Dataene fra en vindpark kan ta feil i det stille. En vindmåler kan vise ti prosent for lite, og turbinen ser fortsatt fin ut. En energiteller kan gå fem prosent for fort uten at noe varsler, fordi ingenting går over en grense. Et sted sier et regneark da at parken produserte mer enn den gjorde, eller at en turbin er dårligere enn den er.
Fire vindparker har publisert SCADA-dataene sine under en åpen lisens: Kelmarsh og Penmanshiel fra eieren Cubico og Hill of Towie fra RES, alle tre i Storbritannia, og La Haute Borne i Frankrike fra ENGIE. To produsenter og tre måter å eksportere på. På dem kjørte vi fem tester. Hver ble skrevet ned med sine krav før dataene ble åpnet, og ingen ble justert etterpå. De fleste strøk på sine egne krav. Her er det de viste.
Å lese produsentens egne navn
Signalene i en turbin har navn som produsenten har valgt: Temp. gearb. inlet 1s på en Senvion, wtc_GeOilTmp_mean på en Siemens. Den internasjonale standarden for kommunikasjon i vindkraftverk, IEC 61400-25, gir navn til delene av en turbin, men i praksis leverer hver produsent sin egen liste. Den som kjøper en park, eller driver to produsenter side om side, må finne ut hva hvert signal er.
67 % av en Siemens-parks dokumenterte signaler lestmot 17 % for en enkel nøkkelordliste. Feil på 4 av 32, flere enn kravet tillot.
Vi skrev leseren på Kelmarshs Senvion-navn og testet den på de to parkene den ikke hadde sett. På Hill of Towies 48 dokumenterte Siemens-signaler svarte den på 67 % og avviste resten med en begrunnelse. Den fikk 44 flere riktige per 100 enn nøkkelordlisten (95 % konfidensintervall 23 til 60). Men den tok feil på 4 av de 32 den svarte på, og kravet var én av ti. Dom: FALSIFISERT. To av de gale svarene leste bokstavene U og V i navnet på en generatorvikling som volt. To leste siden av et girlager som en annen del. En enkelt bokstav er ikke et ord, og en gjettet del er en gjetning.
Fysikk mot alarmgrenser
En alarmliste har faste grenser: for høyt, for lavt, sitter fast. Fysikken stiller andre spørsmål. Følger effekten turbinens kurve ved vinden den målte? Stemmer vinden med turbinene rundt? Passer dagens energi med dagens effekt? Vi plantet feil i kopier av ekte dager på Penmanshiel, en park kontrollene ikke var stilt inn på, og telte hva hver metode fant.
99 % av de plantede feilene funnetmot 47 % for alarmgrenser, med samme alarmbudsjett
En vindmåler som viser ti prosent for lite i en uke: funnet 53 av 53 ganger, og aldri av grensene. En turbin som produserer ti prosent mindre: 49 av 52, aldri av grensene. En energiteller som viser fem prosent for mye: 57 av 57, aldri av grensene. Ingen av disse går over en grense. Det er det fysikken er til for.
Men på ekte dager, uten noe plantet, varslet kontrollene på 4,0 % av turbindagene, og kravet var 3 %. Grensene gjorde det verre, med 7,2 %. Dom: FALSIFISERT. De fleste ekstra varslene var turbiner som produserte mer enn vanlig når vinden snudde: referansen fulgte ikke vindretningen.
En annen produsent, og en lærdom som ikke holdt
Vi rettet begge årsakene og testet igjen på Hill of Towie, en Siemens-park med en annen eksport. Kontrollene varslet på 31,8 % av de ekte dagene, nesten alle fra én kontroll. På denne parken holder oljetemperaturen i girkassen samme verdi i timevis ved normal drift. En kontroll som kalte seks like målinger frosne, og som hadde fungert på Senvion-parkene, varslet derfor på 27 % av turbindagene her. Dom: FALSIFISERT. Alarmgrensene, satt i ettertid på parkens egne dager, holdt seg på 1,8 %.
Lære det normale på parken først
Den fjerde testen lot derfor hver kontroll lære hvordan det normale ser ut på selve parken, fra de to første månedene, uten fasit og uten noe plantet, slik et produkt ville gjort på en ny park. Alarmgrensene lærte på samme måte, fra de samme dagene. Så ble begge vurdert på månedene etter, i perioder ingen test hadde lest. Dom: DELVIS. De falske alarmene holdt seg under 3 % på begge parkene, for første gang i denne serien, og kontrollene fant langt mer enn grensene. Det som sviktet, var én feil på én park: en vindmåler som viste 10 % for lite, ble funnet 19 av 58 ganger på Hill of Towie, der vinden ved turbinene varierer mer enn det fra uke til uke.
| Park | Auge varslet på ekte dager | Grensenes varsler | Auge fant | Grensene fant |
|---|
| Hill of Towie wind farm | 1,9 % | 7,9 % | 83 % | 34 % |
| Kelmarsh wind farm | 2,8 % | 5,1 % | 99 % | 54 % |
En park i Frankrike, uten at noe ble endret
Så tok vi metoden nøyaktig som den var og kjørte den én gang på en park ingen av testene hadde lest: La Haute Borne nordøst i Frankrike, 4 Senvion-turbiner, publisert av ENGIE under den franske statens åpne lisens. ENGIEs portal er nede nå, så vi leste en offentlig kopi og sjekket den mot en annen. Dom: DELVIS.
1,0 % av de ekte dagene med en alarmmot 2,8 % for alarmgrenser lært fra de samme dagene
De falske alarmene holdt for tredje gang. Å finne feil gjorde det ikke. Med 4 turbiner og to vintermåneder hadde kontrollene bare 170 turbindager å lære fra, og en grense fra så få dager blir satt av den mest ekstreme av dem. Her ble grensene vide: vindkontrollen kunne bare se en vindmåler som viste omtrent 25 % for lite, og effektkontrollen en turbin omtrent 12 % under parkens kurve. En vindmåler som viste 10 % for lite, ble derfor funnet 0 av 60 ganger, og en turbin som produserte 10 % mindre, 9 av 57 ganger. Å lære det normale på parken holder de falske alarmene nede. Det lover ikke at en liten feil fortsatt kan ses.
Vi rettet også de to feillesningene den første testen fant, en enkelt bokstav lest som volt og et girlager lest som en annen del, før filene fra denne parken ble åpnet, og kjørte navnetesten på nytt på ENGIEs 30 dokumenterte signaler. ENGIE skriver korte koder, som Gost for oljetemperaturen i bunnen av girkassen. Leseren svarte på 5, riktig på 5 og feil på 0, og avviste resten med en begrunnelse. Nøkkelordlisten svarte på 0. Dom for navnene: DELVIS: ikke feil én gang, men den svarte på for få til å nå kravet til dekning.
Måleren
Én ting holdt overalt der det fantes en måler å sjekke mot. Fra januar til september 2019 rapporterte turbinene på Penmanshiel 1,13 % mer energi enn avregningsmåleren tok imot, og hver måned lå mellom 0,97 % og 1,42 %: omtrent det tapet kabler og en transformator mellom dem ville gi. På Hill of Towie kom turbinenes effekt over tid innenfor 0,36 % av måleren i 2019 og 0,60 % i 2020. En måned som går ut av det båndet, er verdt en telefon, og konsollen viser den.
Hva konsollen gjør med det
Turbinene og måleren i konsollen viser dataene for hver turbin, effekten mot operatørens kurve ved siden av parkens andre turbiner, om de to vindmålerne stemmer, og summen for parken mot avregningsmåleren måned for måned. Kontrollene gjør det den fjerde testen gjorde: de følger en parks første 60 dager, lærer hva som er normalt der, og flagger bare dagene etter. Ved siden av flaggene står det, for hver kontroll, den minste feilen den fortsatt kan se på den parken, fordi parken i Frankrike viste at den kan være stor. Hvert flagg viser tallet som utløste det, og er noe en person bør se på. Det er ikke en dom over turbinen.
Alle resultatene, med kravene satt før hver kjøring.