Online-Leistungskurvenüberwachung von Windturbinen in MATLAB

Abstract

Im Zuge der Energiewende schreitet der Ausbau der erneuerbaren Energieerzeugung stetig voran. Windkraft spielt hierbei eine bedeutende Rolle. Sie gilt als technisch ausgereift, wirtschaftlich, im Betrieb unproblematisch und gefahrlos. Auch die VERBUND AG betreibt mehrere Windparks in ganz Europa. Die steigende Anzahl der Windenergieanlagen stellt eine zunehmende Herausforderung für die Betriebsführung dar. Daher wird verstärkt auf automatisierte Werkzeuge zur Kontrolle und Analyse der Turbinen zurückgegriffen. In dieser Diplomarbeit wird eine MatLab-Routine entwickelt, die es ermöglicht, Leistungskurven von im Betrieb befindlichen Windturbinen online zu überwachen. Dafür werden aus den gefilterten Betriebsdaten der einzelnen Turbinen gelernte Leistungskurven berechnet. Diese werden auf Leistungsreduktionen und Leistungskurvendegradationen untersucht, wodurch niedrig-performante Turbinen identifiziert werden sollen. Die Berechnungsergebnisse werden mit Hilfe langjähriger Betriebsdaten auf verschiedene Einflüsse untersucht, sowie die Wirkungen der Filter auf die Berechnung analysiert.

As a result of recent energy politics, the development of renewable energy is progressing steadily. Wind power plays a significant role in this process. It is regarded as a technically mature, economical, unproblematic in operation and safe way of genereting electrical energy. The VERBUND AG operates several wind farms throughout Europe. The growing number of wind turbines is becoming an increasing challenge for the management. Therefore, the usage of automated tools for monitoring and analysis of the turbines has to be intensified. In this thesis a MatLab routine is developed that allows to monitor performance curves of wind turbines in operation. This routine uses filtered data to calculate trained power curves of the individual turbines. These are analysed in regard to power reductions and degradation to identify low-performing turbines. The impact of different factors and the effects of filtering on the calculation are evaluated based on several years of operating data.