Sistema para probar una turbina eólica.

Un sistema (400) para probar una turbina (102) eólica, comprendiendo dicho sistema:

una turbina

(102) eólica; y

un simulador (104) de red eléctrica portátil que comprende:

un generador (410) de red eléctrica configurado para generar energía eléctrica y acoplado a dicha turbina eólica; y una carga (406) portátil acoplada a dicho generador de red eléctrica; caracterizado por:

un transformador (404) de red eléctrica acoplado a dicho generador (410) de red eléctrica, a dicha carga (406) portátil y a dicha turbina (102) eólica, y configurado para convertir una primera tensión en una segunda tensión;

dicho simulador (104) de red eléctrica portátil comprende además un medidor (408) de potencia acoplado a dicho generador (410) de red eléctrica y configurado para medir una salida de potencia mediante dicha carga (406) portátil, y en el que dicho medidor (408) de potencia está configurado además para medir la salida de potencia mediante un generador (312) de turbina eólica cuando se acopla al simulador (104) de red eléctrica portátil.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06125799.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVER ROAD SCHENECTADY, NY 12345 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HORNEMANN,MICHAEL ULFERT, GALLOWAY,STEVEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D9/00 (Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan (disposiciones relativas a conjuntos de propulsión de vehículos alimientados por energía eólica B60K 16/00; bombas caracterizadas por su combinación con motores de viento F04B 17/02))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Dispositivos para verificar propiedades eléctricas;... > G01R31/34 (Ensayo de máquinas dinamoeléctricas)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > ENSAYO DEL EQUILIBRADO ESTATICO O DINAMICO DE MAQUINAS... > G01M99/00 (Ensayo de estructuras o aparatos, no previstos en los otros grupos de esta subclase)

PDF original: ES-2537317_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema para probar una turbina eólica La presente invención se refiere, en general, a turbinas eólicas y más específicamente a sistemas para probar la capacidad de producción de energía eléctrica de una turbina eólica.

Una turbina eólica se prueba usando una subestación de punto de interacción (POI) antes de suministrar la turbina eólica a un cliente. Sin embargo, si la subestación de POI no se construye o no se activa antes de cierto plazo, la turbina eólica no puede probarse en su debido tiempo y se deberá un cargo de demora en la entrega a un cliente. Por otra parte, si la subestación de POI se construye y se activa cerca de una fecha límite para la entrega de la turbina eólica al cliente, se crea una escasez del tiempo y, por lo tanto, un inconveniente.

La presente invención, tal como se define por las reivindicaciones adjuntas, se proporciona de este modo.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención se describirán ahora en conexión con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema para probar de una turbina eólica.

La figura 2 es un diagrama de una realización de una turbina eólica usada en el sistema de la figura 1.

La figura 3 es un diagrama de una realización de un sistema que incluye una góndola del motor, una torre, y un cubo de la turbina eólica de la figura 2.

La figura 4 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema para probar la turbina eólica de la figura 2.

La figura 5 es un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento para probar la turbina eólica de la figura 2.

La figura 6 es una continuación del diagrama de flujo de la figura 5.

La figura 7 es una continuación del diagrama de flujo de la figura 6.

La figura 8 es una continuación del diagrama de flujo de la figura 7.

La figura 9 es una continuación del diagrama de flujo de la figura 8.

La figura 10 es una continuación del diagrama de flujo de la figura 9.

La figura 1 es un diagrama de bloques de una realización de un sistema 100 para probar una turbina eólica. El sistema 100 incluye una turbina 102 eólica, un simulador 104 de red eléctrica, un transformador 106 adaptador, una subestación 108 de punto de interconexión (POI) , y una red 110 de suministro eléctrico. La turbina 102 eólica puede emitir como salida 1, 5 megavatios (MW) de potencia, como alternativa, la turbina 102 eólica puede emitir como salida 2, 3, 2, 5, 2, 7, o como alternativa 3, 6 MW de potencia. El transformador 106 adaptador puede tener un secundario a 575 voltios de corriente alterna (VCA) y un devanado primario a 12 kilovoltios de corriente alterna (kVCA) , y utilizar una potencia de 1, 75 megavoltioamperios (MVA) . Como alternativa, el transformador 106 adaptador puede tener un devanado primario a 34, 5 kVCA y un devanado secundario a 575 VCA, y utilizar una potencia de 1, 75 MVA. La red 110 de suministro eléctrico puede ser una pluralidad de empresas u hogares que utilizan la energía eléctrica de turbina 102 eólica. En una realización alternativa, una pluralidad de turbina eólicas están acoplados a una red 110 de suministro eléctrico de manera similar a la que la turbina 102 eólica se acopla a la red 110 de suministro eléctrico. Por ejemplo, otra turbina 102 eólica se acopla a través de un transformador adaptador y una subestación 108 de POI a la red 110 de suministro eléctrico.

La turbina 102 eólica genera una señal 116 de salida de turbina eólica que se suministra al transformador 106 adaptador. El transformador 106 adaptador recibe la señal 116 de salida de turbina eólica y convierte la señal 116 de salida de turbina eólica de baja tensión a una tensión que es más alta que la baja tensión para generar una señal 118 de salida de transformador adaptador. La subestación 108 de POI recibe la señal 118 de salida de transformador adaptador y convierte la señal 118 de salida de transformador adaptador de una baja tensión a un tensión que es más alta que la baja tensión y que es compatible con la red 110 de suministro eléctrico para generar una señal 120 de salida de subestación. La subestación 108 de POI suministra energía eléctrica a la red 110 de suministro eléctrico en forma de una señal 120 de salida de subestación.

Un usuario desconecta la turbina 102 eólica del transformador 106 adaptador y acopla la turbina 102 eólica al simulador 104 de red eléctrica para probar la turbina 102 eólica. La turbina 102 eólica se prueba usando el simulador 104 de red eléctrica y recibiendo la señal 116 de salida de turbina eólica.

La figura 2 es un diagrama de una realización de la turbina 102 eólica que incluye una góndola 202, una torre 204, un rotor 206 que tiene al menos dos palas 208 de rotor y un cubo 210 giratorio. La góndola 202 está montada en lo

alto de la torre 204. Las palas 208 de rotor están unidas al cubo 210.

La figura 3 es un diagrama de una realización de un sistema 300 que incluye una góndola 202, una torre 204, y un cubo 210. La góndola 202 aloja un panel 302 de control que incluye un controlador 304. En una realización alternativa, el controlador 304 está localizado dentro de un armario de control principal en una base de la torre 204. Tal como se usa en el presente documento, el término controlador no se limita solo a los circuitos integrados que se hacen referencia en la técnica como un controlador, sino que en general se refiere a un procesador, un microcontrolador, un microprocesador, un controlador lógico programable, un circuito integrado de aplicación específica, y cualquier otro circuito programable.

El cubo 210 incluye una unidad 306 de paso de pala variable. La góndola 202 también aloja una parte de un eje 308 de rotor principal, una caja 310 de cambios, un generador 312 de turbina eólica, y un acoplamiento 314. Una unidad 316 de guiñada y una cubierta 318 de guiñada están alojadas dentro de la góndola 202 . Un larguero 320 metrológico está acoplo a la góndola 202. La góndola 202 aloja además un cojinete 322 principal y un bastidor 324 principal. El controlador 304 controla el rotor 206 y los componentes alojados dentro de la góndola 202.

La unidad 306 de paso de pala variable se proporciona para controlar un paso de las palas 208 que impulsan el cubo 210 como consecuencia del viento. En una realización alternativa, se controlan de manera individual una pluralidad de inclinaciones de las palas 208 mediante la unidad 306 de paso de pala variable.

El eje 308 de rotor principal, que es un eje de baja velocidad, está conectado al cubo 210 a través del cojinete 322 principal y está conectado en un extremo opuesto del eje 308 de rotor principal a la caja 310 de cambios. El eje 308 de rotor principal gira con una rotación del cubo 210. La caja 310 de cambios utiliza una geometría de doble trayectoria para impulsar un eje de alta velocidad adjunto. El eje de alta velocidad está acoplado al eje 308 de rotor principal y gira con una rotación del eje 308 de rotor principal. El eje de alta velocidad opera a una velocidad más alta que el eje 308 de rotor principal. Como alternativa, el eje 308 de rotor principal está acoplado directamente al generador 312 de turbina eólica. El eje de alta velocidad se usa para impulsar el generador 312 de turbina eólica, que está montado en el bastidor 324 principal. Un par del rotor 206 se transmite a través del eje 308 de rotor principal, del eje de alta velocidad, de la caja 310 de cambios, y del acoplamiento 314 al generador 312 de turbina eólica que genera la señal 116 de salida de turbina eólica.

La unidad 316 de guiñada y la cubierta 318 de guiñada proporcionan un sistema de orientación de guiñada para la turbina... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema (400) para probar una turbina (102) eólica, comprendiendo dicho sistema:

una turbina (102) eólica; y un simulador (104) de red eléctrica portátil que comprende:

un generador (410) de red eléctrica configurado para generar energía eléctrica y acoplado a dicha turbina eólica; y una carga (406) portátil acoplada a dicho generador de red eléctrica; caracterizado por:

un transformador (404) de red eléctrica acoplado a dicho generador (410) de red eléctrica, a dicha carga (406) portátil y a dicha turbina (102) eólica, y configurado para convertir una primera tensión en una segunda tensión;

dicho simulador (104) de red eléctrica portátil comprende además un medidor (408) de potencia acoplado a dicho generador (410) de red eléctrica y configurado para medir una salida de potencia mediante dicha carga (406) portátil, y en el que dicho medidor (408) de potencia está configurado además para medir la salida de potencia mediante un generador (312) de turbina eólica cuando se acopla al simulador (104) de red eléctrica portátil.

2. Un sistema (400) de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un remolque para su fijación a un vehículo, estando dicho remolque configurado para transportar dicho simulador (104) de red eléctrica portátil.

3. Un sistema (400) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha turbina (102) eólica está sincronizada con dicho generador (410) de red eléctrica mediante un controlador (304) de dicha turbina (102) eólica.

4. Un sistema (400) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha carga (406) portátil está configurada para operar recibiendo una salida de potencia de dicha turbina (102) eólica que está sincronizada con dicho generador (410) de red eléctrica, y dicho medidor (408) de potencia está configurado para probar una salida de potencia mediante dicha carga (406) portátil para determinar si la salida de potencia mediante dicha carga (406) portátil está dentro de un intervalo predeterminado.

5. Un sistema (400) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicho generador (312) de turbina eólica de dicha turbina (102) eólica está configurado para suministrar energía eléctrica a dicha carga (406) portátil durante una cantidad predeterminada de tiempo.