PROCEDIMIENTO PARA HACER FUNCIONAR UNA TURBINA EÓLICA.
Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica con un dispositivo de generador (2) para el suministro de energía eléctrica a una red (8),
comprendiendo el dispositivo de generador un estator y un dispositivo de control (5) para el control del dispositivo de generador, midiéndose al menos con un primer equipo de medición (3) una tensión de estator del dispositivo de generador y midiéndose al menos con un segundo equipo de medición (4) una corriente de red suministrada a la red (13), caracterizado porque al menos en función de la tensión de estator y de la corriente de red con un modelo de red (10, 11, 12) se determina una tensión de red (13), a partir de la tensión de red determinada y un ángulo de fase máximo predeterminable que existe entre la tensión de estator y la tensión de red se determina la potencia activa máxima se puede suministrar la instalacion de energía eólica (15) y la potencia activa suministrada se regula en función de la potencia activa que se puede suministrar determinada y una potencia activa teórica predeterminada por el dispositivo de control (16, 17, 18).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/050952.
Solicitante: Woodward Kempen GmbH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: Krefelder Weg 47 47906 Kempen ALEMANIA.
Inventor/es: GENIUSZ,ANDRZEJ, ENGELHARDT,STEPHAN.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 28 de Enero de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
F03D7/04K
F03D7/04M
F03D9/00C2
H02J3/46ELECTRICIDAD. › H02PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02JCIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O LA DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA. › H02J 3/00 Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente alterna. › controlando el reparto de potencia entre los generadores convertidores o transformadores.
Clasificación PCT:
F03D9/00MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03DMOTORES DE VIENTO. › Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan; Motores de viento especialmente adaptados para su instalación en lugares particulares (sistemas híbridos de energía eólica-fotovoltaica para la generación de energía eléctrica H02S 10/12).
H02J3/46H02J 3/00 […] › controlando el reparto de potencia entre los generadores convertidores o transformadores.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia.
Procedimiento para hacer funcionar una instalacion de energía eólica La invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar una instalacion de energía eólica con un dispositivo de generador para el suministro de energía eléctrica a una red, comprendiendo el dispositivo de generador un estator y un dispositivo de control para el control del dispositivo de generador, midiéndose al menos con un primer equipo de medición una tensión de estator del dispositivo de generador y midiéndose al menos con un segundo equipo de medición una corriente de red suministrada a la red. Además, la invención se refiere a un programa informático así como a un producto de programa informático para la realización del procedimiento mediante el uso de un procesador así como un dispositivo de control de un dispositivo de generador de una instalacion de energía eólica y una instalacion de energía eólica. Es un deseo constante optimizar el suministro de potencia activa de una instalacion de energía eólica a una red y evitar perjuicios tanto en la red como en la instalacion de energía eólica. Particularmente con un hueco de tensión, la potencia activa suministrada por la instalacion de energía eólica puede superar a la potencia activa que se puede suministrar como máximo a la red. Esto puede conducir a una inestabilidad del dispositivo de generador de la instalacion de energía eólica. Si el dispositivo de generador se desestabiliza, esto tiene como consecuencia que se tiene que desconectar la instalacion de energía eólica para evitar daños en la instalacion de energía eólica. Por el documento EP 1 040 564 B1 se conoce un procedimiento para hacer funcionar una instalacion de energía eólica para evitar modificaciones indeseadas de la tensión de red para evitar una desactivación requerida de lo contrario de la instalacion de energía eólica. A este respecto, la instalacion de energía eólica comprende un captador de tensión para captar una tensión eléctrica aplicada en una red eléctrica. Cuando la tensión de red es mayor o menor que un valor predeterminado de tensión de red, la instalacion de energía eólica se puede hacer funcionar sin emisión de potencia a la red eléctrica. Sin embargo, en este procedimiento para hacer funcionar una instalacion de energía eólica es desventajoso que este procedimiento esté diseñado para la protección de la red, sin embargo, no para la protección de la instalacion de energía eólica. Asimismo es deseable no tener que hacer funcionar la instalacion de energía eólica incluso con fuertes modificaciones de la tensión de red sin emisión de potencia y poder garantizar al mismo tiempo una protección suficiente de la instalacion de energía eólica. Además, por el documento DE 100 19 362 A1 se conoce un procedimiento para hacer funcionar una instalacion de energía eólica, en el que a partir de valores de corriente y tensión medidos en el lado de la red se determina la potencia activa suministrada y se usa para la corrección de la potencia activa del generador. Por lo demás, mediante variación del ángulo de fase entre corriente y tensión del convertidor del lado de la red se debe generar potencia reactiva y al mismo tiempo mantenerse la corriente total en límites admisibles. No está prevista una determinación de la potencia activa que se puede suministrar como máximo teniendo en cuenta un ángulo de fase máximo predefinido entre la tensión de estator y de red así como la regulación del suministrode potencia activa teniendo en cuenta el suministro de potencia activa teórica y la potencia activa que se puede suministrar como máximo. Se conocen otros procedimientos para hacer funcionar turbinas eólicas por el documento US 2005/0042098 A1 así como por el documento US 2003/0151259 A1. Partiendo de este estado de la técnica, la presente invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento genérico para hacer funcionar una instalacion de energía eólica que garantice un funcionamiento fiable de la instalacion de energía eólica con variaciones de la tensión de red y posibilite al mismo tiempo una protección fiable de la instalacion de energía eólica contra daños sin que sea necesaria una desconexión de la instalacion de energía eólica. El objetivo indicado anteriormente se resuelve de acuerdo con una primera enseñanza de la presente invención mediante un procedimiento genérico por el hecho de que al menos en función de la tensión del estator y de la corriente de red con un modelo de red se determina una tensión de red, a partir de la tensión de red determinada y un ángulo de fase máximo predeterminable que existe entre la tensión de estator y la tensión de red se determina la potencia activa que se puede suministrar como máximo de la instalacion de energía eólica y la potencia activa suministrada se regula en función de la potencia activa que se puede suministrar como máximo determinada y una potencia activa teórica predeterminada por el dispositivo de control. A diferencia de los procedimientos conocidos, el procedimiento de acuerdo con la invención tiene como objetivo la protección de la instalacion de energía eólica evitando el mismo estados inestables de la instalacion de energía eólica. Mediante la determinación de la tensión de red y mediante el ángulo de fase máximo predeterminable que existe entre la tensión de estator y la tensión de red se puede determinar la potencia activa que se puede suministrar como máximo por el dispositivo de generador a una red, que posibilita todavía un funcionamiento estable de la instalacion de energía eólica. Como consecuencia, la potencia activa suministrada realmente se puede regular en función de la potencia activa que se puede suministrar como máximo y se pueden evitar situaciones críticas de funcionamiento sin que se requiera un funcionamiento de marcha en vacío o una desactivación de la instalacion de energía eólica. De acuerdo con una primera configuración de acuerdo con la invención, la potencia activa que se puede suministrar 2 como máximo determinada se puede comparar con la potencia activa teórica predeterminada y al sobrepasar la potencia activa teórica la potencia activa que se puede suministrar como máximo se puede limitar la potencia activa teórica a la potencia activa que se puede suministrar como máximo. En caso contrario se emite a la red la potencia activa teórica. Se ha observado que se pueden evitar de forma particularmente sencilla situaciones de funcionamiento inestable provocadas por una caída de tensión en la red si la potencia activa teórica suministrada vale una potencia activa que se puede suministrar como máximo menor se limita a la potencia activa que se puede suministrar como máximo. Mediante una reducción de la potencia activa suministrada realmente se puede evitar una aceleración indeseada del dispositivo de generador. La instalacion de energía eólica puede hacerse funcionar además en un punto de funcionamiento dinámico estable y se puede evitar una desactivación de la instalacion de energía eólica. Además, la potencia activa que se puede suministrar como máximo puede determinarse de acuerdo con un ejemplo de realización adicional de la presente invención de manera continua, periódica y/o una única vez. En redes cuya potencia es aproximadamente constante y parece improbable un hueco de tensión se puede determinar la potencia activa que se puede suministrar como máximo de una vez, por ejemplo, durante la puesta en marcha de la instalacion de energía eólica. De este modo se puede reducir la complejidad del cálculo para la determinación de la potencia activa que se puede suministrar como máximo. Se puede conseguir una mayor seguridad mediante una determinación periódica o, si se requiere, continua, de la potencia activa que se puede suministrar como máximo para reaccionar de manera adecuada incluso frente a huecos de tensión relativamente repentinos y poder limitar particularmente la potencia activa teórica suministrada lo suficientemente rápido a la potencia activa que se puede suministrar como máximo. La tensión de red usada para la determinación de la potencia activa que se puede suministrar como máximo puede calcularse de acuerdo con la siguiente configuración del procedimiento de acuerdo con la invención a partir de la tensión de estator, la corriente de red y una impedancia de red. Mediante el uso de estos parámetros para la determinación de la tensión de red se puede determinar de manera sencilla la tensión de red sin una medición requerida de otro modo de la tensión de red, que estaría asociada a una alta complejidad. Para obtener valores exactos de la impedancia de red se puede calcular la impedancia de red a partir de al menos dos tensiones de estator medidas en dos momentos diferentes y a partir de al menos dos corrientes de red medidas en momentos... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para hacer funcionar una instalación de energía eólica con un dispositivo de generador (2) para el suministro de energía eléctrica a una red (8), comprendiendo el dispositivo de generador un estator y un dispositivo de control (5) para el control del dispositivo de generador, midiéndose al menos con un primer equipo de medición (3) una tensión de estator del dispositivo de generador y midiéndose al menos con un segundo equipo de medición (4) una corriente de red suministrada a la red (13), caracterizado porque al menos en función de la tensión de estator y de la corriente de red con un modelo de red (10, 11, 12) se determina una tensión de red (13), a partir de la tensión de red determinada y un ángulo de fase máximo predeterminable que existe entre la tensión de estator y la tensión de red se determina la potencia activa máxima se puede suministrar la instalacion de energía eólica (15) y la potencia activa suministrada se regula en función de la potencia activa que se puede suministrar determinada y una potencia activa teórica predeterminada por el dispositivo de control (16, 17, 18). 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la potencia activa máxima que se puede suministrar se compara con la potencia activa teórica predeterminada y al sobrepasar la potencia activa teórica la potencia activa máxima que se puede suministrar se limita la potencia activa teórica hasta la potencia activa máxima que se puede suministrar. 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la potencia activa que se puede suministrar como máximo se determina de manera continua, periódica y/o una única vez. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la tensión de red se calcula a partir de la tensión de estator, la corriente de red y una impedancia de red. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la impedancia de red se calcula a partir de al menos dos tensiones de estator medidas en momentos diferentes y a partir de al menos dos corrientes de red medidas en dos momentos diferentes. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la impedancia de red se determina de manera continua, periódica y/o una única vez. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el ángulo de fase máximo (máx) entre la tensión de estator y la tensión de red se determina en menor que o igual a 85º, preferentemente menor que o igual a 70º. 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se usa una máquina asíncrona con doble alimentación. 9. Programa informático con órdenes cuya ejecución hace que un procesador lleve a cabo el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8. 10. Producto de programa informático que contiene un programa informático con órdenes cuya ejecución hace que un procesador lleve a cabo el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8. 11. Dispositivo de control (5) de un dispositivo de generador (2) de una instalacion de energía eólica, comprendiendo el dispositivo de control medios para el control del suministrode potencia activa del dispositivo de generador a una red de acuerdo con un procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8. 12. Instalacion de energía eólica que comprende un dispositivo de generador así como un dispositivo de control de acuerdo con la reivindicación 11. 7 8 9
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