Überwachung des Windenergieparks

Odysseus kann für die Aufbereitung der Sensordaten bei der Überwachung eines Windenergieparks verwendet werden. Als Teil eins SCADA-System kann Odysseus bspw. die Daten vorverarbeiten und bspw. eine Leistungskennlinie und die aktuellen Abweichungen dazu anhand der Messwerte berechnen.

Dabei werden die Daten on-the-fly transformiert, gefiltert und aggregiert, so dass die Diagramme und Visualisierungen auf dem Dashboard nur noch die relevanten Daten erhalten - ein aufwändiges Speichern in einer Datenbank ist nicht notwendig - kann jedoch auch erfolgen. Eine intelligente Archivierung kann dabei ebenfalls umgesetzt werden, indem bspw. im Normalbetrieb nur wichtige oder aggregierte Informationen, aber im Fehlerzustand oder Wartungsbetrieb detaillierte Messwerte gespeichert werden.

Die flexible Anfrageschnittstelle von Odysseus erlaubt es bspw., dass die  Visualisierung die Anfrage selbst bestimmt. Dadurch wird die Verarbeitung nur durchgeführt, wenn auch die Visualisierung sichtbar ist. Auch die nachträgliche Definition neuer Visualisierung mit entsprechenden Anfragen gestaltet sich dadurch wesentlich leichter. Im Hintergrund sorgt Odysseus automatisch dafür, dass die hinzugefügten Anfragen beim Öffnen einer Visualisierung möglichst effizient in die laufende Verarbeitung integriert wird, indem bspw. vorhandene Verarbeitungsschritte wiederverwendet werden.

Da die Verarbeitungsschritte über die Anfragesprachen leicht konfigurierbar, universell einsetzbar und leicht anzupassen sind, kann innerhalb weniger Minuten von einer Windenergieanlage auf mehrere Tausend Anlagen hochskaliert werden und dies auch zur Laufzeit.

Prognose der Windenergie

Durch den Einsatz von Machine Learning Techniken kann Odysseus auch zur Vorhersage der erzeugten Windenergie verwendet werden. Durch die Echtzeitverarbeitung bietet sich vor allem eine Kurzzeitprognose an.

Dazu werden neben den aktuellen Messdaten der Windenergieanlagen zusätzlich Wetterdaten berücksichtigt. Mit Hilfe von Klassifikations- und Regressionsverfahren kann dann anhand der aktuellen Messdaten ein Modell erzeugt werden. Dieses Model kann dann verwendet werden, um anhand von Vorhersagen die zu erwartende Leistung zu berechnen.

Die flexible Architektur von Odysseus erlaubt es auch, mehrere Regressionsverfahren parallel zu verwenden, um anschließend eine Ensemble-Prognose durchzuführen.

Die Abbildung zeigt die vorhergesagte und die aktuelle Windenergie, bei dem eine sehr einfache Ensemble-Prognose mit drei verschiedenen Regressionsverfahren durchgeführt worden ist. Die Prognose-Schritte bzw. die Pipeline der Verfahren kann durch eine Anfrage leicht umgesetzt und um neue Machine Learning Techniken oder Operatoren erweitert werden, um so auch neue, zukünftige Verfahren zur Windenergieprognose zu ermöglichen.

Leistungskennlienenberechnung

Durch die Anbindung der Sensoren der Windenergieanlage und der Witterungsverhältnisse in der Umgebung, kann Odysseus zur Berechnung der Leistungskennlinie eingesetzt werden.

Weitere Details zur Berechnung nach IEC 61400-12 und dem Langevin-Verfahren sind in dieser Veröffentlichung zu lesen:

Leistungskennlinienberechnung von Windenergieanlagen unter Einsatz eines Datenstrommanagementsystems