ES2327484A1 - Sistema y metodo de control de un parque eolico. - Google Patents
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Abstract
Sistema y método de control de un parque eólico, siendo del tipo de parques eólicos constituidos por una pluralidad de aerogeneradores que contienen un rotor, un generador, una unidad de control y medios de conexión a la red de parque, estando dotados dichos aerogeneradores de medios para generar potencia reactiva siguiendo las consignas del sistema de control del parque, calculando dicho sistema de control una demanda global de potencia reactiva a producir por todo el parque a partir de la tensión en el punto de conexión o el factor de potencia demandado y enviando dicho sistema de control consignas de potencia reactiva a los aerogeneradores del parque, recibiendo el sistema de control central (103) de los aerogeneradores (1,...n) una información basada en uno o varios parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los componentes eléctricos (501,...50n) de los aerogeneradores, produciéndose un reparto de generación de potencia reactiva entre los diferentes aerogeneradores(1,...n).
Description
Sistema y método de control de un parque
eólico.
La siguiente invención, según se expresa en el
enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un
sistema y método de control de un parque eólico, siendo del tipo de
parque eólico que se conforma por una pluralidad de
aerogeneradores, de forma que mediante el sistema de control
propuesto se reparte la producción de potencia reactiva y siendo
posible efectuar un reparto de la limitación de potencia activa
entre los diferentes aerogeneradores teniendo en cuenta el estado
térmico de los componentes de cada aerogenerador a la hora de
enviar las consignas individuales a cada uno de ellos.
En la presente memoria se describe un sistema y
método de control de un parque eólico, que permite la operación
coordinada de cada uno de los aerogeneradores que lo conforman, de
tal forma que globalmente se cumplan los requisitos de la red e
individualmente se logre un funcionamiento óptimo desde el punto de
vista térmico de cada aerogenerador.
El control de potencia activa y reactiva a nivel
de parque eólico en respuesta a controles de frecuencia y tensión o
factor de potencia es un tema conocido y extensamente
estudiado.
Por un lado, con el fin de modificar la tensión
en el punto de conexión, el sistema de control central emite las
órdenes de potencia reactiva necesarias para cada aerogenerador,
mientras que un posible control individual de cada aerogenerador,
tal como se describe en la solicitud de patente EP1512869A1, se
encarga de que no se excedan los límites permitidos en cada uno de
ellos.
Por otro lado, para colaborar en la limitación
de la frecuencia de la red eléctrica dentro de un rango
determinado, se realiza un control de la potencia activa generada,
del que derivan las consignas individuales para cada aerogenerador.
Un ejemplo de este tipo de control es la solicitud de patente
EP1467463A1.
Típicamente el control de potencia reactiva ha
sido realizado basándose en el factor de potencia deseado y,
atendiendo a la potencia activa generada, calculando la potencia
reactiva necesaria global y enviando las consignas de factor de
potencia a cada aerogenerador.
Tal y como se cita en la patente US 6,924,565,
el inconveniente de dicho control reside en el hecho de que no se
aprovecha la capacidad total de cada aerogenerador. En dicha patente
se proponen métodos alternativos para la generación de potencia
reactiva que tienen como objetivo el aprovechamiento de la totalidad
de dicha capacidad basándose en el nivel de potencia activa
generado en cada momento.
Los sistemas mencionados, sin embargo, presentan
el inconveniente de que el sistema de control central no considera
el estado térmico de los componentes eléctricos de cada
aerogenerador al generar las consignas individuales de potencia
reactiva, de manera que éstas pueden no ser las óptimas para el
funcionamiento individual de cada máquina.
Con objeto de solventar este inconveniente, en
la presente memoria se describe un sistema y método de control de
potencia reactiva mediante el que se generan consignas individuales
de potencia reactiva para cada aerogenerador de que consta el
parque con el fin de garantizar que se cumplan las demandas de la
red, teniendo en cuenta el estado térmico de los componentes
eléctricos de cada aerogenerador.
Generalmente la necesidad de generación de
potencia reactiva derivada de controles de tensión o de factor de
potencia no tiene por qué corresponderse en general con la máxima
capacidad de generación del parque eólico. Por lo tanto, existe un
grado de libertad a la hora de enviar las consignas individuales de
reactiva a cada aerogenerador, de manera que, en función de su
estado térmico, generen más o menos, pero siempre garantizando que a
nivel global se. cumplan los requisitos de la red.
En la presente invención se reivindica un
sistema y método de control de un parque eólico que aprovecha dicho
grado de libertad y es capaz de optimizar el funcionamiento de los
componentes eléctricos de todos los aerogeneradores de que está
compuesto desde el punto de vista térmico, con el fin de alargar su
vida útil.
El sistema de control de la invención se aplica
a un parque eólico compuesto por varios aerogeneradores, del tipo
que contienen un rotor, un generador, una unidad de control y
medios de conexión a la red de parque. Dichos aerogeneradores están
dotados de medios para generar potencia reactiva siguiendo las
consignas del sistema de control del parque. El sistema de control
de parque calcula una demanda global de reactiva a producir por
todo el parque a partir de la tensión en el punto de conexión o el
factor de potencia demandado y recibe de los aerogeneradores una
información consistente en uno o varios parámetros indicativos del
nivel de calentamiento de los componentes eléctricos del
aerogenerador. A partir de dicha información establece un reparto
de generación de reactiva entre los diferentes aerogeneradores y
envía las consignas de potencia reactiva resultantes del reparto a
los aerogeneradores del parque, de forma que se minimiza el
calentamiento de los componentes eléctricos de cada aerogenerador
para alargar su vida útil, satisfaciéndose la demanda de reactiva
global para todo el parque.
De esta forma, la demanda individual de reactiva
será la adecuada para permitir que aquellos aerogeneradores en los
que algún componente presente una temperatura más cercana a su
correspondiente límite, puedan disminuir su temperatura, mientras
que aquellos menos solicitados térmicamente compensan la reactiva
restante, siempre y cuando no se excedan sus capacidades y con el
fin último de proporcionar a la red eléctrica el nivel de reactiva
apropiado; en cada momento.
Para ello se tiene en cuenta unos índices
térmicos que representan la temperatura de, entre los componentes
que se ven afectados térmicamente por la producción de potencia
reactiva, el componente que más se acerca a su temperatura límite
y la clase de su componente más caliente, atendiendo ésta al efecto
que la producción de potencia reactiva inductiva tienen en el
calentamiento de dicho componente.
El sistema de control de la invención ajusta la
ley de reparto de la producción de potencia reactiva en función del
error existente entre el nivel de reactiva demandado a todo el
parque y la reactiva real producida por el mismo, y, además, dicho
sistema también tiene en cuenta la capacidad de generación de
reactiva por el convertidor de las máquinas apagadas.
Por otro lado, los requerimientos hacia los
generadores de fuentes de energía no gestionables de cara a que
participen en las tareas de mantenimiento de la estabilidad de la
red eléctrica están aumentando y entre ellos se encuentra el de
implementar controles de potencia activa en respuesta a variaciones
de la frecuencia.
En el caso de que la frecuencia experimente un
aumento por encima de su valor nominal, el generador ha de limitar
la potencia que produce en un determinado porcentaje dependiente
del valor de la desviación de la frecuencia.
Generalmente, esta reducción de potencia suele
ser breve y no ofrece grandes oportunidades de reducción de
temperatura en los generadores. Sin embargo, es posible que en el
futuro se pueda solicitar a los aerogeneradores además una reserva
de potencia activa de manera continuada, de forma que dicha reserva
sea empleada ante eventos de descenso de la frecuencia que
requieren un aumento de la potencia del conjunto de generadores.
Esta reserva de potencia constante en estado estacionario sí
permite tomar decisiones acerca de cuáles son los aerogeneradores
que más potencia reservan, y por lo tanto sufren menos
calentamiento sus componentes eléctricos.
La presente invención proporciona un sistema y
un método de control de un parque eólico capaz de repartir las
consignas de limitación de potencia activa de la manera adecuada
con el fin de optimizar el comportamiento térmico de los
componentes eléctricos de todos los aerogeneradores de los que está
compuesto el parque, reduciendo la temperatura media de todos
ellos y por tanto, alargando su vida útil.
La presente invención describe un sistema de
control de un parque eólico compuesto por aerogeneradores que son
capaces de limitar la potencia activa siguiendo las consignas del
sistema de control del parque.
Dicho sistema calcula una demanda global de
limitación de, potencia activa a partir de la frecuencia de la red
eléctrica y establece a partir de la información del nivel de
calentamiento de cada aerogenerador un reparto de la limitación de
potencia activa entre los diferentes aerogeneradores, de modo que
se minimiza el calentamiento de los componentes eléctricos de cada
aerogenerador para alargar su vida útil, satisfaciéndose la demanda
de limitación de potencia activa para todo el parque.
Para realizar el reparto de las consignas de
limitación de potencia activa, el sistema de control de la presente
invención recibe de los aerogeneradores parámetros indicativos del
nivel de calentamiento de los componentes eléctricos, y, al menos,
uno de ellos proporciona información de, entre los componentes cuya
temperatura se ve afectada por la limitación de potencia activa, la
temperatura del componente más próximo a su límite térmico. Al
menos otro informa de cuál es dicho componente.
El método de control de la potencia reactiva
generada por un parque eólico según la invención comprende los
siguientes pasos:
- \bullet
- el sistema de control central calcula una demanda global de potencia reactiva a producir por todo el parque a partir de la tensión en el punto de conexión o el factor de potencia demandado
- \bullet
- la unidad de control central conoce la potencia reactiva generada por el parque en cada momento a partir de las medidas realizadas por un equipo situado en un punto determinado del parque o a partir de los datos proporcionados por cada uno de los aerogeneradores que componen el parque
- \bullet
- el sistema de control central compara la potencia reactiva generada con la señal de control deseada
- \bullet
- el sistema de control central recibe de cada aerogenerador uno o varios parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los componentes de que está formado
- \bullet
- el sistema de control central establece un reparto de producción de potencia reactiva entre los distintos aerogeneradores en función de la comparación entre la potencia reactiva generada y el valor de referencia global deseado y de los valores de los parámetros térmicos recibidos,
- \bullet
- la unidad de control local de cada aerogenerador de que está compuesto el parque recibe las consignas individuales y actúa en consecuencia para garantizar el seguimiento de la referencia, siempre y cuando no se excedan los límites de la máquina,
de modo que la producción global de
potencia reactiva es la deseada y se minimiza el calentamiento de
los componentes eléctricos de todos los aerogeneradores de los que
está compuesto el
parque.
\vskip1.000000\baselineskip
Dicho método de control se caracteriza también
porque:
- al menos uno de los parámetros indicativos del
nivel de calentamiento de los aerogeneradores es un índice
representativo de la temperatura de, entre los componentes que se
ven afectados por la generación de potencia reactiva, el componente
que más se acerca a su temperatura límite y
- al menos otro de los parámetros informa de la
clase de dicho componente, atendiendo ésta al efecto que la
producción de potencia reactiva inductiva tiene en el calentamiento
de dicho componente, y;
- porque se reparte la producción de potencia
reactiva de modo que se minimizan las pérdidas eléctricas en el
componente más caliente de los aerogeneradores que presentan un
mayor índice de calentamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Según el método de control de la invención la
ley de reparto se ajusta en función del error existente entre el
nivel de reactiva demandado a todo el parque y la reactiva real
producida por el mismo y tiene en cuenta la capacidad de generación
de reactiva por el convertidor de los aerogeneradores apagados.
\vskip1.000000\baselineskip
El método de control de la potencia activa
generada por un parque eólico según la invención comprende los
siguientes pasos:
- \bullet
- el sistema de control central calcula una demanda de limitación de potencia activa para todo el parque a partir de la frecuencia de la red eléctrica
- \bullet
- el sistema de control central recibe de cada aerogenerador uno o varios parámetros indicativos del nivel de calentamiento de, entre los componentes de que está formado, aquellos que se ven afectados por la potencia activa generada
- \bullet
- el sistema de control central adecua las consignas individuales de limitación de potencia activa a cada aerogenerador en función del valor de referencia global deseado y de los valores de los parámetros térmicos recibidos,
- \bullet
- la unidad de control local de cada aerogenerador de que está compuesto el parque recibe las consignas individuales y actúa en consecuencia.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características de la invención, se acompaña a
la presente memoria descriptiva, de un juego de planos, en cuyas
figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los
detalles más característicos de la invención.
Figura 1. Muestra un esquema general de un
parque eólico dotado de un sistema de control convencional.
Figura 2. Muestra un esquema general de una
realización preferente del sistema de control objeto de la presente
invención.
Figura 3. Muestra un diagrama de flujo de una
realización preferente del método de control de potencia reactiva
objeto de la presente invención.
Figura 4. Muestra un diagrama de flujo de una
realización preferente del método de control de potencia activa
objeto de la presente invención.
Figura 5. Muestra un diagrama de bloques del
control de seguimiento de la referencia.
Figura 6. Muestra la curva de distribución de la
referencia de potencia reactiva en función del estado térmico de
cada aerogenerador de una realización preferente.
Figura 7. Muestra el esquema de un aerogenerador
de asíncrono doblemente alimentado.
A la vista de las comentadas figuras y de
acuerdo con la numeración adoptada podemos observar como en la
figura 1 se representa un esquema general de un parque eólico
dotado de una pluralidad de aerogeneradores 1 a n, que evacuan la
energía eléctrica a través de una red eléctrica 101 y cuyo parque
eólico está dotado de una red informática de parque 102 y un
sistema de control 103 capaz de recibir información de dichos
aerogeneradores y de enviarles consignas.
En una realización preferente dicho sistema de
control mide en un punto 104 la tensión y la frecuencia, potencia
activa y potencia reactiva generadas y recibe consignas de
frecuencia y de factor de potencia o de tensión.
En la figura 2 de los diseños se muestra un
esquema de una realización preferente del sistema de control de la
presente invención, de forma que dicho sistema de control 103
calcula las consignas individuales de generación de potencia
reactiva y de limitación de potencia activa para cada uno de los
aerogeneradores de que está compuesto el parque y lo hace en dos
etapas.
En una primera etapa 105, por un lado, calcula
la referencia global de reducción de potencia activa 30 en función
de la desviación de la frecuencia medida de la red eléctrica 11 con
respecto a la de referencia 10 y, por otro lado, calcula la
referencia global de reactiva 40 para todo el parque en función de
las medidas de tensión o de factor de potencia 21 y su respectivo
valor de referencia 20.
En una segunda etapa 106, dichas referencias
globales de de limitación de potencia activa y generación de
potencia reactiva se traducen en consignas individuales para cada
aerogenerador (301,...,30n; 401,...,40n) en función del estado
térmico de sus componentes eléctricos.
Para ello, cada aerogenerador envía al sistema
de control parámetros indicativos del estado de calentamiento de sus
componentes eléctricos (501,...,50n), al menos uno de los cuales
informa de la temperatura del componente que más se acerca a su
temperatura límite y al menos otro del tipo de componente del que se
trata.
De esta forma, la carga de generación de
reactiva y limitación de potencia activa demandadas serán las
adecuadas para reducir la temperatura en aquellos que presenten un
mayor calentamiento.
La figura 3 de los diseños muestra el diagrama
de flujo de una realización preferente del método de control de la
potencia reactiva según la presente invención, de manera que en un
primer paso 1001 se determinan las señales de referencia de
potencia reactiva para el conjunto del parque a partir de controles
de tensión o factor de potencia, y, posteriormente, se toman
medidas de la potencia reactiva real generada por el conjunto de
aerogeneradores 1002 y se compara con la señal de referencia
1003.
Por otro lado, cada aerogenerador envía
parámetros indicativos del estado térmico de sus componentes
eléctricos 1004. De este modo, en función de la comparación entre
la señal de referencia y las medidas realizadas, y de los
parámetros térmicos recibidos de los aerogeneradores se deciden y
envían las consignas individuales de generación de potencia
reactiva para cada uno de los aerogeneradores 1005. Cada uno de
ellos adecuará su salida a las consignas recibidas, para garantizar
el cumplimiento a nivel de parque de las referencias de tensión o
factor de potencia 1006.
La figura 4 de los diseños muestra el diagrama
de flujo de una realización preferente del método de control de la
presente invención, de forma que en un primer paso 2001 se
determinan las señales de referencia de potencia activa para el
conjunto del parque a partir de la frecuencia de la red, y, por
otro lado, cada aerogenerador envía parámetros indicativos del
estado térmico de sus componentes eléctricos 2002.
De este modo, en función de la señal de
referencia y de los parámetros térmicos recibidos de los
aerogeneradores se deciden y envían las consignas individuales de
limitación de potencia activa 2003. Cada uno de ellos adecuará su
salida a las consignas recibidas, para garantizar el cumplimiento de
limitación de potencia activa a nivel de parque 2004.
En la figura 5 de los diseños se muestra el
diagrama de bloques de control de seguimiento de la referencia de
generación de reactiva de una realización preferente, el cual está
compuesto por dos ramas con dinámicas de respuesta diferentes.
En una de ellas, el bloque 4 obtiene el aporte
medio de reactiva por unidad 44 que cada uno de los aerogeneradores
con capacidad actual de generar reactiva debe realizar, a partir de
la referencia global de reactiva 40 y de datos del estado operativo
de los aerogeneradores. Esta es la rama de dinámica más rápida, ya
que sirve para hacer frente a cambios bruscos en la referencia que
requieren agilidad de actuación.
La otra rama tiene como función el corregir
pequeños errores que pudieran resultar de limitaciones de algún
aerogenerador, no tenidas en cuenta a la hora de realizar el
reparto desde el sistema de control central de parque. Dichas
correcciones no requieren excesiva rapidez de respuesta, por lo que
la dinámica de esta rama del diagrama de bloques es más lenta. Un
controlador tipo PI 5 establece una variación para la referencia
media de reactiva por unidad 43 con el fin de acabar con el error
que pudiera existir entre la referencia y la cantidad de reactiva
real 42 a la salida del parque. La suma de las señales procedentes
de cada una de las ramas proporciona la referencia de reactiva
media por unidad 45.
Con este dato y en función de los parámetros
térmicos recibidos de cada uno de los aerogeneradores, una función
de reparto 6 da como resultado la referencia individual de reactiva
para cada una de las máquinas 401,...,40n.
Para realizar el reparto de las consignas, el
sistema de control central de la presente invención recibe de los
aerogeneradores parámetros indicativos del nivel de calentamiento
de los componentes eléctricos, uno de los cuales, al menos,
proporciona información de la magnitud de la temperatura y de su
proximidad al límite operativo del componente que presenta un mayor
calentamiento. En una realización preferente dicho parámetro es un
índice normalizado calculado como sigue:
t_{x} =
\frac{T_{compx} - T_{amb}}{T_{max} -
T_{amb}}
Siendo Tcomp la temperatura del componente
"x" (medida o estimada), Tamb la temperatura ambiente y Tmax
la temperatura máxima de operación de dicho componente.
En una realización preferente, en la que los
aerogeneradores que integran el parque son generadores asíncronos
doblemente alimentados, al menos otro parámetro informa del tipo de
componente que presenta un mayor índice térmico tx, dependiendo
este del efecto que la reactiva inductiva tenga sobre el
calentamiento de dichos componentes.
En la figura 7 se muestra el esquema de un
generador asíncrono doblemente alimentado. En los aerogeneradores
de este tipo, la generación de potencia reactiva de tipo capacitivo
eleva la temperatura de todos los componentes eléctricos que se ven
involucrados en ella.
En cambio, la reactiva inductiva tiene efectos
distintos según el tipo de componente. El convertidor del lado de
la máquina 52 se encarga de proporcionar al rotor 51 la corriente
de magnetización necesaria. Ésta decrece cuando la reactiva
consignada es de tipo inductivo y por lo tanto decrecen también las
pérdidas del cobre tanto del convertidor del lado del aerogenerador
como las del rotor.
Sin embargo, en cualquier otro componente la
reactiva de tipo inductivo aumenta las pérdidas eléctricas. Por lo
tanto, en una realización preferente, ante una referencia global de
reactiva de tipo inductivo, a aquellos aerogeneradores en los que
el componente de temperatura más elevada sea o bien el rotor o bien
el convertidor del lado del aerogenerador se les demanda
suministrar toda la capacidad de reactiva de la que disponen, ya
que de esa forma su temperatura disminuye, mientras que a su vez se
libera al resto de aerogeneradores, cuyos componentes más calientes
se ven perjudicados con cualquier tipo de reactiva.
En una realización preferente la función de
distribución o de reparto de reactiva es una función como la que se
muestra en la figura 6. Esta se construye a partir del valor por
unidad medio de reactiva de referencia \bar{Q}_{\_pu} y del
índice térmico medio de calentamiento \bar{t}_{\_pu}. Permite
obtener la cantidad de potencia reactiva por unidad que ha de
suministrar cada aerogenerador (Qi_pu), entrando con el índice
térmico del componente adecuado (ti_pu), para lograr a nivel global
el seguimiento de le referencia y un funcionamiento óptimo de los
aerogeneradores que componen el parque eólico.
Claims (12)
1. Sistema de control de un parque eólico,
siendo del tipo de parques eólicos que se constituyen por una
pluralidad de aerogeneradores que contienen un rotor, un generador,
una unidad de control y medios de conexión a la red de parque,
estando dotados dichos aerogeneradores de medios para generar
potencia reactiva siguiendo las consignas del sistema de control
del parque, calculando dicho sistema de control una demanda global
de potencia reactiva a producir por todo el parque a partir de la
tensión en el punto de conexión o el factor de potencia demandado y
enviando dicho sistema de control consignas de potencia reactiva a
los aerogeneradores del parque, caracterizado porque el
sistema de control central (103) recibe de los aerogeneradores
(1,...n) una información basada en uno o varios parámetros
indicativos del nivel de calentamiento de los componentes
eléctricos (501, 50n) de los aerogeneradores, estableciendo a
partir de dicha información un reparto de generación de potencia
reactiva entre los diferentes aerogeneradores (1,...n), de modo que
se minimiza el calentamiento de los componentes eléctricos
(501,...50n) de cada aerogenerador (1,...n) satisfaciéndose la
demanda de potencia reactiva (40) global para todo el parque.
2. Sistema de control de un parque eólico, según
la reivindicación 1ª, caracterizado porque:
- \bullet
- un primer parámetro indicativo del nivel de calentamiento de los aerogeneradores (1,...n) es un índice representativo de la temperatura de, entre los componentes que se ven afectados térmicamente por la producción de potencia reactiva, el componente (501,...50n) que más se acerca a su temperatura límite;
- \bullet
- un segundo parámetro indicativo del nivel de calentamiento de los aerogeneradores (1,...n) indica la clase de su componente más caliente, atendiendo ésta al efecto que la producción de potencia reactiva inductiva tiene en el calentamiento de dicho componente, y;
- \bullet
- la producción de potencia reactiva se reparte de modo que se minimizan las pérdidas eléctricas en el componente (501,...50n) más caliente de los aerogeneradores (1,...n) que presenta un mayor índice de calentamiento.
3. Sistema de control de un parque eólico, según
la reivindicación 1ª, caracterizado porque el reparto de
potencia reactiva se ajusta en función del error existente entre el
nivel de potencia reactiva demandado a todo el parque y la potencia
reactiva real (42) producida por el mismo.
4. Sistema de control de un parque eólico, según
la reivindicación 1ª, caracterizado porque el reparto de
potencia reactiva tiene en cuenta la capacidad de generación de
potencia reactiva por el convertidor de los aerogeneradores
(1,...n) apagados.
5. Sistema de control de un parque eólico, según
la reivindicación 1ª, caracterizado porque el sistema de
control central (103) además de un reparto de la generación de
potencia reactiva entre los diferentes aerogeneradores (1,...n)
establece, a partir de la información del nivel de calentamiento de
cada aerogenerador (1,...n), un reparto de la limitación de
potencia activa (30) entre los diferentes aerogeneradores (1,...n),
de modo que se minimiza el calentamiento de los componentes
eléctricos (501,...50n) de cada aerogenerador satisfaciéndose la
demanda de limitación de potencia activa (30) para todo el
parque.
6. Sistema de control de un parque eólico, según
la reivindicación 5ª, caracterizado porque al menos uno de
los parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los
componentes eléctricos (501,...50n) de los aerogeneradores (1,...n)
es un índice representativo de la temperatura de, entre los
componentes que se ven afectados térmicamente por la producción de
potencia activa (30), el componente que más se acerca a su
temperatura límite.
7. Método de control de un parque eólico, siendo
del tipo de parques eólicos que se constituyen por una pluralidad
de aerogeneradores que contienen un rotor, un generador, una unidad
de control y medios de conexión a la red de parque, estando dotados
dichos aerogeneradores de medios para generar potencia reactiva
siguiendo las consignas del sistema de control del parque,
calculando dicho sistema de control una demanda global de potencia
reactiva a producir por todo el parque a partir de la tensión en el
punto de conexión o el factor de potencia demandado y enviando dicho
sistema de control consignas de potencia reactiva a los
aerogeneradores del parque, caracterizado porque:
- \bullet
- el sistema de control central (103) calcula una demanda global de potencia reactiva (40) a producir por todo el parque a partir de la tensión en el punto (104) de conexión o el factor de potencia (21) demandado;
- \bullet
- la unidad de control central conoce la potencia reactiva (40) generada por el parque en cada momento a partir de las medidas realizadas por un equipo situado en un punto determinado del parque o a partir de los datos proporcionados por cada uno de los aerogeneradores (1,...n) que componen el parque;
- \bullet
- el sistema de control central (103) compara la potencia reactiva (40) generada con la señal de control deseada;
- \bullet
- el sistema de control central (103) recibe de cada aerogenerador (1,...n) uno o varios parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los componentes (501,...50n) que lo constituyen;
- \bullet
- el sistema de control central (103) establece un reparto de producción de potencia reactiva (40) entre los distintos aerogeneradores (1,...n) en función de la comparación entre la potencia reactiva generada (40) y el valor de referencia (20) global deseado y de los valores de los parámetros térmicos recibidos,
- \bullet
- la unidad de control local de cada aerogenerador (1,...n) que constituye el parque recibe las consignas individuales (301,...30n) actuando para garantizar el seguimiento de la referencia, siempre y cuando no se excedan los límites del aerogenerador,
de modo que la producción global de potencia
reactiva (40) es la deseada y se minimiza el calentamiento de los
componentes eléctricos (501,...50n) de todos los aerogeneradores
(1,...n) de los que está compuesto el parque.
8. Método de control de un parque eólico, según
la reivindicación 7ª, caracterizado porque:
- \bullet
- al menos uno de los parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los aerogeneradores (1,...n) es un índice representativo de la temperatura de, entre los componentes (501,...50n) que se ven afectados por la generación de potencia reactiva (40), el componente que más se acerca a su temperatura límite, y;
- \bullet
- al menos uno de los parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los aerogeneradores (1,...n) informa de la clase de dicho componente, atendiendo ésta al efecto que la producción de potencia reactiva inductiva tiene en el calentamiento de dicho componente, y;
- \bullet
- la producción de potencia reactiva (40) se reparte de modo que se minimizan las pérdidas eléctricas en el componente más caliente de los aerogeneradores (1,...n) que presentan un mayor índice de calentamiento.
9. Método de control de un parque eólico, según
la reivindicación 7ª, caracterizado porque el reparto de
potencia reactiva (40) se ajusta en función del error existente
entre el nivel de potencia reactiva demandado a todo el parque y la
potencia reactiva real producida por el mismo.
10. Método de control de un parque eólico, según
la reivindicación 7ª, caracterizado porque el reparto de
potencia reactiva (40) tiene en cuenta la capacidad de generación
de potencia reactiva por el convertidor de los aerogeneradores
apagados.
11. Método de control de un parque eólico, según
la reivindicación 7ª, caracterizado porque además de un
control de potencia reactiva a producir permite que:
- \bullet
- el sistema de control central (103) calcule una demanda de limitación de potencia activa (30) para todo el parque a partir de la frecuencia de la red eléctrica (11);
- \bullet
- el sistema de control central (103) reciba de cada aerogenerador (1,...n) uno o varios parámetros indicativos del nivel de calentamiento de, entre los componentes (501,...50n) de que está formado, aquellos que se ven afectados por la potencia activa (30) generada;
- \bullet
- el sistema de control central (103) adecue las consignas individuales de limitación de potencia activa (30) a cada aerogenerador en función el valor de referencia global deseado y de los valores de los parámetros térmicos recibidos;
- \bullet
- la unidad de control local de cada aerogenerador (1,...n) constituyente del parque eólico reciba las consignas individuales actuando para garantizar el seguimiento de la referencia, siempre y cuando no se excedan los límites de la máquina,
de modo que la producción global de potencia
activa (30) es la deseada y se optimiza el comportamiento térmico
de los componentes eléctricos (501,...50n) de todos los
aerogeneradores (1,...n) constituyentes del parque eólico.
12. Método de control de un parque eólico, según
la reivindicación 11ª, caracterizado porque al menos uno de
los parámetros indicativos del nivel de calentamiento de los
componentes eléctricos (501,...50n) de los aerogeneradores (1,...n)
es un índice representativo de la temperatura de, entre los
componentes que se ven afectados térmicamente por la producción de
potencia activa (30), el componente que más se acerca a su
temperatura límite y porque se reparte la limitación de potencia
activa de modo que se minimizan las pérdidas eléctricas en el
componente más caliente de los aerogeneradores que presentan un
mayor índice de calentamiento.
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| FG2A | Definitive protection |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20211122 |