BR102022013357A2

BR102022013357A2 - Método para controlar um recurso com base em inversor e sistema para controlar um sistema de energia de turbina eólica

Info

Publication number: BR102022013357A2
Application number: BR102022013357-3A
Authority: BR
Inventors: Dustin Howard; Alfredo Sebastian Achilles
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2023-02-07
Also published as: EP4135146A3; CA3169123A1; EP4135146A2; US11715958B2; US20230031575A1; CN115681000A

Abstract

Um método para controlar um recurso com base em inversor (RBI) tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica inclui receber um primeiro sinal de limite de energia para o RBI de um controlador externo, receber um segundo sinal de limite de energia para o RBI e determinar um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia. O método também inclui aplicar uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrita e determinar pelo menos um dentre um sinal de referência de energia ou um sinal de referência de passo para o RBI em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e o sinal de limite de energia restrita. Além disso, o método inclui determinar o um ou mais comandos de controle para o RBI com base em pelo menos um dentre o sinal de referência de energia ou o sinal de referência de passo e controlar o RBI com base no(s) comando(s) de controle de modo a suportar uma frequência de grade da rede elétrica dentro da energia disponível no RBI.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR UM RECURSO COM BASE EM INVERSOR E SISTEMA PARA CONTROLAR UM SISTEMA DE ENERGIA DE TURBINA EÓLICA

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere de forma geral a recursos com base em inversor, tais como sistemas de energia de turbinas eólicas e mais particularmente, a sistemas e métodos para controle de energia de um recurso com base em inversor com um conversor formador de grade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e ecologicamente corretas atualmente disponíveis, e as turbinas eólicas têm ganhado cada vez mais atenção a esse respeito. Uma turbina eólica moderna normalmente inclui uma torre, gerador, caixa de engrenagens, nacela e uma ou mais pás do rotor. As pás do rotor capturam a energia cinética do vento usando princípios de aerofólio conhecidos. Por exemplo, as pás do rotor normalmente têm o perfil da seção transversal de um aerofólio de forma que, durante a operação, o ar flui sobre a pá produzindo uma diferença de pressão entre os lados. Consequentemente, uma força de elevação, que é direcionada do lado da pressão para o lado da sucção, atua na lâmina. A força de sustentação gera torque no eixo do rotor principal, que normalmente é acoplado a um gerador para a produção de eletricidade.

[003] As turbinas eólicas podem ser diferenciadas em dois tipos: turbinas de velocidade fixa e velocidade variável. Convencionalmente, as turbinas eólicas de velocidade variável são controladas como fontes de corrente conectadas a uma rede elétrica. Em outras palavras, as turbinas eólicas de velocidade variável contam com uma frequência de rede detectada por um circuito de bloqueio de fase (PLL) como uma referência e injetam uma quantidade especificada de corrente na rede. O controle de fonte de corrente convencional das turbinas eólicas é com base nas suposições de que as formas de onda de voltagem da rede são formas de onda de voltagem fundamentais com frequência e magnitude fixas e que a penetração da energia eólica na rede é baixa o suficiente para não causar perturbações na magnitude e frequência de voltagem da rede. Assim, as turbinas eólicas simplesmente injetam a corrente especificada na rede com base nas formas de onda de voltagem fundamental. No entanto, com o rápido crescimento da energia eólica, a penetração da energia eólica em algumas redes aumentou a ponto de os geradores eólicos terem um impacto significativo na voltagem e frequência da rede. Quando as turbinas eólicas estão localizadas em uma rede fraca, as flutuações de energia das turbinas eólicas podem levar a um aumento na magnitude e variações de frequência na voltagem da rede. Essas flutuações podem afetar adversamente o desempenho e a estabilidade do PLL e do controle de corrente da turbina eólica.

[004] Além disso, a redução da proporção de máquinas síncronas em relação aos recursos com base em inversores, que determinam os parâmetros de definição da voltagem e frequência da rede, têm contribuído para a diminuição das margens de estabilidade. A consequência imediata da diminuição das margens de estabilidade é um colapso da rede quando sujeito a distúrbios de voltagem e frequência na rede.

[005] Consequentemente, muitos recursos com base em inversores existentes, como geradores de turbina eólica duplamente alimentados, operam em um modo de “seguimento da rede”. Dispositivos do tipo de seguimento da rede utilizam circuitos de regulação de corrente rápidos para controlar a energia ativa e reativa trocada com a rede. Assim, os controles de turbina com conversores de seguimento da rede são projetados para injetar a máxima energia disponível do vento, independente do equilíbrio geração/ carga na rede. De forma mais específica, a Figura 1 ilustra os elementos básicos do circuito principal e da estrutura de controle do conversor para um gerador de turbina eólica duplamente alimentado que segue a rede. Como mostrado, a referência de energia ativa para o conversor é desenvolvida pelo regulador de fonte de energia, por exemplo, a porção de controle da turbina de uma turbina eólica. Isso é transmitido como uma referência de torque que representa o menor da energia máxima atingível da fonte de energia naquele instante, ou um comando de redução de um controlador de rede de nível superior. O controle do conversor então determina uma referência de corrente para o componente ativo da corrente para atingir o torque desejado. Consequentemente, o gerador de turbina eólica duplamente alimentado inclui funções que gerenciam a voltagem e a energia reativa de uma maneira que resulta em um comando para o componente reativo da corrente. Os reguladores de corrente de largura de banda larga desenvolvem comandos para a voltagem a ser aplicada pelos conversores ao sistema, de forma que as correntes reais acompanhem de perto os comandos.

[006] De forma alternativa, os conversores do tipo formador de rede fornecem uma característica de fonte de voltagem, em que o ângulo e a magnitude de voltagem são controlados para atingir as funções de regulação necessárias para a rede. Assim, os conversores formadores de rede participam do balanço geração-carga de forma semelhante aos geradores convencionais com base em máquinas síncronas. Portanto, as turbinas eólicas com controles de conversor de formação de rede exigem que os controles da turbina gerenciem tanto a saída de energia do vento disponível quanto as demandas de energia da rede. Com esta estrutura, a corrente fluirá de acordo com as demandas da rede enquanto o conversor contribui para estabelecer uma voltagem e frequência para a rede. Esta característica é comparável aos geradores convencionais com base em uma turbina acionando uma máquina síncrona. Assim, uma fonte formadora de rede deve incluir as seguintes funções básicas: (1) suportar a voltagem e a frequência da rede para qualquer fluxo de corrente dentro da classificação do equipamento, tanto real quanto reativo; (2) evitar a operação além da voltagem do equipamento ou capacidade de corrente, permitindo que a voltagem ou frequência da rede mude em vez de desconectar o equipamento (a desconexão é permitida apenas quando a voltagem ou a frequência estão fora dos limites estabelecidos pela entidade da rede); (3) permanecer estável para qualquer configuração de rede ou característica de carga, incluindo servir uma carga isolada ou conectada a outras fontes formadoras de rede, e alternar entre tais configurações; (4) compartilhar a carga total da rede entre outras fontes formadoras de rede conectadas à rede; (5) superar os distúrbios da rede, tanto maiores quanto menores, e (6) atender aos requisitos (1) a (5) sem a necessidade de comunicação rápida com outros sistemas de controle existentes na rede, ou sinais lógicos criados externamente relacionados a mudanças na configuração da rede.

[007] A estrutura de controle básica para atingir os objetivos formadores de rede acima foi desenvolvida e comprovada em campo para sistemas de bateria no início de 1990 (ver, por exemplo, Patente dos Estados Unidos: 5.798.633 intitulada “Sistema de Condicionamento de Energia de Armazenamento de Energia de Bateria (Battery Energy Storage Power Conditioning System)”). Os pedidos de geradores eólicos de conversão total e geradores solares são divulgados na Patente dos Estados Unidos No.: 7.804.184 intitulada “Sistema e Método para Controle de um Sistema de Geração de Energia Conectada à Rede (System and Method for Control of a Grid Connected Power Generating System)” e na Patente dos Estados Unidos No.: 9.270.194 intitulada “Controlador para controlar a conversor de energia (Controller for controlling a power converter)”. Pedidos para controle de formação de rede para um gerador de turbina eólica duplamente alimentado são divulgadas em PCT/US2020/013787 intitulado “Sistema e método para fornecer controle de formação de rede para um gerador de turbina eólica de alimentação dupla (System and Method for Providing Grid-Forming Control for a Double-Feb Wind Turbine Generator)”.

[008] Como exemplo, a Figura 2 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um circuito principal de um sistema de formação de rede. Conforme mostrado, o circuito principal inclui um conversor eletrônico de energia com conexões nos lados CC e CA. Este conversor recebe comandos de disparo de um controlador que cria um fasor de voltagem CA Vcnv em um ângulo de Thvcnv. O ângulo é em relação a um fasor de referência com uma frequência fixa. O lado DC é fornecido com um dispositivo capaz de gerar ou absorver energia mesmo por um curto período. Tais dispositivos podem incluir, por exemplo, baterias, painéis solares, máquinas rotativas com um retificador ou capacitores. Além disso, como mostrado, o circuito inclui uma impedância indutiva Xcnv conectando o conversor ao seu ponto de interconexão, mostrado como a voltagem Vt e o ângulo ThVt na Figura 2. O sistema elétrico atrás do ponto de interconexão é mostrado como um equivalente de ThVthev com impedância Zthev e voltagem Vthev no ângulo ThVthev. Este equivalente pode ser usado para representar qualquer circuito, incluindo circuitos conectados à rede e ilhados com cargas. Em situações práticas, a impedância Zthev será principalmente indutiva.

[009] Ainda com referência à Figura 2, a parte em forma de circuito fechado do controle principal recebe sinais de retorno de voltagem e da corrente no ponto de interconexão. Entradas adicionais são recebidas de controles de nível superior (não mostrado). Embora a Figura 2 ilustra um único conversor como exemplo, qualquer agrupamento de equipamento que pode criar um equivalente elétrico de uma voltagem controlada Vcnv por trás de uma impedância Xcnv pode ter os esquemas de controle divulgados aplicados para alcançar os mesmos benefícios de desempenho.

[010] Com referência agora à Figura 3, um diagrama de controle para fornecer controle de formação de rede de acordo com a construção convencional é ilustrado. Como mostrado, um controlador de conversor (1) recebe referências (por exemplo, Vref e Pref) e limites (por exemplo, VcmdLimites e PcmdLimites) de controles de nível superior (2). Esses limites de alto nível são em quantidades físicas de voltagem, corrente e energia. Os reguladores principais incluem um regulador de voltagem rápido (3) e um regulador de energia lenta (4). Esses reguladores (3, 4) têm limites finais aplicados aos comandos de controle do conversor para magnitude de voltagem (por exemplo, VcnvCmd) e ângulo (por exemplo, θPang e θPLL) para implementar restrições nos componentes reais e reativos da corrente, respectivamente. Além disso, tais limites são com base em um valor fixo predeterminado como padrão, com controle em forma de circuito fechado para reduzir os limites caso a corrente exceda os limites

[011] Por conseguinte, a presente invenção é direcionada a sistemas e métodos para controlar um recurso com base em inversor que responde a excursões de frequência de rede, enquanto também permite maximizar a geração de energia quando as condições de frequência de rede são normais.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[012] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos por meio da prática da invenção.

[013] Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a um método para controlar um recurso com base em inversor tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica. O método inclui receber, por meio de um controlador, um primeiro sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor de um controlador externo. O método também inclui receber, por meio de um módulo de restrição de energia local do controlador, um segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor. Além disso, o método inclui determinar, por meio do controlador, um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia. Além disso, o método inclui aplicar, por meio do controlador, uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrito. O método também inclui determinar, por meio de um algoritmo de rastreamento de energia máxima do controlador, pelo menos um dentre um sinal de referência de energia ou um sinal de referência de passo para o recurso com base em inversor em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e a restrição de sinal de limite de energia. Além disso, o método inclui determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de controle para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o sinal de referência de energia ou o sinal de referência de passo. Como tal, o método inclui controlar, por meio do controlador, o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência de rede da rede elétrica dentro da energia disponível no recurso com base em inversor.

[014] Em uma forma de realização, o método também pode incluir ajustar, por meio do controlador, o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência antes de determinar o um ou mais comandos de controle.

[015] Em outra forma de realização, uma referência de frequência para pelo menos uma das primeiras e das segundas funções de queda de frequência é uma versão filtrada de um retorno de frequência do recurso com base em inversor. Em tais formas de realização, uma largura de banda de filtro da primeira função de queda de frequência é maior do que uma largura de banda de filtro da segunda função de queda de frequência.

[016] Em outras formas de realização, o recurso com base em inversor inclui um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um gerador. Em tais formas de realização, um ou mais comandos de controle incluem pelo menos um de um sinal de energia para um controlador de conversor do conversor de energia ou um comando de passo para um sistema de passo do sistema de energia de turbina eólica.

[017] Em várias formas de realização, o controlador é um controlador de turbina ou um controlador de conversor do sistema de energia de turbina eólica.

[018] Em formas de realização adicionais, o método pode incluir determinar, por meio do módulo de restrição de energia local do controlador, o segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor determinando, por meio do controlador, uma compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência, determinando, por meio do controlador, um sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia e determinando uma referência de energia compensada final com base na compensação para o sinal de referência de energia e o sinal de referência de energia de saída compensado.

[019] Em tais formas de realização, determinar a compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência pode incluir receber, por meio do controlador, um sinal de referência de grade de frequência e um sinal de retorno de grade de frequência da rede elétrica, determinando uma diferença entre o sinal de referência de grade de frequência e o sinal de retorno da grade de frequência, e aplicar, por meio do controlador, uma segunda função de queda de frequência à diferença para determinar a compensação para o sinal de referência de energia.

[020] Em outras formas de realização, determinar a compensação para o sinal de referência de energia para considerar a operação de queda de frequência pode incluir compensar, por meio de um primeiro elemento diferencial filtrado do controlador, uma saída da segunda função de queda de frequência para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado.

[021] Em ainda outra forma de realização, determinar o sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia pode incluir filtrar, por meio do controlador, o sinal de referência de energia e compensar, por meio de um segundo elemento diferencial filtrado do controlador, o sinal de referência de energia filtrado para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado.

[022] Em formas de realização adicionais, o método pode incluir a aplicação de um deslocamento de margem à referência de energia compensada final.

[023] Em ainda outras formas de realização, o método pode incluir gerar, por meio do controlador, um sinal de referência de frequência com base no sinal de retorno da rede de frequência da rede elétrica e enviar, por meio do controlador, o sinal de referência de frequência para um controlador de conversor do conversor de energia. Em tais formas de realização, o sinal de referência de frequência aciona uma queda do conversor para zero durante o estado estacionário e o limite do ponto de ajuste de energia restringe o ponto de ajuste de energia mais próximo da energia real sendo gerada pelo recurso com base no inversor, permitindo assim que a primeira função de queda de frequência responda à energia demandas da rede elétrica.

[024] Em formas de realização particulares, a geração do sinal de referência de frequência pode incluir filtrar, por meio de um ou mais filtros do controlador, o sinal de retorno da rede de frequência da rede elétrica. Em tais formas de realização, um ou mais filtros podem incluir pelo menos um de um filtro passa-baixa de primeira ordem ou um filtro passa-baixa de média rotativa.

[025] Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a um sistema para controlar um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor de energia formador de grade conectado a uma rede elétrica. O sistema inclui um controlador de turbina compreendendo pelo menos um processador, o pelo menos um processador configurado para realizar uma pluralidade de operações, incluindo receber um primeiro sinal de limite de energia para o sistema de energia de turbina eólica de um controlador externo, receber um segundo sinal de limite de energia para o sistema de energia de turbina eólica, determinando um sinal de limite de energia restrita com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia, aplicando uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrita, determinando um sinal de referência de energia para o sistema de energia de turbina eólica em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e do sinal de limite de energia restrita, ajustando o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência, determinando um ou mais comandos de controle para o sistema de energia de turbina eólica com base no sinal de referência de energia ajustado e controlando o sistema de energia de turbina eólica com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência da rede da rede elétrica dentro da energia disponível no sistema de energia da turbina eólica. Deve ser entendido que o sistema de energia da turbina eólica pode incluir ainda qualquer uma das características e/ou etapas adicionais aqui descritas.

[026] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem compreendidos com referência à seguinte descrição e reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram formas de realização da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[027] Uma invenção completa e capacitadora da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às Figuras anexas, nas quais: A Figura 1 ilustra um diagrama de uma linha de um gerador de turbina eólica duplamente alimentado com estrutura de controles de conversor para aplicação de seguimento da rede de acordo com a construção convencional; A Figura 2 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um circuito principal de um sistema de formação de rede de acordo com a construção convencional; A Figura 3 ilustra um diagrama de controle para fornecer controle de formação de rede de acordo com a construção convencional; A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica de acordo com a presente invenção; A Figura 5 ilustra uma vista interna simplificada de uma forma de realização de uma nacela de acordo com a presente invenção; A Figura 6 ilustra uma vista esquemática de uma forma de realização de um sistema de energia elétrica de turbina eólica adequado para uso com a turbina eólica mostrada na Figura 1; A Figura 7 ilustra uma vista esquemática de uma forma de realização de um parque eólico tendo uma pluralidade de turbinas eólicas de acordo com a presente invenção; A Figura 8 ilustra um diagrama de blocos de uma forma de realização de um controlador de acordo com a presente invenção;A Figura 9 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um conversor de formação de grade para um gerador de turbina eólica de alimentação dupla de acordo com a presente invenção; A Figura 10 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um regulador de energia inercial com uma queda de frequência de acordo com a presente invenção; A Figura 11 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização das principais entradas e saídas de um controlador de turbina de um sistema de energia de turbina eólica de acordo com a presente invenção; A Figura 12 ilustra um diagrama de fluxo de uma forma de realização do método para controlar um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica de acordo com a presente invenção; A Figura 13 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um sistema para controlar um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica de acordo com a presente invenção; e A Figura 14 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização de um módulo de restrição de energia local para um sistema para controlar um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[028] Agora será feita referência em detalhes às formas de realização da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não como limitação da invenção. Na verdade, será evidente para os técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, os recursos ilustrados ou descritos como parte de uma forma de realização podem ser usados com outra forma de realização para produzir ainda uma forma de realização adicional. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações que caiam no escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[029] As usinas de geração de energia térmica convencionais utilizam funções de controle de queda de frequência para compartilhar as cargas de energia ativas do sistema entre os geradores conectados ao sistema e para suportar a frequência do sistema. O controle de queda de frequência é caracterizado por alterar a geração de energia ativa proporcionalmente ao desvio na frequência da rede em uma direção que suporta a frequência da rede. As turbinas eólicas modernas com base na tecnologia de conversor de seguimento de rede não utilizam queda de frequência para fins de compartilhamento de carga com outros geradores, mas dependem de outros geradores (de forma geral usinas termelétricas com base em máquinas síncronas) para gerenciar as variações na geração/carga no sistema. Assim, as turbinas eólicas de forma geral podem injetar a energia máxima disponível do recurso eólico local, independentemente das cargas do sistema. Algumas exceções a esse comportamento incluem eventos de frequência maiores (anormais), nos quais a saída de energia da turbina eólica pode ser reduzida para mitigar quaisquer grandes desequilíbrios na geração/carga do sistema.

[030] A tecnologia do conversor de formação de rede responde às mudanças na geração/carga do sistema de maneira semelhante à geração convencional (térmica). Semelhante à geração térmica convencional, a queda de frequência é usada em conversores formadores de rede para compartilhar a carga entre outros recursos formadores de rede conectados em paralelo. Ao contrário da geração de energia convencional, no entanto, a quantidade de energia disponível das turbinas eólicas é menos previsível devido às variações do vento. A quantidade de suporte à frequência do sistema em termos de energia ativa é, portanto, limitada pelas condições do vento local. Assim, a presente invenção é direcionada a sistemas e métodos de controle de energia de recursos com base em inversores formadores de rede com queda de frequência que são capazes de suportar a frequência de rede, respeitando também as limitações na disponibilidade de energia do vento.

[031] Conforme usado neste documento, os recursos com base em inversor de forma geral se referem a dispositivos elétricos que podem gerar ou absorver energia elétrica por meio da comutação de dispositivos eletrônicos de energia. Consequentemente, o recurso com base em inversor pode incluir geradores de turbina eólica, inversores solares, sistemas de armazenamento de energia, STATCOMs ou sistemas de energia hidrelétrica. Por exemplo, em uma forma de realização, o recurso com base em inversor pode ser um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor do lado do rotor, um conversor do lado da linha e um gerador de indução duplamente alimentado (DFIG) conectado à rede elétrica

[032] Com referência agora aos desenhos, a Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica (10) de acordo com a presente invenção. Como mostrado, a turbina eólica (10) de forma geral inclui uma torre (12) se estendendo 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 rotativo (20) e pelo menos uma pá do rotor (22) acoplada e se estendendo para fora do cubo (20). Por exemplo, na forma de realização ilustrada, o rotor (18) inclui três pás do rotor (22). No entanto, em uma forma de realização alternativa, o rotor (18) pode incluir mais ou menos do que três pás do rotor (22). Cada pá do rotor (22) pode ser espaçada em torno do cubo (20) para facilitar a rotação do rotor (18) para permitir que a energia cinética seja transferida do vento para energia mecânica utilizável e, subsequentemente, energia elétrica. Por exemplo, o cubo (20) pode ser acoplado rotativamente a um gerador elétrico (24) (Figura 5) posicionado dentro da nacela (16) para permitir que a energia elétrica seja produzida.

[033] A turbina eólica (10) também pode incluir um controlador de turbina eólica (26) centralizado dentro da nacela (16). No entanto, em outras formas de realização, o controlador (26) pode estar localizado dentro de qualquer outro componente da turbina eólica (10) ou em um local fora da turbina eólica (10). Além disso, o controlador (26) pode ser acoplado comunicativamente a qualquer número dos componentes da turbina eólica (10), a fim de controlar a operação de tais componentes e/ou implementar uma ação corretiva ou de controle. Como tal, o controlador (26) pode incluir um computador ou outra unidade de processamento adequada. Assim, em várias formas de realização, o controlador (26) pode incluir instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas, configuram o controlador (26) para executar várias funções diferentes, como receber, transmitir e/ou executar sinais de controle de turbina eólica. Consequentemente, o controlador (26) pode de forma geral ser configurado para controlar os vários modos de operação (por exemplo, sequências de inicialização ou desligamento), rebaixando ou melhorando a turbina eólica e/ou componentes individuais da turbina eólica (10).

[034] Com referência agora à Figura 5, uma vista interna simplificada de uma forma de realização da nacela (16) da turbina eólica (10) mostrada na Figura 4 é ilustrado. Como mostrado, um gerador (24) pode ser disposto dentro da nacela (16) e suportado no topo de uma placa base (46). Em geral, o gerador (24) pode ser acoplado ao rotor (18) para produzir energia elétrica a partir da energia rotacional gerada pelo rotor (18). Por exemplo, como mostrado na forma de realização ilustrada, o rotor (18) pode incluir um eixo de rotor (34) acoplado ao cubo (20) para rotação com o mesmo. O eixo do rotor (34) pode, por sua vez, ser acoplado rotativamente a um eixo do gerador (36) do gerador (24) por meio de uma caixa de engrenagens (38). Como é de forma geral entendido, o eixo do rotor (34) pode fornecer uma entrada de baixa velocidade e alto torque para a caixa de engrenagens (38) em resposta à rotação das pás do rotor (22) e do cubo (20). A caixa de engrenagens (38) pode então ser configurada para converter a baixa velocidade, alta entrada de torque em alta velocidade, baixa saída de torque para acionar o eixo do gerador (36) e, assim, o gerador (24).

[035] A turbina eólica (10) também pode ter um ou mais mecanismos de acionamento de passo (32) comunicativamente acoplados ao controlador de turbina eólica (26), com cada mecanismo (s) de ajuste de passo (32) sendo configurado para girar um rolamento de passo (40) e, assim, a (s) pá (s) de rotor individual (22) sobre seu respectivo eixo de inclinação (28). Além disso, como mostrado, a turbina eólica (10) pode incluir um ou mais mecanismos de acionamento de guinada (42) configurados para alterar o ângulo da nacela (16) em relação ao vento (por exemplo, engatando um rolamento de guinada (44) do vento turbina (10) que está disposta entre a nacela (16) e a torre (12) da turbina eólica (10)).

[036] Além disso, a turbina eólica (10) também pode incluir um ou mais sensores (66, 68) para monitorar várias condições de vento da turbina eólica (10). Por exemplo, a direção do vento de entrada (52), velocidade do vento ou qualquer outra condição de vento adequada perto do vento a turbina (10) pode ser medida, tal como por meio do uso de um sensor meteorológico adequado (66). Sensores meteorológicos adequados podem incluir, por exemplo, dispositivos de detecção e alcance de luz (“LIDAR”), dispositivos de detecção e alcance sônico (“SODAR”), anemômetros, palhetas de vento, barômetros, dispositivos de radar (tais como dispositivos de radar Doppler) ou qualquer outro dispositivo de detecção que pode fornecer informações direcionais do vento agora conhecidas ou desenvolvidas posteriormente no estado da técnica. Ainda outros sensores (68) podem ser utilizados para medir parâmetros operacionais adicionais da turbina eólica (10), tais como voltagem, corrente, vibração, etc., conforme descrito neste documento.

[037] Com referência agora à Figura 6, um diagrama esquemático de uma forma de realização de um sistema de energia de turbina eólica (100) é ilustrado de acordo com aspectos da presente invenção. Embora a presente invenção seja de forma geral descrita neste documento com referência à turbina eólica (10) mostrada na Figura 4, os técnicos no assunto, usando as divulgações fornecidas neste documento, devem entender que aspectos da presente invenção também podem ser aplicáveis em outros sistemas de geração de energia e, como mencionado acima, que a invenção não está limitada a sistemas de turbina eólica.

[038] Na forma de realização da Figura 6 e como mencionado, o rotor (18) da turbina eólica (10) (Figura 4) pode, opcionalmente, ser acoplado à caixa de engrenagens (38), que é, por sua vez, acoplada a um gerador (102), que pode ser um gerador de indução duplamente alimentado (DFIG). Como mostrado, o DFIG (102) pode ser conectado a um barramento de estator (104). Além disso, como mostrado, um conversor de energia (106) pode ser conectado ao DFIG (102) por meio de um barramento de rotor (108) e ao barramento de estator (104) por meio de um barramento lateral de linha (110). Como tal, o barramento do estator (104) pode fornecer uma energia multifásica de saída (por exemplo, energia trifásica) de um estator do DFIG (102), e o barramento do rotor (108) pode fornecer uma energia multifásica de saída (por exemplo, energia trifásica) de um rotor do DFIG (102). O conversor de energia (106) também pode incluir um conversor do lado do rotor (RSC) (112) e um conversor do lado da linha (LSC) (114). O DFIG (102) é acoplado por meio do barramento do rotor (108) ao conversor do lado do rotor (112). Além disso, o RSC (112) está acoplado ao LSC (114) por meio de uma ligação DC (116) por meio do qual está um capacitor de ligação DC (118). O LSC (114) é, por sua vez, acoplado ao barramento lateral da linha (110).

[039] O RSC (112) e o LSC (114) podem ser configurados para o modo de operação normal em um arranjo de modulação de largura de pulso (PWM) trifásico usando um ou mais dispositivos de comutação, tais como elementos de comutação de transistor bipolar de porta isolada (IGBT). Além disso, o conversor de energia (106) pode ser acoplado a um controlador de conversor (120) a fim de controlar a operação do conversor lateral do rotor (112) e/ou do conversor lateral da linha (114) como descrito neste documento. Deve-se notar que o controlador conversor (120) pode ser configurado como uma interface entre o conversor de energia (106) e o controlador de turbina (26) e pode incluir qualquer número de dispositivos de controle.

[040] Em configurações típicas, vários contatores de linha e disjuntores incluindo, por exemplo, um disjuntor de rede (122) também podem ser incluídos para isolar os vários componentes conforme necessário para a operação normal do DFIG (102) durante a conexão e desconexão de uma carga, tal como o elétrico rede (124). Por exemplo, um disjuntor de sistema (126) pode acoplar um barramento de sistema (128) a um transformador (130), que pode ser acoplado à rede elétrica (124) por meio do disjuntor de rede (122). Em formas de realização alternativas, os fusíveis podem substituir parte ou todo o circuito disjuntores.

[041] Em operação, a energia de corrente alternada gerada no DFIG (102) pela rotação do rotor (18) é fornecida à rede elétrica (124) por meio de caminhos duplos definidos pelo barramento do estator (104) e o barramento do rotor (108). No barramento do rotor (108), multifase sinusoidal (por exemplo, energia de corrente alternada (CA) trifásica é fornecida ao conversor de energia (106). O conversor do lado do rotor (112) converte a energia CA fornecida a partir do barramento do rotor (108) em energia de corrente contínua (CC) e fornece energia CC para a ligação CC (116). Como é de forma geral entendido, os elementos de comutação (por exemplo, IGBTs) usados nos circuitos de ponte do conversor do lado do rotor (112) podem ser modulados para converter a energia CA fornecida a partir do barramento do rotor (108) em energia CC adequada para a ligação CC (116).

[042] Além disso, o conversor do lado da linha (114) converte a energia CC na ligação CC (116) em energia de saída CA adequada para a rede elétrica (124). Em particular, os elementos de comutação (por exemplo, IGBTs) usados em circuitos de ponte do conversor do lado da linha (114) podem ser modulados para converter a energia CC na ligação CC (116) em energia CA no barramento lateral da linha (110). A energia CA do conversor de energia (106) pode ser contida com a energia do estator do DFIG (102) para fornecer energia multifásica (por exemplo, alimentação trifásica) tendo uma frequência mantida substancialmente na frequência da rede elétrica (124) (por exemplo, 50 Hz ou 60 Hz).

[043] Além disso, vários disjuntores e interruptores, como o disjuntor da rede (122), o disjuntor do sistema (126), o interruptor de sincronização do estator (132), o disjuntor do conversor (134) e o contator de linha (136) podem ser incluídos no sistema de energia da turbina eólica (100) para conectar ou desconectar os barramentos correspondentes, por exemplo, quando o fluxo de corrente é excessivo e pode danificar os componentes do sistema de energia da turbina eólica (100) ou para outras considerações operacionais. Componentes de proteção adicionais também podem ser incluídos no sistema de energia da turbina eólica (100).

[044] Além disso, o conversor de energia (106) pode receber sinais de controle, por exemplo, do sistema de controle local (176) por meio do controlador de conversor (120). Os sinais de controle podem ser com base, entre outras coisas, em estados detectados ou características operacionais do sistema de energia de turbina eólica (100). Normalmente, os sinais de controle fornecem controle da operação do conversor de energia (106). Por exemplo, o retorno na forma de uma velocidade detectada do DFIG (102) pode ser usado para controlar a conversão da energia de saída do barramento do rotor (108) para manter uma fonte de alimentação multifásica adequada e balanceada (por exemplo, trifásica). Outro retorno de outros sensores também pode ser usado pelo (s) controlador (es) (120, 26) para controlar o conversor de energia (106), incluindo, por exemplo, tensões de barramento de rotor e estator e retornos de corrente. Usando as várias formas de informação de retorno, sinais de controle de comutação (por exemplo, comandos de temporização de porta para IGBTs), sinais de controle de sincronização de estator e sinais de disjuntor podem ser gerados.

[045] O conversor de energia (106) também compensa ou ajusta a frequência da energia trifásica do rotor para mudanças, por exemplo, na velocidade do vento no cubo (20) e nas pás do rotor (22). Portanto, as frequências do rotor mecânico e elétrico são desacopladas e a correspondência do estator elétrico e da frequência do rotor é facilitada de maneira substancialmente independente da velocidade do rotor mecânico.

[046] Em alguns estados, as características bidirecionais do conversor de energia (106) e, de forma específica, as características bidirecionais do LSC (114) e RSC (112), facilitam a retroalimentação de pelo menos parte da energia elétrica gerada no rotor do gerador. De forma mais específica, a energia elétrica pode ser transmitida do barramento do estator (104) para o barramento lateral da linha (110) e, subsequentemente, por meio do contator de linha (136) e para o conversor de energia (106), de forma específica o LSC (114) que atua como um retificador e retifica a alimentação senoidal trifásica AC para alimentação DC. A energia CC é transmitida para a ligação CC (116). O capacitor (118) facilita a atenuação das variações de amplitude de voltagem da ligação CC ao facilitar a mitigação de uma ondulação CC, às vezes associada à retificação CA trifásica.

[047] A energia CC é subsequentemente transmitida ao RSC (112), que converte a energia elétrica CC em uma energia elétrica CA sinusoidal trifásica ajustando tensões, correntes e frequências. Esta conversão é monitorada e controlada por meio do controlador conversor (120). A energia CA convertida é transmitida do RSC (112) por meio do barramento do rotor (108) para o rotor do gerador. Desse modo, o controle da energia reativa do gerador é facilitado pelo controle da corrente e de voltagem do rotor.

[048] Com referência agora à Figura 7, o sistema de energia da turbina eólica (100) aqui descrito pode ser parte de um parque eólico (50). Como mostrado, o parque eólico (50) pode incluir uma pluralidade de turbinas eólicas (52), incluindo a turbina eólica (10) descrita acima e um controlador geral ao nível do parque (56). Por exemplo, como mostrado na forma de realização ilustrada, o parque eólico (50) inclui doze turbinas eólicas, incluindo a turbina eólica (10). No entanto, em outras formas de realização, o parque eólico (50) pode incluir qualquer outro número de turbinas eólicas, como menos de doze turbinas eólicas ou mais de doze turbinas eólicas. Em uma forma de realização, os controladores de turbina da pluralidade de turbinas eólicas (52) são comunicativamente acoplados ao controlador de nível de parque (56), por exemplo, por meio de uma conexão com fio, tal como conectando o controlador de turbina (26) por meio de ligações comunicativos adequados (54) (por exemplo, um cabo adequado). De forma alternativa, os controladores de turbina podem ser acoplados comunicativamente ao controlador de nível agrícola (56) por meio de uma conexão sem fio, tal como usando qualquer protocolo de comunicação sem fio adequado conhecido no estado da técnica. Em outras formas de realização, o controlador de nível de parque (56) é configurado para enviar e receber sinais de controle de e para as várias turbinas eólicas (52), como, por exemplo, distribuir demandas de energia real e/ou reativa através das turbinas eólicas (52) do parque eólico (50).

[049] Com referência agora à Figura 8, um diagrama de blocos de uma forma de realização de componentes adequados que podem ser incluídos dentro do controlador (tal como qualquer um do controlador de conversor (120), o controlador de turbina (26) e/ou o controlador de nível de parque (56) aqui descrito) de acordo com o exemplo aspectos da presente invenção são ilustrados. Como mostrado, o controlador pode incluir um ou mais processador (es) (58), computador ou outra unidade de processamento adequada e dispositivo (s) de memória associado (s) (60) que podem incluir instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas, configuram o controlador para executar várias funções diferentes, como receber, transmitir e/ou executar sinais de controle de turbina eólica (por exemplo, executar os métodos, etapas, cálculos e semelhantes aqui divulgados).

[050] Conforme usado neste documento, o termo “processador” se refere não apenas a circuitos integrados referidos no estado da técnica como sendo incluídos em um computador, mas também se refere a um controlador, um microcontrolador, um microcomputador, um controlador lógico programável (PLC), um aplicativo circuito integrado específico e outros circuitos programáveis. Além disso, o (s) dispositivo (s) de memória (60) podem de forma geral incluir elemento (s) de memória, incluindo, mas não se limitando a, meio legível por computador (por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM)), meio não volátil legível por computador (por exemplo, uma memória flash), um disquete, uma memória somente de leitura de disco compacto (CDROM), um disco magneto-óptico (MOD), um disco versátil digital (DVD) e/ou outros elementos de memória adequados.

[051] Tais dispositivos de memória (60) podem de forma geral ser configurados para armazenar instruções legíveis por computador adequadas que, quando implementadas pelo (s) processador (es) (58), configuram o controlador para executar várias funções, conforme descrito neste documento. Além disso, o controlador também pode incluir uma interface de comunicação (62) para facilitar as comunicações entre o controlador e os vários componentes da turbina eólica (10). Uma interface pode incluir um ou mais circuitos, terminais, pinos, contatos, condutores ou outros componentes para enviar e receber sinais de controle. Além disso, o controlador pode incluir uma interface de sensor (64) (por exemplo, um ou mais conversores analógicodigital) para permitir que os sinais transmitidos dos sensores (66, 68) sejam convertidos em sinais que podem ser compreendidos e processados pelo (s) processador (es) (58)

[052] Com referência agora à Figura 9, , é ilustrado um sistema (200) e método (250) para fornecer controle de formação de grade de um gerador de alimentação dupla de uma turbina eólica de acordo com a presente invenção. Em particular, a Figura 9 ilustra um diagrama esquemático de uma forma de realização do sistema (200) de acordo com a presente invenção, ilustrando particularmente um diagrama unifilar do gerador de turbina eólica de alimentação dupla (102) com uma estrutura de controle de alto nível para características de formação de grade.

[053] Como mostrado, o sistema (200) pode incluir muitas das mesmas características da Figura 6 aqui descritas, com componentes tendo os mesmos caracteres de referência representando componentes semelhantes. Além disso, como mostrado, o sistema (200) pode incluir uma estrutura de controle para controlar o conversor do lado da linha que é semelhante à estrutura de controle mostrada na Figura 1. Mais particularmente, como mostrado, a estrutura de controle do conversor do lado da linha pode incluir um regulador DC (212) e um regulador de corrente de linha (214). O regulador DC(212) é configurado para gerar comandos de corrente de linha para o regulador de corrente de linha (214). O regulador de corrente de linha (214) então gera comandos de tensão de linha para um modulador (218). O modulador (218) também recebe uma saída (por exemplo, um ângulo de circuito bloqueado por fase) de um circuito bloqueado por fase (216) para gerar um ou mais pulsos de porta para o conversor do lado da linha (114). O circuito bloqueado por fase (216) normalmente gera sua saída usando um sinal de realimentação de tensão.

[054] Além disso, como mostrado, o sistema (200) também pode incluir uma estrutura de controle única para controlar o conversor do lado do rotor (112) usando características de formação de grade. Em particular, como mostrado na Figura 9, o sistema (200) pode incluir um regulador de tensão do estator (206) para fornecer tais características de formação de grade. Além disso, como mostrado, o sistema (200) pode incluir um regulador de tensão de rede/VAR (202), um regulador de energia inercial (204), um regulador de corrente do rotor (208) e um modulador (210).

[055] Mais particularmente, o sistema (200) inclui uma estrutura reguladora de corrente de circuito interno e um regulador de tensão do estator rápido para converter comandos de tensão dos controles formadores de grade em comandos do regulador de corrente do rotor. Assim, o sistema da presente invenção fornece controle da tensão de rotor do gerador de turbina eólica de alimentação dupla (102) para atender a um comando de nível superior para magnitude e ângulo de tensão do estator. Tal controle deve ser relativamente rápido e insensível à corrente que flui no estator do gerador de turbina eólica de alimentação dupla (102).

[056] Além disso, em uma forma de realização, o regulador de energia inercial (204) deste sistema (200) implementa várias funções, incluindo (1) seguir a referência de energia ativa fornecida pelo controle da turbina e (2) compartilhar energia entre outros recursos conectados em paralelo. Seguir a referência de energia ativa fornecida pelo controle da turbina é praticamente alcançado por meio da modificação do comando angular para o controle de tensão do estator, enquanto o compartilhamento da energia entre outros recursos conectados em paralelo é praticamente alcançado por meio de uma queda de frequência.

[057] Com referência agora à Figura 10, é fornecido um diagrama de blocos expandido do regulador de energia inercial (204) com queda de frequência. Como mostrado, o sinal de referência de frequência ωREF e o sinal de frequência de circuito de bloqueio de fase ωPLL são restringidos para gerar o sinal de erro de frequência Eω. Como pode ser visto, o sinal ωPLL, que representa a frequência real da saída do inversor, é subtraído do sinal ωREF em uma junção de soma (222) para gerar o sinal de erro Eω. O sinal de erro Eω é fornecido a um circuito de polarização de frequência com um primeiro circuito de controle incluindo um regulador convencional mais integral (224) e um circuito de banda morta (226). O circuito de banda morta (226) fornece alguma faixa de variação do sinal de erro de frequência, por exemplo, aproximadamente 1/2 Hz sem qualquer alteração do sinal de saída. Isso limita a resposta devido a flutuações naturais da frequência do sistema de energia. O regulador proporcional mais integral (224) converte o sinal de erro em um sinal de polarização convencional que é aplicado a uma junção de soma (220).

[058] Um segundo circuito inclui um circuito de queda proporcional (228) que pode ser um amplificador com um ganho fixo que recebe o sinal de erro Eω e fornece um sinal de compensação imediato para a junção de soma (220), sendo o sinal de compensação adicionado ao sinal de saída do regulador proporcional mais integral(224). A saída da junção de soma (230) é um sinal de compensação de energia que é acoplado a uma junção de soma (232) cuja outra entrada é o sinal de referência de energia PREF. Por conseguinte, o sinal de desvio de frequência da junção de soma (220) serve para modificar o sinal de referência de energia PREF. O objetivo de tal modificação é ajustar o sinal de referência de energia PREF em função das mudanças de frequência. Mais particularmente, a intenção do sistema é tentar manter a frequência de saída do sistema constante de forma que, se houver um erro entre a frequência de saída e a frequência de referência, o sinal de referência de energia PREF seja ajustado para compensar o erro de frequência.

[059] Assim, como mostrado, o circuito de queda proporcional (228) modifica a referência de energia PREF do controle da turbina adicionando um termo de queda (isto é, a saída de (230)) determinado pela diferença entre a referência de frequência e a frequência real. Em condições normais, a frequência da rede é próxima da nominal e o termo de queda é zero. Quando há um desequilíbrio na geração e na carga, a frequência da rede pode se desviar da nominal e o termo de queda fará com que o conversor de energia (106) gere energia diferente da referência de energia PREF do controle da turbina. O impacto deste desvio de energia no controle da turbina pode ser mudanças não intencionais na velocidade do trem de força, potencialmente levando a quedas da turbina eólica (10).

[060] Ainda referindo-se à Figura 10, o regulador de energia (204) também introduz um regulador inercial (234) que modifica o sinal de erro de energia para simular a inércia de máquinas síncronas. Mais particularmente, o regulador inercial (204) evita mudanças repentinas de frequência ou mudanças de energia que podem causar torques transientes a serem gerados pelos motores acoplados à saída do inversor se ocorrerem mudanças repentinas na saída do inversor. O regulador inercial (234) pode incluir um circuito eletrônico convencional com as características de um elemento diferencial filtrado em que seu sinal de saída aumenta gradualmente em resposta a um aumento no sinal de entrada.

[061] Se o sinal de referência de energia for modificado pelo circuito de polarização de frequência, o sinal resultante identificado como PORD é desenvolvido em um terminal de saída da junção de soma (232) e aplicado a um circuito somador (236) onde a energia comandada ou energia ordenada é comparada com a saída medida energia PB do sistema. Observe aqui que o sinal PB representa a energia real desenvolvida na saída do inversor. O sinal de saída do circuito de soma (236) representa o sinal de erro de energia que é aplicado ao regulador inercial (234). O sinal desenvolvido pelo regulador inercial como descrito acima representa a frequência desejada ω1 da tensão interna E1 e, se a frequência estiver rastreando adequadamente, será igual à frequência ωPLL. A este respeito, o sinal ω1 desenvolvido na saída do regulador inercial (234) é somado em uma junção de soma (238) com o sinal ωPLL. Qualquer diferença entre a frequência do circuito de bloqueio de fase e o sinal ω1 resulta em um sinal de erro que é aplicado a um elemento diferencial filtrado (240) para desenvolver o sinal δIT. Em tais formas de realização, o elemento diferencial filtrado (240) pode ser um tipo convencional de elemento diferencial filtrado cujo sinal de saída δIT é um desvio de ângulo que pode ser somado com o sinal de saída do circuito de bloqueio de fase para gerar o sinal de saída θ1.

[062] Com referência agora à Figura 11, é fornecido um diagrama de blocos simplificado das principais entradas e saídas do controlador de turbina (26). Em uma forma de realização, o objetivo principal do controlador de turbina (26) é maximizar a energia gerada pelo gerador (102) com base na energia disponível do vento e dentro da restrição de energia imposta pelo limite do ponto de ajuste de energia PwrSet. Normalmente, o controlador de turbina (26) atinge este objetivo regulando a velocidade e a energia ativa do gerador (102). Assim, o controlador de turbina (26) utiliza algoritmos de rastreamento de ponto de energia máxima para determinar uma referência de energia para o controlador de conversor (120) e um comando de passo para o controle de passo para realizar esses objetivos de controle.

[063] Sob condições normais de rede, o ponto de ajuste de energia (PwrSet) é ajustado para a energia nominal do gerador (102). O controlador de turbina (26) ajusta o passo e as referências de energia do conversor para maximizar a energia de saída dentro do ponto de ajuste de energia. Portanto, a energia real pode se desviar significativamente do ponto de ajuste com base nas condições do vento, mas de forma geral fica abaixo do ponto de ajuste de energia. Sob condições reduzidas, o ponto de ajuste de energia é reduzido abaixo da energia nominal, mas os controles continuam a operar da mesma maneira, mas são limitados a uma energia mais baixa. Observe que o ponto de ajuste de energia também pode ser interpretado como um limite de energia, pois o controlador pode produzir o máximo de energia possível dentro dessa restrição.

[064] As alterações incluem três elementos principais: (1) uma restrição local combinada com o limite do ponto de ajuste de energia para obter um limite de energia restrito, (2) referência de frequência fornecida ao conversor formador de rede (ωREF) com base no retorno de frequência da rede filtrada e (3) ajuste de queda de frequência (Pdrp) ao limite do ponto de ajuste de energia restrita. A primeira função de queda de frequência ajusta o limite do ponto de ajuste de energia restrita para suportar a frequência da rede, como as funções convencionais de controle de queda em outros tipos de geradores.

[065] Assim, certas modificações no controlador de turbina e conversor (26) e métodos de operação dos mesmos são fornecidos pela presente invenção. Em particular, e com referência agora às Figuras 12 e 13, um método (300) e sistema (400) para controlar um recurso com base em inversor tendo um conversor de energia formador de rede conectado a uma rede elétrica de acordo com a presente invenção são fornecidos.

[066] Referindo-se particularmente às Figuras 12 a 14, são fornecidos um diagrama de fluxo de uma forma de realização de um método (300) e diagramas esquemáticos de um sistema (400) para controlar um recurso com base em inversor tendo um conversor de energia formador de rede conectado a uma rede elétrica de acordo com a presente invenção. Assim, o método (300) da presente invenção pode ser melhor compreendido com referência ao sistema (400) ilustrado nas Figuras 13 e 14, que ilustra as modificações no controlador de recursos com base em inversor (26) para aplicações de formação de grade. Conforme mencionado, as modificações incluem, pelo menos, (1) uma restrição local combinada com o limite do ponto de ajuste de energia para obter um limite de energia restrita, (2) referência de frequência fornecida ao conversor formador de rede (ωREF) com base no retorno de frequência da rede filtrada, e (3) ajuste de queda de frequência (Pdrp) para o limite do ponto de ajuste de energia restrita.

[067] Consequentemente, em tais formas de realização, a função de queda de frequência ajusta o limite do ponto de ajuste de energia para suportar a frequência da rede, como funções convencionais de controle de queda em outros tipos de geradores. Além disso, como mostrado, a referência de frequência fornecida ao controlador de conversor (120) é com base em uma versão filtrada do retorno de frequência da rede. Assim, esta referência de frequência recém-fornecida é configurada para conduzir a queda do conversor para zero durante o estado estacionário, permitindo que a queda de frequência no controlador de turbina (26) responda às demandas de energia da rede elétrica. Além disso, o novo limite de energia restrita segue mais próximo da energia real sendo gerada pelo gerador (102), permitindo assim que a função de queda ajuste a energia para longe da saída atual com base na frequência da rede.

[068] Referindo-se particularmente à Figura 12, em uma forma de realização, por exemplo, o recurso com base em inversor pode ser um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um conversor de energia acoplado a um gerador. Em geral, o método (300) é descrito neste documento com referência ao sistema de energia de turbina eólica (100) das Figuras 4 a 11. No entanto, deve ser apreciado que o método divulgado (300) pode ser implementado com quaisquer outros sistemas de geração de energia adequados tendo quaisquer outras configurações adequadas. Além disso, o método (300) pode ser implementado usando o controlador de turbina (26), o controlador de conversor (120) ou qualquer outro dispositivo de controle adequado ou combinações dos mesmos. Além disso, embora a Figura 12 representa as etapas realizadas em uma ordem particular para fins de ilustração e discussão, os métodos aqui discutidos não estão limitados a qualquer ordem ou arranjo particular. Um técnico no assunto, usando as divulgações fornecidas neste documento, apreciará que várias etapas dos métodos divulgados neste documento podem ser omitidas, reorganizadas, restringidas e/ou adaptadas de várias maneiras, sem se desviar do escopo da presente invenção.

[069] Conforme mostrado em (302), o método (300) inclui receber um primeiro sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor de um controlador externo. Por exemplo, como mostrado na Figura 13, o controlador de turbina (26) recebe o primeiro limite de energia Power_Limit_(1) do controlador de nível de parque (156). Voltando à Figura 12, como mostrado em (304), o método (300) inclui receber, por meio de um módulo de restrição de energia local do controlador, um segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor. Por exemplo, como mostrado na Figura 13, o controlador de turbina (26) pode incluir um módulo de restrição de energia local (402) que gera o segundo limite de energia Power_Limit_(2) para o controlador de turbina (26).

[070] Com referência à Figura 12, como mostrado em (306), o método (300) inclui determinar, por meio do controlador, um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia. Por exemplo, como mostrado na Figura 13, o módulo mínimo (404) é configurado para determinar o sinal de limite de energia restrito (406) em função do primeiro e do segundo sinal de limite de energia.

[071] Com referência à Figura 12, como mostrado em (308), o método (300) inclui aplicar, por meio do controlador, uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrita (406). Por exemplo, como mostrado na Figura 13, o controlador de turbina (26) pode incluir a primeira função de queda de frequência (408) que pode ser aplicada ao sinal de limite de energia restrita (406). Em tais formas de realização, a primeira função de queda de frequência (408) de forma geral inclui uma ou mais configurações de parâmetros que definem a quantidade de mudança de energia de desvio na frequência da rede.

[072] Com referência à Figura 12, como mostrado em (310), o método (300) inclui determinar, por meio de um algoritmo de rastreamento de energia máxima do controlador, pelo menos um dentre um sinal de referência de energia ou um sinal de referência de passo para o recurso com base em inversor em função de uma saída da primeira função de queda de frequência (408) e o sinal de limite de energia restrita (406). Por exemplo, como mostrado na Figura 13, o controlador de turbina (26) pode incluir o algoritmo de rastreamento de energia máxima (410) que pode determinar o sinal de referência de energia Power_ref para o controlador de conversor (120) usando a saída (412) da primeira função de queda de frequência (408) e o sinal de limite de energia restrita (406).

[073] Com referência à Figura 12, como mostrado em (312), o método (300) inclui ajustar o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência (416). Por exemplo, como mostrado na Figura 13, o controlador conversor (120) pode incluir um módulo regulador de energia (414) que recebe o sinal de referência de energia Power_ref e uma saída da segunda função de queda de frequência (416) que pode ser usada para ajustar o sinal de referência de energia.

[074] Além disso, como mostrado na Figura 13, uma referência de frequência (por exemplo, FrqRef1, FrqRef1) para pelo menos uma dentre a primeira e a segunda função de queda de frequência (408, 416) pode ser uma versão filtrada de um retorno de frequência (por exemplo, FrqFbk1, FrqFbk2) do recurso com base em inversor. Além disso, em uma forma de realização, uma largura de banda de filtro da primeira função de queda de frequência (408) pode ser inferior a uma largura de banda de filtro da segunda função de queda de frequência (416).

[075] De forma mais específica, como mostrado na Figura 14, vários componentes do módulo regulador de energia (414) aqui descritos são ilustrados. Como mostrado, o módulo regulador de energia (414) é configurado para determinar o segundo sinal de limite de energia Power_Limit_(2) para o recurso com base em inversor determinando uma compensação para o sinal de referência de energia Power_Ref para considerar a operação de queda de frequência e determinando um sinal de referência de energia de saída compensado com base em PrefCmp0 no sinal de referência de energia Power_Ref. Em tais formas de realização, determinar a compensação para o sinal de referência de energia Power_Ref para considerar a operação de queda de frequência pode incluir receber um sinal de referência de grade de frequência ωgridRef e um sinal de retorno de grade de frequência ωgridFbk da rede elétrica, determinando uma diferença entre o sinal de referência de grade de frequência ωgridRef e o sinal de retorno da grade de frequência ωgridFbk via junção de soma, e aplicando uma função de queda de frequência à diferença para determinar a compensação para o sinal de referência de energia Pdrpcmp.

[076] Em outra forma de realização, como mostrado, determinar a compensação para o sinal de referência de energia Pdrpcmp para levar em conta a operação de queda de frequência também pode incluir compensar, por meio de um primeiro elemento diferencial filtrado, uma saída de uma função de queda de frequência. Além disso, em uma forma de realização, como mostrado, o sinal de referência de energia de saída compensado PrefCmp0 pode ser determinado com base no sinal de referência de energia Power_Ref filtrando o sinal de referência de energia Power_Ref por meio de um ou mais filtros e compensando, por meio de um segundo elemento diferencial filtrado, o filtrado sinal de referência de energia para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado PrefCmp0.

[077] Assim, como mostrado na junção de soma, a compensação para o sinal de referência de energia Pdrpcmp e o sinal de referência de energia de saída compensado PrefCmp0 podem ser somados para determinar uma referência de energia compensada final PrefCmp1. Assim, conforme mostrado na junção de soma, um deslocamento de margem PrefMrg pode ser adicionado à referência de energia compensada final PrefCmp1 para ajudar a evitar a limitação não intencional do ponto de ajuste de energia PwrSet devido a mudanças na velocidade do vento. A saída da junção de soma é, portanto, o segundo limite de energia, Power_Limit_(2).

[078] Com referência à Figura 12, como mostrado em (314), o método (300) inclui determinar o um ou mais comandos de controle para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o sinal de referência de energia ajustado ou o sinal de referência de passo. Por exemplo, em uma forma de realização, como mostrado na Figura 13, o(s) comando(s) de controle pode(m) incluir um sinal de regulação de energia (por exemplo, PregACTUATOR) para um controlador de conversor (120) ou um comando de passo para um sistema de passo do sistema de energia de turbina eólica (100). Assim, em tais formas de realização, a saída (418) de o módulo regulador de energia (414) pode corresponder ao(s) comando(s) de controle. Com referência à Figura 12, como mostrado em (316), o método (300) inclui controlar o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência de rede da rede elétrica dentro da energia disponível no recurso com base em inversor.

[079] Outros aspectos da invenção são fornecidos pelo objeto das seguintes cláusulas: Cláusula 1. Um método para controlar um recurso com base em inversor tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica, o método compreendendo: receber, por meio de um controlador, um primeiro sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor de um controlador externo; receber, por meio de um módulo de restrição de energia local do controlador, um segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor; determinar, por meio do controlador, um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia; aplicar, por meio do controlador, uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrito; determinar, por meio de um algoritmo de rastreamento de energia máxima do controlador, pelo menos um dentre um sinal de referência de energia ou um sinal de referência de passo para o recurso com base em inversor em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e o sinal de limite de energia restrito; determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de controle para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o sinal de referência de energia ou o sinal de referência de passo; e controlar, por meio do controlador, o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência de rede da rede elétrica dentro da energia disponível no recurso com base em inversor. Cláusula 2. O método da cláusula 1, compreendendo ainda ajustar, por meio do controlador, o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência antes de determinar o um ou mais comandos de controle. Cláusula 3. O método da cláusula 2, em que uma referência de frequência para pelo menos uma das primeiras e das segundas funções de queda de frequência é uma versão filtrada de um retorno de frequência do recurso com base em inversor. Cláusula 4. O método da cláusula 3, em que uma largura de banda de filtro da primeira função de queda de frequência é maior do que uma largura de banda de filtro da segunda função de queda de frequência. Cláusula 5. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, em que o recurso com base em inversor compreende um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um gerador. Cláusula 6. O método da cláusula 5, em que um ou mais comandos de controle compreendem pelo menos um dentre um sinal de energia para um controlador de conversor do conversor de energia ou um comando de passo para um sistema de passo do sistema de energia de turbina eólica. Cláusula 7. O método da cláusula 6, em que o controlador compreende pelo menos um dentre um controlador de turbina ou um controlador de conversor do sistema de energia de turbina eólica. Cláusula 8. O método da cláusula 6, compreendendo ainda determinar, por meio do módulo de restrição de energia local do controlador, o segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor para: determinar, por meio do controlador, uma compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência; determinar, por meio do controlador, um sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia; e determinar uma referência de energia compensada final com base na compensação para o sinal de referência de energia e o sinal de referência de energia de saída compensado. Cláusula 9. O método da cláusula 8, em que a determinação da compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência compreende ainda: receber, por meio do controlador, um sinal de referência de rede de frequência e um sinal de retorno de rede de frequência da rede elétrica; determinar uma diferença entre o sinal de referência da grade de frequência e o sinal de retorno da grade de frequência; e aplicar, por meio do controlador, uma segunda função de queda de frequência à diferença para determinar a compensação para o sinal de referência de energia. Cláusula 10. O método da cláusula 9, em que a determinação da compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência compreende ainda: compensar, por meio de um primeiro elemento diferencial filtrado do controlador, uma saída da segunda função de queda de frequência para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado. Cláusula 11. O método das cláusulas 8 a 10, em que a determinação do sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia compreende ainda: filtrar, por meio do controlador, o sinal de referência de energia; e compensar, por meio de um segundo elemento diferencial filtrado do controlador, o sinal de referência de energia filtrado para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado. Cláusula 12. O método da cláusula 8, compreendendo ainda a aplicação de um deslocamento de margem à referência de energia compensada final. Cláusula 13. O método de qualquer uma das cláusulas anteriores, compreendendo ainda: gerar, por meio do controlador, um sinal de referência de frequência com base no sinal de retorno da rede de frequência da rede elétrica; e enviar, por meio do controlador, o sinal de referência de frequência para um controlador de conversor do conversor de energia, em que o sinal de referência de frequência aciona uma queda do conversor para zero durante o estado estacionário e o limite do ponto de ajuste de energia restringe o ponto de ajuste de energia mais próximo da energia real sendo gerada pelo recurso com base no inversor, permitindo assim que a primeira função de queda de frequência responda às demandas de energia da rede elétrica. Cláusula 14. O método da cláusula 13, em que a geração do sinal de referência de frequência compreende ainda: filtrar, por meio de um ou mais filtros do controlador, o sinal de retorno da rede de frequência da rede elétrica. Cláusula 15. O método da cláusula 14, em que um ou mais filtros compreendem pelo menos um de um filtro passa-baixa de primeira ordem ou um filtro passa-baixa de média rotativa. Cláusula 16. Sistema para controlar um sistema de energia de turbina eólica tendo um conversor de energia formador de rede conectado a uma rede elétrica, caracterizado por compreender: um controlador de turbina compreendendo pelo menos um processador, o pelo menos um processador configurado para realizar uma pluralidade de operações, a pluralidade de operações compreendendo: receber um primeiro sinal de limite de energia para o sistema de energia de turbina eólica de um controlador externo; receber um segundo sinal de limite de energia para o sistema de energia de turbina eólica; determinar um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia; aplicar uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrito; determinar um sinal de referência de energia para o sistema de energia de turbina eólica em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e o sinal de limite de energia restrita; ajustar o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência; determinar o um ou mais comandos de controle para o recurso com base em inversor com base no sinal de referência de energia ajustado; e controlar o sistema de energia de turbina eólica com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência de rede da rede elétrica dentro da energia disponível no sistema de energia de turbina eólica. Cláusula 17. O sistema da cláusula 16, em que uma referência de frequência para pelo menos uma das primeiras e das segundas funções de queda de frequência é uma versão filtrada de um retorno de frequência do recurso com base em inversor. Cláusula 18. O sistema das cláusulas 16 e 17, em que uma largura de banda de filtro da primeira função de queda de frequência é maior do que uma largura de banda de filtro da segunda função de queda de frequência. Cláusula 19. O sistema da cláusula 18, em que um ou mais comandos de controle compreendem pelo menos um de um sinal de energia para um controlador de conversor do conversor de energia ou um comando de passo para um sistema de passo do sistema de energia de turbina eólica. Cláusula 20. O sistema das cláusulas 18 e 19, compreendendo ainda a determinação do segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor por: determinar uma compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência; determinar um sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia; e determinar uma referência de energia compensada final com base na compensação para o sinal de referência de energia e o sinal de referência de energia de saída compensado.

[080] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar a invenção, incluindo a melhor forma de realização, e também para permitir que qualquer técnico no assunto pratique a invenção, incluindo a fabricação e o uso de quaisquer dispositivos ou sistemas e a execução de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram aos técnicos no assunto. Esses outros exemplos destinam-se a estar dentro do escopo das reivindicações se incluírem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

MÉTODO PARA CONTROLAR UM RECURSO COM BASE EM INVERSOR, tendo um conversor de energia conectado a uma rede elétrica, o método caracterizado por compreender: receber, por meio de um controlador, um primeiro sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor de um controlador externo; receber, por meio de um módulo de restrição de energia local do controlador, um segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor; determinar, por meio do controlador, um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia; aplicar, por meio do controlador, uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrito; determinar, por meio de um algoritmo de rastreamento de energia máxima do controlador, pelo menos um dentre um sinal de referência de energia ou um sinal de referência de passo para o recurso com base em inversor em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e o sinal de limite de energia restrito; determinar, por meio do controlador, um ou mais comandos de controle para o recurso com base em inversor com base em pelo menos um dentre o sinal de referência de energia ou o sinal de referência de passo; e controlar, por meio do controlador, o recurso com base em inversor com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência de rede da rede elétrica dentro da energia disponível no recurso com base em inversor.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda ajustar, por meio do controlador, o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência antes de determinar o um ou mais comandos de controle.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por uma referência de frequência para pelo menos uma das primeiras e das segundas funções de queda de frequência ser uma versão filtrada de um retorno de frequência do recurso com base em inversor.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por uma largura de banda de filtro da primeira função de queda de frequência ser maior do que uma largura de banda de filtro da segunda função de queda de frequência.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo recurso com base em inversor compreender um sistema de energia de turbina eólica tendo pelo menos um gerador.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo um ou mais comandos de controle compreenderem pelo menos um de um sinal de energia para um controlador de conversor do conversor de energia ou um comando de passo para um sistema de passo do sistema de energia de turbina eólica.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo controlador compreender pelo menos um dentre um controlador de turbina ou um controlador de conversor do sistema de energia de turbina eólica.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender ainda determinar, por meio do módulo de restrição de energia local do controlador, o segundo sinal de limite de energia para o recurso com base em inversor por: determinar, por meio do controlador, uma compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência;determinar, por meio do controlador, um sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia; e determinar uma referência de energia compensada final com base na compensação para o sinal de referência de energia e o sinal de referência de energia de saída compensado.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por determinar a compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência compreende ainda: receber, por meio do controlador, um sinal de referência de rede de frequência e um sinal de retorno de rede de frequência da rede elétrica; determinar uma diferença entre o sinal de referência da grade de frequência e o sinal de retorno da grade de frequência; e aplicar, por meio do controlador, uma segunda função de queda de frequência à diferença para determinar a compensação para o sinal de referência de energia.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por determinar a compensação para o sinal de referência de energia para levar em conta a operação de queda de frequência compreende ainda: compensar, por meio de um primeiro elemento diferencial filtrado do controlador, uma saída da segunda função de queda de frequência para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por determinar o sinal de referência de energia de saída compensado com base no sinal de referência de energia compreende ainda: filtrar, por meio do controlador, o sinal de referência de energia; e compensar, por meio de um segundo elemento diferencial filtrado do controlador, o sinal de referência de energia filtrado para determinar o sinal de referência de energia de saída compensado.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender ainda a aplicação de um deslocamento de margem à referência de energia compensada final.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por compreender ainda: gerar, por meio do controlador, um sinal de referência de frequência com base no sinal de retorno da rede de frequência da rede elétrica; e enviar, por meio do controlador, o sinal de referência de frequência para um controlador de conversor do conversor de energia, em que o sinal de referência de frequência aciona uma queda do conversor para zero durante o estado estacionário e o limite do ponto de ajuste de energia restringe o ponto de ajuste de energia mais próximo da energia real sendo gerada pelo recurso com base no inversor, permitindo assim que a primeira função de queda de frequência responda às demandas de energia da rede elétrica.
MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pela geração do sinal de referência de frequência compreender ainda: filtrar, por meio de um ou mais filtros do controlador, o sinal de retorno da rede de frequência da rede elétrica.
SISTEMA PARA CONTROLAR UM SISTEMA DE ENERGIA DE TURBINA EÓLICA, tendo um conversor de energia formador de rede conectado a uma rede elétrica, o sistema caracterizado por compreender: um controlador de turbina compreendendo pelo menos um processador, o pelo menos um processador configurado para realizar uma pluralidade de operações, a pluralidade de operações compreendendo: receber um primeiro sinal de limite de energia para o sistema de energia de turbina eólica de um controlador externo; receber um segundo sinal de limite de energia para o sistema de energia de turbina eólica; determinar um sinal de limite de energia restrito com base no primeiro e no segundo sinal de limite de energia; aplicar uma primeira função de queda de frequência ao sinal de limite de energia restrito; determinar um sinal de referência de energia para o sistema de energia de turbina eólica em função de uma saída da primeira função de queda de frequência e o sinal de limite de energia restrita; ajustar o sinal de referência de energia usando uma segunda função de queda de frequência; determinar o um ou mais comandos de controle para o sistema de energia de turbina eólica com base no sinal de referência de energia ajustado; e controlar o sistema de energia de turbina eólica com base em um ou mais comandos de controle de modo a suportar uma frequência de rede da rede elétrica dentro da energia disponível no sistema de energia de turbina eólica.