ES2341820B1 - Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador. - Google Patents
Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2341820B1 ES2341820B1 ES200700248A ES200700248A ES2341820B1 ES 2341820 B1 ES2341820 B1 ES 2341820B1 ES 200700248 A ES200700248 A ES 200700248A ES 200700248 A ES200700248 A ES 200700248A ES 2341820 B1 ES2341820 B1 ES 2341820B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wind turbine
- power
- generator
- power train
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 101150034273 SYS1 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0244—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
- F03D7/0248—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking by mechanical means acting on the power train
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
- F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/04—Automatic control; Regulation
- F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
- F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/12—Arrangements for adjusting or for taking-up backlash not provided for elsewhere
- F16H2057/123—Arrangements for adjusting or for taking-up backlash not provided for elsewhere using electric control means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
Un método para eliminar el impacto de los
retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador que comprende un
tren de potencia accionando uno o más generadores eléctricos (23,
31) que proporcionan potencia a una red eléctrica (11), según el
cual, en eventos que pueden crear una inversión de carga en la
multiplicadora (17), se activa una carga de reserva (5) del tren de
potencia para asegurar que el par de rotación del tren de potencia
tiene una dirección constante, evitando el impacto de retrocesos en
la multiplicadora (17), consistiendo dicha carga de reserva (5) en
potencia absorbida por uno o más medios elegidos entre medios
dedicados específicamente a la absorción de dicha carga de reserva
(5) y medios presentes en el aerogenerador para otras finalidades.
La invención también se refiere a un aerogenerador para implementar
dicho método.
Description
Un método para eliminar el impacto de los
retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador.
La invención se refiere a un método para
eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un
aerogenerador y a un aerogenerador con medios para implementar dicho
método.
Las multiplicadoras de los aerogeneradores
necesitan tener cierta holgura entre sus componentes para distintas
finalidades como evitar interferencias y excesiva generación de
calor, asegurar una buena lubricación o compensar tolerancias de
fabricación. Cuando se produce una inversión de la carga, esas
holguras causan que el eje de salida gire un cierto ángulo aunque el
eje de entrada no esté rotando. El valor del "ángulo de rotación
con carga cero" del eje recibe el nombre de un retroceso
rotacional de la multiplicadora.
Si el par de rotación del eje principal en la
multiplicadora es cero, entonces las fuerzas actuantes en los
engranajes de la multiplicadora tendrán un valor de aproximadamente
cero. No habrá pues tensión en el tren de potencia y habrá un cierto
retroceso.
Si el par de rotación del eje principal en la
multiplicadora se incrementa por encima de aproximadamente cero,
entonces las fuerzas actuantes en los engranajes de la
multiplicadora actuarán solamente en una dirección, el tren de
potencia estará alineado y su tensión aumentará.
Si el par de rotación del eje principal en la
multiplicadora se reduce por debajo de aproximadamente cero,
entonces las fuerzas actuantes en los engranajes de la
multiplicadora actuarán solamente en una dirección, pero ahora en
una dirección opuesta, el tren de potencia estará alineado y su
tensión aumentará.
En los aerogeneradores es conocido que los
impactos dinámicos causados por inversiones de carga periódicas, es
decir, fenómenos de retroceso, se propagan por todo el tren de
potencia y pueden ser amplificados a causa de las excitaciones
introducidas por las variaciones del par de rotación del rotor y del
par de rotación del generador pudiendo causar el colapso del tren de
potencia del aerogenerador.
A causa de las variaciones del par de rotación
del rotor y del par de rotación del generador, el tren de potencia
se excita dinámicamente produciendo una pretensión variable
permanentemente. En ciertos estados la pretensión del tren de
potencia se pierde totalmente o incluso se invierte. La inversión de
la pretensión produce retrocesos que pueden amplificarse a causa de
las excitaciones introducidas por las variaciones del par de
rotación del rotor y del par de rotación del generador.
Otro inconveniente de dichos retrocesos es que
son una fuente importante de ruido.
El solicitante no conoce técnica anterior
específicamente dirigida a la resolución de los problemas planteados
por dichos retrocesos en los aerogeneradores. Existe ciertamente
técnica anterior que enseña el uso de medios de control del par de
rotación del generador y medios de regulación de paso de las palas
para reducir las cargas del tren de potencia en estados normales de
operación y también técnica anterior que enseña el uso de
dispositivos limitadores del par de rotación en condiciones
especiales del viento como en los casos de ráfagas, pero no se
conoce técnica anterior orientada a evitar situaciones anormales en
las que el valor del par de rotación es errático y de dirección
cambiante con consecuencias potenciales indeseables, incluyendo la
producción de ruido.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método de operación de un aerogenerador para
eliminar el impactos de los retrocesos en la multiplicadora.
Este y otros objetos se consiguen proporcionando
un método de operación de un aerogenerador que comprende un tren de
potencia accionando uno o más generadores eléctricos que
proporcionan potencia a una red eléctrica, incluyendo dicho tren de
potencia un buje de rotor, con una o más palas acopladas, un eje
principal, una multiplicadora y ejes de conexión con dichos uno o
más generadores eléctricos según el cual, en eventos que pueden
crear una inversión de carga en la multiplicadora, se activa una
carga de reserva del tren de potencia para asegurar que el par de
rotación del tren de potencia tiene una dirección constante,
consistiendo dicha carga de reserva en energía absorbida por uno o
más medios elegidos entre medios dedicados específicamente a la
absorción de dicha carga de reserva y medios presentes en el
aerogenerador para otras finalidades.
Una ventaja de este método es que sí la
multiplicadora contiene una o más etapas planetarias resulta
ventajoso mantener una dirección constante de la tensión ya que
entonces el posicionamiento del piñón solar se corresponde con una
condición operativa normal lo que mejora la duración de la
multiplicadora y permite diseños optimizados de la misma. Para otro
tipo de configuraciones de etapas de la multiplicadora, como las de
ejes paralelos y especialmente, las helicoidales, la ventaja no
radica solo en la reducción de la fatiga de los dientes, sino
también en la reducción de las variaciones de las fuerzas axiales
sobre los cojinetes, ya que esas fuerzas axiales son generadas por
cambios del par de rotación en la etapa helicoidal.
Otra ventaja de este método es que la emisión
acústica será menor ya que no se emitirá ningún sonido producido por
el traqueteo derivado del retroceso.
En una realización de este invención la carga de
reserva se activa en el evento de una puesta en marcha del
aerogenerador evitando inversiones de carga en el tren de potencia
durante esta operación.
En otra realización de esta invención, la carga
de reserva se activa en el evento de una desconexión del
aerogenerador de la red, facilitando un procedimiento de desconexión
correcto.
En otras realizaciones de esta invención, la
carga de reserva se activa en diferentes eventos en los que el
estado operacional del aerogenerador es un estado transitorio
facilitando que el aerogenerador puede seguir funcionando durante el
mismo y consecuentemente aumentando la producción de energía.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un aerogenerador para implementar el método descrito
anteriormente.
Este y otros objetos se consiguen con un
aerogenerador que comprende un tren de potencia accionando uno o más
generadores eléctricos que proporcionan potencia a una red
eléctrica, incluyendo dicho tren de potencia un buje de rotor, con
una o más palas acopladas, un eje principal, una multiplicadora y
ejes de conexión con dichos uno o más generadores eléctricos, que
también comprende medios de absorción de energía para generar una
carga de reserva del tren de potencia que se usa para asegurar que
el par de rotación del tren de potencia tiene una dirección
constante, evitando el impacto de retrocesos en la multiplicadora,
siendo dichos medios de absorción de energía ó bien medios dedicados
específicamente a la absorción de dicha carga de reserva ó bien
medios presentes en el aerogenerador para otras finalidades.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de
una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación
con las figuras que se acompañan.
La Figura 1 es un diagrama esquemático que
ilustra el método de esta invención en dos eventos: la puesta en
marcha del aerogenerador y una situación de poco viento.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que
ilustra el método de esta invención en el evento de un cambio de la
conexión del generador a la red de una conexión estrella a una
conexión triángulo ó viceversa.
La Figura 3 es un diagrama de bloques de un
aerogenerador para implementar el método de esta invención con un
convertidor doblemente alimentado.
La Figura 4 es un diagrama de bloques de un
aerogenerador para implementar el método de esta invención con un
convertidor completo.
La Figura 1 (Tiempo T en el eje x, Par de
Rotación L del Tren de Potencia en el eje y) muestra una evolución
típica de la carga 3 en la multiplicadora de un aerogenerador en dos
eventos que pueden presentar problemas de retrocesos: la puesta en
marcha del aerogenerador, que tiene lugar desde el tipo T0 hasta el
tiempo T1 y una situación de poco viento que comienza en el tiempo
T2.
De acuerdo con esta invención una carga de
reserva 5 apropiada se activa parcialmente o completamente,
dependiendo del tipo de carga que se use, en ambos eventos.
En la puesta en marcha la carga de reserva 5 se
activa para cargar el tren de potencia en el lado del generador de
la multiplicadora. Cuando el eje principal comienza a rotar estará
cargado en cierta medida por la carga de reserva 5, el tren de
potencia estará alineado y existirá una tensión bien definida en él.
En otro caso, tendrían lugar alteraciones del par de rotación como
se muestra en la Figura 1.
Cuando las condiciones son adecuadas, el
generador comienza a proporcionar potencia eléctrica activa a la red
y la carga de reserva 5 todavía estará activada en cierta medida.
Cuando el par de rotación del eje principal está por encima de un
predeterminado nivel L2, la carga de reserva 5 se desactiva
parcialmente o completamente, dependiendo del tipo de carga que se
use, y ya no se produce ninguna pérdida de rendimiento energético
relacionada con la carga de reserva.
En una situación de poco viento, el par de
rotación del eje principal puede estar por debajo de un cierto
nivel, lo que puede causar problemas. En tal evento, cuando el par
de rotación del eje principal está debajo de un cierto nivel
predeterminado L1, la carga de reserva 5 se activa parcialmente o
completamente, lo que asegura una correcta tensión y unas buenas
condiciones de trabajo para el tren de potencia y la
multiplicadora.
La Figura 2 (Tiempo T en el eje x, Par de
Rotación L del Tren de Potencia en el eje y) muestra una evolución
típica de la carga 3 en la multiplicadora de un aerogenerador cuando
el estado de acoplamiento del generador cambia, por ejemplo de una
conexión estrella a una conexión triángulo o viceversa, un evento
que puede causar alteraciones del par de rotación. En este evento,
de acuerdo con esta invención, cuando el par de rotación del eje
principal está por debajo de un nivel predeterminado L1, se activa
parcialmente o completamente la carga de reserva 5, y cuando el par
de rotación del eje principal está por encima de un nivel
predeterminado L2 se desactiva parcialmente o completamente la carga
de reserva 5, y ya no se produce ninguna pérdida de rendimiento
energético relacionada con la carga de reserva.
De acuerdo con la invención, la activación de
una carga de reserva cuando el par de rotación del eje principal
está por debajo de un nivel predeterminado L1 y, si se requiere, la
desactivación de la carga de reserva cuando el par de rotación del
eje principal está por encima de un nivel predeterminado L2 debe
llevarse a cabo en cualquier evento que puede causar inversiones de
carga en el tren de potencia, tal como los siguientes:
- -
- Situaciones de fallo del aerogenerador en las que es necesaria una transición de un estado de operación normal a un estado de fallo.
- -
- Situaciones de fallo de la red en las que es necesaria una transición de un estado de operación normal a un estado de fallo.
- -
- Condiciones anormales de la red, en las que procede llevar a cabo una secuencia de continuación de operación para que el aerogenerador continúe proporcionando potencia a la red cuando se soluciona el fallo de la red.
\vskip1.000000\baselineskip
Hay eventos en los que el método objeto de esta
invención incluye una acción adicional a la activación de una carga
de reserva. Uno de estos eventos es una desconexión del
aerogenerador a una velocidad de viento mayor que la velocidad
límite (llamada a veces velocidad de parada). En este caso, el
controlador de velocidad se ocupará de parar el rotor y los ángulos
de referencia del paso de pala se ponen a 90 grados. Haciendo eso,
se deja que el rotor oscile en su dirección y la activación de la
carga de reserva elegida puede ser insuficiente para asegurar la
tensión del tren de potencia. En este caso, el método objeto de la
presente invención incluye también una acción para mantener la
velocidad del rotor por encima de un valor predeterminado, por
ejemplo poniendo los ángulos de referencia del paso de pala a menos
de 90 grados.
Otro evento en el que el método objeto de la
presente invención incluye una acción adicional a la activación de
una carga de reserva es un cambio de una conexión estrella a una
conexión triángulo o viceversa, del acoplamiento del generador a la
red. En este evento, el método objeto de la presente invención
incluye una aceleración del tren de potencia como una manera de
asegurar la tensión del tren de potencia. Consiguientemente justo
antes de que el par de rotación llegue a cero, el controlador de
velocidad debe causar cierta aceleración del tren de potencia y
después de un breve intervalo -de segundos- se lleva a cabo el
cambio del acoplamiento del generador, volviendo el controlador de
velocidad a actuar normalmente.
Como ya se ha dicho, hay muchos tipos de cargas
de reserva para implementar el método según la presente
invención.
Son apropiadas para cualquier tipo de
aerogenerador las siguientes cargas de reserva:
- -
- Calor resultante de la fricción del freno existente.
- -
- Calor resultante de una fricción del eje, por ejemplo de un ventilador montado en él.
- -
- Potencia absorbida y transferida a un almacenamiento de energía de un tipo que permita su captura posterior, usando medios tales como una batería y un cargador de batería, un volante y una máquina eléctrica, un tanque y una bomba, ciertos tanques de presión y un sistema de células de combustible.
\vskip1.000000\baselineskip
Son apropiadas para cualquier tipo de
aerogenerador, en estado conectado a la red, las siguientes cargas
de reserva:
- -
- Potencia entregada a la red.
- -
- Energía calorífica resultante de pérdidas producidas en una resistencia conectada al generador ó al convertidor.
- -
- Energía calorífica resultante de pérdidas producidas por una extra activación de componentes auxiliares del aerogenerador tales como bombas y ventiladores.
- -
- Energía calorífica resultante de pérdidas extra en el generador causadas por la circulación de una intensidad reactiva extra.
\vskip1.000000\baselineskip
Las Figuras 3 y 4 muestran esquemáticamente dos
tipos de aerogenerador ampliamente utilizados estos días: un
aerogenerador con un convertidor doblemente alimentado y un
aerogenerador con un convertidor completo. En ambos casos, el
aerogenerador comprende un tren de potencia accionando un generador
eléctrico que proporciona potencia a una red eléctrica 11a través de
una unidad electrónica de potencia, incluyendo el tren de potencia
un buje de rotor 13, con una o más palas acopladas, un eje principal
15, una multiplicadora 17 y un eje de conexión 19 con el generador
eléctrico.
La invención también es aplicable a otro tipo de
aerogeneradores, particularmente a aerogeneradores con uno o más
generadores eléctricos.
La Figura 3 muestra un aerogenerador que tiene
un generador de inducción de rotor bobinado 23, con un rotor 25 y un
estator 27, que está conectado a la red 11, vía los anillos
colectores 28, a través de un convertidor 29 basado en IGBT's y
control electrónico PWM.
Una carga de reserva apropiada para este tipo de
aerogenerador en estado conectado a la red es potencia entregada a
la red.
Otra carga de reserva apropiada para este tipo
de aerogenerador en estado conectado a la red es energía calorífica
resultante de pérdidas en el generador 23 producidas por la
presencia de intensidad reactiva adicional en el generador 23.
Otra carga de reserva apropiada para este tipo
de aerogenerador en estado desconectado de la red en el evento de un
cambio del estado del acoplamiento del generador 23 a la red, de una
conexión estrella a una conexión triángulo o viceversa, es,
paralelamente a la descarga de potencia activa del generador,
permitir la aceleración de la velocidad del eje lo que producirá que
el par de rotación en la multiplicadora tenga un valor positivo
constante en base al par utilizado para compensar la inercia del
generador.
La Figura 4 muestra un aerogenerador que tiene
un generador síncrono, por ejemplo un generador de imanes
permanentes 31, con un rotor 33 y un estator 35 que está conectado a
la red 11 a través de una unidad convertidora completa 37.
Una carga de reserva apropiada para este tipo de
aerogenerador en estado conectado a la red es potencia entregada a
la red.
Otra carga de reserva apropiada para este tipo
de aerogenerador en estado conectado a la red es energía calorífica
resultante de pérdidas en el generador 31 producidas por la
presencia de intensidad reactiva adicional en el generador 31. Estas
pérdidas pueden producirse estableciendo en el control de los
módulos del convertidor 37 que una mitad de los módulos del
convertidor 37 (módulos 1, 2 y 3) tengan una referencia de potencia
reactiva de Qref.sys1 y la otra mitad (módulos 4, 5 y 6) tengan una
referencia de potencia reactiva de -Qref.sys1, de manera que su
influencia sobre la producción reactiva total no cambie respecto al
funcionamiento normal, pero las pérdidas caloríficas en el generador
se cambian radicalmente. Esto actúa justamente como una carga de
reserva sin necesidad de ningún componente extra sino simplemente
mediante cambios en el software de control del generador. Más aún,
la reacción es muy rápida -unos pocos ms- y por tanto también
resulta interesante con finalidades de amortiguación del tren de
potencia.
Otra carga de reserva apropiada para este tipo
de aerogenerador en estado desconectado de la red es energía
calorífica procedente del generador 31 disipada en una resistencia
que también puede ser usada como una carga de reserva para absorber
la producción del generador durante fallos de la red.
Aunque la presente invención se ha descrito
enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente
que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro del alcance
de, no considerando éste como limitado por las anteriores
realizaciones, las reivindicaciones siguientes.
Claims (12)
1. Método de operación de un aerogenerador que
comprende un tren de potencia accionando uno o más generadores
eléctricos (23, 31) que proporcionan potencia a una red eléctrica
(11), incluyendo dicho tren de potencia un buje de rotor (13), con
una o más palas acopladas, un eje principal (15), una multiplicadora
(17) y ejes de conexión (19) con dichos uno o más generadores
eléctricos, caracterizado porque, en eventos que pueden crear
una inversión de carga en la multiplicadora (17), se activa una
carga de reserva (5) del tren de potencia para asegurar que el par
de rotación del tren de potencia tiene una dirección constante,
evitando el impacto de retrocesos en la multiplicadora (17),
consistiendo dicha carga de reserva (5) en potencia absorbida por
uno o más medios elegidos entre medios dedicados específicamente a
la absorción de dicha carga de reserva (5) y medios presentes en el
aerogenerador para otras finalidades.
2. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos
eventos es la puesta en marcha del aerogenerador y porque dicha
carga de reserva (5) es activada al inicio de la puesta en marcha y
es desactivada cuando el par de rotación del tren de potencia está
por encima de un valor predeterminado L2.
3. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos
eventos es una situación de poco viento y porque dicha carga de
reserva (5) es activada cuando el par de rotación del tren de
potencia está por debajo de un valor predeterminado L1 y es
desactivada cuando el par de rotación del tren de potencia está por
encima de un valor predeterminado L2.
4. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos
eventos es un cambio de estado del acoplamiento del generador a la
red y porque dicha carga de reserva (5) es activada cuando el par de
rotación del tren de potencia está por debajo de un valor
predeterminado L1 y es desactivada cuando el par de rotación del
tren de potencia está por encima de un valor predeterminado L2.
5. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 4, caracterizado porque adicionalmente o en
sustitución del uso de dicha carga de reserva (5), se lleva a cabo
una aceleración del rotor (13) justo antes de que el valor del par
de rotación del tren de potencia sea cero.
6. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos
eventos es cualquier evento en el que el estado operacional del
aerogenerador sea un estado transitorio debido a un fallo de la red
ó a un fallo del aerogenerador y porque dicha carga de reserva (5)
es activada cuando el par de rotación del tren de potencia está por
debajo de un valor predeterminado L1 y es desactivada cuando el par
de rotación del tren de potencia está por encima de un valor
predeterminado L2.
7. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos
eventos es una desconexión del generador (23, 31) de la red (11) y
porque dicha carga de reserva (5) es activada cuando el par de
rotación del tren de potencia está por debajo de un valor
predeterminado L1.
8. Método de operación de un aerogenerador según
la reivindicación 7, caracterizado porque en el evento de una
desconexión de la red (11) con una alta velocidad de viento,
adicionalmente a la activación de la carga de reserva (5), se
mantiene la velocidad del rotor (13) por encima de un valor
predeterminado R1.
9. Aerogenerador para implementar un método
según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 que
comprende un tren de potencia accionando uno o más generadores
eléctricos (23, 31) que proporcionan potencia a una red eléctrica
(11), incluyendo dicho tren de potencia un buje de rotor (13), con
una o más palas acopladas, un eje principal (15), una multiplicadora
(17) y ejes de conexión (19) con dichos uno o más generadores
eléctricos, caracterizado porque también comprende medios de
absorción de potencia para generar una carga de reserva (5) del tren
de potencia que se usa para asegurar que el par de rotación del tren
de potencia tiene una dirección constante, evitando el impacto de
retrocesos en la multiplicadora, siendo dichos medios de absorción
de potencia ó bien medios dedicados específicamente a la absorción
de dicha carga de reserva (5) ó bien medios presentes en el
aerogenerador para otras finalidades.
10. Aerogenerador según la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos medios de absorción de potencia
incluyen uno o más de los siguientes:
- -
- cualquier medio apropiado para transferir dicha potencia a un dispositivo de almacenamiento;
- -
- el freno del aerogenerador, una bomba del aerogenerador, un ventilador del aerogenerador;
- -
- una resistencia conectada al generador.
11. Aerogenerador según cualquiera de las
reivindicaciones 9-10, caracterizado porque
dichos uno o más generadores eléctricos son generadores de inducción
de rotor bobinado (23) conectados a la red (11) a través de un
convertidor (29) basado en IGBT's y control electrónico PWM y porque
dichos medios de absorción de potencia incluyen uno o más de los
siguientes:
- -
- una configuración del generador (23) que produce potencia adicional cuando el generador (23) está conectado a la red (11);
- -
- una resistencia conectada al convertidor (29) o al generador (23);
- -
- un circuito paralelo conectado al generador (23), cuando el generador (23) no está conectado a la red (11).
\vskip1.000000\baselineskip
12. Aerogenerador según cualquiera de las
reivindicaciones 9-10, caracterizado porque
dichos uno o más generadores eléctricos son generadores síncronos
(31) conectados a la red (11) a través una unidad convertidora
completa (37) y porque dichos medios de absorción de potencia
incluyen uno o más de los siguientes:
- -
- una configuración del convertidor (37) que produce potencia adicional o pérdidas adicionales en el generador (31) cuando el generador (23) está conectado a la red (11);
- -
- una resistencia conectada al generador (31) cuando el generador (31) no está conectado a la red.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700248A ES2341820B1 (es) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador. |
| EP08001671.0A EP1959135B1 (en) | 2007-01-31 | 2008-01-30 | A method for eliminating the impact of backlashes in the gearbox of a wind turbine |
| ES08001671T ES2801003T3 (es) | 2007-01-31 | 2008-01-30 | Un método para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador |
| US12/011,995 US7605488B2 (en) | 2007-01-31 | 2008-01-30 | Method for eliminating the impact of backlashes in the gearbox of a wind turbine |
| CN2008100002764A CN101240776B (zh) | 2007-01-31 | 2008-01-30 | 消除风力涡轮机变速箱中的反冲冲击的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700248A ES2341820B1 (es) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2341820A1 ES2341820A1 (es) | 2010-06-28 |
| ES2341820B1 true ES2341820B1 (es) | 2011-05-13 |
Family
ID=39577326
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200700248A Expired - Fee Related ES2341820B1 (es) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador. |
| ES08001671T Active ES2801003T3 (es) | 2007-01-31 | 2008-01-30 | Un método para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES08001671T Active ES2801003T3 (es) | 2007-01-31 | 2008-01-30 | Un método para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7605488B2 (es) |
| EP (1) | EP1959135B1 (es) |
| CN (1) | CN101240776B (es) |
| ES (2) | ES2341820B1 (es) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100774309B1 (ko) * | 2006-11-28 | 2007-11-08 | 한국해양연구원 | 헬리컬 터빈 발전시스템 |
| US20100133852A1 (en) | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Preus Robert W | Vertical axis wind turbine with variable area |
| US8512199B2 (en) | 2010-07-26 | 2013-08-20 | Rethink Robotics, Inc. | Minimizing backlash utilizing series elastic elements |
| ES2396504B1 (es) * | 2010-10-29 | 2014-01-02 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Aerogenerador con un control activo del ángulo de paso de las palas durante una situación de marcha en vacío. |
| US8686680B2 (en) | 2011-06-13 | 2014-04-01 | Rethink Robotics, Inc. | Dual-motor series elastic actuator |
| EP2788619B1 (en) * | 2011-12-08 | 2020-04-15 | Vestas Wind Systems A/S | Method and system for controlled shutdown of wind turbines |
| US9409298B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-08-09 | Rethink Robotics, Inc. | Flexure elements for series elastic actuators and related methods |
| WO2015032409A1 (en) | 2013-09-05 | 2015-03-12 | Vestas Wind Systems A/S | Speed management of a wind turbine when switching electrical configurations |
| WO2015065425A1 (en) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | General Electric Company | System and method for controlling wind power generation systems |
| US10662924B2 (en) * | 2013-11-21 | 2020-05-26 | Vestas Wind Systems A/S | Rotor blade control for high winds |
| ES2855175T3 (es) * | 2014-10-16 | 2021-09-23 | Ingeteam Power Tech Sa | Kit para una estación eólica, y método |
| CN105826917B (zh) | 2015-01-04 | 2019-10-08 | 通用电气公司 | 功率转换系统及其控制方法以及风力涡轮机发电系统 |
| PT3157161T (pt) * | 2015-10-12 | 2019-06-04 | Siemens Ag | Método para controlar uma instalação de energia eólica |
| DE102019100941B4 (de) * | 2019-01-15 | 2021-08-26 | Lenze Se (Societas Europaea) | Verfahren zur Überwachung eines durch einen Elektromotor angetriebenen Getriebes |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1109166A (en) * | 1964-07-07 | 1968-04-10 | Fairey Eng | Improvements relating to reversible drive transmission means incorporating a speed-reduction gear train |
| FR1433859A (fr) * | 1965-05-13 | 1966-04-01 | Philips Nv | Mécanisme d'entraînement sans jeu |
| US4511807A (en) * | 1982-04-20 | 1985-04-16 | Northern Engineering Industries Plc | Electrical generator control system |
| US6574535B1 (en) * | 2000-05-31 | 2003-06-03 | General Motors Corporation | Apparatus and method for active driveline damping with clunk control |
| AUPR418901A0 (en) * | 2001-04-04 | 2001-05-03 | Applidyne Pty Ltd | Control system for cogeneration unit |
| EP1296441B1 (de) * | 2001-09-25 | 2006-08-16 | ABB Schweiz AG | Energieerzeugungseinrichtung |
| CN100356683C (zh) * | 2002-01-29 | 2007-12-19 | 威斯塔斯风力系统公开有限公司 | 用于风力装置中的电路结构 |
| US7081062B2 (en) * | 2002-11-25 | 2006-07-25 | Delbert Tesar | Standardized rotary actuator |
| US7431676B2 (en) * | 2002-11-25 | 2008-10-07 | Delbert Tesar | Self-contained rotary actuator |
| DE10361443B4 (de) * | 2003-12-23 | 2005-11-10 | Voith Turbo Gmbh & Co. Kg | Regelung für eine Windkraftanlage mit hydrodynamischem Getriebe |
| DE102004007461A1 (de) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Helgers Finanzberatung Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Windkraftanlage, und dementsprechend ausgestaltete Windkraftanlage |
| DE102004033680B4 (de) * | 2004-07-09 | 2009-03-12 | Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. | Lastwiderstand |
| US20070100506A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Ralph Teichmann | System and method for controlling power flow of electric power generation system |
| US7276807B2 (en) * | 2006-01-19 | 2007-10-02 | General Electric Company | Wind turbine dump load system and method |
| US7352075B2 (en) * | 2006-03-06 | 2008-04-01 | General Electric Company | Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor |
| US7476987B2 (en) * | 2006-04-25 | 2009-01-13 | The University Of New Brunswick | Stand-alone wind turbine system, apparatus, and method suitable for operating the same |
| US7394166B2 (en) * | 2006-10-04 | 2008-07-01 | General Electric Company | Method, apparatus and computer program product for wind turbine start-up and operation without grid power |
| ATE483910T1 (de) * | 2007-04-30 | 2010-10-15 | Vestas Wind Sys As | Verfahren zum betrieb einer windturbine mit anstellwinkelsteuerung |
-
2007
- 2007-01-31 ES ES200700248A patent/ES2341820B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-01-30 CN CN2008100002764A patent/CN101240776B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-01-30 EP EP08001671.0A patent/EP1959135B1/en active Active
- 2008-01-30 ES ES08001671T patent/ES2801003T3/es active Active
- 2008-01-30 US US12/011,995 patent/US7605488B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1959135A2 (en) | 2008-08-20 |
| CN101240776A (zh) | 2008-08-13 |
| US7605488B2 (en) | 2009-10-20 |
| US20080179886A1 (en) | 2008-07-31 |
| EP1959135A3 (en) | 2014-04-23 |
| ES2341820A1 (es) | 2010-06-28 |
| EP1959135B1 (en) | 2020-03-25 |
| CN101240776B (zh) | 2012-05-09 |
| ES2801003T3 (es) | 2021-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2341820B1 (es) | Un metodo para eliminar el impacto de los retrocesos en la multiplicadora de un aerogenerador. | |
| ES2716997T3 (es) | Sistemas de control de la orientación de turbina eólica | |
| ES2603746T3 (es) | Aerogenerador y procedimiento para el control del funcionamiento de un aerogenerador | |
| ES2448843T3 (es) | Sistema de alimentación de emergencia de un mecanismo de regulación del paso de las palas de una turbina eólica | |
| ES2340236B2 (es) | Procedimientos y aparato para el suministro y/o absorcion de energia electrica reactiva. | |
| ES2221856T3 (es) | Dispositivo captador de energia con rotores contrarrotativos. | |
| ES2755033T3 (es) | Instalación de obtención de energía, en particular aerogenerador | |
| ES2345645B1 (es) | Instalacion de energia eolica y procedimiento de modificacion del paso de pala en una instalacion de energia eolica. | |
| ES2843480T3 (es) | Sistema de conversión de energía altamente integrado para turbinas eólicas, mareomotrices o hidráulicas | |
| ES2824115T3 (es) | Filtro optimizado para el almacenamiento de energía de batería en sistemas de energía alternativos | |
| KR20120024983A (ko) | 가변속 발전 장치 및 그 제어 방법 | |
| ES2643238T3 (es) | Turbina eólica con un generador principal y uno secundario, y método de operación de dicha turbina eólica | |
| JP2008508456A (ja) | 風力発電所用パワートレーン | |
| CN202007740U (zh) | 一种风力发电系统 | |
| CN109751186B (zh) | 风力发电机的控制方法、及高功率风力发电机 | |
| WO2016059263A1 (es) | Kit para una estación eólica, y método | |
| CN100373051C (zh) | 有杆抽油机的一种风电混合驱动方法及其装置 | |
| ES2935683T3 (es) | Sistema de bombeo para lubricar componentes de una turbina eólica | |
| CN201991694U (zh) | 风力发电机组变桨速度调节装置控制系统 | |
| CN105041575B (zh) | 一种多电机发电装置及风力发电机组 | |
| CN210531055U (zh) | 适用于水平轴风力发电机的双叶轮驱动设备 | |
| CN207421283U (zh) | 风力发电增速齿轮箱 | |
| JP5703685B2 (ja) | 風力発電装置、及びそのブレードピッチ角制御装置 | |
| ES2786502T3 (es) | Método y sistema para el apagado controlado de turbinas eólicas | |
| CN220248272U (zh) | 一种驱动风电专用盘车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20100628 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2341820 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20110503 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20230526 |