Amedida que la energía eólica continúa evolucionando con aerogeneradores más grandes que, cada vez más a menudo, se instalan en el mar, la reducción de los gastos de O&M se ha convertido en un aspecto crítico. Actualmente, dichos gastos suponen hasta el 25% de los gastos totales para parques ubicados en tierra, pudiendo alcanzar hasta el 35% en parques eólicos marinos. Tradicionalmente, las estrategias de mantenimiento se basan en acciones correctivas y preventivas. Las acciones correctivas se llevan a cabo una vez la máquina ha sufrido una avería, ocasionando pérdidas en la producción; las actividades preventivas se llevan a cabo haya o no necesidad, lo que potencialmente puede conllevar gastos innecesarios. Por ello, las nuevas tendencias del sector pretenden implementar técnicas predictivas de mantenimiento. De esta forma, mediante la monitorización de la condición de estado de los componentes del aerogenerador, se puede alcanzar el punto óptimo entre el mantenimiento preventivo y el correctivo. Motivación y objetivos El generador eléctrico es uno de los componentes críticos de los aerogeneradores que, junto con las palas y la multiplicadora, da lugar a mayores tiempos de parada (tanto en parques eólicos terrestres como marinos). Los proveedores de operación y mantenimiento se enfrentan comúnmente a dos tipos principales de acciones correctivas: pequeño correctivo y gran correctivo. Los pequeños correctivos suponen pequeñas averías y cambios de componentes no críticos; los grandes correctivos comprenden la reparación y/o cambio de componentes críticos, como pueden ser las palas, el generador eléctrico o la multiplicadora. Por tanto, evitar los grandes correctivos es uno de los grandes desafíos a los que se enfrentan hoy en día los proveedores de O&M. En este proyecto se ha implementado la técnica de análisis de la firma de corriente en aerogeneradores con el objetivo principal de detectar fallos en su fase temprana. En concreto, esta técnica ha sido implementada sobre la tipología de generador para aerogeneradores predominante en el mercado, el generador de inducción doblemente alimentado, en el que el estátor está directamente conectado a la red y el rotor se conecta a través de un convertidor de potencia. Esta técnica permite detectar fallos tanto eléctricos como mecánicos en el generador, así como fallos en la multiplicadora (ejes y engranajes). El potencial del análisis de la firma de corriente para diagnóstico de fallos en aerogeneradores ha sido objeto de estudio en numerosas ocasiones en los últimos años. Sin embargo, los logros en el sector As wind power continues to evolve with larger wind turbines that are more often installed offshore, the reduction in O&M costs has become a critical aspect. Currently, these costs represent up to 25% of the total expenditure of onshore wind farms, reaching up to 35% for offshore sites. Traditionally, maintenance strategies are based on corrective and preventive actions. Corrective actions take place once the machine has suffered a breakdown, thus causing losses in production; preventive activities are carried out whether there is a need or not, resulting, potentially, in unnecessary costs. For these reasons, new trends in the sector aim to implement predictive maintenance techniques. In this way, through the condition monitoring of wind turbine components, the optimal point between preventive and corrective actions can be achieved. Motivation and objectives The electric generator is one of the critical components in wind turbines that, together with the blades and the gearbox, cause longer downtime periods (both for onshore and offshore wind farms). O&M providers commonly deal with two main types of corrective actions: small corrective and major corrective actions. Small corrective actions involve minor faults and the replacement of non-critical components; major corrective actions comprise the repair and/or replacement of critical components, such as blades, the electric generator or gearbox. Therefore, avoiding major corrective actions is currently one of the big challenges for O&M providers. In this project, Current Signature Analysis (CSA) has been implemented on wind turbine generators with the main goal of detecting early-stage faults. Specifically, this technique has been applied to the predominant type of wind turbine generators, these being doubly-fed induction generators (DFIGs), in which the stator is directly connected to the grid and the rotor is connected through the power converter. This technique can detect both electrical and mechanical faults in the generator, as well as gearbox-related faults (shafts and gears). The potential of CSA for fault diagnostics in wind turbines has been object of study in numerous occasions over recent years. However, achievements within the wind power sector (as published in scientific literature and due to its peculiarities) DIAGNÓSTICO DEL GENERADOR ELÉCTRICO MEDIANTE ANÁLISIS DE LA FIRMA DE CORRIENTE DE AEROGENERADORES EN OPERACIÓN El presente artículo presenta las líneas principales del trabajo que ha supuesto para Estefanía Artigao Andicoberry la consecución del Premio Eolo de Innovación 2019, iniciativa enmarcada dentro de las líneas de actuación de AEE y la plataforma tecnológica del sector eólico, REOLTEC, para apoyar el I+D tecnológico nacional en un contexto de fuerte competencia internacional, globalización de los mercados y optimización de costes. La propuesta, que se describe en el artículo, es una técnica de diagnóstico del generador eléctrico para optimizar la operación y mantenimiento (O&M) de parques eólicos. ELECTRIC GENERATOR DIAGNOSTICS USING CURRENT SIGNATURE ANALYSIS OF OPERATING WIND TURBINES This article presents the main lines of work undertaken by Estefanía Artigao Andicoberry leading to her achieving the Eolo Award for Innovation 2019, an initiative alignedwith the main lines of action of AEE, the SpanishWind Energy Association, and REOLTEC, the Technological Platform of theWind Power Sector, to support national R&Dwithin a context of strong international competition, market globalisation and costs optimisation. The solution, which is described in the article, involves a technique for diagnosing the electric generator to optimise the operation and maintenance (O&M) of wind farms. Eólica | Wind Power FuturEnergy | Junio June 2019 www.futurenergyweb.es 17
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