PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA OPTIMIZAR LAS OPERACIONES DE MANTENIMIENTO EN AEROGENERADORES Y PARQUES EÓLICOS.
Sistema y procedimiento de mantenimiento para aerogeneradores o parques eólicos que comprende:
una conexión de entrada para recibir parámetros de campo medidos desde un aerogenerador o un sistema de parque eólico, un módulo de detección de averías que emite una señal de detección de averías, un módulo de localización de averías que tiene medios de almacenamiento con datos en estructura nodal jerárquica, un módulo de estimación o pronóstico de averías que tiene medios de almacenamiento con parámetros de avería incipiente predeterminados, y un módulo programador de mantenimiento para emitir una señal de salida de mantenimiento, basándose dicha señal en la combinación de dicha señal de detección de averías, dicha señal de localización de averías y dicha señal de avería estimada o pronosticada.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100748.
Solicitante: GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: GÓMEZ SANTIAGO,Eugenio, MONOSTORI,László, KOVÁCS,András, ERDÓS,Gábor, VIHAROS,Zsolt János.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G05B23/02 FISICA. › G05 CONTROL; REGULACION. › G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 23/00 Ensayo o monitorización de sistemas de control o de sus elementos (monitorización de sistemas de control por programa G05B 19/048, G05B 19/406). › Ensayo o monitorización eléctrico.
Fragmento de la descripción:
PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA OPTIMIZAR LAS OPERACIONES
DE MANTENIMIENTO EN AEROGENERADORES Y PARQUES EÓLICOS.
Objeto de la invención.
5
La presente invención se refiere a un procedimiento y sistema para
optimizar las operaciones de mantenimiento en aerogeneradores y parques
eólicos.
1º Antecedentes de la invención.
Hay que tener en cuenta una miríada de parámetros cuando se realizan
las tareas de mantenimiento de complejos sistemas de aerogeneradores y
parques eólicos. Puede producirse un exceso de información confusa y
15 contradictoria.
Los sistemas de reparación conocidos son gestionados mediante el
manejo humano con ayuda de hojas de cálculo, alarmas o generación de
tareas de mantenimiento basadas principalmente en la intervención humana.
En dichos sistemas ocurre que unas condiciones meteorológicas
2 o inesperadas pueden posponer o cancelar las operaciones de mantenimiento.
También ocurre que los componentes nuevos a veces muestran un
rendimiento deficiente o resultan dañados prematuramente. Otros eventos
pueden ser una súbita caída de la producción causada por una serie de
averías acumulativas.
2 5 Es el objeto de la presente invención presentar un sistema y
procedimiento que pueda aceptar un número muy grande de componentes y
parámetros, así como muchas posibles ubicaciones y tipos de datos
diferentes.
Es otro objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento
3 o sencillo y fiable para optimizar o reprogramar tareas de mantenimiento de
forma dinámica, teniendo en cuenta que los eventos pueden variar
rápidamente.
Es otro objeto más de la presente invención contar con un sistema que
pueda planificar sistemas de mantenimiento con mucha antelación de
3 5 manera fiable.
Descripción de la invención.
La presente invención se refiere a un procedimiento y sistema de
mantenimiento para aerogeneradores o parques eólicos. Dicho sistema tiene
5 medios de cálculo que comprenden:
una conexión de entrada para recibir parámetros de campo medidos
desde un aerogenerador o un sistema de parque eólico, y
un módulo de detección de averías que tiene medios de
almacenamiento con parámetros predeterminados correspondientes a
1º modos de avería predeterminados y que emiten una señal de detección de
averías, y
un módulo de localización de averías que tiene medios de
almacenamiento con datos en estructura nodal jerárquica, en la que dichos
nodos corresponden a subsistemas y componentes de aerogenerador (WTG)
15 o parque eólico, emitiendo dicho módulo de localización de averías una señal
de localización de averías, y
un módulo de estimación o pronóstico de averías que tiene medios de
almacenamiento con parámetros de avería incipiente predeterminados,
emitiendo dicho módulo de pronóstico de averías al menos una señal de
2 o avería estimada o pronosticada para un componente o subsistema, y
un módulo programador de mantenimiento para emitir al menos una
señal de salida de mantenimiento, basándose dicha señal en la combinación
de dicha señal de detección de averías, dicha señal de localización de
averías y dicha señal de avería estimada o pronosticada.
2 5 Preferentemente, la señal de salida de mantenimiento es una señal de
tiempo de mantenimiento correspondiente a operaciones de mantenimiento
recomendadas y una fecha y hora de reparación para un equipo de
mantenimiento. Además, dicha señal de salida de mantenimiento identifica
uno o más componentes a sustituir en una ubicación específica del nodo de
3 o instancia del parque eólico o el aerogenerador.
Ventajosamente, se consideran los parámetros de restricción del
mantenimiento. Dichos parámetros de restricción pueden ser parámetros de
condiciones meteorológicas, parámetros de disponibilidad de partes de
repuesto o de herramientas.
35
Además, dicha señal de salida de mantenimiento es habilitada,deshabilitada o habilitada con una advertencia para un operador humano,
selectivamente, en base a valores de dichos parámetros de restricción del
mantenimiento. Dichos parámetros de restricción se basan, preferentemente,
en parámetros meteorológicos en el campo cercano a un aerogenerador o un
5 parque eólico y pueden ser la velocidad del viento, la temperatura del campo,
la altura de las olas, el espesor de la niebla o relámpagos.
Dicha señal de tiempo de mantenimiento también puede basarse en
un perfil de pérdida, en el que dicho perfil de pérdida se define mediante la
pérdida de potencia de salida del aerogenerador en funcionamiento estándar
1º o en el máximo de la generación de potencia.
Adicionalmente, el sistema de mantenimiento puede incluir una matriz
de aplicabilidad multi-dimensional que contiene valores verdaderos o falsos
para correlacionar una avería dada en una ubicación dada y dicha señal de
salida de mantenimiento.
15 El sistema también puede tener medios de filtración de datos para
emitir un número seleccionado de parámetros para un operador humano, y
medios de edición que permiten al operador humano editar los parámetros
de avería, y una interfaz del ser humano para admitir o rechazar un evento
de avería.
2 o El módulo programador de mantenimiento también puede comprender
un módulo para la sincronización desencadenada por tiempo de dicha señal
de salida de mantenimiento que tiene un tiempo de actualización
predeterminado, especialmente un tiempo de actualización diario, y un
módulo para una sincronización desencadenada por un evento de dicha
2 5 señal de salida de mantenimiento.
Un procedimiento de mantenimiento para aerogeneradores o parques
eólicos también forma parte de la presente invención. Éste comprende las
etapas de:
recibir parámetros de campo medidos de un sistema aerogenerador o
3 o un parque eólico, y
detectar parámetros de avería y emitir al menos una señal de
detección de averías, y
localizar averías según datos en estructura nodal jerárquica, en la que
dichos nodos corresponden a subsistemas y componentes del
3 5
aerogenerador o el parque eólico, emitiendo dicho módulo de localización deaverías una señal de localización de averías, y
estimar o pronosticar parámetros de avería incipiente emitiendo al
menos una señal de fecha de avería estimada o pronosticada para un
componente o subsistema, y
5 emitir al menos una señal de salida de mantenimiento, basándose
dicha señal en la combinación de dicha señal de detección de averías, dicha
señal de localización de averías y dicha señal de fecha de avería estimada.
Preferentemente la señal de salida de mantenimiento es una señal de
tiempo de mantenimiento correspondiente a operaciones de mantenimiento
1º recomendadas y una fecha y hora pronosticadas para un equipo de
mantenimiento.
Además, dicha señal de tiempo de mantenimiento también se basa en
parámetros de restricción del mantenimiento, siendo dichos parámetros de
restricción, parámetros de condiciones meteorológicas, parámetros de
15 disponibilidad de partes de repuesto o de herramientas y personal.
Los parámetros de restricción meteorológicos en el campo son
aquellos cerca del aerogenerador o el parque eólico y son preferentemente
la velocidad del viento, la temperatura del campo, la altura de las olas, el
espesor de la niebla o relámpagos.
2 o Finalmente, la presente invención puede implementarse
preferentemente mediante un programa informático legible en sistemas
informáticos.
Breve descripción de los dibujos.
25
La figura 1 muestra una representación modular de una realización
preferida según la presente invención.
La figura 2 muestra una realización con una estructura de desglose
jerárquica de nodos que representan varios subsistemas.
3 o
La figura 3 muestra un diagrama de flujo que se refiere a la detección
y el pronóstico automáticos de parámetros de avería.
La figura 4 muestra un diagrama de flujo que se refiere a una función
de reconocimiento de averías por un operador humano.
La figura 5 muestra un diagrama de flujo que se refiere a la
3 5
generación de tareas de mantenimiento.La figura 6 muestra un diagrama de Gantt con un programa de
mantenimiento.
La figura 7 muestra un gráfico comparativo del rendimiento de un
aerogenerador si se aplica un programa de mantenimiento.
5
La figura 8 muestra un diagrama de flujo con una realización para...
Reivindicaciones:
1. Sistema de mantenimiento para aerogeneradores o parques eólicos,
teniendo dicho sistema de mantenimiento medios de cálculo digitales que
5 comprenden:
al menos una conexión de entrada (1) para recibir parámetros de
campo medidos de un aerogenerador (WTG) o un sistema de parque eólico,
y
un módulo de detección de averías (2) que tiene medios de
1 o almacenamiento con parámetros predeterminados correspondientes a
modos de avería predeterminados y que emite una señal de detección de
averías, y
un módulo de localización de averías que tiene medios de
almacenamiento con datos en estructura nodal jerárquica, en el que dichos
15 nodos corresponden a subsistemas o componentes de un aerogenerador
(WTG) o un parque eólico, emitiendo dicho módulo de localización de
averías una señal de localización de averías (5) ,
caracterizado por
un módulo de estimación o pronóstico de averías (3) que tiene medios
2 o de almacenamiento con parámetros de avería incipiente predeterminados,
emitiendo dicho módulo de pronóstico de averías al menos una señal de
avería estimada o pronosticada (4) para un componente o subsistema, y
un módulo programador de mantenimiento (6) para emitir al menos
una señal de salida de mantenimiento (7) , basándose dicha señal en la
2 5 combinación de dicha señal de detección de averías, dicha señal de
localización de averías (5) y dicha señal de avería estimada o pronosticada
(4) .
2. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 1, en el que dicha
señal de salida de mantenimiento (7) es una señal de tiempo de
30 mantenimiento (8) correspondiente a operaciones de mantenimiento
recomendadas y una fecha de reparación para un equipo de mantenimiento.
3. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 2, en el que dicha
señal de salida de mantenimiento (7) identifica al menos un componente a
sustituir en una ubicación específica de un nodo de instancia del parque
35 eólico 0fVF) o el aerogenerador (WTG) (9, 10) .
4. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 2, en el que dicha
señal de tiempo de mantenimiento (8) también se basa en parámetros de
restricción del mantenimiento (11) , siendo dichos parámetros de restricción,
parámetros de condiciones meteorológicas, parámetros de disponibilidad de
5 partes de repuesto o de herramientas.
5. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 4, en el que dicha
señal de salida de mantenimiento (7) es habilitada, deshabilitada o habilitada
con una advertencia para un operador humano, selectivamente, en base a
valores de dichos parámetros de restricción del mantenimiento (11 ) .
10 6. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 4, en el que dichos
parámetros de restricción del mantenimiento (11) se basan en parámetros
meteorológicos en el campo cerca de un aerogenerador (WTG) o un parque
eólico (WF) .
7. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 5, en el que dichos
15 parámetros meteorológicos son la velocidad del viento, la temperatura del
campo, la altura de las olas, el espesor de la niebla o relámpagos.
8. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 2, en el que dicha
señal de tiempo de mantenimiento (8) también se basa en un perfil de
pérdida, en el que dicho perfil de pérdida se define mediante la pérdida de
2 o potencia de salida del aerogenerador en funcionamiento estándar o en el
máximo de generación de energía.
9. Sistema de mantenimiento según la reivindicación 1, en el que dichos
medios de almacenamiento de dicho módulo de localización de averías
almacenan nodos jerárquicos (9, 1O) de cada aerogenerador (WTG) o
2 5 parque eólico (WF) , en el que el nodo que es el más alto en la jerarquía
corresponde a un sistema de aerogenerador (WTG) , el segundo más alto (9)
corresponde a subsistemas del mismo, especialmente el módulo de fuente
de energía, el módulo del rotor, el módulo de la góndola y el sistema de
control y comunicación.
30 10. Sistema de mantenimiento según la reivindicación 1, en el que dicho
módulo de mantenimiento incluye una matriz de aplicabilidad multi-
dimensional que contiene valores verdaderos o falsos para correlacionar una
avería dada en una ubicación dada y dicha señal de salida de mantenimiento
(7) .
35 11. Sistema de mantenimiento según la reivindicación 1, en el que dicho
módulo de detección de averías comprende:
medios de filtración de datos para emitir un número seleccionado de
parámetros para un operador humano, y
medios de edición que permiten al operador humano (13) editar
5 parámetros de avería, y
una interfaz del ser humano (12) para admitir o rechazar un evento de
avería.
12. Sistema de mantenimiento según la reivindicación 1, en el que dicho
módulo programador de mantenimiento (6) también comprende:
10 un módulo para la sincronización desencadenada por tiempo (14) de
dicha señal de salida de mantenimiento (7) que tiene un tiempo de
actualización predeterminado, especialmente un tiempo de actualización
diario, y
un módulo para una sincronización desencadenada por un evento (15)
15 de dicha señal de salida de mantenimiento (7) .
13. Procedimiento de mantenimiento para aerogeneradores (WTG) o
parques eólicos (WF) , que comprende las etapas de:
recibir parámetros de campo medidos de un sistema aerogenerador o
un parque eólico, y
2 o detectar parámetros de avería y emitir al menos una señal de
detección de averías, y
localizar averías según datos en estructura nodal jerárquica, en la que
dichos nodos corresponden a subsistemas y componentes del
aerogenerador o el parque eólico, emitiendo dicho módulo de localización de
2 5 averías una señal de localización de averías,
caracterizado por
estimar o pronosticar parámetros de avería incipiente emitiendo al
menos una señal de fecha de avería estimada o pronosticada para un
componente o subsistema, y
3 o emitir al menos una señal de salida de mantenimiento, basándose
dicha señal en la combinación de dicha señal de detección de averías, dicha
señal de localización de averías y dicha señal de fecha de avería estimada.
14. Un procedimiento de mantenimiento según la reivindicación 13, en el
que dicha señal de salida de mantenimiento (7) es una señal de tiempo de
35 mantenimiento (8) correspondiente a operaciones de mantenimiento
recomendadas y una fecha de reparación para un equipo de mantenimiento.
15. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 14, en el que dicha señal de tiempo de mantenimiento (8) también se basa en parámetros de restricción del mantenimiento (11 ) , siendo dichos parámetros de restricción parámetros de condiciones meteorológicas, parámetros de disponibilidad de partes de repuesto o de herramientas.
16. Un sistema de mantenimiento según la reivindicación 15, en el que dichos parámetros de restricción del mantenimiento (11) se basan en parámetros meteorológicos en el campo cerca de un aerogenerador (WTG) o un parque eólico (YVF) .
17. Un procedimiento de mantenimiento según la reivindicación 16, en el que dichos parámetros meteorológicos son la velocidad del viento, la temperatura del campo, la altura de las olas, el espesor de la niebla o relámpagos.
18. Un programa legible por ordenador para implementar el procedimiento de mantenimiento según la reivindicación 13.
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