ES2346238T3 - Procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de energia eolica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica (10) con un generador que para la alimentación de potencia eléctrica está conectado con una red eléctrica (14), estando prevista una unidad de control, caracterizado porque la unidad de control conmuta el generador durante el funcionamiento por generador a un funcionamiento por motor en respuesta a una primera señal de conmutación, consumiéndose potencia de la red (14) para el funcionamiento por motor.
Description
Procedimiento para el funcionamiento de una
instalación de energía eólica.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía
eólica. Las instalaciones de energía eólica tienen un generador que
según el tipo de la instalación de energía eólica puede presentar
un tipo de construcción diferente. La potencia eléctrica generada
por el generador se alimenta a la red eléctrica para las
instalaciones de energía eólica individuales o para instalaciones de
energía eólica reunidas en un parque eóli-
co.
co.
Es conocido que, en caso de una separación
repentina de grandes consumidores de la red, la potencia que sigue
alimentándose a la red puede originar sobrecargas no deseadas de la
red y de las centrales eléctricas. En los casos más desfavorables,
puede producirse una separación de las centrales eléctricas de la
red debido a esta sobrecarga, produciéndose, por lo tanto, un fallo
de todo el suministro en la región afectada. Estos fallos, que por
lo general duran varias horas, ya se han producido en el pasado, por
ejemplo debido al fallo repentino de una línea de transmisión.
Según la estructura de la red, puede transcurrir un tiempo de varios
minutos entre el momento en el que se produce la causa y el fallo
de toda la alimentación mediante la separación de las centrales
eléctricas de la red. Hasta el fallo completo de las redes, puede
detectarse en la red un aumento de la tensión de red y de la
frecuencia de red.
Por el estado de la técnica se conocen distintas
posibilidades para la estabilización de la red. Por el documento DE
10022974 C2 se conoce una instalación de energía eólica que reduce
su potencia suministrada en cuanto la frecuencia de red sobrepasa
un valor umbral predeterminado.
El documento EP 1040564 B1 se refiere a una
instalación de energía eólica que funciona sin potencia suministrada
cuando la tensión de red queda por o encima o por debajo de unos
valores predeterminados.
Además, se conoce por el documento EP 1164691 B1
una instalación de energía eólica, en la que se reduce la potencia
suministrada cuando la tensión de red sobrepasa un valor
predeterminado.
Por el documento EP 1467463 A1 se conoce un
parque eólico que tiene una unidad de control central. La unidad de
control puede controlar la potencia suministrada de instalaciones de
energía eólica individuales del parque eólico en función de la
frecuencia de red existente. Aquí, la corriente o la tensión
generada por las instalaciones de energía eólica individuales
seleccionadas se regulan en el punto de conexión de red.
Por el documento US 5,886,417 se conoce un
sistema para la generación de potencia eléctrica en una pluralidad
de unidades de generador/motor. Un sistema de control está diseñado
para suprimir para las distintas unidades de generador/motor
componentes transversales de la corriente y resonancias. También
forma parte del sistema conocido una central hidroeléctrica de
bombeo, en la que puede bombearse agua a un depósito dispuesto a una
altura más elevada cuando hay un exceso de potencia eléctrica.
Cuando posteriormente hay una falta de potencia eléctrica, con el
agua del depósito de agua se acciona un generador para la generación
de potencia eléctrica.
La invención tiene el objetivo técnico de poner
a disposición una instalación de energía eólica o un parque de
instalaciones de energía eólica que contribuya a la estabilización
de la red.
Según la invención, el objetivo se consigue
mediante una instalación de energía eólica con las características
de la reivindicación 1. Unas configuraciones ventajosas son objeto
de las reivindicaciones subordinadas.
El procedimiento según la invención se refiere a
una instalación de energía eólica con un generador que está
conectado a la red eléctrica para la alimentación de potencia
eléctrica.
La conexión puede realizarse directamente
mediante la conexión de red de una instalación de energía eólica
independiente o también de forma indirecta como una instalación de
energía eólica prevista en un parque eólico. La instalación de
energía eólica según la invención, ya esté integrada en un parque
eólico o esté dispuesta de forma independiente, tiene una unidad de
control, que durante el funcionamiento por generador conmuta a un
funcionamiento por motor en respuesta a una primera señal de
conmutación para el generador de la instalación de energía
eólica.
En el procedimiento según la invención, la
instalación de energía eólica se conmuta como consumidor en la red
en respuesta a la primera señal de conmutación.
El consumidor así conectado adicionalmente según
la invención puede absorber una parte de la potencia sobrante de la
red y compensar un aumento de tensión y/o de frecuencia demasiado
fuerte en la red. A diferencia de una mera reducción de potencia de
la potencia alimentada a la red, en el procedimiento según la
invención se invierte la dirección del flujo de potencia y se
consume potencia de la red para el funcionamiento por motor.
En una configuración preferible, una conmutación
al funcionamiento por motor del generador se produce para una
duración máxima predeterminada. La limitación en cuanto al tiempo
impide que los componentes en la instalación de energía eólica se
sometan a una carga demasiada fuerte por un funcionamiento por motor
de larga duración.
Además de la limitación en cuanto al tiempo de
la duración para el funcionamiento por motor, la gestión del
funcionamiento de la instalación de energía eólica está diseñada
preferiblemente de tal modo que la potencia absorbida por el motor
no sobrepase un valor máximo. Para la limitación de la absorción de
potencia en el funcionamiento por motor puede ajustarse al menos
una pala de rotor alrededor de su eje longitudinal. Esta regulación
se denomina regulación del ángulo de paso (regulación pitch) e
influye en el funcionamiento por generador el par que ataca en el
rotor. En el funcionamiento por motor, las condiciones se invierten
de modo que, por la regulación del ángulo de paso, puede ajustarse
la resistencia existente en el motor para el giro del rotor por
motor. A través de la resistencia resulta también la potencia
absorbida de la red de la instalación de energía eólica.
En una configuración posible, durante el
funcionamiento, en particular durante el funcionamiento por
generador de la instalación de energía eólica, se mide la tensión
y/o frecuencia existentes en la red. Al sobrepasarse un valor
predeterminado para la tensión de red y/o para la frecuencia de red,
la unidad de control conmuta al funcionamiento por motor.
En una configuración alternativa, la señal de
conmutación se genera en una unidad de vigilancia central para la
red y se transmite a la unidad de control de la instalación de
energía eólica. La unidad de vigilancia puede ser, por ejemplo, una
estación de vigilancia de red de la empresa productora y
distribuidora de energía, que está dispuesta a una distancia de la
instalación de energía eólica y vigila el funcionamiento de la red.
También es concebible combinar una primera señal de conmutación
generada a distancia en una unidad de vigilancia y una primera
señal de conmutación local entre sí y realizar en la instalación de
energía eólica, por ejemplo, una comprobación de la plausibilidad
de la señal recibida de la unidad de vigilancia central.
Para evitar sobrecargas en la instalación de
energía eólica, en el funcionamiento por motor se regula el número
de revoluciones en función de la velocidad del viento.
Para volver a conmutar al funcionamiento por
generador, esta definido preferiblemente una segunda señal de
conmutación, que vuelve a conmutar al funcionamiento por generador
con ayuda de valores reales para la medición de amperaje y de
frecuencia y/o debido a un proceso en la unidad de vigilancia
dispuesta a distancia. También puede haber otras razones para la
conmutación al otro estado. La primera y la segunda señal de
conmutación pueden ser idénti-
cas.
cas.
El objetivo según la invención se consigue
también mediante una instalación de energía eólica con una unidad
de control para la realización del procedimiento según la invención.
También un parque eólico con al menos una instalación de energía
eólica controlada según la invención consigue el objetivo técnico en
el que se basa la invención.
A continuación, la invención se explicará más
detalladamente con ayuda de un ejemplo. La única figura muestra
instalaciones de energía eólica 10, que a través de unas líneas 12
alimentan potencia eléctrica a una red 14. La potencia eléctrica
puede ser potencia activa o potencia reactiva con partes variables,
pudiendo alimentarse también exclusivamente una de las partes. La
red eléctrica 14 tiene consumidores 16 y centrales eléctricas 18,
que están representados de forma esquemática. Al igual que las
instalaciones de energía eólica 10 que funcionan con generador, las
centrales eléctricas 18 alimentan potencia a la red. Los
consumidores toman potencia puesta a disposición en la red.
En caso de producirse, por ejemplo, un daño en
un tramo de cable, puede ocurrir que una parte de los consumidores
conectados con la red fallen bruscamente. Debido a ello, la potencia
alimentada a la red es demasiado elevada, por lo que aumentan la
tensión de red y la frecuencia de red. Un fallo de este tipo puede
deberse, por ejemplo, al fallo de un cable, cuando el cable conecta
un consumidor grande o una pluralidad de consumidores con la
red.
Las empresas productoras y distribuidoras de
energía, como operadores de las redes, disponen de centros de
vigilancia, que observan el estado de la red con ayuda de valores de
medición. El centro de vigilancia también puede controlar
corrientes de potencia. En la central de vigilancia se genera una
señal de conmutación para una o varias instalaciones de energía
eólica 10, cuando se observa con ayuda de los datos medidos que
aumenta la tensión de red y/o la frecuencia de red. Basándose en la
señal de conmutación, a continuación, cada instalación de energía
eólica mandada conmuta al funcionamiento por motor y se convierte,
por lo tanto, en un consumidor en la red.
La sobretensión que se produce puede ser
consumida así al menos en parte por la(s)
instalación(es) de energía eólica. Gracias a estas medidas,
la red se estabiliza. En particular, puede evitarse así también la
desconexión de una o varias centrales eléctricas y, por lo tanto,
un fallo de la red eléctrica en una superficie grande.
Claims (15)
1. Procedimiento para el funcionamiento de una
instalación de energía eólica (10) con un generador que para la
alimentación de potencia eléctrica está conectado con una red
eléctrica (14), estando prevista una unidad de control,
caracterizado porque la unidad de control conmuta el
generador durante el funcionamiento por generador a un
funcionamiento por motor en respuesta a una primera señal de
conmutación, consumiéndose potencia de la red (14) para el
funcionamiento por motor.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de control conmuta al
funcionamiento por motor para una duración máxima
predeterminada.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en el funcionamiento por motor se
realiza una gestión del funcionamiento de la instalación de energía
eólica (10) de tal modo que la potencia absorbida por el motor no
sobrepase un valor máximo.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque, para la limitación de la absorción de
potencia en el funcionamiento por motor, se ajusta al menos una
pala de rotor alrededor de su eje longitudinal.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque durante el
funcionamiento se mide la tensión y/o la frecuencia existente en la
red (14).
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque, al sobrepasarse un valor predeterminado
para la tensión de red y/o la frecuencia de red, la unidad de
control genera la primera señal de conmutación para la conmutación
al funcionamiento por motor.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la primera señal
de conmutación se genera en una unidad de vigilancia dispuesta a
distancia y se transmite a la unidad de control de la instalación
de energía eólica (10).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en el
funcionamiento por motor se realiza una regulación del número de
revoluciones en función de la intensidad del viento.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque está prevista la
unidad de control que durante el funcionamiento por motor conmuta
al funcionamiento por generador en respuesta a una segunda señal de
conmutación.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque la unidad de control genera la segunda
señal de conmutación para la conmutación al funcionamiento por
generador, cuando se queda por debajo de un valor predeterminado de
la tensión de red y/o de la frecuencia de red.
11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó
10, caracterizado porque la señal de conmutación para la
conmutación al funcionamiento por generador se genera en la unidad
de vigilancia dispuesta a distancia y se transmite a la unidad de
control de la instalación de energía eólica (10).
12. Instalación de energía eólica (10) con un
generador que está realizado para la alimentación de potencia
eléctrica a una red (14) eléctrica, estando prevista una unidad de
control, caracterizada porque la unidad de control conmuta
de un funcionamiento por generador a un funcionamiento por motor en
respuesta a una primera señal de conmutación, consumiéndose
potencia de la red (14) para el funcionamiento por motor.
13. Instalación de energía eólica (10) según la
reivindicación 12, caracterizada porque la unidad de control
conmuta del funcionamiento por motor al funcionamiento por generador
en respuesta a una segunda señal de conmutación.
14. Parque eólico con varias instalaciones de
energía eólica (10), de las que al menos una presenta una unidad de
control que conmuta del funcionamiento por generador al
funcionamiento por motor en respuesta a una primera señal de
conmutación.
15. Parque eólico según la reivindicación 14,
caracterizado porque la unidad de control conmuta del
funcionamiento por motor al funcionamiento por generador en
respuesta a una segunda señal de conmutación.
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