Procedimiento para controlar la presión en un sistema hidráulico (32) de una turbina eólica (10),

incluyendo el sistema hidráulico una estación hidráulica (30) con un depósito para el almacenamiento de fluido de trabajo, una primera y segunda bombas conectadas de manera fluida al depósito (40), una primera y segunda trayectorias de flujo (46, 48) que se extienden desde las respectivas primera y segunda bombas (42, 44) a un circuito hidráulico (50), y la primera y segunda válvulas de escape (76, 78) en comunicación fluida con la respectiva primera y segunda trayectorias de flujo (46, 48), comprendiendo el procedimiento:

controlar la primera bomba (42) y la primera válvula de escape (76) basado en el mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre un primer límite mínimo y un primer límite máximo; y controlar la segunda bomba (44) y la segunda válvula de escape (78) además de la primera bomba (42) y la primera válvula de escape (76) si la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico cae por debajo del primer límite mínimo.

Estación hidráulica y procedimiento para controlar la presión en un sistema hidráulico de una turbina eólica Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema hidráulico para una turbina eólica. Más específicamente, la presente 5 invención se refiere a una estación hidráulica en un sistema hidráulico de una turbina eólica y un procedimiento de control de la presión en el sistema hidráulico.

Antecedentes

Una turbina eólica (también referida como un "generador de turbina eólica" o aerogenerador) incluye varios sistemas mecánicos cuyo funcionamiento depende en gran medida de un fluido de trabajo a presión, a saber, aceite. Por ejemplo, el sistema de freno de una turbina eólica incluye típicamente un disco acoplado a un eje en el tren de transmisión de la turbina eólica y una o más pinzas configuradas para aplicar fricción al disco a través de las pastillas de freno. Las pinzas se hacen funcionar mediante fluido de trabajo a presión suministrado al sistema de freno. Otro ejemplo de un sistema de consumo de aceite es un sistema de paso de base hidráulica, que incluye uno o más cilindros hidráulicos para hacer girar las aspas alrededor de sus ejes respectivos.

Estos sistemas de freno y de paso son típicamente subsistemas de un sistema hidráulico principal en la turbina eólica. Una estación hidráulica en el sistema hidráulico controla la presión y la temperatura del fluido de trabajo suministrado a los sistemas de freno y de paso. Para este fin, la estación hidráulica incluye típicamente una bomba, un filtro, y varios dispositivos hidráulicos.

El diseño de una central hidráulica puede ser una tarea difícil. La estación debe estar diseñada no sólo para satisfacer las necesidades del sistema de freno, el sistema de paso, y/u otros sistemas consumidores de aceite asociados con el sistema hidráulico de la turbina eólica, sino que también lo debe hacer de una manera segura y fiable. Los documentos GB 2071781 y GB 2022534 divulgan dos ejemplos de sistemas hidráulicos de una turbina eólica.

Sumario

Se divulga una estación hidráulica para un sistema hidráulico de una turbina eólica. La estación hidráulica incluye una disposición única de componentes para controlar la presión del fluido de trabajo suministrado al subsistema del sistema hidráulico, tal como un sistema de paso o de freno. En particular, la estación hidráulica incluye un depósito para almacenar fluido de trabajo, una primera y segunda bombas conectadas de manera fluida al depósito, una primera y segunda trayectorias de flujo que se extienden desde las respectivas primera y segunda bombas de un circuito hidráulico del subsistema, y una primera y segunda válvulas de escape en comunicación fluida con las respectivas primera y segunda trayectorias de flujo. Un sistema de control está configurado para controlar la primera bomba y la primera válvula de escape basado en el mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre un primer límite mínimo y un primer límite máximo. El sistema de control también está configurado para controlar una segunda bomba y una segunda válvula de escape están controladas además de la primera bomba y la primera válvula de escape si la presión cae por debajo del primer límite mínimo.

Esta disposición tiene la ventaja de proporcionar un sistema redundante. La segunda bomba puede servir como una bomba de respaldo o suplementaria, si la primera bomba falla o no puede satisfacer las demandas del subsistema. Esto aumenta la fiabilidad general de la estación hidráulica, lo que permite que la turbina eólica continúe funcionando en este tipo de situaciones.

En una realización, la estación hidráulica también incluye una primera y segunda líneas de retorno que conectan de forma fluida las respectivas primera y segunda trayectorias de flujo al depósito, y la primera y segunda válvulas de escape se encuentran en las respectivas primera y segunda líneas de retorno. Esto permite que el fluido de trabajo vuelva de nuevo al depósito cuando la primera y/o segunda bomba se hacen funcionar con la correspondiente válvula de escape abierta. Como resultado, el sistema de control puede implementar una estrategia de control único basado en la activación y desactivación de la primera y segunda bombas y la apertura o el cierre de la primera y segunda válvulas.

45 Para este fin, también se divulga un procedimiento de control de la presión en el sistema hidráulico con la estación hidráulica. El procedimiento incluye el control de la primera bomba y la primera válvula de escape basado en el mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre el primer límite mínimo y el primer límite máximo, y el control de la segunda bomba y la segunda válvula de escape, además de la primera bomba y la primera válvula de escape si la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico cae por debajo del primer límite mínimo. De 50 nuevo, esto tiene la ventaja de ser un sistema redundante.

Cuando ambas bombas están siendo controladas, el procedimiento puede comprender hacer funcionar la primera y segunda bombas, mientras que la primera y segunda válvulas de escape se cierran para generar presión en el circuito hidráulico, abriendo la segunda válvula de escape si la presión aumenta hasta un segundo límite máximo, y abriendo la primera válvula de escape si la presión aumenta hasta el primer límite máximo. El segundo límite máximo es menor que 55 el primer límite máximo. El procedimiento también puede implicar el cierre de la primera y la segunda válvulas de escape si la presión cae a un segundo límite mínimo, permitiendo así que la primera y segunda bombas vuelvan a crear presión en el circuito hidráulico. El segundo límite mínimo es menor que el primer límite mínimo. Así, el control puede estar basado en diferentes límites máximos y límites mínimos en función del número de bombas que se van a utilizar.

La primera bomba y la primera válvula de escape no necesitan funcionar siempre como la bomba principal para satisfacer las exigencias del circuito hidráulico. Por ejemplo, el procedimiento también puede implicar invertir las funciones de la primera y segunda bombas y la primera y segunda válvulas de escape. Esto resulta en que la segunda bomba y la segunda válvula de escape se controlan sobre la base del mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre el primer límite mínimo y el primer límite máximo, y la primera bomba y la primera válvula de escape se controlan además de la segunda bomba y de la segunda válvula de escape si la presión del fluido de trabajo cae por debajo del primer límite mínimo.

Invirtiendo los papeles de esta manera, se aumenta aún más la fiabilidad global del sistema hidráulico porque distribuye la carga de trabajo de manera más uniforme entre la primera y segunda bombas. Por lo tanto, la vida útil de la primera bomba puede aumentarse. En una realización, la inversión de los papeles se logra mediante la designación de la primera bomba como una bomba primaria y la segunda bomba como una bomba secundaria, monitorizando la cantidad de tiempo que se hace funcionar la primera bomba, y designando la segunda bomba como la bomba primaria y la primera bomba como bomba secundaria si el tiempo de funcionamiento acumulado de la primera bomba excede un límite de tiempo predeterminado.

El límite de tiempo predeterminado puede estar basado en el tiempo de vida esperado de la primera bomba. Así, en lugar de seguir funcionando como bomba principal y experimentar un mayor desgaste, la primera bomba asume las funciones de bomba secundaria y se hace funcionar menos. Esto prolonga su vida útil y disminuye las posibilidades de un fallo en el sistema hidráulico.

Estas y otras realizaciones, junto con sus ventajas, se harán más evidentes sobre la base de la descripción siguiente.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una turbina eólica, con porciones retiradas, de modo que los 25 componentes internos de la turbina eólica pueden verse.

La figura 2 es una vista esquemática de un sistema hidráulico de una turbina eólica.

La figura 3 es un esquema hidráulico de una realización de una estación hidráulica.

La figura 4 es una vista esquemática de la estación hidráulica representada en la figura 3.

Las figuras 5A y 5B ilustran cómo la estación hidráulica cambia entre los diferentes modos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para controlar la presión en un sistema hidráulico (32) de una turbina eólica (10) , incluyendo el sistema hidráulico una estación hidráulica (30) con un depósito para el almacenamiento de fluido de trabajo, una primera y segunda bombas conectadas de manera fluida al depósito (40) , una primera y segunda trayectorias de flujo (46, 48) que se extienden desde las respectivas primera y segunda bombas (42, 44) a un circuito hidráulico (50) , y la primera y segunda válvulas de escape (76, 78) en comunicación fluida con la respectiva primera y segunda trayectorias de flujo (46, 48) , comprendiendo el procedimiento:

controlar la primera bomba (42) y la primera válvula de escape (76) basado en el mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre un primer límite mínimo y un primer límite máximo; y controlar la segunda bomba (44) y la segunda válvula de escape (78) además de la primera bomba (42) y la primera válvula de escape (76) si la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico cae por debajo del primer límite mínimo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el control de la primera bomba y la primera válvula de escape comprende:

hacer funcionar la primera bomba, mientras la primera válvula de escape se cierra para generar presión en el circuito hidráulico;

detener la primera bomba de su funcionamiento y abrir el primer escape si la presión aumenta hasta la primera presión máxima; y hacer funcionar la primera bomba y cerrar la primera válvula de escape si la presión cae hasta el primer límite mínimo de presión.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el control de la segunda bomba y la segunda válvula de escape, además de la primera bomba y la primera válvula de escape comprende:

hacer funcionar la primera y segunda bombas, mientras que la primera y segunda válvulas de escape están cerradas para generar presión en el circuito hidráulico;

abrir la segunda válvula de escape si la presión aumenta hasta un segundo límite máximo, siendo el segundo límite máximo menor que el primer límite máximo; y abrir la primera válvula de escape si la presión aumenta hasta el primer límite máximo.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el control de la segunda bomba y la segunda válvula de escape, además de la primera bomba y la primera válvula de escape también comprende:

cerrar la primera y segunda válvulas de escape si la presión cae a un segundo límite mínimo, permitiendo así que la primera y segunda bombas vuelvan a crear presión en el circuito hidráulico, siendo el segundo límite mínimo menor que el primer límite mínimo.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el hacer funcionar a la primera y segunda bombas también comprende:

hacer funcionar la primera bomba si la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico cae al primer límite mínimo; y hacer funcionar la segunda bomba además de la primera bomba sólo si la presión se mantiene en o por debajo del primer límite mínimo después de un período de tiempo predeterminado.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que también comprende:

verificar que la primera o segunda bombas funcionan cuando la primera o segunda bombas son solicitadas a que lo hagan mediante un sistema de control; y cerrar la primera o segunda válvulas de escape sólo si el funcionamiento de las respectivas primera o segunda bombas ha sido verificada.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que también comprende:

invertir los papeles de la primera y segunda bombas y la primera y segunda válvulas de escape, de tal manera que la segunda bomba y la segunda válvula de escape se controlan basado en el mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre el primer límite mínimo y el primer límite máximo, y también tal que se controlan la primera bomba y primera válvula de escape, además de la segunda bomba y la segunda válvula de escape si la presión del fluido de trabajo cae por debajo del primer límite mínimo.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la inversión de los papeles de la primera y segunda bombas y la

primera y segunda válvulas de escape también comprende: designar la primera bomba como una bomba primaria y la segunda bomba como una bomba secundaria; monitorizar la cantidad de tiempo que se hace funcionar la primera bomba; designar la segunda bomba como la bomba primaria y la primera bomba como la bomba secundaria si el tiempo de funcionamiento acumulado de la primera bomba excede de un límite de tiempo predeterminado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la inversión de los papeles de la primera y segunda bombas y la primera y segunda válvulas de escape también comprende:

monitorizar la cantidad de tiempo que se hace funcionar la bomba secundaria;

volver a designar la primera bomba como la bomba primaria y la segunda bomba como la bomba secundaria si el tiempo 10 de funcionamiento acumulado de la bomba secundaria supera un límite de tiempo predeterminado.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que también comprende:

reemplazar la primera bomba después de invertir las funciones de la primera y segunda bombas y la primera y segunda válvulas de escape.

11. Procedimiento para hacer funcionar una turbina eólica, que comprende

hacer funcionar un subsistema de un sistema hidráulico, el subsistema requiriendo fluido de trabajo para operar;

suministrar fluido de trabajo al subsistema con una estación hidráulica en el sistema hidráulico, teniendo la estación hidráulica un depósito para almacenar fluido de trabajo, una primera y segunda bombas conectadas de manera fluida con el depósito, una primera y segunda trayectorias de flujo que se extienden desde las respectivas primera y segunda bombas hasta un circuito hidráulico del subsistema, y una primera y segunda válvulas de escape en comunicación fluida con las respectivas primera y segunda trayectorias de flujo; y controlar la presión en el sistema hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, que también comprende:

filtrar el fluido de trabajo en un sistema de filtro fuera de línea de la estación hidráulica, estando el sistema de filtro fuera de línea aislado de la primera y segunda bombas, la primera y segunda trayectorias de flujo, y el circuito hidráulico del 25 subsistema.

13. Estación hidráulica (30) para controlar la presión del fluido de trabajo en un sistema hidráulico (32) de una turbina eólica (10) , incluyendo el sistema hidráulico (32) un subsistema, tal como un sistema de paso o de freno, que tiene un circuito hidráulico, comprendiendo la estación hidráulica (30) :

un depósito (40) para almacenar el fluido de trabajo;

una primera y segunda bombas (42, 44) conectadas de forma fluida con el depósito (40) ;

una primera y segunda trayectorias de flujo (46, 48) que se extienden desde las respectivas primera y segunda bombas (42, 44) hasta el circuito hidráulico; y una primera y segunda válvulas de escape (76, 78) en comunicación fluida con las respectivos primera y segunda trayectorias de flujo (46, 48) ; y un sistema de control configurado para controlar la primera bomba (42) y la primera válvula de escape (76) basado en el mantenimiento de la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico entre un primer límite mínimo y un primer límite máximo, estando el sistema de control configurado también para controlar el segunda bomba (44) y segunda válvula de escape (78) además de la primera bomba (42) y la primera válvula de escape (76) si la presión del fluido de trabajo en el circuito hidráulico cae por debajo del primer límite mínimo.

14. Estación hidráulica según la reivindicación 13, que también comprende una primera y segunda líneas de retorno que conectan de manera fluida las respectivas primera y segunda trayectorias de flujo al depósito, estando la primera y segunda válvulas de escape situadas en las respectivas primera y segunda líneas de retorno.