Método de Detección de Daños por Rayos Usando Autoencoder: Un Estudio de Caso sobre Turbinas Eólicas con Diferentes Patrones de Daño en las Aspas
Autores: Matsui, Takuto; Matsuoka, Kazuki; Yamamoto, Kazuo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Método de Detección de Daños por Rayos Usando Autoencoder: Un Estudio de Caso sobre Turbinas Eólicas con Diferentes Patrones de Daño en las Aspas
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Rayos
Turbinas eólicas
Dispositivos de parada de emergencia
Inspección visual
Análisis de datos SCADA
Autoencoder
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Se han reportado numerosos accidentes en los que los rayos han dañado las palas de los aerogeneradores, lo que representa un problema serio. En ciertos accidentes, las palas que fueron alcanzadas por un rayo continuaron girando, lo que resultó en roturas debido a la fuerza centrífuga. Considerando este contexto, se ha ordenado que los aerogeneradores situados en Japón estén equipados con dispositivos de parada de emergencia. En consecuencia, al detectar un rayo por el dispositivo instalado en el aerogenerador, este se detiene de inmediato. Para reiniciar el aerogenerador, es necesario verificar su integridad mediante una inspección visual. Sin embargo, realizar inspecciones rápidas puede ser difícil debido a diversos factores, incluido el mal tiempo. Por lo tanto, este proceso prolonga el tiempo de inactividad de los aerogeneradores y reduce su disponibilidad. En este estudio, se propuso un enfoque: un método de análisis de datos SCADA utilizando un autoencoder para evaluar la integridad de los aerogeneradores sin inspección visual. El método actual seleccionó la velocidad del viento y la velocidad de rotación como características efectivas, empleando una ventana deslizante para el preprocesamiento, basado en estudios previos. Además, la evaluación de un autoencoder entrenado se llevó a cabo mediante la utilización de la matriz de confusión y la curva de características operativas del receptor. Se sugirió que la disponibilidad de los aerogeneradores podría mejorarse al emplear este método propuesto para verificar de forma remota y automática la integridad después de la detección de rayos.
Descripción
Se han reportado numerosos accidentes en los que los rayos han dañado las palas de los aerogeneradores, lo que representa un problema serio. En ciertos accidentes, las palas que fueron alcanzadas por un rayo continuaron girando, lo que resultó en roturas debido a la fuerza centrífuga. Considerando este contexto, se ha ordenado que los aerogeneradores situados en Japón estén equipados con dispositivos de parada de emergencia. En consecuencia, al detectar un rayo por el dispositivo instalado en el aerogenerador, este se detiene de inmediato. Para reiniciar el aerogenerador, es necesario verificar su integridad mediante una inspección visual. Sin embargo, realizar inspecciones rápidas puede ser difícil debido a diversos factores, incluido el mal tiempo. Por lo tanto, este proceso prolonga el tiempo de inactividad de los aerogeneradores y reduce su disponibilidad. En este estudio, se propuso un enfoque: un método de análisis de datos SCADA utilizando un autoencoder para evaluar la integridad de los aerogeneradores sin inspección visual. El método actual seleccionó la velocidad del viento y la velocidad de rotación como características efectivas, empleando una ventana deslizante para el preprocesamiento, basado en estudios previos. Además, la evaluación de un autoencoder entrenado se llevó a cabo mediante la utilización de la matriz de confusión y la curva de características operativas del receptor. Se sugirió que la disponibilidad de los aerogeneradores podría mejorarse al emplear este método propuesto para verificar de forma remota y automática la integridad después de la detección de rayos.