ES2197112T3 - Procedimiento para el funcionamiento de un parque eolico. - Google Patents
Procedimiento para el funcionamiento de un parque eolico.Info
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Abstract
Procedimiento para el funcionamiento de un parque eólico, compuesto por al menos dos instalaciones de energía eólica, en donde la potencia entregada por las instalaciones de energía eólica está limitada en su valor a una máxima potencia de alimentación de energía posible, que es menor que el máximo valor posible de la energía que se ha de entregar (valor nominal), y donde la máxima potencia de alimentación de energía posible se determina a través de la capacidad de recepción (capacidad de los conductores) de la red de distribución de energía a la que se alimenta la energía y/o a través de la capacidad de potencia de la unidad de transmisión de energía o del transformador mediante el que se alimenta a la red de distribución de energía la energía generada por la instalación de energía eólica.
Description
Procedimiento para el funcionamiento de un parque
eólico.
La invención trata de un procedimiento para el
funcionamiento de un parque eólico, así como también de un parque
eólico como tal.
Las instalaciones de energía eólica se instalan
siempre en primer lugar de modo individual y, en los últimos años,
por primera vez, también debido a las regulaciones administrativas y
a las reglamentaciones de construcción, se instalan frecuentemente
en parques eólicos. En este caso, un parque eólico es, en su unidad
más pequeña, una disposición de por lo menos dos instalaciones de
energía eólica, si bien normalmente son considerablemente más. A
modo de ejemplo, se puede citar el parque eólico de Holtriem
(Ostfriesland), en donde más de 50 instalaciones de energía eólica
estás dispuestas en un grupo. Se espera que tanto el número de
piezas como la potencia instalada de las instalaciones de energía
eólica también crezca de modo considerable en los próximos años. En
la mayoría de los casos, el mayor potencial eólico se da en las
regiones de la red de distribución con reducida potencia en
cortocircuito y reducida densidad de población. Precisamente, en
estos casos, se alcanzan rápidamente las limites técnicos de
conexión a través de las instalaciones de energía eólica, lo cual
tiene como consecuencia que en estos emplazamientos no se puede
instalar entonces más instalaciones de energía eólica.
Un parque eólico y un procedimiento para el
funcionamiento de un parque eólico se conocen asimismo del documento
DE 196 29 906 A1.
Un parque eólico convencional que está conectado,
por ejemplo, a una subestación transformadora con 50 MW, puede
tener, así pues, como máximo una potencia total de 50 MW, es decir,
por ejemplo, 50 instalaciones de energía eólica con 1 MW de
potencia nominal cada una de ellas.
Teniendo en cuenta que las instalaciones de
energía eólica no han de ser operadas en todo momento en
funcionamiento nominal y que, con ello, el parque eólico en su
conjunto tampoco alcanza en todo momento su potencia máxima
(potencia nominal), se puede advertir que el parque eólico no se usa
de un modo óptimo cuando la potencia nominal del parque eólico se
corresponde con la potencia total que se ha de alimentar.
Según esto, la invención sugiere una solución en
la que el parque eólico se equipa con una potencia total que es
mayor que la máxima potencia posible de alimentación de la red.
Trasladando esto al ejemplo comentado anteriormente, la potencia
puede elevarse a un valor superior a 50 MW, por ejemplo, 53 MW. Tan
pronto como las velocidades del viento sean lo suficientemente altas
para generar la potencia límite de 50 MW, entra en funcionamiento
la regulación del parque eólico conforme a la invención, y regula
algunas de las instalaciones, o todas ellas, en caso de que se
supere la potencia conjunta máxima, de tal manera que ésta siempre
se mantenga. Esto significa que para velocidades del viento por
encima del viento nominal (velocidad del viento con la que una
instalación de energía eólica alcanza su valor nominal), por lo
menos una de las instalaciones, o todas ellas, se ponen en
funcionamiento con una potencia (ligeramente) estrangulada (por
ejemplo, con una potencia de 940 kW en lugar de 1 MW).
Las ventajas de la invención son claras. En
conjunto, los componentes de la red de alimentación (componentes de
la red son, por ejemplo, el transformador y los conductores) se
usan y cargan de modo óptimo (también es posible un uso hasta el
límite térmico). Con esto se pueden utilizar los parques eólicos
existentes de un mejor modo, gracias a la instalación de un máximo
número posible de instalaciones de energía eólica. En este caso, el
número ya no está determinado (no en una medida tan grande) a
través de la capacidad existente de la red.
Para el control/regulación de una instalación de
energía eólica es apropiado que ésta disponga de una entrada de
datos, a través de la cual la potencia eléctrica se pueda ajustar
en un intervalo de 0 a 100% (referido a la potencia nominal). Por
ejemplo, en caso de que se ponga en esta entrada de datos un valor
teórico de 350 kW, entonces la potencia máxima de esta instalación
de energía eólica no sobrepasará el valor teórico de 350 kW. Cada
valor desde 0 hasta la potencia nominal (por ejemplo, de 0 hasta 1
MW) es posible como valor teórico.
Esta entrada de datos puede usarse directamente
para la limitación de potencia.
Sin embargo, con la ayuda de un regulador también
se puede regular la potencia del generador dependiendo de la tensión
de la red (en la red del parque eólico o en la red de
alimentación).
Otra función importante se explica a continuación
a partir de una regulación de un parque eólico. Por ejemplo, se
supone que un parque eólico está formado por 10 instalaciones de
energía eólica, cada una de las cuales dispone de una potencia
nominal de 600 kW. Debido a las capacidades de los componentes de la
red (capacidades de los conductores) o a las capacidades limitadas
de la subestación transformadora, se supone además que la máxima
potencia que se puede entregar (potencia límite) está limitada a
5200 kW.
Existe ahora la posibilidad de limitar todas las
instalaciones de energía eólica a una potencia máxima de 520 kW con
la ayuda de un valor teórico (entrada de datos). Con esto se cumple
el requisito de la limitación de la potencia que se ha de
entregar.
Otra posibilidad viene dada por el hecho de no
dejar sobrepasar la potencia máxima como suma de todas las
instalaciones, si bien al mismo tiempo generar un máximo de energía
(kW-hora (trabajo)).
A tal respecto habría que saber que en caso de
velocidades del viento pequeñas a moderadas del parque eólico,
frecuentemente sucede que las instalaciones de energía eólica que
están en los mejores emplazamientos (esos son los emplazamientos
sobre los que actúa el viento en primer lugar dentro del parque
eólico) reciben mucho viento. En caso de que ahora se regulen a la
baja todas las instalaciones de energía eólica al mismo tiempo a su
valor estrangulado (por ejemplo, todas a 520 kW), entonces, si bien
esta potencia generada será alcanzada por algunas instalaciones de
energía eólica dispuestas en los buenos emplazamientos, otras
instalaciones de energía eólica que se encuentran en la ``sombra de
viento'' de las instalaciones de energía eólica bien localizadas
(en la segunda y tercera fila) tienen menos viento y trabajan,
debido a ello, por ejemplo, sólo con 460 kW de potencia, y no
alcanzan el valor de la potencia máxima estrangulada de 520 kW. La
potencia total generada del parque eólico, según esto, está
claramente por debajo de la potencia límite permitida de 5200
kW.
La regulación del parque eólico conforme a la
invención regula, en este caso, cada una de las instalaciones
individuales de tal manera que se ajuste el máximo rendimiento de
energía posible. Esto significa, concretamente, que por ejemplo las
instalaciones en la primera fila (es decir, en los buenos
emplazamientos) se regulan a una potencia mayor, por ejemplo a la
potencia nominal (es decir, no se produce estrangulamiento). Con
esto se incrementa la potencia eléctrica total en el parque eólico.
La regulación del parque, sin embargo, regula cada una de las
instalaciones de tal manera que no se supere la máxima potencia de
conexión eléctrica permitida, mientras que al mismo tiempo el
trabajo generado (kWh) alcanza un valor máximo.
La gestión del parque eólico conforme a la
invención se puede ajustar de un modo sencillo a cada una de las
situaciones que se pueden dar. Así pues, por ejemplo, se puede
llevar a cabo de un modo muy sencillo otra estrangulación de la
potencia de las instalaciones individuales, en caso de que una o
varias instalaciones del parque eólico sean retiradas de la red
(hayan de ser retiradas), bien sea por razones de mantenimiento o
por otras razones, una instalación individual o varias hayan de ser
cerradas provisionalmente.
Para el control/regulación del parque eólico o de
cada una de las instalaciones, es posible usar un dispositivo de
tratamiento de datos / de control, que esté unido con las entradas
de datos de las instalaciones, y que determine a partir de los
datos de la velocidad del viento determinados (por cada
instalación), el valor de estrangulación de la potencia adecuado en
cada caso para cada una de las instalaciones o para todo el parque
eólico.
La figura 1 muestra en un diagrama de bloque, el
control de una instalación de energía eólica por medio de un
microprocesador \muP, que está unido con un dispositivo ondulador
(PWR), mediante el que se puede alimentar una corriente alterna de
varias fases en una red de distribución. El microprocesador dispone
de una entrada para la introducción de potencia P, una entrada para
la introducción de un factor de potencia (cos \varphi), así como
de una entrada para la introducción del gradiente de potencia (dP /
dt).
El dispositivo ondulador, compuesto por un
rectificador, un circuito intermedio de corriente continua y un
ondulador, está unido con el generador de una instalación de
energía eólica, y recibe de éste la variable del número de
revoluciones por minuto generadas por el generador, es decir,
dependiendo del número de revoluciones por minuto del rotor de la
instalación de energía eólica.
La concepción representada en la figura sirve
para la explicación de cómo la potencia entregada por una
instalación de energía eólica puede limitarse en su valor a un
valor máximo posible de alimentación de red.
La figura 2 muestra la representación principal
de un parque eólico, compuesto por, por ejemplo, tres instalaciones
de energía eólica 1, 2 y 3, desde las cuales (mirado desde la
dirección del viento) dos de ellas están una junto a la otra, y la
tercera está colocada detrás de las dos primeras. Puesto que cada
una de las instalaciones de energía eólica dispone de una entrada de
potencia para el ajuste de la potencia de cada una de las
instalaciones (Fig. 1), es posible, a través de un dispositivo de
tratamiento de datos mediante el que se controla todo el parque
eólico, ajustar cada una de las potencias de cada una de las
instalaciones de energía eólica en un valor deseado. En la figura
2, los mejores emplazamientos de las instalaciones de energía
eólica son aquellos sobre los que incide el aire en primer lugar, es
decir, las instalaciones 1 y 2.
Claims (6)
1. Procedimiento para el funcionamiento de un
parque eólico, compuesto por al menos dos instalaciones de energía
eólica, en donde la potencia entregada por las instalaciones de
energía eólica está limitada en su valor a una máxima potencia de
alimentación de energía posible, que es menor que el máximo valor
posible de la energía que se ha de entregar (valor nominal), y donde
la máxima potencia de alimentación de energía posible se determina a
través de la capacidad de recepción (capacidad de los conductores)
de la red de distribución de energía a la que se alimenta la energía
y/o a través de la capacidad de potencia de la unidad de transmisión
de energía o del transformador mediante el que se alimenta a la red
de distribución de energía la energía generada por la instalación de
energía eólica.
2. Parque eólico, compuesto por al menos dos
instalaciones de energía eólica, con un máximo valor posible de la
potencia que se ha de entregar (potencia nominal), que es mayor que
la máxima potencia que se puede alimentar a la red de distribución
de energía a la que está conectado el parque eólico,
caracterizado porque esta máxima potencia de alimentación de
energía posible se determina a través de la capacidad de recepción
(capacidad de potencia) de la red de distribución de energía en la
que está conectado el parque eólico y/o a través de la capacidad de
potencia de la unidad de transmisión de energía o del transformador
mediante el que se alimenta a la red de distribución de energía la
energía generada por la instalación de energía eólica.
3. Parque eólico según la reivindicación 2,
caracterizado porque la potencia de al menos una o varias de
las instalaciones de energía eólica, o de todas las instalaciones de
energía eólica del parque eólico, se estrangula cuando se alcanza la
máxima potencia de alimentación de energía posible.
4. Parque eólico según una de las
reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el
estrangulamiento de la potencia para todas las instalaciones de
energía eólica es igual de grande o es diferente.
5. Parque eólico según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque al menos una
instalación de energía eólica del parque eólico dispone de una
entrada de datos, a través de la cual se puede regular la potencia
eléctrica de la instalación de energía eólica en un intervalo de 0 a
100% de la potencia nominal respectiva, y porque se prevé un
dispositivo de tratamiento de datos, que está unido con la entrada
de datos y mediante el que se regula el valor de regulación en el
intervalo de 0 a 100%, dependiendo de lo grande que sea la potencia
que el parque eólico en su conjunto pone a disposición en su salida
para la alimentación a una red de energía.
6. Parque eólico según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
instalaciones de energía eólica que están expuestas al viento en
primer lugar dentro del parque eólico se limitan en su potencia en
menor medida que las instalaciones de energía eólica que están
situadas en la dirección del viento por detrás de las instalaciones
de energía eólica previamente mencionadas.
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