Vattenfall Vindkraft AB. Vattenfall Vindkraft AB. Vattenfall Vindkraft AB. Mätningar i Ryningsnäs. Mätningar i Ryningsnäs. Mätningar i Ryningsnäs

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Vattenfall Vindkraft AB. Vattenfall Vindkraft AB. Vattenfall Vindkraft AB. Mätningar i Ryningsnäs. Mätningar i Ryningsnäs. Mätningar i Ryningsnäs"

Henrik Olofsson
för 7 år sedan
Visningar:

1 Vattenfall Vindkraft AB Mätningar i Ryningsnäs - Jan-Åke Dahlberg Vattenfall Vindkraft AB Vattenfall Vindkraft AB Vattenfall Mätningar i Vindkraft RyningsnäsAB - Jan-Åke Dahlberg Mätningar i Ryningsnäs Mätningar i Ryningsnäs - Jan-Åke - Jan-Åke Dahlberg Dahlberg, Vattenfall Vindkraft AB Kalmar 7-8 maj, 29 1

2 Mätningar i Ryningsnäs Syftet Platsen Mätningar i masten Mätningar på turbinerna Preliminära resultat Slutsatser 2

3 Ryningsnäs-Syftet Öka kunskapen om vindkraft i skogsmiljö Hitta en lämplig plats Mäta med Sodar och vindmätare, på flera höjder, i en mätmast Sätta upp två (2.5 MW) Nordex turbiner med 8m och 1m navhöjd Genomföra prestanda-, och lastmätningar under 29 För att kartlägga: Vindpotentialen Vindförhållandena Möjlig produktion Inverkan av navhöjd Belastningen på turbinerna 3

4 Kalmar län, Hultsfreds kommun Ryningsnäs Foto: Hans Blomberg 4

5 Ryningsnäs Foto: Hans Blomberg Foto: Hans Blomberg 5

6 Ryningsnäs Foto: Hans Blomberg 6

7 Mätmasten Boom Thies FC Wind Vane 3D-sonic Temp Vaisala WAA-151 Foto: Hans Blomberg 7

8 Mätmasten Foto: Hans Blomberg 8

9 Mätningar på turbinerna Measurements at both turbines RYN_1 and RYN_8: Blade bending 6 signals Blade temperature 4 Rotor azimuth 1 Main shaft bending 2 Main shaft torque 1 Tower top torque 1 Tower bottom torque 1 Tower bottom bending 2 Nacelle vibration 2 directions 2 PLC signals 17 Total 37 measurement signals each turbine 9

10 Signaler från turbinkontrollen PLC signals: PLC status signals: Electrical power Nacelle wind speed Nacelle wind direction Yaw angle Generator speed Pitch angle blade 1, 2, 3 Operational mode Yaw activity Clock wise Yaw activity Counter clock wise System OK Manual stop Ready for operation Grid connection Generating power Power reduced 1

11 Mätningar i bladen Blade bending signals: every blade edge and flap direction strain gauge in blade with wiring ECN measuring cabinet in hub with ECN wiring (yellow) cover over strain gauges 11

12 Mätningar på axeln Main shaft signals 2 bending strain gauges 1 torsion strain gauges 1 azimuth angle strain gauge on main shaft rotor azimuth measurement telemetry system for main shaft signals 12

13 Mätningar i tornet Tower load signals tower top torsion strain gauges tower bottom torsion strain gauges tower bottom bending strain gauges strain gauge in tower strain gauges in tower 13

14 Signaler från turbinkontrollen PLC signals delivered by Nordex Messbox Nordex Messbox inside 14

15 Mätningar ECN nacelle measurement system ECN main cabinet mast base including host-pc ECN nacelle cabinet ECN mast base measurement system 15

16 ECN - Mätningar Quality control: daily plot 5 RYN_8_Mbe.avg:1(Rd), 2(Gn), 3(Bl).25.2 RYN_8_vibr avg:lg(rd), tr(gn); std:lg(bl), tr(cy) 6 5 RYN_8_MS_bend.Std: (Rd),9(Gn) RYN_8_Pepow.avg(Rd) 3 1 : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : 3 RYN_8_Mbf.avg:1(Rd), 2(Gn), 3(Bl) 4 RYN_8_Mtb_side_load. avg(rd) 1 RYN_8_MS_bend.Avg: (Rd),9(Gn) 25 RYN_8_Pwsnac.Avg(Rd) : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : 15 RYN_8_Mip.avg:1(Rd), 1 2(Gn), 3(Bl) 5 : 4: 8: 12: 16: 2: : RYN_8_Mtb_foraft_load.avg=(Rd) RYN_8_DIR: WD(Rd) nac(gn) 18 9 : 4: 8: 12: 16: 2: : 12 1 RYN_8_Pgspd.avg: (Rd) : 4: 8: 12: 16: 2: : RYN_8_Ppitch1(Rd), 2(Gn),3(Bl) : 4: 8: 12: 16: 2: : 3 RYN_8_Mop.avg: 1(Rd), 2(Gn), 3(Bl) 5 Tower Torsion.std Top(Rd)Bot(Gn).2 RYN_8_YAW: CC(Rd) -CCW(Gn) 27 Power avg (Rd) 2 RYN_8_MS_torque_load.avg:(Rd) : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : RYN_8_Mip.std: 1(Rd), 2(Gn), 3(Bl) 2 RYN_8_B1_Temp.avg: CS(Rd), LE(Gn), SS(Bl), TE(Cy) OK(),Stop(1),Con(2),Rdy(3),Prod(4),Re d(5) 6 RYN_8_Mip-Pow.avg: 1(Rd) 2(Gn) 3(Bl) RYN_8_Mop-Pow.avg: 1(Rd) 2(Gn) 3(Bl) 5 25 : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : -2 : 4: 8: 12: 16: 2: : RYN_8_Mop.std: 1(Rd), 2(Gn), 3(Bl) RYN_8_Razi: max(rd), avg(gn), RYN_8_PopMode: Max(Rd), Avg(Gn), min(bl) Min(Bl) : : 4: 8: 12: 16: 2: : : 4: 8: 12: 16: 2: : 4: 8: 12: 16: 2: : If a signal fails, we see it within a day RYN_8_Yaw: Max(Rd), Avg(Gn), 15 Min(Bl) RYN_8_Tilt:Max 1 (Rd), Avg(Gn), Min (Bl)

17 ECN - Mätningar Quality control: monthly report, plots Plausibility check of data 17

18 ECN - Mätningar Quality control: monthly report, availability signal name label measured signal ryn_1_pepow_avg 82 ryn_1_pnacdrtn_avg 81 ryn_1_pwsnac_avg 82 ryn_1_pwdnac_avg 59 ryn_1_pgspd_avg 82 ryn_1_ppitch1_avg 82 ryn_1_ppitch2_avg 82 ryn_1_ppitch3_avg 82 ryn_1_popmode_avg 82 ryn_1_pyaw_act_cw_avg 74 ryn_1_pyaw_act_ccw_avg 74 ryn_1_pprod_red_avg 74 ryn_1_psys_ok_avg 82 ryn_1_pman_stop_avg 82 ryn_1_pready_avg 82 ryn_1_pgrid_con_avg 82 ryn_1_pprod_avg 74 ryn_1_mbf1_signal_avg 84 RYN 1 ryn_1_mbe1_signal_avg 84 ryn_1_mbf2_signal_avg 58 ryn_1_mbe2_signal_avg 58 ryn_1_mbf3_signal_avg 58 ryn_1_mbe3_signal_avg 58 ryn_1_razi_avg 67 ryn_1_b1_temp_te_avg 84 ryn_1_b1_temp_le_avg 84 ryn_1_b1_temp_cs_avg 84 ryn_1_b1_temp_ss_avg 7 ryn_1_mtbns_signal_avg 84 ryn_1_mtbew_signal_avg 84 ryn_1_mtb_torque_signal_avg 84 ryn_1_mtt_torque_signal_avg 62 ryn_1_msh_bend_signal_avg 84 ryn_1_msh_bend9_signal_avg 82 ryn_1_msh_torque_signal_avg 65 ryn_1_vibr_long_avg 84 ryn_1_vibr_trans_avg 84 label pseudo signal ryn_1_mbf1_load_avg 84 ryn_1_mbe1_load_avg 84 ryn_1_mbf2_load_avg 58 ryn_1_mbe2_load_avg 58 ryn_1_mbf3_load_avg 58 ryn_1_mbe3_load_avg 58 ryn_1_bb_mop1_avg 81 ryn_1_bb_mip1_avg 81 ryn_1_bb_mop2_avg 58 ryn_1_bb_mip2_avg 58 ryn_1_bb_mop3_avg 58 ryn_1_bb_mip3_avg 58 RYN 1 ryn_1_rotor_avg 58 ryn_1_thrust_avg 57 ryn_1_mtbns_load_avg 84 ryn_1_mtbew_load_avg 84 ryn_1_mtb_foraft_load_avg 81 ryn_1_mtb_side_load_avg 81 ryn_1_tb_torq_load_avg 84 ryn_1_tt_torq_load_avg 62 ryn_1_ms_torq_load_avg 65 ryn_1_ms_bend avg 84 ryn_1_ms_bend_9_avg 82 ryn_1_ms_magb_avg 82 ryn_1_ms_myntilt_avg 66 ryn_1_ms_mznyaw_avg 66 Progress of the measurements red = availability < 1 % yellow = availability between 1 and 97.5 % signal name label Day green = availability > 97.5 % measured signal ryn_1_pepow_avg ryn_1_pnacdrtn_avg ryn_1_pwsnac_avg ryn_1_pwdnac_avg ryn_1_pgspd_avg ryn_1_ppitch1_avg ryn_1_ppitch2_avg ryn_1_ppitch3_avg ryn_1_popmode_avg ryn_1_pyaw_act_cw_avg ryn_1_pyaw_act_ccw_avg ryn_1_pprod_red_avg ryn_1_psys_ok_avg ryn_1_pman_stop_avg ryn_1_pready_avg ryn_1_pgrid_con_avg ryn_1_pprod_avg ryn_1_mbf1_signal_avg ryn_1_mbe1_signal_avg ryn_1_mbf2_signal_avg ryn_1_mbe2_signal_avg ryn_1_mbf3_signal_avg ryn_1_mbe3_signal_avg ryn_1_razi_avg ryn_1_b1_temp_te_avg ryn_1_b1_temp_le_avg ryn_1_b1_temp_cs_avg ryn_1_b1_temp_ss_avg ryn_1_mtbns_signal_avg ryn_1_mtbew_signal_avg ryn_1_mtb_torque_signal_avg ryn_1_mtt_torque_signal_avg ryn_1_msh_bend_signal_avg ryn_1_msh_bend9_signal_avg ryn_1_msh_torque_signal_avg ryn_1_vibr_long_avg RYN 1 ryn_1_vibr_trans_avg pseudo signal ryn_1_mbf1_load_avg ryn_1_mbe1_load_avg ryn_1_mbf2_load_avg ryn_1_mbe2_load_avg ryn_1_mbf3_load_avg ryn_1_mbe3_load_avg ryn_1_bb_mop1_avg Red ryn_1_bb_mip1_avg = availability < 1 % ryn_1_bb_mop2_avg ryn_1_bb_mip2_avg ryn_1_bb_mop3_avg ryn_1_bb_mip3_avg ryn_1_rotor_avg Yellow ryn_1_thrust_avg = availability > 1 % & <97.5 % ryn_1_mtbns_load_avg ryn_1_mtbew_load_avg ryn_1_mtb_foraft_load_avg ryn_1_mtb_side_load_avg ryn_1_tb_torq_load_avg Green ryn_1_tt_torq_load_avg = availability > 97.5 % ryn_1_ms_torq_load_avg ryn_1_ms_bend avg ryn_1_ms_bend_9_avg ryn_1_ms_magb_avg ryn_1_ms_myntilt_avg RYN 1 ryn_1_ms_mznyaw_avg 18

19 Resultat 19

20 Resultat - Vindtillgången Medelvinden på 1 m (88m ovan nollplan): 6 m/s Från MIUU (88m ovan nollplan): 7.2 m/s 2

21 Resultat - Vindtillgången 7,5 Produktion för en typisk 2MW turbin Årsproduktion (GWh) 7, 6,5 6, 5,5 5, 4,5 4, 3,5 k=2, k=2,2 k=2,4 k=2,6 k=2,8 k=3, 3, 5,4 5,6 5,8 6, 6,2 6,4 6,6 6,8 7, 7,2 7,4 Årsmedelvind (m/s) 21

22 Resultat - Vindgradienter Measured Wind speed (Power law) Höjd Vindhastighet Alfa=,41 22

23 Resultat - Vindgradienter Höjd Alfa =,41 Alfa =, Vindhastighet 23

24 Resultat - Prestanda Effekt kw pow_1 pow_ Vindhastighet i navhöjd 24

25 Resultat - Prestanda Effekt kw p1_ave Vindhastighet i navhöjd 25

26 Resultat - Prestanda Effekt kw p8_ave Vindhastighet i navhöjd 26

27 Resultat - Prestanda Effekt kw p1_ave p8_ave Vindhastighet i navhöjd 27

28 Resultat - Prestanda 14 Effekt kw p1_ave p8_ave Level - official - LKG4R Vindhastighet i navhöjd 28

29 Resultat - Prestanda Ca 35% högre produktion med 1m navhöjd 1 Effekt kw Vindhastighet i navhöjd p1_ave p8_ave (WS-1m) 29

30 Resultat - Turbulens 3

31 Resultat Lastvariationer i bladrötter Flap moment standard deviation f1_1_ave f2_1_ave f3_1_ave f1_8_ave f2_8_ave f3_8_ave Wind speed m/s 31

32 Resultat Lastvariationer i tornfötter Tower moment standard deviation tfa_1_ave tsi_1_ave tfa_8_ave tsi_8_ave Wind speed m/s 32

33 Slutsatser från mätningarna i Ryningsnäs Uppmätt medelvind drygt 1 m/s lägre än MIUU Skillnaden större än förväntat Stora vind-gradienter, i vissa fall >.6 Hög turbulens Tydliga vinster med högre navhöjd Högre produktion Lägre turbulens Lägre lastvariationer Väsentligt förbättrat kunskapsläge 33

34 Vindkraft i skog måste byggas högt! 34

Relevanta dokument

Staffan Engström. Vindforsk seminarium Vattenfall 15 juni 2010

Staffan Engström. Vindforsk seminarium Vattenfall 15 juni 2010 Höga torn för vindkraftverk Staffan Engström Vindforsk seminarium Vattenfall 15 juni 2010 Höga torn för vindkraftverk Inventera torntyper Under lika förutsättningar dimensionera torn för användning i skog