Instalación de energía eólica y procedimiento para la parada regulada de una instalación de energía eólica.

Instalación de energía eólica con un control principal (20) al que se suministra un registro de magnitudes de estado y que a partir de las magnitudes de estado determina valores prefijados de regulación para el funcionamiento de la instalación de energía eólica (10),

en la cual están previstos además un control mínimo (27) y un módulo de supervisión (28), y en la cual el control mínimo (27) determina a partir de un registro parcial de magnitudes de estado un valor prefijado de regulación para el ángulo de paso y/o para la velocidad de paso, y en la cual el módulo de supervisión (28) supervisa el control principal (20) y en caso de un error en la ejecución del control principal (20) pasa el control sobre la instalación de energía eólica (10) al control mínimo (27), caracterizada porque el control mínimo (27) está concebido para almacenar información sobre el estado del control principal (20) cuando se produce un error.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/065001.

Solicitante: Senvion SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Überseering 10 (Oval Office) 22297 Hamburg ALEMANIA.

Inventor/es: PRINZ, MATTHIAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D7/04 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.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-2536296_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Instalación de energía eólica y procedimiento para la parada regulada de una instalación de energía eólica La invención se refiere a una instalación de energía eólica con un control principal. Al control principal se suministra un registro de magnitudes de estado. A partir de las magnitudes de estado, el control principal determina valores prefijados de regulación para el funcionamiento de la instalación de energía eólica. La invención se refiere además a un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica de este tipo.

Si se produce un error en el control principal, existe el peligro de que se emitan valores prefijados de regulación erróneos a los componentes de la instalación de energía eólica y que de esta manera la instalación de energía eólica entre en un estado no deseado. Por ello, en caso de error, la instalación de energía eólica no se puede seguir haciendo funcionar bajo el control del control principal.

Hasta ahora, habitualmente, en caso de un error en el control principal se abre la cadena de seguridad. Al abrirse la cadena de seguridad se sustrae al control principal el control sobre la instalación de energía eólica y la instalación de energía eólica se somete a un frenado duro en un procedimiento no regulado. Un frenado duro de este tipo supone una solicitación considerable para la instalación de energía eólica. Se producen por ejemplo oscilaciones y cambios de carga abruptos que pueden resultar en una duración útil considerablemente más corta de los componentes de la instalación de energía eólica.

La invención tiene el objetivo de proporcionar una instalación de energía eólica y un procedimiento para la operación de una instalación de energía eólica de este tipo con los que la instalación de energía eólica sea sometida a una menor solicitación en caso de un error en el control principal. Partiendo del estado de la técnica mencionado al principio, el objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones independientes. Formas de realización ventajosas se hallan en las reivindicaciones subordinadas.

La instalación de energía eólica según la invención comprende un control mínimo y un módulo de supervisión. El control mínimo determina a partir de un registro parcial de magnitudes de estado valores prefijados de regulación para el ángulo de paso y/o para la velocidad de paso. El módulo de supervisión supervisa el control principal y, en caso de un error en la ejecución del control principal, pasa el control sobre la instalación de energía eólica al control mínimo. El control mínimo está concebido para almacenar información sobre el estado del control principal cuando se produce un error.

En primer lugar, se explican algunos términos. Las magnitudes de estado contienen información sobre condiciones que pueden influir en el funcionamiento de la instalación de energía eólica. Entre ellas figura por ejemplo la información sobre el estado de los componentes de la instalación de energía eólica y las condiciones ambientales como por ejemplo la velocidad del viento. El control principal procesa dicha información y determina, a partir de la misma, valores prefijados de regulación para el funcionamiento de la instalación de energía eólica. Los valores prefijados de regulación se transfieren a los componentes correspondientes de la instalación de energía eólica que ajustan su funcionamiento conforme a los valores prefijados de regulación. La suma de todas las magnitudes de estado que se suministran al control principal se denomina registro de magnitudes de estado. Un registro parcial de magnitudes de estado comprende una parte -pero no todas -de las magnitudes de estado que pertenecen a un registro de magnitudes de estado.

Un suceso en el control principal se denomina error si es tan grave que la instalación de energía eólica no se puede seguir haciendo funcionar bajo el control del control principal. En instalaciones de energía eólica clásicas, un error conduce a que se abra la cadena de seguridad y se produzca un frenado duro de la instalación de energía eólica. A diferencia de estos errores, en el control principal pueden producirse irregularidades menores con los que puede continuar el funcionamiento normal.

El control mínimo sirve para parar la instalación de energía eólica en un funcionamiento regulado. La invención ha detectado que para esta función limitada no se necesita la plena funcionalidad del control principal. Por lo tanto, el control mínimo recibe solamente las magnitudes de estado que realmente necesita para parar la instalación de energía eólica. Existen otras magnitudes de estado que son irrelevantes para la parada de la instalación de energía eólica. Estas magnitudes de estado son usadas solamente por el control principal, pero no por el control mínimo. Por el menor gasto, la invención se diferencia especialmente de instalaciones de energía eólica en las que se mantiene de forma múltiple la plena funcionalidad del control (documento EP2136273) .

Por lo tanto, con la invención se proporciona con un reducido gasto adicional, además del control principal, un control mínimo con el que la instalación de energía eólica se puede parar de manera cuidadosa. De esta manera, la solicitación de la instalación de energía eólica es mucho menor que si tras abrirse la cadena de seguridad se

frena de forma dura la instalación de energía eólica, es decir, se para de la forma más rápida posible. A diferencia de un frenado duro, en el control mínimo se tiene en consideración información sobre el estado del componente en el que se influye con los valores prefijados de regulación. También con el control mínimo se produce por tanto todavía un funcionamiento regulado. El documento EP2211055 describe una turbina eólica con un control mínimo que reduce la turbina a un funcionamiento regulado, pero sin almacenar información sobre el estado del control principal en caso de producirse un error.

Entre las magnitudes de estado que se pueden tener en consideración como registro parcial de magnitudes de estado en el control mínimo pueden figurar por ejemplo el ángulo de paso (ángulo de inclinación de la pala de rotor) , la velocidad de paso (velocidad angular a la que cambia el ángulo de inclinación) y/o el par de giro eléctrico que se opone al rotor con la ayuda del generador y del convertidor. Depende directamente de estas magnitudes de estado que la instalación de energía eólica se pueda frenar de forma ordenada. Otras magnitudes de estado sí pertenecen al registro completo de magnitudes de estado que se procesa en el control principal, pero no al registro parcial de magnitudes de estado del control mínimo. Estas son en primer lugar aquellas magnitudes de estado que no son directamente relevantes cuando se trata sólo de parar la instalación de energía eólica de forma ordenada. De ellas pueden formar parte por ejemplo la temperatura del aceite de engranaje o valores prefijados de fuera referentes a la tensión, la componente reactiva, la componente activa y otros parámetros de la alimentación de energía. Pueden quedar fuera de consideración en el control mínimo por ejemplo también las oscilaciones en la instalación, las temperaturas de componentes, la dirección del viento, el estado de los dispositivos de comunicación, el estado del suministro de emergencia etc.

Para la parada total del rotor de la instalación de energía eólica, las palas de rotor se han de poner en la posición de bandera en la que prácticamente ya no reciben energía del viento. Con el control mínimo se puede prefijar un ángulo de paso correspondiente a la posición de bandera. La velocidad de paso se puede reducir a cero cuando se ha alcanzado el ángulo de paso correspondiente.

Mediante valores prefijados adecuados para el ángulo de paso y la velocidad de paso, la instalación de energía eólica se puede parar independientemente del par de giro eléctrico que opongan al rotor el generador y el convertidor. Sin embargo, es posible una regulación más precisa, si el control mínimo determina además valores prefijados de regulación para el par de giro eléctrico. Los valores prefijados de regulación correspondientes pueden ser transferidos al convertidor. También puede resultar ventajoso si con el control mínimo se determinan valores prefijados de regulación para el freno de rotor.

Según la invención, puede estar previsto que existan magnitudes relevantes para el funcionamiento de la instalación de energía eólica para las que el control principal no fija valores prefijados de regulación y para las que el control mínimo no fija valores prefijados de regulación porque no se necesitan para el frenado. Entre dichas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de energía eólica con un control principal (20) al que se suministra un registro de magnitudes de estado y que a partir de las magnitudes de estado determina valores prefijados de regulación para el 5 funcionamiento de la instalación de energía eólica (10) , en la cual están previstos además un control mínimo (27) y un módulo de supervisión (28) , y en la cual el control mínimo (27) determina a partir de un registro parcial de magnitudes de estado un valor prefijado de regulación para el ángulo de paso y/o para la velocidad de paso, y en la cual el módulo de supervisión (28) supervisa el control principal (20) y en caso de un error en la ejecución del control principal (20) pasa el control sobre la instalación de energía eólica (10) al control mínimo (27) , caracterizada porque el control mínimo (27) está concebido para almacenar información sobre el estado del control principal (20) cuando se produce un error.

2. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque el registro parcial de magnitudes de estado comprende el ángulo de paso, la velocidad de paso y/o el par de giro eléctrico.

1.

3. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el control mínimo (27) determina un valor prefijado de regulación para el par de giro eléctrico y/o para un freno de rotor.

4. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el control mínimo 20 (27) no determina valores prefijados de regulación para los parámetros de la energía eléctrica generada.

5. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el control mínimo (27) está limitado a hacer valores prefijados de regulación que tienen como consecuencia una reducción del número de revoluciones del rotor.

2.

6. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el control mínimo (27) está concebido para impedir que la instalación de energía eólica se vuelva a poner en funcionamiento automáticamente.

7. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque en caso de un error en el control mínimo (27) se abre la cadena de seguridad.

8. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el control principal y el control mínimo están reunidos en una unidad de control (32) .

3.

9. Procedimiento para la operación de una instalación de energía, en el que la instalación de energía eólica (10) comprende un control principal (20) al que se suministra una multiplicidad de magnitudes de estado y que a partir de las magnitudes de estado determina valores prefijados de regulación para el funcionamiento de la instalación de energía eólica (10) , con los siguientes pasos:

a. detectar un error en la ejecución del control principal (20) ;

b. pasar el control sobre la instalación de energía eólica (10) a un control mínimo (27) que a partir de un registro parcial de magnitudes de estado determina un valor prefijado de regulación para el ángulo de paso y/o para la velocidad de paso;

c. frenar la instalación de energía eólica (10) hasta la parada conforme a los valores prefijados de regulación del control mínimo (27) ;

caracterizado porque 50 una información sobre el error ocurrido en el control principal (20) se transfiere al control mínimo (27) .

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la información sobre el error se transfiere a un puesto de mando situado a distancia de la instalación de energía eólica (10) y/o se almacena en el control mínimo (27) .


 

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