ES2286307T3 - Procedimiento para el control de un sensor. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar un sensor que registra la velocidad de flujo de un medio, caracterizado por la comparación de la velocidad de flujo del medio indicada por el sensor (16) con al menos un parámetro de funcionamiento de una instalación (10, 12, 14) impulsada por el medio, por ejemplo, una instalación de energía eólica.
Description
Procedimiento para el control de un sensor.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para controlar un sensor que registra la velocidad de
flujo de un medio. Además la invención se refiere a un dispositivo
para la realización de dicho procedimiento.
Del documento JP11072502 ya se conoce un
procedimiento para comprobar un anemómetro que funciona de manera
defectuosa o para determinar su funcionamiento defectuoso. A este
respecto la señal del anemómetro se evalúa por medio de un
ordenador y, en caso de diferentes condiciones del viento, se
comparan los datos evaluados y de esto puede derivarse una señal de
error.
Del documento JP57-198870 se
conoce un aparato de comprobación para anemómetros en el que los
anemómetros se comprueban en condiciones de trabajo. Del documento
US4331881 se conoce cómo puede emplearse un anemómetro en una
instalación de energía eólica, utilizándose la señal del anemómetro
para manejar la instalación de energía eólica.
Los sensores para el control de velocidades de
flujo de medios aptos para la circulación se conocen desde hace
tiempo. En los líquidos se emplean medidores de volumen de paso en
muchas variaciones. En medios gaseosos, en los que también cuenta
el aire, se emplean por ejemplo anemómetros en las más diferentes
formas constructivas.
Estos sensores frecuentemente están expuestos
in situ a condiciones ambientales que pueden perjudicar su
capacidad funcional segura. Por ejemplo, los anemómetros dispuestos
en instalaciones de energía eólica pueden estar sujetos por
completo a una formación de hielo en función de las condiciones
meteorológicas. Es fácilmente comprensible que tal anemómetro
helado probablemente no puede determinar y emitir un valor correcto
de la velocidad de corriente del aire. Una redundancia no lleva
aquí a ninguna solución satisfactoria puesto que el anemómetro
previsto de manera redundante también está, naturalmente, sometido a
la formación de hielo.
El documento US4.331.881 muestra un dispositivo
para mantener constante la proporción de la velocidad máxima de las
palas de rotor y la velocidad del viento en la instalación de
energía eólica.
El objetivo de la presente invención es por ello
perfeccionar un procedimiento y un dispositivo del tipo mencionado
al principio de modo que sea posible un control del sensor sin
prever sensores redundan-
tes.
tes.
Con el procedimiento se realiza esto mediante la
correlación de la velocidad del medio indicada por el sensor con al
menos un parámetro de funcionamiento de una instalación accionada
con el medio. Además la comprensión de la invención se basa en que
una instalación de este tipo no sólo se acciona a causa de los datos
de ese único sensor, sino que frecuentemente el funcionamiento
depende de multitud de parámetros. De esta manera se adapta un
estado de funcionamiento determinado independientemente del sensor
que debe controlarse, pero dependiente de las condiciones de
corriente correspondientes. Si se pone en correlación un parámetro
de funcionamiento característico con la velocidad de flujo indicada
por el sensor, de dicha correlación puede derivarse una información
sobre si dichos valores tienen entre ellos una relación plausible,
es decir, si el sensor funciona correctamente.
Además el objetivo se alcanza mediante un
dispositivo que presenta un sensor que registra la velocidad de
flujo de un medio, una instalación accionada con el medio y un
equipo de correlación para correlacionar la velocidad de flujo del
medio indicada por el sensor con al menos un parámetro de
funcionamiento de la instalación.
En una variante preferente del procedimiento,
los datos se correlacionan por el sensor paralela o consecutivamente
con varios parámetros de funcionamiento. Una correlación paralela
de los datos aumenta la eficacia de la información de la función
del sensor. Por otra parte, sin embargo, puede ser útil en función
del estado de funcionamiento de la instalación emplear, según las
condiciones de funcionamiento, al principio un primer parámetro de
funcionamiento para la correlación para aproximarse a las
condiciones de funcionamiento cambiantes; pero un segundo o varios
parámetros de funcionamiento para la correlación para llegar a una
valoración lo más fiable posible.
En una forma de realización especialmente
preferente de la invención, el equipo de correlación está ya
integrado en la instalación y puede de este modo registrar de
manera sencilla los parámetros de funcionamiento necesarios para la
correlación y efectuar una comparación correspondiente.
En las reivindicaciones subordinadas se indican
variantes ventajosas de la invención.
A continuación se describe más detalladamente
por medio de las figuras un ejemplo de realización de la
invención:
Fig. 1 una instalación de energía eólica; y
Fig. 2 curvas características de parámetros de
funcionamiento de una instalación de energía eólica.
La figura 1 muestra una instalación de energía
eólica con una torre 10, una góndola 12 dispuesta en la torre 10
con un rotor con hojas de rotor 14 que impulsan un generador
dispuesto en la góndola, pero que no aparece representado, que
genera energía eléctrica en función de la velocidad del viento.
Además en la góndola 12 está previsto un anemómetro 16 que registra
la velocidad del viento.
Puesto que, especialmente en invierno, en
condiciones meteorológicas correspondientes puede producirse por
completo una formación de hielo del anemómetro 16 y con ello
indicaciones erróneas de la velocidad del viento, el anemómetro 16
se controla correlacionándose la potencia de la instalación de
energía eólica generada en función de la velocidad del viento con
la indicación del anemómetro 16. Si la potencia de la instalación de
energía eólica generada es mayor que la velocidad del viento
determinada correspondientemente por el anemómetro 16 que sería de
esperar, puede derivarse que el anemómetro 16 no funcione
correctamente, puesto que la potencia generada finalmente no podría
generarse si la velocidad del viento no fuera suficiente para
ello.
En la figura 2 esta relación está representada
de nuevo mediante curvas características. La curva característica
20 representa el curso de la potencia generada por la instalación de
energía eólica en función de la velocidad del viento. La abscisa
está caracterizada con una "V" para la velocidad del viento, la
ordenada con "P" para la potencia. Como se reconoce de la
curva característica, la potencia sube con el crecimiento de la
velocidad del viento hasta que la velocidad del viento nominal
alcanza un punto de la abscisa marcado con el 24. A partir de ahí
la instalación de energía eólica genera la potencia nominal. Por lo
tanto, la velocidad del viento puede correlacionarse con la
potencia generada al menos para el área de origen de la curva
característica hasta ese punto de cambio 24, para poder derivar de
dicha correlación si el anemómetro 16 funciona correctamente.
Después de alcanzar la velocidad del viento
nominal, sin embargo, la curva característica de potencia 20 ya no
da ninguna cifra de referencia útil para la correlación con la
velocidad del viento indicada por el anemómetro. Sin embargo, en
lugar de la curva característica de potencia ahora puede aproximarse
la línea característica del ángulo de pala 22. A partir de que se
alcance la velocidad del viento nominal y con velocidad de viento
que continúa creciendo, el ángulo de incidencia de las palas del
rotor se modifica. Esto se representa en la curva característica
inferior; aquí la abscisa está marcada de nuevo con una "V"
para la velocidad del viento y la ordenada con una "a" para el
ángulo de incidencia de las palas del rotor. De la curva
característica debe deducirse que el ángulo de incidencia disminuye
con el crecimiento de la velocidad del viento. Por lo tanto después
de sobrepasarse el punto de cambio 24 mediante el ángulo de
incidencia "a" de las palas del rotor puede determinarse si el
anemómetro 16 continúa indicando la velocidad del viento
correcta.
Naturalmente también es posible, en lugar de
emplear varios parámetros de funcionamiento consecutivamente en
función del área de funcionamiento de la instalación de energía
eólica, tener en cuenta dichos parámetros simultáneamente. Así,
mientras la velocidad del viento está por debajo de la velocidad del
viento nominal, se emplea como parámetro de funcionamiento la
potencia eléctrica generada por la instalación y simultáneamente se
consulta el ángulo de incidencia de las palas del rotor 14. Después
de sobrepasarse el punto de cambio 24 y por lo tanto la velocidad
del viento nominal, se emplea ahora el ángulo de incidencia de las
palas del rotor 14 y simultáneamente se tiene en cuenta la potencia
generada por la instalación.
Naturalmente este procedimiento conforme a la
invención y el dispositivo no son sólo aplicables en instalaciones
de energía eólica. En las centrales hidráulicas la cantidad de agua
circulante puede correlacionarse con la potencia eléctrica
generada.
Incluso en las máquinas de combustión son
aplicables estos procedimientos y este dispositivo para, por
ejemplo, controlar la entrada de combustible. Aquí la cantidad de
volumen de paso del combustible puede correlacionarse con la
potencia generada (mecánicamente).
Claims (7)
1. Procedimiento para controlar un sensor que
registra la velocidad de flujo de un medio, caracterizado por
la comparación de la velocidad de flujo del medio indicada por el
sensor (16) con al menos un parámetro de funcionamiento de una
instalación (10, 12, 14) impulsada por el medio, por ejemplo, una
instalación de energía eólica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el empleo simultáneo o consecutivo de
varios parámetros de funcionamiento para comparar los datos del
sensor.
3. Dispositivo para la realización del
procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
por un sensor (16) que registra la velocidad de flujo de un medio,
una instalación (10, 12, 14) impulsada por el medio, por ejemplo,
una instalación de energía eólica, y un equipo de comparación para
comparar la velocidad de flujo del medio indicada por el sensor
(16) y al menos un parámetro de funcionamiento de la instalación
(10, 12, 14).
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado por un equipo de comparación integrado en la
instalación (10, 12, 14).
5. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado por un sensor (16) dispuesto junto a o en la
instalación.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
3 a 5, caracterizado por un sensor (16) configurado como
anemómetro y una instalación (10, 12, 14) configurada como
instalación de energía eólica.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
3 a 5, caracterizado por un sensor (16) configurado como
medidor de volumen de paso y una instalación configurada como
generador de energía hidráulica o como máquina de combustión.
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