Un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica.

Un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica,

estando caracterizado elprocedimiento por:

a) seleccionar una curva de paso y velocidad de giro de un grupo de curvas de paso y velocidad de giro,

b) operar la turbina eólica de acuerdo con dicha curva seleccionada, mientras se monitoriza al menos un parámetrodiana,

c) repetir las etapas de seleccionar una curva de paso y velocidad de giro y operar la turbina eólica hasta que cadauna de las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad de giro haya sido seleccionada,

d) repetir las etapas a) - c) un número predeterminado de veces,

e) en base al/a los parámetro(s) diana monitorizado(s), determinar una curva óptima entre las curvas del grupo decurvas de paso y velocidad de giro, y

f) controlar el funcionamiento de la turbina eólica de acuerdo con la curva óptima.

Un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica de tal modo que la turbina eólica sea operada de un modo óptimo para esa turbina eólica específica en ese emplazamiento específico.

Antecedentes de la invención Las turbinas eólicas controladas por paso se operan a menudo con una relación de velocidad de punta óptima, esto es, de tal modo que, para cada velocidad del viento, se obtiene una relación de velocidad de punta óptima (!) . A este fin, se generan curvas de relación de velocidad de punta óptima y curvas de paso óptimo en base al conocimiento acerca de los ajustes óptimos esperables para obtener una producción de energía óptima. Las curvas pueden ser generadas meramente en base a cálculos. Sin embargo, se pueden basar alternativa o adicionalmente en mediciones realizadas en turbinas eólicas idénticas o similares. En la generación de las curvas se introducen algunas imprecisiones, ya que los modelos numéricos utilizados para calcular los valores para las curvas pueden ser imprecisos, y porque los ajustes óptimos pueden variar de una turbina eólica a otra, de un emplazamiento a otro, y de una ubicación a otra en el mismo emplazamiento.

El documento EP 1 736 664 divulga un procedimiento y un aparato para controlar una turbina eólica. Valores de parámetros de medición relevantes, por ejemplo velocidad del viento y/o dirección del viento, se miden, por ejemplo en una estación de medición externa o en la vecindad de la turbina eólica. Los valores medidos se procesan y se suministran a una unidad de control. La unidad de control selecciona entonces un conjunto de parámetros de control y la turbina eólica es controlada de acuerdo con estos parámetros de control.

El documento US 2007/0183885 A1 divulga un procedimiento para optimizar el funcionamiento de una turbina eólica. Un parámetro de control se ajusta a un valor de partida predeterminado. Se miden una variable de respuesta y una variable adicional indicativa de un estado ambiental. Esto se repite un número de veces, variando el parámetro de control en cada repetición. Se determina una relación medida entre el parámetro de control y la variable de respuesta y la variable indicativa de un estado ambiental. En base a esto, se determina un valor optimizado del parámetro de control con relación a la variable de respuesta, y un punto de ajuste del parámetro de control se ajusta al valor optimizado.

Un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se divulga en el documento WO 2007/123552.

Descripción de la invención Es un objetivo de los modos de realización de la invención proporcionar un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica, en el que se toman en consideración circunstancias específicas de la turbina eólica.

Es un objetivo adicional de los modos de realización de la invención proporcionar un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica, en el que se toman en consideración condiciones del emplazamiento específico.

Es todavía un objetivo adicional de los modos de realización de la invención proporcionar un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica, en el que las curvas utilizadas para seleccionar parámetros de control han sido generadas de un modo más preciso que en el caso de procedimientos de control del estado de la técnica anterior.

Es todavía un objetivo adicional de modos de realización de la invención proporcionar un procedimiento para controlar el funcionamiento de una pluralidad de turbinas eólicas en un parque eólico, en el que se toman en consideración variaciones locales a lo largo del emplazamiento del parque eólico.

De acuerdo con un primer aspecto, la invención proporciona un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

a) seleccionar una curva de paso y velocidad de giro de un grupo de curvas de paso y velocidad de giro,

b) operar la turbina eólica de acuerdo con dicha curva seleccionada, mientras se monitoriza al menos un parámetro diana,

c) repetir las etapas de seleccionar una curva de paso y velocidad de giro y operar la turbina eólica hasta que cada una de las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad de giro haya sido seleccionada,

d) repetir las etapas a) – c) un número predeterminado de veces,

e) en base al/a los parámetro (s) diana monitorizado (s) , determinar una curva óptima entre las curvas del grupo de curvas

de paso y velocidad de giro, y

f) controlar el funcionamiento de la turbina eólica de acuerdo con la curva óptima.

La presente invención se refiere a un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica, en concreto de una turbina eólica del tipo moderno grande. La turbina eólica puede ser controlada con el fin de conseguir ciertos objetivos, por ejemplo una potencia entregada deseada, niveles aceptables de carga en diversos componentes de la turbina eólica, etc. Una estrategia de control seleccionada dependerá a menudo de qué objetivos son considerados más importantes en el caso específico, así como de los niveles concretos, por ejemplo, potencia entregada o nivel de carga, que se desea alcanzar.

De acuerdo con el procedimiento de la invención se selecciona inicialmente una curva de paso y velocidad de giro de un grupo de curvas de paso y velocidad de giro. En el presente contexto, el término “curva de paso y velocidad de giro” debe ser interpretado con el significado de una curva que refleja el ángulo de paso así como la velocidad de giro de la turbina eólica, por ejemplo, que refleja una relación entre el ángulo de paso y la velocidad de giro bajo circunstancias dadas. Seleccionar tal curva y operar la turbina eólica de acuerdo con la curva seleccionada determina el comportamiento de la turbina eólica bajo las circunstancias dadas, por ejemplo, en términos de potencia entregada y/o cargas.

Así pues, un grupo de curvas de paso y velocidad de giro es una colección de curvas predefinidas, cada una de las cuales refleja el paso y la velocidad de giro de la turbina eólica bajo condiciones de funcionamiento dadas, como se describió anteriormente. Por consiguiente, la etapa de seleccionar una curva de paso y velocidad de giro de un grupo de curvas de paso y velocidad de giro se realiza seleccionando una de las curvas predefinidas que forma parte del conjunto de curvas. Las curvas son predefinidas preferiblemente de un modo que asegure que, cuando la turbina eólica es operada de acuerdo con una de las curvas, ésta es operada en una envolvente de carga específica. Así pues, se asegura que la turbina no está sometida a cargas excesivas.

Cada una de las curvas de paso y velocidad de giro puede ser construida en base a datos empíricos, cálculos y/o utilizando cualquier otro criterio adecuado. Las curvas de paso y velocidad de giro podrían ser, por ejemplo, curvas de relación de velocidad de punta óptima y/o curvas de paso óptimo. En este caso, el grupo de conjuntos de ajustes de parámetros podría ser, por ejemplo, un número de curvas de relación de velocidad de punta óptima y/o curvas de paso óptimo.

Subsecuentemente, la turbina eólica es operada de acuerdo con la curva seleccionada de paso y velocidad de giro. Esto debe ser interpretado con el significado de que la turbina eólica es operada de tal modo que se seleccionan valores correspondientes de paso y velocidad de giro de tal modo que se sigue la curva seleccionada. La turbina eólica es operada a continuación con los ajustes aplicados. Simultáneamente, se monitoriza al menos un parámetro diana. En el presente contexto, el término “parámetro diana” debe ser interpretado con el significado de un parámetro que define un objetivo que se pretende conseguir durante el funcionamiento de la turbina eólica. Ejemplos de parámetros diana incluyen, aunque sin limitarse a, potencia entregada por la turbina eólica, cargas en los diversos componentes de la turbina eólica, por ejemplo, torre, palas, tren de accionamiento, cojinetes, etc. Como el/los parámetro (s) diana se monitoriza (n) mientras la turbina eólica está funcionando de acuerdo con la curva de paso y velocidad de giro seleccionada, se puede establecer si un parámetro diana dado se “comporta” o no como se espera y/o desea en respuesta a la curva seleccionada.

Las etapas de seleccionar una curva de paso y velocidad de giro y operar la turbina eólica se repiten hasta que cada una de las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para controlar el funcionamiento de una turbina eólica, estando caracterizado el procedimiento por:

a) seleccionar una curva de paso y velocidad de giro de un grupo de curvas de paso y velocidad de giro,

b) operar la turbina eólica de acuerdo con dicha curva seleccionada, mientras se monitoriza al menos un parámetro diana,

c) repetir las etapas de seleccionar una curva de paso y velocidad de giro y operar la turbina eólica hasta que cada una de las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad de giro haya sido seleccionada,

d) repetir las etapas a) – c) un número predeterminado de veces,

e) en base al/a los parámetro (s) diana monitorizado (s) , determinar una curva óptima entre las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad de giro, y

f) controlar el funcionamiento de la turbina eólica de acuerdo con la curva óptima.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las curvas de paso y velocidad de giro son curvas de relación de velocidad de punta óptima y/o curvas de paso óptimo.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el/los parámetro (s) diana monitorizado (s) incluye (n) la producción de energía de la turbina eólica.

4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el/los parámetro (s) diana monitorizado (s) incluye (n) la carga sobre uno o más componentes de la turbina eólica.

5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la 20 etapa de repetir las etapas a) – f) tras el transcurso de un intervalo de tiempo predefinido.

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el intervalo de tiempo predefinido es sustancialmente más largo que el tiempo requerido para realizar las etapas a) – e) .

7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de determinar una curva óptima entre las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad de giro se realiza

además en base a datos estadísticos relativos al funcionamiento de la turbina eólica, habiendo sido obtenidos y almacenados con anterioridad dichos datos estadísticos.

8. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de determinar una curva óptima entre las curvas del grupo de curvas de paso y velocidad de giro se realiza además en base a información relativa a una o más turbinas eólicas vecinas.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la información relativa a una o más turbinas eólicas vecinas ha sido obtenida realizando al menos las etapas a) – e) con respecto a cada una de las turbinas eólicas vecinas.

10. Un procedimiento para controlar el funcionamiento de una pluralidad de turbinas eólicas situadas en un parque eólico, comprendiendo el procedimiento la etapa de realizar, para cada una de las turbinas eólicas, el 35 procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9.

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el funcionamiento de cada una de las turbinas eólicas se controla además en base a datos obtenidos para una o más de las turbinas eólicas restantes del parque eólico.