Haben Sie sich jemals gefragt, warum der Windenergiesektor in seinem Bestreben, die Nettonullstellung zu erreichen, hinterherhinkt? Die Digitalisierung des Windenergiesektors ist zweifellos einer der wichtigsten Faktoren.
Daten waren noch nie so wichtig wie heute, und doch gibt es immer noch kein allgemeines technisches Datenvokabular , das als Rahmen für die Zusammenarbeit und die Interoperabilität der Kommunikation innerhalb der Windenergiebranche oder der Elektrizitätswirtschaft im Allgemeinen dienen könnte. Ein solcher Rahmen für die Windenergie würde die Überbrückung der Kluft zwischen Dritten und dem Energiesektor erheblich erleichtern, da die Daten zuverlässiger und leichter zu handhaben wären.
What’s more, a mandatory wind data standard would simplify data sharing and collaboration, making it possible for the energy sector to accelerate innovative practices and minimise costs. There are several data groups and taxonomies currently in place. However, these documents lack depth and fail to keep up with the wind energy sector’s rapid growth.
Wenn wir Ihr Interesse geweckt haben, sollten Sie diesen Artikel unbedingt weiter lesen, um mehr zu erfahren!
CURRENT WIND ENERGY & DATA GROUPS/TAXONOMIES UNSUITABLE FOR DIGITALISATION
Dieser Abschnitt enthält Informationen zu den Datengruppen und Taxonomien (in Englisch):
Referenz der Tabelle: “Wind Energy Digitalisation towards 2030″
Die derzeitigen Datengruppen und Taxonomien für Windenergie sind für die Digitalisierung des Windenergiesektors und der Elektrizitätswirtschaft im Allgemeinen ungeeignet.
RDS-PP TO CLARIFY COMPONENT STATUS IN WIND SYSTEMS
Das Referenzbezeichnungssystem für Kraftwerke (Reference Designation System for Power Plants - RDS-PP) bietet eine Methode zur Anwendung von Bezeichnungscodes auf Kraftwerkssysteme, die auf internationalen Best-Practice-Grundsätzen und Normen basieren. Daher ist RDS-PP heute die empfohlene Bezeichnungssprache in der Windindustrie. Die meisten, wenn nicht sogar alle Windparks verwenden RDS-PP auf irgendeiner Ebene, unabhängig davon, wo sie sich auf der Welt befinden.
Hierarchies are fundamental within wind farms because each level represents a separate object. RDS-PP data moves across many different levels ranging from groups of wind farms right down to circuit breakers in a control panel. Therefore, creating a hierarchy relating to equipment importance and status imperative – a more structured approach streamlines the design and construction of wind farms.
Construction, operations, and maintenance rely heavily on RDS-PP because it provides a standardised blueprint of the entire wind farm system. Every component within the wind farm’s system possesses an identification code depending on its stage within the lifecycle. Many professionals will work with a component from planning to maintenance during its lifetime. Therefore, it’s necessary to have a clear designation framework to avoid confusion over a component’s status. Thus, simplifying processes such as communicating with third parties, improving business intelligence, and making it easier to integrate new workers.
GADS AIDS IN WIND DATA COLLECTION AND REPORTING
Das General Availability Data System (GADS) ist ein 1982 von der NERC entwickeltes Berichtssystem, das als eine Art Handbuch zur Ergänzung der Datenerfassung in Energieanlagen dient. Energieanalysten verwenden GADS als Benchmark, um ihre Daten daran zu messen, und dieser Ansatz kann sich bei der Untersuchung von Stromausfällen als unschätzbar erweisen. Die Taxonomie bietet standardisierte Definitionen für die Analyse von Betriebs- und Wartungsmaßnahmen, die Verfügbarkeit von Windkraftanlagen und Zuverlässigkeitsstandards.
Energiesysteme nutzen GADS, um Gerätedaten auf mittlerer Ebene zu liefern, während Betriebsdaten und Wertmessungen auch allgemeiner verfügbar sind. Es gibt drei verschiedene Arten von Daten, die GADS sammelt. Erstens beziehen sich die Auslegungsdaten auf die Ausrüstung und die MW-Werte der Komponenten. Als nächstes beziehen sich die Leistungsdaten auf die erzeugte Energiemenge. Brennstoffeinheiten sind ein hervorragendes Beispiel für eine leistungsbezogene Metrik. Die letzte Quelle der GADS-Daten stammt von tatsächlichen Ereignissen wie Geräteausfällen und geplanten Wartungsarbeiten.
Was GADS so wertvoll macht, ist seine Fähigkeit, Anweisungen für die Berichterstattung über Stromausfälle zu liefern. Diese Informationen sind im GADS-Handbuch "Data Reporting Instructions (DRI)" enthalten. GADS ist daher ein wichtiger Akteur bei der Sicherstellung der Sammlung und Analyse zuverlässiger Ausfalldaten, was die Prävention und Behandlung von Ausfällen vereinfacht.
RELIAWIND’S CONTRIBUTION TO WIND ENERGY AND DATA STANDARDISATION/REGULATION
ReliaWind is a taxonomy used to gain actionable insights into energy sector equipment resulting from an investigation into the reliability of wind turbines and their recommended measuring methods from 2008 until 2011. The ReliaWind consortium’s primary objective was to make wind turbines more reliable by improving the components and sub-components of onshore and offshore turbines, thus lowering O&M costs while increasing wind turbine availability.
Daher war ReliaWind eine wichtige Entwicklung in der Windenergie, weil es den Schwerpunkt auf die Messung und das Verständnis von Ausfallraten und Ausfallzeiten in Windturbinen auf der System- bis hin zur Komponentenebene legt. Ein direktes Ergebnis des ReliaWind-Projekts war ein besseres Verständnis von Ausfällen in Windkraftanlagen. So wurden zum Beispiel sechs kritische WEA-Unterkomponenten mit jeweils fünf relevanten Ausfallarten ermittelt.
Anhand der Ergebnisse wurde eine logische Architektur für die Diagnose von Anlagenausfällen in WEA-Systemen erstellt. Mit den Ergebnissen wurde der IEC ein Programm vorgelegt, das die Standardisierung von Informationen zur Zuverlässigkeit von Windenergieanlagen abbildet. ReliaWind hat bis heute dazu beigetragen, Mittel für Forschung und Entwicklung zu akquirieren und Arbeiten zur Standardisierung von WEA in Europa zu fördern.
AN UNORTHODOX SOLUTION TO WIND ENERGY AND DATA: ISO 14224
ISO 14224 Erdöl-, petrochemische und Erdgasindustrie - Die Erfassung und der Austausch von Zuverlässigkeits- und Wartungsdaten für Anlagen ist eine internationale Norm. ISO 14224 bietet einen detaillierten Überblick über die Struktur von Zuverlässigkeits- und Wartungsdaten während des Lebenszyklus von Anlagen für erneuerbare Energien.
Dieser Standard zeigt, wie man am besten aussagekräftige Erkenntnisse aus Daten über Geräteausfälle gewinnen kann. Detaillierte Ratschläge zur Erfassung zuverlässiger Daten sind ebenso enthalten wie Informationen zur Datenkategorisierung während der Speicherung und zum Verständnis der Rolle menschlichen Versagens durch eine sorgfältige Definition der Ausfallursache.
This international standard ensures that data collection is of the utmost integrity. What’s more, it also helps to ensure data infrastructures are maintainable. Hence by collecting data using this ISO format, there is a clearly defined approach to data activities. Having a uniform method of information organisation provides data-driven decision-making potential with minimal concern regarding the accuracy of insights. Therefore, ISO 14224 ensures that the appropriate care and planning has gone into data operations and design, which translates to lower costs and safer working conditions.
ZEUS
Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüsse (ZEUS) ist ein Datenstandard für die Windenergie , der sich auf die Bereitstellung von Ausfall- und Fehlerdaten von Windkraftanlagen konzentriert. ZEUS bietet ein standardisiertes Mittel zur Identifizierung und Diagnose von Zuständen, Ereignissen und Ursachen. Die Fördergesellschaft Windenergie und andere Dezentrale Energien (FGW) hat ZEUS erstmals im technischen Leitfaden TR7 erwähnt. ZEUS bietet dem Leser eine Beschreibung von Windenergieanlagen und deren Komponenten anhand von Bausteinen.
These blocks are not exhaustive but contain a great deal of information regarding the many different stages within a wind turbine’s life cycle. Wind entries are taken using ZEUS with high accuracy and contain precise metrics related to wind activity. Hence, it’s unsurprising that maintenance and detection data is also a strong point within the ZEUS system. ZEUS uses blocks to ask questions relating to a wind turbine’s status. The answers to these questions are within sub-blocks.
This taxonomy is important for several reasons. It, for one, highlights the considerable difference between the need for a repair and a replacement. What’s more, it’s easier to identify a WT’s state courtesy of ZEUS’ specific description of all important turbine states along with the appropriate course of maintenance. This information lends itself to preventing WT failure, lowering O&M costs, and improving overall business effectiveness.
IEC 61400-25 AIDS WIND ENERGY DATA INFORMATION EXCHANGE
IEC 61400-25 ist eine internationale Norm , die von Energieunternehmen als Leitfaden für den Informationsaustausch bei der Überwachung und Steuerung von Windkraftanlagen verwendet wird. Windkraftanlagen enthalten eine große Menge an Informationen; daher muss bei der Konfiguration das richtige Verfahren eingehalten werden. Daher ist eine logische Informationshierarchie von größter Bedeutung, wie sie in dem Dokument skizziert wird.
Die Informationen sind detailliert und helfen beim Abrufen von Daten über Komponenten wie z. B. den Rotor. Windkraftanlagen können von SCADA-Systemen verschiedener Hersteller kontaktiert werden. SCADA-Anwendungen können anhand der standardisierten Selbstbeschreibung von Komponenten konfiguriert werden, die über ein Online-Gerät oder eine XML-Datei abrufbar sind. Ein wichtiger Punkt dieses Dokuments ist, dass eines seiner Hauptziele darin besteht, Komponenten in die Lage zu versetzen, mit anderen Komponenten zu kommunizieren, unabhängig vom Hersteller oder der geografischen Lage. Daher ermutigt dieser Standard Windparks dazu, Daten in objektorientierten Datenstrukturen zu speichern.
Insgesamt bietet dieser Standard einen einheitlichen Ansatz für die Kommunikation, der die Interaktion mit Dritten, das Outsourcing und die Integration von Mitarbeitern wesentlich erleichtert. Windkraftanlagen stützen sich auf Protokolle und Modelle innerhalb des Dokuments, um die Kommunikation zu rationalisieren und so die Interoperabilität zu verbessern. Daher vereinfacht IEC 61400-25 den Austausch von Informationen zwischen einem Windpark und SCADA-Systemen.
IEC 61400-26
Dieses Informationsmodell berücksichtigt nicht nur die Produktion, sondern auch zeitbasierte Verfügbarkeitsindikatoren. Das Verfügbarkeitsmanagement wird durch Key Performance Indicators (KPIs), die zur Überwachung und zum Verständnis der Serviceleistung von Windenergieanlagen verwendet werden, leichter zugänglich. Daher können die Endnutzer die Verfügbarkeitsmetriken so anpassen, dass sie standardisierte Berechnungen durchführen und organisieren können, die ihren Bedürfnissen entsprechen.
In den Informationskategorien ist eindeutig festgelegt, wie der Betrieb auf der Grundlage dieses IEC-Leitfadens zu kennzeichnen und zu segmentieren ist. Dieses Modell kann verwendet werden, um Informationen zu verarbeiten und zu entscheiden, welche Informationskategorie Vorrang haben soll, wenn mehr als eine Kategorie anwendbar ist. Es stehen Informationsstandards zur Verfügung, um Daten zu beurteilen, sobald sie in das System eintreten oder es verlassen. Die Bedeutung der Produktionswerte und des Zeitplans wird auf die richtige Informationskategorie angewendet.
Die in der IEC 61400-26 enthaltenen Informationen gelten für Daten, die in Windkraftanlagen entstehen. Daher ist dieses Dokument unabhängig davon anwendbar, ob es sich um eine einzelne Turbine oder mehrere Windkraftanlagen handelt, was es sehr flexibel macht.
WIND ENERGY & DATA WITHIN PREVENTATIVE AND PRESCRIPTIVE SOFTWARE
SCADA records the activity within wind energy systems and reports on goings on. This information provides operators with the data needed to decide if corrective action is required to protect the system’s integrity.
WIND ENERGY AND DATA: RDS-PP AND SCADA
RDS-PP hat verschiedene Wartungsereignisse: 1) Prävention, 2) reaction, and 3) condition-based. A reactionary event is unplanned and sets off an alarm in the SCADA system. The system contains RDS-PP coding, which alerts support teams to the affected component’s problem. There are many ways to assess the vitality of a SCADA monitored system. One of which is SCADA signals connected to RDS-PP coded objects, making it easier to ensure that the correct maintenance actions are taken.
WIND ENERGY AND DATA: RELIAWIND AND SCADA
Ausfalldaten und andere Informationen zu den WF wurden vom RELIAWIND-Konsortium mit Hilfe von zehnminütigen SCADA-Mittelwerten gesammelt.
WIND ENERGY AND DATA: GADS AND SCADA
GADS verwendet Definitionen, die die Arbeit mit SCADA-Daten unabhängig von geografischen Barrieren vereinfachen. Beispiele für Daten sind SCADA-Typ, SCADA-Hersteller und SCADA-Modell.
WIND ENERGY AND DATA: SCADA AND ISO 14224
Für SCADA-Daten data doesn’t possess a mandatory standard for data collection and structuring. However, ISO 14224 does provide recommended hierarchies and detail on the oil and gas industry mirrored somewhat in IEA Wind Task 33 regarding standards and principles to abide by when working with SCADA data in the wind industry.
WIND ENERGY AND DATA: ZEUS AND SCADA
B&W-Daten, die von SCADA-Systemen abgerufen werden are standardised using documents such as ZEUS. However, these standards aren’t mandatory, so bear that in mind.
WIND ENERGY AND DATA: IEC 61400-25 & IEC 61400-26
Diese Normen dienen als gemeinsame Informationsmodelle (CIM) zur Unterstützung des SCADA-Datenaustauschs und liefern Parameter zur Verbesserung der Wartung. Auch hier liefern beide nicht genügend Definitionen für die Windenergie.
COMPUTERISED MACHINE MAINTENANCE SYSTEM (CMMS) FOR WIND ENERGY AND DATA MAINTENANCE
Die SCADA-Daten werden dann an das CMMS übermittelt und dort gespeichert. Ein CMMS is an essential element within the operation and maintenance of a wind farm. It acts as a detailed log recording all turbine failures, safety events, and necessary maintenance to the sub-component level. The best practice is to ensure that the CMMS is integrated with the other databases connected to the turbine’s engineering system.
WIND ENERGY AND DATA’S ROLE IN DIGITALISATION – CONCLUSION
Der Windenergie fehlt es derzeit an soliden Dokumenten und Grundsätzen, um die Energieerzeugung in der Branche angemessen zu regulieren und zu optimieren. Die Digitalisierung des Energiesektors in Europe will require a robust data-sharing infrastructure that provides demand-side flexibility to better use wind energy assets. An EU data space that aligns with similar areas is possible, but a common interoperability framework is first needed within the winder electricity industry. As it stands, the data groups and taxonomies in place don’t possess the depth to satisfy this need, and that’s a problem that must be rectified moving forward to achieve net-zero energy someday.
Wenn Sie mehr über erneuerbare Technologien erfahren möchten, finden Sie auf unseren Blog einige aufschlussreiche Artikel.
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