19th International Symposium of Electrical Engineering "SIE 2021"

19th International Symposium of Electrical Engineering

SIE 2021

Wind Turbines Fault Detection in IoT Solution Based on SCADA Data Analysis Using Artificial Neural Networks

Abstract

Energy plays an important role in modern human life and the economic development of a country. Due to the rising cost of fossil fuels and environmental pollution, renewable energy resources such as solar, wind, biomass, geothermal, etc., have been considered as alternative resources for sustainable development. One of the most used renewable energy is the win, but one of the biggest problems for a wind farm is represented by O&M (Operation and Maintenance) costs that can reach 20–30% of the total costs related to power generation. Wind turbine generators are a complex system constituted of numerous components and subcomponents, each characterized by the possibility of incurring different failure types, often difficult to locate and that may impact on other components. The faults due to imbalance form a major part of all faults. The use of Supervisory Control and Data Acquisition data for Wind Turbine Diagnostic is one of the most used methods. To increase reliability, predict failures, reduce operating / maintenance costs, and prevent serious accidents that damage the ecosystem, the solution to a health monitoring system for wind generators is accomplished using IoT technology. This work was addressed all the phases leading to the development of a methodology aimed at identifying failures using SCADA in an IoT Environment: data pre-processing, model development, and data post-processing. The developed methodology is proved on a simulated case study and guided by the conditions of the wind farm “Los Canarreos” currently operating in the “Isla de la Juventud” Cuban location.

Resumen

La energía juega un papel importante en la vida humana moderna y el desarrollo económico de un país. Debido al creciente costo de los combustibles fósiles y la contaminación ambiental, los recursos energéticos renovables como la solar, eólica, biomasa, geotérmica, etc., se han considerado como recursos alternativos para el desarrollo sostenible. Una de las energías renovables más utilizadas es la ganadora, pero uno de los mayores problemas para un parque eólico está representado por los costos de O&M (Operación y Mantenimiento) que pueden alcanzar el 20-30% de los costos totales relacionados con la generación de energía. Los aerogeneradores es un sistema complejo constituido por numerosos componentes y subcomponentes, cada uno de los cuales se caracteriza por la posibilidad de incurrir en diferentes tipos de fallas, a menudo difíciles de localizar y que pueden impactar en otros componentes. Las fallas debidas al desequilibrio forman la mayor parte de todas las fallas. El uso de datos de control de supervisión y adquisición de datos para el diagnóstico de aerogeneradores es uno de los métodos más utilizados. Con el fin de aumentar la confiabilidad, predecir fallas, reducir los costos de operación / mantenimiento y prevenir accidentes graves que dañen el ecosistema, la solución a un sistema de monitoreo de salud para generadores eólicos se logra utilizando tecnología IoT. En este trabajo se abordaron todas las fases que conducen al desarrollo de una metodología orientada a identificar fallas utilizando SCADA en un Entorno IoT: preprocesamiento de datos, desarrollo de modelos y posprocesamiento de datos. La metodología desarrollada se prueba en un estudio de caso simulado y se guía por las condiciones del parque eólico “Los Canarreos” que actualmente opera en la localidad cubana de “Isla de la Juventud”

About The Speaker

Armando Plasencia

Dr. Armando Plasencia

Instituto de Cibernética, Matemática y Física Flag of Cuba

Researcher at Cybernetics, Mathematics and Physics Institute, Havana, Cuba.

Chief of National Program of Automatics, Robotics and Artificial Intelligence Projects

Also works as a professor at UCI University

Practical Info
Presentation
Spanish / Español
November 25, 2021 11:30 AM
15 minutes
Sala 1
Authors
Dr. Armando Plasencia
Gerardo McCook
Keywords
ana
ann
diagnóstico de fallas
energía renovable
fault diagnosis
iot technology
open-source scada
parque eólico “los canarreos”
renewable energy
scada de código abierto
tecnología iot
wind farm “los canarreos”.
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