{en_GB=A comparison of internal grid topologies of offshore wind farms regarding reliability analysis} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Na última década, os parques eólicos offshore surgiram como uma relevante fonte de energia renovável, que comparativamente aos parques eólicos onshore, se caracterizam por maior intensidade de vento, mas maior investimento e custos de operação e manutenção. Isto realça a importância do aumento de fiabilidade, pois a ocorrência de uma falha pode resultar em elevados tempos de indisponibilidade, pela inacessibilidade do parque durante condições climatéricas adversas. Neste trabalho é realizada uma análise de fiabilidade da rede interna do parque eólico offshore, comparando diferentes topologias e os seus benefícios económicos. Como as interrupções na produção de energia levam a uma perda na receita, o objetivo é determinar a topologia que encontra o equilíbrio entre uma boa fiabilidade e um custo aceitável. De forma a aumentar a fiabilidade de uma topologia, são usadas redundâncias entre cada dois conjuntos de geradores ou entre dois conjuntos de pares já redundantes. Também são consideradas duas abordagens para o dimensionamento dos cabos. Os resultados demonstram que a utilização de uma redundância apresenta um Valor Atual Líquido positivo e uma Taxa Interna de Retorno interessante, aos olhos de um investidor. É mais lucrativo dimensionar os cabos de forma a suportar o cenário de operação nominal em vez de lidar com todos os cenários de falhas. A topologia que apresenta os melhores resultados económicos e um bom resultado de fiabilidade é a topologia onde os cabos são dimensionados para suportar o cenário de operação nominal, com uma redundância, no meio, entre cada dois conjuntos de geradores., en=In the last decade, offshore wind farms emerged as an important renewable energy solution, characterized by higher winds, higher investment and higher operation and maintenance costs compared to onshore solutions. This highlights the importance of an increased reliability on offshore wind farms, because the occurrence of a failure can result in higher downtimes due to inaccessibility of the site during harsh weather conditions. This study performs a reliability analysis of the internal grid of an offshore wind farm, comparing different topologies and their economic benefits. Since interruptions in power production lead to income losses, the challenge is to find which topology has the right balance between high reliability and acceptable costs. To increase the topology reliability, this study uses a redundancy between each pair of two strings or a redundancy between already redundantly paired sets of strings. It also considers two different approaches for the cable rating selection. The results show that the use of a redundancy can lead to a positive Net Present Value and an interesting Internal Rate of Return, which can be an appealing investment. Moreover, it is more profitable to simply rate the cables to support a normal operation scenario for rated power rather than increasing the cable ratings to support all failure scenarios. Overall, the topology that presents the best economic results combined with a good reliability result is the topology with cable ratings based on regular conditions with a redundancy in the middle of the string between each pair of two strings.}

Discussão: julho 12, 2017, 15:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Tiago Alexandre Pais Pereira (ist169461)

ORIENTADOR

Rui Manuel Gameiro de Castro

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar