Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica.

Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica (10),

en el que, tras el disparo de una señal de desconexión, la instalación de energía eólica (10) se desconecta o queda desconectada por un dispositivo de desconexión de seguridad (20) de orden lógico superior a un sistema de control de operación, caracterizado porque la instalación de energía eólica (10) se habilita para la operación tras una desconexión de seguridad, mediante un dispositivo de mando (41) separado localmente de la instalación de energía eólica (10), estando previsto el dispositivo de mando (41) para el mando remoto de la instalación de energía eólica (10), estando previsto un dispositivo de bloqueo en la instalación de energía eólica (10), siendo o quedando bloqueada en caso de la activación del dispositivo de bloqueo la habilitación de la instalación de energía eólica (10) mediante el dispositivo de mando (41) .

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/005956.

Solicitante: REpower Systems SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: UBERSEERING 10 22297 HAMBURG ALEMANIA.

Inventor/es: WEITKAMP,ROLAND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D11/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS 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.F03D MOTORES DE VIENTO.Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos por, o con un interés distinto que, los otros grupos de esta subclase.
  • F03D7/00 F03D […] › Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p.ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p.ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00).
  • F03D7/04 F03D […] › F03D 7/00 Control de los motores de viento (alimentación o distribución de energía eléctrica H02J, p.ej. disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva en las redes H02J 3/18; control de generadores eléctricos H02P, p.ej. disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida H02P 9/00). › Control automático; Regulación.

PDF original: ES-2392881_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica.

La invención se refiere a un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica, en el que, tras el disparo de una señal de desconexión, la instalación de energía eólica se desconecta o queda desconectada por un dispositivo de desconexión de seguridad de orden lógico superior a un sistema de control de operación. Además, la invención se refiere a un sistema de alimentación de energía con al menos una instalación de energía eólica.

Además, la invención se refiere a una instalación de energía eólica con un sistema de control de operación y con un dispositivo de desconexión de seguridad, de orden lógico superior al sistema de control de operación, para el disparo de una señal de desconexión, de modo que tras el disparo de una señal de desconexión se desconecta o queda desconectada la instalación de energía eólica, así como a una instalación de energía eólica con una cadena de seguridad.

Generalmente, una instalación de energía eólica genérica presenta un rotor, al menos una pala de rotor de ángulo ajustable, un dispositivo de freno mecánico para frenar el rotor y un dispositivo de control de operación, así como un sistema de seguridad.

En una instalación de energía eólica con engranaje, el dispositivo de freno mecánico engrana en el lado de giro rápido del ramal de propulsión. En dicho lado se encuentra también el generador con su parte rotatoria denominada rotor. El dispositivo de freno mecánico, sin embargo, también puede disponerse en el lado lento del ramal de propulsión, es decir, en el lado entre el engranaje y las palas de rotor. Pero la instalación de energía eólica también puede estar configurada sin engranaje, atacando el freno en el área del cubo de rotor o del rotor del generador. En el marco de la invención, el término rotor comprende especialmente también los términos ramal de propulsión, árbol rápido, inducido de generador, engranaje, árbol de rotor (= árbol lento) , cubo de rotor y palas de rotor. Un frenado del rotor significa especialmente el frenado del ramal de propulsión.

Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica y las instalaciones de energía eólica son conocidos de por sí. Se remite, por ejemplo, al libro didáctico "Windkraft Systemauslegung, Netzintegration und Regelung", Siegfried Heier, 4ª edición, B.G. Teubner, febrero de 2005.

La operación de instalaciones de energía eólica y las instalaciones de energía eólica mismas son críticas en cuanto a su concepción, especialmente con vistas a los aspectos de seguridad. Especialmente en el caso de fuertes vientos en combinación con un fallo de red, en cuyo caso el par de giro aerodinámico generado en el rotor por el viento no recibe ninguna resistencia por el generador, además pueden producirse cargas extremas de la torre, especialmente pares de flexión de pie de torre, desajustes incontrolados del ángulo de pala y, dado el caso, incluso el disparo de una cadena de seguridad. Por el fallo de la red o, a nivel más general, por un lanzamiento de carga del generador, el rotor comienza a acelerarse en caso de fuerte viento, hasta que el sistema de freno de la instalación de energía eólica comience a frenar el rotor. En función de la intensidad de la capacidad de frenado se producen solicitaciones de distinta intensidad en la instalación de energía eólica.

Además, una instalación de energía eólica dispone de un concepto de seguridad, así como de un sistema de seguridad correspondiente. El concepto de seguridad comprende todos los dispositivos, modos de acción e instrucciones de actuación que garantizan que una instalación de energía eólica permanezca en un estado seguro incluso en caso de la aparición de averías y del fallo del sistema de control de operación.

El sistema de seguridad de una instalación de energía eólica dispone de dispositivos de orden lógico superior al sistema de control de operación. El sistema de seguridad en su conjunto no está desactivado por una intervención no deseada o un manejo accidental. El sistema responde cuando se exceden los valores límite relevantes para la seguridad o cuando el sistema de control de operación pierde el control de la instalación de energía eólica, por lo que la instalación no puede mantenerse en el rango operativo. Del sistema de seguridad forman parte también dispositivos que evitan un arranque no deseado de la instalación de energía eólica, por ejemplo durante trabajos de mantenimiento o similares.

Del sistema de seguridad forma parte generalmente además una llamada cadena de seguridad, siendo la cadena de seguridad (inglés: safety chain) un dispositivo central de la instalación de energía eólica. En caso de exceder valores límite relevantes para la seguridad, por la cadena de seguridad se disparan los dispositivos de protección, independientemente del sistema de control de operación. Los dispositivos de protección de este tipo son el sistema de freno aerodinámico y/o mecánico, los dispositivos para la separación de la red del generador o del sistema de generador-convertidor, así como los dispositivos de protección o disyuntores de desconexión de emergencia y el interruptor principal.

Además, por el documento DE-U-202005014629 se conoce un dispositivo de seguridad para una instalación de energía eólica. Además, en el documento DE-C-10115267 se dan a conocer un procedimiento para la vigilancia de una instalación de energía eólica, así como una instalación de energía eólica.

En el documento DE-A-19948194 (corresponde al documento US-A-2004/236538) se da a conocer un procedimiento para la vigilancia acústica de instalaciones de energía eólica, en el que con la ayuda de una detección de ruidos y de una comparación con ruidos de referencia se detectan en estado temprano errores, de modo que se evitan daños consecuenciales en la instalación de energía eólica. Si las diferencias entre el espectro de operación con ruido y el espectro de referencia son superiores a un valor umbral predeterminado, la instalación de energía eólica eventualmente se desconecta. La evaluación de los ruidos grabados puede efectuarse en una central de vigilancia remota.

Además, en el documento US-A-2005/107989 se da a conocer un procedimiento para acumular y rectificar datos de operación de un parque eólico mediante un ordenador o un sistema de ordenador.

Además, en el documento WO-A-90/07823 se da a conocer un sistema de regulación y de control para una instalación de energía eólica, de modo que los valores de parámetros que actúan en la instalación de energía eólica se graban durante la operación y se tienen en cuenta para el control de operación de la instalación de energía eólica. De esta manera, se pretende garantizar una emisión segura de energía eléctrica con una tensión constante y una relación de fase estable.

Además, en el documento DE-U-20021970 se describe un dispositivo para la vigilancia del estado de palas de rotor en instalaciones de energía eólica, en el que con la ayuda de mediciones acústicas se evalúan espectros de frecuencia y de amplitud, así como formas o bandas de espectros, por ejemplo, para registrar la aparición de puntos débiles o defectuosos en la superficie y en las palas de rotor. Al alcanzar valores críticos, las palas de rotor se ajustan de tal forma que ya no actúan fuerzas eólicas sobre las palas de rotor y se apaga la instalación de energía eólica.

El documento US-A-5278773 da a conocer un sistema de control construido de forma modular para controlar una instalación de energía eólica, estando realizada una jerarquía predeterminada.

La presente invención tiene el objetivo de garantizar una operación segura de una instalación de energía eólica, especialmente después de una desconexión de seguridad disparada por una cadena de seguridad.

El objetivo se consigue mediante un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica, en el que, después del disparo de una señal de desconexión, la instalación de energía eólica es o queda desconectada por un dispositivo de desconexión de seguridad de orden lógico superior a un sistema de control de operación, y el cual se perfecciona de tal forma que la instalación de energía eólica se habilita para la operación tras una desconexión, mediante un dispositivo de mando externo, es decir, separado localmente de la instalación de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica (10) , en el que, tras el disparo de una señal de desconexión, la instalación de energía eólica (10) se desconecta o queda desconectada por un dispositivo de desconexión de seguridad (20) de orden lógico superior a un sistema de control de operación, caracterizado porque la instalación de energía eólica (10) se habilita para la operación tras una desconexión de seguridad, mediante un dispositivo de mando (41) separado localmente de la instalación de energía eólica (10) , estando previsto el dispositivo de mando (41) para el mando remoto de la instalación de energía eólica (10) , estando previsto un dispositivo de bloqueo en la instalación de energía eólica (10) , siendo o quedando bloqueada en caso de la activación del dispositivo de bloqueo la habilitación de la instalación de energía eólica (10) mediante el dispositivo de mando (41) .

2. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque tras la desconexión y antes de la habilitación de la instalación de energía eólica (10) , la instalación de energía eólica (10) es comprobada en base a datos de operación predeterminados, especialmente actuales, a través de y/o por la instalación de energía eólica

(10) y/o porque después y/o durante la desconexión de seguridad de la instalación de energía eólica (10) se comprueba de presencia de personas en y/o dentro de la instalación de energía eólica (10) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se documenta la habilitación de la instalación de energía eólica (10) , y/o porque la instalación de energía eólica (10) se habilita para la operación después del desbloqueo de un código de seguridad especialmente vinculado a personas y/o a errores de funcionamiento y/o a hardware , y/o porque después de y/o durante una desconexión de seguridad de la instalación de energía eólica (10) se avisa al dispositivo de mando (41) y/o porque el número de habilitaciones de la instalación de energía eólica (10) se limita o está limitada dentro de una duración de tiempo predeterminada.

4. Sistema de alimentación de energía con al menos una instalación de energía eólica (10) , caracterizado porque está previsto un dispositivo de mando (41) separado localmente de la instalación de energía eólica (10) , para el mando remoto de la instalación de energía eólica (10) , de tal forma que mediante el dispositivo de mando (41) se habilita o queda habilitada para la operación la instalación de energía eólica (10) después de una desconexión de seguridad disparada por un dispositivo de desconexión de seguridad de orden lógico superior a un sistema de control de operación, estando previsto un dispositivo de bloqueo en la instalación de energía eólica (10) , siendo o quedando bloqueada la habilitación de la instalación de energía eólica (10) mediante el dispositivo de mando (41) en caso de la activación del dispositivo de bloqueo.

5. Sistema de alimentación de energía según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo está configurado como interruptor de servicio.

6. Sistema de alimentación de energía según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque en caso de la activación del dispositivo de bloqueo se bloquea o queda bloqueado el acceso del dispositivo de mando a la función de reseteo de una cadena de seguridad y/o de un sistema de seguridad de la instalación de energía eólica.

7. Sistema de alimentación de energía según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el procedimiento se realiza según una de las reivindicaciones 1 a 3.

8. Instalación de energía eólica (10) con un sistema de control de operación y con un dispositivo de desconexión de seguridad (20) de orden lógico superior al sistema de control de operación, para disparar una señal de desconexión, de modo que tras el disparo de una señal de desconexión se desconecta la instalación de energía eólica (10) , caracterizada porque está previsto un dispositivo de bloqueo en la instalación de energía eólica (10) , y en caso de la activación del dispositivo de bloqueo después de una desconexión de seguridad se bloquea o queda bloqueada una habilitación de la instalación de energía eólica (10) mediante el dispositivo de mando (41) para el mando remoto de la instalación de energía eólica (10) .

9. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo está configurado como interruptor de servicio y/o porque en caso de la activación del dispositivo de bloqueo se bloquea o queda bloqueado el acceso del dispositivo de mando (41) a la función de reseteo de una cadena de seguridad (20) y/o de un sistema de seguridad de la instalación de energía eólica (10) .

10. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque después de una activación del dispositivo de bloqueo después de la entrada de una contraseña o la transmisión de una autorización queda desbloqueado o se desbloquea el dispositivo de mando para la habilitación de la instalación de energía eólica

(10) y/o porque después de una activación del dispositivo de mando, tras la comprobación de la presencia o ausencia de personas dentro de y/o en la instalación de energía eólica (10) y tras detectar la ausencia de personas, queda desbloqueado o se desbloquea el dispositivo de mando (41) para la habilitación de la instalación de energía eólica (10) .

11. Instalación de energía eólica (10) con una cadena de seguridad (20) , caracterizado porque está

previsto un interruptor de reseteo (62) que se acciona o queda accionado o puede accionarse después del disparo de una desconexión de seguridad de la instalación de energía eólica (10) mediante un dispositivo de mando (41) separado localmente de la instalación de energía eólica (10) , para el mando remoto de la instalación de energía eólica (10) , de tal forma que la instalación de energía eólica (10) se habilita para la operación después de la desconexión de seguridad.

12. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 11, caracterizado porque está previsto al menos un interruptor (46.1, 46.2, 46.3, 47) accionable manualmente de un dispositivo de desconexión de emergencia (NA) , de tal forma que tras el accionamiento manual del interruptor (46.1, 46.2, 46.3, 47) se dispara una desconexión de seguridad de la instalación de energía eólica (10) y/o porque está previsto al menos un interruptor (56.1, 56.2, 56.3) , accionable por un sensor, de un dispositivo de desconexión de seguridad (SA) , de tal forma que después del accionamiento del interruptor (56.1, 56.2, 56.3) se dispara una desconexión de seguridad de la instalación de energía eólica (10) y/o porque el al menos un interruptor (46.1, 46.2, 46.3, 47) del dispositivo de desconexión de emergencia (NA) y el al menos un interruptor (56.1, 56.2, 56.3) del dispositivo de desconexión de seguridad (SA) están conectados en serie y/o porque en caso de una desconexión de emergencia por el dispositivo de desconexión de emergencia (NA) queda bloqueada o se bloquea una habilitación de la instalación de energía eólica por el dispositivo de mando (41) .

13. Instalación de energía eólica (10) según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque en caso de una desconexión de emergencia por el dispositivo de desconexión de emergencia (NA) se para el rotor mediante dispositivos de freno especialmente mecánicos y/o se desconectan de la tensión componentes, o porque en caso de una desconexión de seguridad por el dispositivo de desconexión de seguridad (SA) , el rotor es puesto, por dispositivos de freno, en un régimen o estado con poca carga.

14. Instalación de energía eólica (10) según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque está previsto al menos un interruptor de reseteo (61.1, 61.2, 61.3) adicional y/o porque están conectados paralelamente unos respecto a otros varios interruptores de reseteo (61.1, 61.2, 61.3, 62) y/o porque el dispositivo de desconexión de emergencia (NA) y/o el dispositivo de desconexión de seguridad (SA) presentan al menos uno, especialmente dos relés de conmutación (48, 49, 58, 59) y/o porque está prevista una alimentación de corriente (45) especialmente continua, y/o porque la cadena de seguridad (20) está configurada como circuito cableado, especialmente con cableado duro.


 

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