Quo vadis Betriebsführung? - weg vom Betreiberkino, hin zu professionellen Werkzeugen

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1 Quo vadis Betriebsführung? - weg vom Betreiberkino, hin zu professionellen Werkzeugen

2 Gliederung 1. Einleitung 2. Das Betreiber-Kino 3. Erste brauchbare technische Lösungen 4. Aktueller Stand 5. Ausblick für die Zukunft 2

3 Bedeutung der Erneuerbaren Energienund Folgen für den Betrieb Verantwortungsvoller Umgang mitressourcen(material, Betriebsstoffe) Schonender Betrieb/präventive Instandhaltung Ökologie Industrieund Arbeitgeber GeschultesPersonal notwendig StetigerBlickauf Verbesserungen Hohe Effizienz und hoher Ertrag, hohe Zuverlässigkeit Elektrisches Fehlverhalten früh erkennen Vorhersagbare Stillstände Energieversorgung Ökonomie Kostenoptimierung für Wartung und Instandhaltung 3

4 Aufgaben für den Betrieb von WEA Datenanalyse Fehlerfrüherkennung Überwachung Störungsmanagement Technische Unterstützung Arbeitssicherheit Vor-Ort- Inspektionen Fristenmonitoring Administration Berichte 4

5 Gliederung 1. Einleitung 2. Das Betreiber-Kino 3. Erste brauchbare technische Lösungen 4. Aktueller Stand 5. Ausblick für die Zukunft 5

6 Das Betreiber-Kino Erste industriell eingesetzte Windkraftanlagen Eisenschweine Bewährte Komponenten, große Sicherheitsfaktoren Annahme: nur geringer Verschleiß nur Wartung, kein Komponentenversagen Sehr wenig Sensorik condition monitoring unmöglich 6

7 Das Betreiber-Kino Zentrale Kontrollinstanz notwendig 6x Eisenschwein Muster-Eisenschwein 7

8 Das Betreiber-Kino Relativ wenig Sensordaten, nur wenige verschiedene Fehler folgende Statuscodes: läuft/steht Möglichkeiten eines solchen Systems Anlagenstillstände erkennen: Anlagenstillstände analysieren: Schlussfolgerungen auf Schadensursachen: Präventive Instandhaltung: Schonung der Anlage durch Steuereingriffe: 8

9 Gliederung 1. Einleitung 2. Das Betreiber-Kino 3. Erste brauchbare technische Lösungen 4. Aktueller Stand 5. Ausblick für die Zukunft 9

10 Erste brauchbare technische Lösungen Wachsende Anzahl von WEA erfordert: Verbesserte Zustandsüberwachung Mehr Fachkräfte Kostensenkung (Reduzierung der Sicherheitsfaktoren) Folgen: Schäden an Komponenten durch Überbelastung Schäden verursachen hohe Kosten Es war notwendig, die Sensorik zu verbessern und folgende Themen zu ermöglichen: Fehleranalyse Reparaturvorbereitungen aus der Ferne Manuelle Steuerungseingriffe zur Herauszögerung von Stillständen 10

11 Erste brauchbare technische Lösungen größere Anzahl an Sensorwerten Bewertung der Sensorwerte nur einfach Bestehende Anforderungen weitestgehend erfüllt Analysemöglichkeiten und Reparaturplanung 11

12 Erste brauchbare technische Lösungen Wunsch der Betreiber nach Fehlerfrüherkennung erfordert weitere Sensorik Beispiele für derartige Sensorik: Partikelzählung im Öl Systeme zur Kontrolle der Windnachführung Systeme zur Überwachung der mechanischen Komponenten des Triebstranges Systeme zur Überwachung der Rotorblätter gestiegene Anforderungen an den Betrieb erfordern teilweise weitere Steuerungseingriffsmöglichkeiten: NSM-Eingriffe, Direktvermarktungseingriffe Umweltbedingte Eingriffe (Schall-, Schattenwurf-, Eisabschaltung) 12

13 Erste brauchbare technische Lösungen Rotorblattüberwachung Triebstrangüberwachung Schnittstelle NSM/DV 13

14 Erste brauchbare technische Lösungen Deutlich mehr Möglichkeiten Möglichkeiten eines solchen Systems Anlagenstillstände erkennen: Anlagenstillstände analysieren: Schlussfolgerungen auf Schadensursachen: Präventive Instandhaltung: Schonung der Anlage durch Steuereingriffe: 14

15 Erste brauchbare technische Lösungen Vorteile: mehr Sensordaten Möglichkeit der Fehleranalyse (nach Auftreten) Zusatzsysteme Fehlerfrüherkennung an überwachten Komponenten Erkenntnisse der Zusatzsysteme manuelle Steuerungseingriffe, um Stillstand hinaus zu zögern Untersuchung des eigenen Portfolios, um solche Fehler an anderen WEA früh zu erkennen 15

16 Erste brauchbare technische Lösungen Nachteile: erfordert überwiegend Ingenieurs-Know-How erfolgt überwiegend händisch Fehler müssen erst auftreten Keine Standards für die Anbringung von Sensoren und Bezeichnung der Werte Vergleich zu anderen WEA kaum möglich Keine Großserien Betriebsdatenbilder nicht zwingend vergleichbar 16

17 Gliederung 1. Einleitung 2. Das Betreiber-Kino 3. Erste brauchbare technische Lösungen 4. Aktueller Stand 5. Ausblick für die Zukunft 17

18 Aktueller Stand Komplexe Anlagen, vorbestimmt für Einsatzzweck (Offshore, Onshore, windstark,.) Geringe Sicherheitsfaktoren Hohe Effizienz, Betrieb nahe an Belastungsgrenze Teilintegration der zusätzlichen Sensorik (CMS (Triebstrang/Rotor/Öl)) Mehr und bessere Sensorik mehr Betriebsdaten pro Datenpunkt meist: Min, Max, AVG, StdAbW Signalverlauf rückwirkend gut rekonstruierbar 18

19 Aktueller Stand Rotorblattüberwachung Triebstrangüberwachung Schnittstelle NSM/DV 19

20 Aktueller Stand Genügen gestiegenen Anforderungen Erfordert stetige Überwachung und Datenanalyse Fehler vor Stillstand erkennbar Fehler führen nicht zwangsläufig zum Stillstand Reparaturen werden planbar Möglichkeit der Ursachenanalyse stetige Verbesserung 20

21 Aktueller Stand Möglichkeiten eines solchen Systems Anlagenstillstände erkennen: Anlagenstillstände analysieren: Schlussfolgerungen auf Schadensursachen: Präventive Instandhaltung: Schonung der Anlage durch Steuereingriffe: 21

22 Aktueller Stand Vorteile: Sehr viele Sensordaten (gute Analysemöglichkeiten) Zusatzsysteme Fehlerfrüherkennung an überwachten Komponenten manuelle Steuerungseingriffe Stillstandsvorbeugung Aufgetretene Fehler ermöglichen Fehlerfrüherkennung im eigenen Portfolio Anlagen können sich teilweise reduzieren, um Schäden vorzubeugen Präventive Instandhaltung ist möglich und wird praktiziert Stetige Weiterentwicklung der Technik Großserien und typintern vergleichbar 22

23 Aktueller Stand Nachteile: erfordert zwingend Ingenieurs-Know-How Noch immer überwiegend händisch Zu viele Daten, um jeden Zustand manuell zu bewerten Riesige Datenmengen Konzepte zur Datenhaltung und Übertragung Kein(e) Standard(s) für die Anbringung von Sensoren und Bezeichnung der Werte Vergleich zu anderen WEA kaum möglich 23

24 Gliederung 1. Einleitung 2. Das Betreiber-Kino 3. Erste brauchbare technische Lösungen 4. Aktueller Stand 5. Ausblick in die Zukunft 24

25 Ausblick in die Zukunft Gewünschtes System Anlagenstillstände erkennen: Anlagenstillstände analysieren: Schlussfolgerungen auf Schadensursachen: Präventive Instandhaltung: Schonung der Anlage durch Steuereingriffe: Selbstheilung: 25

26 Ausblick in die Zukunft Zusatzsysteme bidirektional integrieren (autonome Steuerungseingriffe) Automatisierte Datenauswertung in 2 Schritten Auswertung in zentralem System mit ausreichend Leistung zur Anomalieerkennung (wird teilweise praktiziert) Auswertung direkt in der WEA und direkte Steuerungseingriffe in Echtzeit Betriebsführerübergreifender Datenaustausch (erfordert RDS-PP, Standard(s) für Sensorik und deren Installation) Gemeinsame Verbesserung der Anlage zusammen mit Hersteller, Service und BF 26

27 Ausblick in die Zukunft Wenn das alles geschafft ist, dann sollte unser Arbeitsplatz demnächst so aussehen 27

28 Kontakt Dipl. Ing. Andreas Nehl Technischer Betriebsführer Telefon: A.Nehl@cso-energy.de CSO Energy GmbH Gut Haferkorn, Dobernitz Leisnig Germany Phone: Fax:

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