ES2376316T3

ES2376316T3 - Procedimiento para la explotación de una instalación de energ�?a eólica durante una perturbación en la red.

Info

Publication number: ES2376316T3
Application number: ES04765486T
Authority: ES
Inventors: Aloys Wobben
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-23
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2012-03-12
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: US7525208B2; ZA200601889B; IS8414A; CA2537999C; CN100420118C; MA28046A1; SI1665495T1; EP2290234A2; IL174027A0; NO20061771L; EP2290234A3; PL1665495T3; JP2007506400A; KR100761760B1; AU2004305903A1; EP1665495A1; US20070159737A1; AR046164A1; JP4160618B2; NZ545842A

Abstract

Procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica, en el que la instalación de energía eólica bajo unas primeras condiciones de explotación en modo normal de explotación entrega una primera potencia a una red eléctrica conectada, que es proporcional a la velocidad del viento, con el paso de: control de la instalación de energía eólica de forma que al producirse una perturbación permanece en la red eléctrica conectada y entrega una segunda potencia a la red eléctrica conectada que es menor que la primera potencia, caracterizado porque bajo las primeras condiciones de explotación, en caso de finalizar la perturbación emite brevemente a la red eléctrica conectada una tercera potencia que es claramente mayor que la primera potencia.

Description

Procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica durante una perturbación en la red

La presente invención se refiere a un procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica durante una perturbación en la red, así como a una instalación de energía eólica correspondiente.

Ya que la red eléctrica a la que están conectadas las instalaciones de energía eólica no siempre se comporta de forma constante, sino que también puede presentar fallos, se han desarrollado algunos procedimientos para el control de las instalaciones de energía eólica que presentan propiedades que apoyan a la red.

Del documento DE 101 05 892 A1 se conoce una instalación de energía eólica o un procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica, entregando la instalación de energía eólica bajo unas primeras condiciones de explotación en modo normal de explotación una primera potencia a una red eléctrica conectada, y siendo proporcional esta primera potencia a la velocidad del viento, y controlándose además la instalación de energía eólica de forma que permanece en la red eléctrica conectada al producirse una perturbación en la red eléctrica y entregan una segunda potencia a la red eléctrica conectada que es menor que la primera potencia.

El objetivo de la presente invención es mejorar el procedimiento que apoya a la red para la explotación de las instalaciones de energía eólica.

Este objetivo se resuelve con un procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica según la reivindicación 1 y por una instalación de energía eólica según la reivindicación 7.

Por consiguiente se prevé un procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica. Bajo unas primeras condiciones de explotación en modo normal de explotación, la instalación de energía eólica entrega una primera potencia a una red eléctrica conectada. Esta primera potencia es proporcional a la velocidad del viento. La instalación de energía eólica se controla de forma que permanece en la red eléctrica conectada al producirse una perturbación y emite una segunda potencia a la red eléctrica conectada que es menor que la primera potencia. En caso de finalizar la perturbación y bajo las primeras condiciones de explotación se emite brevemente una tercera potencia a la red eléctrica conectada, siendo la tercera potencia claramente mayor que la primera potencia.

Por consiguiente una instalación de energía eólica se puede controlar de forma que en caso de finalizar o eliminarse una perturbación la instalación de energía eólica interviene apoyando a la red e inyecta brevemente una potencia elevada en la red eléctrica conectada.

Según una configuración de la invención, la instalación de energía eólica presenta un acumulador intermedio, y el valor aumentado de la tercera potencia se obtiene por un control del acumulador intermedio. Por consiguiente, después de finalizar la perturbación la instalación de energía eólica proporciona brevemente una potencia que es mayor que aquella potencia que se obtiene en modo normal de explotación bajo las condiciones de explotación dadas.

La invención se refiere igualmente a una instalación de energía eólica para la entrega de potencia a una red eléctrica conectada. La instalación de energía eólica presenta una unidad de control para el control de la instalación de energía eólica. Bajo unas primeras condiciones de explotación en modo normal de explotación se entrega una primera potencia a la red eléctrica, que es proporcional a la velocidad del viento. Al producirse una perturbación se entrega una segunda potencia que es menor que la primera potencia. Después de finalizar o al finalizar la perturbación, bajo las primeras condiciones de explotación se entrega una tercera potencia que es claramente mayor que la primera potencia.

Por consiguiente tanto la segunda como también la tercera potencia no son proporcionales a la velocidad del viento, mientras que la primera potencia es proporcional a la velocidad del viento.

Otras configuraciones de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en la idea de aumentar brevemente la potencia entregada de una instalación de energía eólica después de eliminar un fallo en la red, a fin de intervenir con ello apoyando a la red. Esta emisión de potencia aumentada brevemente se provoca, por ejemplo, por un control correspondiente del circuito intermedio a tensión continua o chopper. En el modo normal de explotación una instalación de energía eólica emite una primera potencia a una red bajo las condiciones de explotación correspondientes. Al producirse una perturbación en la red se reduce la potencia entregada, y en caso de eliminarse la perturbación se emite brevemente una potencia aumentada. En este caso esta potencia aumentada brevemente es claramente mayor que la potencia entregada bajo las condiciones de explotación dadas, es decir, después de eliminar un fallo se emite brevemente claramente más potencia que en el modo normal de explotación bajo las condiciones de explotación.

A continuación se describe la invención más en detalle mediante los ejemplos de realización y el dibujo adjunto.

Figura 1 muestra una red de suministro de energía con algunas unidades de generación de energía,

Figura 2 muestra una caída de la tensión en un sistema según la figura 1 debido a un fallo,

Figura 3 muestra un perfil de tensión después de eliminar un defecto en un sistema según la figura 1,

Figura 4 muestra la estructura base de una instalación de energía eólica según la invención,

Figura 5 muestra la estructura base de un sistema de test,

Figuras 6 a 9 muestran los resultados de la medición para el sistema de test según la figura 5,

Figuras 10 a 13 muestran otros resultados de test para el sistema según la figura 4,

Figuras 14 y 15 representan resultados analíticos del sistema según la figura 1, y

Figuras 16 y 17 representan otros resultados analíticos.

El concepto “integración de la generación embebida” se refiere a continuación a la capacidad de las unidades de energía integradas en una parte del sistema energético que supera la energía suministrada por otra parte del sistema.

La figura 1 muestra una estructura de principio de una red de generación de energía con algunos generadores G.

Un “ride-through” o bien paso de las unidades de generación embebida significa en este contexto que las unidades de generación permanecen en la red y mientras se produce un fallo en la red le suministran a dicha red una potencia de cortorcircuito. Además, la potencia activa y reactiva se le suministra a la red directamente después de la eliminación de un defecto.

Las bases para los requerimientos de “ride-through” de los códigos de acceso a la transmisión que se establecen cada vez más por los operadores de red exponen lo siguiente:

La figura 2 muestra una estructura esquemática de una red de generación de energía, un diagrama para la ilustración de un hundimiento de la tensión debido a un defecto en la red.

La figura 3 muestra una estructura esquemática de un sistema de generación de energía, así como los perfiles de tensión antes y después de eliminar un defecto. La curva superior representa en este caso el caso de que los generadores G están dispuestos en la red mientras que la curva inferior representa el caso sin generadores.

En la figura 2 se muestran en este caso tres curvas de tensión diferentes con un hundimiento de la tensión. La curva de tensión S3 muestra el status quo de las instalaciones de energía eólica en la actualidad. La curva de tensión S2 muestra el caso de instalaciones de energía eólica con una capacidad de “ride-through”, y la curva de tensión S1 muestra turbinas de gas con generadores síncronos.

El margen de caída de la tensión se debe limitar para evitar bajas tensiones que se inducen por la separación de unidades de generación (evitación de déficits de potencia activa en cadena). La estabilidad transitoria se debe mantener o mejorar cuando la localización del defecto desacopla partes del sistema (la potencia de sincronización depende del cuadro de la tensión Vsyn en la fig. 2). Se debe preveer un nivel de corriente de defecto determinado (mantenimiento de criterios de protección y si es posible ajuste del relé de protección). Se debe evitar una necesidad de potencia reactiva adicional por las unidades de generación después de la eliminación de un defecto (peligro del colapso de la tensión y una sobrecarga del equipamiento debido a la necesidad de potencia aparente en cascada en caso de una carga motora significativa). La reserva de estabilidad después de la eliminación de un defecto se debe mejorar (la sincronización de la potencia depende según la figura 3 del cuadrado de la tensión Vsyn).

Los operadores de la red de suministro de energía deben mantener estables los grandes sistemas de potencia durante los estados de funcionamiento normales y de defecto. Los modelos del sistema se aplican en este caso para diferentes finalidades en este contexto. La presencia de modelos apropiados es por ello esencial para los operadores de la red, en particular en casos de una gran integración de una generación embebida.

Un análisis dinámico se utiliza en este caso para determinar los estados transitorios electromecánicos después de una perturbación del sistema. Esto se realiza principalmente en el sector de los análisis de estabilidad transitoria. Las características siguientes para el desarrollo de los modelos del sistema correspondientes son:

Cálculo de corriente / tensión / potencia / factor de potencia / momento de giro / ángulo del rotor en función del tiempo en un intervalo temporal de aproximadamente 100 ms después de la perturbación (los transitorios electromagnéticos han desaparecido y las partes electromagnéticas del sistema están casi en equilibrio a excepción de modos electromagnéticos muy lentos) hasta algunos minutos (los transitorios electromecánicos han desaparecido y las partes electromecánicas del sistema están igualmente en equilibrio). Los transitorios térmicos no se cubren en general por el modelo del sistema.

La asunción de condiciones simétricas del sistema, inclusive una impendancia de defecto durante el intervalo de tiempo citado.

Aplicación de los modelos de equilibrio para el equipamiento de la red eléctrica o en caso de mayores máquinas rotativas (máquinas inductivas o síncronas) y aplicación de modelos dinámicos que reducen el orden.

Por consiguiente resulta lo siguiente para la parte eléctrica del sistema:

-: Modelo matemático (fasor) para el equipamiento eléctrico a excepción de máquinas mayores (para estas máquinas existen modelos de ecuaciones matemáticas y diferenciales);

-: Fasor con valores cuadráticos medios dependientes del tiempo (valores RMS), ángulo de fase y algunas veces una frecuencia del sistema dependiente del tiempo. Mientras que los valores cuadráticos medios y el ángulo de fase para todos los fasores pueden ser diferentes, pero se asume una única frecuencia, pero no necesariamente constante, para todos los fasores;

-: Modelos simétricos para la parte eléctrica del sistema que se pueden representar por una única fase (representación de secuencia positiva);

-: Aplicación de modelos dinámicos para el equipamiento, que controla el movimiento del sistema en el intervalo temporal relevante (por ejemplo, controlador de tensión y corriente);

-: Aplicación de modelos dinámicos para la máquina de accionamiento (por ejemplo, inercia mecánica, generación del momento de giro).

Los modelos que cumplen las características citadas anteriormente se designan como modelos “dinámicos RMS” o “intermedios”. Los modelos de estos tipos permiten una representación de grandes sistemas de energía mediante el mantenimiento de la mayoría de las propiedades relevantes, que supervisan los modos dinámicos del sistema. Por consiguiente el software de análisis del sistema utilizado por los operadores de la red se basa frecuentemente en este enfoque.

Un requerimiento asumido en general es que los modelos del sistema deben ser uniformes. Por consiguiente todos los modelos de los diferentes componentes del sistema energético deben ser del mismo tipo general.

Los modelos dinámicos RMS para las unidades de generación térmicas, dispositivos de transmisión, sistemas de protección, equipamiento de control de la red, etc. ya están disponibles en general e implementados correspondientemente. Así los modelos necesarios para las instalaciones de energía eólica deben exponer modelos del tipo dinámico RMS según se ha citado anteriormente.

A continuación se exponen los requerimientos específicos para los modelos de las instalaciones de energía eólica.

En la actualidad las determinaciones generales para la conexión de las unidades de generación específicas, embebidas a las redes de alta tensión se redactan en Alemania por la Verband Deutscher Netzbetreiber VDN (Asociación de operadores de red alemanes). Estas determinaciones regulan los detalles técnicos bajo el código de red UCTE (Transmisión y distribución para unidades bajo la ley alemana para la inyección de energía).

Además, los operadores de red alemanes especifican los requerimientos para los modelos de las instalaciones de energía eólica para diferentes finalidades del análisis del sistema. Para los estudios dinámicos de defectos se han mencionado hasta ahora los requerimientos siguientes:

El modelo de turbina se acopla con el modelo de red dinámico RMS de secuencia positiva a través del fasor para la tensión en bornas y la corriente.

Es válido para defectos trifásicos simétricos con tensiones en bornas restantes de 0,1 … 0,8 pu, para un tiempo de eliminación del defecto de 0,1 a 3 segundos, y para el intervalo de tiempo de aproximadamente 100 ms (después de que han desaparecido los transitorios) hasta aproximadamente 5 segundos después de los defectos (el intervalo crítico para la estabilidad transitoria). Un modelo que se aplica para un gran número de turbinas y por consiguiente se puede aplicar en extensiones limitadas (en tanto sean aceptables respecto a la exactitud). Una opción para la especificación de un punto de explotación inicial (energía a generar). Una posibilidad de la implementación del modelo en el software de análisis del sistema ya existente con posibilidades limitadas para componentes definidos por el usuario.

A continuación se describe el diseño base y el funcionamiento de las instalaciones de energía eólica según la invención.

En la fig. 4 se muestra una estructura base de las instalaciones de energía eólica según la invención. En este caso se muestra en particular una instalación de energía eólica con dos módulos de potencia.

La instalación de energía eólica está equipada con tres palas del rotor controlado por pitch. El rotor se hace funcionar con un ángulo de pitch óptimo, hasta que se alcanza la velocidad nominal del motor (a excepción de las condiciones iniciales). Si la velocidad supera la velocidad nominal debida a un viento creciente o debido a las pérdidas en la red (ride-through del defecto), la unidad de control de pitch limita la velocidad y hace funcionar la instalación de energía eólica bajo condiciones seguras.

El rotor mueve directamente – sin engranaje – un generador síncrono de seis fases. El rotor se excita eléctricamente. El sistema excitado está conectado con el bus de tensión continua a excepción de la fase inicial de la instalación de energía eólica. El control de la excitación es parte del control de la instalación de energía eólica. El generador suministra una tensión variable a un bus de tensión continua.

El circuito intermedio a tensión continua – tensión alterna presenta módulos de potencia. El número de los módulos depende del tipo constructivo de la instalación de energía eólica. El circuito intermedio a tensión continua de cada módulo contiene un chopper para diferentes finalidades, condensadores de compensación, un inversor IGBT y un equipamiento de filtrado.

El transformador (individual) es igualmente parte del concepto de filtro.

Desde el punto de vista de la red los módulos de potencia se comportan en condiciones normales y en condiciones que se modifican lentamente, como las fuentes de corriente simétricas controladas (respecto a la frecuencia base de las corrientes). La raíz cuadrada (RMS) de las corrientes, así como su ángulo de fase se controla y se mantiene simétrico.

El inversor se controla conforme a los diferentes parámetros de la instalación de energía eólica. Ya que el control del inversor representa una parte esencial del control global de la instalación de energía eólica, está muy limitada la posibilidad de aislar este control. Esto es la base para una extensión imprescindible determinada del modelo.

Un control rápido es necesario, por ejemplo, para dispositivos electrónicos de potencia del inversor, los choppers, etc. Esto se consigue mediante diferentes controladores C distribuidos según la fig. 4. En el intervalo de tiempo RMS se pueden ver la mayoría de los controladores que se sitúan en el estado de equilibrio.

El control de tensión y potencia, así como algunas otras tareas de control se refieren a las relaciones dinámicas de la instalación de energía eólica en el intervalo de tiempo RMS. Estos controladores se deben tener en cuenta de forma explicita en la formación del modelo. La MPU y la interfaz específica del controlador según la fig. 4 ilustran el equipamiento para este nivel de control.

Una comunicación estándar con interfaces externas, así como una corrección de los ajustes, como por ejemplo la limitación de potencia Pmax, y el ángulo de fase, se obtienen mediante la unidad SCADA. Este sistema no está previsto para el uso de las finalidades del control de la red. Los requerimientos del control rápido) utilizan interfaces específicas del controlador.

A continuación se describe el comportamiento base durante los defectos simétricos del sistema.

El sistema de test – para el desarrollo y para el testeo de las propiedades de ride-through de las instalaciones de energía eólica según la invención se describe por las características principales siguientes. Se prevé un generador / rectificador / circuito intermedio a tensión continua / inversor / sistema de filtros reducido con un equipamiento electrónico original para el desarrollo y testeo del concepto de diseño base, de las estrategias de control y del algoritmo, del software y de los dispositivos electrónicos. Una red flexible permite diferentes tipos de configuraciones del sistema y defectos. Un PCC muy ruidoso provoca condiciones duras para los dispositivos de medición y los componentes de control.

Un PCC débil respecto a la potencia de cortocircuito y frecuencia provoca condiciones de explotación difíciles para un control del sistema (concepto así como algoritmo y software).

La fig. 5 representa una configuración del sistema de test para el test de ride-through. El defecto siguiente se ha iniciado en el punto mostrado:

Un defecto trifásico F simétrico con impendancia cero presenta una duración de 770 ms.

La eliminación se realiza por un salto de fase de aproximadamente -8º. La relación de potencia – cortorcircuito se reduce de aproximadamente 30 a 15.

Las intensidades I en el inversor, como también las tensiones en bornas V (potencia a tierra) se miden en los puntos mostrados por las flechas. Los resultados de este test se muestran en las fig. 6 a 9. Los ratios de exploración se han seleccionado con 3 kHz. Filtros previos (anti-aliasing) no se han aplicado en este caso.

En la figura 6 se muestra la intensidad I y la tensión V en función de la exploración. En este caso aparece un defecto

aproximadamente entre las 1500 y 3500 exploraciones. Durante la aparición de este defecto se produce una caída de la tensión.

En la figura 7 se muestra la potencia activa PW y la potencia reactiva PB. La potencia activa PW representa en este caso la curva superior, mientras que la curva inferior representa la potencia reactiva. Aquí aparece un defecto aproximadamente después de 1800 exploraciones hasta aproximadamente 4000 exploraciones. Mientras se produce el defecto se reduce la potencia activa, y de aproximadamente 0,6 a por debajo 0,2 pu. Después de la eliminación del defecto, es decir, aproximadamente 4000 exploraciones se aumenta brevemente la potencia activa. Este pico de potencia activa va hasta 1,2 pu. También la potencia reactiva PB se aumenta después de la eliminación del defecto y a continuación se lleva de nuevo esencialmente a cero.

La figura 8 muestra un detalle de la representación de la figura 6. En este caso se puede ver que la corriente deja de oscilar después de producirse el defecto y luego vuelve a oscilar de nuevo. No obstante, el desarrollo de la tensión V se comporta de otro modo ya que el desarrollo de la tensión fluctúa fuertemente.

La figura 9 muestra un detalle de la figura 6 después de la eliminación del defecto. Aquí se puede ver que la corriente oscila mientras que la tensión permanece inicialmente a un nivel y luego igualmente comienza a oscilar aproximadamente después de 3660 exploraciones.

Los módulos de potencia del tamaño original, según se ha citado anteriormente y se ha mostrado en la fig. 4, se han testeado correspondientemente en los dispositivos de test. Los tests realizados se han realizado en primer lugar para el análisis de la solicitación de todos los componentes electrónicos de potencia durante y después de los defectos del sistema simétricos.

Los resultados de test correspondientes se muestran en las figuras 10 a 13.

La figura 10 muestra la tensión en bornas en el tiempo. Aquí aparece un defecto a los aproximadamente 3,4 segundos y dura hasta aproximadamente 6,8 segundos. Durante el defecto se produce el hundimiento de tensión descrito arriba.

La figura 11 muestra la intensidad en el tiempo al producirse un defecto. Mientras que según la figura 10 se produce un hundimiento de la tensión, la corriente aumenta durante el defecto.

La figura 12 muestra la potencia activa referida al tiempo durante la aparición del defecto. Durante el defecto entre 3,4 y 6, segundos cae la potencia activa a cero. Después de la eliminación del defecto se produce un pico en la potencia activa.

La figura 13 muestra una detalle de la figura 12 en el momento de la eliminación del defecto. Aquí se puede ver claramente el pico en la potencia. El pico de potencia va hasta por encima de 1,2 pu. Luego la potencia activa vuelve a un valor entre 0,7 y 0,8 pu.

El sistema de test según la fig. 5 se ha modelado conforme al enfoque del análisis del sistema que se utiliza habitualmente para los transitorios como también para los análisis dinámicos de sistemas.

El modelo del sistema de test presenta un generador de 6 fases con una conexión de flujo de armónicos en la hendidura de aire (identificación de parámetros en base de FEM), un rectificador de estator y dispositivo de excitación del rotor, inclusive controlador, un circuito intermedio a tensión continua inclusive todos los componentes electrónicos de potencia (chopper) y controlador, un inversor inclusive controlador, una funcionalidad MPU correspondiente, un filtro, un transformador inclusive grupo vector y puesta a tierra, y potencias inclusive tierra (representación matricial completa).

Este modelo del sistema es un modelo híbrido de estado completo no lineal (modelo mixto continuo / discreto) en el intervalo de tiempo. La parte continua presenta valores propios en diferentes escalas de tiempo y se debe resolver por procedimientos numéricos de integración.

El escenario de ride-through, que se aplica para el test de ride-through según la fig. 5, se ha analizado con este modelo. Pero mediante el acortamiento de la integración numérica que requiere tiempo se ha limitado la duración del defecto a 100 ms. Al contrario del sistema de test activo, el generador del sistema equivalente no se ha perturbado de forma estocástica para representar el ruido de la red.

La fig. 14 y 15 muestran resultados analíticos seleccionados. Los resultados analíticos se pueden comparar con las dimensiones de las fig. 6 a 9. En la interpretación de esta comparación se debe tener en cuenta la duración acortada del defecto y el ruido de la red.

La figura 15 muestra la potencia activa en la aparición de un defecto. También aquí se puede ver el hundimiento inequívoco de la potencia activa durante el defecto, es decir, entre 0,05 y 0,15 segundos. Después de la eliminación del defecto con 0,15 segundos se produce aquí igualmente una entrega repetida brevemente de potencia activa, pudiendo

ser esta potencia activa entregada hasta 1,2 pu.

Según se ha descrito ya arriba, los operadores de la red utilizan frecuentemente paquetes de software para un análisis dinámico del sistema en base a enfoques dinámicos RMS. Este tipo presenta significativamente menos estados dinámicos, comparado con modelos de transitorios y se puede desarrollar utilizando una reducción de orden.

Un modelo dinámico RMS, que tiene en cuenta todos los aspectos estructurales relevantes en este sector y que cumple los criterios arriba citados, se ha desarrollado por consiguiente para el sistema de test.

Las fig. 16 y 17 representan los resultados correspondientes de los análisis para el mismo escenario de ride-through como el escenario medido. Los resultados se pueden comparar con los resultados de medición según las fig. 6 y 7 y los resultados del análisis de transitorios según las fig. 14 y 15.

La figura 17 representa la potencia activa calculada a partir de los desarrollos de corriente y tensión según la figura 16. También aquí se puede ver una entrega de potencia activa aumentada brevemente directamente después de la eliminación del defecto.

Las instalaciones de energía eólica según la invención proporcionan por consiguiente una posibilidad de ride-through, prevén una potencia de cortocircuito de aproximadamente 1,0 a 1,2 pu en el eje de potencia normalizado y generan una potencia activa y reactiva directamente después de la eliminación de un defecto. La generación de la potencia activa se realiza debido a la permanencia en la red durante todo el tiempo sin interrupción.

Para finalidades de análisis dinámicos del sistema están previstos modelos en base a una secuencia positiva de enfoques RMS y representaciones de funciones de transferencia. Para casos que no están cubiertos por estos modelos (fenómenos transitorios y defectos desiguales de fases) son necesarios modelos detallados.

La potencia del generador aumentada brevemente de forma clara, descrita arriba se proporciona esencialmente por el generador y el circuito intermedio. Este efecto no representa un comportamiento inmanente del sistema, sino que se debe realizar por un control apropiado del circuito intermedio.

En una situación de funcionamiento normal, en la que el generador genera, por ejemplo, 0,6 veces la potencia nominal, la máquina síncrona trabaja con un armazón polar excitado con corriente continua, que genera un campo continuo en el estator, que induce por su lado tensiones en el devanado del estator. En este caso el armazón polar marcha hacia delante del campo continuo en el estator en el ángulo del armazón polar. Al producirse una perturbación en la red, por ejemplo, con un hundimiento de la tensión se realiza una entrega de potencia reducida a la red, lo que provoca igualmente un aumento de la tensión del circuito intermedio. En el circuito intermedio está previsto un así denominado chopper, que disipa o quema la potencia excedente a través de resistencias de carga para impedir una velocidad de rotación excesiva del rotor. Este aumento de la tensión del circuito intermedio actúa no obstante también en el generador. Ya que el control del chopper determina igualmente el nivel de la tensión del circuito intermedio, tiene igualmente una influencia consabida en la tensión en bornas del generador, de forma que esta tensión es en las instalaciones de energía eólica según la invención algo mayor que en funcionamiento normal.

Esto provoca en el generador una velocidad de rotación del rotor ligeramente mayor que se reproduce en el sistema mecánico que se compone de la pala del rotor, cubo y armazón polar. No obstante, al mismo tiempo se vuelve algo más reducido también el ángulo del armazón polar. Ya que esto tiene como consecuencia un momento del generador menor se provoca una velocidad de rotación mayor.

Si la red vuelve a las condiciones de explotación normales, en el primer momento fluye una mayor potencia a la red a través del inversor debido a la mayor tensión del circuito intermedio. Ya que de este modo baja la tensión del circuito intermedio se cambia también la tensión en bornas del generador, el ángulo del armazón polar se aumenta de nuevo, el momento de generador aumenta y la velocidad de rotación del sistema mecánico se vuelve ligeramente menor. Para un periodo de tiempo relativamente breve de aproximadamente 100-200 milisegundos, el generador entrega una mayor potencia debido a la velocidad de rotación ligeramente mayor hasta que el sistema mecánico se frena correspondientemente. La energía provoca la potencia adicional que se puede entregar a la red.

La entrega de la potencia aumentada brevemente se realiza por consiguiente por un control orientado del chopper.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Procedimiento para la explotación de una instalación de energía eólica, en el que la instalación de energía eólica bajo unas primeras condiciones de explotación en modo normal de explotación entrega una primera potencia a una red eléctrica conectada, que es proporcional a la velocidad del viento, con el paso de:

control de la instalación de energía eólica de forma que al producirse una perturbación permanece en la red eléctrica conectada y entrega una segunda potencia a la red eléctrica conectada que es menor que la primera potencia, caracterizado porque bajo las primeras condiciones de explotación, en caso de finalizar la perturbación emite brevemente a la red eléctrica conectada una tercera potencia que es claramente mayor que la primera potencia.
2.- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la tercera potencia representa una potencia de cortocircuito.
3.- Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la instalación de energía eólica presenta un acumulador intermedio y la tercera potencia aumentada se obtiene por control del acumulador intermedio.
4.- Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la instalación de energía eólica presenta un circuito intermedio a tensión continua como acumulador intermedio, y la tercera potencia aumentada se obtiene por control del circuito intermedio a tensión continua.
5.- Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el circuito intermedio a tensión continua presenta un chopper y la tercera potencia aumentada se obtiene por control del chopper en el circuito intermedio a tensión continua.
6.- Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la rotación del generador de la instalación de energía eólica se utiliza como acumulador intermedio, y la tercera potencia aumentada se obtiene por control de la rotación.
7.- Instalación de energía eólica para la entrega de potencia a una red eléctrica conectada, en particular para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, con

una unidad de control para el control de la instalación de energía eólica de forma que bajo unas primeras condiciones de explotación en modo normal de explotación entrega una primera potencia a la red eléctrica conectada, que es proporcional a la velocidad del viento, de forma que la instalación de energía eólica permanece en la red eléctrica conectada al producirse una perturbación y entrega una segunda potencia a la red eléctrica conectada que es menor que la primera potencia, y bajo las primeras condiciones de explotación, en caso de finalizar la perturbación emite brevemente a la red eléctrica conectada una tercera potencia que es claramente mayor que la primera potencia.
8.- Instalación de energía eólica según la reivindicación 7, en la que la instalación de energía eólica presenta un acumulador intermedio, y la unidad de control está configurada para obtener la tercera potencia aumentada por control del acumulador intermedio.
9.- Instalación de energía eólica según la reivindicación 8, con un circuito intermedio a tensión continua, en la que la unidad de control está configurada para obtener la tercera potencia aumentada por control del circuito intermedio a tensión continua.
10.- Instalación de energía eólica según la reivindicación 9, en la que el circuito intermedio a tensión continua presenta un chopper y la tercera potencia aumentada se obtiene por control del chopper en el circuito intermedio a tensión continua.
11.- Instalación de energía eólica según la reivindicación 8, en la que la rotación del generador de la instalación de energía eólica se utiliza como acumulador intermedio, y la tercera potencia aumentada se obtiene por control de la rotación.