Wind turbines (Photo: Colourbox)

Ny metode til at overvåge og diagnosticere fejl på vindmøller

Wednesday 03 May 17

Contact

Hans Henrik Niemann
Associate Professor
DTU Electrical Engineering
+45 45 25 35 59
Forskere fra DTU har udviklet en enkel metode til at overvåge vindmøller, der udnytter den symmetri, møllen skaber ved rotation af vingerne.

Overvågning og fejldiagnose af vindmøller er hidtil sket ved hjælp af detaljerede modeller eller data-drevne metoder. Det har stillet store krav til enten model eller data, der skulle afspejle normal situationen meget præcist for at kunne afdække uregelmæssigheder – ligesom det kan være vanskeligt at anvende disse metoder til at afdække, hvor på vindmøllen en eventuel fejl befinder sig. 

En ny metode udviklet af lektor Henrik Niemanns forskerhold fra DTU Elektro, DTU Compute og DTU Vindenergi gør det muligt både at overvåge vindmøllen og samtidig fastslå, hvor en slitage eller fejl er opstået, samt hvilken type fejl, det drejer sig om. 

”Vi anvender data fra sensorer placeret på det sted, hvor vindmøllens vinge er fastgjort til aksen. Der er placeret to momentsensorer på hver møllevinge. Det er sensorer, der allerede findes på de nyere møller for at overvåge belastningen af vingen. En vindmølle har tre vinger, så det giver tre sæt målinger i alt. De data samler vi sammen og gennemfører en simpel signalanalyse. Hvis vindmøllen fungerer optimalt, vil billedet fra målingerne være fuldstændigt symmetrisk, hvorimod der vil være udsving, hvis der er en fejl på en af de tre vinger”, forklarer Henrik Niemann fra DTU Elektro.

Målingerne giver ikke kun viden om, at der er en fejl på vindmøllen – men også hvor på møllen fejlen er, og hvilken type fejl, det drejer sig om.

”Der kan opstå forskellige typer af fejl på møllevingerne. Det kan være en sensorfejl som f.eks. bias, hvor sensoren måler forkert. Det kan være fejl på en vinge, eksempelvis en revne i en af vingerne, hvor der kan trænge vand ind. Eller det kan være en aktuatorfejl, der kan betyde, at en vinge bliver drejet forkert. Med vores nye metode kan det afdækkes, hvor på møllen fejlen er, så det er enkelt at udbedre den”, siger Henrik Niemann.

Metoden er klar til afprøvning i den virkelige verden
Den nye metode vil være meget attraktiv i forhold til både overvågning og ikke mindst muligheden for på forhånd at vide, hvor fejl og slitage er ved at opstå. Det er ressourcekrævende at vedligeholde vindmøller, og det er væsentligt at få udbedret al slitage og dårlig funktion, når serviceteknikerne eksempelvis er sejlet ud og klatret til tops på vindmøllerne. 

Metoden er meget enkel, og som andre store opfindelser var det lidt af en tilfældighed, at forskerne udviklede den nye metode til overvågning. 

”Vi var i gang med et projekt, hvor vi udviklede en traditionel model til overvågning af vindmøller. Da en forsker undervejs blev erstattet af en anden, skulle noget af det hidtidige data afdækkes på ny. Vi begyndte derfor igen på at udføre transformationerne af data til brug for modellen og opdagede, at de var tilstrækkelige til at kunne afdække både eksistens, type og placering af fejl ved hjælp af møllens egen symmetri”, forklarer Henrik Niemann. 

Den nye metode er testet grundigt i laboratoriet og er nu klar til at blive afprøvet i virkeligheden. I den forbindelse har forskerne kontakt til flere forskellige vindmøllefirmaer og deltager også i den kommende IP Fair, der afholdes hos DI den 9. maj. Her er alle velkomne – tilmelding sker via Danish IP Fairs hjemmeside.

Vindmøllefigur (DTU Elektro)

Illustration: Data efter signalbehandling af henholdsvis en vindmølle uden fejl (det blå felt) samt data fra tre forskellige målinger, hvor der hver gang har været fejl på en af de tre forskellige vinger. 

 

News and filters

Get updated on news that match your filter.
http://www.aut.elektro.dtu.dk/News/Nyhed?id=3412ed74-c56c-41ec-9592-dc3d1a176b27
25 SEPTEMBER 2017