Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica en caso de sobretensiones en la red.

Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica (15 a 19) con un generador (30) eléctrico accionado por un rotor (25 a 29) para la emisión de potencia eléctrica a una red eléctrica (31) que prevé una tensión de red,

según el cual cuando en la red (31) reina una sobretensión se alimenta potencia reactiva de la instalación de energía eólica (15 a 19) a la red (31) para reducir una tensión existente entre un punto de enlace de la instalación de energía eólica (15 a 19) a la red eléctrica (31) y el generador (30) de la instalación de energía eólica (15 a 19), y según el cual se vigila si dentro de un plazo predefinible la tensión se ha reducido a un valor teórico predefinible y/o se emite una corriente reactiva superior o igual a un valor teórico de corriente reactiva predefinible, y sólo cuando se sobrepasa un intervalo de sobretensión predefinible se alimenta una mayor potencia reactiva a la red (31) .

Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica en caso de sobretensiones en la red La invención se refiere a un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica con un generador eléctrico accionado por un rotor para la emisión de potencia eléctrica a una red eléctrica que prevé una tensión de red, según el cual cuando en la red reina una sobretensión, se alimenta potencia reactiva de la instalación de energía eólica a la red para reducir la tensión.

Asimismo, la invención se refiere a una instalación de energía eólica con un generador eléctrico accionado por un rotor para emitir potencia eléctrica a una red eléctrica, en la cual cuando en la red reina una sobretensión, se puede alimentar potencia reactiva de la instalación de energía eólica a la red para reducir la tensión.

Por el documento DE 10 2004 048 339 A1 se conoce una instalación de energía eólica con un rotor, con un generador accionado por éste con un convertidor para la alimentación de energía eléctrica a través de un punto de enlace a una red de alimentación eléctrica y con un dispositivo de control, presentando el dispositivo de control un control de convertidor. Está previsto que el dispositivo de control presente una conexión de entrada para un valor teórico de la tensión que se ha de emitir, estando previsto un regulador adicional, en cuya entrada está aplicada la tensión teórica y a cuya salida se emiten valores teóricos de potencia reactiva que quedan aplicados en el control de convertidor, estando configurado el regulador adicional para calcular a partir de la señal para la tensión teórica valores teóricos de potencia reactiva, para registrar con la ayuda de un sensor la tensión realmente emitida por la instalación de energía eólica y para corregir los valores teóricos de potencia reactiva después de la comparación con la tensión teórica. Por lo tanto, el ajuste de un coeficiente de potencia deseado se vincula con un procedimiento de mantenimiento de tensión. Esto permite el pleno aprovechamiento del potencial de potencia reactiva de la instalación de energía eólica sin que se produzcan daños por un aumento excesivo de la tensión. Además, esta regulación tiene la ventaja de que permite un comportamiento robusto de la instalación de energía eólica en caso de transientes de tensión pulsados.

Por el documento EP 1 386 078 B1 se conocen una instalación de energía eólica y un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica, según los que se alimenta potencia reactiva de la instalación de energía eólica a la red eléctrica y la potencia reactiva es predefinida por un ángulo de fase phi que describe un ángulo entre la corriente y la tensión de la potencia eléctrica alimentada, y el ángulo de fase determina la parte de potencia reactiva de la potencia emitida por la instalación de energía eólica, y el ángulo de fase phi se modifica en función del valor de al menos una tensión registrada en la red, y el ángulo de fase se mantiene inalterado mientras la tensión de red oscila entre un valor teórico inferior predefinido y un valor teórico superior predefinido, siendo el valor de tensión inferior menor que un valor de tensión teórico y siendo el valor de tensión superior predefinido mayor que un valor de tensión teórico predefinido, y en caso de sobrepasarse el valor de tensión superior predefinido o al quedar por debajo del valor de tensión inferior predefinido aumenta el valor del ángulo de fase si sigue subiendo o bajando la tensión.

El documento US 2007/0052244 A1 se refiere a una instalación de energía eólica con una llamada máquina asíncrona con doble alimentación. En caso de una subtensión, la instalación de energía eólica no debe desconectarse de la red eléctrica, sino que debe poder pasar por este cortocircuito durante un tiempo determinado, según la intensidad del cortocircuito, y alimentar adicionalmente potencia reactiva a la red eléctrica para apoyar la tensión bajada.

El documento EP 1 752 660 A1 se refiere a una protección contra sobretensiones de una instalación de energía eólica con un primer transformador que presenta una bobina primaria. Además, está previsto un circuito eléctrico conectado a la primera bobina primaria, estando previsto un primer elemento de conmutación para prever un primer circuito amperimétrico paralelo a la primera bobina primaria cuando una primera tensión secundaria sobrepasa un primer límite de tensión predeterminado.

El documento WO 01/25630 A1 se refiere a un procedimiento para la operación de un parque eólico con al menos dos instalaciones de energía eólica, en el que la potencia emitida por las instalaciones de energía eólica se limita a un valor de alimentación de red máximo posible que es inferior al valor máximo posible de la potencia que se ha de emitir, estando determinado el valor de alimentación máximo posible por la capacidad de recepción de la red a la que se alimenta la energía y/o por la capacidad de potencia de la unidad de transmisión de energía mediante la que la energía generada por la instalación de energía eólica se alimenta a la red.

El documento WO 2006/120033 A2 da a conocer un procedimiento para controlar el factor dinámico de potencia de un parque eólico con una pluralidad de instalaciones de energía eólica conectadas a una red.

El documento US 2005/0090937 A1 da a conocer un sistema de control de instalaciones de energía eólica en el que se transfieren en tiempo real datos de instalaciones de energía eólica.

La presente invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento seguro para la operación de una instalación de energía eólica que durante una sobretensión en la red prevé más tarde de lo habitual una desconexión de la instalación de energía eólica de la red, quedando protegidos eficazmente los componentes electrotécnicos o eléctricos de la instalación de energía eólica.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento según la reivindicación 1 para la operación de una instalación de energía eólica con un generador eléctrico accionado por un rotor para emitir potencia eléctrica a una red eléctrica, que prevé una tensión de red, en el cual en caso de reinar una sobretensión en la red se alimenta potencia reactiva de la instalación de energía eólica a la red para reducir una tensión existente entre un punto de enlace de la instalación de energía eólica con la red eléctrica y el generador de la instalación de energía eólica, y en el que se vigila si dentro de un plazo predefinible la tensión se ha reducido a un valor teórico predefinible y/o se emite una corriente reactiva superior o igual a un valor teórico predefinible de corriente reactiva, y en el que sólo en caso de sobrepasarse un intervalo de sobretensión predefinible se alimenta una mayor potencia reactiva a la red.

Por la tensión se entiende una tensión existente entre un punto de enlace de la instalación de energía eólica o un parque eólico y la red y una instalación de energía eólica, por ejemplo el generador de una instalación de energía eólica en la góndola. Preferentemente, se refiere a una tensión en el lado de baja tensión de un transformador de una instalación de energía eólica o de un parque eólico.

Los componentes o equipos eléctricos de una instalación de energía eólica o de un parque eólico, habitualmente, están concebidos de tal forma que son capaces de resistir sin daños incluso durante un período de tiempo más largo un intervalo determinado de sobretensiones, por ejemplo un 10 % de sobretensión, es decir una tensión de red del 110 %. Una vigilancia de si la tensión se ha reducido a un valor teórico predefinible o si se emite una corriente reactiva correspondiente superior o igual a un valor teórico predefinible de corriente reactiva, por lo tanto, puede hacerse dependiente de si se sobrepasó un intervalo de sobretensión correspondiente. Por ejemplo, puede existir un exceso crítico si la sobretensión de un 20 % existe durante más de 20 ms. Generalmente, la vigilancia puede comenzar, por ejemplo, cuando se ha alcanzado una sobretensión crítica, por ejemplo superior al 110 % de la tensión nominal. El principio de la vigilancia también puede ser dependiente del tiempo.

Para el caso de que no se alcanzaron el valor teórico de tensión predefinible y/o el valor teórico predefinible de corriente reactiva, se produce preferentemente una señal para la desconexión de la instalación de energía eólica de la red para proteger contra daños los componentes... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica (15 a 19) con un generador (30) eléctrico accionado por un rotor (25 a 29) para la emisión de potencia eléctrica a una red eléctrica (31) que prevé una tensión de red, según el cual cuando en la red (31) reina una sobretensión se alimenta potencia reactiva de la instalación de energía eólica (15 a 19) a la red (31) para reducir una tensión existente entre un punto de enlace de la instalación de energía eólica (15 a 19) a la red eléctrica (31) y el generador (30) de la instalación de energía eólica (15 a 19) , y según el cual se vigila si dentro de un plazo predefinible la tensión se ha reducido a un valor teórico predefinible y/o se emite una corriente reactiva superior o igual a un valor teórico de corriente reactiva predefinible, y sólo cuando se sobrepasa un intervalo de sobretensión predefinible se alimenta una mayor potencia reactiva a la red (31) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en caso de que no se alcanzaron el valor teórico de tensión predefinible y/o el valor teórico de corriente reactiva predefinible se dispara una señal para la desconexión de la instalación de energía eólica (15 a 19) de la red (31) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque están previstas una primera función de límite (42) de valores teóricos de tensión predefinidos en función del tiempo (t) y/o una segunda función de límite de valores teóricos de corriente reactiva inductiva predefinida en función del tiempo (t) , y no se dispara ninguna señal para la desconexión de la instalación de energía eólica (15 a 19) de la red (31) mientras la tensión permanezca por debajo de la primera función de límite (42) y/o mientras la corriente reactiva permanezca por encima de la segunda función de límite.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está prevista una regulación de tensión y/o una regulación de corriente reactiva.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el momento del disparo de la señal de la desconexión de la instalación de energía eólica (15 a 19) de la red (31) depende de un tiempo de reacción de un seccionador (32, 33) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la vigilancia continúa cuando se ha alcanzado el valor teórico de tensión predefinible y/o el valor teórico de corriente reactiva predefinible y, en particular, cuando reina una tensión nominal en la red (31) , y se sigue alimentando potencia reactiva a la red

(31) más allá del tiempo predefinible, hasta que la tensión alcance otro valor predefinible, y especialmente, al alcanzarse el otro valor predefinible de la tensión, la emisión de potencia reactiva se reduce de tal forma que no se sobrepase el valor predefinible de la tensión.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en caso de una tensión de diafonía predefinible de una sobretensión de la red (31) , al menos un componente eléctrico (34, 50, 51) de la instalación de energía eólica (15 a 19) y/o de un parque eólico (10) no realiza conmutaciones y/o suspende las conmutaciones, y especialmente al menos un componente eléctrico (34, 50, 51) de la instalación de energía eólica no puede exponerse ni siquiera brevemente a una tensión de diafonía predefinible de una sobretensión de la red (31) , y/o al menos un componente eléctrico (34, 50, 51) que realiza una conmutación y que no está concebido para la sobretensión o la tensión de diafonía es alimentado por un sistema de alimentación ininterrumpida (52) , realizándose el procedimiento especialmente durante un período de tiempo máximo predefinible.

8. Procedimiento para la operación de un parque eólico con al menos dos instalaciones de energía eólica (15 a 19) , realizándose un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que especialmente una regulación del parque (50) controla una fuente de corriente reactiva (56) del parque.

9. Instalación de energía eólica (15 a 19) con un generador (30) eléctrico accionado por un rotor (25 a 29) para la emisión de potencia eléctrica a una red eléctrica (31) , en la cual cuando en la red reina una sobretensión puede alimentase potencia reactiva de la instalación de energía eólica (15 a 19) a la red (31) para reducir una tensión existente entre un punto de enlace de la instalación de energía eólica (15 a 19) a la red eléctrica (31) y el generador (30) de la instalación de energía eólica (15 a 19) , y en la cual está previsto un dispositivo de vigilancia (50, 51) configurado para vigilar si dentro de un plazo predefinible la tensión se ha reducido a un valor teórico predefinible y/o se emite una corriente reactiva superior o igual a un valor teórico de corriente reactiva predefinible, estando configurado el dispositivo de vigilancia (50, 51) de tal forma que sólo cuando se sobrepasa un intervalo de sobretensión predefinible se alimenta una mayor potencia reactiva a la red (31) .

10. Instalación de energía eólica (15 a 19) según la reivindicación 9, caracterizada porque el dispositivo de vigilancia (50, 51) dispara una señal para la desconexión de la instalación de energía eólica (15 a 19) de la red (31) si no se alcanzó el valor teórico de tensión predefinible y/o el valor teórico de corriente reactiva predefinible, estando previsto especialmente un dispositivo de regulación (51) con el que es posible una regulación de tensión y/o una regulación de corriente reactiva.

11. Instalación de energía eólica (15 a 19) según la reivindicación 9 o 10, caracterizada porque está previsto un convertidor (53) o un sistema de convertidor y generador (30, 53) que alimenta una corriente reactiva a la red (31) para reducir la tensión, estando previsto especialmente un sistema de alimentación ininterrumpida (52) que

protege al menos un equipo eléctrico (50, 51) sensible o un componente eléctrico (34) sensible contra sobretensiones, estando configurados especialmente el circuito de rotor (54) y/o el circuito de estator (55) con un disyuntor (32) o contactor (33) configurado para sobretensiones, estando previstos especialmente conmutadores (32, 33, 34) separados para el circuito de rotor (54) y el circuito de estator (55) .

12. Instalación de energía eólica (15 a 19) según la reivindicación 9 a 11, caracterizada porque el generador (30) es un generador asíncrono con doble alimentación, siendo especialmente el convertidor (53) un convertidor de circuito intermedio, presentando especialmente el convertidor de circuito intermedio (53) al menos una resistencia conmutable en un circuito intermedio y/o en una conexión eléctrica al generador (30) , siendo activada la resistencia cuando la potencia, la tensión aplicada y/o la corriente que circula por el convertidor (53) alcanza un valor límite predefinible respectivamente.

13. Parque eólico (10) con al menos dos instalaciones de energía eólica (15 a 19) según una de las reivindicaciones 9 a 12.

14. Parque eólico (10) según la reivindicación 13, caracterizado porque está prevista una fuente de corriente reactiva de parque (56) dispuesta a distancia de las instalaciones de energía eólica (15 a 19) .