Verbundprojekt: ReCoWind2 - Zuverlässigkeit und Monitoring von Frequenzumrichtern in Windenergieanlagen; Teilprojekt: Analyse von Umrichterdaten und Konzeptentwicklung zur Fehlerbewertung
Zeitraum
2023-03-01 – 2026-02-28
Bewilligte Summe
383.854,08 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4066E
Leistungsplansystematik
Sicherer Systembetrieb [EB1811]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Die leistungselektronischen Frequenzumrichter zählen zu den am häufigsten von Ausfällen betroffenen Teilsystemen von Windenergieanlagen (WEA) und verursachen auf diese Weise erhebliche Kosten und Ertragseinbußen. Forschungsarbeiten zur Umrichterzuverlässigkeit in WEA haben sich lange primär auf Temperaturwechselbelastungen und daraus resultierende Ermüdungseffekte als Ausfallursache konzentriert. Felddaten- und Schadensanalyse-basierte Untersuchungen haben gezeigt, dass diese in der Praxis eine untergeordnete Rolle spielen. Stattdessen wird das Ausfallgeschehen deutlich von Frühausfällen dominiert und ist eine erhebliche Auswirkung klimatischer Einflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, auf die Umrichterzuverlässigkeit festzustellen. Das ReCoWind-II-Vorhaben weitet die Ursachenforschung von Niederspannungs- auf Mittelspannungsumrichter aus und vertieft sie im Hinblick auf weitere potenziell ausfallrelevante Einflussfaktoren. Störschriebe, Betriebs- und Statusdaten aus der Umrichtersteuerung werden als neue wichtige Informationsquelle erschlossen. Schwerpunkte des Vorhabens liegen auf der Erarbeitung von Lösungsmaßnahmen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit über Fehlerfrüherkennung und Ferndiagnose sowie anwendungsspezifische Testverfahren. Insbesondere adressiert das Vorhaben Messtechnik- und Algorithmenentwicklung für ein breitenwirksames, die relevanten Ausfallmechanismen abdeckendes Condition Monitoring bis hin zur Erprobung in Umrichtersystemen im Labor und im Feld. Das Teilvorhaben fokussiert auf: Erfassung und Bereitstellung von Störschrieben und Betriebsdaten Erarbeitung und Erprobung von Methoden für Remote-Diagnostik und Anomalieerkennung Erfassung, Aufbereitung und Bereitstellung von Umrichterausfall- und SCADA-Daten Einbringen von anlagenspezifischem Know-How Bereitstellung von ausgefallenen Umrichterkomponenten Ermöglichung von Feldmessungen Installation und Betrieb von Datenerfassungssystemen Datenanalyse (z. B. Big Data)