Procedimiento para la adaptación de la velocidad de rotación de una instalación de energía eólica e instalación de energía eólica.

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica (10), en el que durante el funcionamiento se suministra potencia por la instalación por energía eólica

(10), en el que la instalación de energía eólica (10) se hace funcionar a velocidad variable entre una velocidad de rotación mínima predeterminable y una velocidad de rotación máxima predeterminable, en el que se detecta una magnitud característica (51) de una oscilación de la instalación de energía eólica (10) o de una parte de la instalación de energía eólica (10), caracterizado porque la velocidad de rotación mínima se modifica en función de la magnitud característica (51) de la oscilación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/004350.

Solicitante: Senvion SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: UBERSEERING 10 22297 HAMBURG ALEMANIA.

Inventor/es: Warfen,Karsten, HANSEN,MARCO.

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... > F03D7/04 (Control automático; Regulación)

PDF original: ES-2497866_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la adaptación de la velocidad de rotación de una instalación de energía eólica e instalación de energía eólica.

La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica, suministrándose potencia por la instalación de energía eólica durante el funcionamiento, haciéndose funcionar la instalación de energía eólica a velocidad variable entre una velocidad de rotación mínima predeterminadle y una velocidad de rotación máxima predeterminadle, detectándose una magnitud característica de una oscilación de la 1 instalación de energía eólica o de una parte de la instalación de energía eólica. La invención se refiere además a una instalación de energía eólica con una torre y un rotor, estando previsto un generador que se puede hacer funcionar a velocidad variable, estando previsto un dispositivo de control y regulación que, en el caso de un funcionamiento que suministra potencia de la instalación de energía eólica, está configurado para el control o regulación de la velocidad de rotación del rotor entre una velocidad de rotación mínima y una velocidad de rotación 15 máxima y estando previsto además un sensor para la detección de una magnitud característica de una oscilación de la instalación de energía eólica o de una parte de la instalación de energía eólica.

En instalaciones de energía eólica hechas funcionar a velocidad variable, en el caso de la velocidad de rotación de funcionamiento inferior que también se puede designar como velocidad de rotación mínima, una estimulación de 2 rotor se sitúa con mucha frecuencia cercana a una frecuencia natural de la torre lo que puede conducir bajo condiciones límite desfavorables a oscilaciones de resonancia. Habitualmente para evitar estas oscilaciones de resonancia se determina la frecuencia natural de la torre mediante medición y el rango de velocidad de rotación de la instalación de energía eólica se ajusta de modo que bajo todas las condiciones se garantice un funcionamiento con un nivel de oscilación suficientemente bajo. Para ello se fija con frecuencia la velocidad de rotación mínima 25 permitida, de modo que la estimulación se sitúa el 5% al 1% por encima de la frecuencia de la torre. Esto conduce sin embargo a pérdidas de rendimiento dado que el rango de velocidad de rotación está limitado y por consiguiente el rotor también se puede hacer funcionar sólo en un rango de velocidad de viento limitado con velocidad de rotación óptima y por consiguiente con rendimiento óptimo.

El documento WO 1/77524 A1 da a conocer una gestión del funcionamiento dependiente de la frecuencia natural de la torre de instalaciones de energía eólica offshore, en la que se determinan las frecuencias naturales críticas correspondientes de la instalación y/o de partes de la instalación, determinándose el rango de velocidad de rotación del rotor en el que se produce una excitación de toda la instalación y/o de partes individuales de la instalación en el rango de las frecuencias naturales críticas, haciéndose funcionar la instalación de energía eólica sólo por debajo y 35 por encima de la velocidad de rotación crítica atravesando rápidamente el rango de velocidad de rotación crítico.

El documento EP 1 816 347 A1 da a conocer una instalación de energía eólica que se controla de modo que al aparecer una oscilación se controlan los componentes de la instalación de energía eólica de modo que éstos actúan contra la excitación de la oscilación.

El objetivo de la presente invención es posibilitar una mejora del comportamiento de funcionamiento en instalaciones de energía eólica a velocidad variable, en particular en referencia al rendimiento energético, el comportamiento de oscilación y la vida útil.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica, suministrándose potencia por la instalación de energía eólica durante el funcionamiento, haciéndose funcionar la instalación de energía eólica a velocidad variable entre una velocidad de rotación mínima predeterminadle y una velocidad de rotación máxima predeterminadle, detectándose una magnitud característica de una oscilación de la instalación de energía eólica o de una parte de la instalación de energía eólica, el cual se perfecciona de modo que 5 la velocidad de rotación mínima se modifica en función de la magnitud característica de la oscilación.

La modificación y en particular la elevación de la velocidad de rotación mínima, es decir, del límite de velocidad de rotación inferior en función de la oscilación medida, es decir, en particular en función de la amplitud de la oscilación, la frecuencia, la fase o en general el nivel de oscilación, impide por consiguiente de forma eficiente al aparecer una 55 oscilación que se amplifique aún más o propague aún más la oscilación. La magnitud característica de una oscilación es preferentemente una amplitud de oscilación, una frecuencia de oscilación, una fase de oscilación y/o una dirección de oscilación. Además, la magnitud característica de la oscilación puede ser preferentemente una aceleración de la instalación de energía eólica o de una parte de la instalación de energía eólica. Una parte de la instalación de energía eólica puede ser, por ejemplo, la torre. Si se suministra potencia por la instalación de energía

eólica, según la invención esto significa en particular que se inyecta corriente a una red eléctrica por la instalación de energía eólica, es decir, que la instalación de energía eólica se sitúa en un funcionamiento de producción. En particular bajo ello no se debe entender que la instalación de energía eólica se sitúe en un funcionamiento de barrena. Realmente se debe alcanzar una velocidad de rotación mínima para poder suministrar potencia o corriente 5 de forma eficiente.

Preferentemente la velocidad de rotación mínima se modifica continuamente cuando se sobrepasa un valor límite predeterminado de la magnitud característica de la oscilación. De este modo se consigue que la velocidad de rotación mínima sólo se modifique con oscilaciones relevante de la instalación de energía eólica. En el marco de la 1 invención, bajo continuamente se entiende en particular cíclicamente, por ejemplo, el procedimiento según la invención se puede realizar cada 5 a 2 ms, en particular cada 1 ms, durante el funcionamiento o en caso de suministro de potencia por parte de la instalación de energía eólica.

La velocidad de rotación mínima se aumenta preferentemente al aparecer una oscilación correspondientemente 15 grande, es decir, una oscilación con la que la magnitud característica de la oscilación sobrepasa un valor límite predeterminable. Al disminuir la oscilación se puede reducir entonces de nuevo la velocidad de rotación mínima. En este caso un aumento o elevación de la velocidad de rotación mínima se realiza preferentemente con una pendiente mayor que una disminución de la velocidad de rotación mínima. Con ello se debe entender en particular el valor de la pendiente. Por consiguiente se contrarresta una oscilación con un tiempo de reacción más corto mediante 2 elevación rápida de la velocidad de rotación mínima que la bajada de la velocidad de rotación mínima en caso de reducción del nivel de oscilación o de la oscilación. La velocidad de rotación mínima se regula o controla preferentemente mediante la especificación de un momento del generador o una potencia del generador. La velocidad de rotación mínima se mantiene entonces mediante la especificación del momento del generador o la potencia del generador.

En particular para el procesamiento de la magnitud característica de la oscilación,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica (10) , en el que durante el funcionamiento se suministra potencia por la instalación por energía eólica (10) , en el que la instalación de energía eólica (10) se hace funcionar a velocidad variable entre una velocidad de rotación mínima predeterminable y una velocidad de rotación máxima predeterminable, en el que se detecta una magnitud característica (51) de una oscilación de la instalación de energía eólica (10) o de una parte de la instalación de energía eólica (10) , caracterizado porque la velocidad de rotación mínima se modifica en función de la magnitud característica (51) de la oscilación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la velocidad de rotación mínima se modifica continuamente si se sobrepasa un valor límite predeterminable de la magnitud característica (51) de la oscilación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque un aumento de la velocidad de rotación mínima se realiza con una pendiente mayor que una disminución de la velocidad de rotación mínima.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la magnitud característica (51) de la oscilación comprende la amplitud, la dirección, la frecuencia y/o la fase de la oscilación y/o la 20 aceleración de la instalación de energía eólica (10) o de una parte de la instalación de energía eólica (10) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la velocidad de rotación mínima se regula o controla mediante la especificación de un momento del generador (M) o una potencia del generador.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la magnitud característica (51) de la oscilación se limita después de la detección.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la magnitud

característica (51) de la oscilación se introduce en una curva característica (60) , siendo la salida de la curva característica (60) una diferencia de velocidad de rotación (67) .

8. Instalación de energía eólica (10) con una torre (14) y un rotor (13) , en la que está previsto un generador (26) que se puede hacer funcionar a velocidad variable, en la que está previsto un dispositivo de control y 35 regulación (36, 50) que, en el caso de un funcionamiento que suministra potencia de la instalación de energía eólica (10) , está configurado para el control o regulación de la velocidad de rotación del rotor (13) entre una velocidad de rotación mínima y una velocidad de rotación máxima y en la que además está previsto un sensor (40) para la detección de una magnitud característica (51) de una oscilación de la instalación de energía eólica (10) o de una parte de la instalación de energía eólica (10) , caracterizada porque la velocidad de rotación mínima se puede modificar o se modifica en función de la magnitud característica (51) de la oscilación.

9. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 8, caracterizada porque la velocidad de rotación mínima se puede modificar o se modifica mediante el dispositivo de control o regulación (36, 50) .

10. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque el sensor (51) es un sensor de aceleración o una galga extensiométrica.

11. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque el dispositivo de control o regulación (36, 50) comprende una rampa (55) que al aumentar la velocidad de rotación presenta una 50 pendiente mayor que al disminuir la velocidad de rotación mínima.

12. Instalación de energía eólica (10) según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque el mantenimiento de la velocidad de rotación mínima se controla o regula mediante la especificación de un momento del generador (M) o de una potencia del generador.

5.

13. Instalación de energía eólica (10) según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizada porque el dispositivo de control o regulación (36, 50) presenta un limitador (53) para la magnitud característica (51) detectada de la oscilación.

14. Instalación de energía eólica (10) según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizada porque el dispositivo de control o regulación (36, 50) presenta un elemento de retardo.