MCP2005-Überblick

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Mit windPRO 3.2 wurde ein neues MCP-Modul eingeführt, dessen Startseite hier verfügbar ist.
Das auf dieser und den hier verlinkten Seiten beschriebene alte MCP-Modul wird jetzt als MCP2005 bezeichnet und ist weiterhin in windPRO vefügbar


Standort-Windmessungen decken üblicherweise nur eine Periode von 1-2 Jahren ab. Da die Windressourcen sich von Jahr zu Jahr unterscheiden, ist es nicht ohne weiteres möglich, daraus eine Aussage zur Langzeit-Rentabilität eines Standorts abzuleiten.

Mit "MCP" (Measure-Correlate-Predict, Messen-Korrelieren-Voraussagen) werden verschiedene Methoden bezeichnet, um aus solchen Standort-Windmessungen sowie Langzeitdaten von einem Referenzstandort eine Standort-bezogene Langzeitreihe zu berechnen. Hierfür muss ein Transfer-Modell entwickelt werden, nach dem die verfügbaren Standort-Daten und die Referenzdaten des Abgleichzeitraums in Beziehung gesetzt werden.

Das MCP2005-Modul beinhaltet folgende Bestandteile:

  • Laden von Zeitreihen aus METEO-Objekten inkl. Filtermöglichkeiten
  • Korrelationsanalyse der übereinstimmenden Daten aus Standort- und Langzeitdaten
  • Korrekturmethoden:
  • Erzeugung einer regionalen Windstatistik vom MCP-Ergebnis (benötigt WAsP)
  • Erzeugung eines METEO-Objekts mit einer langzeitkorrigierten Zeitreihe (Regression und Matrix) bzw. Weibull-Verteilung (Weibull-Skalierung)

Die Ziele einer Langzeitkorrektur können in windPRO neben einer MCP-Analyse auch durch eine Post-Kalibrierung im Rahmen des Scalers erreicht werden. Dort bestehen bessere Möglichkeiten, Tages- und Jahresgänge anzupassen, dafür bietet MCP in der Regel eine bessere Handhabung von unterschiedlichen Richtungsverteilungen. Eine Entscheidung für den einen oder anderen Weg muss anhand der Qualität der Eingangsdaten und der Anforderungen an die Ergebnisse getroffen werden.

Der statistisch-mathematische Hintergrund der MCP-Methoden ist in [1] dokumentiert.


Vorbereitung

Eine Grundannahme ist, dass das Verhältnis zwischen Kurz- und Langzeitraum bei den Referenzdaten dem bei den Standortdaten entspricht:

DE MCP(1.1).png

Es werden also drei Winddatenquellen benötigt, um daraus als Ergebnis Langzeit-Winddaten für den Standort zu generieren:

  1. METEO-Objekt mit Standort-Zeitreihe (Kurzzeitraum) an der Messmast-Position
  2. METEO-Objekt mit Referenz-Winddaten (Langzeitraum) an beliebiger Position
  3. (evtl.) METEO-Objekt mit Referenz-Zeitreihe (Kurzzeitraum) an beliebiger Position

Intern werden die Eingangsdaten als drei unterschiedliche Datenquellen behandelt. Häufig sind jedoch die Langzeit- und die Kurzzeitdaten des Referenzstandorts nur in einer einzigen Zeitreihe enthalten; in diesem Fall entfällt (3). Liegt (2) nur als Windrichtungs-/ Klassenverteilung oder als Sektorweise Weibull-Verteilungen vor, wird (3) zusätzlich benötigt.


DE MCP(1).png


Am Ende einer MCP-Analyse kann eine regionale Windstatistik berechnet werden. Dies erspart eine gesonderte Berechnung in STATGEN. In diesem Fall muss ein Terraindatenobjekt (Zweck Windstatistik-Erzeugung) für die Position der Standortmessung vorliegen und die WAsP-Software muss installiert und lizenziert sein.

Wird keine regionale Windstatistik erstellt, besteht bei der Regressions-Methode und der Matrix-Methode die Möglichkeit, Ergebniszeitreihen als METEO-Objekt zu exportieren. Diese können als Ausgangspunkt für eine Scaler-Berechnung verwendet werden.


MCP2005 – Schritt für Schritt

  1. Bereiten Sie zwei Zeitreihen in einem oder zwei METEO-Objekten vor: Eine Standort-Zeitreihe (Kurzzeitraum) und eine Referenz-Zeitreihe (Langzeitraum). Gegebenenfalls können mehrere Referenz-Zeitreihen vorbereitet werden, um später mehrere Datenquellen vergleichen zu können.
  2. Wenn Sie später eine Windstatistik direkt aus dem MCP2005-Modul erzeugen möchten, richten Sie für die Standortdaten ein Terraindatenobjekt für den Zweck STATGEN ein.
  3. Starten Sie das MCP2005-Modul im Berechnungsfenster von WindPRO.
  4. Wählen Sie auf dem Measure-Register die Lokale und die Referenz-Zeitreihe ⇒ Daten laden.
  5. Untersuchen Sie die Zeitreihen in der Grafik und wenden Sie ggf. notwendige Filter an. Wenn Filter angewendet werden sollen, drücken Sie danach noch einmal auf Ausgewählte Filter auf Zeitreihe anwenden.
  6. Gehen Sie zum Correlate-Register und klicken Sie auf Daten laden. Die gemeinsamen Zeitstempel beider Zeitreihen werden angezeigt.
  7. Untersuchen Sie die Zeitreihen und überprüfen Sie die Korrelation. Hierfür gibt es viele Möglichkeiten – z.B. den Knopf Grafiken / Korrelation oder die verfügbaren Berichte. Dort können sie z.B. Hinweise auf Perioden mit fehlerhaften Daten finden, die deaktivieren werden sollten (z.B. in Grafik Zeitreihe durch Rechtsklick in die Grafik).
  8. Gehen Sie zum Predict-Register und wählen Sie zwischen Regressions-Methode, Matrix-Methode, Weibull-Skalierungs-Methode und Windindex-Methode.
  9. Führen Sie ggf. MCP-Berechnungen mit weiteren Methoden durch. Jedes MCP-Ergebnis wird mit seinen Kenngrößen in der Tabelle auf dem Predict-Register aufgeführt.
  10. Es ist möglich, zurück zum Measure-Register zu gehen, alternative Referenz-Datenreihen auszuwählen und den o.g. Prozess zu wiederholen.
  11. Vergleichen Sie die Berichte unterschiedlicher Kombinationen von Langzeitdaten und MCP-Methoden und finden Sie heraus, was am individuellen Standort am besten funktioniert oder wählen Sie einen mittleres Ergebnis zwischen den Extremen, die Sie als plausibel ansehen.
  12. Speichern sie dieses Ergebnis entweder über Als Windstatistik sichern oder In METEO-Objekt sichern (dies erzeugt ein METEO-Objekt an der Position der Lokalen Daten mit der Langzeitkorrigierten Zeitreihe).
  13. Verlassen Sie das MCP2005-Fenster mit OK und starten Sie die Berechnung (diese erzeugt lediglich einen Übersichts-Bericht und sorgt dafür, dass die Einstellungen zur späteren Referenz gespeichert werden).


Weitere Informationen


Referenzen

  1. WindPRO/MCP - Measure-Correlate-Predict: An introduction to the MCP Facilities in WindPRO; EMD 2005; Weblink