Zuverlässigkeit und Monitoring von Frequenzumrichtern in Windenergieanlagen, Teilprojekt: Analyse von Umrichterdaten und Konzeptentwicklung zur Fehlerbewertung

Description: Die leistungselektronischen Frequenzumrichter zählen zu den am häufigsten von Ausfällen betroffenen Teilsystemen von Windenergieanlagen (WEA) und verursachen auf diese Weise erhebliche Kosten und Ertragseinbußen. Forschungsarbeiten zur Umrichterzuverlässigkeit in WEA haben sich lange primär auf Temperaturwechselbelastungen und daraus resultierende Ermüdungseffekte als Ausfallursache konzentriert. Felddaten- und Schadensanalyse-basierte Untersuchungen haben gezeigt, dass diese in der Praxis eine untergeordnete Rolle spielen. Stattdessen wird das Ausfallgeschehen deutlich von Frühausfällen dominiert und ist eine erhebliche Auswirkung klimatischer Einflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, auf die Umrichterzuverlässigkeit festzustellen. Das ReCoWind-II-Vorhaben weitet die Ursachenforschung von Niederspannungs- auf Mittelspannungsumrichter aus und vertieft sie im Hinblick auf weitere potenziell ausfallrelevante Einflussfaktoren. Störschriebe, Betriebs- und Statusdaten aus der Umrichtersteuerung werden als neue wichtige Informationsquelle erschlossen. Schwerpunkte des Vorhabens liegen auf der Erarbeitung von Lösungsmaßnahmen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit über Fehlerfrüherkennung und Ferndiagnose sowie anwendungsspezifische Testverfahren. Insbesondere adressiert das Vorhaben Messtechnik- und Algorithmenentwicklung für ein breitenwirksames, die relevanten Ausfallmechanismen abdeckendes Condition Monitoring bis hin zur Erprobung in Umrichtersystemen im Labor und im Feld. Das Teilvorhaben fokussiert auf: Erfassung und Bereitstellung von Störschrieben und Betriebsdaten Erarbeitung und Erprobung von Methoden für Remote-Diagnostik und Anomalieerkennung Erfassung, Aufbereitung und Bereitstellung von Umrichterausfall- und SCADA-Daten Einbringen von anlagenspezifischem Know-how Bereitstellung von ausgefallenen Umrichterkomponenten Ermöglichung von Feldmessungen Installation und Betrieb von Datenerfassungssystemen Datenanalyse (z.B. Big Data)

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Betriebsdaten ? Windkraftanlage ? Big Data ? Prüfverfahren ? Arbeit ? Aufbereitungstechnik ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• RWE Renewables Europe & Australia GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-03-01 - 2026-02-28

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Analysis of converter data and concept development for fault evaluation
  Description: The power electronic frequency converters are among the subsystems of wind turbines (WTGs) most frequently affected by failures and thus cause significant costs and yield losses. Research on inverter reliability in WTs has long focused primarily on thermal cycling and resulting fatigue effects as causes of failure. Field data and failure analysis-based studies have shown that these play a minor role in practice. Instead, the failure pattern is clearly dominated by early failures and a significant impact of climatic influences, especially humidity, on converter reliability can be observed. The ReCoWind II project extends the cause research from low-voltage to medium-voltage converters and deepens it with regard to further potentially failure-relevant influencing factors. Fault records, operating and status data from the converter control system are being developed as a new important source of information. The project focuses on developing solutions to improve reliability and availability by means of early fault detection and remote diagnosis as well as application-specific test procedures. In particular, the project addresses the development of measurement technology and algorithms for a broadly effective condition monitoring covering the relevant failure mechanisms up to testing in converter systems in the laboratory and in the field. The subproject focuses on: Acquisition and provision of fault records and operating data Development and testing of methods for remote diagnostics and anomaly detection Acquisition, processing and provision of converter failure and SCADA data Contribution of plant-specific know-how Provision of failed converter components Enabling of field measurements Installation and operation of data acquisition systems Data analysis (e.g. Big Data) https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1127460

Status

Aktiv

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