Procedimiento de optimización de parámetros de funcionamiento de una instalación de energía eólica e instalación de energía eólica.

Procedimiento de optimizacion de parametros de funcionamiento de una instalacion de energia eolica en particular relativos al sistema rotor/generador determinandose (110) un valor limite superior e inferior de un intervalo de valores de un parametro de optimizacion caracterizado por un ciclo (112,

114, 11º, 120) de funcionamientos alternativos de la instalacion de energia eolica para cada valor limite del intervalo de valores generandose (116, 122) respectivamente un conjunto datos de una magnitud objetivo concretamente tras un numero de repeticiones (126) configurable; se evaluan los conjuntos de datos correspondientes a los valores limite del intervalo de valores construyendo una medida de calidad, se identifica el valor limite del intervalo de valores con el peor valor de calidad (130) y se sustituye al menos este valor limite del intervalo de valores desplazandolo un valor incremental º hacia el otro valor limite (134, 136) del intervalo de valores, repitiendose entonces el ciclo (137).

Procedimiento de optimizacion de parametros de funcionamiento de una instalacion de energia eolica e instalacion de energia eolica La invencion se refiere a un procedimiento de optimizacion de parametros de funcionamiento de una instalacion de 5 energia eolica en particular relativos al sistema rotor/generador en el que se predeterminan unos valores limites superior e inferior de un intervalo de valores del parametro a optimizar y a una instalacion energia eolica.

Las instalaciones de energia eolica modernas son construcciones que se hacen funcionar con ayuda de un sistema de control costoso. El sistema de control esta disenado para controlar distintos sistemas de la instalacion de energia eolica en funcion de los valores de referencia del operario de la instalacion de energia eolica y del explotador de la 10 red, a la que esta conectada la instalacion de energia eolica, de la forma mas provechosa posible. De la forma mas provechosa posible significa, por lo general, que se consiga una gran produccion de energia manteniendo adicionalmente la minima emision de ruido, minima carga del conjunto de transmision y de la estructura de soporte posibles y ademas incluso buena compatibilidad con la red de electrica. De especial importancia es el sistema rotor/ generador. El rotor y sus palas es de una importancia determinante para captar la energia del viento, es decir, para 15 transformar la energia del viento en energia mecanica que a su vez la transforma en energia electrica el generador. Un parametro importante del rotor, ademas de los que quedan determinados por la estructura como, la longitud de las palas del rotor y la forma del perfil de las palas del rotor, es el angulo de ataque que normalmente se puede ajustar. El angulo de ataque se define como el angulo que forma de una cuerda del perfil representativa con respecto al plano del rotor. El angulo de ataque es de suma importancia para definir las condiciones aerodinamicas 20 del la pala del rotor. Es determinante para la las condiciones de flujo entre la pala del rotor y el viento aparente que incide sobre la pala del rotor. El viento aparente es la combinacion del viento real y las corrientes de aire inducidas por el movimiento de la pala del rotor. La intensidad y la direccion del viento aparente dependen, por tanto, de la velocidad de giro del rotor que depende a su vez de la velocidad del viento real y del angulo de ataque. Se tiene entonces un sistema realimentado de regulacion de la velocidad de giro del rotor. Hallar valores optimos para los parametros del angulo de ataque resulta por tanto dificil.

Tradicionalmente se han usado valores del angulo de ataque de las palas del rotor obtenidos de antemano como valores de referencia para el funcionamiento de las instalaciones de energia eolica. Un inconveniente de este metodo es que depende mucho de la precision del calculo previo. Ademas este metodo es sensible a las desviaciones de las palas del rotor de su forma ideal, por ejemplo, por las tolerancias de fabricacion que no se pueden evitar. En conjunto este metodo no consigue resultados satisfactorios. Ademas tambien se conoce por divulgacion no inocua efectuar mediciones durante intervalos de tiempo largos en la instalacion de energia eolica y derivar a partir de estas los valores de correccion correspondientes. Los inconvenientes mencionados se evitan asi aunque este metodo supone mucho tiempo y dinero.

Ademas se conoce (documento DE-A-10127451) que con ayuda de un temporizador se hagan variaciones de los parametros por turnos. El procedimiento se basa en la idea de variar un parametro dentro de unos limites prefijados hasta que se encuentre un valor optimo. Un inconveniente de este metodo es que es susceptible de encontrar un valor optimo local. Existe el riesgo de que el optimo global no se descubra. Ademas el metodo presenta el inconveniente de que no se pueden distinguir entre las variaciones estocasticas de la intensidad y direccion del viento y las mejoras que se consiguen con la configuracion de parametros modificada. Por este motivo este metodo no siempre da resultados satisfactorios.

Es un objetivo de la invencion mejorar un procedimiento del tipo mencionado en la introduccion para que se consiga una buena optimizacion para unas condiciones dificultadas por las variaciones estocasticas. La solucion de acuerdo con la invencion se recoge en las caracteristicas de las reivindicaciones independientes. Perfeccionamientos ventajosos son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

45 De acuerdo con la invencion en un procedimiento de optimizacion de parametros de funcionamiento de una instalacion de energia eolica, en particular relativos al sistema rotor/generador, esta previsto un ciclo en el que, se determinan los valores limites superior e inferior de un intervalo de valores de un parametro de optimizacion, la instalacion de energia eolica se hace funcionar alternativamente para cada valor limites del intervalo de valores generandose respectivamente un conjunto de datos con una magnitud objetivo, concretamente tras un numero de 50 repeticiones configurable; se evaluan los conjuntos de datos correspondientes a los valores limite del intervalo de valores construyendo una medida de calidad, se identifica el valor limite del intervalo de valores con el peor valor de calidad y se sustituye al menos este valor limite del intervalo de valores desplazandolo un valor incremental hacia el otro valor limite del intervalo de valores repitiendose entonces el ciclo.

La invencion se basa en la idea de utilizar un procedimiento iterativo de optimizacion de parametros. La invencion 55 parte de la idea de que con un procedimiento iterativo con un numero de muestras suficientemente grande se pueden suavizar las oscilaciones estocasticas de modo que en la practica no repercutan negativamente en el resultado. Al contrario que en los procedimientos conocidos el procedimiento estadistico segun la invencion no se ve afectado negativamente por las magnitudes que varian estocasticamente como, por ejemplo, la velocidad y la direccion del viento. Por tanto, resulta muy bueno en su aplicacion practica tambien para condiciones adversas.

El procedimiento, en cuanto a su concepto, es de una sencillez muy atractiva; para comenzar solo necesita dos valores limites de un intervalo de valores de los parametros a optimizar. Partiendo de esto el procedimiento sigue autonomamente y es capaz de determinar el valor optimo tanto si queda dentro de los limites del intervalo de valores o mas alla de los valores limites del intervalo de valores. La invencion lo consigue midiendose y almacenandose el parametro objetivo deseado que corresponda primero a un valor limite del intervalo de valores y luego al otro de forma alternativa. Esta alternancia se repite un numero determinado de veces. Este numero puede ser fijo de antemano o ser variable en funcion del parametro y la calidad de la optimizacion que ya se ha alcanzado expresada por la medida de calidad. Ademas, los valores de la magnitud objetivo se evaluan respectivamente para los dos valores limite del intervalo de valores y para cada uno de los valores limites del intervalo de valores se construye una medida de la calidad dependiendo del resultado. La medida de la calidad es una referencia de la eficiencia con la que la instalacion de energia eolica funciona para los valores limites del intervalo de valores respectivos. Se obtiene por comparacion con cual de los valores limites del intervalo se consigue la peor medida de calidad. El valor limite del intervalo de valores correspondiente es el peor y el otro el mejor. El procedimiento preve que el valor limite del intervalo de valores que es peor se sustituya por otro valor que se ve modificado por un valor f incremental configurable, hacia el otro valor limite del intervalo de valores. La secuencia se repite entonces para el intervalo cuyos limites se han modificado. De esta forma finalmente cuando se llega al final se puede obtener el valor optimo del parametro. Preferentemente este parametro es el angulo de ataque de las palas del rotor, concretamente comun para todas ellas o diferente para cada pala del rotor particular. El procedimiento segun la invencion tiene la ventaja de que autonomamente obtiene un valor optimo de la configuracion de las palas del rotor. Gracias a la invencion no se necesita medir la velocidad del viento para calcular el angulo de ataque optimo. Tampoco hace falta ya medir otros parametros relativos a las caracteristicas del viento (o si lo son pero solo hace falta una precision menor) . El procedimiento segun la invencion posibilita una optimizacion que la hace independiente de la medicion de los parametros del viento. Asi las imprecisiones como las que surgen habitualmente en gran medida a la hora de medir los parametros del... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de optimizacion de parametros de funcionamiento de una instalacion de energia eolica en particular relativos al sistema rotor/generador determinandose (110) un valor limite superior e inferior de un intervalo de valores de un parametro de optimizacion caracterizado por un ciclo (112, 114, 11º, 120) de funcionamientos alternativos de la instalacion de energia eolica para cada valor limite del intervalo de valores generandose (116, 122) respectivamente un conjunto datos de una magnitud objetivo concretamente tras un numero de repeticiones (126) configurable; se evaluan los conjuntos de datos correspondientes a los valores limite del intervalo de valores construyendo una medida de calidad, se identifica el valor limite del intervalo de valores con el peor valor de calidad (130) y se sustituye al menos este valor limite del intervalo de valores desplazandolo un valor incremental º hacia el otro valor limite (134, 136) del intervalo de valores, repitiendose entonces el ciclo (137) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado porque los valores limite del intervalo de valores se predeterminan directamente.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 caracterizado porque los valores limite del intervalo de valores estan determinados por un valor (aB) de funcionamiento y un valor (aOFF) de dispersion.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3 caracterizado porque para modificar al menos el peor valor limite del intervalo de valores se modifica el valor (aB) de funcionamiento en un valor f incremental.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la diferencia de los valores limite del intervalo de valores se reduce en un valor o de contraccion, preferentemente disminuyendo el valor (aOFF) de dispersion.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque la repeticion del ciclo se ejecuta hasta que se cumpla un criterio (£) de terminacion configurable (130) .

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5 caracterizado porque la repeticion del ciclo se ejecuta hasta que la diferencia de los valores limite del intervalo de valores sea (£º) .

º. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4 caracterizado porque se utiliza un predictor para determinar el valor f incremental y en su caso el valor o de contraccion (131) .

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la calidad estadistica se calcula (12 º) haciendo una suma.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el conjunto de datos contiene varias magnitudes objetivo y se construye un valor de calidad multidimensional.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el parametro es el angulo de ataque de la pala del rotor y la magnitud objetivo la energia o la potencia electrica de salida.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a11 caracterizado porque el parametro es una curva caracteristica de par.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12 caracterizado porque como magnitud objetivo se usa adicionalmente la carga estructural y/o la emision de ruido.

14. Instalacion de energia eolica con una carcasa (2) de maquinas dispuesta sobre una estructura (1) de soporte y un rotor (3) dispuesto en el frente que puede girar, un generador (5) impulsado por este para suministrar energia electrica a traves de un convertidor (7) y un sistema (6) de control que tiene un microprocesador (60) y un sistema

(64) de memoria asi como un sistema (23) de medicion caracterizado porque el sistema (6) de control ejecuta el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones1 a 13 mientras funciona la instalacion.