BR112018000096B1

BR112018000096B1 - Sistema e método de controle para corrigir erros sistemáticos no alinhamento de um aerogerador

Info

Publication number: BR112018000096B1
Application number: BR112018000096-5A
Authority: BR
Inventors: Pablo VITAL AMUCHASTEGUI; Octavio HERNANDEZ MASCARELL; Alberto MORENO ROBLES; Carlos PIZZARRO DE LA FUENTE; Jaime Suarez Aizpun
Original assignee: Gamesa Innovation & Technology, S.L.
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2023-01-10
Also published as: CN107709763B; EP3321504A1; EP3321504B1; ES2600861B1; BR112018000096A2; CN107709763A; EP3321504A4; EP3112675A1; US10527024B2; ES2600861A1; MX2018000083A; WO2017005945A1; US20180372070A1

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE PARA CORRIGIR ERROS SISTEMÁTICOS NO ALINHAMENTO DO AEROGERADOR E SEU MÉTODO DE CONTROLE. Sistema de controle para corrigir erros sistemáticos no alinhamento do aerogerador mediante algoritmos matemáticos implementados no controlador do aerogerador. Foram analisados diversos algoritmos de otimização obtendo resultados que orientam a gôndola do aerogerador até posições que maximizam a eficiência. O sistema de controle compreende uma unidade de aquisição (8) de parâmetros que relacionam a direção do vento com o desvio da gôndola do aerogerador, uma unidade de cálculo (9) da função de eficiência do aerogerador e uma unidade de comparação (10) de desvio da gôndola (4).

Description

Obieto da invenção

[0001] A presente invenção se refere a um método de controle para corrigir qualquer tipo de erro no alinhamento em aerogeradores mediante algoritmos matemáticos implementados no controlador do aerogerador baseado em variáveis operacionais para minimizar as perdas de produção de energia anual (AEP) do aerogerador.

Antecedentes da invenção

[0002] Os aerogeradores de eixo horizontal constam de uma torre fixa que eleva sobre o solo uma gôndola que porta um gerador elétrico conectado a um rotor por meios mecânicos. O rotor está conformado por um cubo da roda que une ao menos uma pá que se encarrega de transformar a energia cinética do vento em movimento de rotação do rotor.

[0003] É conhecido no estado da técnica que o ponto de funcionamento ótimo de um aerogerador do eixo horizontal é obtido quando o eixo do rotor é paralelo à direção do vento, afirmando que se maximiza a energia produzida e se minimizam as cargas. No entanto, a ótima produção e a máxima perpendicularidade ao vento não coincidem em geral, devido a qualquer condição de vento que gere assimetrias de velocidade no plano do rotor. Isto é dependente do vento e diferente em cada aerogerador.

[0004] A gôndola é capaz de ter movimento em relação à torre que a sustenta, de modo que permite ao rotor orientar-se na direção do vento mediante um sistema mecânico que o move a uma orientação desejada (sistema de guinada) com objetivo de aproveitar ao máximo o vento e produzir o máximo de potência. Este sistema de guinada gira a gôndola do aerogerador ao redor de um eixo vertical de guinada, coincidente com o eixo vertical da torre, até que o eixo de rotação das pás fique aproximadamente alinhado com a direção do vento. Quando esta posição ótima não é alcançada, o aerogerador tem um erro de guinada determinado pelo ângulo de desvio com relação à dita posição ótima.

[0005] No entanto, dada a variabilidade natural da direção do vento se fazem necessários sistemas que constantemente detectem a direção do vento e em consequência, ajustem a posição do aerogerador de cara a um máximo aproveitamento do vento que permita produzir o máximo de potência. Por outro lado, um desalinhamento importante em relação a direção do vento provoca também o aumento de cargas nos componentes do aerogerador que deriva em um deterioramento dos mesmos.

[0006] Neste sentido, o sistema de guinada dispõe de um sistema de medição da direção do vento composto por sensores, localizados habitualmente na parte superior da gôndola do aerogerador, atrás do rotor.

[0007] No entanto, há vários fatores a levar em conta na medição da direção do vento que faz com que não se obtenha um valor correto das medições; a influência do rotor sobre as correntes de ar descendentes, o funcionamento deficiente dos sensores por uma instalação e/ou configuração errada, o fluxo ascendente derivado da localização de cada aerogerador e por último, a evolução dos desenhos das seções internas das pás que tem evoluído até uma maior eficácia aerodinâmica e que produzem uma maior deflexão da corrente. Tudo isso faz com que o aerogerador não opere nas condições desejadas.

[0008] O documento US2015086357A1 descreve um procedimento de varredura da guinada identificando o possível desalinhamento e a medição de potência de saída do aerogerador durante o funcionamento em condições de funcionamento. Este processo é dificilmente automatizável, requerendo um processo posterior manual.

[0009] Se encontram soluções no estado da técnica que abordam a problemática do desalinhamento posicionando os sensores diante do rotor do aerogerador, como as que são descritas no documento EP2626549A1.

[00010] O documento US2013114067A1 descreve um sistema de controle ótico para um aerogerador que compreende a incorporação de sensores, adiante do rotor do aerogerador, que proporcionam medições com base nas quais, em combinação com as obtidas nos sensores da gôndola do aerogerador, tenta-se posicionar o aerogerador na posição ótima.

[00011] É conhecido do estado da técnica outras soluções como as expostas na patente EP2267301B1 que descreve um sistema de controle da guinada de um aerogerador que incorpora um canal de vento que passa através do cubo da roda do aerogerador e que compreende um dispositivo de medição do fluxo de ar passante para, mediante um sistema de controle, determinar o erro de guinada. No entanto, esta solução não pode ser aplicada aos aerogeradores já instalados.

[00012] As soluções existentes no estado da técnica estão baseadas na mesma ideia: medir o vento no rotor e sua comparação com a medida do sensor na gôndola. Isto requer o uso de sensores adicionais aos existentes em um aerogerador (sensores de medição de velocidade, de medição de direção de vento, de medição de potência e medição de giro do rotor) com o custo que implica, além da instalação, retirada e calibração de cada dispositivo de medida de cada aerogerador que necessita ser ajustado.

[00013] À vista dos inconvenientes das soluções anteriores, se prevê a necessidade de implementar uma solução que não necessite a instalação de sensores adicionais para uma correta medição do erro de guinada e permita posicionar a gôndola do aerogerador no ponto ótimo de funcionamento para maximizar a eficiência. As características do algoritmo de otimização permitem a automatização completa do processo, o que supõe uma vantagem técnica frente a numerosos procedimentos manuais do estado da técnica.

Descrição da invenção

[00014] A presente invenção tem por objetivo superar os inconvenientes do estado da técnica utilizando unicamente variáveis básicas como potência, velocidade de vento, direção do vento ou velocidade de giro do motor para a correta medição do erro de guinada mediante um sistema de controle do erro sistemático no alinhamento da gôndola de um aerogerador com relação à direção do vento que otimiza a produção, sendo geral e automático, de forma que possa ser aplicado a qualquer tipo de aerogerador de eixo horizontal instalado em qualquer localização de um parque eólico e que não implica adicionar dispositivos de medição adicionais aos já existentes (sensores de medição de velocidade e direção de vento, potência e giro do rotor). O objetivo da invenção é detectar o desvio sistemático do dispositivo existente de orientação com relação ao ponto que maximiza a eficiência energética.

[00015] Portanto, a presente invenção implica uma automatização do método de alinhamento sem a necessidade de sensores adicionais aos convencionalmente existentes nos aerogeradores de eixo horizontal, um método numérico que dirige a busca do resultado ótimo reduzindo drasticamente o tempo necessário para obter resultados estáveis, e um procedimento de filtragem de baixas frequências e critério estatístico automático de convergência.

[00016] Se conhece do estado da técnica que a perda de potência gerada pelo aerogerador, derivada de um erro de guinada, segue uma curva baseada na lei do cos2 (ver figura 2), podendo estimar-se as perdas de potência partindo de diferentes ângulos de desalinhamento.

[00017] Neste sentido, é objetivo da invenção que o sistema de controle determine a necessidade de realizar medições do ângulo de guinada, assim como que o sistema de controle quantifique o valor do desalinhamento, não somente mediante a direta medição da direção do vento, mas sim também mediante um conjunto de valores que sejam função da velocidade do vento.

[00018] A invenção também mitiga os efeitos do desalinhamento mediante medidas corretivas que apliquem os valores obtidos nas medições, tanto no PLC quanto no hardware de aquisição de dados.

[00019] Para isso a gôndola é feita oscilar a um ritmo constante no qual não haja influências das variações meteorológicas (nevoeiros, turbulência, trocas de corte, oscilações diurnas e sazonais) nem de variações da máquina (ressonância da torre, giro do rotor ou modos de vibração). Ditas oscilações tem faixas de frequência inferiores a qualquer modo de operação da máquina e superiores a qualquer variação de tipo meteorológico.

[00020] Adicionalmente se associa um algoritmo de análises numérico de entre os algoritmos de otimização de eficiência que tem como objetivo encontrar uma função y =f(θ) que maximize a eficácia do aerogerador onde θ* é o alinhamento ótimo, a solução em cada instante é proporcional à troca ou derivada da função analisada f e que incorpora uma etapa de filtragem para atenuar baixas frequências dos componentes que geram as características de vento e meteorológicas e altas frequências dos componentes do aerogerador.

[00021] O objetivo da invenção se fundamenta na associação do método de análises numérico às variações da eficiência provocadas pelas oscilações da gôndola. Sendo a eficiência a potência produzida em cada instante com relação ao vento.

[00022] Para isso se prevê a implementação de um algoritmo de análise numérico de otimização de eficiência (Fig 4B), baseado na influência do desalinhamento na curva de potência do aerogerador (Fig 2) e que compreende uma etapa de filtragem em que se atenuam as altas e as baixas frequências dos componentes. Este tipo de algoritmos pode ser implementado em qualquer tipo de aerogerador convencional atual.

[00023] As vantagens do sistema de controle em relação às existentes no estado da técnica são: - o algoritmo de otimização permite a automatização completa do processo; - não necessita sensores adicionais aos existentes no aerogerador (sensor de medição do vento, sensor de medição da velocidade do vento, sensor de velocidade de giro do rotor e sensor de medição de potência); - utilização de variáveis básicas como são potência, velocidade de vento, velocidade de giro do rotor; - tempos mínimos de convergência do algoritmo e baixa incerteza dos resultados.

[00024] Estes algoritmos de análises numéricos de otimização permitem a busca por uma condição ótima (ângulo de alinhamento θ*) sem um conhecimento a priori da planta, e requerem tão somente como informação de entrada a função de custo para otimizar. Este algoritmo de análises numéricas de otimização deve levar uma etapa de filtragem de baixas e altas frequências dos componentes do aerogerador e pode ser um algoritmo do seguinte tipo: - algoritmo ESC: Extremum Seeking Contrai (IEEE contrai systems. 26(1 ):70 - 79.). - algoritmo HOO :Hierarchical Optimistic Optimization (Bubeck.S et al. "Online Optimization in x-armed bandits". OPT 2008 Optimization for Machine Learning.https://opt2008.kyb.tuebingen.mpg.de/papers/bubeck.pdf baseado em varreduras de guinada. - algoritmo da Secante Modificada, baseado no método de Brent (International Conference on Mechatronics & Automation, 2005, pp 248-253) A invenção também tem como objetivo que o sistema de controle seja capaz de antecipar-se a qualquer falha que possa ser ocasionada nos sensores de medição, para isso o sistema de controle realiza medições redundantes da direção do vento.

[00025] Estes e outros aspectos da invenção serão descritos de uma forma mais detalhada com ajuda dos desenhos que serão descritos a seguir.

Breve descrição dos desenhos.

[00026] A invenção e seu modo de operação serão compreendidos de maneira mais completa a partir da seguinte descrição detalhada junto com as seguintes figuras esquemáticas:

[00027] A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um aerogerador convencional.

[00028] A figura 2 mostra uma curva da relação existente entre a potência gerada e o ângulo de guinada do aerogerador segundo o Estado da Técnica.

[00029] As figuras 3a e 3b mostram respectivamente uma vista em planta de um aerogerador cuja gôndola desviada da direção do vento e um aerogerador com sua gôndola alinhada com a direção do vento.

[00030] A figura 4A mostra um esquema do sistema de controle implementado no aerogerador de acordo com a invenção.

[00031] A figura 4B mostra um esquema do algoritmo implementado no sistema de controle.

[00032] A figura 5 mostra um diagrama de fluxo do funcionamento do sistema de controle.

Modalidades de realização da invenção

[00033] A figura 1 é uma vista em perfil que mostra um aerogerador (1) de acordo com uma realização preferida da invenção. O aerogerador (1) inclui uma torre (2) que se eleva verticalmente sobre uma cimentação (3), uma gôndola (4) montada na parte superior da torre (2), e um rotor (5) montado no final frontal da gôndola (4) de forma que é suportado de forma rotativa com relação a um eixo substancialmente horizontal X1-X1.

[00034] O rotor (5) tem ao menos uma pá (6), como é mostrado na figura 1, montada em um padrão radial com relação ao seu eixo de rotação. Portanto, a energia do vento ao soprar contra as pás (6) do aerogerador desde a direção do eixo de rotação do rotor (5) se converte em energia de movimento que faz girar o rotor (5) com relação ao eixo de rotação. Um anemómetro (7) mede a velocidade do vento na vizinhança e um anemoscópio (7) mede a direção do vento, e para isso se dispõem em localizações adequadas da superfície externa periférica (por exemplo, na parte superior) da gôndola (4) do aerogerador.

[00035] O fluxo de vento que passa pelo rotor (5) adquire um momento rotacional na direção oposta ao giro do rotor (5). A corrente de vento medida pelo sensor de direção de vento (7) que está colocado na gôndola é desviada de sua direção original contracorrente do aerogerador. Este efeito depende do perfil da raiz da pá, da forma da gôndola e do posicionamento do sensor na gôndola (4). Este fenômeno pode ser visto na figura 3a.

[00036] Se entende como desalinhamento do aerogerador, a condição na qual a gôndola do aerogerador se encontra desviada um ângulo (α) com relação à direção real (Y) do vento em instantes pontuais, ver figura 3a. Este desvio (α) da gôndola (4) com relação à direção (Y) do vento pode suspeitar por diferentes motivos; pela obtenção de uma curva de potência gerada menor da estimada para condições ótimas de funcionamento, mediante uma comparação da posição real (α) da gôndola (4) e da posição que deveria ter em função dos dados da direção real (Y) do vento obtidos do anemoscópio (7) ou visualmente ao observar um alinhamento diferente ao que os aerogeradores ao redor determinam.

[00037] A figura 3a mostra um aerogerador cuja gôndola (4) mostra um desvio (α) com relação à direção do vento (Y), de forma que o vento não incida nas pás de forma correta diminuindo a produção de potência, enquanto que a figura 3b, mostra um aerogerador corretamente orientado em relação à direção do vento (Y). Na Figura 3b, o sensor está desalinhado em relação ao vento incidente no rotor, mas a referência mandada pela lógica de alinhamento inclui uma correção e, portanto, a gôndola é alinhada corretamente.

[00038] Por outro lado, é conhecido do Estado da Técnica que a perda de potência gerada pelo aerogerador, derivada de um erro de guinada, segue uma curva baseada na lei do cos2 (ver figura 2), podendo estimar-se as perdas de potência partindo de diferentes ângulos (αi) de desalinhamento.

[00039] Neste sentido, resulta imperativo conhecer o valor real do desvio da gôndola (4) do aerogerador (1) com relação à direção do vento (Y) de maneira que esta possa ser corregida. No entanto, se sabe que devido ao ruído, as turbulências, a oscilação da gôndola (4) e outros fatores, a medida da direção do vento (Y) por parte do anemómetro (7) pode se ver afetada, em que é preciso relacionar o desvio no ângulo (α) de guinada com relação à outra variável, como a velocidade do vento.

[00040] Para isso, o sistema de controle da invenção (Figura 4A) faz oscilar a gôndola realizando movimentos periódicos na guinada da gôndola (4) com relação à direção do vento, a um ritmo constante em que não haja influências de variações meteorológicas como podem ser rajadas, turbulências ou trocas de cortes entre outros. As oscilações têm faixas de frequência preferivelmente inferiores a qualquer modo de operação da máquina, portanto inferiores a 0,1 Hz e preferivelmente superiores a qualquer variação do tipo meteorológico, portanto superiores a 0.0005Hz. Quando a gôndola é feita oscilar tampouco deve haver interferências do funcionamento da máquina como ressonância da torre, giro do rotor ou outros modos de vibração. Os dados de variação de potência são extraídos com técnicas de modulação e filtragem conhecidas, os quais são combinados com um algoritmo de análise numérico de otimização de potência (figura 4B) que se baseia na obtenção do valor ótimo de uma função de eficiência /obtida do modelo de potência aerodinâmica de cada aerogerador (1) e que deve levar uma etapa de filtragem atenuando baixas e altas frequências dos componentes do aerogerador.

[00041] O algoritmo mostrado na fig 4B força oscilações sinusoidais de baixa frequência e alta amplitude na gôndola. Estas oscilações devem de ser invisíveis frente ao resto de controle do aerogerador para evitar que o controle de guinada tente as contra-arrestar. Sendo f(θ) a eficiência, k a ganância do algoritmo, h o parâmetro característico do filtro, s a variável de Laplace, a e w a amplitude e a frequência respectivamente, θ* é o valor ótimo de alinhamento da gôndola que maximiza a f(θ), pelo qual f(θ*) será f*. k/s é o filtro que atenua frequências baixas e s/s+h o filtro que atenua frequências altas.

[00042] O valor θ* é o correspondente à máxima potência medida na oscilação forçada da gôndola causada pelo algoritmo.

[00043] O objetivo é encontrar um valor ótimo θ* que faça máxima a função de eficiência f*.

[00044] O algoritmo de otimização assegura estabilidade e convergência do resultado. Este algoritmo de análises numérico de otimização de eficiência pode ser do tipo: o denominado ESC (Extremum Seeking Contrai), o denominado algoritmo HOO (Hierarchical Optimistic Optimization) baseado em varreduras de guinada ou o algoritmo da Secante Modificada, baseado no método de Brent.

[00045] Esta função de eficiência y = f(θ) é a proporção entre a potência medida pelos sensores do aerogerador e a potência disponível no vento. A guinada da gôndola (4) se orienta progressivamente até as posições que maximizam essa função de eficiência, até que se alcança o máximo f* e se mantém estável em um valor de desvio predeterminado.

[00046] O algoritmo de otimização é implementado em uma composição modular, de tal modo que não afete o controlador. A figura 4A mostra como se integra o algoritmo no software existente no aerogerador. O algoritmo é compatível com o funcionamento normal do aerogerador, incluindo as ações de manutenção, alarmes entre outros. O sinal de desalinhamento do sensor de direção do vento é mandado para a unidade de lógica de alinhamento que posteriormente orienta a gôndola do aerogerador. O sinal de saída do algoritmo de otimização também é mandado para a unidade de lógica de alinhamento para calcular o erro e o sinal de modulação.

[00047] O sistema de controle (20) da invenção, tal como se mostra na figura 4A compreende uma unidade de aquisição (8) de parâmetros que relacionam a direção do vento (Y) com o desvio (α) da gôndola (4) do aerogerador, uma unidade de cálculo (9) da função de eficiência do aerogerador (1) e uma unidade de comparação (10) de desvio da gôndola (4) e que mediante um algoritmo de otimização de potência orienta progressivamente a gôndola (4) do aerogerador até posições que maximizam a função de eficiência.

[00048] Tal como se mostra no diagrama de fluxo da figura 5 o sistema de controle segue os seguintes passos: - Obtenção de valores de diferentes parâmetros mediante o hardware (21) existente no aerogerador, podendo ser estes parâmetros a direção de vento, a velocidade de vento, a posição de gôndola, a potência produzida, as condições de desenvolvimento do cabeado entre a torre e a gôndola, a condição de orientação da gôndola e/ou o estado de operação do aerogerador, sendo estes estados de operação; emergência, stop, pausa e produção. - Comprovação do estado de operação do aerogerador, verificando a produção de energia em funcionamento normal, isto é, em produção, dentro das taxas de vento predefinidos e sem que se detectem alarmes. a) Se o estado de operação não é o adequado, se volta a comprovar até que o aerogerador se encontre em estado de produção. b) Se o estado de operação é o adequado, se comprova que as condiciones de orientação e/ou de desenvolvimento estão ativadas. - Se as condiciones de orientação e/ou de desenvolvimento estão ativadas se inibem as oscilações da guinada de cálculo da função de eficiência., em que não é feito a gôndola oscilar. - Se as condições de orientação e/ou de desenrolar estão desativadas se lança o algoritmo de otimização de potência (Fig 4B) do qual se obtém um sinal denominado desvio externo que não é feito a gôndola oscilar.

[00049] No algoritmo de otimização (Fig 4B), seguem-se os seguintes passos: a. Adequação da integridade das variáveis de entrada, comprovação de que se encontram dentro limites mediante um filtrado que atenua frequências altas e baixas, sendo os limites destes parâmetros determinados em função das características particulares do aerogerador (1). b. Obtenção de uma função de eficiência y=f(θ) mediante o cálculo de proporção entre a potência gerada obtida pelos sensores correspondentes e a potência teoricamente produzida, que se obtém a partir da multiplicação de um parâmetro configurável que é função das constantes próprias que dependem de cada aerogerador (1), incluindo o diâmetro do rotor e o coeficiente de potência máximo e da velocidade de vento. Dito parâmetro é o produto da densidade de ar (kg/m3), a superfície do rotor (m2) e o coeficiente de potência máximo {Cpmax). (Para condições atmosféricas: parâmetro_= 0.5-1 .225-TT (diâmetro /2)2-Cpmax) c. Filtrado da função de eficiência e obtida do passo anterior mediante (s/s+h). d. Demodulação do sinal obtido no passo anterior, multiplicando-o pelo valor atual que tenha o sinal da oscilação da guinada [sen wt), obtendo f. e. Filtrado do sinal obtido mediante k/s e obtenção de um sinal denominado gradiente, θ f. Acúmulo de todos os valores obtidos do sinal gradiente desde que se iniciaram os cálculos e integração obtendo-se um sinal denominado desvio externo θ.

[00050] Envio do sinal de desvio externo θ ao sistema de controle de guinada (11).

[00051] Comparação entre o valor de desvio externo calculado e o valor de desvio (α) determinado pelos sensores de vento (7). - Se o valor obtido excede um dos valores predeterminados dependentes das características particulares do aerogerador (1), o sistema de orientação de guinada moverá a gôndola (4) seguindo a referência que hajam acumulado a soma da orientação e o desvio externo. - Se o valor obtido não excede os valores predeterminados, o sistema de controle (20) imporá um movimento oscilatório ao sistema de guinada adicional ao movimento do passo anterior, sempre que as condições de vento estiverem dentro dos limites de segurança prefixados.

[00052] A soma dos movimentos de guinada descritos, junto com as variações próprias do vento determinará um novo estado de operação e funcionamento do aerogerador (1) que será registrado pelo hardware (21) do mesmo, e com estes dados começará um novo ciclo.

[00053] Mesmo que a presente invenção tenha sido descrita inteiramente em conexão com realizações preferidas, é evidente que se podem introduzir aquelas modificações dentro de seu alcance, não considerando este como limitado pelas anteriores realizações, mas sim pelo conteúdo das reivindicações seguintes.

Claims

1. Sistema de controle para corrigir erros sistemáticos no alinhamento de um aerogerador (1) de eixo horizontal compreendendo um sistema de orientação de guinada da gôndola (4) com relação à direção do vento que compreende uma unidade de aquisição (8) que adquire valores de parâmetros que relacionam a direção do vento (Y) com um desvio real (α) da gôndola (4) do aerogerador utilizando o hardware existente no próprio aerogerador (1), uma unidade de cálculo (9) de uma função de eficiência do aerogerador y=f(θ) e uma unidade de comparação (10) de desvio da gôndola (4), caracterizado pelo fato de que é geral, automático, instalado em qualquer localização e que não implica adicionar dispositivos adicionais de medida aos já existentes no aerogerador (sensor de medição do vento, sensor de medição da velocidade do vento, sensor de velocidade de giro do rotor e sensor de medição de potência), o sistema de controle podendo detectar e evitar situações de desalinhamento da gôndola em aerogeradores mediante a implementação de um algoritmo de análises numéricas de otimização da função de eficiência que tem como objetivo encontrar uma função y =f(θ) que maximize a eficiência do aerogerador, em que θ* é o alinhamento ótimo, dito algoritmo incorporando uma etapa de filtragem para atenuar baixas frequências (k/s) dos componentes que geram as características de vento e meteorológicas e altas frequências (s/s+h) dos componentes do aerogerador e porque mediante dito algoritmo são gerados comandos que permitem ao sistema de orientação de guinada orientar a gôndola (4) do aerogerador (1) até posições que maximizam a função de eficiência f(θ*).

2. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de cálculo (9) calcula a função de eficiência mediante uma proporção entre uma potência gerada obtida pelos sensores e uma potência teoricamente produzível, incluindo o diâmetro do rotor e o coeficiente de potência máxima e da velocidade de vento.

3. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a potência teórica é calculada mediante a multiplicação de um parâmetro configurável, que é função das constantes próprias de cada aerogerador (1), incluindo o diâmetro do rotor e o coeficiente de potência máximo, e da velocidade do vento, sendo dito parâmetro configurável: o produto da densidade de ar, a superfície do rotor e o coeficiente de potência máximo {Cpmax).

4. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de comparação (10) de desvio da gôndola (4) calcula o desvio entre o valor de desvio calculado pelo algoritmo de otimização θ eo valor de desvio (a) determinado por pelo menos um sensor de vento (7), de forma que quando este valor de desvio exceda valores configurados (desorientação entre 5 e 109), o sistema de orientação da guinada moverá a gôndola seguindo a referência que tem acumulado a soma da orientação e o desvio externo.

5. Método para corrigir erros sistemáticos no alinhamento de um aerogerador, caracterizado pelo fato de que, empregando o sistema de controle como definido na reivindicação 1, são realizadas as seguintes etapas; - obtenção de valores dos parâmetros através do hardware (21) existente no aerogerador (1), estando os valores dos parâmetros selecionados em parâmetros da direção de vento, a velocidade de vento, a posição de gôndola, a potência produzida, as condições de desenrolamento do cabeamento entre a torre e a gôndola, a condição de orientação da gôndola e/ou o estado de operação do aerogerador; - comprovação do estado de operação do aerogerador (1) em funcionamento normal de produção; - comprovação de ativação das condições de orientação e/ou desenrolamento da gôndola (4); - lançamento de um algoritmo de otimização de potência; - obtenção do desvio real da gôndola (4) em relação à direção do vento; - comparação do valor desvio real obtido com valores de desvio predeterminados em função das características particulares do aerogerador (1); - orientação da gôndola (4) até uma posição que maximize a função de eficiência.

6. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a etapa de comprovação do estado do aerogerador (1) é iterativa até obter como resultado um funcionamento normal de produção de energia definido em função do ponto de operação do aerogerador (1): em produção, e na ausência de alarmes.

7. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de comprovação é iterativa até que as funções de orientação e/ou desenrolamento da gôndola (4) estejam verificadas.

8. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que se as funções de orientação e/ou desenrolamento de gôndola (4) estão ativadas, o sistema de controle (20) inibe oscilações da gôndola (4) para o cálculo da função de eficiência f(θ).

9. Método de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o algoritmo de otimização de potência compreende uma etapa de filtragem que atenua as baixas e altas frequências dos componentes do aerogerador.

10. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o algoritmo de otimização de potência baseado na obtenção do valor ótimo de uma função de eficiência f(θ*) obtida do modelo de potência aerodinâmica de cada aerogerador compreende as seguintes etapas: - comprovação e adequação mediante um filtrado passo baixo da integridade dos parâmetros obtidos do hardware (21) do aerogerador (1) com relação a taxas predeterminadas em função de suas características particulares. - obtenção da função de eficiência do aerogerador (1) mediante o cálculo da proporção entre a potência gerada obtida e a potência teórica obtida calculada a partir das características particulares do aerogerador (1). - filtro passa-altas da função de eficiência e demodulação do sinal obtido - obtenção do sinal de gradiente mediante a multiplicação do sinal obtido do passo anterior pelo valor atual do desvio da gôndola (4) e filtro passa-baixo do sinal obtido; - acúmulo do valor do sinal de gradiente em uma variável que integra os passos anteriores até obter um valor estabilizado do desvio em relação a um valor predeterminado; - obtenção do desvio real da gôndola (4) em relação à direção do vento.

11. Método de controle, de acordo com as reivindicações 5 e 9, caracterizado pelo fato de que o algoritmo de cálculo numérico de otimização de potência é um algoritmo ESC (Extremum Seeking Contrai).

12. Método de controle, de acordo com as reivindicações 5 e 9, caracterizado pelo fato de que o algoritmo de otimização de potência é um algoritmo HOO (Hierarchical Optimistic Optimization) baseado em varreduras de guinada.

13. Método de controle, de acordo com as reivindicações 5 e 9, caracterizado pelo fato de que o algoritmo de otimização de potência é um algoritmo da Secante Modificada, baseado no método de Brent.

14. Método de controle, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que na etapa de comparação do valor desvio real obtido com valores de desvio predeterminados em função das características particulares do aerogerador (1), no caso em que dito valor não exceda os valores predeterminados, o sistema de controle (20) ativará o sistema de oscilação da gôndola (4).