Calificación cualitativa del estado de salud de un aerogenerador de un parque eólico a través del análisis de su curva de potencia y factores que influyen en ella

Abstract

Es evidente que las energías renovables son cada vez más demandas en el sistema eléctrico actualmente. Concretamente la participación de la energía eólica está aumentando a gran escala. No obstante, es una vía de generación impredecible a causa de alta dependencia del viento. Bajo este contexto, se enfocará en el seguimiento del estado de salud de los aerogeneradores. Estas máquinas son capaces de transformar la energía cinética incidente en sus palas en energía eléctrica. Un buen mantenimiento y seguimiento es crucial para garantizar la adecuada operación. Los componentes están continuamente sometidos a diferentes estados de funcionamiento, acelerando el proceso de deterioro. De lo contrario se traduciría en un impacto económico y social. El planteamiento propuesto consiste en la elaboración de un análisis exhaustivo del estado de cuatro aerogeneradores de procedencia desconocida. Disponiendo de una gran base de datos con medidas de diferentes parámetros de interés tomadas cada 10 minutos durante 6 años. Esto incluye variables como potencia activa y reactiva, velocidad y dirección del viento, temperatura ambiental y del generador etc. Se partirá del estudio de la curva que engloba en gran medida la actividad de la máquina. La representación de la vinculación de la velocidad de viento incidente en el rotor frente a potencia generada, la curva de potencia. El objetivo fundamental es la búsqueda de un diseño capaz de detectar desviaciones frente al comportamiento esperado obteniendo un índice del estado de salud. Se propondrá una posible reestructuración o confirmación del plan de mantenimiento.

It is obvious that nowadays renewable energies are increasingly demanded in the electricity market. Specifically wind power participation is increasing in a large scale. However, it is an unpredictable way of generation since its significant reliance on wind. Under this circumstances, this project would be focus on the evolution of the health condition in wind turbines. This machines are able to transform the kinetic energy coming from their blades into electricity. It is crucial to assure de appropriate operation to have a suitable maintenance and monitoring. Their components are constantly subject to different working conditions, increasing the deterioration process. Otherwise it would turn into an economic and social impact. The aim of design consists on the elaboration of a detailed analysis of the health condition of four different wind turbines which its location in unknown. There is a great database that contains measures of a variety of parameters that could be interesting taken every 10 minutes for 6 months. This involves from active and reactive power to wind speed and direction, environmental and generator temperature etc. Firstly, it would be studied the curve that includes almost the entire activity of the machine. The representation between the correlation of the wind speed that influences the rotor and the active power generated, the wind turbine power curve. The main objective is searching the right design that is able to detect de deviations compared to the expected operation mode, obtaining a health condition rate. Proposing a new structuration or on the contrary a maintenance plan confirmation.