Modelo de planejamento das paradas para manutenção de turbinas eólicas e previsão de vento

dc.contributor.advisorGonzalez, Mario Orestes Aguirrept_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5936291138113637
dc.contributor.authorSouza, Rafael da Mata Oliveira
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7155147440890988
dc.contributor.referees1Vivacqua, Carla Almeidapt_BR
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4058-8289
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4339735174795014
dc.contributor.referees2Costa, José Alfredo Ferreira
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0002-1290-6454
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9745845064013172
dc.contributor.referees3Sampaio, Priscila Gonçalves Vasconcelos
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9322292827891592
dc.date.accessioned2025-09-02T22:14:36Z
dc.date.available2025-09-02T22:14:36Z
dc.date.issued2024-05-07
dc.description.abstractWind farms must regularly interrupt your energy production to perform the programmed maintenance. Since this pause causes losses in generation and any shortfall must be compensated with energy purchases on market, it is essential to determine the optimal time to apply the maintenance for wind turbines. Predicting wind speed through mathematical models has made it possible to define real-time production operation and equipment control. Therefore, this research has the objective in propose a model for planning wind turbine shutdowns for maintenance with use of wind forecasting and digital twin. This work was performed in three steps. The first step involved literature research about asset maintenance, wind forecasting and digital twin. The second step included the systematic literature review about the prediction models used the recent times with applications to maintenance and digital twin. The third step covered conceptual modeling for wind turbine maintenance planning and application on a wind farm. The proposed model corresponds to a combination of predictable multiturbines spatiotemporal correlations framework method with an optimal maintenance schedule model. It consists of a probabilistic model, using predicted wind speed data and electricity spot market prices, also estimated in a stochastic program called Newave. Wind speed data is used on the multi-turbine spatiotemporal correlation algorithm; simultaneously two autoregressive moving average methods are applied for a long-term forecast of one week, while the other one is done in months. During the forecasting process, the input data is adjusted continuously for any variation. This correction is possible through the virtual simulation of the turbines using the digital twin, making the model a monitoring system with real-time feedback. The maintenance program for applying the model is centered on planned corrective, preventive and predictive methods, a decision-making is applied to choose the optimal time to interrupt production and carry out maintenance.
dc.description.resumoOs parques eólicos devem regularmente interromper sua produção energética para efetuar as manutenções programadas. Uma vez que essa pausa gera prejuízos na produção e qualquer déficit deve ser compensado com compras de energia no mercado, é essencial definir o melhor período para realizar a manutenção das turbinas eólicas. A previsão da velocidade dos ventos por meio de modelos matemáticos tem possibilitado definir operações de produção em tempo real e controle de equipamentos. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo propor um modelo para o planejamento das paradas de manutenção de turbinas eólicas com foco na previsão de vento e uso de digital twin. O procedimento da pesquisa contemplou três etapas. A primeira etapa considerou a pesquisa bibliográfica sobre manutenção de ativos, previsão de vento e digital twin. A segunda etapa envolveu uma revisão bibliográfica sistemática sobre os modelos de previsão usados na atualidade, com aplicações à manutenção e ao digital twin. A terceira etapa abrangeu a modelagem conceitual para o planejamento da manutenção de turbinas eólicas e aplicação em um parque eólico. O modelo proposto corresponde a uma combinação de um método de framework de correlação espacial de múltiplas turbinas com um modelo de otimização temporal de manutenção. Consiste em um método probabilístico, com uso dos dados estimados da velocidade do vento e de preços spot de mercado energético, também previstos em um programa estocástico chamado Newave. Os dados da velocidade do vento são usados em um algoritmo de correlação espacial de múltiplas turbinas eólicas, ao mesmo tempo em que são aplicados dois métodos autorregressivos de média móvel para uma previsão no longo prazo de uma semana, enquanto que a outra é feita em meses. Durante a análise da previsão, os dados de entrada são ajustados continuamente para eventuais variações. Essa correção é possível por meio da simulação virtual das turbinas pelo digital twin, tornando o modelo um sistema de monitoramento com feedback em tempo real. O programa de manutenção para aplicação do modelo está centrado nos métodos da corretiva planejada, do preventivo e do preditivo, sendo aplicada uma tomada de decisão para escolher o tempo certo em interromper a produção e realizar a manutenção.
dc.identifier.citationSOUZA, Rafael da Mata Oliveira. Modelo de planejamento das paradas para manutenção de turbinas eólicas e previsão de vento. Orientador: Dr. Mario Orestes Aguirre González. 2024. 148f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/65410
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEnergia eólica
dc.subjectManutenção planejada
dc.subjectPrevisão da velocidade do vento
dc.subjectDigital Twin
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
dc.titleModelo de planejamento das paradas para manutenção de turbinas eólicas e previsão de ventopt_BR
dc.title.alternativeDowntime planning model for wind turbine maintenance and wind forecasting
dc.typemasterThesispt_BR

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