Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas conectadas a una red de distribución y grupo de turbinas eólicas.
Procedimiento para controlar turbinas eólicas individuales (1) en un grupo (nturbina) de turbinas eólicas (1,
10a,10b,... 10x, 12) conectadas a una red de distribución (7), comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:determinar la frecuencia (fact) de la red de distribución (7),
detectar una desviación de frecuencia en la red de distribución (7), y
desconectar sucesivamente una o más de dichas turbinas eólicas individuales a valores de frecuencia predefinidosdiferentes por encima del valor nominal de frecuencia (fref) en relación con dicha desviación de frecuencia.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DK2007/000489.
Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.
Nacionalidad solicitante: Dinamarca.
Dirección: Hedeager 44 8200 Aarhus N DINAMARCA.
Inventor/es: HELLE,Lars , NIELSEN,JOHN GODSK.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03D7/02 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. › 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). › teniendo los motores de viento el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor.
- F03D7/04 F03D 7/00 […] › Control automático; Regulación.
- F03D9/00 F03D […] › 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).
PDF original: ES-2432171_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas conectadas a una red de distribución y grupo de turbinas eólicas.
Antecedentes de la invención La invención se refiere a un procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas conectadas a una red de distribución, un procedimiento para planear la estrategia de una red de distribución que incluye un grupo de turbinas eólicas conectadas a la red y un grupo de turbinas eólicas.
Descripción del estado de la técnica relacionado Una red de distribución estándar comprende un número de generadores de energía y de consumidores. La red de 10 distribución mantiene un valor de frecuencia estable cuando la energía generada y la consumida están equilibradas.
La frecuencia de la red de distribución puede subir si la energía consumida cae repentinamente y se crea un desequilibrio entre la energía generada y la consumida. Desafortunadamente, cuando la frecuencia sube puede provocar un mal funcionamiento o incluso daños en cualquier equipo eléctrico conectado a la misma.
La solicitud de patente europea EP 1 467 463 A divulga un procedimiento para operar un parque eólico en el que la 15 potencia activa suministrada a una red se controla dependiendo de la frecuencia de red.
La patente europea EP 1 282 774 B divulga un procedimiento para operar una turbina eólica durante una caída de potencia cuando la energía suministrada a la red eléctrica está regulada o ajustada dependiendo de la frecuencia de red de la red eléctrica.
Una desventaja del estado de la técnica mencionado es que a una reducción de potencia significativa, el desgaste y 20 deterioro de las turbinas puede ser críticamente alto, lo que conduce a un desgaste temprano de la turbina.
Es un objeto de la invención proporcionar una técnica sin las desventajas anteriormente mencionadas, y especialmente es un objeto proporcionar una técnica que pueda ser utilizada en conexión con cualquier tipo de turbina eólica.
La invención La invención se refiere a un procedimiento para controlar turbinas eólicas individuales en un grupo de turbinas eólicas 25 conectadas a una red de distribución, comprendiendo dicho procedimiento las etapas definidas en la reivindicación 1.
Por grupo se entiende más de una turbina eólica en uno o más parques eólicos, distribuidas en una región, área, etc.
Así pues, se consigue un procedimiento ventajoso para controlar un grupo de turbinas eólicas durante un cambio de frecuencia en la red de distribución con el fin de estabilizar y minimizar la desviación de frecuencia. Además, se asegura que dicho grupo de turbinas eólicas da soporte a la red de distribución en caso de dicha desviación de frecuencia.
En un modo de realización de la invención, dicha determinación de la frecuencia de la red de distribución se realiza para cada turbina individual en dicho grupo de turbinas eólicas individuales o se determina centralmente mediante medios de control centralizados en conexión con las turbinas eólicas.
Al determinar la frecuencia de la red de distribución para cada turbina eólica individual se asegura que dicha frecuencia se proporciona a medios de control en cada turbina eólica individual de un grupo de turbinas eólicas sin necesidad de que estén conectadas a medios centrales para determinar la frecuencia. Así pues, se asegura además que los medios de control pueden comparar dicho valor de frecuencia determinado con un valor de frecuencia almacenado, por ejemplo, y controlar cuándo, y si, la turbina eólica debe ser desconectada de la red de distribución debido a un valor de desviación de frecuencia detectado por encima del valor de frecuencia nominal.
Al determinar la frecuencia de la red de distribución centralmente mediante medios de control centralizados en conexión con las turbinas eólicas se asegura que se distribuye el mismo valor de frecuencia determinado a cada turbina eólica individual de dicho grupo de turbinas eólicas. Así pues, se asegura un control preciso de las turbinas eólicas.
En otro modo de realización de la invención, dicha desconexión de las turbinas eólicas se controla localmente mediante medios de control locales en cada turbina eólica, o se controla centralmente mediante medios de control centralizados en conexión con las turbinas eólicas.
Al controlar la desconexión de las turbinas eólicas localmente se asegura que la turbina eólica individual está controlada independientemente del estado de una estructura de control central en conexión con las turbinas eólicas. Además, se asegura que una estructura de control central no utiliza una capacidad de computación adicional en el control de dicha desconexión de las turbinas eólicas, sino que puede utilizar dicha capacidad para otros propósitos de control.
Al controlar la desconexión de turbinas eólicas centralmente mediante medios de control centralizados en conexión con las turbinas eólicas se asegura que la estrategia de desconexión de dicho grupo de turbinas eólicas puede ser alterada fácilmente en consecuencia.
En otro modo de realización de la invención, las turbinas eólicas se desconectan sucesivamente. Así pues, se asegura que los códigos de red se satisfacen y que el grupo de turbinas eólicas responde a un aumento de frecuencia de la red de distribución.
En otro modo de realización de la invención, dichos medios de control centralizados seleccionan aleatoriamente las turbinas eólicas que van a ser desconectadas. Así pues, se asegura que para eventos múltiples en los que la frecuencia de la red de distribución aumenta no se desconecta la misma sucesión de turbinas eólicas. Mediante esto se asegura que el deterioro y desgaste de la turbina eólica individual debido a su desconexión está distribuido uniformemente entre las turbinas eólicas del grupo de turbinas eólicas.
En otro modo de realización de la invención, dichos medios de control centralizados desconectan turbinas eólicas en base a parámetros de producción tales como datos acerca de sucesiones anteriores, potencia generada por las turbinas eólicas en un periodo de tiempo anterior y predefinido, valores de desgaste y deterioro de las turbinas eólicas, etc. Así pues, se aseguran que se puede obtener una desconexión óptima de las turbinas eólicas en el grupo de turbinas eólicas tomando en consideración parámetros esenciales tales como parámetros de desgaste y deterioro de la turbina eólica.
En otro modo de realización de la invención, dichos valores de frecuencia diferentes predefinidos ftrip, 1… ftrip, x están por debajo de un límite de frecuencia superior predefinido fhighlim de la red de distribución. Así pues, se asegura que se puede conseguir un soporte de potencia máxima de la red de distribución del grupo de turbinas eólicas cuando la frecuencia sube.
En otro modo de realización de la invención, dichas turbinas eólicas se desconectan sucesivamente en una relación predefinida con dicha desviación de frecuencia en la red de distribución, tal como una relación sustancialmente lineal. Así pues, se asegura que la relación entre la desconexión sucesiva de turbinas eólicas y la desviación de frecuencia en la red
de distribución cumple con códigos de red predefinidos y se puede conseguir un soporte de potencia óptimo de la red de distribución.
En otro modo de realización de la invención, dichas turbinas eólicas se desconectan en una relación predefinida con dicha desviación de frecuencia en la red de distribución en una relación no lineal, tal como una relación logarítmica, una relación de segundo orden o cualquier otra relación no lineal. Así pues, se asegura que la relación con la cual las turbinas eólicas se desconectan cumple con las demandas de la red y/o las demandas de, por ejemplo, un operador de red.
En otro modo de realización de la invención, cada turbina eólica incluye un valor de frecuencia predefinido único que define cuándo debe ser desconectada la turbina eólica de la red de distribución. Así pues, se asegura que la turbina eólica se desconecta cuando la frecuencia de la red de distribución es igual o superior a dicho valor de frecuencia predefinido.
En otro modo de realización de la invención, dos o más turbinas eólicas incluyen el mismo valor de frecuencia predefinido único que define cuándo las turbinas eólicas deben ser desconectadas de la red de distribución. Así pues, se asegura que se desconectan más turbinas eólicas a la misma vez a medida que la frecuencia de la red de distribución aumenta, por lo que una cantidad mayor de potencia se desconecta a la misma frecuencia predefinida.
La invención se refiere asimismo a un... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para controlar turbinas eólicas individuales (1) en un grupo (nturbina) de turbinas eólicas (1, 10a, 10b, ... 10x, 12) conectadas a una red de distribución (7) , comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
determinar la frecuencia (fact) de la red de distribución (7) ,
detectar una desviación de frecuencia en la red de distribución (7) , y
desconectar sucesivamente una o más de dichas turbinas eólicas individuales a valores de frecuencia predefinidos diferentes por encima del valor nominal de frecuencia (fref) en relación con dicha desviación de frecuencia.
2. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la determinación de la frecuencia de la red de distribución se realiza para cada turbina eólica individual en dicho grupo de turbinas eólicas o se determina centralmente mediante medios de control centralizados en conexión con las turbinas eólicas.
3. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha desconexión de turbinas eólicas se controla localmente mediante medios de control locales en cada turbina eólica, o se controla centralmente mediante medios de control centralizados en conexión con las turbinas eólicas.
4. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichos medios de control centralizados seleccionan turbinas eólicas para su desconexión aleatoria.
5. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichos medios de control centralizados desconectan turbinas eólicas en base a parámetros de producción tales como datos acerca de sucesiones previas, potencia generada por las turbinas eólicas en un periodo de tiempo anterior y
predefinido, valores de desgaste y deterioro de las turbinas eólicas, etc.
6. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos valores de frecuencia predefinidos diferentes ftrip, 1… ftrip, x están por debajo de un límite de frecuencia superior predefinido fhighlim de la red de distribución.
7. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, en el que dichas turbinas eólicas se desconectan sucesivamente en una relación predefinida con dicha desviación de frecuencia en la red de distribución, tal como una relación sustancialmente lineal.
8. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dichas turbinas eólicas se desconectan en una relación predefinida con dicha desviación de frecuencia en la red de distribución en una relación no lineal, tal como una relación logarítmica, una relación de segundo orden o cualquier otra relación no lineal.
9. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada turbina eólica incluye un valor de frecuencia predefinido único que define cuándo debe ser desconectada la turbina eólica de la red de distribución.
10. Procedimiento para controlar un grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1
a 8, en el que dos o más turbinas eólicas incluyen el mismo valor de frecuencia predefinido único que define cuándo deben ser desconectadas las turbinas eólicas de la red de distribución.
11. Grupo de turbinas eólicas que comprende al menos dos turbinas eólicas individuales (1, 10a, b, c… 10x, 12) conectadas a una red de distribución (7) que comprende al menos unos medios de control (9) que tienen:
medios de determinación preparados para determinar la frecuencia de la red de distribución,
medios de detección preparados para detectar una desviación de frecuencia en la red de distribución, y
medios de desconexión preparados para desconectar sucesivamente una o más de dichas turbinas eólicas individuales, de modo que las mencionadas turbinas eólicas individuales se desconecten a valores de frecuencia predefinidos diferentes por encima del valor de frecuencia nominal en relación con dicha desviación de frecuencia.
12.Grupo de turbinas eólicas de acuerdo con la reivindicación 11, en el que cada turbina eólica individual
comprende medios para medir la frecuencia de la red de distribución, o cada turbina eólica individual está conectada a medios de control centralizados que miden la frecuencia de la red de distribución.
13. Grupo de turbinas eólicas de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en el que cada una de dichas turbinas
eólicas comprende medios para almacenar un valor de frecuencia predefinido por encima del valor de frecuencia nominal de la red de distribución.
14. Grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que cada turbina eólica individual comprende medios para desconectar la turbina eólica de la red de distribución, o cada turbina eólica individual es desconectada mediante medios de control centralizados
15. Grupo de turbinas eólicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que dos o más turbinas eólicas comprenden medios para desconectar las turbinas eólicas al mismo valor de frecuencia predefinido por encima del valor nominal de la red de distribución.
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