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IN-VENTO

Predicción de velocidad de viento y potencia producida en parques eólicos utilizando métodos estadísticos

iconoInvento.png Tipo de proyecto: Proyecto nacional
Programa: Programa Nacional de I+D 2004-2007
Código: CGL2005-06966-C07-02/CLI
Periodo: Octubre 2005 - Octubre 2008
Estado: Terminado

In-Vento es un proyecto coordinado (9 subproyectos) para abordar el estudio de la predictibilidad meteorológica aplicada a la gestión de recursos eólicos en terreno complejo. Para ello, se aplicarán distintas metodologías para la estimación de la producción de energía eólica, tanto a corto y medio plazo (hasta 48–72 horas), como estacional (hasta 1 mes). También se analizará el valor económico de cada metodología desde el punto de vista de su integración en el sistema de gestión eléctrica, evaluando aspectos prácticos de su aplicación, como el prorrateo en el pool de la energía. Por tanto, este proyecto propone una aplicación interesante de la meteorología en un problema económico de interés nacional, que involucra tecnologías respetuosas con el medio ambiente.

Para abordar este problema se puede trabajar directamente con datos de potencia, o bien se puede intentar mejorar la predicción de la velocidad del viento en terreno complejo para después predecir la producción de potencia en los parques eólicos. En ambos casos, se necesita determinar un modelo de comportamiento del sistema eólico que no sólo englobe la curva de potencia media, sino características dinámicas del propio parque (conexiones y desconexiones, histéresis, etc.) para obtener la variable que se pretende predecir. En este proyecto se van a seguir ambas líneas de trabajo, extendiendo el estado actual del conocimiento, para producir simulaciones regionales y locales del viento y de la producción de energía eólica, aplicando modelos estadísticos lineales y no lineales de predicción y donwscaling, modelos dinámicos de mesoscala y de microescala, y modelos de curva de potencia. Por tanto, se aplicarán de forma integrada todos los métodos que proporciona la tecnología disponible, algunos ya aplicados (principalmente modelos estadísticos lineales), y otros nuevos más apropiados al problema. También se desarrollará un modelo económico basado en las reglas del mercado energético con el fin de comparar el valor de las distintas metodologías en diferentes períodos de tiempo y emplazamientos.

Como punto de partida se analizarán en detalle las bases de datos de velocidad, dirección de viento y producción de energía eólica disponibles en distintos emplazamientos. Se estudiarán sus distribuciones de probabilidad y su variabilidad para progresar en el entendimiento de la variabilidad climática de la velocidad del viento y de la potencia, así como de los procesos que más influyen en este problema a escala local. De forma paralela, se realizarán integraciones de alta resolución en la Península Ibérica para generar un reanálisis de mayor resolución que los actuales, apropiado para la aplicación y validación de los métodos desarrollados en este proyecto (en el período de ERA-40). Este reanálisis incluirá parametrizaciones optimizadas para viento, un modelo de superficie y técnicas de asimilación de datos.

Las integraciones de alta resolución proporcionan una primera estimación de la velocidad del viento, pero sobre ellas se aplicarán metodologías estadísticas (que también utilizan las observaciones), de microescala (considerando efectos orográficos locales, obstáculos, etc..) y modelos dinámicos del comportamiento del parque, de los aerogeneradores y de la potencia, todo ello para obtener predicciones más precisas. El modelo económico que se propone desarrollar permitirá obtener una estimación de la validez de cada una de las diferentes metodologías. También, se tratará de desarrollar un sistema de toma de decisión que a partir de todas las predicciones y sus valores económicos, permita responder de forma automática a cuestiones de interés para las EPOs participantes en el proyecto (previsión de producción eléctrica para las siguientes 6 horas, etc.).

Como conclusión final, este proyecto permitirá valorar la capacidad actual de la predicción meteorológica aplicada a la gestión de los recursos eólicos para su integración en el futuro sistema energético nacional del mercado intradiario (predicción a corto plazo), aportando también estimaciones de futuras tendencias (predicción estacional).

Contribución: El grupo de MDM Santander coordina el sub-proyecto de downscaling estadístico, representado en la parte superior izquierda del siguiente diagrama:

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