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Title: Estudo preliminar para desenvolvimento de um sistema de manutenção em turbinas eólicas de uma planta híbrida, aplicando técnicas de IA, para clusterizar e classificar dados.
Other Titles: Preliminary study for developing a system maintenance on wind turbines at a plant hybrid, applying AI techniques, to cluster and classify data.
Authors: Barbosa, Natasha Benjamim
metadata.dc.contributor.advisor: Machado, Bruna Aparecida Souza
metadata.dc.contributor.advisor-co: Santos, Álex Álisson Bandeira
metadata.dc.contributor.referees: Monteiro, Roberto Luiz Souza
Bomfim, Marcelo Henrique Souza
Keywords: Turbinas eólicas;Manutenção;Detecção de falhas;aprendizado de máquina;Patentes
Issue Date: 20-Jul-2023
Publisher: Centro Universitário SENAI CIMATEC
Citation: BARBOSA, Natasha Benjamim. Estudo preliminar para desenvolvimento de um sistema de manutenção em turbinas eólicas de uma planta híbrida, aplicando técnicas de IA, para clusterizar e classificar dados. Orientador: Bruna Aparecida Souza Machado. 2023. 104 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial) – Centro Universitário SENAI CIMATEC, Salvador, 2023.
metadata.dc.description.resumo: O crescimento da geração eólica, atualmente, tem sido impulsionado pelos fatores ambi entais, mudanças climáticas e incentivos oferecidos para o desenvolvimento de tecnologias limpas e sustentáveis, na geração de energia. No entanto, devido ao rápido crescimento desta tecnologia, as preocupações com a segurança e confiabilidade são crescentes, especi almente devido aos riscos e custos financeiros associados, que são bastante elevados. Por isso, o investimento em monitoramento remoto de turbinas é essencial, visto que esses equipamentos costumam ser instalados em locais isolados e de difícil acesso. Nesse con texto, estudos de novas tecnologias, ferramentas, métodos e sistemas para manutenção, monitoramento de saúde e detecção de falhas, nessa área, tornou-se um importante foco de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de manutenção de turbinas eólicas de uma planta híbrida, realizando estudos iniciais exploratórios, partindo de uma prospecção tecnológica sobre: ferramentas e métodos de detecção de falhas em aerogeradores e, seguido, pela construção de um modelo computacional que, analisou da dos históricos de plantas eólicas da CHESF, utilizando de ferramentas de IA, para buscar padrões e classificar os dados. A partir de uma análise de documentos, foi realizada a prospecção tecnológica buscando por técnicas e ferramentas desenvolvidas para detectar falhas em turbinas eólicas, além da aplicação de inteligência articial como inovação. Na segunda etapa desse trabalho, foram coletados e analisados dados de operação e relatórios de manutenção das turbinas eólicas da CHESF , com o objetivo de encontrar padrões e correlações; por fim, um modelo computacional foi construído, utilizando ferramentas de IA, para clusterizar e classificar os dados. Na clusterização dos dados, foram encontra dos 3 clusters, que indicam possíveis comportamentos de: operação normal, pré-falha e falha, porém serão necessárias análises mais profundas, utilizando mais dados e um mape amento mais detalhado, para garantir resultados conclusivos. O modelo construído para treinamento e reconhecimento dos clusters obteve acerto acima de 98%. É importante estender as análises usando novas bases de dados de entrada, para ter certeza da eficácia do modelo. Esses estudos terão continuidade e vão contribuir para o desenvolvimento de um sistema de manutenção de turbinas eólicas da planta híbrida, de um projeto mais amplo em que está inserido. O diferencial deste trabalho é a utilização de dados reais dos aerogeradores da CHESF, além do conhecimento das equipes de manutenção, aliado a novas tecnologias de IA e suporte científico dos professores do Senai Cimatec. Outra contribuição importante é em relação aos aerogeradores de imã permanente, pois não há muitos estudos nessa área, portanto um grande potencial a ser explorado.
Abstract: In recent years there has been an increase in wind generation, driven by environmental factors and the incentive offered for the development of clean and sustainable technologies for energy generation. However, due to the rapid growth of this technology, concerns about the safety and reliability of wind turbines are increasing, especially due to the associated risks and financial costs. Therefore, health monitoring and fault detection for wind turbines has become an important research focus. Thus, the objective of this work was to development of a maintenance system for wind turbines of a hybrid plant, realizing initial exploratory studies, starting from a technological prospection on tools and methods for detecting faults in wind turbines and followed by the construction of a computational model to analyze historical data from CHESF wind farms, using AI tools, to look for patterns and classify this data. For this, documents was analised and a technological prospection was made on techniques and tools developed to detect faults in wind turbines, in addition to the application of artificial intelligence as an innovation; data from operation and maintenance reports of CHESF’s wind turbines were collected and analyzed, looking to check patterns and correlations; Finally, a computational model was built, using AI tools, to cluster and classify the data. Interesting results were achieved by analyzing the data with grouping and classification tools. In the clustering of the data, 3 clusters were found, which indicate possible behaviors of: normal operation, pre failure and failure, but is required deeper analyzes, using more datasets and a detailed maintenance mapping, to ensure more conclusive results. The model built for training and recognition of the clusters obtained accuracy above 98%. It is important to extend the analyzes using new input datasets to be sure of the model’s effectiveness. These studies will be extended and should contribute to the development of a maintenance system for wind turbines at the hybrid plant. The differential of this work is the use of real data from CHESF’s wind turbines, in addition to the knowledge of the maintenance teams, combined with new AI technologies and scientific support from Senai Cimatec professors. Another important contribution is in relation to permanent magnet wind turbines, as there are not many studies in this field, therefore a great potential to be explored.
URI: http://repositoriosenaiba.fieb.org.br/handle/fieb/1814
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado (PPG MCTI)

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