Enhancement of wind projects viability by optimal strategies of wind turbines predictive maintenance

Abstract

Today, wind energy contributes to world’s power production in a big percentage. Simultaneously, the size of standard wind turbines increases periodically. Due to their high prices, the reliability of big turbines should be high in order to ensure maximal energetic production by guaranteed short downtimes. A way to achieve this requirement consists in introducing advanced predictive maintenance systems based on fault detection, isolation, and recovery strategies into the turbines. The state-of-the-art of actual wind turbines reveals the use of fault detection strategies which are simple and often conservative, and so is the fault compensation system. In order to improve the on-time of the turbine, the need of advanced fault detection, isolation, and accommodation schemes arises. The main objective of this work is to provide an optimal fault diagnosis strategy that ensures an appropriate behaviour of wind turbines with reference to faults. This design will be tested on an international wind turbines fault diagnosis benchmark.

En la actualidad, los aerogeneradores contribuyen a la producci´on energ´etica mundial en un porcentaje elevado. Al mismo tiempo, el tama˜no de una turbina e´olica standard tiende a aumentar. Los generadores e´olicos de gran tama˜no son caros y, por tanto, se espera que su fiabiliad sea elevada para que produzcan la m´axima energ´ıa posible; as´ı, ´estos deben tener tiempos de parada cortos. Una manera de asgurar este objetivo consiste en introducir avanzados sistemas de mantenimineto predictivo basados en la detecci´on, aislamiento y acomodamiento de fallos en los aerogeneradores. En la mayor parte de los aerogeneradores industriales los esquemas de detecci´on y acomodamiento son simples y, muchas veces, conservativos. En consecuencia, existe la necesidad de introducir esquemas m´as avanzados para aumentar la productividad de estas turbinas. El objetivo principal de este trabajo es propocionar una estartegia ´optima de diagn´ostico de fallos que asegura un correcto funcionamiento de la turbian en relaci´on a los fallos. Este dise˜no se comprobar´a en un modelo de referencia internacional para el diagn´ostico de fallos en aerogneradores.