OPTIMIZE: Schrittmodell

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Das Schrittmodell versucht iterativ das Startmodell zu verbessern, bis ein Stoppkriterium erfüllt ist. Alle Schrittmodelle sind stochastisch, sie beruhen auf Zufallszahlen. D.h. sowohl eine Anlage als auch eine neue Position für diese Anlage wird zufällig ausgewählt. Der Hauptunterschied zwischen den Schrittmodellen ist der Positionspool, aus dem diese neuen Positionen gezogen werden.

Das Schrittmodell Zufällig, Lokal sucht zufällige Positionen aus einem lokalen Bereich um die WEA unter der Annahme, dass das aktuelle Layout relativ nahe am Optimum liegt. Diese Annahme gilt in der Regel für Smart-Startmodelle und manuelle, anwenderdefinierte Startmodelle. Das lokale Schrittmodell zieht zufällige Positionen aus einem lokalen Bereich um die WEA.

Das Schrittmodell Zufällig, Regional sucht die zufälligen Positionen aus einer relativ großen Region um die Anlage herum unter der Erwartung, dass die optimale Position nicht in der direkten Nachbarschaft, sondern weiter entfernt gefunden werden.

Das Schrittmodell Zufällig, Global sucht neue Positionen aus dem gesamten Bereich der WEA-Fläche(n). Es wird in keiner der Standardoptionen verwendet, da die Erreichung der Konvergenz ineffizient ist. In einer ersten groben Suchphase kann es jedoch manchmal nützlich sein, wenn anschließend die Optimierung mit einem geklonten Lauf über das Schrittmodell Zufällig, Regional fortgesetzt wird.

Wenn die Rasterauflösung der Ressourcenkarte feiner als der erwartete optimale Kompromiss von etwa 0,5 RD ist, lautet die Standardoption Nur Rasterpunkte bzw. Diskret. Ist die Rasterauflösung gröber als 0,5 RD, ist die Standardoption Kontinuierlich, wodurch die Anlagen von den Rasterpunkten abweichen dürfen und dadurch lokale Optima aufgrund eines zu groben Rasters vermeiden können, was wichtig ist. Der Nachteil ist, dass das typische Stoppkriterium (ausgeschöpfte Nachbarschaft) nicht verwendet werden kann, siehe Stoppkriterien.

Der Hauptunterschied zwischen dem lokalen, regionalen und globalen Schrittmodell liegt im Bereich um die Turbinen, die für die Schritte berücksichtigt werden. Beim lokalen Schrittmodell beträgt der Bereich zu Beginn des Optimierungslaufs 5D und wird iterativ kleiner, bis er am Ende des Laufs 1D im diskreten Fall oder 0,5D im kontinuierlichen Fall erreicht. Der Abstand, der das regionale Schrittmodell definiert, ist zu Beginn des Optimierungslaufs die Quadratwurzel aus der Ausdehnung des gesamten WEA-Bereichs in x- und y-Richtung, aber mindestens 5D im Falle kleiner WEA-Bereiche. Sie endet ebenfalls bei 1D im diskreten Fall und bei 0,5D im kontinuierlichen Fall. Beim globalen Schrittmodell wird während des Laufs ständig die gesamte Fläche betrachtet.

OPTIMIZE
Überblick ♦ Optimierungs-Struktur und Ebenen ♦ Standort ♦ WEA ♦ Größe ♦ Läufe
Grundlagen: Überblick Grundlagen ♦ Layout mit fester WEA-Anzahl ♦ WEA-Anzahl (Parkgröße) ♦ WEA-Typ festlegen ♦ Umgang mit starken Einschränkungen (Abstand, Schall, Lasten, Wake)
Algorithmus: Überblick Algorithmus ♦ Startmodell ♦ Schrittmodell ♦ Stoppkriterien ♦ Ziele und Einschränkungen
Optimierungs-Ziele: Ziel AEP ♦ Kosten ♦ Ziel LCOE ♦ Ziel NPV
Einschränkungen: WEA-Fläche ♦ Maximaler Wakeverlust ♦ Schall ♦ Lebensdauer
Beispielprojekte