Nutzung von Inertialmesstechnik zur Stützung modellbasierter Berechnungsalgorithmen von Windenergieanlagen

Moderne Regelungsverfahren, die ein hohes Potential zur Senkung der Energiegestehungskosten haben, basieren zu einem nennenswerten Anteil auf einer direkten Regelung des vollständigen Zustands einer Windenergieanlage. Da der regelungstechnische Zustand einer Anlage nicht vollständig gemessen werden kann, sind Beobachter notwendig, die nicht messbare Zustandsgrößen auf Basis eines Modells rekonstruieren. Dazu wird die Windenergieanlage als dynamisches, schwingfähiges System modelliert und das Systemmodell mit den real auftretenden Sensordaten abgeglichen. Die Berechnung von Residuen zwischen Modell und Messdaten ermöglicht darüber hinaus eine Erkennung von Fehlzuständen. Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts haben die Autoren das Potential von Inertialmesssystemen zur Zustandsrekonstruktion und Fehlererkennung an Windenergieanlagen untersucht. Dazu wurden die Sensoren anhand von Vorversuchen an kleineren Versuchsständen des Fraunhofer IWES auf die besonderen Anforderungen und Belastungen an Windenergieanlagen getestet sowie die sensorspezifischen Algorithmen für die Nutzung an Windenergieanlagen angepasst und weiterentwickelt. Darüber hinaus wurden verschiedene Beobachterstrukturen modellbasiert aufgebaut und hinsichtlich ihrer Eignung zur Fehlererkennung und zur Regelung bewertet.