Diagnostyka użytkowania urządzeń elektrowni wiatrowej

Podobne dokumenty
Inteligentny system nadzoru i bezpieczeństwa dla farmy wiatrowej

Zastosowanie logiki czterowartościowej w procesie wnioskowania w systemach diagnostycznych

LOGITRANS - VII KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA LOGISTYKA, SYSTEMY TRANSPORTOWE, BEZPIECZEŃSTWO W TRANSPORCIE

TRANSCOMP INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

TRANSCOMP INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 4-EW ELEKTROWNIA WIATROWA

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL

OPIS OGÓLNY. Elektrownia wiatrowa GE Wind Energy 1.5s *

Metoda wnioskowania w logice wielowartościowej w programie diagnostycznym DIAG 2

TRANSCOMP INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

ZAŁĄCZNIK A DO WNIOSKU

Wnioskowanie diagnostyczne o stanie obiektu technicznego w logice k-wartościowej

Gdansk Possesse, France Tel (0)

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej w funkcji prędkości wiatru

Projekt sterowania turbiną i gondolą elektrowni wiatrowej na farmie wiatrowej

ĆWICZENIE 4 WYZNACZANIE OPTYMALIZOWANYCH PROCEDUR DIAGNOSTYCZNO-OBSŁUGOWYCH

V MW oraz 2.0 MW Oparte na doświadczeniu

SYSTEM MONITOROWANIA DECYZYJNEGO STANU OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Silników i układów przeniesienia napędów

Laboratorium z Konwersji Energii. Silnik Wiatrowy

System ekspertowy wykorzystujący trójwartościową informację diagnostyczną wspomagający obsługiwanie złożonego obiektu technicznego

V kw Turbina na każde warunki

ELEKTROWNIA WIATROWA TOMASZÓW MAZOWIECKI ZAWADA I

Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego magisterskiego Kierunek: Mechatronika

ZEFIR D7-P5-T10. Dla domku weekendowego

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

Zespół B-D Elektrotechniki

V kw. Turbina na każde warunki

DOSTAWA WYPOSAŻENIA HAMOWNI MASZYN ELEKTRYCZNYCH DLA LABORATORIUM LINTE^2 OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

V82-1,65 MW Mniejsze nakłady większe korzyści

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

MODERNIZACJA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO WIRÓWKI DO TWAROGU TYPU DSC/1. Zbigniew Krzemiński, MMB Drives sp. z o.o.

ZEFIR D21-P70-T18. Dla domu kultury, szkoły, kościoła

BADANIA WIRNIKA TURBINY WIATRROWEJ O REGULOWANYM POŁOŻENIU ŁOPAT ROBOCZYCH. Zbigniew Czyż, Zdzisław Kamiński

ANALIZA PRZYSPIESZEŃ DRGAŃ PODPÓR W RÓŻ NYCH STANACH PRACY SILNIKA LM 2500

PRACA PRZEJŚCIOWA SYMULACYJNA. Zadania projektowe

ZASTOSOWANIE MASZYNY INDUKCYJNEJ PIERŚCIENIOWEJ W ELEKTROWNI WIATROWEJ

KARTA INFORMACYJNA PRZEDSIĘWZIECIA

PL B1. ANEW INSTITUTE SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Kraków, PL BUP 22/14. ANATOLIY NAUMENKO, Kraków, PL

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Oferta badawcza Politechniki Gdańskiej dla przedsiębiorstw

AEROCOPTER 450 posiada deklarację zgodności z dyrektywami Unii Europejskiej i został oznakowany znakiem CE.

ANALIZA WYKORZYSTANIA ELEKTROWNI WIATROWEJ W DANEJ LOKALIZACJI

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. KUJAWSKA WIOLETA, Kościerzyna, PL BUP 07/ WUP 12/11. WIOLETA KUJAWSKA, Kościerzyna, PL

Oprogramowanie analizatorów wibracji SignalCalc TURBO oprogramowanie do diagnostyki maszyn obrotowych

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

Układ ENI-EBUS/URSUS stanowi kompletny zespół urządzeń napędu i sterowania przeznaczony do autobusu EKOVOLT produkcji firmy URSUS..

02_03. FWT Production

Energetyka wiatrowa. dr hab. inż. Jerzy Skwarczyński prof. nz. AGH mgr inż. Tomasz Lerch ENERGETYKA JĄDROWA WE WSPÓŁCZESNEJ ELEKTROENERGETYCE

Farma elektrowni wiatrowych składa się z zespołu wież, na których umieszczone są turbiny generujące energię elektryczną.

OPIS OGÓLNY. Elektrownia wiatrowa GE Wind Energy 1.5SL *

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2014 Seria: TRANSPORT z. 82 Nr kol. 1903

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

HYDROENERGETYKA PRĄDNICE ELEKTRYCZNE. Ryszard Myhan WYKŁAD 5

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

Spis treści. Przedmowa 11

Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego inżynierskiego Kierunek: Mechatronika

Hamulce elektromagnetyczne. EMA ELFA Fabryka Aparatury Elektrycznej Sp. z o.o. w Ostrzeszowie

Katalog sygnałów pomiarowych. Obowiązuje od 10 marca 2015 roku

METODA POMIARU DOKŁADNOŚCI KINEMATYCZNEJ PRZEKŁADNI ŚLIMAKOWYCH

AEROCOPTER 450 posiada deklarację zgodności z dyrektywami Unii Europejskiej i został oznakowany znakiem CE.

Zdjęcia Elektrowni w Skawinie wykonał Marek Sanok

V80-2,0 MW Zróżnicowany zakres klasy MW/megawatowej

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

(13)B1 PL B1. (54) Sposób oraz urządzenie do pomiaru odchyłek okrągłości BUP 21/ WUP 04/99

Wykład 2 z podstaw energetyki wiatrowej

PL B1. POLBUD SPÓŁKA AKCYJNA, Bielsk Podlaski, PL BUP 16/13. BOGUSŁAW GRĄDZKI, Stok, PL WUP 06/16

MMB Drives 40 Elektrownie wiatrowe

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI STACJI TRANSFORMATOROWO - PRZESYŁOWYCH TYPU ARST

MMB Drives 40 Elektrownie wiatrowe

BADANIE CHARAKTERYSTYK CZASOWO-PRĄDOWYCH WYŁĄCZNIKÓW SILNIKOWYCH

Zespól B-D Elektrotechniki

MODEL STANOWISKA DO BADANIA OPTYCZNEJ GŁOWICY ŚLEDZĄCEJ

TEHACO Sp. z o.o. ul. Barniewicka 66A Gdańsk. Ryszard Dawid

WYZNACZANIE OPTYMALIZOWANYCH PROCEDUR DIAGNOSTYCZNO-OBSŁUGOWYCH

Tematy prac dyplomowych dla studentów studiów I. stopnia stacjonarnych kierunku. Elektrotechnika. Dr inż. Marek Wancerz elektrycznej

Stanowisko do diagnostyki wielofunkcyjnego zestawu napędowego operującego w zróżnicowanych warunkach pracy

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

dr hab. inż. Elżbieta Bogalecka Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Odnawialne Źródła Energii (Elektrycznej)

Zastosowanie Safety Integrated na przykładzie obrabiarki Scharmann Heavycut

Wprowadzenie Techniczne zasady funkcjonowania Techniczne aspekty mające wpływ na przepływy środków pieniężnych przez cały okres użytkowania

Nr programu : nauczyciel : Jan Żarów

BADANIA ELEKTROWNI WIATROWEJ Z GENERATOREM ASYNCHRONICZNYM DWUSTRONNIE ZASILANYM

ASQ systemy sterowania zestawami pomp

SPIS TREŚCI PRZEDMOWA WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O NAPĘDZIE Z SILNIKAMI BEZSZCZOTKOWYMI 1.1. Zasada działania i

SERIA MP POMPY WIELOSTOPNIOWE WIELKOŚCI DN 40 - DN 125

UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

Klaudyna Soczewka kl. III TEO

ANALIZA EKSPLOATACJI INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ Z MODUŁAMI STAŁYMI I NA TRACKERZE

PL B1. SZKODA ZBIGNIEW, Tomaszowice, PL BUP 03/16

Dr hab. inż. Jan Duda. Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Elektroniczne pompy liniowe

Rycina II.20. Energia wiatru - potencjał techniczny na wysokości 40m n.p.t.

PL B1. ŁAZUR ZBIGNIEW, Lublin, PL BUP 20/10. ZBIGNIEW ŁAZUR, Lublin, PL WUP 03/14 RZECZPOSPOLITA POLSKA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Silnik AFB AKN. Jałowy bieg (ciepły silnik, temperatura płynu chłodzącego nie niższa niż 80 C. Numer 0 (dziesiętne wartości wskazań)

Modelowanie układów elektroenergetycznych ze źródłami rozproszonymi. 1. Siłownie wiatrowe 2. Generacja PV

PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

Transkrypt:

DUER Stanisław 1 ZAJKOWSKI Konrad 2 WRZESIEŃ Paweł DUER Radosław Diagnostyka użytkowania urządzeń elektrowni wiatrowe WSTĘP W literaturze szeroko są przedstawione inteligentne systemy wspomagaące. Stosue się e w nadzorowaniu oraz w organizaci procesów techniczno-technologicznych, w aspekcie ich diagnozowania oraz przy ocenie akościowe. Systemy te są szczególnie przydatne, gdy analizowanych est wiele zmiennych oraz wymagane est uwzględnienie złożonych czynników oddziaływuących na nie, a dotyczących: stanu technicznego urządzeń technicznych, narzędz środków produkci oraz doboru warunków i parametrów procesu. Ważne osiągnięcia wnoszą następuące prace [1-9, 11, 12]. Opracowane w nich koncepce i szczegółowe systemy złożone z wielu wyspecalizowanych modułów dotyczą przede wszystkim inteligentnych, kompleksowych systemów nadzorowania procesów technologicznych, w tym i procesów obsługowych. Są to między innymi opracowania W. Kacalaka [8], w których opisano podstawy zastosowania systemów inteligentnych w rozwiązywaniu i wspomaganiu procesów organizaci różnego typu problemów technicznotechnologicznych. Ważnym osiągnięciem zaprezentowanym w tych pracach est opis sposobów przekształcania wiedzy człowieka specalisty do postaci wiedzy wyrażane w ęzyku programowania komputerowego. Do te grupy opracowań należą także prace autora [2-8]. Diagnostyka techniczna dostarcza użytkownikowi obiektu informaci diagnostyczne na potrzeby organizaci procesu obsługiwania. Szczególnym przykładem est informaca wyrażana w logice trówartościowe. Diagnozowanie obiektów technicznych w logice trówartościowe pozwala zidentyfikować obiekcie stany: zdatności {2}, stan niezdatności {0}, a także stan niepełne zdatności {1} [8]. Uzyskana informaca diagnostyczna o obiekcie przy takim diagnozowaniu, ze względu na rozpoznanie w nie stanu niepełne zdatności elementów wewnętrznych w obiekcie stae się podstawą wiedzy przy podemowaniu decyzi obsługowych lub konstruowania strategii obsługiwania organizuących nowy kierunek w obsługiwaniu obiektów technicznych nazwany obsługiwaniem według stanu [1, 2-8, 12]. W takie sytuac gdy te dwie dziedziny wiedzy: teoria diagnostyki i teoria obsługiwania obiektów technicznych, wzaemnie ze sobą współpracuą w organizaci procesu obsługiwania obiektu technicznego, można uż mówić o systemie obsługiwania. 1. TURBINY WIATROWE, STRUKTURA I DZIAŁANIE Siłownie wiatrowe przeznaczone są wyłącznie do przetwarzania energii kinetyczne wiatru na energię elektryczną oraz zasilania tą energią sieci elektroenergetyczne. Praca w stanie normalnym siłowni wiatrowych odbywa się w trybie automatycznym. Charakterystyczną cechą siłowni wiatrowe est obracaący się wirnik, który składa się z piasty wirnika oraz trzech łopat (Rys. 1). Łopaty wirnika wykonue się przeważnie z wzmacnianego włóknami szklanymi tworzywa sztucznego (GFK). Każda łopata wirnika posiada zabezpieczenie w postaci systemu ochrony odgromowe, który est połączony z potencałem ziemnym za pomocą gondoli oraz wieży. Koleną charakterystyczną cechą łopat wirnika est ich łożyskowanie obrotowe oraz posiadanie własnego napędu regulacynego t. układu regulaci kąta nachylenia łopat wirnika (ang. pitch control). Praca napędów regulacynych odbywa się w oparciu o poedynczą regulacę, ednakże są one eksploatowane synchronicznie. Zadaniem wirnika napędzanego wiatrem est przekazywanie ruchu obrotowego na wał wirnika i przekładnie do generatora. Podzespoły te t. wał wirnika, przekładnia, generator znaduą się w gondoli 1 Politechnika Koszalińska, Wydział Mechaniczny; 75-453 Koszalin; ul. Śniadeckich 2. Tel: +48 3478-262, stduer@tu.koszalin.pl 2 Politechnika Koszalińska, Zakład Zastosowań Elektroniki i Elektrotechniki; 75-620 Koszalin; ul. Racławicka 15-17. Tel: +48 3478-426, konza@tu.koszalin.pl 1140

(maszynowni). Gondola siłowni wiatrowe zbudowana est ze wspornika oraz kabiny z tworzywa sztucznego wzmacnianego włóknami węglowymi (CFK). Łożyskowanie na wieży t. układ regulaci położenia gondoli względem kierunku wiatru (ang. yaw system) umożliwia obracanie gondoli wokół własne osi. Dodatkowo gondola wyposażona est w napędy do śledzenia i podążania za wiatrem. Wał wirnika est łożyskowany w gondoli za pomocą łożyska wirnika, które przenosi ciężar wirnika oraz ednocześnie przenosi ego siłę nacisku. Wał wirnika przekazue ruch obrotowy wirnika do przekładni. Istnieą różne typy przekładni wykorzystywanych w turbinach wiatrowych, edne z napopularnieszych to wielostopniowa przekładnia planetarna lub różnicowa, chłodzone za pomocą obiegowego układu chłodzenia oleowo-powietrznego z regulacą mocy chłodzenia, ewentualnie przepływu oleu. Sztywno-obrotowe sprzęgło kompensuące osiowe oraz promieniowe przesunięcia kątowe łączą przekładnię z generatorem. Pomiędzy przekładnią a sprzęgłem znadue się mechaniczny hamulec tarczowy wirnika. Rys. 1. Widok ogólny turbiny wiatrowe [9, 10, 13] Jego praca realizowana est w postaci hamulca aktywnego. W pozyci spoczynkowe pozostae otwarty i musi zostać zasilony ciśnieniem hydraulicznym, aby zadziałał. Pomiędzy sprzęgłem a generatorem znadue się sprzęgło ślizgowe, które zapobiega przed przenoszeniem chwilowych udarów, które mogłyby wywołać błędy sieciowe w generatorze. Generatorem est podwónie zasilana maszyna asynchroniczna, z które odprowadzanie ciepła odbywa się za pomocą wewnętrzne chłodzenie powietrzne. W gondoli znaduą się również szafy rozdzielcze: szafa sterownicza, szafa agregatowa oraz szafa transformatorowa, w których umieszczono części sterownicze wraz z różnymi urządzeniami sterowania i nadzoru siłowni wiatrowe (Rys. 2). Ponadto, gondola wyposażona est w inne elementy instalac które są niezbędne do prawidłowe eksploataci takie ak system hydrauliczny umożliwiaący prawidłowe działanie hamulca wirnika, hamulców układu kierunkowania wieży na wiatr oraz układu kierunkowania łopat wirnika na wiatr, czy urządzenia dźwignicowe takie ak suwnica i wciągnik służące do transportu wewnątrz gondoli. Na dachu gondoli znaduą się urządzenia do pomiaru wiatru t. pomiaru kierunku i prędkości wiatru oraz zewnętrze oświetlenie ostrzegawcze. 1141

a) b) a) widok turbiny o poziome osi obrotu, b) widok turbiny o pionowe osi obrotu 3 Rys. 2. Widok ogólny gondoli (maszynowni) i stopy turbiny wiatrowe Nordex klasy K08 gamma 4 [9, 10, 13] Wieża siłowni wiatrowe to konstrukca ze stalowych ruch lub wieża hybrydowa, w które dolna część to wieża betonowa a górna to wieża w konstrukci rurowe. W takim rozwiązaniu konstrukci wieży standardowo umieszcza się transformator SN oraz rozdzielnię SN wewnątrz wieży. Transformator SN posadowiony est na fundamencie. Powyże znadue się platforma z rozdzielnią SN a na kolene platformie usytuowana est szafa Bottombox, która zawiera takie elementy ak: przetwornica częstotliwośc wyłącznik główny, części elektroniczne systemów sterowania, urządzeń PC, bezpieczniki oraz odgałęzienia do transformatora i generatora. Powstaące ciepło odprowadzane est poprzez system wentylac w którym wymiennik ciepła do chłodzenia przetwornicy znadue się na zewnątrz wieży. W zależności od założeń proektowych transformator SN i rozdzielnia SN mogą zostać umieszczone w osobne staci transformatorowe. 2. SYSTEM DIAGNOSTYKI DO NADZOROWANIA DZIAŁANIA SIŁOWNI WIATROWEJ Cechą charakterystyczną siłowni wiatrowe est e praca automatyczna. Parametry robocze są stale nadzorowane za pomocą PLC, które porównuąc wartości rzeczywiste z wartościami zadanym wydae polecenia sterowania do podzespołów ednostki wytwórcze. W przypadku braku wiatru t. gdy prędkość wiatru est mniesza niż prędkość startowa (ang. cut-in speed) siłownia wiatrowa pozostae w trybie spoczynku. Poza niektórymi systemami t. ogrzewanie i smarowanie przekładni czy sterowanie PLC, które nadzorue urządzenia mierzące prędkość wiatru, pozostałe systemy są wyłączone do momentu odpowiednie prędkości wiatru, po osiągnięciu które siłownia wiatrowa przechodzi w tryb gotowośc w którym następue testowanie systemów, ustawienie gondoli do zawietrzne a łopat wirnika do kierunku wiatru. W momencie osiągnięcia odpowiednie prędkości obrotowe generator włączany est do sieci i siłownia wiatrowa zaczyna produkować prąd. W momencie osiągnięcia prędkości znamionowe siłownia wiatrowa zaczyna pracować w trybie z zakresem mocy znamionowe. Przy zmieniaące się prędkości wiatru zmiana kąta łopat wirnika utrzymue oddawaną moc na stałym poziomie. Aby gondola była optymalnie ustawiona do kierunku wiatru, urządzenie do pomiaru wiatru stale mierzy prędkość i kierunek wiatru. Jeżeli zmierzony kierunek wiatru odbiega od optymalnego ustawienia gondol następue aktywne doregulowanie za pomocą silników układu kierunkowania gondoli na wiatr. Po uzyskaniu odpowiedniego położenia gondola est utrzymywania na miescu za pomocą kilku hamulców hydraulicznych umieszczonych na całym obwodzie tarczy hamulcowe, która znadue się w wieńcu obrotowym. Gondola może wielokrotnie obracać się wokół własne os eżeli ednak zostanie osiągnięta wartość graniczna, następue automatyczne odkręcanie kabli. Wiele komponentów siłowni wiatrowe posiada czuniki 1142

pomiarowe, których aktualnie sygnały porównywane są z parametrami roboczym które muszą być utrzymywane (Rys. 3). Jeżeli wartość rzeczywista odbiega od wartości zdane system reague. W przypadku przekroczenia parametrów bezpieczeństwa np. w przypadku osiągnięcia prędkości wiatru wyłączaące (ang. cut-out speed) siłownia wiatrowa zostae automatycznie wyłączona za pomocą kilku systemów bezpieczeństwa. Schemat funkconalno-blokowy siłowni wiatrowe działaące w strukturze farmy wiatrowe przedstawiono na rys. 3. X1 Pomiar prędkości wiatru, X2 Pomiar kierunku wiatru, X3 Pomiar temperatury otoczenia, X4 SN - Pomiar prądu, X5 SN Pomiar napięcia L1-L2, X6 SN Pomiar napięcia L2-L3, X7 SN Pomiar napięcia L3-L1, X8 Częstotliwość, X9 Moc czynna, X10 Moc bierna, X11 Moc Pozorna, X12 Współczynnik mocy, X13 Moc czynna (wszystkie EW), X14 Moc bierna (wszystkie EW), X15 Moc pozorna (wszystkie EW), X16 WN pomiar prądu, X17 WN pomiar napięcia, X18 Pomiar temperatury transformatora mocy, X19 Pomiar temperatury dławika, X20 Nr podobciążeniowego zaczepu dławika. Rys. 3. Schemat funkconalno-blokowy siłowni wiatrowe działaące w strukturze farmy wiatrowe Podstawą diagnostyki elementów farmy wiatrowe est wyróżniony zbiór sygnałów diagnostycznych. Zbiór weściowe informaci diagnostyczne w pracy przedstawiono w postaci tablicy sygnałów diagnostycznych procesu produkci (Tab. 1 i 2) oraz tablicy ich wzorców {X (w) } [2-5, 8, 9]. Współczesny system pomiarowy (Rys. 3) to nie tylko karta pomiarowa i poprawnie dobrany tor pomiarowy, lecz przede wszelkie narzędzia informatyczne służące do poprawne reestraci sygnałów, ak również do przetwarzania i analizy oraz zestawiania pomiarowe bazy wiedzy (zmierzonych wielkości). Zadaniem wykorzystywane w systemie diagnostycznym est realizaca zadania porównywania obrazu sygnału diagnostycznego z obrazem ego sygnału wzorcowego (nominalnego). W tym celu wygodnie est przedstawić obrazy porównywanych sygnałów diagnostycznych w postaci wektorowe (Rys. 3). Postać analityczną równania diagnostycznego, opisuącego proces diagnozowania obiektów technicznych (Rys. 3) wykonywany metodą porównywania sygnałów z ich wzorcem, przedstawiono w postaci zależności: e X e X ( w) e Di e E X e X i, (1) X (w) ( (e )) wzorcowy sygnał diagnostyczny dla -tego elementu w i-tym zespole, X(e )) sygnał diagnostyczny na wyściu -tego elementu w i-tym zespole obiektu, D i (ε(e )) wartość wynikowa porównania sygnału dla -tego elementu w i-tym zespole obiektu, 1143

kwantyfikator ogólny, kwantyfikator szczegółowy, relaca porównywania, relaca wynikania. Tab. 1. Tablica sygnałów procesu technologicznego siłowni wiatrowe Lp. Nr sygnału Rodza sygnału 1 X1 Pomiar prędkości wiatru 2 X2 Pomiar kierunku wiatru 3 X3 Pomiar temperatury otoczenia 4 X4 SN - Pomiar prądu 5 X5 SN Pomiar napięcia L1-L2 6 X6 SN Pomiar napięcia L2-L3 7 X7 SN Pomiar napięcia L3-L1 8 X8 Częstotliwość 9 X9 Moc czynna 10 X10 Moc bierna 11 X11 Moc pozorna 12 X12 Współczynnik mocy 13 X13 Moc czynna (wszystkie EW) 14 X14 Moc bierna (wszystkie EW) 15 X15 Moc pozorna (wszystkie EW) 16 X16 WN pomiar prądu 17 X17 WN pomiar napięcia 18 X18 Pomiar temperatury transformatora mocy 19 X19 Pomiar temperatury dławika 20 X20 Nr podobciążeniowego zaczepu dławika 21 X21 Sygnały informacyne i alarmowe dot. stanu pracy siłowni wiatrowe Tab. 2. Tablica weściowych sygnałów diagnostycznych procesu Proces pracy Poziomy Procesu E i Wektor weściowych sygnałów diagnostycznych {X(e )} elektrowni X(e 1,1 )... X(e )... X(e J ) E 1 X(e 1,1 )... X(e 1, )... X(e 1,J ) P...... E i X(e 1 )... X(e )... X(e J )...... E I X(e I,1 )... X(e I, )... X(e I,J ) X(e ) sygnał diagnostyczny -tego parametru procesu w i-tym poziomie struktury. Z zależności (1) wynika istota stosowane metody diagnozowania obiektu technicznego polegaące na analizie podobieństwa sygnałów diagnostycznych do ich sygnałów wzorcowych (Rys. 4). Na podstawie te zależności można powiedzieć, że na wyściu każdego -tego elementu znaduącego się w i-tym zespole obiektu e istnie sygnał diagnostyczny X(e ), który est porównywany z właściwym mu sygnałem wzorcowym. Efektem tego działania diagnostycznego est wynik sprawdzenia D i (ε(e )) wartość wynikowa porównania sygnału -tego elementu w i-tym zespole obiektu. Jeżeli w dalszym etapie diagnozowania każdemu uzyskanemu wynikowi sprawdzenia diagnostycznego przypisze się określoną wartość logiczną stanu wówczas dane sprawdzenie diagnostyczne obiektu można przedstawić w postaci tablicy diagnoz (tablicy stanów). Proces tego działania diagnostycznego w postaci schematu przedstawiono na rys. 4 [8]. 1144

Tablica wzorcowych sygnałów diagnostycznych [X (w) (e 1,1 )] TABLICA WEJŚCIOWYCH SYGNAŁÓW DIAGNOSTYCZNYCH Wektor sygnałów diagnostycznych {X(e )} X(e 1,1)... X(e )... X(e J) X(e 1,1)... X(e 1,)... X(e 1,J)...... X(e 1)... X(e )......... X(e I,1)... X(e I,)... X(e I,J) [x(e 1,1 )] [x(e... [x(e )]... I,J )] Moduł Diagnostyczny y f l K ( i 1 X ) i [W( (e 1,1 ))] [W( (e ))] [W( (e I,J ))] TABLICA STANÓW OBIEKTU Wektor stanów elementów obiektu {e } (e 1,1)... (e )... (e J) W( (e 1,1))... W( (e 1,))... W( (e 1,J))...... W( (e 1))... W( (e ))......... W( (e I,1))... W( (e I,))... W( (e I,J)) W( (e )) wartość logiczna stanu -tego elementu w i-tym zespole obiektu. Rys. 4. Struktura przekształcania informaci w inteligentnym podsystemie diagnostycznym DIAG [7] W czasie diagnozowania obiektu, w przypadku sprawdzenia diagnostycznego duże liczby sygnałów diagnostycznych dąży się do automatyzaci tego działania. Mówi się wówczas o automatyzaci procesu diagnostycznego obiektów technicznych. Przykład przetwarzania informaci w procesie diagnozowania urządzeń technicznych przedstawiono na rys. 4. W tym celu na potrzeby tego artykułu opracowano system nadzoru i bezpieczeństwa przy produkci energii elektryczne na farmie wiatrowe (DIAG). Poddano analizie funkconalno-diagnostyczne proces technologiczny farmy wiatrowe przedstawiony na rys. 3. W wyniku te analizy wyróżniono siedem elementów funkconalnych w produkci energii elektryczne. Każdy z tych elementów (Rys. 3) opisano sygnałami diagnostycznymi {X(E i )}, które zestawiono w tablicy 3. Tab. 3. Tablica stanów użytkowania elektrowni wiatrowe Stan Stan Wektor stanów elementów (e ) elektrowni układu e 1 e 2 e 3 e 4 e 5 X(E 1 ) X(E 1,1 ) X(E 1,2 ) X(E 1,3 ) X(E 1,4 ) X(E 1,5 ) X(E 2 ) X(E 2,1 ) X(E 2,2 ) X(P) X(E 3 ) X(E 3,1 ) X(E 3,2 ) 2 X(E 4 ) X(E 4,1 ) X(E 4,2 ) X(E 5 ) X(E 5,1 ) X(E 5,2 ) X(E 6 ) X(E 6,1 ) X(E 6,2 ) X(E 7 ) X(E 7,1 ) X(P) stan funkconalny farmy wiatrowe, X(E i ) stan funkconalny zespołu (grupy urządzeń) farmy wiatrowe, X(E ) stan funkconalny -tego elementu w i-tym zespole (grupy urządzeń) farmy wiatrowe. 1145

Stan farmy wiatrowe został wyznaczony na podstawie wykonanych pomiarów cech wyróżnionych sygnałów diagnostycznych oraz porównaniu ich z wzorcami z wykorzystaniem specalistycznego programu diagnostycznego (DIAG), ze SSN. Uzyskane wyniki przedstawiono na rys. 5). {2} stan bezpieczeństwa, {1} stan zagrożenia, {0} stan niebezpieczeństwa. Rys. 5. Postać wynikowa programy DIAG w postaci Tablicy stanów procesu nadzoru i bezpieczeństwa dla farmy wiatrowe Doświadczenia w zakresie teorii i praktyki sieci neuronowych i sztuczne inteligenci zamieszczone w pracach [2-7, 8, 11] potwierdzaą, że w aplikacach maą one na celu realizacę wybranych funkci umysłu i ludzkich reakci (zmysłów, zachowań itp.), które nie poddaą się proste numeryczne algorytmizac zatem stanowi efektywne narzędzie do logicznego i raconalnego wnioskowania oraz podemowania decyzi w warunkach braku wszystkich danych. Zastosowanie metod sztuczne inteligenci powodue, że w procesach produkcynych są przetwarzane nie tylko dane, lecz również wiedza, wobec tego system obróbkowy może być eksploatowany z wykorzystaniem wiedzy awne i nieawne. Podeście, polegaące na przetwarzaniu proceduralnym opartym na algorytmach, w systemach technologicznych zostae poprzez zastosowanie metod sztuczne inteligenci zastąpione przeszukiwaniem inteligentnym, co umożliwia tworzenie inteligentnych systemów wspomagania decyzi w procesach technologicznych. WNIOSKI W artykule zaprezentowano metodę oceny stanu nadzoru i bezpieczeństwa dla farmy wiatrowe. Podstawą proponowane metody est opracowanie schematu funkconalno-diagnostycznego urządzeń farmy wiatrowe, pomiar wyróżnionych w elementach funkconalnych farmy wiatrowe sygnałów diagnostycznych oraz zastosowanie opracowane metody rozpoznawania stanów. Przyęta metoda diagnozowania polega na porównaniu obrazu wektorów sygnałów diagnostycznych z ich wzorcami. Podstawą wypracowywania decyzi diagnostycznych o stanie funkconalnym farmy wiatrowe est analiza wektorów sygnałów w przestrzeni Euklidesowe elementarnych metryk wektorów odległości sygnałów diagnostycznych. Na bazie metryk wektorów odległości sygnałów diagnostycznych system diagnostyczny (DIAG) wypracowue diagnozy o stanie farmy wiatrowe w logice trówartościowe. Streszczenie W artykule zaprezentowano istotę konstruowania systemu nadzoru i bezpieczeństwa dla farmy wiatrowe. Znaczna część materiału w artykule dotyczy opisu podstaw funkconowania siłowni wiatrowe oraz pozostałych urządzeń składowych farmy wiatrowe. Proponowana metoda diagnozowania (oceny stanu farmy wiatrowe) polega na porównaniu wektorów sygnałów diagnostycznych z ich wzorcami. Podstawą wypracowywania decyzi oceny stanu farmy wiatrowe est analiza wektorów sygnałów w przestrzeni Euklidesowe elementarnych metryk wektorów odległości sygnałów diagnostycznych. Na bazie metryk 1146

wektorów odległości sygnałów diagnostycznych system diagnostyczny (DIAG) wypracowue diagnozy o stanie farmy wiatrowe w logice trówartościowe. Słowa kluczowe: elektrownia wiatrowa, system bezpieczeństwa, diagnostyka techniczna, proces eksploataci. Diagnostic use of wind power system Abstract The paper presents the essence of constructing surveillance and security system for a wind farm. A large part of the material in the article refers to the description of the functioning of a wind turbine and other equipment components of a wind farm. The proposed method of diagnosis (assessment of wind farm) is based on comparison of vectors of diagnostic signals from their practice. The basis for evaluation of the decision of developing a wind farm is to analyze the signal vectors in Euclidean space vectors of elementary metrics within the diagnostic signals. Metrics based on distance vectors of diagnostic signals diagnostic system (DIAG) generates a diagnosis on the state of the wind farm trivalent logic. Keywords: wind turbine, security system, technical diagnostics, process operations BIBLIOGRAFIA 1. Będkowski L., Dąbrowski T., Podstawy eksploataci cz. 2. Wyd. WAT, Warszawa 2006, str. 187. 2. Duer S., An algorithm for the diagnosis of reparable technical obects utilizing artificial neural Network. ZEM, Vol. 43, No. 1(53) 2008, pp. 101-113. 3. Duer S., Determination of a diagnostic information of a reparable technical obect on the basis of a functional and diagnostic analysis on example of a car engine. ZEM, Vol. 43, No. 4(156) 2008, pp. 85-94. 4. Duer S., Artificial Neural Network-based technique for operation process control of a technical obect. Defence Science Journal, DESIDOC, Vol. 59, No. 3, May 2009, pp. 305-313. 5. Duer S., Inteligentny system wspomagaący proces odnawiania cech eksploatacynych w złożonych obiektach technicznych. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskie. Koszalin 2012, str. 242. 6. Duer S., Artificial neural network in the control process of obect s states basis for organization of a servicing system of a technical obects. Neural Computing & Applications. 2012, Vol. 21, No. 1, pp. 153-160. 7. Duer S., Applications of an artificial intelligence for servicing of a technical obect. Neural Computing & Applications. 2013, Vol. 22 No. 5 pp. 955-968. 8. Duer S., Laboratorium mechatroniki samochodowe. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskie. Koszalin 2014, str. 196. 9. Duer S., Zakowski K., Duer R., Bernatowicz D., Wrzesień P.: Inteligentny system nadzoru i bezpieczeństwa dla farmy wiatrowe. LOGISTYKA 6/2014, s.3312-3321. 10. Instrukca obsługi siłowni wiatrowe Nordex klasy K08 gamma. 11. Madan M. Gupta, Liang Jin and Noriyasu H.: Static and Dynamic Neural Networks, From Fundamentals to Advanced Theory. John Wiley End Sons, Inc 2003, p. 718. 12. Nakagawa T.: Maintenance Theory of Reliability. Springer Verlag London Limited 2005, p. 264. 13. http://www.window.state.tx.us/specialrpt/energy/renewable/wind.php. 1147