Bài trình bày 4 trong khoá huấn luyện về đo gió (TP HCM, 10-19/10/2011)

1. Tính b t đ nh trong các d đoán s n lư ng năng lư ng-
các r i ro tài chính và tiêu chu n lành m nh tài chính
Tư v n và Đào t o cho chương trình đo gió Vi t
Nam
TP. H Chí Minh, 11/10/2011
German ProfEC GmbH, Mathias Hoelzer (Dipl.-Phys, Dipl-Päd.),
Ahornstr. 10, D-49744 Geeste, Germany
www.german-profec.com, m.hoelzer@german-profec.com
N i dung trình bày
● Tính b t đ nh trong các d đoán v s n lư ng năng lư ng là các r i ro
tài chính
● X lý tính b t đ nh trong các k t qu đo
● Ngu n g c c a tính b t đ nh
– S li u khí tư ng
– Các đư ng đ c tính công su t
● Các thông l t t trong đo gió
● Các tiêu chu n đư c qu c t ch p nh n đ hi u rõ nh t các k t qu có
tính lành m nh tài chính (đư c ngân hàng ch p nh n) 2

2. Tính b t đ nh trong các d đoán s n lư ng năng lư ng là
các r i ro tài chính
Năng lư ng gió không bao gi chính xác mà luôn d a trên các s li u
th ng kê và s d ng k thu t đo gió đ ti p c n các s li u này
Nhi m v c a Tư v n, các Ngân hàng, các
Tính b t đ nh trong s li u k sư và các Tiêu chu n (qu c t ) đư c
đo t c đ gió công nh n:
Gi m b t s b t đ nh, các sai sót và r i
ro xu ng m c mà các nhà đ u tư có th
Tính b t đ nh trong d ch p nh n đư c
đoán s n lư ng năng
Ngư ng này đư c g i là ngư ng lành
lư ng hàng năm m nh v tài chính (đư c ngân hàng ch p
nh n).
Đ t đư c b ng cách tuân th các tiêu
chu n đư c qu c t ch p nh n v các
R I RO TÀI CHÍNH tiêu chí lành m nh tài chính
3
nh hư ng c a t c đ gió đ n s n lư ng năng lư ng và t i
tr ng
Quan tr ng v i các nhà đ u tư (và nhà s n xu t):
Năng lư ng ~ v³
S bi n thiên c a t c đ gió S bi n đ i m t đ năng lư ng
gió
10% ~25%
20% ~55%
Quan tr ng v i các nhà s n xu t (và nhà đ u tư):
T i tr ng ~ v²
4

3. Phép đo là gì?
r
V
Đ c tính c a m t th gì
đó, ví d :
● N ng như th nào,
7,24 m/s nóng ra sao, nhanh như
th nào, v.v.
● Thư ng đư c th hi n
b ng s và đơn v
5
Th nào là s b t đ nh c a phép đo?
r
V ● S nghi ng v m t k t qu đo
b t kỳ
● Đư c th hi n b ng hai con s :
7,24 m/s Dung sai và
Dung sai ± 0,05 m/s
Kho ng tin c y = 95% Kho ng tin c y ho c xác su t, ví
d 7,24 m/s ± 0,05 m/s tại khoảng
tin cậy (xác suất) 95 %
6

4. Sai s và Tính b t đ nh
r
V
Sai s là s khác bi t gi a giá tr đo đư c
và “giá tr th c”
Tính b t đ nh là s nghi ng v k t qu đo
7,24 m/s B t kỳ khi nào có th , hãy hi u ch nh các sai
+ bù (0,01 m/s) (Sai s đã bi t. Ví d như, áp d ng các phép
s )
hi u ch nh như h s bù t các hi u chu n
= 7,25 m/s
Dung sai ± 0,05 m/s có th truy nguyên theo tiêu chu n IEC
Kho ng tin c y = 95% ho c MEASNET
7
X lý b t đ nh trong các d báo s n lư ng năng lư ng
Ví d m t tr ng tr i đi n gió 42 MW (h s công su t = 0,29): 1,1 GWH +/- 0,1 GWh có xác
su t x y ra là 54% v i m c đ b t đ nh chu n 20%
1.5 Ví d v s n lư ng năng lư ng (k t qu tính toán v i m c b t đ nh chu n > 20%)
Ví d v hi u su t năng lư ng (k t qu tính toán v i m c b t đ nh
1.4 chu n 20%)
Ví d v hi u su t năng lư ng (k t qu tính toán v i m c b t đ nh chu n < 20%)
1.3 Kho ng dung sai xác su t và s n lư ng năng lư ng d đoán
GWh
1.2
1.1 +/- 0.1 GWh
1.0
0.9
54%
0.8
0.7
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Xác su t vư t quá m t m c s n lư ng năng lư ng c th 8

5. Các nguyên nhân gây ra s b t đ nh
Mô t t đ g gh
Mô đ g gh
Mô t t chư ng ng i ivv t t
Mô chư ng ng
Mô t t đ a hình đ i inúi
Mô đ a hình đ núi
S lili u khí tư ng
S u khí tư ng
(ng n h n và dài h n)
(ng n h n và dài h n)
2
1
L p mô hình trư ng gió
L p mô hình trư ng gió
3
4
5
P
Đư ng đ cctính công su t t
Đư ng đ tính công su
và tính toán ss n lư ng
và tính toán n lư ng v 9
năng lư ng
năng lư ng
Phân lo i các máy đo gió
K t qu th nghi m và các nghiên c u g n đây đ i v i các lo i may đo gió ph bi n
trên th trư ng cho k t qu như sau:
● NRG Nhóm A 0,6-2,4, Nhóm B 7,5-8,3
● Risø Nhóm A 1,3-1,9, Nhóm B 5,0-8,0
● Thies FC Nhóm A 0,9-1,8, Nhóm B 2,9-3,8
● Vaisala Nhóm A 1,6-2,4, Nhóm B 11,0-11,9
● Vector Nhóm A 1,3-1,8, Nhóm B 4,0-4,5
Nhóm A đ i di n cho các đi u ki n th nghi m tiêu bi u cho đ a hình b ng ph ng,
Nhóm B đ i di n cho đ a hình ph c t p. Biên đ ch s càng nh và giá tr ch s
càng tuy t đ i cho c hai nhóm, thì k t qu c a máy đo gió dư i nh hư ng c a các
tham s khác nhau như nhi t đ , cư ng đ nhi u lo n, góc nghiêng, ma sát, v.v.
càng chính xác.
K t qu trên cho th y s khác bi t l n trong các ch s c a c hai nhóm.
*)
10
ACCUWIND – Các phương pháp phân nhóm máy đo gió ki u chén; J.-Å. Dahlberg, T.F. Ped Busche; Risø-R-1555(EN); ISBN 87-550-3514-0; Đan M ch, 5/2006
*)
ACCUWIND - Phân nhóm 5 máy đo gió ki u chén theo IEC61400-12-1; T.F. Pedersen, J.- Å. Dahlberg, Peter Busche; Risø-R-1555(EN); Đan M ch, 5/2006

6. Không may trong khi đo, nhưng l i may khi k t thúc quá trình
~ 20m
11
nh hư ng đ n các máy đo t c đ gió
Các máy đo t c đ gió ki u chén l p trên c n s b nh hư ng b i c c t và
c n. Đ i v i c n d ng tròn, m c nh hư ng th hi n b ng m c suy hao t c
đ gió là 0.5% cho kho ng cách 15 đư ng kính c n tính t c n đòn. M c
suy hao t c đ gió khuy n ngh là dư i 0,5%. Máy đo t c đ gió đ t trong
vùng bóng c a c a c t s ch u nh hư ng m nh b i c t. Bi n d ng lu ng
gió phía trư c c t cũng đáng k . Do v y, c n đ m b o kho ng cách đ l n
gi a sensor và c t đ đ m báo m c đ bi n d ng m c th p ch p nh n
đư c. (…) M c tiêu phù h p là bi n d ng lu ng gió do c t và c n không l n
hơn 1% và 0,5%, theo th t .
12
Ngu n: IEC 61400-12-1

7. nh hư ng t i các máy đo t c đ gió
13
Source: IEC 61400-12-1
S b t đ nh do khung đ
S che bóng do các thi t b khác ho c c n l p thi t b có th làm
thay đ i lu ng gió m t cách đáng k
S bi n d ng lu ng gió phía trư c c t đo ho c trên c n l p
thi t b có th r t l n
Cần để máy đo gió cách kết cột và cần đo một khoảng cách phù
hợp
Tránh các hiệu ứng nhiễu loạn luồng gió do máy đo gió, thân của
thiết bị khác gây ra
Tránh các hi u ng nhi u lo n lu ng gió do cáp, m u n i và k p
liên k t gây ra
Tốt nhất là đặt máy đo tốc độ gió trên đỉnh cột
Ho c s d ng c n đo có đ dài và đ cao phù h p
14

8. nh hư ng đ n máy đo t c đ gió
Hư ng l p c n l p thi t b , phương ngang và phương th ng
đ ng) c n phù h p, b i các thi t b đo b nh hư ng b i k t
c u c t đo ho c do hi u ng che bóng (phía đuôi gió) hay do
hi u ng ch n c t đo (phía đ u gió). Đ gi m các hi u ng này
trong trư ng h p c t đo d ng ng, c n l p các c n l p thi t b
góc ~45°so v i hư ng gió chính d ki n. Trong trư ng h p
c t lư i, c n l p các c n l p thi t b góc ~80°so v i hư ng
gió chính trong đo m t c nh c a c t đo đư c đ t uông góc v i
hư ng gi chính.
Tay đ ng c a c n l p thi t b ph i có đ dài 75-85 cm đ gi m
b t nh hư ng c a c n ngang t i thi t b (áp d ng v i thi t b
l p đ t là thi t b đo t c đ gió và hư ng gió).
15
Source: IEC 61400-12-1
nh hư ng c a c t đo và c n l p thi t b đ
~ 80° Influence of shading and blockage
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
v83.5 / v85
1
Sơ đồ đẳng tốc với tốc độ địa phương được chuẩn hóa
theo tốc độ gió tự do, cột đo tròn và kết cấu đặc 0.9
~ 45°
0.8
0.7
0.6
0.5
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
dir83.5 (deg)
C t khí tư ng – Đèn tín hi u – Kim thu sét – 16
Hi n tư ng che bóng Hi n tư ng che bóng Hi n tư ng che bóng

9. nh hư ng đ n máy đo gió
Các máy đo gió đ t cao nh t là máy đo chính (có th có b ph n sư i). N u s d ng
m t máy đo gió đ i ch ng thì ph i đ t nó g n máy đo chính đ t o ra tương quan t t
gi a hai thi t b . Tương quan này c n đư c xác nh n đ đ m b o r ng máy đo
chính không thay đ i h s hi u chu n trong quá trình đo. Tuy nhiên, máy đo gió đ i
ch ng không đư c gây nhi u lo n cho máy đo chính. Kho ng cách theo chi u
ngang và chi u th ng đ ng t i thi u là 1,5 m và t i đa là 2,5 m. Đi u này cũng áp
d ng cho các máy đo gió các đ cao khác.
Máy đo hư ng gió ph i đư c đ t th p hơn máy đo t c đ gió chính ít nh t là 1,5 m
nhưng ph i trong ph m vi 10% chi u cao tr c tuabin. Ph i đ t máy đo hư ng gió
sao cho gi m thi u t i đa hi u ng méo d ng dòng gió trong kho ng đo.
Các sensor nhi t đ và áp su t ph i đư c đ t g n b ng chi u cao tr c tuabin trên c t
đo nhưng th p hơn máy đo gió chính ít nh t là 1,5 m. Sensor nhi t đ ph i đư c b o
v b i màn che b c x . B c m ng áp su t có th đư c đ t trong h p ch ng ch u
đư c các đi u ki n th i ti t. Tuy nhiên, c n chú ý đ đ m b o r ng h p đư c thông
khí t t (hư ng gió trung bình) đ các s ch áp su t không b nh hư ng b i s phân
b áp su t xung quanh h p.
17
Source: IEC 61400-12-1
L p đ t các máy đo gió theo tiêu chu n đư c ngân hàng
ch p nh n (IEC 61400-12-1)
Source: IEC 61400-12-1 18

10. L p đ t các máy đo gió theo tiêu chu n đư c ngân hàng
ch p nh n (IEC 61400-12-1)
T i thi u 1.5 m
d
T i đa 2.5 m
<= d
R R
Ch n R sao cho R/d >= 8,2.;
R= kho ng cách đ n tâm c t đo và r= đư ng kính c t đo
Ngu n: IEC 61400-12-1 19
r
L p đ t các máy đo gió theo tiêu chu n đư c ngân hàng
ch p nh n (IEC 61400-12-1)
Ngu n: IEC 61400-12-1 20

11. L p đ t các máy đo gió theo tiêu chu n lành m nh tài chính
(IEC 61400-12-1)
T i thi u 1.5 m
- T i thi u 15 x b, đ xu t. 75cm
- T i thi u 1.5 m Đ xu t: 25 x b
cho sensor đ t trên thành c t
cho sensor l p trên đ nh c t
T i đa 2.5 m
d
<= d
b
Ngu n: IEC 61400-12-1 21
Các y u t b t đ nh và kho ng b t đ nh
Các y u t b t đ nh Kho ng b t đ nh (%)
Hi u ch nh máy đo gió b ng đư ng ng khí đ ng h c 0.5 – 5.0
Ch n máy đo gió 0.5 – 3.0
Đ t máy đo gió 0.2 – 3.0
Có kh năng quá t c đ do tính ch t đ ng l c c a thi t b 0.2 - 1.0
Méo d ng dòng gió t c t đo 0.5 - 2.0
Méo d ng dòng gió do c n l p thi t b 0.5 - 2.0
Méo d ng dòng gió do các m u n i và g nhô ra trên khung đ 0.1 - 2.0
Chênh t c dòng gió không đ i x ng trên máy đo gió 0.2 - 2.0
ch n đ a đi m đo 0.5 – 5.0
Ch n th i gian đo 0.3 – 3.0
Ghi chép và đánh giá s li u 0.0 – 2.0
Tương quan v i S li u dài h n (MCP) 0.5 – 5.0
Ngoa suy sang v trí tuabin gió và chi u cao tr c tuabin (Qui ho ch v trí đ t tua bin) 1.0 – 10.0
M c đ b t đ nh t ng th khi xác đ nh t c đ gió 1.65 – 15.0
M c đ b t đ nh liên quan đ n d đoán s n lư ng năng lư ng 4.0 – 42.0
22

12. S khác bi t v đư ng đ c tính công su t
1800
M c chênh l ch s n lư ng
1600 năng lư ng: 8%
1400
Công su t [kW]
1200
1000
800
600
Nhà s n xu t lý thuy t
400
200 Đo đư c (th c t )
0
0 5 10 15 20 25
T c đ gió [m/s]
23
Hi u ng m t đ không khí đ i v i đư ng đ c tính công su t
700 700
600 Std.-Conditions 600 Std.-Conditions
1.1809 kg/m3 1.1809 kg/m3
500 500
Power t [kW]
Power t [kW]
1.1356 kg/m3 1.1356 kg/m3
Công su[kW]
1.089 kg/m3
Công su[kW]
1.089 kg/m3
400 400
300 300
200 200
100 100
0 0
0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
Windđ gió [m/s]
T c Speed [m/s] Wind đ gió [m/s]
T c Speed
M t đ không khí khác so giá tr t i đ a đi m th tuabin
M t đ chu n cho đư ng đ c tính công su t là 1,225 kg/m³
M t đ không khí th p hơn do nhi t đ , đ m và áp su t cao ho c đ cao
l p đ t cao hơn m c nư c bi n làm gi m hi u qu năng lư ng
24

13. Các r i ro k thu t – Đư ng đ c tính công su t là các nguyên
nhân cho s n lư ng năng lư ng th p
• Đư ng đ c tính công su t do nhà s n xu t cung c p quá
th p
• M c đ b t đ nh trong k t qu đo đư ng đ c tính công
su t cao
• Tuabin khác so v i tuabin đư c th nghi m
• Tuabin không ho t đ ng trong cùng m t đi u ki n như
tuabin đư c th nghi m
• M t đ không khí khác so v i đ a đi m th tuabin
25
Địa điểm có gió
Mức độ bất
định về sản
Yếu tố bất định Nhận xét lượng năng
lượng hàng
năm [%]
Đo theo tiêu chu n IEC 61400-12-1 Tính bất định của cơ sở dữ liệu gió
Yếu tố không chắc chắn trong các phép đo gió được thực
– v n t n t i b t đ nh, dù m c
Cơ sở dữ liệu gió 7
hiện tại địa điểm đo
Mức độ không chắc chắn ước tính do những sai biệt có thể
th p Các biến đổi trong dài
hạn
xảy ra với đặc điểm gió trong giai đoạn đo so với giai đoạn
bị thiếu số liệu được chèn vào bằng các giá trị thống kê
15
Mức độ trung bình
bất Tổng Mức độ không
Yếu tố bất định Nhận xét định về chắc chắn của các số
tốc độ 16
liệu khí tượng đầu
gió [%]
vào
Đo tốc độ gió
Sự bất định khi ngoại suy các số liệu đầu vào khí tượng vào các vị trí tuabin và chiều cao trục
Mức độ không chắc chắn 0,55 m/s áp tuabin
Hiệu chuẩn máy đo gió dụng cho toàn bộ khoảng hiệu chuẩn 1.3
trong ống khí động học Sự không chắc chắn được tích hợp trong khi lập mô hình
Mô tả địa hình -
trường dòng gió
Cần lắp thiêt bị đo gió không lý
Ảnh hưởng của cần lắp thiết bị đo gió 1.0
tưởng Lập mô hình trường Sự không chắc chắn khi chuyển số liệu khí tượng từ vị trí
5
Sự không chắc chắn của việc hiệu gió (WASP) đo vào các vị trí tuabin và chiều cao trục tuabin
chỉnh tốc độ quá cao do đặc tính khí Hiệu suất trang trại
Các đặc điểm tương đối của máy đo gió 0.94 Mức độ bất định ước tính của tính toán hiệu ứng che khuất 1
động học, bao gồm cả các hiệu ứng điện gió
khác từ các đặc điểm của máy đo gió
Tổng Mức độ bất
Ước tính sự không chắc chắn do các định khi chuyển số 5
sai biệt có thể liên quan đến các đặc
liệu khí tượng
điểm gió trong giai đoạn đo so với
Các biến đổi trong dài hạn 1.22
giai đoạn bị thiếu số liệu được chèn Tổng Mức độ bất
vào bằng các giá trị thống kê trung định về tiềm năng (cơ sở dữ liệu gió + ngoại suy cho vào các vị trí tuabin) 17
bình gió
Thu thập số liệu liên quan đến tốc độ Sự không chắc chắn trong ghi chép số Được xác định cho các điều kiện gió dự đoán tại vị trí, bao
1.14 Đường đặc tính công
gió trung bình liệu gồm cả các hiệu ứng địa điểm và sự thay đổi do chế tạo 10
suất tua bin
Tổng Mức độ bất định của cơ sở dữ với số lượng lớn
2.5
liệu gió
Tổng Mức độ bất định của sản lượng năng lượng (AEP) 20
26

14. Các thông l đo t t (1)
• Hi u chu n các thi t b đo (khi b t đ u, và ti p đó t i thi u là 2
năm m t l n)
• S d ng các phương ti n hi u chu n có m c đ b t đ nh nh
nh t (ví d như các ng khí đ ng h c đư c MEASNET phê
chu n và các phòng thí nghi m đư c ch ng nh n ho c tương
đương)
• Ch n các thi t b đo t t nh t c a các nhà s n xu t thi t b có
ti ng đư c ngân hàng ch p nh n (ví d như Thies and Vector
Instruments) v i m c đ b t đ nh th p. Đ c bi t lưu ý đ n hi u
ng cosin (Đ nh y v i thành ph n gió đ ng)
• Hi u ch nh đ bù l i b t kỳ sai s nào phát hi n đư c (ví d
như do đ cao đ t sensor nhi t đ ho c áp su t, các hi u 27 ng
do c t đo, v.v.)
Các thông l đo t t (2)
• Đ m b o r ng phép đo có th truy nguyên đư c theo các tiêu chu n qu c
t và trong nư c
• S d ng các cán b có kinh nghi m và t ch c đào t o v đo gió
• Xác đ nh t t c các nguyên nhân gây ra b t đ nh
• Ư c tính m c đ b t đ nh theo t ng nguyên nhân và t ng th
• Tư li u hóa m t cách minh b ch, h p lý và có th truy nguyên ngu n g c
CÁC NGÂN HÀNG VÀ CÁC NHÀ Đ U TƯ S HOAN NGHÊNH CÁC D
ÁN C A B N VÀ B N S ĐƯ C HƯ NG CÁC Đi U Ki N C P V N
T T HƠN
28

15. Các tiêu chu n đư c qu c t ch p nh n đ tìm hi u t t nh t
v các k t qu đo đư c các ngân hàng ch p nh n
[1] IEC 61400-1; Các h th ng phát đi n b ng tuabin gió, Ph n 1: Các yêu c u an toàn’; biên
so n l n 3, 2005
[2] IEC 61400-12-1 (FDIS); ‘Các h th ng phát đi n b ng tuabin gió, Th nghi m hi u qu vân
hành c a tuabin gió’; 2005
[3] FGW‚ ’Technische Richtlinie Teil 2’; S a đ i l n 14; Stand 25.09.2003
[4] FGW‚ ‘Technische Richtlinie Teil 6’; S a đ i l n 4; Stand 01.06.2005
[5] BWE Windgutachterbeirat; ’Empfehlungen zur Dokumentation von
Windmessungen’; Stand 25.09.2003
[6] BWE Windgutachterbeirat; ’Standard zur Erstellung von Windgutachten’;
Version 2.0; Stand 02.02.2005
[7] IEA ’Th nghi m hi u qu năng lư ng‘; biên so n l n 2; 1990
[8] T ch c Tiêu chu n Qu c t ; ‘Hư ng d n th hi n b t đ nh trong phép đo’; 1995
[9] MEASNET “Quy trình hi u chu n máy đo gió d ng chén Phiên b n 1”, tháng 11/1997
[10] MEASNET “Quy trình đo hi u qu năng lư ng Phiên b n 4”, tháng 11/2006
[11] Cơ quan Năng lư ng Đan M ch: “Các yêu c u đ i v i máy đo gió d ng chén áp d ng đ đo
đư ng đ c tính công su t trong h th ng tuabin gió đư c Đan M ch phê chu n, 14/1-2002”
29