AUSFALLVERHALTEN VON WINDENERGIEANLAGEN

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© Fraunhofer AUSFALLVERHALTEN VON WINDENERGIEANLAGEN 13. österreichisches Windenergiesymposium AWES 2018 Dipl.-Ing. Stefan Faulstich M.Sc. offen 1

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R 23 G 156 B 125

R 242 G 148 B 0

R 31 G 130 B 192

R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

AUSFALLVERHALTEN VON WINDENERGIEANLAGEN

13. österreichisches Windenergiesymposium AWES 2018

Dipl.-Ing. Stefan Faulstich M.Sc.

offen 1

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R 31 G 130 B 192

R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

AUSFALLVERHALTEN VON WINDENERGIEANLAGEN

n  Background:

n  Fraunhofer | Reliability and maintenance strategies

n  Motivation:

n  Field data for maintenance optimization

n  Common database:

n  Necessity | Capabilities | Approaches

n  Initiatives

n  WInD-Pool | IEA Wind Task 33

n  Application of data groups

n  Operational data | Status codes | Event data

n  Summary

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R 31 G 130 B 192

R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Fraunhofer IEE

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R 177 G 200 B 0

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R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Windenergie @Fraunhofer-IEE

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Analyses & Benchmarking

Utilize experience for maintenance optimization

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R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Field data for maintenance optimization

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Optimization of intervals

Optimization of strategies

LCC prediction

Constitute priorities

Source: IZP Dresden

Turb

ines

Lifetime reference

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R 177 G 200 B 0

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Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Field data for maintenance optimization

offen

Preprocessing

•  Plausibility check •  Identify Outliers

Creating Sample

•  Lifetime reference •  Censored values

Empirical distribution

•  Expected Value •  Standard deviation,

Coefficient of variation •  Quantiles

Distribution function

•  Weibull-parameters •  Best fit

Reliability characteristics

•  Density function •  Failure rate •  Confidence limits

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R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

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Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Common datapool for maintenance optimization

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Common datapool

Component designation

Component designation

States, Events, Activities....

States, Events, Activities....

Communica)on&datatransfer

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Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Wind energy Information Data Pool: WInD-Pool

offen

2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

EVW I

WMEP

Offshore~WMEP Concept

IEA Task 33 „Reliability data“

Windmonitor

EVW II

Offshore~WMEP I

WInD-Pool

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R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Wind energy Information Data Pool: WInD-Pool

offen

Operator Operator ……

WInD-Pool

Operator Operator ……

Benchmarks Reliability characteristics

Data acquisition

Reliability analyses

Confidentiality

Performance Benchmark

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R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Common datapool for maintenance optimization

offen

Energies 2017, 10(11), 1904;

doi:10.3390/en10111904

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R 31 G 130 B 192

R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Common datapool for maintenance optimization

offen

Database WindTurbine Component Cause FurtherBreakdown(e.g.repair/exchange)

Numberoffailures

Down)me

Timeofoccurrence

Opera)onaldata

Addi)onalevents

Costinforma)on

MTBF

MTTR

λ(t)

λ(t, x)

n, λ(t, x)

C(λ, n), IH-strategy

WMEP Wind-Pool (starting

point)

WInD-Pool (final completion)

CREW

PI and 60-database

Windstats Ger, VTT, LWK

RCM

Benchmarking

Reliability Analyses

O&M optimization

SPARTA

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R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Common datapool for maintenance optimization

offen

Result data approach

Operator DB

Cross-

Company-DB

Data analyses

Result provision

Raw data approach

Operator DB

Cross-

Company-DB

Data provision

Data analyses

n  Easy data transfer

n  Less analyses effort for CC-DB

n  Great effort for additional analyses

n  Consistent results hard to ensure

n  Consistent results ensured

n  Additional analyses easy to implement

n  Enables reliability characteristics

n  High effort for data transfer and standardisation

n  Large database required

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R 177 G 200 B 0

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IEA Task 33 „Reliability Data“

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Recommended Practices for Reliability Data §  published 04/2017 §  Use cases explain application of recommended

practices §  https://www.ieawind.org/whatsNEW/052917/

IEA%20Wind%20TCP%20RP%2017%20Reliability%20Data%202017.pdf

Taxonomies Data Groups Entries ______ ______ ______ ______ ______

Roles

Purposes Models

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R 226 G 0 B 26

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Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Data groups & Taxonomies

offen

Data groups Sub-groups / objects

Equipment data (ED)

Identification Time data Technical information

Operating data / measurement values (OP)

Time stamp Measurement values (SCADA, etc) Operational states

Failure / fault data (FD)

Identification Time data Failure description Failure effect Failure detection Fault properties

Maintenance & inspection data (MD)

Identification Time data Task / measure / activity Resources Maintenance results

Data groups / taxonomies

Equipment data

Operating / measureme

nt data

Failure data

Maintenance & inspection

data

VGB RDS-PP® o

NERC GADS o - -

ReliaWind o

ISO 14224 o* +* +*

FGW ZEUS o + +

IEC 61400-25 +

IEC 61400-26 o + entries with a high level of detail o entries with a medium level of detail - entries on a more general level * not wind-specific

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Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Operational data

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R 242 G 148 B 0

R 31 G 130 B 192

R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Applying operational and event data

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Operational Data

Service Reports

Status Codes

& Operational Modes

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R 242 G 148 B 0

R 31 G 130 B 192

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R 177 G 200 B 0

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Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

Summary

n  WInD-Pool is an ongoing initiative of Operators and Fraunhofer IWES turning operational experience into knowledge

n  WInD-Pool provides significant benefits for participating Operators

n  Further Operators are welcome to join the initiative

n  Detailed maintenance data are the next “BIG STEP”

n  Application of standards is very important for comparability

n  Fundamental questions can be answered as part of research work

n  Results on onshore and offshore WT show significant differences

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R 31 G 130 B 192

R 226 G 0 B 26

R 177 G 200 B 0

R 254 G 239 B 214

R 225 G 227 B 227

Diesen Kasten nicht löschen (ist für die Funktion der Folie wichtig)

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Dipl.-Ing. Stefan Faulstich M. Sc. Reliability and maintenance strategies Energy Economics and Grid Operation

Fraunhofer Institute for Energy Economics and Energy System Technology (Fh IEE)

Königstor 59 │ 34119 Kassel [email protected] www.iwes.fraunhofer.de

THANK YOU FOR THE ATTENTION

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