Procedimiento para hacer funcionar una central eólica y central eólica.

Procedimiento para hacer funcionar una central eólica (10) con un rotor (12) que presenta al menos una pala de rotor

(14) de ángulo ajustable, en el que un parámetro de funcionamiento se halla mediante un procedimiento de registro y se vigila mediante un sistema de seguridad independiente de un sistema de gestión y en el que, al alcanzar un valor límite para el parámetro de funcionamiento, se inicia un proceso de frenado del rotor (12) por el sistema de seguridad, caracterizado porque la central eólica (10) se hace funcionar en un primer modo de funcionamiento (71) o un segundo modo de funcionamiento (75), siendo el primer modo de funcionamiento (71) un funcionamiento normal a potencia óptima y el segundo modo de funcionamiento (75) un modo de funcionamiento a velocidad de rotación reducida y/o a potencia reducida que se sale del funcionamiento normal a potencia óptima, siendo el parámetro de funcionamiento una aceleración del rotor e iniciándose en el primer modo de funcionamiento (71) y/o el segundo modo de funcionamiento (75) un proceso de frenado del rotor (12) cuando predomine una aceleración del rotor que supera un valor límite para la aceleración del rotor.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09003009.

Solicitante: Senvion SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Überseering 10 (Oval Office) 22297 Hamburg ALEMANIA.

Inventor/es: VON MUTIUS, MARTIN, Steudel, Dirk.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Control de los motores de viento (alimentación o... > F03D7/02 (teniendo los motores de viento el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor)

PDF original: ES-2537199_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para hacer funcionar una central eólica y central eólica.

La invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar una central eólica con un rotor que presenta al menos una pala de rotor de ángulo ajustable, en el que un parámetro de funcionamiento se halla mediante un procedimiento de registro y, en especial, se vigila mediante un sistema de seguridad independiente de un sistema de gestión y en el que, al alcanzar un valor límite para el parámetro de funcionamiento, se inicia un proceso de frenado del rotor, en especial por el sistema de seguridad.

La invención se refiere además a una central eólica con un rotor que presenta al menos una pala de rotor de ángulo ajustable, en la que la central eólica comprende un sistema de gestión, en la que está previsto un sistema de seguridad para vigilar al menos un parámetro de funcionamiento, en la que el sistema de seguridad proporciona en el sistema de gestión una señal para frenar el rotor y/o inicia el frenado del rotor en cuanto el al menos un parámetro de funcionamiento alcance un valor límite para el parámetro de funcionamiento.

Por el documento DE 10 2006 001 613 A1, por ejemplo, se conocen procedimientos correspondientes y una central eólica correspondiente.

Las centrales eólicas presentan habitualmente un sistema de gestión que controla y/o regula la gestión de las centrales eólicas y que también se encarga del control y/o la regulación de diferentes estados de funcionamiento.

Por el documento DE 10 2004 054 608 A1 se conoce un procedimiento para la regulación de una central eólica, en el que la central eólica se regula al superar un valor límite definido para un ángulo de las palas del rotor reduciendo 25 la potencia o la velocidad de rotación. El valor límite marca la transición entre un intervalo de potencia nominal y un intervalo de carga parcial superior.

En el documento US 2007/018457 A1 se propone definir la transición entre el intervalo de potencia nominal y el intervalo de carga parcial superior mediante una o varias variables con valores límite correspondientes.

Si el sistema de gestión falla, un sistema de seguridad independiente del sistema de gestión garantiza que la central eólica permanezca en un estado seguro. En el estado de la técnica este sistema de seguridad está adaptado a un modo de funcionamiento de la central eólica con una velocidad nominal de rotación o un funcionamiento normal a potencia óptima.

Por el documento WO 2008/009354 A1 se sabe que una central eólica se puede volver a poner en marcha después de una desconexión de seguridad mediante un dispositivo de mando separado en el espacio de la central eólica.

Sin embargo, una central eólica a veces también se hace funcionar en un modo de funcionamiento adicional en el que se reduce, en particular, la velocidad de rotación y/o la potencia. En este caso se trata, por ejemplo, de un funcionamiento más silencioso, una limitación de potencia debido a trabajos de mantenimiento o reparación o un funcionamiento con una capacidad de red limitada a la que, por ejemplo, no se puede suministrar a la red toda la potencia que puede producir la central eólica. Especialmente en el estado de funcionamiento adicional, o el segundo modo de funcionamiento, que se sale del funcionamiento a velocidad nominal de rotación o de un funcionamiento 45 que también se puede denominar funcionamiento normal a potencia óptima se pueden producir casos de carga o averías que pueden dañar la central eólica.

Por esta razón, el objetivo de la presente invención consiste en mejorar la seguridad de funcionamiento de una central eólica, así como reducir la carga de una central eólica, en especial en un modo de funcionamiento que se 50 sale de un funcionamiento normal a potencia óptima.

El objetivo se alcanza mediante un procedimiento para hacer funcionar una central eólica con un rotor que presenta al menos una pala de rotor de ángulo ajustable, en el que un parámetro de funcionamiento se halla mediante un procedimiento de registro y se vigila mediante un sistema de seguridad independiente de un sistema de gestión y en 55 el que, al alcanzar un valor límite para el parámetro de funcionamiento, se inicia un proceso de frenado del rotor por el sistema de seguridad, que está perfeccionado por que la central eólica se hace funcionar en un primer modo de funcionamiento o un segundo modo de funcionamiento, siendo el primer modo de funcionamiento un funcionamiento normal a potencia óptima y el segundo modo de funcionamiento un modo de funcionamiento a velocidad de rotación reducida y/o a potencia reducida que se sale del funcionamiento normal a potencia óptima, siendo el parámetro de

funcionamiento una aceleración del rotor e iniciándose en el primer modo de funcionamiento y/o en el segundo modo de funcionamiento un proceso de frenado del rotor cuando predomine una aceleración del rotor que supera un valor límite para la aceleración del rotor.

Mediante la adaptación del valor límite para el parámetro de funcionamiento de la central eólica se logra un funcionamiento seguro de la central eólica. Por adaptación del valor límite para el parámetro de funcionamiento se puede entender, por ejemplo, una disminución de un valor límite para la velocidad de rotación o una disminución o también un aumento de un valor límite para la aceleración del rotor o la modificación de un valor límite para la velocidad de ajuste del ángulo de las palas del rotor. Por adaptación de un valor límite para el parámetro de funcionamiento se entiende, en particular, una modificación del valor límite en relación con el valor límite usado en el funcionamiento normal a potencia óptima. Puesto que se trata de valores límite relevantes para la seguridad, las posibles adaptaciones de los valores límite están establecidas claramente con anterioridad, por ejemplo en forma de tablas de valores o funciones matemáticas como, por ejemplo, funciones lineales o cuadráticas.

Por adaptación del procedimiento de registro del parámetro de funcionamiento se entiende, en particular, una modificación del procedimiento de filtrado y/o de promediación en el registro del parámetro de funcionamiento. Si el parámetro de funcionamiento es, por ejemplo, la velocidad de rotación, la adaptación del procedimiento de registro puede ser, en el marco de la invención, una reducción del periodo de promediación. Si, por ejemplo, en el funcionamiento normal la velocidad de rotación se registra como media a 5 s, en el funcionamiento a velocidad de rotación reducida esto se puede realizar, por ejemplo, como media a 50 ms, de manera que en caso de un aumento repentino de la velocidad de rotación, la adaptación del procedimiento de registro ejerce un efecto parecido sobre el funcionamiento de la central eólica que una clara reducción del valor límite para la velocidad de rotación en el funcionamiento a velocidad de rotación reducida.

Todo ello se basa en el conocimiento de que una modificación del procedimiento de registro de un parámetro de funcionamiento sin alteración del valor límite para el parámetro de funcionamiento presenta, en comparación con una adaptación del valor límite para el parámetro de funcionamiento sin modificación del procedimiento de registro, un efecto correspondiente en el funcionamiento de la central eólica. En lo sucesivo, la referencia a la adaptación del valor límite también abarca la adaptación del procedimiento de registro del parámetro de funcionamiento aunque no se mencione explícitamente.

Puede estar previsto que el parámetro de funcionamiento sea un velocidad de rotación de un rotor, iniciándose en el primer modo de funcionamiento un proceso de frenado del rotor cuando se supera... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para hacer funcionar una central eólica (10) con un rotor (12) que presenta al menos una pala de rotor (14) de ángulo ajustable, en el que un parámetro de funcionamiento se halla mediante un 5 procedimiento de registro y se vigila mediante un sistema de seguridad independiente de un sistema de gestión y en el que, al alcanzar un valor límite para el parámetro de funcionamiento, se inicia un proceso de frenado del rotor (12) por el sistema de seguridad, caracterizado porque la central eólica (10) se hace funcionar en un primer modo de funcionamiento (71) o un segundo modo de funcionamiento (75) , siendo el primer modo de funcionamiento (71) un funcionamiento normal a potencia óptima y el segundo modo de funcionamiento (75) un modo de funcionamiento a velocidad de rotación reducida y/o a potencia reducida que se sale del funcionamiento normal a potencia óptima, siendo el parámetro de funcionamiento una aceleración del rotor e iniciándose en el primer modo de funcionamiento (71) y/o el segundo modo de funcionamiento (75) un proceso de frenado del rotor (12) cuando predomine una aceleración del rotor que supera un valor límite para la aceleración del rotor.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la adaptación del valor límite para el parámetro de funcionamiento ocurre durante el funcionamiento de la central eólica (10) , siendo en particular el segundo modo de funcionamiento (75) un funcionamiento de la central eólica (10) a velocidad de rotación reducida, a potencia reducida y/o a un par de rotación reducido, siendo el parámetro de funcionamiento vigilado en particular una velocidad de rotación del rotor (12) , una aceleración del rotor (12) , un ángulo de ajuste de las palas del rotor, una velocidad de ajuste del ángulo de las palas del rotor, una aceleración del ajuste del ángulo de las palas del rotor, un par de rotación del rotor o una potencia de salida eléctrica.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se vigilan al menos dos parámetros de funcionamiento y se comparan respectivamente con un valor límite correspondiente para el parámetro de funcionamiento, iniciándose en particular el proceso de frenado solo cuando los al menos dos parámetros de funcionamiento alcanzan respectivamente sus valores límite correspondientes para el parámetro de funcionamiento, adaptándose en particular los valores límite para los parámetros de funcionamiento al menos en parte de forma dependiente entre sí.

4. Central eólica (10) con un rotor (12) que presenta al menos una pala de rotor (14) de ángulo ajustable, en la que la central eólica (10) comprende un sistema de gestión (15) , en la que está previsto un sistema de seguridad (16, 20) para vigilar al menos un parámetro de funcionamiento, en la que el sistema de seguridad (16, 20) proporciona en el sistema de gestión (15) una señal para frenar el rotor (12) o inicia el frenado del rotor (12) en 35 cuanto el al menos un parámetro de funcionamiento alcance un valor límite para el parámetro de funcionamiento, caracterizada porque el sistema de gestión (15) prevé al menos un primer modo de funcionamiento (71) y un segundo modo de funcionamiento (75) , siendo el primer modo de funcionamiento (71) un funcionamiento normal a potencia óptima y el segundo modo de funcionamiento (75) un modo de funcionamiento a velocidad de rotación reducida y/o a potencia reducida que se sale del funcionamiento normal a potencia óptima, estando previsto al menos un sensor de aceleración (33, 34) que en el primer modo de funcionamiento (71) y/o en el segundo modo de funcionamiento (75) mide una aceleración del rotor como parámetro de funcionamiento, en el que el sistema de seguridad (16, 20) proporciona la señal para frenar el rotor (12) o inicia el frenado del rotor (12) cuando se supere un valor límite para la aceleración del rotor.

5. Central eólica (10) según la reivindicación 4, caracterizada porque un parámetro de funcionamiento es una velocidad de rotación del rotor, estando previsto para el primer modo de funcionamiento (71) un primer interruptor de velocidad de rotación (56.7) en el sistema de seguridad (16, 20) y para el segundo modo de funcionamiento (75) un segundo interruptor de velocidad de rotación (56.8) en el sistema de seguridad (16, 20) , proporcionando al menos uno de los interruptores de velocidad de rotación (56.7, 56.8) la señal de frenado cuando 50 se supere un valor límite para la velocidad de rotación asignado al interruptor de velocidad de rotación (56.7, 56.8) correspondiente, siendo en particular una velocidad de ajuste del ángulo de las palas del rotor y/o una aceleración del rotor un parámetro de funcionamiento, debiendo alcanzar en particular la velocidad de ajuste del ángulo de las palas del rotor un valor límite para la velocidad de ajuste del ángulo de las palas del rotor y la aceleración del rotor un valor límite para la aceleración del rotor para provocar que el sistema de seguridad (16, 20) proporcione una 55 señal de frenado o inicie el frenado del rotor (12) , dependiendo en particular el valor límite para la velocidad de ajuste del ángulo de las palas del rotor del valor límite para la aceleración del rotor.

6. Central eólica (10) según la reivindicación 4 o 5, caracterizada porque está previsto un sensor (56.156.3, 56.7, 56.8) para el parámetro de funcionamiento en el sistema de seguridad (16, 20) , en particular en una

cadena de seguridad (20) .

7. Central eólica (10) según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque el sistema de seguridad (16, 20) es independiente del sistema de gestión (15) , estando dispuesto en particular el sistema de seguridad (16, 20) o partes de él en un actuador para el ajuste del ángulo de las palas (18) o un regulador para el ajuste del ángulo de las palas (17) .

8. Programa informático con medios de código de programa, caracterizado porque los medios de código de programa están adaptados para ejecutar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3 cuando 10 el programa informático corre, en particular, en el dispositivo de control o de regulación de una central eólica (10) .

9. Programa informático según la reivindicación 8, que está almacenado en un soporte de datos legible por ordenador.