Leobo: Langfristige Wertoptimierung durch automatisiert rekonfigurierbare Windturbinenregelung und Windparkbetriebsmanagement

Auf einen Blick

• Das Projekt Leobo verfolgt das Ziel, den Betrieb von Windparks flexibler zu gestalten. Die Windparkregelung wird während ihrer gesamten Lebensdauer optimiert, indem eine automatisiert rekonfigurierbare Steuerung auf drei hierarchischen Ebenen gleichzeitig kurz- und langfristige Ziele verfolgt.
• Das System wird am Beispiel von adaptiver Lärmemissionssteuerung von Windparks entwickelt. So soll insbesondere nachts mehr Strom erzeugt werden, ohne die gesetzlichen Lärmgrenzwerte zu überschreiten – aktuell führen Lärmschutzauflagen zu erheblichen Ertragseinbußen.
• Die lastreduzierende Betriebsführung schont die Anlagenkomponenten und ermöglicht eine längere Nutzungsdauer.
• Windparks können flexibel auf wechselnde Anforderungen reagieren – von Netz- und Marktdienstleistungen bis hin zu neuen regulatorischen Rahmenbedingungen.
• Das Fraunhofer IWES entwickelt die zentrale Windparkregelungs- und Kommunikationslösung, wirkt bei der Feldvalidierung mit und übernimmt das Gesamtprojektmanagement.

Herausforderung

Windparks sind für Betriebszeiten von über 20 Jahren ausgelegt, müssen aber während ihrer Lebensdauer völlig veränderte Rahmenbedingungen bewältigen – von neuen Netzanschlussanforderungen über schwankende Strommärkte bis hin zu strengeren Lärmschutzauflagen. Die bisherige Einmal-Konfiguration der Turbinenregelung erlaubt keine automatische Anpassung an diese wechselnden Anforderungen, was zu erheblichen Ertragseinbußen und Betriebsrisiken führt.

Lösung

Im Forschungsprojekt Leobo wird erstmals eine automatisiert rekonfigurierbare Steuerung für bestehende und neue Windparks geschaffen. Es wird ein dreistufiges, hierarchisches Regelungssystem entwickelt, das Langzeitoptimierung (mehrere Jahre), Windparkregelung (minütlich/stündlich) und rekonfigurierbare Turbinenregelung (Sekunden) intelligent verknüpft. Durch die Integration von Lärm- und Lastmanagement sowie die Berücksichtigung zukünftiger Markt- und Netzszenarien kann der Windpark flexibel auf neue Anforderungen reagieren.

Mehrwert

Das Projekt schafft in mehrerer Hinsicht Mehrwert: Durch die Erhöhung des Energieertrags durch adaptive Lärmreduktion und optimierte Betriebsstrategien (wirtschaftlich) sowie durch die Verlängerung der Anlagenlebensdauer durch lastreduzierende Betriebsführung (technisch). Auch die bessere Integration von Windenergie ins Energiesystem durch flexible Bereitstellung von Netz- und Regeldienstleistungen bringt deutliche Vorteile (ökologisch).