類          別研究分析報告
分          類104資源、能源及環境研究
專題/叢書名 人工智慧技術於風力發電預測與操作策略應用暨國際實證合作研究計畫
研 究 單 位 研究一所
合 作 單 位
研 究 人 員 左峻德,許中駿,呂依庭
出 版 日 期2021/3/31
頁          數109
關   鍵   字人工神經網路,計算流體力學,風速預測,風力發電功率預測,風力機實驗驗證,國際合作計畫,Artificial neural network, Computational Fluid Dynamics, Wind speed prediction, Wind power forecast, Wind turbine experiment verification, International cooperation project
摘          要 由於風能不穩定的特性以及連結負載的電力系統有發生故障之可能,因此使用調控策略來保護風機有其必要。但台灣目前較無針對風力機系統的風速預報與即時發電評估技術,本計畫預計以風力機調控為出發,搭配各類風能預測方法並透過用電場域之負載需求以達到發電調控之目的。本計畫同時與愛爾蘭之Dundalk Institute of Technology (DKIT)合作,雙邊團隊共同展開風力機風力資源大數據分析及風力發電預測的應用開發合作,在台愛雙邊資料共享、結果共享之前提下,以期產出對雙邊分散式風能產業有意義的成果。數值模式開發將與中原大學合作,利用三維計算流體力學分析水平軸風力發電機並利用NWP之預報資訊來做為預測流場之邊界條件。本計畫預計與晶元綠能公司與愛爾蘭之DKIT合作,透過晶元綠能公司與愛爾蘭之DKIT所提供之風力發電資訊與現地風速歷史資料,協助本計畫進行預測模式開發、驗證與提升準確度。本計畫亦期望透過IEA(International Energy Agency) Wind TASK 41之跨國合作計畫以完成人工智慧之預報系統之跨國驗證。

It is essential to apply the effective regulation strategy to protect the wind turbine due to the fluctuating wind. However, the techniques for the wind speed prediction and real time electricity production are still under development. The purpose of this project is to propose some effective regulational strategies by including the sub-system of wind prediction and load variation. This project will also cooperate with the Dundalk Institute of Technology (DKIT) of Ireland to develop the big data analysis and wind prediction. By sharing the source data and results, mutually beneficial outcomes are expected for the decentralized wind industries. The numerical model will be development by the Chung Yuan Christian University. The 3D computational fluid dynamics (CFD) code will be employed to analyze the flow fiend and wind turbine. The boundary condition of the CFD model is employed from the prediction of NWP. Developed numerical model and prediction system will be validated and modified by the measured data including the history wind speed and electricity generation provided by King Energy Co., Ltd and Dundalk Institute of Technology (DKIT). The AI-based prediction system will be verified by the multinational corporation plan of IEA(International Energy Agency) Wind TASK 41.
目          錄 第一部分 4

壹、目標與執行內容 5
一、計畫主要工作項目 5
二、實際執行與原規劃差異說明 6
三、目前技術發展現況與國際標竿指標比較說明 6
四、執行內容 6
五、遭遇困難與因應對策 61
六、本年度效益、影響、重大突破 62
七、研發項目與沙崙智慧綠能科學城之實體連結 63
八、其他補充說明 63

貳、經費執行情形 64
一、經資門經費表 64
二、經費支用說明 65
三、經費實際支用與原規劃差異說明 65
四、研究人力投入說明 65
五、其他資源投入說明 66

參、主要產出與關鍵效益 67
一、109年度計畫績效指標實際達成與原訂目標差異說明 79

第二部分 80

壹、成果之價值與貢獻度 81
一、學術成就 81
二、技術創新與應用 82
三、產業經濟效益 83
四、社會政策影響 84
五、其他效益 84

貳、技術商品化之預估收益及成本合理性評估 86

參、計畫研發技術之國內外技術成熟度(TRL)與製造成熟度(MRL)概況 87
一、TRL與MRL技術表 87
二、應用期程說明 88

肆、檢討與展望 89

伍、其他補充資料 89
一、跨部會協調或與相關計畫之配合 89
二、大型科學儀器使用效益說明 89
三、其他補充說明 89

附件一、計畫成果重點照片 90
附件二、佐證資料表 92
備          註 相關資訊請洽服務人員(02)2586-5000 分機237。
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