PROCEDIMIENTO PARA EL FUNCIONAMIENTO DE PLANTAS DE ENERGÍA EÓLICA.

Procedimiento para el funcionamiento de plantas de energía eólica La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de plantas de energía eólica, más exactamente a un procedimiento para el funcionamiento de una planta de energía eólica con potencia activa regulable, estando asignado a cada potencia activa un intervalo de potencia reactiva y pudiéndose controlar la potencia reactiva entregada dentro de este intervalo de potencia reactiva. Durante el funcionamiento de plantas de energía eólica es conocido generar también potencia reactiva, además de la potencia activa determinante para la obtención de energía. La energía reactiva puede servir, por una parte, para compensar la reactancia provocada por componentes individuales de la propia planta de energía eólica con el fin de no solicitar de este modo una red de distribución acoplada a la planta de energía eólica. Mediante una puesta a disposición adecuada de la potencia reactiva se puede apoyar adicionalmente también la tensión de la red de distribución. La potencia reactiva se determina usualmente mediante la especificación de un llamado factor de potencia cos que puede superar un intervalo de valores, por ejemplo, de 0,95 capacitivo a 0,95 inductivo. El ángulo de fase describe aquí el desfase entre la tensión y la corriente. El factor de potencia cos es igual entonces a la relación entre la potencia activa P y la potencia aparente S: Para la potencia aparente S es válida aquí la relación: ES 2 366 051 T3 cos P / S 2 2 2 S P Q Para un factor de potencia predefinido, la potencia reactiva es proporcional a la potencia activa, por lo que en caso de una potencia activa baja se pone a disposición generalmente sólo una potencia reactiva baja. Si el factor de potencia está predefinido de forma fija, por ejemplo, por el operador de la red de distribución, no se puede generar de este modo la potencia reactiva máxima posible durante el funcionamiento a carga parcial. Simultáneamente, los componentes eléctricos de la planta de energía eólica tienen que estar diseñados de modo que el flujo de corriente, que se ajusta en caso de una potencia activa y reactiva máximas, no provoque una sobrecarga. Por lo general, los componentes eléctricos se han de diseñar de manera que soporten la propia carga en caso de una potencia activa, situada brevemente por encima de la potencia nominal, y una potencia reactiva máxima simultánea. En las plantas de energía eólica conocidas, la potencia activa generada se obtiene básicamente a partir de las condiciones del viento. Para proteger la planta de energía eólica contra una sobrecarga al existir altas velocidades del viento, la potencia activa se limita a un valor máximo. A tal efecto, se lleva a cabo generalmente una regulación del número de revoluciones del rotor o generador mediante la variación del ángulo de incidencia de las palas del rotor en caso de un par de giro máximo predefinido, regulándose así la potencia activa al valor máximo deseado. Del documento DE10059018A1 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de una planta de energía eólica, en el que la potencia reactiva se regula dependiendo de la potencia activa, determinada esencialmente por las condiciones del viento, de tal modo que se ajusta una potencia aparente constante. Por tanto, la potencia aparente de la planta de energía eólica es independiente de la oferta de viento. En el procedimiento conocido está previsto también desviarse de la potencia aparente constante si la potencia activa o la potencia reactiva entregada no debe superar un valor máximo predefinido. Del documento EP1508951A1 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de un parque eólico con una pluralidad de plantas de energía eólica que están interconectadas entre sí y que a través de un centro de alimentación de la red alimentan potencia activa y reactiva a una red de distribución. A este respecto se predefinen valores nominales para la potencia activa y reactiva de plantas de energía eólica individuales mediante un control superior. El objetivo es apoyar la tensión en el centro de alimentación de la red al poner a disposición todo el parque eólico en este centro de alimentación de la red una potencia reactiva determinada y mantener baja simultáneamente la carga de la red, que une estas plantas, mediante una distribución optimizada de las potencias activas y reactivas, que se van a generar, en las plantas de energía eólica individuales y minimizar aquí las pérdidas. La potencia reactiva, puesta a disposición por una planta de energía eólica individual, se puede situar aquí para un valor determinado de potencia activa dentro de un intervalo dependiente de la intensidad de corriente máxima permitida en los devanados del rotor y del estator del generador. Esto posibilita en especial la puesta a disposición de una alta potencia reactiva al existir también potencias activas bajas. 2 ES 2 366 051 T3 Del documento DE10344392A1 se conoce una planta de energía eólica con un módulo de control de la potencia reactiva y un dispositivo para la determinación de una potencia activa mínima de seguridad. Partiendo de una corriente reactiva de apoyo que se desea para apoyar la red al producirse bajadas de tensión, el módulo de control de la potencia reactiva controla la potencia reactiva alimentada a la red. En este sentido se tiene en cuenta, por una parte, que la potencia activa alimentada no baje por debajo de un valor mínimo predefinido por el dispositivo para la determinación de una potencia activa mínima de seguridad y, por la otra parte, se toma en consideración una corriente aparente máxima predefinida fijamente. En un procedimiento multietapa de cálculo se corrigen los valores nominales de la corriente activa y reactiva. Del documento TAPIA G ET AL, "A new simple and robust control strategy for wind farm reactive power regulation" (PROCEEDINGS OF THE 2002 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL APPLICATIONS. CCA 2002. GLASGOW; SCOTLAND, U.K., del 28 al 20 de septiembre de 2002, IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL APPLICATIONS, NEW YORK, NY: IEEE, US, Tomo 2, 18 de septiembre de 2002 (18-09-2002), páginas 880-885, XP010606090 ISBN: 0-7803-7386-3) se conoce un procedimiento para el funcionamiento de una planta de energía eólica con potencia activa regulable, en el que la potencia reactiva real se puede controlar dentro de un intervalo de potencia reactiva. El procedimiento conocido parte de una potencia activa actual que se obtiene esencialmente según las condiciones del viento y de una potencia reactiva deseada, predefinida externamente. Partiendo de esto, se calcula un valor nominal de la potencia reactiva para cada planta de energía eólica del parque eólico analizado. A continuación se comprueba si este valor nominal predefinido para la potencia reactiva de una planta de energía eólica individual se sitúa en un intervalo permitido de una curva P-Q determinada para la respectiva planta de energía eólica. La curva P-Q se determinó previamente sobre la base de la capacidad térmica de la planta y como parámetro se consideró una temperatura de funcionamiento. Si la potencia reactiva nominal predefinida se sitúa por fuera del intervalo permitido, se limita la potencia reactiva. Del documento DE10136974A1 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de una planta de energía eólica, en el que el ángulo de fase de la potencia entregada a una red se varía dependiendo de al menos una tensión detectada en la red. De este modo se debe estabilizar la tensión en el centro de detección de tensión de la red mediante la alimentación de potencia reactiva inductiva o capacitiva. Del documento DE10019362A1 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de convertidores de pulsos con circuitos intermedios de tensión. En el procedimiento conocido se calcula la potencia activa, enviada a la red, con un controlador mediante corrientes y tensiones medidas para ajustar la potencia del generador y se evalúan a fin de influir en la potencia activa del generador. Del documento RABELO B ET AL: "Control of an optimized power flow in wind power plants with doubly-fed induction generators" (PESC'03. 2003 IEEE 34TH. ANNUAL POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE. CONFERENCE PROCEEDINGS. ACAPULCO, MEXICO, DEL 15 AL 19 DE JUNIO DE 2003, ANNUAL POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE, NEW YORK, NY: IEEE, US, Tomo VOLUMEN 4 DE 4, 15 de junio de 2003 (15-06-2003), páginas 1563-1568, XP010648463 ISBN: 0-7803-7754-0) se conoce un procedimiento para optimizar el flujo de potencia en plantas de energía eólica con generador asíncrono doblemente alimentado. En el procedimiento conocido se pretende lograr una potencia absorbida máxima a partir del viento y una distribución óptima de la potencia reactiva entre el circuito del estator y la red. Partiendo de esto, la invención tiene el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el funcionamiento de una planta de energía eólica con potencia activa regulable, en el que la potencia reactiva real (18) se puede controlar dentro de un intervalo de potencia reactiva, caracterizado porque - a cada valor de la potencia activa (20) está asignado un intervalo de potencia reactiva definido por una potencia reactiva mínima (12) en correspondencia con una potencia reactiva inductiva y por una potencia reactiva máxima (14) en correspondencia con una potencia reactiva capacitiva, asignándose la potencia reactiva mínima y la potencia reactiva máxima a cada valor de la potencia activa sobre la base de la capacidad máxima de corriente de un componente de la planta de energía eólica y predefiniéndose la capacidad máxima de corriente del componente dependiendo del número de revoluciones del generador, cuya capacidad de corriente asciende debido a una potencia frigorífica mayor con el número de revoluciones del generador, y/o dependiendo de la frecuencia del flujo de corriente en el circuito del rotor, cuya capacidad de corriente se ha reducido casi a cero a bajas frecuencias, y - la potencia activa (20) se reduce si una potencia reactiva nominal (16) está situada por fuera del intervalo de potencia reactiva asignado a la potencia activa actual. 2. Procedimiento para el funcionamiento de una planta de energía eólica con potencia activa regulable, en el que la potencia reactiva real (18) se puede controlar dentro de un intervalo de potencia reactiva, caracterizado porque - a cada valor de la potencia activa (20) está asignado un intervalo de potencia reactiva definido por una potencia reactiva mínima (12) en correspondencia con una potencia reactiva inductiva y por una potencia reactiva máxima (14) en correspondencia con una potencia reactiva capacitiva, asignándose la potencia reactiva mínima y la potencia reactiva máxima a cada valor de la potencia activa sobre la base de la capacidad máxima de corriente de un componente de la planta de energía eólica y predefiniéndose la capacidad máxima de corriente del componente dependiendo del número de revoluciones del generador, cuya capacidad de corriente asciende debido a una potencia frigorífica mayor con el número de revoluciones del generador, y/o dependiendo de la frecuencia del flujo de corriente en el circuito del rotor, cuya capacidad de corriente se ha reducido casi a cero a bajas frecuencias, - reduciéndose la potencia activa si una potencia reactiva nominal (16) está situada por fuera del intervalo de potencia reactiva asignado a la potencia activa actual y la potencia activa actual no es menor que una potencia activa mínima predefinida, y - si la potencia reactiva nominal (16) está situada por fuera del intervalo de potencia reactiva asignado a la potencia activa actual y la potencia activa actual es menor que la potencia activa mínima predefinida, no se reduce la potencia activa y la potencia reactiva real se controla respecto a la potencia reactiva máxima o la potencia reactiva mínima del intervalo de potencia reactiva asignado a la potencia activa actual. 3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la potencia reactiva mínima y la potencia reactiva máxima se asignan a cada valor de la potencia activa sobre la base de la capacidad máxima de corriente de un componente de la planta de energía eólica, tomándose en consideración la dependencia de la capacidad máxima de corriente del componente respecto al menos a una condición ambiental de la planta de energía eólica. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la potencia reactiva mínima y la potencia reactiva máxima para cada potencia activa se calculan a partir de la capacidad admisible de corriente de los devanados del estator y del rotor del generador de la planta de energía eólica. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la potencia reactiva mínima y la potencia reactiva máxima para cada potencia activa se calculan a partir de la capacidad admisible de corriente de todos los componentes conductores de corriente de la planta de energía eólica. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque está previsto un parámetro de control que puede asumir dos valores diferentes, realizándose el procedimiento en un primer valor del parámetro de control y reduciéndose, dado el caso, la potencia activa, mientras que en un segundo valor del parámetro de control no se lleva a cabo una reducción de la potencia activa. 7