной мощности. Исследование с двумя частями опубликовано в журнале Renewable Energy.Операторы сетки препятствия сталкиваются, то, как объединить увеличивающиеся суммы естественно колеблющегося берегового ветра в сеть, которая должна обеспечить надежную власть клиентам, 24-7. UD и команда Принстона показали консервативно, что, с некоторыми модернизациями линий передачи, но без любой потребности в добавленном хранении, сетка PJM может обработать более чем 35 гигаватт берегового ветра – это составляет 35 миллиардов ватт – достаточно, чтобы привести приблизительно 10 миллионов домов в действие.
Они также нашли, что сетка PJM могла в будущей ручке дважды, что сумма, до 70 гигаватт, когда прогнозирование ветра улучшается, позволяя оператору власти лучше предсказать и использовать больше ветра.«Наша цель состояла в том, чтобы копировать эту очень сделанную человеком энергетическую систему под всеми видами сценариев», сказала Кристина Арчер, адъюнкт-профессор физической океанской науки и разработки в Университете Делавэра. «Что Вы сделали бы как оператор сетки, если бы Вы думали, что было ветреным сегодня, и это не, или если шторм ветра прибывает ранее, чем ожидалось? Мы моделировали всю сетку PJM, с каждой электростанцией и каждой ветровой электростанцией в ней, старый и новый, каждые пять минут. Насколько мы знаем, это – первая модель, которая делает это».
Из ее офиса в Междисциплинарной Науке UD Harker и Технической Лаборатории, Стрелец приложил усилия команды, чтобы произвести реалистические прогнозы берегового ветра на основе реальных данных ветровой электростанции из наземных систем, которые коллеги в Принстоне тогда включили в их модель системы электроэнергии PJM. Команда использовала стохастическое моделирование, бегущие сотни прогнозов с различными изменениями в условиях, чтобы реалистично представлять колебание и иногда непредсказуемое поведение ветра.
Модель PJM, названного умной ISO, созданной в Принстоне, разработана, чтобы обращаться и с изменчивостью и с неуверенностью в растущих исходных данных энергии берегового ветра, моделировав то, что происходит по обширной энергосистеме больше чем с 60 000 миль линий передачи.«Неуверенность в ветре потребует, чтобы мы разработали стратегии, чтобы минимизировать потребность во вращении запаса», сказал Уоррен Пауэлл, преподаватель и ведущий исследователь в Принстоне, отвечающем за модель SMART-ISO, обратившись к электрическим генераторам, которые должны продолжать «вращаться» и быть готовы к любой нехватке электричества. «Хотя мы нашли, что запасы были необходимы – 21 процент способности ветра на 70 гигаватт – есть много стратегий, которые могли быть исследованы, чтобы лучше обращаться с изменчивостью, когда ветер растет в будущем».Первая американская прибрежная ветровая электростанция, состоя из пяти ветряных двигателей в Блок-Ислэнд, Род-Айленд, с генерирующей мощностью 30 мегаватт, еще не была построена, когда исследователи начали свое исследование пять лет назад.
70 гигаватт, на расстоянии от берега смоделированных в этом исследовании, были бы почти равны общей американской мощности энергии ветра, установленной на земле через конец 2016.Арчер говорит, что добавление большего количества прибрежных ветровых электростанций понизило бы затраты электричества потребителей и уменьшило бы загрязнение, заменив электростанции каменноугольного и природного газа.«Мы видели до 50-процентного сокращения углерода и двуокиси серы и до 40-процентного сокращения выбросов окисей азота на самом высоком уровне построенного, наборе на 70 гигаватт ветровых электростанций.
Плюс, затраты на электричество понижались бы каждый месяц кроме июля, когда кондиционер на пике», сказал Арчер. «Энергия ветра – очень хорошая идея – для здоровья людей и их кошельков».