Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica, así como una instalación de energía eólica.

Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica con un generador eléctrico, que puede accionarse por un rotor, para la entrega de potencia eléctrica a una red eléctrica

(6), particularmente a los consumidores (8) conectados a ella, caracterizado porque la potencia entregada por el generador a la red (6) se regula en función de una tensión eléctrica existente en la red (6), en donde, cuando la tensión de red adopta un valor comprendido entre un primer valor de tensión de red (Umin) y un segundo valor de tensión de red (Uo), se reduce la potencia entregada por el generador a la red, y concretamente se reduce tanto más cuanto menor sea la tensión, en donde la tensión entregada por el generador alimentada a la red (6) se mantiene constante cuando la tensión de red se encuentra en el intervalo comprendido entre el segundo valor de tensión de red (Uo) y un tercer valor de tensión de red (U1), en donde la tensión entregada por el generador a la red (6) se reduce cuando la tensión de red se encuentra en un intervalo comprendido entre el tercer valor de tensión de red (U1) y un cuarto valor de tensión de red (Umax) y concretamente se reduce tanto más, cuanto mayor sea la tensión, en donde el primer valor de tensión de red (Umin) es menor que el segundo valor de tensión de red (Uo), el segundo valor de tensión de red (Uo) es menor que el tercer valor de tensión de red (U1) y el tercer valor de tensión de red (U1) es menor que el cuarto valor de tensión de red (Umax), y porque por parte de la instalación de energía eólica no se alimenta ninguna potencia a la red, cuando la tensión de red adopta el primer valor de tensión de red (Umin) o el cuarto valor de tensión de red (Umax).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03025997.

Solicitante: Wobben Properties GmbH.

Inventor/es: WOBBEN, ALOYS.

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 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 H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION... > Circuitos para redes principales o de distribución,... > H02J3/38 (Disposiciones para la alimentación en paralelo de una sola red por dos o más generadores, convertidores o transformadores)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES... > Disposiciones para el control de generadores eléctricos... > H02P9/30 (utilizando dispositivos semiconductores)
  • 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)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES... > H02P9/00 (Disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES... > Disposiciones para el control de generadores eléctricos... > H02P9/10 (Control efectuado sobre el circuito de excitación del generador con el fin de reducir los efectos nocivos de sobrecarga o de fenómenos transitorios, p. ej. aplicación, supresión o cambio repentino de carga)

PDF original: ES-2523072_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica, así como una instalación de energía eólica.

La presente invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica con un generador eléctrico, que puede accionarse por un rotor, para la entrega de potencia eléctrica a un consumidor eléctrico, particularmente a una red eléctrica.

Además, la invención se refiere a una instalación de energía eólica con un rotor y con un generador eléctrico 10 acoplado al rotor para la entrega de potencia eléctrica a un consumidor eléctrico, particularmente a una red eléctrica.

En el caso de las instalaciones de energía eólica conocidas para generar energía eléctrica a partir del viento, el generador se hace funcionar en funcionamiento en paralelo con el consumidor eléctrico, frecuentemente una red eléctrica. Durante el funcionamiento de la Instalación de energía eólica la potencia eléctrica facilitada por el 15 generador varía en función déla velocidad actual del viento y, por consiguiente, de la potencia del viento. Esto tiene como consecuencia que también sea variable la tensión eléctrica del generador en función de la potencia del viento. Esto da lugar a los siguientes problemas:

En el caso de la alimentación de la potencia eléctrica generada a una red eléctrica, por ejemplo, a una red eléctrica 20 pública, se produce un aumento de la tensión de la red en un punto de unión o de conexión a la red en el que se alimenta la potencia eléctrica del generador a la red. Particularmente en el caso de grandes variaciones de tensión de la tensión del generador se producen grandes variaciones no deseadas de la tensión de la red.

Además, bajo circunstancias particulares, puede ocurrir que la tensión de red en la red de alimentación aumente a 25 un valor alto no deseado. Éste es particularmente el caso cuando la potencia recibida por parte del consumidores muy reducida, a la vez que se alimenta una potencia eléctrica elevada a la red de alimentación. Este tipo de situaciones pueden presentarse, por ejemplo, por la noche, cuando la potencia eléctrica de consumo en los hogares es más bien reducida, mientras que con viento intenso, un convertidor de energía eólica pone a disposición de la red de alimentación una potencia eléctrica correspondientemente alta. SI la tensión en la red de alimentación o en el 30 punto de conexión a la red de la instalación de energía eólica aumenta por encima de un valor predeterminado, la Instalación de energía eólica, o su generador, tiene que desacoplarse de la red, y la Instalación de energía eólica debería, puesto que ya no se puede recibir más potencia, desconectarse totalmente de la red. Una desconexión de este tipo conduce a una interrupción de la alimentación de potencia eléctrica, no deseada ni por el operador de la instalación de energía eólica ni por el operador de la red.

A partir de los documentos DE-PS 368 799, DE-OS 44 28 085, así como del documento DE-OS 30 23 195 se conoce de forma general, que en el caso de Instalaciones, tales como Instalaciones eólicas o generadores solares, la potencia facilitada por el generador fluctúa, lo que da lugar a los problemas anteriormente descritos en el caso de la alimentación a la red 24.

El documento "The technical sensation Enercom E-40" (1993-09) publica un procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica según el preámbulo de la reivindicación 1, así como una instalación de energía eólica según el preámbulo de la reivindicación 6.

El objeto de la presente invención consiste en indicar un procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica, así como una instalación de energía eólica que evite los inconvenientes del estado de la técnica y, particularmente, que evite fluctuaciones excesivas de la tensión en el consumidor, particularmente en el caso de una red eléctrica, así como una desconexión no deseada de la Instalación de energía eólica.

La invención resuelve el objetivo mediante un procedimiento del tipo mencionado en la Introducción, con las características de la reivindicación 1.

En un dispositivo del tipo mencionado en la Introducción, el objetivo se resuelve mediante las características de la reivindicación 6.

Tal y como se ha descrito, durante la generación de energía se puede llegar a la fluctuación de la energía que se puede generar, lo que, en el caso de las Instalaciones de energía eólica, depende por naturaleza de la intensidad del viento. Sin embargo, estas fluctuaciones no son el punto de partida de la invención. La invención se ocupa más bien del problema de que también en el lado del consumidor existen fluctuaciones en el consumo de potencia, lo que

repercute como tensión fluctuante de la red. Como es sabido, este tipo de tensiones de la red son críticas porque los aparatos eléctricos - particularmente ordenadores - frecuentemente están protegidos sólo de forma Insuficiente con respecto a fluctuaciones críticas de la tensión. Por consiguiente, la invención prevé que no sólo se tenga en cuenta la fluctuación en la generación de energía en el lado del generador, sino también la fluctuación en el lado del 5 consumidor durante la alimentación de la energía, de tal manera que la tensión eléctrica facilitada se regule en el punto de alimentación al valor teórico deseado.

La invención evita fluctuaciones no deseadas de la tensión que se presenta en el consumidor, particularmente de la tensión eléctrica existente en una red, al regularse la potencia eléctrica entregada del generador en función de la 10 tensión del consumidor o de la red. De este modo también se evitan fluctuaciones no deseadas de la tensión que pueden producirse como consecuencia de variaciones de la potencia del viento.

Otra ventaja de la Invención consiste en que, incluso en el caso de fuertes variaciones de la potencia del viento, no es necesario desconectar la instalación de energía eóllca para Impedir fluctuaciones de la red. Según la invención, la 15 instalación de energía eóllca sigue haciéndose funcionar también en el caso de fuertes variaciones de la potencia del viento, sin que se presenten variaciones de la tensión de la red. Para ello, el dispositivo de regulación según la invención está equipado con sensores de la tensión para registrar la tensión que se presenta en el consumidor o en la red.

Además, con ayuda de la Invención también pueden compensarse fluctuaciones de la tensión de la red en el caso de una potencia constante del viento, tal y como se presentan regularmente en redes eléctricas para el suministro de electricidad, puesto que algunos consumidores conectados a la red reciben provisionalmente grandes potencias de la red, de lo que puede resultar una reducción de la tensión. En el caso de una reducción de la tensión de este tipo, la instalación de energía eóllca según la invención puede alimentar a la red una potencia eléctrica aumentada y 25 compensar de esta manera fluctuaciones de la tensión. Para ello, se aumenta, por ejemplo, sobre la base del valor registrado de la tensión de la red, la tensión de alimentación en el punto de conexión entre la Instalación de energía eólica y la red.

Según una forma de realización preferida del procedimiento según la invención, la potencia suministrada se regula al 30 regular a un valor teórico deseado la tensión eléctrica facilitada. Para ello se puede efectuar de manera especialmente sencilla una compensación de la tensión de la red, que - tal y como se ha descrito anteriormente - puede aparecer, por ejemplo, cuando un consumidor conectado a la red necesita una potencia elevada.

Según otra forma de realización preferida... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica con un generador eléctrico, que puede accionarse por un rotor, para la entrega de potencia eléctrica a una red eléctrica (6) , particularmente a los 5 consumidores (8) conectados a ella, caracterizado porque la potencia entregada por el generador a la red (6) se regula en función de una tensión eléctrica existente en la red (6) , en donde, cuando la tensión de red adopta un valor comprendido entre un primer valor de tensión de red (Umin) y un segundo valor de tensión de red (Uo) , se reduce la potencia entregada por el generador a la red, y concretamente se reduce tanto más cuanto menor sea la tensión, en donde la tensión entregada por el generador alimentada a la red (6) se mantiene constante cuando la tensión de red 10 se encuentra en el intervalo comprendido entre el segundo valor de tensión de red (Uo) y un tercer valor de tensión de red (U1) , en donde la tensión entregada por el generador a la red (6) se reduce cuando la tensión de red se encuentra en un intervalo comprendido entre el tercer valor de tensión de red (U1) y un cuarto valor de tensión de red (Umax) y concretamente se reduce tanto más, cuanto mayor sea la tensión, en donde el primer valor de tensión de red (Umin) es menor que el segundo valor de tensión de red (Uo) , el segundo valor de tensión de red (Uo) es menor que el tercer valor de tensión de red (U1) y el tercer valor de tensión de red (U1) es menor que el cuarto valor de tensión de red (Umax) , y porque por parte de la instalación de energía eólica no se alimenta ninguna potencia a la red, cuando la tensión de red adopta el primer valor de tensión de red (Umin) o el cuarto valor de tensión de red (Umax) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la potencia entregada por el generador alimentada a la red (6) se regula en función de una tensión eléctrica existente en el punto de alimentación de red (21) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado porque la potencia entregada se regula a un valor teórico deseado (Uteórica) mediante la regulación de la tensión eléctrica proporcionada. 25

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la tensión eléctrica se proporciona como tensión alterna con una frecuencia que se puede predeterminar.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la frecuencia que se puede 30 predeterminar se corresponde sustancialmente con la frecuencia de red.

6. Instalación de energía eólica para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con un rotor (4) y con un generador eléctrico acoplado con el rotor (4) para la entrega de potencia eléctrica a una red eléctrica (6) , caracterizada por un dispositivo de regulación con un sensor de tensión 35 para registrar una tensión eléctrica existente en la red (6) , de tal forma que la potencia entregada por el generador a la red (6) se puede regular en función de la potencia registrada mediante el sensor de tensión, en donde, cuando la tensión de red adopta un valor comprendido entre un primer valor de tensión de red (Umin) y un segundo valor de tensión de red (Uo) , se reduce la potencia entregada por el generador a la red, y concretamente se reduce tanto más cuanto menor sea la tensión, en donde la tensión entregada por el generador alimentada a la red (6) se mantiene 40 constante cuando la tensión de red se encuentra en el intervalo comprendido entre el segundo valor de tensión de red (Uo) y un tercer valor de tensión de red (U1) , en donde la tensión entregada por el generador a la red (6) se reduce cuando la tensión de red se encuentra en un intervalo comprendido entre el tercer valor de tensión de red (U1) y un cuarto valor de tensión de red (Umax) y concretamente se reduce tanto más, cuanto mayor sea la tensión, en donde el primer valor de tensión de red (Umin) es menor que el segundo valor de tensión de red (Uo) , el segundo

valor de tensión de red (Uo) es menor que el tercer valor de tensión de red (U1) y el tercer valor de tensión de red (U1) es menor que el cuarto valor de tensión de red (Umax) , y porque por parte de la instalación de energía eólica no se alimenta ninguna potencia a la red, cuando la tensión de red adopta el primer valor de tensión de red (Umin) o el cuarto valor de tensión de red (Umax) .

7. Instalación de energía eólica según la reivindicación 6, caracterizada porque el dispositivo de regulación presenta un microprocesador.

8. Procedimiento e instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizados porque la tensión de la potencia eléctrica alimentada a la red se regula en función de la tensión de 55 red actual (U) , de la frecuencia de red (f) , de la potencia eléctrica del generador, del coeficiente de reactancia (cosï?ª) , así como del gradiente de potencia (dP/dt) .