BR102015008181A2 - Método e sistema para controlar dinamicamente uma turbina eólica. - Google Patents

Abstract

a presente matéria é direcionada a um sistema e a um método para controlar dinamicamente uma turbina eólica. o método inclui operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade. uma próxima etapa inclui determinar uma mudança desejada na velocidade real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. o método também inclui determinar uma mudança desejada na propulsão da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo, posteriormente, o método determina pelo menos um ponto de configuração de parâmetro que alcança a mudança desejada na velocidade e a mudança desejada na propulsão, e controla a turbina eólica, com base no ponto de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio do qual regula as cargas que atuam na turbina eólica, enquanto mantém simultaneamente a saída de potência ideal próximo ao ideal.

Description

(54) Título: MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR DINAMICAMENTE UMA TURBINA EÓLICA.

(51) Int. Cl.: F03D 7/04; G05B 11/38 (30) Prioridade Unionista: 14/04/2014 US 14/251,879 (73) Titular(es): GENERAL ELECTRIC COMPANY (72) Inventor(es): ROBERT PETER SLACK; BERNARDO ADRIAN MOVSICHOFF; BRANDON SHANE GERBER; THOMAS FRANKLIN PERLEY (74) Procurador(es): PAOLA CALABRIA MATTIOLI DANTAS (57) Resumo: A presente matéria é direcionada a um sistema e a um método para controlar dinamicamente uma turbina eólica. O método inclui operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade. Uma próxima etapa inclui determinar uma mudança desejada na velocidade real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. O método também inclui determinar uma mudança desejada na propulsão da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo, Posteriormente, o método determina pelo menos um ponto de configuração de parâmetro que alcança a mudança desejada na velocidade e a mudança desejada na propulsão, e controla a turbina eólica, com base no ponto de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio do qual regula as cargas que atuam na turbina eólica, enqua(...)

1/37 “MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR DINAMICAMENTE UMA TURBINA EÓLICA”

Campo Da Invenção [001] A presente invenção refere-se, geralmente, a turbinas eólicas e, mais particularmente, a um sistema e um método para controle de vetocidade-propulsão de uma turbina eólica.

Antecedentes Da Invenção [002] A potência do vento é considerada uma dentre as fontes de energia mais limpas, mais ecologicamente corretas disponíveis atualmente, e as turbinas eólicas ganharam atenção elevada a esse respeito. Uma turbina eólica moderna inclui tipicamente uma torre, um gerador, uma caixa de engrenagem, uma nacela e um rotor. O rotor inclui tipicamente um cubo giratório que tem uma ou mais pás de rotor fixadas ao mesmo. Um rolamento de passo é tipicamente configurado operavelmente entre o cubo e uma raiz de pá da pá de rotor para permitir a rotação sobre um eixo geométrico de passo. As pás de rotor capturam energia cinética do vento com uso de princípios conhecidos de aerofólio. As pás de rotor transmitem a energia cinética na forma de energia giratória, de modo a voltar uma haste que se acopla às pás de rotor para uma caixa de engrenagem, ou, se uma caixa de engrenagem não é usada diretamente ao gerador. O gerador, então, converte a energia mecânica em energia elétrica, que pode ser distribuída a uma rede de serviços públicos.

[003] A quantidade de potência que pode ser produzida por uma turbina eólica é tipicamente limitada por limitações estruturais dos componentes individuais de turbina eólica. A potência disponível a partir do vento é proporcional à área do rotor, e o quadrado do diâmetro do rotor. Então, a quantidade de potência produzida em velocidades diferentes de vento pode ser significativamente maior elevando-se o diâmetro do rotor da turbina eólica. Tal aumento no tamanho do rotor, entretanto, também aumenta cargas mecânicas

2137 e custos de material com o que não pode ser um aumento proporcional na produção de energia. Adicionalmente, embora seja útil para controlar a potência e a velocidade de rotor, a propulsão a partir do vento no rotor verdadeiramente aciona muitas cargas de fadiga dominantes, junto com qualquer assimetria daquela propulsão. Os termos “propulsão”, “valor de propulsão, “parâmetro de propulsão” ou similar, conforme usado no presente documento, são destinados a englobar uma força que atua na turbina eólica, devido ao vento e na direção geral do vento. A força de propulsão vem de uma mudança na pressão, conforme o vento passa a turbina eólica e diminui. Adicionalmente, os termos “propulsão”, “valor de propulsão, “parâmetro de propulsão ou similar, conforme usado no presente documento, podem descrever uma entrada para um método de controle, um valor que muda na proporção direta à propulsão em uma região de operação de interesse (por exemplo, pá fora de plano médio ou individual ou inclinação no sentido da aleta, inclinação de torre ou aceleração de topo de torre), ou uma estimativa de propulsão com base em qualquer combinação das quantidades acima ou com outras quantidades-padrão medidas, tais como a velocidade de vento, a velocidade ou potência da máquina. Os termos “propulsão, “valor de propulsão”, “parâmetro de propulsão” ou similares também podem descrever uma estimativa de prospecção da propulsão futura, por exemplo, conforme determinado por um sensor que mede a velocidade do vento contra o vento do plano do rotor.

[004] Desenvolvimentos recentes na indústria eólica conduziram a novos métodos de controles de redução de carga mecânica que permitem que o diâmetro maior dos rotores seja empregado com menos do que aumentos proporcionais em custos de material. Por exemplo, algumas turbinas modernas de vento podem implantar trem de acionamento e amortecedores de torre para reduzir cargas. Além disso, as turbinas modernas de vento podem

3/37 utilizar mecanismos coletivos e individuais de controle de passo real de pá para reduzir a fadiga e cargas extremas, por meio do que permite maiores razões entre o diâmetro do rotor e as cargas estruturais, enquanto também diminuem o custo de energia.

[005] Ainda, as turbinas eólicas adicionais empregaram controle parcial de propulsão, tal como plainas de pico”, “limitadores de propulsão” e/ou “controle de propulsão” nas regiões de propulsão de pico apenas. Tais tecnologias de controle podem implantar limitações em configurações de precisão de passo real em certas condições, ou outras variantes, mas não empregam um controle completo de circuito fechado na propulsão. Embora a propulsão esteja relacionada à potência e à velocidade da turbina eólica, a propulsão não é sinônimo ou linearmente proporcional a ambas. Então, em algumas regiões de operação, pode ser possível mudar a propulsão que atua na turbina eólica através de controles com menos do que o efeito proporcional na potência, ou vice versa. Adicionalmente, pode ser possível controlar a velocidade e a propulsão quase independentemente em algumas regiões, (por exemplo, ao considerar excursões dinâmicas a partir de um valor de significado, em vez de valores médios de longos períodos), entretanto, tecnologias atuais de controle não controlam a velocidade e a propulsão desse modo. Além disso, muitas técnicas modernas de controle não direcionam o controle de propulsão e/ou mesmo acentuam as variações de propulsão na tentativa de manter a saída de potência constante através de certas condições.

[006] Consequentemente, um sistema e um método que abordam os problemas mencionados anteriormente seriam bem-vindos na tecnologia. Por exemplo, um sistema e um método que incorporam o controle de propulsáo-velocidade para aumentar o diâmetro do rotor em uma dada massa estrutural e/ou produção de energia, ao mesmo tempo em que também reduz cargas que atuam na turbina, seriam vantajosos.

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Breve Descrição Da Invenção [007] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados na parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[008] Em um aspecto, a presente matéria é direcionada a um método para controlar dinamicamente uma turbina eólica. O método inclui operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade. Uma próxima etapa inclui determinar, por meio de um processador, uma mudança desejada na velocidade real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. O método também inclui determinar, por meio do processador, uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo. Posteriormente, o método determina pelo menos um ponto de configuração de parâmetro que alcançará a mudança desejada na velocidade e a mudança desejada na propulsão e controlará a turbina eólica, com base no ponto de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio do qual regula as cargas que atuam na turbina eólica.

[009] Em uma realização, o ponto de operação instantâneo inclui pelo menos um dentre uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma razão de velocidade de ponta, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, um coeficiente de propulsão, uma propulsão, uma resposta de propulsão, um momento de inclinação de pá, um momento de inclinação de haste, um momento de inclinação de torre, uma

5/37 resposta de velocidade, ou similar. Em outra realização, o método pode incluir adicionalmente ajustar pelo menos um dentre o ponto de configuração de propulsão ou o ponto de configuração de velocidade, com base no ponto de operação instantâneo. Em realizações adicionais, quando uma velocidade de vento está acima de uma velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de propulsão é ajustado de acordo com uma saída de potência filtrada ou não filtrada. Adicionalmente, quando a velocidade de vento está abaixo da velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de propulsão é ajustado de acordo com um ângulo de passo filtrado ou não filtrado. Além disso, quando a velocidade de vento está em ou próxima a uma velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de propulsão é ajustado, com base em uma propulsão de projeção máxima da turbina eólica.

[010] Em uma realização adicional, o método também pode incluir uma etapa de determinar uma mudança desejada na saída de potência, com base em uma diferença entre uma potência real e um ponto de configuração de potência e de determinar uma mudança desejada no ângulo de passo, com base em uma diferença entre um passo real e um passo de precisão ideal. Em, ainda, realizações adicionais, a mudança na velocidade real da turbina eólica pode ser determinada: determinando-se uma velocidade real ou medida da turbina eólica e determinando-se uma diferença entre o ponto de configuração de velocidade e a velocidade real. Em várias realizações, a velocidade real pode ser refletiva de uma velocidade de gerador, uma velocidade de rotor, uma razão de velocidade de ponta, ou similares.

[011] Em realizações adicionais, a mudança desejada na propulsão real da turbina eólica pode ser determinada: determinando-se uma propulsão real ou medida da turbina eólica e determinando-se uma diferença entre o ponto de configuração de propulsão e a propulsão real. Adicionalmente, a propulsão real pode ser determinada utilizando-se pelo menos um dentre os

6/37 seguintes: um ou mais sensores, uma pluralidade de equações, um ou mais mapas de desempenho aerodinâmico ou uma ou mais tabelas de consulta.

[012] Em outra realização, a etapa de determinar o ponto de configuração de parâmetro pode incluir adicionalmente utilizar um controle multivariável ou uma função de otimização multiobjetiva. Mais especificamente, o controle multivariável pode incluir pelo menos um dentre uma função de custo, uma função de perda, uma função de transferência ou similares.

[013] Em, ainda, realizações adicionais, o método também pode incluir determinar a mudança na velocidade real e a mudança na propulsão real, calculando-se pelo menos uma derivada parcial da propulsão ou a velocidade, em relação ao ponto de operação, e um ou mais acionamentos de controle. Por exemplo, em várias realizações, as derivadas parciais a seguir podem ser calculadas: dT/dQ, ÔT/dM, <9T/ôU, 5ω/5θ, όω/dM, du/dll, em que T é a propulsão, Θ é o ângulo de passo, M é o momento ou torque, ω é a velocidade de rotor e U é a velocidade de vento. Em, ainda, outra realização, o ponto de configuração de parâmetro pode incluir pelo menos um dentre um ponto de configuração de ângulo de passo, um ponto de configuração de torque, ou similares. Por exemplo, em realizações adicionais, o ponto de configuração de parâmetro pode incluir um ponto de configuração ou localização para um ou mais dispositivos aerodinâmicos nas pás de rotor da turbina eólica, que incluem, mas não se limita a aletas, abas, sopro de ar ativo ou sucção ou similares.

[014] Em outro aspecto, um sistema para controlar dinamicamente uma turbina eólica é revelado. O sistema inclui um processador e um controlador acoplado comunicativamente com o processador. O processador é configurado para: operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade, determinar uma mudança desejada na velocidade real da turbina

7/37 eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo, determinar uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo, e determinar um ponto de configuração de parâmetro que alcançará a mudança desejada na velocidade real e a mudança desejada na propulsão real. O controlador é configurado para controlar a turbina eólica, com base no ponto de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio do qual as cargas atuam na turbina eólica enquanto mantêm simultaneamente a saída de potência ideal ou próxima ao ideal. Deve-se compreender que o sistema também pode incluir qualquer dentre os recursos adicionais descritos no presente documento.

[015] Em ainda outro aspecto, a presente matéria é direcionada a um método para controlar dinamicamente uma turbina eólica. O método inclui operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade. Outra etapa inclui determinar, por meio de um processador, uma mudança desejada na velocidade real de rotor da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. O método também inclui determinar, por meio do processador, uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo. O método, então, inclui utilizar, por meio do processador, um controle multivariável para determinar um ponto de configuração de passo e um ponto de configuração de torque que alcançarão a mudança desejada na velocidade real de rotor e a mudança desejada na propulsão real. A turbina eólica pode, então, ser controlada, com

8/37 base no ponto de configuração de passo e no ponto de configuração de torque, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade respectivamente, por meio da qual regula as cargas que atuam na turbina eólica. Deve-se compreender que o método também pode incluir qualquer dentre as etapas adicionais e/ou recursos descritos no presente documento.

[016] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem compreendidos em referência à descrição e às reivindicações anexas a seguir. As Figuras anexas, que estão incorporadas e que constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram as realizações da invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

Breve Descrição Das Figuras [017] Uma revelação possibilitadora e completa da presente invenção, que inclui o melhor modo da mesma, direcionada a uma dentre pessoas versadas na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, em que;

- A Figura 1 ilustra uma realização de uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 2 ilustra uma realização de uma nacela de uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 3 ilustra um diagrama esquemático de uma realização de um controlador de uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 4 ilustra um diagrama esquemático de uma realização de um processador, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 5 ilustra um gráfico tridimensional de uma realização de superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade em um domínio de

9/37 torque-passo em velocidades de vento baixas (isto é, abaixo de uma região de velocidade de vento variável), de acordo com a presente revelação;

- A Figura 6 ilustra um gráfico tridimensional de uma realização de superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade em um domínio de torque-passo ligeiramente abaixo das velocidades de vento avaliadas, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 7 ilustra um gráfico tridimensional de uma realização de superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade, em um domínio de torque-passo, em velocidades de vento avaliadas, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 8 ilustra um gráfico tridimensional de uma realização de superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade, em um domínio de torque-passo ligeiramente acima das velocidades de vento avaliadas, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 9 ilustra um gráfico tridimensional de uma realização de superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade, em um domínio de torque-passo também acima das velocidades de vento avaliadas, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 10 ilustra um gráfico tridimensional de uma realização de superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade, em um domínio de torque-passo, a velocidades altas ou de corte de vento, de acordo com a presente revelação;

- A Figura 11 ilustra uma pluralidade de gráficos bidimensionais que correspondem às Figuras 5 a 10, em que cada um dentre os gráficos inclui um vetor que representa a propulsão e as sensibilidades à velocidade, de acordo com a presente revelação; e,

- A Figura 12 ilustra os gráficos da Figura 11, em que cada um dentre os gráficos adicionalmente inclui direções típicas dos acionamentos de

10/37 torque e de passo nas superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade, de acordo com a presente revelação; e

- A Figura 13 ilustra um fluxograma de uma realização de um método para controlar dinamicamente uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação.

Descrição Detalhada Da Invenção [018] Será feita referência, agora, em detalhes, às realizações da invenção, a um ou mais exemplos de que são ilustrados nas Figuras. Cada exemplo é proporcionado a título de explicação da invenção, sem limitação da invenção. Na realidade, será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, recursos ilustrados ou descritos como parte de uma realização podem ser usados com outra realização para render, ainda, uma realização adicional. Então, pretendese que a presente invenção cubra tais modificações e variações, conforme vêm dentro do escopo das reivindicações anexas e de seus equivalentes.

[019] Geralmente, a presente matéria é direcionada a um sistema e a um método para controlar dinamicamente uma turbina eólica em tempo real, controlando-se a velocidade e a propulsão no circuito de controle mais ativo, a fim de executar uma redução na operação de fadiga em componentes estruturais principais, por exemplo, a torre, a nacela, o cubo e/ou as pás de rotor, enquanto maximiza simultaneamente a potência. Mais especificamente, o sistema opera a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade. O sistema, então, determina uma mudança desejada na velocidade real e uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. Deve-se compreender que o ponto de operação instantâneo pode

11/37 incluir um ou mais aspectos operacionais da turbina eólica, que inclui, mas não se limita a uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma razão de velocidade de ponta, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, um coeficiente de propulsão, uma propulsão, uma resposta de propulsão, um momento de inclinação de pá, um momento de inclinação de haste, um momento de inclinação de torre, uma resposta de velocidade ou similares. Ao utilizar o controle multivariável, o sistema, então, determina um ponto de configuração de passo e um ponto de configuração de torque que alcançará a mudança desejada na velocidade real e na propulsão real, e controla dinamicamente a turbina eólica, com base nos pontos de configuração de torque e de passo, de modo a regular as cargas que atuam na turbina eólica, enquanto mantêm simultaneamente a saída de potência ideal ou próxima ao ideal.

[020] As várias realizações do sistema e do método descritas no presente documento proporcionam numerosas vantagens, não presentes na técnica anterior. Por exemplo, conforme mencionado, a propulsão variável a partir do vento no rotor é o contribuinte principal para a carga de fadiga, junto com qualquer assimetria daquela propulsão. Embora a propulsão esteja relacionada à saída de potência e à velocidade de rotor, a mesma não é sinônimo de ou não é linearmente proporcional uma à outra. Como tal, em algumas regiões de operação, a presente revelação permite o controle da propulsão que atua na turbina eólica com menos do que o efeito proporcional na potência, ou vice versa. A presente revelação também proporciona o controle de velocidade e propulsão quase independentemente de cada uma, em várias regiões de operação. A potência da turbina eólica ainda é controlada, mas frequentemente com uma permissão maior para erro de período curto e para uma resposta mais lenta do que turbinas eólicas convencionais, que pode

12/37 se tornar particularmente notável ao observar a saída de potência em potência avaliada. Então, a deênfase de controle rígido de potência instantânea se torna particularmente aceitável, conforme uma certa quantidade de armazenamento de energia começa a aparecer em lugares que podem ser usados para suavizar a saída de potência para a rede, através das flutuações permitidas, mas é aceitável em alguns casos, mesmo sem armazenamento de energia. Além disso, a presente revelação pode ser implantada com uso de componentes existentes de muitas turbinas modernas de vento. Como tal, não se exige que um usuário compre, instale e mantenha o novo equipamento. Além disso, o sistema pode ser integrado com um sistema de controle mais amplo, tal como, mas sem limitação de, um sistema de controle de turbina eólica, um sistema de controle de usina, um sistema de monitoramento remoto ou combinações dos mesmos.

[021] Referindo-se, agora, às Figuras, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma turbina eólica 10 que pode implantar a tecnologia de controle, de acordo com a presente revelação, é ilustrada. Conforme mostrado, a turbina eólica 10 geralmente inclui uma torre 12 que se estende a partir de uma superfície de suporte 14, uma nacela 16 montada na torre 12 e um rotor 18 acoplado à nacela 16. O rotor 18 inclui um cubo giratório 20 e pelo menos uma pá de rotor 22 acoplada e que se estende para fora do cubo 20. Por exemplo, na realização ilustrada, o rotor 18 inclui três pás de rotor 22. Entretanto, em uma realização alternativa, o rotor 18 pode incluir mais ou menos do que três pás de rotor 22. Cada pá de rotor 22 pode ser afastada sobre o cubo 20 para facilitar a rotação do rotor 18, para permitir que a energia cinética seja transferida do vento em energia mecânica usável, e subsequentemente, energia elétrica. Por exemplo, o cubo 20 pode ser acoplado de modo giratório a um gerador elétrico 24 (Figura 2), posicionado dentro da nacela 16 para permitir que a energia elétrica seja produzida.

13/37 [022] A turbina eólica 10 também pode incluir um controlador de turbina eólica 26 centralizado dentro da nacela 16. Entretanto, em outras realizações, o controlador 26 pode ser localizado dentro de qualquer outro componente da turbina eólica 10 ou em uma localização fora da turbina eólica. Adicionalmente, o controlador 26 pode ser acoplado comunicativamente a qualquer quantidade dentre os componentes da turbina eólica 10, a fim de para controlar a operação de tais componentes e/ou para implantar uma ação de correção. Como tal, o controlador 26 pode incluir um computador ou outra unidade de processamento adequada. Então, em várias realizações, o controlador 26 pode incluir instruções legíveis por computador adequadas que, quando implantadas, configuram o controlador 26 para realizar várias funções diferentes, tais como receber, transmitir e/ou executar aos sinais de controle da turbina eólica.

[023] Referindo-se, agora, à Figura 2, uma vista interna, simplificada de uma realização da nacela 16 da turbina eólica 10 mostrada na Figura 1 é ilustrada. Conforme mostrado, o gerador 24 pode ser acoplado ao rotor 18 para produzir potência elétrica a partir da energia giratória gerada pelo rotor 18. Por exemplo, conforme mostrado na realização ilustrada, o rotor 18 pode incluir uma haste de rotor 34 acoplada ao cubo 20 para rotação com o mesmo. A haste de rotor 34 pode, por sua vez, ser acoplada de modo giratório a uma haste de gerador 36 do gerador 24, através de uma caixa de engrenagem 38. Conforme é geralmente compreendido, a haste de rotor 34 pode proporcionar uma velocidade baixa, uma alta entrada de torque para a caixa de engrenagem 38, em resposta à rotação das pás de rotor 22 e do cubo 20. A caixa de engrenagem 38 pode, então, ser configurada para converter a velocidade baixa, alta entrada de torque a uma velocidade alta, baixa saída de torque para acionar a haste de gerador 36 e, então, o gerador 24.

[024] Cada pá de rotor 22 também pode incluir um mecanismo

14/37 de ajuste de passo 32 configurado para girar cada pá de rotor 22 sobre o seu eixo geométrico de passo 28. Adicionalmente, cada mecanismo de ajuste de passo 32 pode incluir um motor de acionamento de passo 40 (por exemplo, qualquer motor adequado pneumático, hidráulico ou elétrico), uma caixa de engrenagem de acionamento de passo 42 e um pinhão de acionamento de passo 44. Em tais realizações, o motor de acionamento de passo 40 pode ser acoplado à caixa de engrenagem de acionamento de passo 42, de modo que o motor de acionamento de passo 40 transmita força mecânica à caixa de engrenagem de acionamento de passo 42. Similarmente, a caixa de engrenagem de acionamento de passo 42 pode ser acoplada ao pinhão de acionamento de passo 44 para rotação com o mesmo. O pinhão de acionamento de passo 44 pode, por sua vez, estar em engate giratório com um rolamento de passo 46 acoplado entre o cubo 20 e uma pá de rotor correspondente 22, tal que a rotação do pinhão de acionamento de passo 44 cause a rotação do rolamento de passo 46. Então, em tais realizações, a rotação do motor de acionamento de passo 40 aciona a caixa de engrenagem de acionamento de passo 42 e o pinhão de acionamento de passo 44, por meio dos quais gira o rolamento de passo 46 e a pá de rotor 22 sobre o eixo geométrico de passo 28. Em realizações adicionais, a turbina eólica 10 pode empregar passo de acionamento direto ou sistemas separados de acionamento de passo, que incluem os hidráulicos. Similarmente, a turbina eólica 10 pode incluir um ou mais mecanismos de acionamento de guinada 66 acoplados comunicativamente com o controlador 26, em que cada mecanismo(s) de acionamento de guinada 66 é configurado para mudar o ângulo da nacela 16, em relação ao vento (por exemplo, engatando-se um rolamento de guinada 68 da turbina eólica 10).

[025] Ainda, referindo à Figura 2, a turbina eólica 10 também pode incluir um ou mais sensores 48, 50, 52 para medir as condições de

15/37 carregamento e/ou de operação da turbina eólica 10. Por exemplo, em várias realizações, os sensores podem incluir sensores de pá 48 para medir um ângulo de passo de uma dentre as pás de rotor 22 ou para medir uma carga que atua em uma dentre as pás de rotor 22; sensores de gerador 50 para monitorar o gerador 24 (por exemplo, torque, velocidade, aceleração e/ou a saída de potência); e/ou vários sensores de vento 52 para medir vários parâmetros de vento, tais como velocidade de vento, picos de vento, turbulência de vento, cisalhamento de vento, mudanças na direção do vento, densidade do ar ou similares. Adicionalmente, os sensores podem ser localizados próximos ao solo da turbina eólica 10, na nacela 16, ou em um mastro meteorológico da turbina eólica 10. Também, deve-se compreender que quaisquer outros números ou tipos de sensores podem ser empregados e em qualquer localização. Por exemplo, os sensores podem ser Unidades de Medida de Microinércia (MIMUs), medidores de tensão, acelerômetros, sensores de pressão, sensores de ângulo de ataque, sensores de vibração, sensores de Detecção e Variação de Luz (LIDAR), sistemas de câmera, sistemas de fibra óptica, anemômetros, cata-vento, sensores de Detecção e Variação de Som (SODAR), infralasers, radiômetros, tubos-piloto, sondas na raiz, outros sensores ópticos e/ou quaisquer outros sensores adequados. Deve-se observar que, conforme usado no presente documento, o termo “monitor” e variações do mesmo indica que os vários sensores podem ser configurados para proporcionar uma medição direta dos parâmetros que são monitorados ou uma medição indireta de tais parâmetros. Então, os sensores podem, por exemplo, ser usados para gerar sinais relacionados ao parâmetro que é monitorado, que pode, então, ser utilizado pelo controlador 26 para determinar o parâmetro real.

[026] Referindo-se, agora, à Figura 3, um diagrama de blocos de uma realização do controlador 26, de acordo com a presente revelação, é

16/37 ilustrado. Conforme mostrado na Figura 3, o controlador 26 pode incluir um ou mais processador(es) 58, um estimador de turbina eólica parâmetro 56 e dispositivo(s) de memória associado(s) 60 configurado(s) para realizar uma variedade de funções implantadas em computador (por exemplo, realizar os métodos, etapas, cálculos e similares e para armazenar dados relevantes, conforme revelado no presente documento). Adicionalmente, o controlador 26 também pode incluir um módulo de comunicações 62 para facilitar comunicações entre o controlador 26 e os vários componentes da turbina eólica 10. Adicionalmente, o módulo de comunicações 62 pode incluir uma interface de sensor 64 (por exemplo, um ou mais conversores analógico para digital) para permitir que os sinais transmitidos dos sensores 48, 50, 52 sejam convertidos em sinais que podem ser compreendidos e processados pelos processadores 58. Deve-se observar que os sensores 48, 50, 52 podem ser acoplados comunicativamente com o módulo de comunicações 62 com uso de qualquer meio adequado. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 3, os sensores 48, 50, 52 são acoplados à interface de sensor 64, por meio de uma conexão com fio. Entretanto, em outras realizações, os sensores 48, 50, 52 podem ser acoplados à interface de sensor 64, por meio de uma conexão sem fio, tal como usando-se qualquer protocolo adequado de comunicações sem fio conhecido na técnica.

[027] Conforme usado no presente documento, o termo “processador se refere, não apenas a circuitos integrados referidos na técnica, conforme são incluídos em um computador, mas também se refere a um controlador, um microcontrolador, um microcomputador, um controlador lógico programávei (PLC), um circuito integrado de aplicação específica, uma unidade gráfica de processamento (GPUs) e/ou outros circuitos programáveis conhecidos agora ou desenvolvidos posteriormente. Adicionalmente, o(s) dispositivo(s) de memória 60 pode(m) geralmente compreender elemento(s) de

17/37 memória que inclui(em), mas não se limita(m) a, meio legível por computador (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM)), meio não volátil legível por computador (por exemplo, uma memória rápida), um disquete, uma memória compacta apenas de leitura (CD-ROM), um disco óptico-magnético (MOD), um disco digital versátil (DVD) e/ou outros elementos de memória adequados. Tal(is) dispositivo(s) de memória 60 pode(m) geralmente ser configurado(s) para armazenar instruções legíveis por computador adequadas que, quando implantadas pelo(s) processador(s) 58, configuram o controlador 26 para realizar várias funções, conforme descrito no presente documento.

[028] Referindo-se, agora, à Figura 4, um diagrama de blocos para ilustrar adicionalmente o processador 58, de acordo com a presente revelação, é ilustrado. Conforme mostrado na realização ilustrada, o processador 58 inclui um circuito de controle interno 70 e um circuito de controle externo 72. O circuito de controle externo 72 é configurado para controlar o ponto de configuração de propulsão 74 e o ponto de configuração de velocidade 76, enquanto que o circuito de controle interno 70 é configurado para proporcionar controle multivariável 78 de passo e de torque, com base nos pontos de configuração de velocidade e de propulsão 74, 76. Conforme mostrado, o circuito de controle interno 70 utiliza o ponto de configuração de propulsão 74 e a propulsão medida ou real 93 para determinar a mudança desejada na propulsão 73, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. Similarmente, o circuito de controle interno 70 utiliza o ponto de configuração de velocidade 76 e a velocidade medida ou real 93 para determinar a mudança desejada na velocidade 75, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo. Deve-se compreender que o termo “velocidade” da turbina eólica e variações do mesmo são representativos de uma velocidade de gerador, uma velocidade de rotor, uma razão de velocidade

18/37 de ponta ou similares. Adicionalmente, o ponto de configuração de propulsão 74 pode ser ajustado por meio do circuito de controle externo 72. Por exemplo, em uma realização, quando a turbina eólica 10 está operando acima de uma velocidade de vento avaliada, o circuito de controle externo 72 determina ou controla o ponto de configuração de propulsão 74, com base em uma diferença de média calculada ou filtrada 84 entre o ponto de configuração de potência desejada 80 e de potência real 82. Em outra realização, quando a turbina eólica 10 está operando abaixo de uma velocidade de vento avaliada, o circuito de controle externo 72 determina ou controla o ponto de configuração de propulsão 74, com base em uma diferença de média calculada ou filtrada 90 entre a configuração do passo de precisão ideal 86 e do passo real 88. Então, o circuito de controle externo 72 também pode incluir um comutador 96, configurado para alternar ou elevar-se proporcionalmente entre configurações de controle que dependem região de operação da velocidade de vento. Alternativamente, o ponto de configuração de propulsão 74 e/ou o ponto de configuração de velocidade 76 pode ser programado como uma função de velocidade de vento estimada ou determinada por qualquer outro meio adequado. Deve-se compreender que o ponto de configuração de velocidade 76 pode mudar como uma função de velocidade de vento, razão de velocidade de ponta ideal, limitações de velocidade dos componentes ou similares.

[029] O circuito de controle externo 72 também pode incluir um ou mais controladores de derivativo integral proporcional (PID) 95 ou mecanismos similares de retroalimentação de circuito de controle configurados para calcular um erro, com base na diferença entre um ponto de operação medido (por exemplo, passo real 88 ou potência real 82) e um ponto de operação desejado (por exemplo, passo de precisão ideal 86 ou ponto de configuração de potência 80). Então, o(s) controlador(es) de PID 95 é(são) configurado(s) para minimizar o erro no circuito de controle externo 72

19/37 ajustando-se os pontos de operação usados como entradas para o circuito de controle interno 70.

[030] O circuito de controle interno 70 também pode incluir um uma estrutura de otimização multiobjetiva ou de controle multivariável 78. O controle multivariável 78 utiliza as mudanças desejadas 73, 75 na propulsão e na velocidade para determinar ambos os pontos de configuração de torque e de passo 92, 94 ou quaisquer outros acionamentos adequados. O controle multivariável 78 de acionamentos de torque e de passo 92, 94 em tempo real difere do controle de turbina eólica convencional, em que é comum separar tais acionamentos, de acordo com uma região de operação. Mais especificamente, em certas realizações, o controle multivariável 78 pode incluir abordagens de controle linear e não linear, tais como: a) estratégias de Controle de Modo Deslizante (SMC), b) controles H-infinito, c) controles Gaussianos de quadrática linear (LQG)/controles H-2 (mostrados para serem equivalentes), d) uma abordagem misturada de H-2/H-infinito ou uma combinação de b) e c) acima, ou e) uma Variação de Parâmetro Linear (LPV). As estratégias de SMC, em várias realizações, são caracterizadas pelo fato de que uma ação de controle, que é descontínua através de uma trajetória desejada dos parâmetros controlados, alcança um movimento ao longo da trajetória, e naquele modelo, tem capacidade para garantir a observância das restrições que a trajetória impõe. Os controles H-infinito, em várias realizações, moldam a norma induzida L-2 do sistema (isto é, a energia de entrada ligada à energia de saída ligada ou, de outro modo, ou pior, o efeito de causa na energia de saída devido à entrada de energia ligada) que é alcançado por domínio de frequência adequado que molda pesos em sinais de entrada e de saída, assim como a função de transferência de circuito aberto. Os controles LQG/H-2, nas realizações particulares, minimizam a variação de saída de sistemas para uma entrada de ruído branco, alcançada pelo domínio de frequência adequado que

20/37 molda os pesos em sinais de entrada e de saída. O controle de LPV, em certas realizações, é caracterizado pelo modelo do sistema que depende linearmente de um parâmetro mensurável de operação da turbina eólica, por meio da qual proporciona a capacidade de mudar continuamente a ação de controles, conforme uma função de seu valor, dentre outras estratégias de controle avançadas.

[031] Então, permitir o controle ativo dos acionamentos tanto de torque quanto de passo 92, 94, com uso de controle multivariável, através de todas as regiões de operação, pode proporcionar maior variação de potência acima da velocidade de vento avaliada e também modificações maiores a partir do passo ideal quase estático abaixo da velocidade de vento avaliada. A permissão para o acionamento tanto do passo quanto do torque não causa necessariamente maior variação de potência, especialmente abaixo da velocidade de vento avaliada; entretanto, a regulação de propulsão com um foco relativo diminuído na regulação precisa de potência frequentemente proporciona maior variação de potência, acima da velocidade de vento avaliada. O tamanho e os ganhos dessas modificações (e limitações colocadas sobre as) podem, ao final, ser gerenciados para proporcionar uma troca benéfica contra as reduções de carga correspondentes que poderíam permitir o crescimento, em diâmetro, do rotor ou de outros melhoramentos de eficácia e de custo de energia.

[032] Além disso, os ajustes, com base no passo de precisão ideal 86 (abaixo da velocidade de vento avaliada) e na saída de potência real 82 (acima da velocidade de vento avaliada), efetivamente filtram passa-baixo das flutuações de raiz dos pontos de configuração de torque e de passo 92, 94 que vêm do circuito de controle interno 70, isto é, da usina 98. Então, o ponto de configuração de propulsão 74 muda em resposta a flutuações de longo período na velocidade de vento, mas não em resposta a cada rajada de vento

21/37 curta. Consequentemente, o controlador 26 filtra e rejeita as variações de propulsão a partir de turbulência de maior frequência.

[033] Embora a fonte do ponto de configuração de propulsão 74 para o circuito de controle interno 70 seja a matéria do circuito de controle externo 72, a fonte do ponto de configuração de velocidade 76 pode ser similar aos métodos convencionais conhecidos na técnica. Além disso, os valores da velocidade real 93 e da propulsão real 91 (que são usados como entradas para o circuito de controle interno 70) podem ser determinados por meio de um ou mais sensores, por exemplo, 48, 50, 52, ou do estimador de parâmetro de vento 56, conforme descrito abaixo. Então, em uma realização particular, a entrada de propulsão pode ser uma quantidade medida diretamente. Em realizações alternativas, a entrada de propulsão pode ser uma medição indireta precoce na trajetória de carga que é indicativa de propulsão, tal como inclinação fora do plano de pá coletiva ou individual, inclinação de pá na direção da aleta coletiva ou individual, movimento individual ou coletivo nos sensores principais de flange de haste (tal como aqueles descritos na Patente Número U.S. 7.160.083, intitulada, “Method and Apparatus for Wind Turbine Rotor Load Control” depositada em 03 de fevereiro de 2003 e incorporada no presente documento por referência), ou qualquer outro servidor próxi adequado para estimar e/ou determinar a propulsão. Como tal, a propulsão pode ser determinada por sensores ou estimada por um modelo de computador. Além disso, as medições de sensor podem ser filtradas, calibrada e/ou verificada pela plausibilidade contra a propulsão estimada, conforme determinado pelo modelo de computador, enquanto responde em forma de raiz antes, e com banda larga de maior frequência do que a propulsão estimada, que é efetivamente filtrada passa-baixo pela inércia de rotor. Como tal, as entradas da velocidade real 93 e da propulsão real 91 podem ser valores medidos a partir dos transdutores de controle.

22137 [034] Em outra realização, o estimador de parâmetro de turbina eólica 56 é configurado para receber os sinais a partir de um ou mais sensores que são representativos de várias condições de carregamento e/ou de operação da turbina eólica 10. As condições de operação podem consistir em qualquer combinação dos seguintes: uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma temperatura, uma pressão, uma razão de velocidade de ponta, uma densidade do ar, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, um coeficiente de propulsão, uma propulsão, uma resposta de propulsão, um momento de inclinação de pá, um momento de inclinação de haste, um momento de inclinação de torre, uma resposta de velocidade ou similares. Adicionalmente, o estimador de parâmetro de turbina eólica 56 pode ser considerado software que utiliza as condições de carregamento e/ou de operação para calcular, em tempo real, a velocidade e/ou a resposta de propulsão, conforme descrito no presente documento. Além disso, o estimador de parâmetro de turbina eólica 56 pode incluir firmware que inclui o software, que pode ser executado pelo processador 58. Consequentemente, em uma realização, o estimador de parâmetro de turbina eólica 56 é configurado para implantar um algoritmo de controle que tem várias equações para determinar a velocidade real 93 e/ou a propulsão real 91. Como tal, as equações são resolvidas com uso de uma ou mais condições de operação, um ou mais mapas de desempenho aerodinâmico, uma ou mais tabelas de consulta (LUTs), ou qualquer combinação dos mesmos. Em uma realização, os mapas de desempenho aerodinâmico são tabelas dimensionais ou não dimensionais que descrevem a carga e o desempenho de rotor (por exemplo, potência, propulsão, torque ou momento de inclinação ou similares) sob condições dadas (por exemplo, densidade, velocidade de vento, velocidade de rotor, ângulo de passos ou similares). Como tal, os mapas de

23/37 desempenho aerodinâmico podem incluir: um coeficiente de potência, um coeficiente de propulsão, um coeficiente de torque e/ou derivadas parciais em relação ao ângulo de passo, velocidade de rotor ou razão de velocidade de ponta. Alternativamente, os mapas de desempenho aerodinâmico podem ser valores de potência dimensional, de propulsão e/ou de torque em vez de coeficientes. Em várias realizações, as LUTs podem incluir: parâmetros de desempenho aerodinâmico, carga de inclinação de pá, carga de inclinação de torre, carga de inclinação de haste ou qualquer outra carga de componente de turbina.

[035] Referindo-se geralmente às Figuras 5 a 10, uma realização do controle multivariável 78 estima gradientes de duas superfícies 83, 85, com base no ponto de operação instantâneo, LUTs e/ou cálculos. Adicionalmente, os gradientes representam sensibilidades de propulsão e de velocidade para um ou mais acionamentos de torque e de passo. Tais sensibilidades são usadas para determinar um ou mais pontos de configuração de parâmetro (por exemplo, ponto de configuração de passo 92 e ponto de configuração de torque 94). Por exemplo, referindo-se particularmente à Figura 5, cada uma dentre as superfícies ilustradas 83, 85 circunda um ponto de operação 81 em um mapa de desempenho aerodinâmico do rotor 18 e se estende a alguma distância, a partir do ponto de operação 81 na direção do passo (eixo geométrico y) e a alguma distância na direção de torque (eixo geométrico x), que pode ser proximamente relacionada a, por exemplo, inversa, mas não sinônima à direção de razão de velocidade de ponta (TSR) nos mapas de desempenho aerodinâmico. Adicionalmente, conforme mostrado, as superfícies 83, 85 são planas, efetivamente alinhadas no ponto de operação 81 da turbina eólica 10. Em realizações alternativas, deve-se compreender que as superfícies 83, 85 também podem ser construídas tendo curvatura. Conforme mencionado, o eixo geométrico x e o eixo geométrico y representam o ponto de

24/37 configuração de torque 94 e o ponto de configuração de passo 92, respectivamente, ou a mudança nos mesmos, e o eixo geométrico z representa as respostas de configuração de propulsão ou de velocidade para uma superfície 83, 85 ou para a outra. Adicionalmente, os eixos geométricos x e y podem ser construídos também em termos de pontos absolutos de configuração de passo e de torque ou pontos relativos de configuração de passo e de torque.

[036] Em uma realização, os gráficos de Figuras 5 a 10 são representativos de uma ou mais regiões de operação para a turbina eólica 10. Por exemplo, conforme mostrado nas figuras, seis regiões diferentes de operação são avaliadas, a saber, uma região de operação de velocidade baixa de vento (Figura 5), uma região de operação levemente abaixo da velocidade de vento avaliada (Figura 6), uma região de operação de velocidade de vento avaliada (Figura 7), uma região de operação levemente acima da velocidade de vento avaliada (Figura 8), uma região de operação bem acima da velocidade de vento avaliada (Figura 9) e uma região de operação de velocidade alta ou de corte de vento (Figura 10). Deve ser compreendido por aqueles versados na técnica que qualquer número de regiões de operação pode ser avaliado, que inclui mais do que seis ou menos do que seis e o cálculo de superfícies sobre o ponto de operação pode ocorrer durante cada ciclo de controle, que cobre de modo efetivamente contínuo o espaço de operação inteiro. Cada região de operação inclui um ponto de operação 81. Por exemplo, em uma realização, o ponto de operação 81 corresponde a uma velocidade de vento particular, uma razão de velocidade de ponta e um ângulo de passo. Em realizações adicionais, deve-se compreender que o ponto de operação 81 pode incluir qualquer ponto operacional da turbina eólica 10, que inclui, mas não se limita a uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma razão de velocidade de

25/37 ponta, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, um coeficiente de propulsão, uma propulsão, uma resposta de propulsão, um momento de inclinação de pá, um momento de inclinação de haste, um momento de inclinação de torre, uma resposta de velocidade ou similares. Adicionalmente, deve-se compreender que o ponto de operação 81 pode ser qualquer parâmetro dimensional ou não dimensional representativo de um ponto de configuração de operação da turbina eólica 10. Mais especificamente, para velocidades de vento avaliadas acima, o ponto de operação 81 corresponde a uma saída de potência média ou filtrada 84, enquanto que para velocidades de vento avaliadas abaixo, o ponto de operação 81 corresponde a um passo preciso médio ou filtrado 90. O controlador 26 opera a turbina eólica 10, com base no ponto de operação 81, e determina gradientes correspondentes da propulsão e da velocidade representadas pelas superfícies 83 e 85, respectivamente.

[037] Em várias realizações, os coeficientes angulares dos planos das superfícies 83, 85 são as derivadas parciais da propulsão ou da velocidade em relação ao passo ou ao torque de resistência. Por exemplo, em uma realização particular, as derivadas parciais são calculadas de acordo com as Equações 1 a 6 abaixo:

Equação 1:

±pU^:fíR~ (lookup + lookup^ ^(r» lookup

Equação 2:

£ = ίρί/πΒ’ (ίοο/ηιρ

Equação 3:

= (--poonR³) · lookup + (pÍM) · lookup C₇

Equação 4:

(lookup

26/37

Equação 5:

0ύύ ^1^-

ÔM /r

Equação 6:

5F ⁼ Gy^)' [(“ ^P^nRí<^ú)' lookup + (ftirRjU') lookup C_M] em que

T é a propulsão;

Θ é o ângulo de passo;

M é o momento ou o torque; ω é a velocidade de rotor;

C_T é o coeficiente de propulsão;

U é a velocidade de vento; p é a densidade do ar; t é o tempo;

R ou R_f é o raio de rotor;

Cm é o coeficiente de momento que corresponde ao torque aerodinâmico no rotor;

J_r é o momento de inércia eficaz do rotor e/ou o sistema de trem de acionamento; e λ é a razão velocidade-ponta (TSR).

[038] Conforme mostrado, alguma dentre as variáveis das Equações 1 a 6 pode ser determinada com uso de uma ou mais tabelas de consulta (LUTs), por exemplo, C_M, armazenado dentro do controlador 26, conforme indicado pelo termo “busca” nas equações acima. Conforme mostrado, os gráficos ilustram a propulsão potencial, normalizada e as respostas de velocidade da usina 98 como funções de passo e de torque ao redor dos vários pontos de operação 81. Além disso, as Figuras 5 a 10 ilustram direções de gradiente para cada superfície 83, 85 sobrepostas nas superfícies

27/37 de resposta em linhas em negrito.

[039] Embora as Figuras 5 a 10 proporcionem uma representação visual de controle de propulsão-velocidade, os gráficos de Figuras 11 e 12 ilustram direções de gradiente e coeficientes angulares inversos para propósitos de visualização e de projeto. Mais especificamente, a Figura 11 ilustra um conjunto de seis plotagens que apresentam as mesmas informações retratadas nas Figuras 5 a 10 em uma forma mais compacta e mais fácil para o usuário. Por exemplo, as plotagens ilustram vetores nas direções da propulsão e dos gradientes de velocidade 83, 85 na superfície de passo-torque para cada região de operação. Nas realizações ilustradas, o comprimento de cada vetor é o acionamento exigido para compensar uma etapa predeterminada na velocidade de vento, por exemplo, 1 rn/s, em cada ponto de operação 81, então relacionado às derivadas parciais, em relação a uma velocidade de vento. Em uma realização alternativa, o controlador 26 pode gerar plotagens que correspondem às respostas de etapa necessárias para compensar uma mudança na velocidade do vento, por exemplo, uma mudança de 10% na velocidade do vento, ou qualquer outra proporcionalidade adequada. Adicionalmente, conforme mostrado, sensibilidades podem ser lineares ou alinhadas; entretanto, deve ser compreendido por aqueles versados na técnica que há alguma não linearidade provável em todas as regiões, e tal não linearidade pode ser incluída diretamente, ou de outro modo, levada em consideração ou corrigida para certas realizações.

[040] Referindo-se particufarmente às Figuras 5 e 11 (A), as superfícies de propulsão e de sensibilidade de velocidade 83, 85 para velocidades baixas de vento, tipicamente cerca de 2 a 4 metros/segundo (m/s), são ilustradas. Conforme mostrado, as superfícies 83, 85 são declinadas em direções diferentes, em velocidades de vento baixas. As sensibilidades na propulsão e na velocidade com os acionamentos menores, isto é, os gradientes

28/37 das superfícies 83, 85, são quase perpendiculares no domínio de torque-passo (conforme mostrado pela linha em negrito da Figura 5), em que o passo afeta primeiramente a propulsão, e o torque afeta primeiramente a velocidade. Os gradientes quase perpendiculares são desejáveis e indicam que o acionamento por propulsão e a velocidade podem ser controlados quase independentes um do outro. Então, é possível cumprir a regulação precisa tanto da propulsão quanto da velocidade simultaneamente, sempre que as taxas de mudança de velocidade de vento permanecerem dentro de bandas largas acionadoras. Como tal, em velocidades de vento baixas e alguns projetos de rotor, o controle de propulsão-velocidade proporciona uma redução na carga de fadiga, enquanto também regula a velocidade de rotor, enquanto o passo pode variar levemente ao redor do que é considerado ideal para produção de potência. Adicionalmente, o grau para o qual o passo desvia do ideal aerodinâmico quase estático pode ser escolhido pela seleção de filtragem e/ou de ganhos no circuito de controle externo 72, assim como por imposição de limitações, que golpeiam um equilíbrio entre a redução de fadiga desejada e/ou aderência fechada para o passo ideal aerodinâmico quase estático.

[041] A Figura 6 ilustra as superfícies de propulsão e de resposta de velocidade 83, 85 para velocidades de vento levemente abaixo da velocidade de vento avaliada, por exemplo, tipicamente cerca de 4 a 8 m/s. Conforme mostrado, o controle de propulsão-velocidade tem capacidade para regular a propulsão precisamente e simultaneamente com a velocidade de rotor. Adicionalmente, o benefício de potencial de fadiga nessa velocidade de vento aumenta quando comparado ao benefício em velocidades de vento inferiores, visto que tanto a propulsão de rotor quanto variações da mesma são maiores do que em velocidades de vento inferiores. Por exemplo, a Figura 11(B) ilustra o vetor propulsão-velocidade correspondente no domínio de torque-passo para a região de operação. Conforme mostrado, o vetor de

29/37 propulsão-velocidade é similar ao vetor de 11 (A), embora os gradientes das superfícies 83, 85 sejam menos perpendiculares no domínio de torque-passo.

[042] Em velocidades de vento avaliadas ou quase avaliadas, e antes das pás de rotor 22 começarem a se lançar de volta, em pelo menos algumas realizações, o controlador 26 também tem capacidade para desregular a propulsão precisamente e simultaneamente com velocidade, similar à da velocidade de vento avaliada levemente abaixo. As velocidades de vento avaliadas variam por turbina eólica, mas tipicamente variam de aproximadamente 8 m/s a aproximadamente 15 m/s. Então, conforme mostrado na Figura 7, as superfícies de propulsão e de resposta de velocidade 83, 85 podem ser controladas virtualmente independente uma da outra. A Figura 11(C) ilustra o vetor propulsão-velocidade correspondente no domínio de torque-passo para a região de operação. Consequentemente, a maior oportunidade para uma redução na carga de fadiga é tipicamente vista nessa faixa de operação, visto que a propulsão média é alta, e variações potenciais na propulsão são correspondentemente grandes, Adicionalmente, conforme mostrado na Figura 11(C), o vetor de propulsão-velocidade é similar ao vetor de Figura 11(B). Em certas regiões de operação, e particularmente, de potência quase avaliada (isto é, em que a propulsão tende a ser alta), o ponto de configuração de propulsão 74 pode se saturar em um valor máximo ou programação de valores máximos, que inclui, mas não se limita a um valor ou valores derivados das cargas máximas nos componentes de hardware da turbina, em certas condições de vento ou casos de carga de projeto.

[043] Referindo às Figuras 8 e 11 (D), ligeiramente acima da velocidade de vento avaliada, conforme as pás de rotor 22 começam a se lançar de volta, em algumas realizações, há significativamente mais influência a partir dos acionamentos de passo na velocidade de rotor. A regulação da propulsão ou da velocidade, cada uma, não tem um grande efeito no outro,

30/37 visto que há ainda uma diferença substancial em direções de gradiente no domínio de torque-passo. Então, nessa região, é provável que tanto a propulsão quanto a velocidade possam ser reguladas simultaneamente através da maioria dos tipos de turbulência. Em uma realização, entretanto, o controlador 26 pode priorizar a velocidade ou a propulsão nessa região de operação ou qualquer outra região de operação que segue uma rajada de vento particular e proporciona controle apropriado após a mesma.

[044] Conforme mostrado nas Figuras 9 e 11 (E), conforme as pás de rotor 22 se lançam de volta, a tendência de acionamentos de passo que influenciam de modo crescente a velocidade pode continuar e os acionamentos de passo podem dominar o coeficiente angular das superfícies tanto de propulsão quanto de resposta de velocidade 83, 85. Então, em algumas realizações, mudanças ocasionais na propulsão e na velocidade podem precisar ser priorizadas uma contra a outra e gerenciadas pelo controlador 26, que pode permitir que uma mudança transitória na velocidade para manter o bom controle de propulsão ou vice versa, que depende do ponto de operação instantâneo.

[045] As velocidades altas ou de corte de vento, por exemplo, 20 m/s, alinhamentos de gradiente progridem apenas levemente além daqueles em velocidades de vento avaliadas e aqueles um pouco acima de velocidades de vento avaliadas. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 10 e 11(F), há ainda um grau de separação entre propulsão e velocidade. Então, a uma certa extensão, velocidade e propulsão podem ser reguladas independentemente; entretanto, há muito mais efeito cruzado do que em velocidades de vento avaliadas e abaixo. Como tal, o controlador 26 pode permitir uma mudança na propulsão, a fim de manter a velocidade dentro de ligações predeterminadas ou pode aceitar uma mudança transitória na velocidade para manter estável uma propulsão.

31/37 [046] Referindo-se, agora, à Figura 12, os gráficos da Figura 11 são ilustrados em mais detalhes e adicionalmente incluem direções típicas dos acionamentos de torque e de passo 92, 94, de acordo com a presente revelação. Por exemplo, no ponto 106, isto é, a interseção das linhas pontilhadas 104, as exigências tanto de velocidade quanto de controle de propulsão são satisfeitas. Além disso, a linha 102 representa uma direção típica ou predominante de um acionamento (isto é, uma mudança no ponto de operação) para uma dada região de operação. Mais especificamente, em uma realização, a linha 102 pode representar uma direção ideal do acionamento, enquanto se retém similarmente quando a turbina eólica 10 está levemente fora de qualquer lado do ponto de operação. Se as etapas de resposta na direção de cada gradiente tiveram uma orientação de coeficiente angular perfeitamente para cima e para baixo, em uma superfície plana, dentro do espaço de derivada parcial alinhada, então, logicamente, a direção perpendicular estaria perfeitamente em coeficiente angular cruzado. Então, a fim de regular a velocidade ou a propulsão a uma constante através de uma etapa hipotética, por exemplo, 1 m/s, o controlador 26 é configurado para seguir cada superfície 83, 85 ao nível de cada etapa de resposta individualmente ideal (por propulsão ou velocidade). Como tal, o controlador 26 pode obter o resultado correto em qualquer ponto que esteja em um nível com a etapa de resposta (desvio perpendicular para sua direção), embora nenhuma outra, além da direção da etapa de resposta exigirá mais dos acionadores para alcançar tal controle. Então, as linhas em negrito nas Figuras 5 a 10 e os vetores na Figura 11 (A-F) representam os pontos nas superfícies de resposta que darão um resultado ideal para indicadores individuais (por exemplo, propulsão, velocidade) em seu ponto de operação respectivo. Adicionalmente, o ponto em que as linhas tracejadas se cruzam na Figura 12(A-F) representa o ponto em que tanto a velocidade quanto a propulsão podem ser controlados simultaneamente.

32/37

Conforme as etapas individuais ideais se tornam mais proximamente alinhadas em direção, mas permanecem diferentes no tamanho, o acionamento de controle para atingir simultaneamente ambos os objetivos pode se tornar muito grande e/ou fora de alinhamento com a direção ideal para ambos. Por exemplo, tal é o caso em que a priorização entre os objetivos de regulação de propulsão e de velocidade pode ocorrer em várias realizações, em que as restrições podem ser impostas para ficarem dentro dos limites realísticos e respostas dos acionadores.

[047] Desse modo, o controlador 26 pode visualizar o alinhamento dos dois objetivos de controle e se o controle simultâneo da propulsão e da velocidade, em qualquer região de operação, é realístico. Adicionalmente, em várias realizações, o controlador 26 pode ser exigido para determinar e/ou priorizar se regulariza a velocidade ou a regulação de propulsão, por exemplo, em que os dois gradientes abordam o alinhamento perfeito com magnitude diferente ou em que os mesmos abordam as direções opostas perfeitas no plano de passo-torque para um dado rotor 18. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 12, os gráficos (E) e (F) ilustram as duas etapas de resposta que abordam o alinhamento direcional perfeito com magnitude diferente. Conforme mostrado, a etapa exigida para satisfazer tanto a velocidade quanto a propulsão tende a estar fora, de modo crescente, para um lado ou para o outro, das etapas ideais para a regulação de propulsão ou de velocidade. Nessas áreas, o controlador 26 é configurado para controlar constante mente a turbina eólica 10, a fim de priorizar a velocidade ou a propulsão e proporcionar demandas realísticas de acionamento. Em outras palavras o controlador 26 é configurado para determinar e/ou calcular uma limitação na etapa, a fim de evitar esforços de controle perdidos. Por exemplo, em uma realização, um limite proporcional ao ângulo ou a metade de um ângulo entre o gradiente de propulsão e o gradiente de velocidade pode ser

33/37 utilizado, tal que a resposta geral seja limitada dentro de uma faixa direcional predeterminada, a partir da melhor razão de efeito desejado por acionamento de unidade.

[048] Referindo-se, agora, à Figura 13, um fluxograma de método 200 para controlar dinamicamente a turbina eólica 10, de acordo com uma realização da presente revelação, é ilustrado. Conforme mencionado, o ponto de operação pode ser determinado a partir de qualquer uma ou mais condições ou estados da turbina eólica 10, que incluem, mas não se limitam ao ângulo de passo 90 ou a uma saída de potência 84. Em realizações adicionais, o ponto de operação pode incluir qualquer um dentre os parâmetros operacionais a seguir, que incluem, mas não se limitam a uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma razão de velocidade de ponta, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, uma propulsão, um coeficiente de propulsão, um momento de inclinação de pá (que inclui momentos de inclinação de pá fora de plano ou na direção de aleta), um momento de inclinação de haste, um momento de inclinação de torre, uma resposta de velocidade ou similares.

[049] Conforme mostrado, o método 200 inclui uma primeira etapa 202 para operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade. Outra etapa 204 inclui determinar uma mudança desejada na velocidade real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo. Similarmente, o método 200 também inclui uma etapa de determinar uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo (etapa 206). Em certas realizações, a etapa de determinar as mudanças desejadas na velocidade real e na propulsão pode

34/37 incluir tomar a diferença entre a propulsão real ou a velocidade e os pontos de configuração de propulsão ou de velocidade desejados e a filtragem e/ou cálculo da média das diferenças, respectivamente.

[050] Uma próxima etapa 208 inclui determinar pelo menos um ponto de configuração de parâmetro que alcançará a mudança desejada na velocidade real e a mudança desejada na propulsão real e as sensibilidades à velocidade e à propulsão. Em várias realizações, por exemplo, o(s) ponto(s) de configuração de parâmetro inclui(em) um ponto de configuração de passo 92 e um ponto de configuração de torque 94. Então, o método 200 inclui uma etapa 210 de controle da turbina eólica, com base no ponto(s) de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica, dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio dos quais regula as cargas que atuam na turbina eólica.

[051] Essa descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa versada na técnica pratique a invenção, incluindo fabricar e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo da invenção patenteável é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrerem àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estar dentro do escopo das reivindicações se os mesmos incluírem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais a partir das linguagens literais das reivindicações.

Lista de Referências Numéricas

- Turbina eólica

- Torre

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- Fundação/ Superfície de suporte

- Nacela

- Rotor

- Cubo giratório

- Pá de rotor

- Gerador

- Controlador

- Eixo geométrico de passo

- Mecanismo de ajuste de passo

- Haste de rotor

- Haste de gerador

- Caixa de engrenagem

- Motor de acionamento de passo

- Caixa de engrenagem de acionamento de passo 44 - Pinhão de acionamento de passo 46 - Rolamento de passo 48 - Sensores de pá

- Sensores de gerador

- Sensores de vento

- Estimador de parâmetro de turbina eólica 58 - Processador(es)

- Dispositivo(s) de memória

- Módulo de comunicações

- Interface de sensor

- Mecanismos de acionamento de guinada

- Rolamento de guinada

- Circuito de controle interno

- Circuito de controle externo

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- Mudança desejada na propulsão

- Ponto de configuração de propulsão

- Mudança desejada na velocidade

- Ponto de configuração de velocidade 78 - Controle multivariável

- Ponto de configuração de potência

- Ponto de operação

- Potência real

- Superfície de resposta de propulsão

- Potência filtrada/média

- Superfície de resposta de velocidade

- Passo de precisão ideal

- Resposta com menor atuação

- Passo real

- Passo filtrado/médio

- Propulsão real

- Ponto de configuração de passo

- Velocidade real

- Ponto de configuração de torque

- Controlador de PID

- Comutador

- Usina

102 - Linha

104 - Linha

106 - Ponto

200 - Método

202 - Etapa de método

204 - Etapa de método

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206 - Etapa de método 208 - Etapa de método 210 - Etapa de método

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Claims (20)

1. Reivindicações

   1. MÉTODO PARA CONTROLAR DINAMICAMENTE UMA TURBINA EÓLICA, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

   - operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade;

   - determinar, por meio de um processador, uma mudança desejada na velocidade real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo;

   - determinar, por meio do processador, uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo;

   - determinar, por meio do processador, pelo menos um ponto de configuração de parâmetro que alcança a mudança desejada na velocidade real e a mudança desejada na propulsão real; e

   - controlar a turbina eólica, com base no ponto de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, regulando, desse modo, as cargas que atuam na turbina eólica.
2. 2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ponto de operação instantâneo compreende pelo menos um dentre uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma razão de velocidade de ponta, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, uma propulsão, um coeficiente de propulsão, uma resposta de propulsão, um momento de inclinação de pá, um momento de inclinação de haste, uma resposta de velocidade ou um momento de inclinação de torre.

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3. 3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar pelo menos um dentre o ponto de configuração de propulsão ou o ponto de configuração de velocidade, com base no ponto de operação instantâneo.
4. 4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, em regiões de operação, quando uma velocidade de vento está acima de uma velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de propulsão é ajustado de acordo com uma saída de potência filtrada ou não filtrada, em que, quando a velocidade de vento está abaixo da velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de propulsão é ajustado de acordo com um ângulo de passo filtrado ou não filtrado, e em que, quando a velocidade de vento está na velocidade de vento classificada ou próxima à mesma, o ponto de configuração de propulsão é ajustado, com base em uma propulsão de projeção máxima da turbina eólica.
5. 5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar uma mudança desejada na saída de potência, com base em uma diferença entre uma potência real e um ponto de configuração de potência e determinar uma mudança desejada no ângulo de passo, com base em uma diferença entre um passo real e um passo de precisão ideal.
6. 6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar a mudança desejada na velocidade real:

   - determinando-se uma velocidade real da turbina eólica; e,

   - determinando-se uma diferença entre o ponto de configuração de velocidade e a velocidade real, em que tanto o ponto de configuração de velocidade quanto a velocidade real são refletivos de uma velocidade de gerador, de uma velocidade de rotor ou de uma razão de velocidade de ponta.

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7. 7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar a mudança desejada na propulsão real:

   - determinando-se uma propulsão real da turbina eólica; e,

   - determinando-se uma diferença entre o ponto de configuração de propulsão e a propulsão real.
8. 8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que determinar a propulsão real compreende adicionalmente utilizar pelo menos um dentre os seguintes: um ou mais sensores, uma pluralidade de equações, um ou mais mapas de desempenho aerodinâmico ou uma ou mais tabelas de consulta.
9. 9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar o ponto de configuração de parâmetro compreende adicionalmente utilizar o controle multivariável.
10. 10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controle multivariável compreende pelo menos uma dentre uma função de custo, uma função de perda ou uma função de transferência.
11. 11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar uma sensibilidade de velocidade e uma sensibilidade de propulsão calculando-se pelo menos uma derivada parcial da propulsão real ou da velocidade real, em relação ao ponto de operação e a um ou mais acionamentos de controle, e utilizando-se a sensibilidade de velocidade e a sensibilidade de propulsão no controle multivariável.
12. 12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ponto de configuração de parâmetro compreende adicionalmente pelo menos um dentre um ponto de configuração de ângulo de passo ou um ponto de configuração de torque.

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13. 13. SISTEMA PARA CONTROLAR DINAMICAMENTE UMA TURBINA EÓLICA, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende um processador configurado para:

    - operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão desejado e um ponto de configuração de velocidade desejado;

    - determinar uma mudança desejada na velocidade real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo;

    - determinar uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir do ponto de operação instantâneo;

    - determinar pelo menos um ponto de configuração de parâmetro que alcança a mudança desejada na velocidade real e a mudança desejada na propulsão real; e um controlador acoplado comunicativamente com o processador, sendo que o controlador é configurado para controlar a turbina eólica, com base no ponto de configuração de parâmetro, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio do qual regula as cargas que atuam na turbina eólica.
14. 14. MÉTODO PARA CONTROLAR DINAMICAMENTE UMA TURBINA EÓLICA, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

    - operar a turbina eólica, com base em um ponto de configuração de propulsão e em um ponto de configuração de velocidade;

    - determinar, por meio de um processador, uma mudança desejada na velocidade real de rotor da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo;

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    - determinar, por meio do processador, uma mudança desejada na propulsão real da turbina eólica, em resposta aos acionamentos de controle que se iniciam a partir de um ponto de operação instantâneo;

    - utilizar, por meio do processador, o controle multivariável para determinar um ponto de configuração de passo e um ponto de configuração de torque que alcança a mudança desejada na velocidade real de rotor e a mudança desejada na propulsão real; e

    - controlar a turbina eólica, com base no ponto de configuração de passo e no ponto de configuração de torque, de modo a manter a propulsão real e a velocidade real da turbina eólica dentro de uma certa tolerância do ponto de configuração de propulsão e do ponto de configuração de velocidade, por meio do qual regula as cargas que atuam na turbina eólica.
15. 15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o ponto de operação instantâneo compreende pelo menos um dentre uma velocidade de vento, um ângulo de passo, uma velocidade de gerador, uma saída de potência, uma saída de torque, uma razão de velocidade de ponta, uma velocidade de rotor, um coeficiente de potência, um coeficiente de torque, uma propulsão, um coeficiente de propulsão, uma resposta de propulsão, um momento de inclinação de pá, um momento de inclinação de haste, uma resposta de velocidade ou um momento de inclinação de torre.
16. 16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente ajustar pelo menos um dentre o ponto de configuração de propulsão ou o ponto de configuração de velocidade, com base no ponto de operação instantâneo.
17. 17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que, em regiões de operação, quando a velocidade de vento está acima de uma velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de

    6/6 propulsão é ajustado de acordo com uma saída de potência, em que, quando a velocidade de vento está abaixo da velocidade de vento avaliada, o ponto de configuração de propulsão é ajustado de acordo com um ângulo filtrado de passo, e em que, em regiões de operação na velocidade de vento avaliada ou próximas à mesma, o ponto de configuração de propulsão é ajustado com base em uma propulsão de projeção máxima da turbina eólica.
18. 18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar a saída de potência, com base em uma diferença entre uma potência real e um ponto de configuração de potência, e determinar o ângulo de passo, com base em uma diferença entre um passo real e um passo de precisão ideal,
19. 19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar a mudança desejada na velocidade real de rotor:

    - determinando-se uma velocidade real de rotor da turbina eólica;

    e,

    - determinando-se uma diferença entre o ponto de configuração de velocidade de rotor e a velocidade real de rotor.
20. 20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar a mudança desejada na propulsão real:

    - determinando-se uma propulsão real da turbina eólica; e,

    - determinando-se uma diferença entre o ponto de configuração de propulsão e a propulsão real.

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