BRPI0403608B1 - sistema de geradores de turbina eólica de velocidade variável com controle de reativos e método de controlar o mesmo - Google Patents

Abstract

"sistema de geradores de turbina eólica de velocidade variável e método de controlar o mesmo". controle de potência real e reativa para sistemas geradores a turbina eólica. a técnica ora descrita fornece o potencial para utilizar a capacidade total de um sistema gerador de turbina eólica (400) para fornecer uma var (suporte à potência reativa) dinâmica. o suporte var fornecido pelos geradores de turbina eólica individuais (410, 412) em um sistema pode ser dinamicamente variado para se ajustar aos parâmetros da aplicação.

Description

“SISTEMA DE GERADORES DE TURBINA EÓLICA DE VELOCIDADE VARIÁVEL COM CONTROLE DE REATIVOS E MÉTODO DE CONTROLAR O MESMO” Campo Técnico A invenção se refere a geração e a distribuição de energia elétrica. Mais em particular, a invenção se refere à compensação dos fornecimentos de energia elétrica para cargas que apresentam reatância.

Um gerador a turbina eólica consiste de uma maquina elétrica rotatória mecanicamente acoplada às palhetas da turbina. A energia mecânica da turbina é convertida em energia elétrica enviada à rede de potência através de um sistema coletor. Um conversor eletrônico de potência é usado para controlar o fluxo da potência real e da reativa.

Antecedentes da Invenção As redes de transmissão e de distribuição transmitem energia elétrica das instalações de geração para os usuários finais. O gerenciamento da tensão nos sistemas de transmissão e de distribuição e um aspecto importante para a operação e a topologia do sistema. Em um típico sistema reativo, o fluxo de energia apresenta uma grande influência na tensão. O fluxo de potência reativa pode ser influenciado pela fonte geradora, por alterações no sistema de transmissão e de distribuição, pela adição de elementos derivadores reativos e pelas cargas. Ainda mais, um fluxo excessivo de potência reativa pode aumentar a tensão e gerar um estresse desnecessário nas linhas de transmissão, transformadores e em outros componentes elétricos.

Com referência às figuras 1, 2 e 3, a potência elétrica apresenta pelo menos duas entidades relevantes para a distribuição de energia: tensão e corrente. Em uma rede de distribuição de energia de grande escala, tanto a tensão quanto a corrente variam em função do tempo. Quando a tensão instantânea é multiplicada pela corrente instantânea, o resultado e a potência instantânea. Na maioria das redes de distribuição de energia, os sinais da tensão e da corrente apresentam a forma de uma onda senóica ou de uma curva senoidal.

Se o fluxo de potência reativa (isto e VAR) é zero, as curvas da tensão e a da corrente estão em fase, como ilustrado na figura 1, na qual ν(ω) é a forma da curva da tensão que varia em função do tempo e i(o)t) é a forma da curva da corrente que varia em função do tempo. Contudo se a potência reativa (isto é, indutiva ou capacitiva) não e zero, a forma da curva da tensão, ν(ωί), não estará em fase com a30 forma da curva da corrente 'ι(ωί). A quantidade através da qual a corrente se atrasa ou se adianta à tensão pode ser quantificada através do angulo do fator de potência <t>(defasagem de fase), o qual é a fração de ciclo que representa o avanço ou o atraso da corrente em relação à tensão. Um ciclo tem 2π ou 360°, e o ângulo do fator de potência Φ é a diferença entre os ciclos da tensão e da corrente.

Com relação a uma forma de onda constante de tensão , ν(ωί), uma corrente atrasada é ilustrada como ί(ωί - Φ) na figura 2 e uma corrente adiantada e ilustrada como ΐ(ωί + Φ) na figura 3. A quantidade pela qual a corrente se atrasa ou adianta à tensão pode ser quantificada por um ângulo do fator de potência Φ, o qual é a fração de ciclo que representa o avanço ou o atraso da corrente em relação a tensão. Um ciclo tem 2π ou 360°, e o ângulo do fator de potência Φ é a diferença entre os ciclos de tensão e de corrente. O fator de potência reativa e importante do ponto de vista da distribuição de energia. Uma vez que a maioria dos sistemas de transmissão são indutivos, um aumento no componente da corrente reativa (isto é, VARs capacitivas) irá causar um aumento na tensão. Em sentido contrario, uma diminuição no componente de potência reativa (isto é, VARs indutivas) irá causar uma queda da tensão. O controle do fluxo de potência reativa para uma fazenda de vento pode ser obtido através de um gerador de turbina eólica individual, elementos de derivação (p. ex. capacitores chaveados ou indutores chaveados), comutadores de derivação para transformadores, ou alguma combinação destes. O documento EP1246335A2, intitulado “Power factor control and apparatus and method”, depositado por MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES -LTD, com data de publicação de 02/10/2002, descreve um aparato e um método para controle de fator de potência em sistemas elétricos. O equipamento controla o fator de potência através de sistemas de controle capazes de enviar comandos após a comparação dos valores de tensão desejados com os valores de tensão observados no sistema. O documento US 5225712A, intitulado “Variable speed wind turbine with reduced power fluctuation and a static var mode of operation”, depositado por U.S. Windpower, Inc., com data de publicação de 06/07/1993, se refere a um conversor para turbina eólica de velocidade variável para reduzir a flutuação de potência e com modo de operação para compensação estática de reativos. Além da descrição do método de controle, é definido um conversor para turbina eólica com um sistema de controle utilizando dispositivos chaveados, capaz de reduzir a flutuação das formas de onda de potência e controlar as potências real e reativa do gerador de turbina eólica, fazendo com que o mesmo possa realizar a compensação de reativos em sistemas elétricos. O Artigo IEEE, intitulado “Stator flux oriented control of an integrated alternator/active filter for wind power applications”, de autoria de ABOTHASSANI Μ T ET AL, com data de publicação de 01/06/2003, se refere a um alternador/filtro integrado para aplicação em turbinas eólicas de velocidade variável, visando a melhoria da qualidade de energia com a redução de harmônicos, correção do fator de potência e controle de potência reativa, através de um método de controle a campo orientado.

Descrição da Invenção Uma rede de sistemas de geradores de turbina eólica de velocidade variável inclui geradores para gerar uma potência real e uma potência reativa e um sistema controlador acoplado aos geradores para controlar as potências real e reativa geradas pelos geradores individuais com base nas capacidades térmicas e/ou nos limites de tensão dos geradores individuais para fazer com que a rede dos sistemas geradores forneçam uma potência real e reativa comandada.

Breve Descrição dos Desenhos A invenção é ilustrada a título de exemplo, e não a título limitativo, nas figuras dos desenhos que acompanham, nos quais os números iguais de referência se referem a elementos similares. A figura 1 ilustra a forma de onda de tensão e corrente em fase; A figura 2 ilustra a forma de onda de tensão adiantada à corrente; A figura 3 ilustra a forma de onda de tensão atrasada à corrente; A figura 4 é um diagrama de blocos de uma forma de realização em ciclo fechado de um sistema de turbina eólica no qual os geradores a turbina eólica podem ser individualmente controlados para fornecer um suporte à potência reativa; A figura 5 é um diagrama de blocos de uma forma de realização em ciclo aberto de um sistema de turbina eólica no qual os geradores a turbina eólica podem ser individualmente controlados para fornecer um suporte à potência reativa; A figura 6 é uma ilustração conceituai de uma curva da capacidade da potência real e da reativa para uma turbina eólica; A figura 7 é um diagrama de fluxo de uma forma de realização para um controle dinâmico da potência reativa das turbinas eólicas individuais dentro de um sistema de turbina eólica; A figura 8 é um diagrama em blocos de uma forma de realização do controlador de otimização; A figura 9 é um exemplo da função de transferência para fornecer um perfil desejado de tensão em um local fixe no sistema de potência; A figura 10 é um exemplo da comparação de otimização para uma rede simples; A figura 11 é uma rede simples correspondente a uma comparação da otimização da figura 10; e A figura 12 é um diagrama em blocos de uma forma de realização de um sistema gerador indutivo duplamente alimentado. A figura 13 é um diagrama em blocos representando as etapas e desenvolvimento do ajuste e de potência e comandos da VAR.

Descrição Detalhada Na seguinte descrição, e com o propósito de explicação, numerosos detalhes específicos são apresentados de forma a fornecer um conhecimento completo da invenção. Contudo, se tornará aparente a um perito na área que a invenção pode ser realizada sem estes detalhes específicos. Por outro lado, estruturas e dispositivos são mostrados na forma de diagrama de blocos de forma a evitar um obscurecimento da invenção. A técnica aqui descrita fornece o potencial para utilizar a capacidade total de um sistema gerador a turbina eólica (isto é, uma fazenda de vento) para fornecer uma VAR (suporte a potência reativa) dinâmica. O suporte a VAR fornecida por geradores individuais a turbina eólica em um sistema pode ser variado de forma dinâmica para acomodar os parâmetros da aplicação.

Os geradores a turbina eólica podem fornecer um suporte a VAR baseados na geração de potência real e no fator de potência. Este tipo de suporte a VAR pode ser descrito, por exemplo, pela equação: VAR = Watt * tan(0) sendo que Θ é o angulo do fator de potência. O controle do fator de potência apresenta alguns problemas. Devido ao fato que o suporte a VAR é proporcional ao quadrado da potência de saída, esta técnica não utiliza a capacidade total dos respectivos geradores a turbina eólica, como mostrado na figura 6. Além disto, o controle do fator de potência pode ocasionalmente resultar em uma ação errônea que esteja sendo tomada para manter de forma inerente uma tensão desejada no ponto de acoplamento comum (PCC).

Em uma forma de realização, os controladores da tensão monitoram o ponto de acoplamento comum (PCC) entre o sistema gerador a turbina eólica (por exemplo, uma fazenda de vento) e uma conexão com uma rede de utilidade. O controlador de tensão mede a rede de tensão e compara a rede de tensão com a tensão desejada. O controlador de tensão calcula a quantidade de potência reativa requerida pelo sistema da fazenda de vento de tal sorte que a rede de tensão esteja dentro de uma faixa desejada.

Em uma forma de realização, para fornecer uma potência desejada (incluindo a potência reativa) no PCC, um controlador dinâmico de tensão transmite os comandos da potência reativa para os geradores a turbina eólica individuais através de uma rede de controle distribuída. Os geradores a turbina eólica interpretam os comandos recebidos e excitam seus geradores para produzir a potência reativa comandada. Conforme muda a potência reativa, a rede de tensão medida se move na direção do nível de tensão desejado. Assim, o sistema fornece um sistema de controle de tensão em ciclo fechado.

Em uma forma de realização, mostrada na figura 12, o gerador é um gerador de induções duplamente alimentado com um rotor enrolado e anéis coletores. Um sistema de excitação do conversor de potência de frequência variável ligado ao rotor do gerador permite ao gerador operar (por exemplo) dentro de uma gama de velocidades de 800 rpm a 1.600 rpm. O sistema de excitação do conversor de potência de frequência variável também é usado para ajustar a potência reativa de saída do gerador.

Para a geração da potência reativa, o tempo de resposta do sistema gerador conversor de frequência é equivalente ao de um regulador de VAR estático. O conversor de potência também pode ser controlado, de forma independente do gerador, para contribuir com potência reativa para o sistema coletor, como mostrado na figura 12. A figura 4 é um diagrama de blocos de uma forma de realização em ciclo fechado de um sistema a turbina eólica no qual os geradores de turbina eólica podem ser controlados de forma individual para fornecerem o suporte à potência reativa. O sistema de turbina eólica 400 e ilustrado com duas turbinas eólicas (410 e 412), cada qual incluindo um gerador. Contudo, qualquer numero de turbinas eólicas pode ser incluído em um sistema que emprega as técnicas aqui descritas.

As turbinas eólicas individuais estão eletricamente acopladas ao ponto de acoplamento comum (PCC) 420. Devido ao fato que vários sistemas de turbinas eólicas incluem um grande numero de turbinas eólicas distribuídas por uma grande área, a distância entre cada turbina eólica e o PCC 420 pode variar. A medição do sistema 430 é acoplado com o PCC 420. Uma das funções da medição do sistema 430 é a de monitorar a tensão, a corrente e a potência no PCC 420. A medição do sistema 430 fornece sinais para os filtros 440 e 441, para o compensador de queda de linha 445 e para o controlador de tensão 450 baseados na tensão no PCC 420. Outros fatores também podem ser incluídos nos sinais fornecidos para o filtro 440, para o compensador de queda de linha 445 e para o controlador da tensão 450. O compensador para queda de linha 445 é um componente opcional que pode ser usado para compensar as quedas de tensão causadas pela transmissão, do PCC 420 até a rede de utilidade 430. Em uma forma de realização, a compensação inclui os efeitos de carga de linha. Em uma forma de realização, a relação entre a tensão (Es) e a corrente (Is) medidas no PCC e a tensão calculada (Er) na rede de utilidade é: Er = A . Es + B . Is na qual A e B são parâmetros da linha de transmissão derivados de coeficientes complexos (por exemplo, impedância da linha e reatância derivada). A figura 9 é um exemplo da função de transferência para fornecer um perfil desejado de tensão em um local fixo no sistema de potência. Em geral, a forma da função de transferência pode ser diferente para cada aplicação e é determinada com base nos estudos detalhados dos sistemas de potência. A medição do sistema 430 fornece um sinal para o filtro 440 que corresponde à tensão medida no PCC 420, e um sinal para o filtro 441 que corresponde à corrente medida no PCC 420. O filtro 440 filtra os harmônicos e o ruído, e fornece um sinal filtrado, que corresponde à tensão no PCC 420, para o controlador de tensão 450 e para o compensador de queda de linha 445. O filtro 441 filtra os harmônicos e o ruído, e fornece um sinal filtrado, que corresponde à corrente no PCC 420, para o compensador de queda de linha 445. O compensador de queda de Linha 445 e um componente opcional que pode ser usado para compensar as quedas de tensão causadas pela transmissão, do PCC 420 ate a rede de utilidade 430, ou dentro do sistema 400. Em uma forma de realização, os sinais de saída do filtro 440 e do compensador de queda de linha 445 são combinados para fornecer um sinal de entrada ao controlador de tensão 450.

Em uma forma de realização, o controlador PI 450 determina a potência reativa desejada a ser fornecida para o PCC 420. A potência reativa a ser fornecida pode ser em termos do sistema 400 como um todo, das turbinas eólicas individuais ou dos grupos de turbinas. O controlador de otimização 460 é um componente opcional que recebe um sinal de ajuste de potência do modulador de potência 470, um sinal da VAR da fazenda de vento do controlador de tensão 450, e um sinal de ajuste da VAR do gerenciador de derivação capacitor/reator 480. O controlador de otimização 460 calcula um comando de potência reativa individual para cada turbina eólica o qual minimiza as perdas do sistema da fazenda de vento ou otimiza a distribuição de tensão do sistema coletor. Uma forma de realização do controlador de otimização é descrita em maiores detalhes abaixo, com relação à figura 8.

Matematicamente, a otimização de um problema e em geral descrita através da minimização de uma função objetiva J(u,x) sujeita a algumas condições restritivas. Em notação de matriz: Minimizar J(u,X) submeter a: d(u,x) =0 e(u,x) <= 0 x : variáveis do sistema (p. ex. tensão do condutor, fator de potência) u : variáveis de controle (p. ex. potência reativa do gerador) J(u,x): função objetiva d(u,x): igualdade de restrições e(u,x): desigualdade de restrições Uma amostra da função objetiva e mostrada na equação (1). Esta função tem a intenção de minimizar a distribuição das perdas na linha (PL) sujeitas à manutenção do fator de potência no PCC da fazenda de vento. Pode também ser desejável estabelecer uma hierarquia de performances, forçando a uma banda de tolerância na tensão mais restrita em um subconjunto de nós.

Minimizar (Equação 1) sujeito a: sistema PF =0,95 (sobre excitado) Para ilustração, uma simples comparação de otimização é mostrada na figura 10 para a rede simples da figura 11.

Algumas aplicações das fazendas de vento podem requerer a adição de capacitores chaveados 404 e reatores chaveados 406 na fazenda de vento. O gerenciamento da derivação capacitor/reator 480 é um componente opcional o qual coordena e otimiza a operação destes elementos chaveados com a saída de potência das turbinas eólicas 410 e 412. Um comutador de derivação para transformadores 402 opcional pode também ser coordenado com os reatores chaveados 406, com os capacitores 404 e com os sinais VAR da turbina eólica.

As turbinas eólicas do sistema 400 recebem os comandos de potência do controlador de tensão 450 e do controlador de otimização 460 opcional, e reage individualmente aos comandos. O ajuste da potência e os comandos da VAR podem ser distribuídos para as turbinas eólicas através de um barramento compartilhado de dados com cada turbina eólica apresentando um endereço ou outro identificador. Alternativamente, o ajuste da tensão e os comandos da VAR podem ser distribuídos para as turbinas eólicas através de conexões individuais, por exemplo, através de um dispositivo tipo hub, conforme ilustrado na figura 13.

Quando as turbinas eólicas reagem aos comandos, o sistema de controle das turbinas eólicas individuais faz com que as alterações necessárias (p. ex. troca do passe das palhetas, troca do torque do gerador) para fornecer as potências real e a reativa indicadas pelos comandos de potência. Como resultado do controle das turbinas individuais, as potências real e reativa no PCC 420 podem ser ajustadas de forma dinâmica para fornecer as características desejadas, as quais incrementam a performance e os benefícios auxiliares do sistema de turbina eólica 400. Os benefícios incluem, mas não estão limitados a: redução da oscilação, gerenciamento da tensão, redução da potência e estabilização do sistema de potência. A figura 5 é um diagrama de blocos de uma forma de realização em ciclo aberto de um sistema de turbina eólica no qual os geradores a turbina eólica podem ser individualmente controlados para fornecer um suporte a potência reativa. O sistema de turbina eólica 500 inclui turbinas eólicas (410 e 412) e um PCC 420 acoplado com a rede de utilidade conforme supra descrito. Assim como no sistema 400 da figura 4, qualquer numero de turbinas eólicas pode ser incluído. A medição do sistema 550 monitora a potência fornecida ao PCC 420 pelas turbinas eólicas. A medição do sistema 550 fornece um sinal para o filtro 560 que corresponde à medição de potência no PCC 420. O filtro 560 filtra as flutuações rápidas da potência e fornece um sinal filtrado que corresponde à potência no PCC 420 para a função de transferência VAR/Watt 590. Em uma forma de realização, a função de 20 transferência 590 é uma característica do fator de potência constante. A função de transferência VAR/Watt aproxima o perfil desejado da tensão em um ponto do sistema de potência. Um exemplo da função de transferência VAR/Watt esta ilustrado na figura 9. A função de transferência VAR/Watt 590 compara o sinal de potência (P) do filtro 560 com a curva VAR/Watt para determinar de forma dinâmica a potência reativa a ser fornecida pelo sistema 500.

Em uma forma de realização, dois sinais (Qo e dQ/dP) são transmitidos pela função de transferência VAR/Watt 590 para as turbinas eólicas (410 e 412) para o controle local. O controle local das turbina eólicas (410 e 412) esta na forma (Equação 2) na qual Q0 é um termo comum da potência reativa o qual é fornecido para todas os geradores a turbinas eólicas no sistema e (Equação 3) É um termo inclinado (slope) que pode ser usado para um controle dinâmico rápido pelo controle local das turbinas eólicas (410 e 412). A figura 6 é uma ilustração conceituai da capacidade das potências real e reativa de um gerador a turbina eólica. A potência reativa pode ser ajustada de forma dinâmica dentro dos limites mostrados na figura 6.

As configurações do sistema das figuras 4 e 5 fornecem diversas características importantes. A capacidade de cada gerador de turbina eólica, em um sistema, de operar como um compensador estático VAR pode ser utilizada dentro da curva de capacidade mostrada na figura 6. Em uma forma de realização, a capacidade de compensação da potência reativa de um conversor de energia da turbina eólica pode ser usada quando as turbinas não estão operando. Em uma forma de realização, O amortecimento do sistema de potência (p. ex., ângulo de troca de potência, frequência e taxa de troca do ângulo de troca de potência) pode ser controlado através da modulação da geração das potências real e reativa a nível dos geradores individuais ou a nível do sistema. A figura 7 é um diagrama de fluxo de uma forma de realização do controle dinâmico de potência de turbinas eólicas individuais dentro do sistema de turbinas eólicas. O desejado sinal de controle da utilidade (p. ex. tensão, fator de potência ou VAR) a ser fornecido a um local predeterminado e determinado em 710. O local predeterminado é tipicamente o ponto de acoplamento comum (PCC); contudo, se, por exemplo, o sistema de turbina eólica e localizado a distância, o local predeterminado pode ser um ponto projetado baseado em um algoritmo de compensação de queda de linha. A potência ou tensão de saída da fazenda de vento enviada para um local predeterminado é medida em 720. A saída medida é comparada com um sinal de controle desejado em 730. Em resposta a comparação, o sistema de controle para a fazenda de vento determina a magnitude de quaisquer correções que possam ser necessárias para fornecer a potência desejada a um local predeterminado. O sistema de controle determina as potências real e reativa a serem fornecidas por cada gerador de turbina eólica de forma a fornecer o controle desejado a um local predeterminado. Em uma forma de realização, cada gerador de turbina eólica pode receber um comando para fornecer uma combinação diferente entre as potências real e reativa. A configuração física da fazenda de vento incluindo, por exemplo, os tipos de geradores, o local das turbinas eólicas, a topologia do sistema coletor e as distâncias entre as turbinas eólicas e o PCC pode ser usada para determinar os comandos de potência a serem fornecidos aos geradores de turbina eólica individuais de forma a incrementar a performance do sistema para perdas reduzidas e um perfil de tensão.

Os comandos de potência são transmitidos aos geradores de turbina eólica individuais em 740. Os comandos de potência podem ser transmitidos usando qualquer meio, tanto por cabo como sem fio, conhecidos da arte. Alem disto, pode ser usado qualquer protocolo conhecido na arte desde que apto a transmitir comandos a destinos individuais dentro de um grupo de destinos potenciais. Os geradores de turbina eólica individuais modificam suas respectivas saídas, se necessário, em resposta aos comandos de potência, 750. A figura 8 é um diagrama de blocos de uma forma de realização do controlador de otimização. O bloco 810 implementa uma característica de banda morta (deadband) no erro entre o sinal VAR da fazenda de vento e os VARs gerados pelos capacitores e reatores chaveados. A integração no tempo no bloco 820 é usada para estabelecer uma característica inversa no tempo a qual inicia o chaveamento dos bancos de capacitor e de reatores. O bloco 830 é usado para determinar qual banco de capacitor ou de reator deve ser chaveado. A referência da descrição de "uma forma de realização" ou "forma de realização" significa que uma particular forma, estrutura ou característica descrita de acordo com uma forma de realização e incluída em pelo menos uma forma de realização da invenção. As aparições da frase "uma forma de realização" em vários locais na descrição não se refere necessariamente a mesma forma de realização.

Na descrição supra, a invenção foi descrita com referência a formas específicas de realização da mesma. Será, contudo, evidente que varias modificações e substituições podem ser feitas nesta sem escapar do mais amplo escopo e espírito da invenção. A descrição e os desenhos devem, desta forma, ser vislumbrados em um sentido ilustrativo ao invés de restritivo.

Reivindicações

Claims (9)

1. SISTEMA DE GERADORES DE TURBINA EÓLICA (400) DE VELOCIDADE VARIÁVEL COM CONTROLE DE REATIVOS, que compreende: uma pluralidade de geradores (410, 412) para gerar uma potência real e uma potência reativa, sendo que um ou mais dos geradores inclui um sistema de excitação conversor de frequência variável para controlar o fluxo de potência real e o fluxo de potência reativa, e sendo ainda que os sistemas de excitação conversores de frequência variável estão aptos a contribuir com potência reativa de forma independente dos geradores (410, 412); e um controlador de sistema (460) acoplado à pluralidade de geradores para controlar as potências real e reativa geradas pelos geradores individuais em uma pluralidade de geradores baseado nas capacidades térmicas e/ou nos limites de tensão dos geradores individuais para fazer com que a pluralidade de geradores forneça potências real e reativa comandadas; caracterizado pelo fato de que o controlador de sistema (460) é disposto para fornecer comandos aos controles para os geradores de turbina eólica individuais incluírem um componente de potência reativa na forma: na qual Q0éo ponto operacional VAR nominal que é fornecido para todas os geradores a turbinas eólicas em um sistema e é a inclinação incrementai da potência real/potência reativa multiplicada pela potência do gerador de turbina eólica (P).

2. SISTEMA DE GERADORES DE TURBINA EÓLICA DE VELOCIDADE VARIÁVEL COM CONTROLE DE REATIVOS, conforme a reivindicação 1, sendo que ainda compreende componentes de gerenciamento de potência chaveados acoplados com uma pluralidade de geradores e o controlador do sistema, caracterizado pelo fato de que os componentes de gerenciamento de potência chaveados são controlados pelo controlador do sistema.

3. SISTEMA DE GERADORES DE TURBINA EÓLICA DE VELOCIDADE VARIÁVEL COM CONTROLE DE REATIVOS, conforme a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos comandos de potência real e reativa serem recebidos pelo controlador do sistema a partir de um operador da grade de utilidade.

4. SISTEMA DE GERADORES DE TURBINA EÓLICA DE VELOCIDADE VARIÁVEL COM CONTROLE DE REATIVOS, conforme a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do comando de potência reativa ser coordenado com ajustes para os componentes de gerenciamento da potência chaveados.

5. SISTEMA DE GERADORES DE TURBINA EÓLICA DE VELOCIDADE VARIÁVEL COM CONTROLE DE REATIVOS, conforme a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do controlador do sistema fazer com que cada um dos geradores individuais da pluralidade de geradores gere substancialmente a mesma potência reativa.

6. MÉTODO, que compreende: determinar a potência a ser fornecida a um local predeterminado; fornecer comandos a geradores de turbina eólica (460) individuais em um sistema multi turbinas, sendo que um ou mais dos geradores inclui um sistema de excitação conversor de frequência variável para controlar o fluxo de potência real e o fluxo de potência reativa, e sendo ainda que os sistemas de excitação conversores de frequência variável estão aptos a contribuir com potência reativa de forma independente dos geradores, os comandos para controlar as potências real e reativa geradas pelos geradores individuais dentro da pluralidade de geradores baseado nas capacidades térmicas e/ou nos limites de tensão dos geradores individuais para fazer com que a pluralidade de geradores forneça potências real e reativa comandadas; e fornecer potência dos geradores de turbina eólica em resposta aos comandos, caracterizado pelo fato de que os comandos aos geradores de turbina eólica individuais incluírem um componente de potência reativa na forma: na qual Q0éo ponto operacional VAR nominal que é fornecido para todas os geradores a turbinas eólicas em um sistema e é a inclinação incrementai da potência real/potência reativa multiplicada pela potência do gerador de turbina eólica (P).

7. MÉTODO, conforme a reivindicação 6, caracterizado pelo fato dos comandos para os geradores de turbina eólica individuais ainda compreenderem um sinal de modulação da potência real e/ou reativa para ajustar a potência da rede baseado em um comando de referência da utilidade.

8. MÉTODO, conforme a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ainda compreender controlar os componentes de gerenciamento da potência chaveada acoplados com a pluralidade de geradores e ao controlador do sistema.

9. MÉTODO, conforme a reivindicação 6, caracterizado pelo fato dos geradores individuais operarem como reguladores estáticos de VAR sob quaisquer condições de vento.