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Analyse des sous-performances énergétiques d'éoliennes en utilisant des cartes de contrôle EWMA

Lepvirier, Romain (2014). Analyse des sous-performances énergétiques d'éoliennes en utilisant des cartes de contrôle EWMA. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’exploitation de l’énergie éolienne est en forte croissance depuis plus de deux décennies. Beaucoup de centrales éoliennes ont été construites durant cette période. La tendance aujourd’hui est de surveiller les centrales éoliennes existantes pour obtenir la meilleure performance possible en assurant des conditions d’exploitation optimales et une grande disponibilité de l’équipement. Les récentes avancées technologiques n’ayant pas pu être implantées à l’époque où ces centrales ont été construites, par conséquent, il faut trouver des outils d’analyses pour détecter, le plus précocement possible, les sous-performances des éoliennes et d’anticiper la correction les problèmes d’une manière préventive.

En première partie, ce mémoire présente la construction des courbes de puissance de référence pour un fonctionnement normal des machines. De l’obtention des données, provenant directement des éoliennes in-situ, à la courbe de puissance finale permettant l’éventuelle détection de sous-performances d’une manière robuste et commode, tout le processus est décrit étape par étape.

Dans une deuxième partie, une carte de contrôle EWMA a été développée. À l’aide d’une méthode graphique suivie d’un algorithme, elle permet de détecter les faibles sous-performances graduelles qui surviennent au cours du temps sur une éolienne. Il a été montré que la carte développée est capable de détecter un niveau de baisse de performance de 1 % par rapport à la performance normale de l’éolienne.

Titre traduit

Under performance analysis of the power of wind turbines using EWMA control charts

Résumé anglais

Wind energy is growing rapidly for over more than two decades, many wind farms were built during this period. Nowadays, wind farms have to be monitored in order to obtain the best performance as possible, ensuring optimal operating conditions and high availability. As technological advances of past few years were not existing when wind farms were built, tools have to be developed in order to detect underperformance of wind turbines as soon as possible, and correct problems in a prevent way.

In a first part, this thesis details the steps to build wind turbines power curves when machines are operating normally. From data collection, coming directly from wind turbines, to final power curve which is used to detect underperformances effectively, all the process is explain step by step.

In a second part, an exponentially weight moving average control chart was developed. Thanks to a graphical method and an algorithm, it is able to detect small shift on the power of the wind turbine as time goes by. The control chart enables to detect gradual shift of about 1 % over one year, compare to the normal behavior of the wind turbine.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie, concentration énergies renouvelables et efficacité énergétique". Bibliographie : pages 129-132.
Mots-clés libres: Centrales éoliennes Rendement. Centrales éoliennes Défauts. Détection de défaut (Ingénierie) Énergie éolienne. détection, sous-performance, courbe de puissance, carte de contrôle, EWMA, défauts, analyse
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Masson, Christian
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Tahan, Antoine
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 05 juill. 2016 15:54
Dernière modification: 14 oct. 2016 14:13
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1332

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