SISTEMA DE MEDIDA PARA EL ENSAYO DE CURVA DE POTENCIA Y CALIDAD DE RED EN AEROGENERADORES, ASI COMO CALIDAD DE SUMINISTRO ELECTRICO.

Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores,

así como calidad de suministro eléctrico.

La presente invención tiene por objeto un sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general que comprende un equipo de medida que realiza el ensayo de curva de potencia y distintos ensayos de calidad de suministro eléctrico que permite visualizar el estado del ensayo que se está realizando en cada instante, donde cada uno de los aerogeneradores presenta un equipo de medida que permite conocer el estado del ensayo de curva de potencia en cualquier instante de tiempo y a distancia, además de analizar la calidad de red en el aerogenerador, donde emite informes configurables por un usuario limitando el tránsito de datos mediante un dispositivo de comunicación al exterior

Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico.

Objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto un sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general que comprende un equipo de medida que realiza el ensayo de curva de potencia y los ensayos de calidad que permite visualizar el estado del ensayo que se está realizando en cada instante.

Debido a su especial configuración, cada uno de los aerogeneradores presenta un equipo de medida que permite conocer el estado del ensayo de curva de potencia en cualquier instante de tiempo y a distancia, además de analizar la calidad de red en el aerogenerador a partir de los datos obtenidos del aerogenerador y los datos meteorológicos, cuya comunicación se realiza en tiempo real.

Así mismo, el sistema de medida permite realizar ensayos de la calidad del suministro eléctrico mediante un trigger ajustable de manera que se obtiene información de múltiples puntos de la red de manera sincronizada por lo que es posible obtener una visión global de la misma en diferentes instantes de tiempo.

Por otra parte, el informe generado con los resultados de los datos obtenidos, se puede transmitir de manera instantánea mediante un puerto serie, un módem GSM/GPRS o red Ethernet a un usuario final, de manera que se limita la transmisión de datos al informe con los datos ya analizados y procesados.

Además, el sistema de medida es configurable por lo que permite decidir y parametrizar en cada momento los distintos tipos de ensayo que se quiere realizar, el ensayo de curva de potencia en aerogeneradores, el ensayo de calidad de red en aerogeneradores o ensayos de calidad del suministro eléctrico en un punto de la red, los cuales a su vez se pueden realizar en varios puntos de la red eléctrica de manera sincronizada.

Antecedentes de la invención

Son conocidos en el estado de la técnica los sistemas de medida utilizados en los distintos ensayos enumerados en el apartado anterior que sincronizan y tratan los datos obtenidos, a posteriori, de manera que presentan inconvenientes como el no conocer el estado del ensayo en tiempo real.

Así mismo, este solicitante desconoce la existencia de sistemas de medida específicos que incluyan un equipo de medida para los ensayos de curva de potencia y medida de la calidad de red en aerogeneradores, así como para realizar un análisis multipunto de la calidad de red.

Hasta ahora, los datos recogidos del aerogenerador y muestreados en una tarjeta de adquisición eran enviados a una unidad central de procesado que almacenaba y trataba los datos, mostrando gráficos, informes de los resultados pero sin tener en ningún momento información del estado de cómo iban transcurriendo los diferentes ensayos.

Además, estos sistemas anteriores requieren un gran flujo de datos entre el aerogenerador y la unidad central de procesado, así como una gran capacidad de almacenamiento, hecho este que no se da en los sistemas actuales.

Debido a la creciente penetración en el sector de las energías renovables de la energía eólica, así como a la necesidad de un estudio pormenorizado del estado del suministro eléctrico se hace necesario estudiar la calidad de la energía generada ya sea aplicada a aerogeneradores o en general.

El IEC (en inglés "International Electrotechnical Comision") 61400-12-1:2005 especifica los métodos y los parámetros que deben ser analizados para realizar el ensayo de curva de potencia de un aerogenerador.

Así mismo, la norma UNE EN 61400-21:2002 especifica los métodos y los parámetros que deben ser analizados y los rangos admisibles de esos parámetros que permiten determinar la calidad de la energía de un aerogenerador conectado a la red, la norma UNE EN 50160:2001 junto con varias normas de la serie IEC 61000-3 hacen referencia a las medidas de calidad de red y los límites de emisión máximos permitidos, y los requisitos exigibles a los sistemas de medida.

Por otra parte, el solicitante desconoce la existencia de sistemas de medida que permitan ver, gestionar y configurar el ensayo a distancia y además poder reconfigurarlo para realizar cualquiera de los tipos de ensayos mencionados con anterioridad, a saber, el ensayo de curva de potencia en aerogeneradores, el ensayo de medida de la calidad de red en aerogeneradores y el ensayo para determinar la calidad de suministro eléctrico.

El muestreo asíncrono de la señal causa errores de medida tanto en el cálculo de la energía reactiva como en el de las componentes de frecuencia de una señal. Los sistemas actuales no permiten eliminar los errores asociados a este tipo de muestreo.

El sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y medida de la calidad de red en aerogeneradores, así como la calidad de red en general resuelve todos los problemas anteriormente expuestos.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general que comprende un equipo de medida que realiza el ensayo de curva de potencia y los ensayos de calidad y que permite visualizar el estado del ensayo que se está realizando en cada instante, emitiendo informes configurables por un usuario por lo que limita el tránsito de datos mediante un dispositivo de comunicación al exterior.

El sistema de medida presenta un equipo de medida compuesto por una unidad central de procesado que gobierna todo el sistema, una tarjeta de adquisición de datos con varias entradas de señales analógicas para los datos de tensión y corriente, así como señales analógicas auxiliares que permiten determinar otros parámetros del aerogenerador como las revoluciones del eje del aerogenerador.

Así mismo, presenta también entradas de señales digitales que permiten observar el estado del aerogenerador, en marcha o parado, o el estado de las baterías de condensadores de compensación de potencia reactiva, aerofrenos u otros elementos.

De igual manera, unos sensores colocados en el aerogenerador permiten determinar directamente la tensión y corriente así como la velocidad de las palas y el cambio del pitch o ángulo de paso y también, colocados en una torre meteorológica, uno o varios anemómetros, una o varias veletas, sensores de temperatura, presión, humedad relativa y sensores de lluvia.

El equipo de medida incluye un sistema de sincronización temporal basado en GPS (en inglés "global positioning system") que permite la sincronización entre los datos eléctricos de distintos equipos de medida que pueden estar situados muy alejados unos de otros.

Además, presenta posibilidades de comunicación mediante puertos serie, GSM (en inglés "global system for mobile communications"), Ethernet para comunicaciones entre la unidad central de procesado y elementos externos o vía radio. De esta manera, el sistema de medida puede utilizar el protocolo TCP/IP sobre cualquiera de las conexiones físicas implementadas y, por tanto, puede ser accesible desde cualquier lugar siempre que se disponga de la conexión física correspondiente, Ethernet, GSM/GPRS o puerto serie.

La comunicación del sistema de medida con la torre meteorológica se puede realizar de diferentes maneras utilizando un puerto serie, de forma inalámbrica o mediante un cable físico.

Por otra parte, el equipo de medida incluye un software que permite configurar los parámetros necesarios para la realización del ensayo de curva de potencia, de medida de calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general en relación a los IEC 61400-12-1:2005, UNE EN 61400-21:2002 y IEC 61000-3 respectivamente, así como la fecha de adquisición de esos datos, los resultados y directorios de datos y parámetros del aerogenerador.

Los informes de seguimiento de los ensayos que se están realizando, pueden ser parciales o totales, según norma o personalizados y pueden ser generados en instantes programados o a petición del usuario. Así mismo, estos informes pueden ser transmitidos por el sistema a través de cualquiera de los dispositivos de comunicación del mismo.

El sistema de medida permite capturar formas de onda con la ayuda de funciones de trigger programables para cada uno de los canales de entrada, que se puede realizar en un único...

1. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general en relación a los IEC 61400-12-1:2005, UNE EN 61400-21:2002 y IEC 61000-3 respectivamente caracterizado porque presenta un equipo (5) de medida que permite conocer el estado del ensayo de curva de potencia en cualquier instante de tiempo y a distancia debido a un dispositivo (11) de comunicación entre una unidad central de procesado presente en el equipo (5) de medida y elementos externos a la misma.

2. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque el equipo (5) de medida presenta una tarjeta de adquisición de datos.

3. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 2 caracterizado porque la tarjeta de adquisición de datos presenta varias entradas de señales analógicas (6) para los datos de tensión y corriente, así como señales analógicas (7) auxiliares para determinar otros parámetros del aerogenerador (1).

4. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 2 caracterizado porque la tarjeta de adquisición de datos presenta varias entradas de señales digitales on/off (8) que recogen el estado del aerogenerador, en marcha o parado, y señales digitales auxiliares (9).

5. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque la unidad central de procesado presenta un disco duro para el almacenamiento de datos, fuentes de alimentación y un SAI o sistema de alimentación ininterrumpida para casos en los que hay un corte en la corriente.

6. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque el equipo (5) de medida incluye un sistema de sincronización (10) mediante GPS con una precisión superior a 1 µs.

7. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque presenta unos sensores colocados en los aerogeneradores (1) que permiten determinar tensión y corriente, así como la velocidad de las palas (1.1) y el cambio del pitch o ángulo de paso.

8. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque presenta, colocados en una torre meteorológica, uno o varios anemómetros (2), una o varias veletas, además de sensores de temperatura, presión, humedad relativa y sensores de lluvia, que envían señales meteorológicas (4) al equipo (5) de medida situado en el aerogenerador (1) a través de un módem radio (3).

9. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque el equipo (5) de medida incluye un software que permite configurar los parámetros necesarios para la realización del ensayo de curva de potencia, de medida de calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general en relación a los IEC 61400-12-1:2005, UNE EN 61400-21:2002 y IEC 61000-3 respectivamente, así como la fecha de adquisición de esos datos, los resultados y directorios de datos y parámetros del aerogenerador.

10. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 8 caracterizado porque la comunicación del sistema de medida con la torre meteorológica se realiza mediante un módem radio que utiliza el protocolo RS-232.

11. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque la frecuencia de muestreo básica es de 6400 Hz por canal, alcanzando los 51200 Hz por canal cuando se realiza el estudio de transitorios.

12. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo (11) de comunicación es un puerto de comunicación serie.

13. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo (11) de comunicación es un módem GSM/GPRS.

14. Sistema de medida para el ensayo de curva de potencia y calidad de red en aerogeneradores, así como calidad de suministro eléctrico en general según reivindicación 1 caracterizado porque el equipo de medida (5) es una red Ethernet.