PARQUE EOLICO.

Parque eólico, del tipo de parques eólicos que se conforman por una pluralidad de aerogeneradores,

que comprenden un rotor, un generador, una unidad de control y medios de conexión a la red informática del parque eólico del que forman parte, de forma que al menos, dos de los aerogeneradores que se integran en el parque pueden asumir una jerarquía de líder del parque eólico accediendo a los datos de operación del resto de aerogeneradores, calculando y enviando consignas al resto de aerogeneradores que integran dicho parque eólico y una jerarquía de súbdito del aerogenerador que ejerce de líder recibiendo y siguiendo las consignas procedentes del aerogenerador líder del parque eólico

Parque eólico.

Objeto de la invención

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un parque eólico, teniendo por objeto esencial dotar a, al menos, dos aerogeneradores de un sistema de control que permita un funcionamiento del parque eólico en el que se integran de forma que uno de los aerogeneradores ejerce de líder gobernando el comportamiento de los demás aerogeneradores.

Además, dichos aerogeneradores son capaces de funcionar de dos formas distintas, bien sea ejerciendo de líder para el resto de los aerogeneradores de manera que envía las consignas de generación a cada uno de ellos o bien ejerciendo de súbdito limitándose a obedecer las órdenes del aerogenerador líder del parque eólico en ese momento con el fin de lograr un correcto funcionamiento del mismo.

Campo de aplicación

En la presente memoria se describe un parque eólico, siendo de aplicación para el control de los aerogeneradores del parque de forma que, al menos, dos de los aerogeneradores pueden ejercer de líder, obteniendo un sistema de operación colectiva de dicho parque eólico.

Antecedentes de la invención

Actualmente, existen diferentes maneras de realizar el control de un parque eólico compuesto por un número variable de aerogeneradores.

Por un lado es posible realizar un control individual de los diferentes aerogeneradores, en cuyo caso, cada aerogenerador incorpora un controlador local que vigila los niveles de tensión, corriente, etc. en bornas del generador.

Sin embargo, dichas magnitudes no son controladas a nivel de parque, lo que puede originar que se incumplan los requisitos impuestos por la red.

En cualquier caso, esta solución puede resultar conveniente en parques eólicos con un reducido número de aerogeneradores, debido al elevado coste de un control central en subestación frente al coste total de la instalación.

Un ejemplo de dicho control, aplicado al caso particular del control de frecuencia, se describe en la patente EP 1 282 774. En ella se describe el control de una turbina que adapta la potencia activa que genera, en función de medidas de frecuencia realizadas en bornas del generador, con el fin de contribuir a restituir la frecuencia de la red ante desviaciones de ésta por encima o por debajo de los límites permitidos.

Por otro lado, es más extendido el uso de una unidad de control central que controla las magnitudes globales necesarias para garantizar la correcta integración en la red del parque eólico. Es habitual situar dicha unidad de control en las subestación eléctrica que alberga el transformador y resto de equipamiento necesario para la evacuación a la red eléctrica de la energía generada por el parque eólico.

Sin embargo, esta solución presenta también una serie de inconvenientes, de forma que, requiere equipos adicionales, pero además, en el caso de que éstos fallen, el control central queda inoperativo.

La solicitud de patente EP 1 467 463 es un buen ejemplo de este esquema de control y en ella se describe el modo de funcionamiento de un parque eólico, en el que una unidad de control central envía las consignas necesarias a cada aerogenerador del parque, en función de la frecuencia de la red.

Lo más común es que, además de dicho controlador central, cada aerogenerador incorpore su propio control para asegurar así la operación dentro de los límites del mismo, de manera que en la solicitud de patente EP 1 512 869 se describe un controlador central que calcula las consignas de potencia reactiva para cada aerogenerador en función de la tensión de parque y un control individual en cada aerogenerador origina la consigna particular de tensión en función de dicha reactiva demandada desde el control central.

En este caso, si se produce un fallo del control central, la consigna de reactiva puede resultar errónea de cara al control de tensión global al cambiar las condiciones de operación en la red. Sin embargo, incorpora la ventaja frente a la opción anterior de que, gracias a los controles individuales incorporados, se vigila que los niveles de tensión en bornas de cada aerogenerador, aunque no sean los óptimos para el control de tensión de parque, no excedan los límites permitidos.

Descripción de la invención

En la presente memoria se describe un parque eólico, siendo del tipo de parques eólicos que se conforman por una pluralidad de aerogeneradores, comprendiendo dichos aerogeneradores un rotor, un generador, una unidad de control y medios de conexión a la red informática del parque eólico del que forman parte, de forma que, al menos, dos de los aerogeneradores que se integran en el parque pueden asumir:

        •        vtcortaunauna jerarquía de líder del parque eólico accediendo a los datos de operación del resto de aerogeneradores, calculando y enviando consignas al resto de aerogeneradores que integran dicho parque eólico, y;

        •        vtcortaunauna jerarquía de súbdito del aerogenerador que ejerce de líder recibiendo y siguiendo las consignas procedentes del aerogenerador líder del parque eólico.

A los aerogeneradores que pueden ejercer una jerarquía de líder se les asigna un puesto predeterminado en una lista jerárquica para su asignación como líder del parque eólico.

Un aerogenerador asume la jerarquía de líder si no están operativos los aerogeneradores anteriores de la citada lista jerárquica.

Además, el orden establecido para ejercer los aerogeneradores la jerarquía de líder es tal que ejerce de líder el aerogenerador operativo mas cercano a la subestación eléctrica del parque eólico.

Asimismo:

        •        vtcortaunacuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, envía los datos de las variables actuales de las unidades de control al resto de aerogeneradores súbditos capaces de ejercer la jerarquía de líder;

        •        vtcortaunacuando un aerogenerador asume la jerarquía de súbdito, mantiene una copia de los datos de las variables de las unidades de control recibidos del aerogenerador con la jerarquía de líder, y;

        •        vtcortaunacuando un aerogenerador pasa de ejercer la jerarquía de súbdito a la jerarquía de líder inicia los algoritmos de control a partir de los valores de las variables del anterior líder.

De esta forma, la transición del liderato de un aerogenerador a otro se hace sin discontinuidades.

Cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, accede a los datos de medidas realizadas en subestación.

Las consignas se calculan a partir de una consigna global recibida desde un control remoto o del operador del sistema.

Cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, calcula consignas de potencia reactiva o factor de potencia para todos los aerogeneradores que integran el parque, enviando dichas consignas al resto de aerogeneradores a través de la red informática del parque eólico.

Las consignas se calculan teniendo en cuenta la capacidad de generación de reactiva por el convertidor de los aerogeneradores apagados.

Cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, calcula consignas de tensión para todos los aerogeneradores que integran el parque, enviando dichas consignas al resto de aerogeneradores a través de la red informática del parque eólico.

Por otra parte, el aerogenerador con la jerarquía de líder, calcula las consignas de tensión a partir de la tensión medida en el punto de conexión de dicho aerogenerador líder a la red eléctrica del parque eólico.

Asimismo, cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, calcula consignas de limitación de potencia activa para todos los aerogeneradores que integran el parque a partir del estado operativo de todos los aerogeneradores y de las medidas de frecuencia de red realizadas en uno o varios...

1. Parque eólico, siendo del tipo de parques eólicos que se conforman por una pluralidad de aerogeneradores, comprendiendo dichos aerogeneradores un rotor, un generador, una unidad de control y medios de conexión a la red informática del parque eólico del que forman parte, caracterizado porque, al menos, dos de los aerogeneradores que se integran en el parque pueden asumir:

        •        vtcortaunauna jerarquía de líder del parque eólico accediendo a los datos de operación del resto de aerogeneradores, calculando y enviando consignas al resto de aerogeneradores que integran dicho parque eólico y;

        •        vtcortaunauna jerarquía de súbdito del aerogenerador que ejerce de líder recibiendo y siguiendo las consignas procedentes del aerogenerador líder del parque eólico.

2. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque a los aerogeneradores que pueden ejercer una jerarquía de líder se les asigna un puesto predeterminado en una lista jerárquica para su asignación como líder del parque eólico.

3. Parque eólico, según la reivindicación 2ª, caracterizado porque un aerogenerador asume la jerarquía de líder si no están operativos los aerogeneradores anteriores de la citada lista jerárquica.

4. Parque eólico, según la reivindicación 2ª, caracterizado porque el orden preestablecido para ejercer los aerogeneradores la jerarquía de líder es tal que ejerce de líder el aerogenerador operativo más cercano a la subestación del parque eólico.

5. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque:

        •        vtcortaunacuando un aerogenerador (10) asume la jerarquía de líder, envía los datos de las variables actuales de las unidades de control al resto de aerogeneradores súbditos capaces de ejercer la jerarquía de líder;

        •        vtcortaunacuando un aerogenerador (10) asume la jerarquía de súbdito, mantiene una copia de los datos de las variables de las unidades de control recibidos del aerogenerador con la jerarquía de líder, y;

        •        vtcortaunacuando un aerogenerador pasa de ejercer la jerarquía de súbdito a la jerarquía de líder inicia los algoritmos de control a partir de los valores de las variables del anterior líder.

6. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, accede a los datos de medidas realizadas en subestación.

7. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque las consignas se calculan a partir de una consigna global recibida desde un control remoto (13) o del operador del sistema.

8. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, calcula consignas de potencia reactiva o factor de potencia para todos los aerogeneradores que integran el parque, enviando dichas consignas al resto de aerogeneradores a través de la red informática (11) del parque eólico.

9. Parque eólico, según la reivindicación 8ª caracterizado porque las consignas se calculan teniendo en cuenta la capacidad de generación de reactiva por el convertidor de los aerogeneradores apagados.

10. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque cuando un aerogenerador asume la jerarquía de líder, calcula consignas de tensión para todos los aerogeneradores que integran el parque, enviando dichas consignas al resto de aerogeneradores a través de la red informática (11) del parque eólico.

11. Parque eólico, según la reivindicación 8ª ó 10ª, caracterizado porque el aerogenerador con la jerarquía de líder calcula las consignas a partir de la tensión medida en el punto de conexión de dicho aerogenerador líder a la red eléctrica del parque eólico.

12. Parque eólico, según la reivindicación 1ª, caracterizado porque cuando un aerogenerador (10) asume la jerarquía de líder, calcula consignas de limitación de potencia activa para todos los aerogeneradores que integran el parque a partir del estado operativo de todos los aerogeneradores y de las medidas de frecuencia de red realizadas en uno o varios de ellos, y las envía al resto de aerogeneradores a través de la red informática del parque eólico.

13. Parque eólico, según la reivindicación 12ª, caracterizado porque la limitación de potencia del parque eólico se puede alcanzar reduciendo la potencia de cada uno de los aerogeneradores en distinta medida a partir de consignas individuales generadas por el aerogenerador que ejerce la jerarquía de líder.

14. Parque eólico, según la reivindicación 13ª, caracterizado porque la limitación de potencia del parque se alcanza realizando un apagado selectivo de aerogeneradores.

15. Parque eólico, según la reivindicación 14ª, caracterizado porque el apagado selectivo de los aerogeneradores se realiza con el criterio de alargar la vida útil de los aerogeneradores que integran el parque eólico teniendo en cuenta el número de horas trabajadas.