Parque eólico de desconexión escalonada.

Procedimiento para la operación de un parque eólico con por lo menos dos instalaciones de energía eólica

(WEA1, WEA2, WEA3, WEA4, WEA5), dispuesto para ser conectado a una red eléctrica, en el que para cada una de las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, ..., WEA5) se determina por lo menos un valor real (vt1(WEA1), ..., vt1(WEA5)) de una velocidad del viento y/o de un parámetro asociado con la misma, en donde las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, WEA3, WEA4, WEA5) se dividen por lo menos temporalmente en por lo menos dos grupos predeterminables (G1, G2, G3)

y a cada instalación de energía eólica del primer grupo (G1) se le asigna por lo menos un primer valor de desconexión (At1(G1)) y a cada instalación de energía eólica del segundo grupo (G2) se le asigna por lo menos un segundo valor de desconexión (At1(G2)) diferente del por lo menos un primer valor de desconexión (At1(G1))

y en donde el por lo menos un valor real (vt1(WEA1),..., vt1(WEA5)) se le asigna a uno de los valores de desconexión (At1(G1), ..., At1(G3)), y

en donde los valores reales (vt1(WEA1), ..., vt1(WEA5)) se comparan con los valores de desconexión asignados (At1(G1), ..., At1(G3))

y en caso de que un valor de desconexión (At1(G1), ..., At1(G3)) sea excedido por el valor real asignado (vt1(WEA1), vt1(WEA5)), la instalación de energía eólica o grupo de instalaciones de energía eólica (G1, G2, G3) asignadas al valor de desconexión (At1(G1), ..., At1(G3)) se desconectan automáticamente y los conjuntos de diferentes valores de desconexión (At1(G1), ..., At1(G3)) asignados a los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) se permutan entre los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3), con la finalidad de disminuir una sobrecarga a largo plazo de un grupo (G1, G2, G3) de instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, ..., WEA5) mediante la selección de valores de desconexión (At1(G1), ..., At1(G3)) particularmente altos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2007/000827.

Solicitante: Senvion SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

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

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

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)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D7/00 (Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p.ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p.ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00))

PDF original: ES-2536362_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Parque eólico de desconexión escalonada

La presente invención se refiere a un procedimiento para operar un parque eólico, así como a un procedimiento para 5 operar una instalación de energía eólica de dicho parque eólico, y también a un parque eólico y a una instalación de energía eólica con los que se pueden realizar los procedimientos mencionados.

Por el documento WO 03/030329 A1 se conoce un procedimiento para la operación de un parque eólico que está conectado a una red de suministro eléctrico. A este respecto, una correlación entre la velocidad del viento y la 10 potencia generada del parque eólico se almacena en una unidad de procesamiento de datos. Esta correlación controla la potencia generada del parque eólico en función del viento, de tal manera que con altas velocidades del viento el parque eólico sólo puede suministrar una menor potencia generada, a fin de no causar daños en las diferentes instalaciones de energía eólica. Una desventaja del parque eólico descrito consiste en que el procedimiento de control es relativamente complicado, debido a que la regulación de potencia en función de la 15 velocidad del viento resulta rápidamente en inestabilidades de regulación y la potencia generada es determinada por la velocidad del viento.

Del documento WO 2004/114493 A2 se conoce un sistema eléctrico redundante para una instalación de energía eólica individual que consiste en duplicar unidades del sistema de la instalación de energía eólica mediante un 20 módulo paralelo. Cuando falla un módulo, el módulo paralelo correspondiente asume por lo menos parcialmente la generación de potencia eléctrica.

El documento DE 195 32 409 A1 se refiere a un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica, en el que la potencia se reduce, aunque no se desconecta completamente, cuando el viento alcanza una 25 velocidad que representa un peligro de sobrecarga.

El documento EP 1 132 614 A2 se refiere a un sistema de regulación para una instalación de energía eólica que permite limitar la reducción de potencia requerida en las instalaciones de energía eólica optimizadas en el alcance de la velocidad nominal del viento y con altas velocidades del viento al valor óptimo de rentabilidad económica que 30 corresponde a las condiciones de funcionamiento actuales.

Por el documento US 2005/0090937 A1 se conoce un parque eólico que de acuerdo con la descripción se divide en grupos.

Un objetivo de la presente invención consiste en proveer un parque eólico y un procedimiento para operar un parque eólico que suministre corriente eléctrica dentro de un alcance tan amplio como sea posible debe velocidades del viento. En particular, un objetivo de la presente invención consiste en proveer un parque eólico y un procedimiento para operar un parque eólico, así como una instalación de energía eólica con un procedimiento para la operación de dicha instalación de energía eólica, que con una potencia generada predeterminada de manera externa suministre 40 corriente eléctrica en un alcance de velocidades del viento tan amplio como sea posible.

El primer objetivo se logra mediante un procedimiento como el mencionado inicialmente con las características de la reivindicación 1. De acuerdo con la invención, las por lo menos dos instalaciones de energía eólica del parque eólico se dividen en grupos predeterminables. A este respecto, la división en grupos puede someterse a cambios a lo largo 45 del tiempo. A cada instalación de energía eólica del primer grupo se le asigna por lo menos un primer valor de desconexión y a cada instalación de energía eólica del segundo grupo se le asigna por lo menos un segundo valor de desconexión diferente del por lo menos un primer valor de desconexión. Adicionalmente, para cada una de las por lo menos dos instalaciones de energía eólica se determina por lo menos un valor real de una velocidad del viento y/o de un parámetro asociado a la misma. Cada por lo menos un valor real asignado a una instalación de 50 energía eólica es asignado a un por lo menos un valor de desconexión asignado a la misma instalación de energía eólica. Los valores reales se comparan con los valores de desconexión asignados y en caso de que un valor de desconexión sea excedido por el valor real asignado, la instalación de energía eólica asignada o el grupo de instalaciones de energía eólica se desconectan automáticamente.

En una forma de realización preferente de la presente invención, no se mide la velocidad del viento propiamente dicha, sino un parámetro asociado con la velocidad del viento, tal como, por ejemplo, el ángulo de ajuste de la pala del rotor. Los valores de desconexión asignados en esta forma de realización de la presente invención son valores de ángulo de desconexión y a cada instalación de energía eólica se le asigna de preferencia exactamente un valor de ángulo de desconexión. Para cada una de las instalaciones de energía eléctrica se mide continuamente el ángulo 60 de ajuste de la pala del rotor con un dispositivo de medición del ángulo de ajuste. El valor del ángulo de desconexión y el ángulo de ajuste son comparados en un dispositivo de comparación y si el valor del ángulo de desconexión es excedido por el ángulo de ajuste medido, la instalación de energía eólica o el grupo de instalaciones de energía eólica se desconecta de manera preferentemente automática por un dispositivo de desconexión.

El por lo menos un valor real asignado a una determinada instalación de energía eólica, en una forma de realización particularmente preferente de la invención se selecciona como por lo menos un valor medio. Bajo el término "valor medio" en lo siguiente se ha de entender en particular un valor medio de escala móvil o un valor medio de cuenta ascendente-descendente (up-down counter) , u otro procedimiento de cálculo de promedios. En el primer caso se calcula continuamente la velocidad media del viento para un intervalo de tiempo transcurrido de longitud constante. 5 En el segundo caso, se mide el tiempo en que la velocidad del viento está por encima de un valor de desconexión predeterminado. Al descender por debajo del valor de desconexión en un determinado punto de tiempo, se mide nuevamente el tiempo a partir de dicho punto de tiempo. Si la velocidad del viento se mantiene por encima de dicho valor durante un lapso de tiempo predeterminado, se emite una señal de desconexión.

En un desarrollo preferente de la presente invención, se determinan varios valores medios de escala móvil sobre un número exactamente igual de diferentes tiempos de promediación. La velocidad del viento promedio y de escala móvil se determina de preferencia para tres tiempos de promediación diferentes entre sí y para cada una de las instalaciones de energía eólica. Los valores de desconexión asignados a los valores medios de escala móvil se fijan como valores medios de desconexión para los mismos tiempos de promediación y para cada uno de los grupos de 15 instalaciones de energía eólica o instalaciones de energía eólica individuales.

Los valores medios de desconexión de los diferentes grupos o instalaciones de energía eólica a lo largo del mismo tiempo de promediación son distintos entre sí. A cada uno de los diferentes tiempos de promediación puede ser asignado así un valor medio de desconexión distinto. Preferentemente, a los tiempos de promediación iguales de los 20 diferentes grupos se asignan valores medios de desconexión sólo escasamente diferentes entre sí, mientras que a los tiempos de promediación diferentes del mismo grupo se asignan valores medios de desconexión con una mayor diferencia entre sí. Debido a la división del parque eólico en grupos con diferentes valores medios de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la operación de un parque eólico con por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, WEA3, WEA4, WEA5) , dispuesto para ser conectado a una red eléctrica, en el que para cada una de las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, ..., WEA5) se determina por 5 lo menos un valor real (vt1 (WEA1) , ..., vt1 (WEA5) ) de una velocidad del viento y/o de un parámetro asociado con la misma, en donde las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, WEA3, WEA4, WEA5) se dividen por lo menos temporalmente en por lo menos dos grupos predeterminables (G1, G2, G3)

y a cada instalación de energía eólica del primer grupo (G1) se le asigna por lo menos un primer valor de 10 desconexión (At1 (G1) ) y a cada instalación de energía eólica del segundo grupo (G2) se le asigna por lo menos un segundo valor de desconexión (At1 (G2) ) diferente del por lo menos un primer valor de desconexión (At1 (G1) )

y en donde el por lo menos un valor real (vt1 (WEA1) , ..., vt1 (WEA5) ) se le asigna a uno de los valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) , y en donde los valores reales (vt1 (WEA1) , ..., vt1 (WEA5) ) se comparan con los valores de desconexión asignados 15 (At1 (G1) , ..., At1 (G3) )

y en caso de que un valor de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) sea excedido por el valor real asignado (vt1 (WEA1) , vt1 (WEA5) ) , la instalación de energía eólica o grupo de instalaciones de energía eólica (G1, G2, G3) asignadas al valor de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) se desconectan automáticamente y los conjuntos de diferentes valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) asignados a los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) se 20 permutan entre los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) , con la finalidad de disminuir una sobrecarga a largo plazo de un grupo (G1, G2, G3) de instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, ..., WEA5) mediante la selección de valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) particularmente altos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 25

caracterizado por que los valores reales se determinan como valores medios (vt1 (WEA1) , ..., vt3 (WEA3) ) de la velocidad del viento para por lo menos un tiempo de promediación predeterminado (t1, t2, t3) de cada una de las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEW1, ..., WEA5)

y a cada instalación de energía eólica del primer grupo (G1) se le asigna por lo menos un primer valor de desconexión (At1 (G1) , At2 (G1) , At3 (G1) ) para el por lo menos un tiempo de promediación predeterminado (t1, t2, 30 t3) , y cada instalación de energía eólica del segundo grupo (G2) se le asigna por lo menos un segundo valor de desconexión (At1 (G2) , At2 (G2) , At3 (G2) ) diferente del por lo menos un primer valor de desconexión (At1 (G1) , At2 (G1) , At3 (G1) ) para el por lo menos un tiempo de promediación predeterminado (t1, t2, t3) y los valores medios (vt1 (WEA1) , ..., vt3 (WEA3) ) se comparan con los valores de desconexión asignados (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) , y en donde, en caso de que un valor de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) sea excedido por el valor medio 35 asignado (vt1 (WEA1) , ..., vt3 (WEA3) ) durante el por lo menos un tiempo de promediación predeterminado (t1, t2, t3) , la instalación de energía eólica o el grupo de instalaciones de energía eólica (G1, G2, G3) asignadas al valor de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) se desconectan automáticamente.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, 40

caracterizado por que los valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) asignados a los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) se modifican.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que por lo menos a un grupo (G1, G2, G3) se le asignan diferentes valores de desconexión 45 (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) para diferentes tiempos de promediación (t1, t2, t3) y los valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) se seleccionan tanto más altos cuanto más cortos se seleccionen los tiempos de promediación (t1, t2, t3) .

5. Parque eólico para la realización de un procedimiento de acuerdo cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 con por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, WEA3, WEA4, WEA5) que está dispuesto para ser 50 conectado a una red eléctrica, con un dispositivo de medición (WM1, ..., WM5) dispuesto en respectivamente una instalación de energía eólica (WEA1, ..., WEA5) que determina por lo menos un valor real (vt1 (WEA1) , ..., vt1 (WEA5) ) de una velocidad del viento o de un parámetro asociado con la misma, un dispositivo de asignación (11) que divide las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, 55 WEA3, WEA4, WEA5) por lo menos temporalmente en por lo menos dos grupos predeterminables (G1, G2, G3) y que a cada instalación de energía eólica (WEA1, WEA2) de un primer grupo (G1) le asigna por lo menos un primer valor de desconexión (At1 (G1) ) y a cada instalación de energía eólica (WEA3) de un segundo grupo (G2) le asigna un segundo valor de desconexión (At1 (G2) ) diferente del primer valor de desconexión (At1 (G1) ) , así como un dispositivo de comparación (12) para comparar el por lo menos un valor real (vt1 (WEA1) , ..., vt1 (WEA3) ) de una 60 velocidad del viento o de un parámetro asociado con la misma con los valores de desconexión asignados (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) , un dispositivo de desconexión (13) que en caso de que un valor de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) sea excedido por el valor real (vt1 (WEA1) , ..., vt1 (WEA5) ) de una velocidad del viento o de un parámetro asociado con la misma, desconecta la instalación de energía eólica o el grupo (G1, G2, G3) de instalaciones de energía eólica asignadas al 65 valor medio de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) , y en donde el dispositivo de asignación (11) permuta los conjuntos de diferentes valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) asignados a los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) entre los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) , con la finalidad de disminuir una sobrecarga a largo plazo de un grupo (G1, G2, G3) de instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, ..., WEA5) mediante la selección de valores de desconexión (At1 (G1) , ..., At1 (G3) ) particularmente altos.

6. Parque eólico de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por el dispositivo de medición de la velocidad del viento (WM1, ..., WM5) dispuesto en respectivamente una de las instalaciones de energía eólica (WEA1, ..., WEA5) , que determina valores medios (vt1 (WEA1) , ..., vt3 (WEA3) ) de la velocidad del viento para por lo menos un tiempo de promediación predeterminado (t1, t2, t3) , 10

así como el dispositivo de asignación (11) que divide las por lo menos dos instalaciones de energía eólica (WEA1, WEA2, WEA3, WEA4, WEA5) por lo menos temporalmente en por lo menos dos de los grupos predeterminables (G1, G2, G3) y le asigna a cada instalación de energía eólica (WEA1, WEA2) del primer grupo (G1) por lo menos el primer valor medio de desconexión (At1 (G1) , At2 (G1) , At3 (G1) ) y a cada instalación de energía eólica (WEA3) del segundo grupo (G2) le asigna el segundo valor medio de desconexión (At1 (G2) , At2 (G2) , At3 (G2) ) que es diferente 15 del primer valor medio de desconexión (At1 (G1) , At2 (G1) , At3 (G1) ) , así como el dispositivo de comparación (12) para la comparación de los valores medios (vt1 (WEA1) , ..., vt3 (WEA3) ) con los valores medios de desconexión asignados (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) , y el dispositivo de desconexión (13) que en caso de que un valor medio de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) sea excedido por el valor medio (vt1 (WEA1) , ..., vt3 (WEA3) ) desconecta la instalación de energía eólica o el grupo (G1, G2, G3) de instalaciones de energía 20 eólica asignadas al valor medio de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) .

7. Parque eólico de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, caracterizado por que los valores medios de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) pueden ser modificados por el dispositivo de asignación (11) y/o a través del dispositivo de asignación (11) por lo menos a un grupo (G1, G2, G3) 25 se le pueden asignar diferentes valores medios de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) para diferentes tiempos de promediación (t1, t2, t3) y los valores medios de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) son tanto mayores cuanto más cortos sean los tiempos de promediación (t1, t2, t3) .

8. Parque eólico de acuerdo con la reivindicación 5, 6 o 7, 30

caracterizado por que a través del dispositivo de asignación (11) los conjuntos de diferentes valores medios de desconexión (At1 (G1) , ..., At3 (G3) ) asignados a los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) pueden ser permutados entre los por lo menos dos grupos (G1, G2, G3) .