Javascript must be enabled to continue!
Contribution to the modeling and monitoring of complex electromechanical systems : Application to wind turbines
View through CrossRef
Contribution à la modélisation et la surveillance des systèmes électromécaniques complexes : Application aux éoliennes
Suite à la forte demande d'énergie verte ayant un impact moindre sur l'environnement, de nouveaux concepts d'éoliennes offshore ont été développés récemment. Ils sont destinés à fonctionner dans des environnements aléatoires et du perturbations météorologiques telles que les vents turbulents et les vagues irrégulières. Comme leséoliennes sont composées de sous-systèmes de différents domaines physiques tels que les systèmes électriques, mécaniques et aérodynamiques, des défauts imprévus susceptibles d'entrainer des temps d'arrêt du système et d'énormes pertes économiques sont probables. Par rapport aux éoliennes onshore, les éoliennes offshore flottantes ont suscité un intérêt croissant en raison de leur production d'énergie optimale. Cependant, l'accessibilité limitée de ces systèmes stimule le développement des méthodes de diagnostic précoces et de contrôle actif tolérant aux défauts qui deviennent des problèmes cruciaux limitant les bonnes performances ainsi que la fiabilité. Dans ce contexte, ce travail porte sur le développement des méthodes de diagnostic des défautset le développement d'une commande active tolérante aux défauts pour un nouveau concept d'éolienne double offshore. Pour cela, une modélisation détaillée de ce concept ainsi que de ses parties électriques ”machines synchrones `a aimants permanents” et de ses parties mécaniques ”trains planétaires” est établie sans et en présence des défauts. L'un des objectifs c'est d'étudier le comportement du système de transmission mécaniqueen présence de défauts et d'étudier le comportement de l'éolienne double en introduisant de nouveaux scénarios.Le défaut de fissure est pris en compte dans cette étude et présente un impact sur l'engrenage planétaire. De plus, deux défauts électriques, un court-circuit entre spires et une démagnétisation, qui se produisent dans la machine électrique sont également considérés. Le court-circuit entre spires est l'un des défauts les plus fréquents qui affecte les machines électriques et casse la symétrie de ses phases. Ainsi, le comportement de l'éolienne double dans des conditions asymétriques est abordé. Bien que, l'undes avantages de ce concept d'éolienne double est le fait que son orientation face au vent est assurée sans avoir besoin d'un actionneur. Cette caractéristique nécessite uncontrôle adéquat et suffisant. Une méthode de contrôle basée sur un mode glissant d'ordre supérieur a été proposée en considérant des conditions de fonctionnementnormales. De plus, une étude sur les méthodes de diagnostic et les défauts possibles a été présentée. Une approche angulaire est proposée pour détecter le défautde fissure `a partir des signaux mesurés par les capteurs. L'approche proposée est reconnue comme un outil approprié pour le traitement des signaux dans des conditionsnon stationnaires. En outre, nous étudions le problème de l'invisibilité à gauche lorsque le nombre de défauts est égal au nombre de mesures. Pour traiter le cas où le nombre de défauts dépasse le nombre de mesures, une méthode de diagnostic des d´défauts basée sur le diagnostic par reconstruction parcimonieuse est proposée. Nous utilisons également un observateur à mode glissant du second ordre pour estimer les dérivées temporelles de la sortie afin d'éviter les erreurs potentielles graves dues au calculdes dérivées. Les estimations sont ensuite utilisées dans la commande active tolérante aux défauts basée sur le diagnostic par reconstruction parcimonieuse. L'objectif principal de cette commande est de compenser l'effet du défaut sur la vitesse de sortie de la machine et de maintenir l'orientation du système après la localisation du défaut.
Title: Contribution to the modeling and monitoring of complex electromechanical systems : Application to wind turbines
Description:
Contribution à la modélisation et la surveillance des systèmes électromécaniques complexes : Application aux éoliennes
Suite à la forte demande d'énergie verte ayant un impact moindre sur l'environnement, de nouveaux concepts d'éoliennes offshore ont été développés récemment.
Ils sont destinés à fonctionner dans des environnements aléatoires et du perturbations météorologiques telles que les vents turbulents et les vagues irrégulières.
Comme leséoliennes sont composées de sous-systèmes de différents domaines physiques tels que les systèmes électriques, mécaniques et aérodynamiques, des défauts imprévus susceptibles d'entrainer des temps d'arrêt du système et d'énormes pertes économiques sont probables.
Par rapport aux éoliennes onshore, les éoliennes offshore flottantes ont suscité un intérêt croissant en raison de leur production d'énergie optimale.
Cependant, l'accessibilité limitée de ces systèmes stimule le développement des méthodes de diagnostic précoces et de contrôle actif tolérant aux défauts qui deviennent des problèmes cruciaux limitant les bonnes performances ainsi que la fiabilité.
Dans ce contexte, ce travail porte sur le développement des méthodes de diagnostic des défautset le développement d'une commande active tolérante aux défauts pour un nouveau concept d'éolienne double offshore.
Pour cela, une modélisation détaillée de ce concept ainsi que de ses parties électriques ”machines synchrones `a aimants permanents” et de ses parties mécaniques ”trains planétaires” est établie sans et en présence des défauts.
L'un des objectifs c'est d'étudier le comportement du système de transmission mécaniqueen présence de défauts et d'étudier le comportement de l'éolienne double en introduisant de nouveaux scénarios.
Le défaut de fissure est pris en compte dans cette étude et présente un impact sur l'engrenage planétaire.
De plus, deux défauts électriques, un court-circuit entre spires et une démagnétisation, qui se produisent dans la machine électrique sont également considérés.
Le court-circuit entre spires est l'un des défauts les plus fréquents qui affecte les machines électriques et casse la symétrie de ses phases.
Ainsi, le comportement de l'éolienne double dans des conditions asymétriques est abordé.
Bien que, l'undes avantages de ce concept d'éolienne double est le fait que son orientation face au vent est assurée sans avoir besoin d'un actionneur.
Cette caractéristique nécessite uncontrôle adéquat et suffisant.
Une méthode de contrôle basée sur un mode glissant d'ordre supérieur a été proposée en considérant des conditions de fonctionnementnormales.
De plus, une étude sur les méthodes de diagnostic et les défauts possibles a été présentée.
Une approche angulaire est proposée pour détecter le défautde fissure `a partir des signaux mesurés par les capteurs.
L'approche proposée est reconnue comme un outil approprié pour le traitement des signaux dans des conditionsnon stationnaires.
En outre, nous étudions le problème de l'invisibilité à gauche lorsque le nombre de défauts est égal au nombre de mesures.
Pour traiter le cas où le nombre de défauts dépasse le nombre de mesures, une méthode de diagnostic des d´défauts basée sur le diagnostic par reconstruction parcimonieuse est proposée.
Nous utilisons également un observateur à mode glissant du second ordre pour estimer les dérivées temporelles de la sortie afin d'éviter les erreurs potentielles graves dues au calculdes dérivées.
Les estimations sont ensuite utilisées dans la commande active tolérante aux défauts basée sur le diagnostic par reconstruction parcimonieuse.
L'objectif principal de cette commande est de compenser l'effet du défaut sur la vitesse de sortie de la machine et de maintenir l'orientation du système après la localisation du défaut.
Related Results
Contributions of flywheel systems in wind power plants
Contributions of flywheel systems in wind power plants
The stepwise replacement of conventional power plants by renewable-based ones such as wind power plants could a ect the system behaviour and planning. First, the network stability ...
Analysis of Senegal Type Vertical Axis Wind Turbines Arrangement in Wind Farm
Analysis of Senegal Type Vertical Axis Wind Turbines Arrangement in Wind Farm
Background:
In a wind farm, the wind speed of the downstream wind turbine will be
lower than the wind speed of the upstream wind turbine due to the influence of the wake. Therefore...
Wind lidars within Dutch offshore wind farms
Wind lidars within Dutch offshore wind farms
The growing number of wind farms in the Dutch part of the North Sea [1] offers the necessity, as well as the opportunity, to measure the meteorological conditions at these location...
Aerodynamics of Clustered Wind Lens Turbines
Aerodynamics of Clustered Wind Lens Turbines
Wind lens turbines, developed by Kyushu University have increased performance due to the duct surrounding the rotor [1]. A Multi rotor system is a promising concept to upscale wind...
Full-Load Converter Connected Asynchronous Generators for MW Class Wind Turbines
Full-Load Converter Connected Asynchronous Generators for MW Class Wind Turbines
Wind turbines equipped with full-load converter-connected asynchronous generators are a known concept. These have rating up to hundreds of kW and are a feasible concept for MW clas...
Probabilistic Modeling of Structural Wind Loads and Reliability Implications Considering Wind Direction Effects in Northeast China
Probabilistic Modeling of Structural Wind Loads and Reliability Implications Considering Wind Direction Effects in Northeast China
Wind speed and wind direction are key random variables governing structural wind-load effects and reliability levels. Conventional probabilistic wind-load analyses usually derive r...
Savonius Rotor for Offshore Wind Energy Conversion
Savonius Rotor for Offshore Wind Energy Conversion
Abstract
Analysis of performance is presented for wind energy conversion by a Savonius type vertical axis rotor configured for generation of electrical power. The...
Recovery processes in coastal wind farms
Recovery processes in coastal wind farms
<p>Wind turbines in a wind farm extract energy from the atmospheric flow and convert it into electricity, resulting in a localized momentum deficit in the wake that r...

