INGENIERIE : Analyse de performance des actifs éoliens

Actualité - 26 mai 2020

Une analyse fine et régulière des données de production d’un parc éolien permet de détecter d’éventuelles anomalies et ainsi d’optimiser la performance de la centrale.
Le service Ingénierie de VALEMO développe un outil d’analyse reposant sur des indicateurs de performance spécifiques afin d’identifier les turbines en sous-performance. En ligne de mire : l’efficacité opérationnelle des parcs en exploitation.

 

En recherche permanente d’expertise et d’innovation, VALEMO a développé cet outil permettant d’effectuer un scan sur l’ensemble d’une flotte de machines.

 

Filtrer les données

En établissant un filtrage des données SCADA, cet outil d’analyse étudie uniquement le fonctionnement en mode nominal des éoliennes, et exclue ainsi les points 10 minutes non valides tels que les bridages environnementaux (chiroptères ou acoustiques), mécaniques ou dus au réseau.

Préalablement identifiés, les plans de bridage, les périodes de limitation réseau (au niveau du PDL par exemple), les points 10 min contenant un arrêt ou une transition (type redémarrage de l’éolienne) sont ainsi filtrés. Ne sont donc étudiés que les points de fonctionnement comparables aux données constructeurs et comparables entre différents parcs.

Pour permettre une comparaison valable des éoliennes à l’intérieur d’un parc, on se place alors dans une configuration d’iso-production du parc. Après ce « nettoyage » des données, les analyses commencent. VALEMO a construit plusieurs indicateurs afin de pouvoir comparer les performances des éoliennes à l’intérieur d’un parc et également inter-parcs.

 

Développer des indicateurs spécifiques

  • AEP (Annual Energy Production)

L’Annual Energy Production représente une estimation de l’énergie annuelle produite. Elle est calculée à partir d’une courbe de puissance et d’une distribution de vent de référence. La courbe de puissance est établie avec une gamme de vitesses de vent tous les 0.5 m.s-1 et en calculant la production moyenne à partir des données SCADA retravaillées. La distribution de vent de référence est calculée avec une distribution de Weibull d’un site standard. L’objectif de cet indicateur est de donner une information moins dépendante de la vitesse de vent mesurée par les anémomètres des nacelles. En effet, cette donnée peut être imprécise. Aussi, VALEMO préconise en premier lieu une analyse des données de production.

 

  • Écart par rapport à la courbe de puissance de référence du parc

À partir de données historisées et filtrées sur une période d’1 an, une courbe de puissance de référence a été construite pour chaque parc avec un pas de 0.1 m.s-1 pour les vitesses de vent. Cette courbe de puissance permet de représenter la puissance théorique attendue en fonction de la donnée de vent mesurée par l’anémomètre nacelle. VALEMO recommande d’utiliser cette courbe de puissance identifiée à partir des données plutôt que celle du constructeur car elle est plus représentative du comportement réel des éoliennes de chaque parc. Pour l’analyse, l’écart à cette référence est ainsi calculé pour chaque point 10 min, en se focalisant sur la zone montante de la courbe de puissance, avant d’effectuer une moyenne. Cet indicateur permet de repérer une déviation d’une éolienne par rapport au reste du parc.

 

  • Écart de production par rapport à l’écart au vent moyen

On calcule à partir des données filtrées, la somme de la production par machine et la moyenne de la vitesse de vent. Pour chaque machine, on obtient ainsi l’écart de la production et de la vitesse de vent par rapport à la référence du parc. Comme les données sont à iso-production, VALEMO établit la pertinence de cet indicateur pour identifier une sous-performance.

 

 

Analyser régulièrement et simultanément les résultats étudiés pour identifier toute anomalie

Ces différents indicateurs sont ainsi complémentaires et leur analyse simultanée permet de mettre en évidence des sous-performances dans une flotte de machines hétérogènes en raison de leur modèle, leur localisation et leur implantation. Chaque mois, VALEMO opère cette analyse sur la base des données du mois écoulé ainsi qu’un cumulé des 6 derniers mois afin de pouvoir identifier une déviation éventuelle au plus vite.

 

 

Prochaine étape pour VALEMO : intégrer ces différents indicateurs dans un outil de monitoring en temps réel, permettant aux chargés d’exploitation de recevoir des alertes si un comportement anormal est identifié.

VALEMO se tient à votre disposition pour vous accompagner dans l’optimisation de vos actifs éoliens.

 

L’équipe Ingénierie VALEMO