Diagnóstico de desequilíbrio de massa para rotores de aerogeradores utilizando máquina de vetores de suporte
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Date
2021-02-26Primeiro membro da banca
Franchi, Claiton Moro
Segundo membro da banca
Dias, João Paulo
Metadata
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Os sistemas de monitoramento de condição (CMS inglês Condition Monitoring Systems)
são essenciais para reduzir custos de geração de energia eólica. Este trabalho propõe
um método baseado em máquina de vetores de suporte (SVM do inglês Support Vector
Machine) para detectar o desequilíbrio da massa do rotor para um problema multi-classe,
utilizando a velocidade estimada como uma variável de entrada, obtida através de uma
combinação de grandezas elétricas (correntes e tensões). Além disso, com o auxílio de
ferramentas estatísticas, o método proposto permite estimar níveis de desequilíbrios diferentes
das classes propostas ao SVM. A posição angular do desequilíbrio de massa também
pode ser obtida através da análise do sinal de velocidade angular e a posição azimutal do
aerogerador. Um modelo de turbina eólica de 1,5 MW, três pás e com gerador síncrono
de ímã permanente foi considerado, e um banco de dados foi construído numericamente
usando os softwares Turbsim, FAST (Fatigue, Aerodynamics, Structures and Turbulence)
e Simulink. A partir do banco de dados, a técnica Densidade espectral de potência (PSD
do inglês Power Spectrum Density) foi utilizada para transformar os dados de entrada do
tempo para o domínio da frequência. Em seguida, o algoritmo SVM e a análise estatística
foram usados para classificar a magnitude e a posição angular do desequilíbrio. Diferentes
cenários de desequilíbrio de massa foram testados sob diferentes velocidades de vento
e intensidades de turbulência. Os resultados demonstram o desempenho satisfatório do
método proposto.
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