Байесовское прогнозирование порывов ветра для оценки надежности ветроэлектростанций

Для эффективной оценки надежности ветроэлектростанций экстремальные порывы являются наиболее важными характеристиками статистики скорости ветра для количественной оценки разрушений, вызванных экстремальными ветрами. С целью характеристики этих случайных разрушительных сил ветра в статье применяется соответствующая стохастическая модель. Модель основана на вероятностном моделировании появления порывов с помощью пуассоновского процесса, тогда как амплитуды экстремальных скоростей порывов моделируются с использованием подходящих законов предельных значений. Такой подход дает соответствующую «функцию безопасности» конструкции, определяемую как вероятность того, что стохастический процесс «наибольшая амплитуда экстремального порыва» окажется меньше заданного порогового значения в заданном интервале времени. Такая функция безопасности может быть преобразована в «горизонт безопасности» (SH), т.е. временной интервал, в течение которого наибольшая амплитуда экстремального порыва меньше заданного порога z с заданной высокой вероятностью p. Если z выбрано как максимальная амплитуда порыва, которую конструкция может выдержать, то SH является эффективной мерой (соответствующей квантилью) времени до отказа конструкции. В статье основное внимание уделено оценке указанного SH с помощью подходящей байесовской техники оценивания, основанной на априорной информации, которая должна быть легко доступна и простой в реализации. Это может быть выполнено аналитическими или численными методами, как показано в статье. Наконец, приведено резюме обширного набора численных симуляций, демонстрирующих высокую эффективность предлагаемой байесовской методики оценивания и, в частности, её превосходство по сравнению с классическими методами максимального правдоподобия (ML), традиционно применяемыми в энергетических системах. В выводах также отмечается замечание о робастности предлагаемой процедуры относительно выбора априорной плотности вероятности.