Dynamischer opportunistischer Wartungsrahmen für Offshore-Windparks im deregulierten Energiemarkt

Guojin Si ,  

Guo Shi ,  

Yi Ding ,  

摘要

Die wirtschaftliche Tragfähigkeit von Offshore-Windparks (OWFs) wird stark durch hohe Betriebs- und Wartungskosten (O&M) sowie erhebliche Erlösverluste während Systemausfällen eingeschränkt. Opportunistische Wartungsstrategien (OM) werden zwar häufig eingesetzt, um die hohen Fixkosten durch die Schiffsplanung zu verteilen, jedoch verwenden die meisten bestehenden Analyseansätze statische Degradationsmodelle und berücksichtigen nicht die starken kurzfristigen Preisschwankungen in modernen deregulierten Energiemärkten. Zur Überwindung dieser Defizite schlägt dieser Beitrag einen dynamischen opportunistischen Wartungsrahmen vor, der durch die vorangegangenen Knotenmarginalpreise (LMPs) gesteuert wird. Zunächst wird ein hybrides Mehrkomponenten-Degradationsmodell entwickelt: Ein stochastischer Prozess beschreibt die komplexe Initiierung und Ausbreitung von Rissen an Windturbinenschaufeln, während die Weibull-Verteilung den progressiven Alterungsprozess elektromechanischer Komponenten darstellt. Danach wird ein dynamischer Schwellenmechanismus für opportunistische Wartung mit Preisreaktion entworfen. Diese Strategie kombiniert die Wettervorhersagen für den Folgetag mit den Knotenmarginalpreisen, sammelt präventive Wartungsarbeiten während der Preisflauten und verschärft die Wartungsschwelle während Spitzenpreisen, um die erwarteten Wartungskosten zu minimieren. Basierend auf der tatsächlichen Offshore-Windpark-Konfiguration und historischen Marktdaten zeigen numerische Beispiele, dass diese dynamische Strategie herkömmliche statische OM-Methoden deutlich übertrifft, die erwarteten Wartungskosten über den Lebenszyklus um 18,4 % senkt und die durch Preisschwankungen verursachten wirtschaftlichen Risiken erheblich mildert.

关键词

Offshore-Windparks; opportunistische Wartung; Tagesmarkt; dynamische Planung

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