ES2410604B1 - Método y dispositivo de conversion para ensayar aerogeneradores en campo - Google Patents

Método y dispositivo de conversion para ensayar aerogeneradores en campo Download PDF

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ES2410604B1 ES201101374A ES201101374A ES2410604B1 ES 2410604 B1 ES2410604 B1 ES 2410604B1 ES 201101374 A ES201101374 A ES 201101374A ES 201101374 A ES201101374 A ES 201101374A ES 2410604 B1 ES2410604 B1 ES 2410604B1
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Abstract

M�todo y dispositivo de conversión (13) para ensayar aerogeneradores en campo. El método comprende la conexión del aerogenerador (11) a una red eléctrica (15), ambos configurados para un voltaje nominal dado y una frecuencia nominal de 50 � 60 Hz a través de un dispositivo de conversión (13) que permite la adaptación de las características de la red eléctrica (15) en el lado del aerogenerador de dicho dispositivo de conversión (11) a las condiciones requeridas por los ensayos a realizar al aerogenerador (11), incluyendo la adaptación de la frecuencia nominal de la red eléctrica (15) a la frecuencia nominal del aerogenerador (11), cuando son diferentes, para que puedan realizarse ensayos idénticos a aerogeneradores (11) configurados para diferentes frecuencias nominales en el mismo emplazamiento.

Description

M�TODO Y DISPOSITIVO DE CONVERSION PARA ENSAYAR
AEROGENERADORES EN CAMPO
CAMPO DE LA INVENCiÓN
5
Esta invención se refiere a métodos y aparatos de ensayo de
aerogeneradores y, más en particular, a métodos y aparatos de ensayo para
validar nuevos modelos de aerogeneradores.
10
ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN
El emergente mercado de la energia e�lica est� generando
constantemente nuevos modelos y referencias de aerogeneradores cada vez
m�s potentes, competitivos y eficientes. El creciente número de referencias se
15
debe principalmente al despegue del mercado off-shore, al crecimiento
constante de los requerimientos de las conexiones con la red y a la demanda de
flexibilidad en nuevos mercados y en parques e�licos terrestres.
Los requerimientos de validación y certificación son cada vez más
numerosos y exigentes y como los aerogeneradores son cada vez más grandes
2 O
Y potentes esos procesos se hacen más caros y complejos. Los fabricantes de
aerogeneradores han estado refinando y mejorando constantemente los
procesos de verificación y validación con el fin de minimizar las incertidumbres
t�cnicas, el costo y la disponibilidad en plazo del producto para el mercado.
Hoy en dia, la validación y certificación de cada nuevo modelo de
25
aerogenerador requiere la fabricación, instalación y puesta en marcha de
prototipos reales para cada frecuencia de la red (50 � 60 Hz).
Para cumplir con estos requisitos, se han desarrollado bancos de
ensayos para ensayar aerogeneradores y componentes de aerogeneradores en,
sobre todo, laboratorios y plantas de fabricación para realizar una serie de
30
ensayos, incluyendo ensayos para evaluar la adaptación del aerogenerador a
los requerimientos de la red (rangos de Vlt, huecos de tensión, control del nivel
de armónicos, etc.).
Un inconveniente de los métodos y aparatos conocidos para ensayar
nuevos modelos de aerogeneradores es la necesidad de bancos de ensayos
espec�ficos para cada frecuencia de la red (50 o 60 Hz). Otro inconveniente es
su falta de flexibilidad para su uso en emplazamientos diferentes.
5
SUMARIO DE LA INVENCiÓN
Es un objeto de la presente invención proporcionar métodos y aparatos
para ensayar aerogeneradores sobre el terreno.
lO
Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos y aparatos
para ensayar nuevos prototipos de aerogeneradores en campo para finalidades
de certificación y validación.
En un aspecto, este y otros objetos se consiguen con un método para
ensayar en campo un aerogenerador, estando configurado el aerogenerador
15
para proporcionar energia a un determinado voltaje nominal y a una frecuencia
nominal de 50 o 60 Hz, comprendiendo el método la conexión del
aerogenerador a una red eléctrica de un voltaje nominal dado y de una
frecuencia nominal de 50 o 60 Hz a través de un dispositivo de conversión que
permite la adaptación de las características de la red eléctrica en el lado del
2 O
aerogenerador de dicho dispositivo de conversión a las condiciones requeridas
por los ensayos a realizar al aerogenerador, incluyendo dicha adaptación la
adaptaci�n de la frecuencia nominal de la red eléctrica a la frecuencia nominal
del aerogenerador, cuando son diferentes, para que puedan realizarse ensayos
id�nticos a aerogeneradores configurados para diferentes frecuencias nominales
25
en el mismo emplazamiento.
Ventajosamente, la tens��n nominal de la red eléctrica y la del
aerogenerador esMn comprendidas entre 10-66 kv, es decir, una media tensión
de parque e�lico.
En una realización del método, dicha adaptación también comprende la
30
estabilizaci�n de la tensión y la frecuencia en el lado del aerogenerador del
dispositivo de conversión. De esta manera se proporciona un método para la
realizaci�n de ensayos de estado estacionario para, entre otras, finalidades de validación y/o de certificación. En una realización del método, dicha adaptación también comprende la
generaci�n de fluctuaciones de tensión ylo frecuencia en períodos de tiempo
predeterminados en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión. De esta manera se proporciona un método para la realización de ensayos de
estado cuasi-estadonario para, entre otras, finalidades de validación.
En una realización del método, dicha adaptación también comprende la
generaci�n de transitorios de tensión ylo frecuencia en períodos de tiempo
predeterminados en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión. De esta manera se proporciona un método para la realización de ensayos de
estado transitorio para, entre otras, finalidades de cumplimiento de los códigos
de red.
En otro aspecto, los objetos antes mencionados se consiguen con un
m�todo para ensayar en campo un aerogenerador, estando configurado el
aerogenerador para proporcionar energía a un determinado voltaje nominal y a una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz, comprendiendo el método la conexión
del aerogenerador a una red eléctrica de un voltaje nominal dado y de una
frecuencia nominal de 50 o 60 Hz a través de un dispositivo de conversión que
permite la adaptación de las características de la red eléctrica en el lado del
aerogenerador de dicho dispositivo de conversión a las condiciones requeridas por los ensayos a realizar al aerogenerador, y a través de un generador de huecos de tensión en el lado del aerogenerador de dicho dispositivo de conversión; incluyendo dicha adaptación la adaptación de la frecuencia nominal de la red eléctrica a la frecuencia nominal del aerogenerador, cuando son
diferentes; permitiendo dicho generador de huecos de tensión la generación de
transitorios de tensión en períodos de tiempo predeterminados en el lado del aerogenerador de dicho dispositivo de conversión.
En una realización del método, dicha adaptación también comprende la estabilizaci�n de la tensión y la frecuencia en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión y/o la generación de fluctuaciones de tensión y/o de frecuencia en períodos de tiempo predeterminados en el lado del aerogenerador
del dispositivo de conversión para las mismas finalidades mencionadas
anteriormente.
En un terCE!f aspecto, los objetos antes mencionados se consiguen con
un dispositivo de conversión conectable entre uno o más aerogeneradores
5
instalados en un emplazamiento y una red eléctrica de una determinada tensión
nominal y de una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz para la realización de
ensayos en campo de aerogeneradores; estando configurados los
aerogeneradores para proporcionar energía a una determinada tensión nominal
y a una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz; comprendiendo el dispositivo de
10
conversión uno o más transformadores en el lado de la red, una o más unidades
convertidoras y uno o más transformadores en el lado del aerogenerador;
comprendiendo cada unidad convertidora un filtro de armónicos en el lado de la
red, un convertidor back-Io-back y un Mro de armónicos en el lado del
aerogenerador; comprendiendo el dispositivo de conversión medios de control
15
que permiten la adaptación de las características de la red eléctrica en el lado
del aerogenerador del dispositivo de conversión a las condiciones requeridas
por dichos ensayos; incluyendo dicha adaptación, la adaptación de la frecuencia
nominal de la red eléctrica a la frecuencia nominal del aerogenerador, cuando
son diferentes, para que puedan realizarse ensayos idénticos a
2 O
aerogeneradores configurados para diferentes frecuencias nominales en el
mismo emplazami,mto.
El dispositivo de conversión también comprende como medios de
conexi�n, una celda de aerogenerador de media tensión, una celda de red de
media tensión y un interruptor de by-pass para facilitar su funcionamiento.
25
En una realización, los componentes del dispositivo de conversión est�n
dispuestos en módulos transportables siguiendo, particularmente, las s�guientes
reglas: el convertidor back-fo-back se asigna solo o conjuntamente con el filtro
arm�nico del lado de la red y con el filtro armónico del lado del aerogenerador a
un módulo; el transformador del lado de la red y el transformador del lado del
30
aerogenerador se asignan solos o conjuntamente con, respectivamente, la celda
de red de media tensión y la celda de aerogenerador de media tensión y con,
respectivamente, con el filtro armónico del lado de la red y con el filtro armónico
del lado del generador, a un módulo; la celda de red de media tensión y la celda
de aerogenerador de media tensión se asignan solas o conjuntamente con,
respectivamente, el transformador del lado de la red y el transformador del lado
del aerogenerador y con, respectivamente, con el filtro armónico del lado de la
5
red y el filtro armónico del lado del generador.
Ventajosamente, dichos módulos est�n acondicionados para las mismas
condiciones medio-ambientales que el aerogenerador.
Otras características deseables y las ventajas de la invención ser�n
evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención y de las
l O
reivindicaciones, en relación con los dibujos adjuntos.
BREVE DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 muestra esquemáticamente un dispositivo de conversión
15
conectado a una red eléctrica y a un aerogenerador para realizar ensayos en
campo al aerogenerador según la presente invención .
Las Figuras 2a, 2b y 2c muestran esquemáticamente diferentes estados
de conexión del dispositivo de conversión de acuerdo con la presente invención.
Las Figuras 3a y 3b son vistas esquemáticas de la conexión del
2 O
dispositivo de conversión según la presente invención a aerogeneradores
colocados en diferentes posiciones en una rama de un parque e�lico.
Las Figuras 4, 5 Y 6 muestran tres formas de realización del dispositivo
de conversión según la presente invención.
La Figura 7 muestra siete realizaciones modulares del dispositivo de
25
conversión según la presente invención.
La Figura 8 es un diagrama que muestra, respectivamente, los cursos de
la tensión y la frecuencia en ambos lados del dispositivo de conversión cuando
se lleva a cabo un ensayo según la presente invención.
Las Figuras 9a y 9b son diagramas que ilustran las referencias utilizadas
30
para generar los cursos deseados de tensión y frecuencia en el lado del
aerogenerador del dispositivo de conversión para realizar un ensayo según la
presente invención.
La Figura 10 muestra esquemáticamente una combinación de un
dispositivo de conversión y un generador de huecos de tensión conectados a
una red eléctrica y a un aerogenerador para realizar ensayos en campo a!
aerogenerador según la presente invención.
5
DESCRIPCi�N DETALLADA DE LA INVENCiÓN
La figura 1 muestra de forma esquemática los principales componentes
de un dispositivo de conversión 13 según la presente invención conectado a un
10
aerogenerador 11 instalado en un emplazamiento y a una red eléctrica 15, por
ejemplo, una red de media tensión de un parque e�lico: un transformador en el
lado de la red 2'1, una unidad convertidora 23 que comprende un filtro de
arm�nicos en el lado de la red 31 , un convertidor back-Io-back 33, un filtro de
arm�nicos en el lado del aerogenerador 35, y un transformador en el lado del
15
aerogenerador 25.
El transformador del lado de la red 21 reduce la tensión en el lado de la
red a la tensión nominal del convertidor del lado de la red,
El filtro de armónicos del lado de la red 31 es un filtro senoidal para
reducir la emisión de armónicos del convertidor del lado de la red,
2 O
El convertidor back-Io-back 33 es un convertidor ac/dc/ac para desacoplar
los sistemas eléctricos de la red eléctrica 15 y del aerogenerador 11 a través de
un enlace cc.
El filtro de armónicos del lado del aerogenerador 35 es un filtro senoidal
para reducir la emisión de armónicos del convertidor del lado del aerogenerador.
25
El transformador del lado del aerogenerador 25 aumenta la tensión
nominal del convertidor del lado del aerogenerador a la tensión nominal del
aerogenerador 11 .
Los medios de conexión del dispositivo de conversión 13 con el
aerogenerador 11 y la red eléctrica 11 son la celda de aerogenerador de media
30
tensión 18, la celda de red de media tensión 16 y el interruptor de by-pass 20,
Las principales funciones del dispositivo de conversión 13 son:
-actuar como fuente de tensión del aerogenerador 11, siendo la tensión y
la frecuencia en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión las
variables a ser controlados por los medios de control del dispositivo de
conversi�n 13 para la realización de ensayos al aerogenerador 11 ;
5
-evacuar a la red eléctrica 15 toda la potencia activa generada por el
aerogenerador 11 y si es necesario, suministrar energía al aerogenerador para
operaciones de m�mtenimiento.
El estado de conexión del dispositivo de conversión 13 con el
aerogenerador 11 y la red eléctrica 15 puede ser uno de los siguientes:
10
-Seguridad. En este estado de conexión (ver Figura 2a) el interruptor de
by-pass 20 est� abierto, la celda de red de media tensión 16 est� conectada a
tierra, la celda de aerogenerador de media tensión 18 est� conectada a tierra y
la unidad convertidora 23 est� parada. En este estado de conexión est�n
permitidas operadones del personal de mantenimiento dentro de los
15
componentes del dispositivo de conversión 13.
-By-pass. En este estado de conexión (ver Figura 2b) el interruptor de by
pass 20 est� cerrado, la celda de red de media tensión 16 est� abierta, la celda
de aerogenerador de media tensión 18 est� abierta y la unidad convertidora 23
est� parada. En este estado, el aerogenerador puede funcionar suministrado
20
directamente por la red. Este estado de conexión permite una conexión directa
entre el aerogenerador 11 y la red eléctrica 15 cuando se detecta un fallo en el
dispositivo de conversión 13 sin desconectar su cableado. Este estado de la
conexi�n sólo es posible cuando la frecuencia y tensión de la red son
compatibles con la tensión y la frecuencia del aerogenerador, es decir cuando el
25
dispositivo de conversión de 13 se utiliza para la realización de ensayos en los
que la frecuencia nominal de la red eléctrica 15 y la frecuencia nominal del
aerogenerador 11 t:tS la misma.
-Parada: En este estado de la conexión (ver Figura 2c) el interruptor de
by-pass 20 est� abierto, la celda de red de media tensión 16 est� cerrada, la
3 O
celda de aerogenerador de media tensión 18 est� cerrada y la unidad
convertidora 23 est� parada. En este estado, la unidad convertidora 23 est� lista
para pasar a un estado de funcionamiento.
-Funcionamiento: En este estado de la conexión (véase la Figura 2c) el
interruptor de by-pass 20 est� abierto, la celda de red de media tensión 16 est�
cerrada, la celda de aerogenerador de media tensión 18 est� cerrada y la unidad
convertidora 23 est� funcionando con el fin de alcanzar las referencias de
5
tensión y frecuencia en el lado del aerogenerador.
La Figura 3" muestra la conexión del dispositivo de conversión 13 a la red
el�ctrica 15 y a un aerogenerador 11 colocado en la última posición de una
rama de un parque e�lico y la Figura 3b muestra la conexión del dispositivo de
conversi�n 13 a la red eléctrica de 15 y a un aerogenerador 11 colocado en una
10
posición intermedia de una rama de un parque e�lico.
La implementación concreta del dispositivo de conversión 13 depender�,
entre otros factores, de los niveles de potencia y tensión del aerogenerador o
aerogeneradores 11 a ser conectados al dispositivo de conversión 13.
La Figura 4 muestra una implementación basada en un convertidor multi
15
nivel y multi-modular de tres fases con unidades convertidoras trifásicas 23, 23'
conectadas en paralelo y transformadores trifásicos, 21 , 25 con dos devanados.
En las unidades convertidoras trifásicas 23, 23' se muestran los
convertidores del lado de la red 41 , 41 ', los enlaces ce 43, 43' Y los
convertidores del lado del aerogenerador 45, 45'.
2 O
La Figura 5 muestra una implementación basada en un convertidor
trif�sico de doble multinivel con grupos de dos unidades convertidoras 23, 23 Y
transformadores de cambio de fase 21 , 25.
La Figura 6 muestra una implementación basada en un convertidor H
bridge multinivel con grupos de tres unidades convertidoras 23, 23', 23" Y
25
transformadores trifásicos del lado de la red 21 , 21 ', 21 " Y transformadores
trif�sicos del lado del generador 25, 25 " 25" de devanados abiertos.
La Figura l muestra siete realizaciones modulares del dispositivo de
conversi�n 13 para facilitar su transporte e instalación en campo.
La realización 42 comprende siete módulos para, respectivamente, la
30
celda de red de media tensión 16, el transformador del lado de la red 21 , el filtro
arm�nico del lado de la red 31 , el convertidor back-to-back 33, el filtro armónico
del lado del generador 35, el transformador del lado del aerogenerador 25 y la
celda de aerogenerador de media tensión 18.
la realización 44 comprende cuatro módulos para, respectivamente la
celda de red de media tensión 16, el transformador del lado de la red 21, la
5
unidad convertidora 23, el transformador del lado del aerogenerador 25 y la
celda de aerogenerador de media tensión 18.
La realización 46 comprende un primer módulo para la celda de red de
media tensión 16 y el transformador del lado de la red 21, un segundo módulo
para la unidad convertidora 23 y un tercer módulo para el transformador del lado
10
del aerogenerador 25 y la celda de aerogenerador de media tensión 18.
La realización 48 comprende un primer módulo para la celda de red de
media tensión 16, un segundo módulo para el transformador del lado de la red
21 y el filtro armónico del lado de la red 31, un tercer módulo para el convertidor
back-Io-back 33, un cuarto módulo para el filtro armónico del lado del
15
aerogenerador 35 y el transformador del lado del aerogenerador 25 y un quinto
m�dulo para la celda de aerogenerador de media tensión 18.
La realización 50 comprende un primer módulo para la celda de red de
media tensión 16, el transformador del lado de la red 21 y el filtro armónico del
lado de la red 31 , un segundo módulo para el convertidor back-Io-back 33, y un
2 O
tercer módulo para el filtro armónico del lado del generador 35, el transformador
del lado del aerogenerador 25 y la celda de aerogenerador de media tensión 18.
La realización 52 comprende un primer módulo para celda de red de
media tensión 16, un segundo módulo para el transformador del lado de la red
21 , el filtro armónico del lado de la red 31, el filtro armónico del lado de la red 35
25
Y el transformador del lado del aerogenerador 25, un tercer módulo para el
convertidor back-Io-back 33, y un cuarto módulo para la celda de aerogenerador
de media tensión 18.
Estas realizaciones también se aplican a realizaciones multi-componente
del dispositivo de conversión 13 (por ejemplo varios transformadores del lado de
30
la red en lugar de un transformador del lado de la red 21).
Dichos módulos est�n acondicionados para condiciones medio
ambientales de te,mperatura, humedad, altitud, salinidad, polvo, etc. a las
condiciones ambientales que deben soportar los aerogeneradores terrestres y
marinos.
El dispositivo de conversión 13 puede estar dispuesto de modo que la
tensi�n y la frecuencia en el lado del aerogenerador sigan el curso deseado para
5
realizar ensayos al aerogenerador como en el ejemplo ilustrado en la Figura 8.
las lineas 51 y 53 muestran la evolución temporal de la tensión Ugrid y la
frecuencia fgrid en el lado de la red eléctrica y las líneas 55, 57 muestran la
evoluci�n deseada simultánea de la tensión Uwt y la frecuencia fwt en el lado
del aerogenerador.
10
En un tramo de puesta en marcha 62 (en el que el dispositivo de
conversi�n 13 est� en un estado transitorio de conexión desde el mencionado
estado de Parada hasta el estado de Funcionamiento) la tensión Uwt se varía en
rampa para reducir la corriente de entrada de los transformadores y la
frecuencia fwt se fija en el valor deseado. Los valores nominales deseados Uwt
15
y fwt al final de este tramo pueden ser diferentes a los valores nominales de
Ugrid y fgrid (por ejemplo fgrid = 50 Hz Y fwt = 60 Hz). En el tramo 63 se
mantienen la tensión Uwt y la frecuencia fwt en sus valores nominales (dentro de
un margen admitido), estando pues el dispositivo de conversión de 13 en el
estado de Funcionamiento antes mencionados). En el tramo de ensayo 64 la
20
tensión Uwt y la frecuencia fwt se modifican de acuerdo a un patrón predefinido.
En el tramo 65 se mantienen la tensión Uwt y la frecuencia fwt en sus valores
nominales (dentro de un margen admitido), estando pues el dispositivo de
conversi�n de 13 en el estado de Funcionamiento antes mencionados). Por
�ltimo, en el tramo de apagado 66 se lleva a cabo la operación inversa al estado
25
de puesta en mamha.
Por lo tanto el dispositivo de conversión 13 esta dispuesto para la
realizaci�n de ensayos pre-definidos en el tramo de ensayo 64 después de los
tramos de preparación 62, 63. La figura 8 muestra una disposición para la
realizaci�n de un ensayo que requiere la generación de fluctuaciones de Uwt y
3 O
de fwt. Si un ensayo no requiere este tipo de fluctuaciones, Uwt y fwt se
mantienen en sus valores nominales (dentro de un margen admitido).
La tensión y la frecuencia en el lado del aerogenerador pueden por lo
tanto ser controladas siguiendo las referencias (sobre todo la tensión RMS y la
frecuencia) proporcionadas a los medios de control del dispositivo de conversión
13 de acuerdo con las necesidades de los ensayos.
5
En particular, en el estado conexión antes mencionado de
Funcionamiento, el dispositivo de conversión 13 genera en el lado del
aerogenerador una tensión trifásica estable, equilibrada y controlada en un
ancho de banda adecuado para el aerogenerador 11 .
En ciertos ensayos, la Uwt y la frecuencia fwt deben seguir un perfil
10
previamente programado en el sistema de control del dispositivo de conversión
13. Para programar las curvas de tensión y frecuencia, se pueden utilizar diez
pares de puntos para cada referencia, como se ilustra en las figuras 9a y 9b.
Desde el plinto de vista del dispositivo de conversión 13, los ensayos que
se realizan al aerogenerador 11 pueden ser clasificados en ensayos de estado
15
estacionario, ensayos de estado cuasi-estacionario y ensayos transitorios.
Los ensayos de estado estacionario son los ensayos que requieren que
los valores de la tensión y frecuencia en el lado del aerogenerador del
dispositivo de conversión de 13 no varíen con el tiempo o sufren una dinámica
muy atenuada, independientemente de las variaciones de la energía producida
2 O
por el aerogenerador 11 y las fluctuaciones de la red eléctrica 15. En este grupo
de ensayos se incluyen los ensayos diseñadas para validar el rendimiento del
aerogenerador en condiciones normales de funcionamiento y en modo de
producci�n, con o sin control dinámico de P (Potencia activa) I Q (Potencia
reactiva).
25
Los ensayos de estado cuasi-estacionario son ensayos que requieren
que la tensión y la frecuencia en el lado del aerogenerador fluct�en en periodos
de minutos o incluso horas. Estos ensayos suelen ser típicamente eléctricos
(afectando al generador, al inversor, a los armarios de control y a los sistemas
auxiliares y de protección del aerogenerador) y son dificiles de ejecutar con
30
conexión directa a la red eléctrica del parque e�lico debido a la imposibilidad de
manipular los parámetros de la red.
Los ensayos transitorios son aquellos ensayos que requieren cambios
transitorios bruscos de la tensión ylo la frecuencia en el lado del aerogenerador
como en ciertos eventos en los siguientes procesos:
-Procesos de conexión y desconexi�n.
S
-Procesos de desconexi�n debidos a fallos internos que implican un
cambio repentino 1m las condiciones de producción de hasta el 100% en P y Q.
-Cambio en procesos operacionales por cambios repentinos en la red,
tales como huecos de tensión.
la generación de dichos cambios transitorios se puede hacer usando el
10
dispositivo de conversión de 13 en combinación con un equipo externo de
generaci�n de fallos basado en componentes pasivos de conmutación tal como
el generador de huecos de tensión 39 ilustrado en la Figura 10. En este caso, el
dispositivo de conversión 13 debe permanecer operativo manteniendo las
referencias de tensión y frecuencia cuando el generador de huecos de tensión
15
39 est� en funcionamiento.
Entre otras, el método y el dispositivo de conversión para realizar
ensayos a aerogeneradores de acuerdo con la presente invención tienen las
siguientes ventajas:
-Permite ensayar prototipos de aerogeneradores con diferentes
2 O
frecuencias nominales con el mismo dispositivo de conversión. Por lo tanto, los
dos prototipos del mismo modelo de aerogenerador para 50 y 60 Hz pueden ser
probados con el mismo dispositivo de conversión lo que facilita la validación y
certificaci�n de nuevos modelos de aerogeneradores en un mismo
emplazamiento o en emplazamientos diferentes.
25
Permite ensayar aerogeneradores en campo protegiendo al
aerogenerador frente a perturbaciones en la red.
-Permite ensayar aerogeneradores en emplazamientos diferentes con
independencia de la frecuencia de la red eléctrica en cada emplazamiento.
Aunque se ha descrito la presente invención en conexión con varias
30
realizaciones, puede apreciarse a partir de la descripción que pueden hacerse
varias combinaciones de elementos, variaciones o mejoras en ellas y que est�n
dentro del alcance de la invención.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un método para ensayar en campo un aerogenerador (11) que
    proporciona energía a un determinado voltaje nominal y a una frecuencia
    nominal de 50 o 60 Hz, caracterizado porque comprende la etapa de conectar el aerogenerador (11) a una red eléctrica (15) de un voltaje nominal dado y de una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz a través de un dispositivo de conversión (13) adaptando las caracteristicas de la red eléctrica (15) en el lado del
    aerogenerador de dicho dispositivo de conversión (13) a las condiciones requeridas por los ensayos a realizar al aerogenerador (11) y caracterizado porque comprende la etapa de adaptar cuando son diferentes la frecuencia
    nominal de la red eléctrica (15) a la frecuencia nominal del aerogenerador (11), realizándose ensayos idénticos a aerogeneradores (11) configurados para
    diferentes frecuencias nominales en el mismo emplazamiento.
  2. 2.
    Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la tensión nominal de la red eléctrica (15) y la del aerogenerador (11) est�n comprendidas entre 10-66 kv.
  3. 3.
    Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque dicha etapa de adaptación comprende la estabilizaci�n de la tensión y la frecuencia en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión (13).
  4. 4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado
    porque dicha etapa de adaptación comprende la generación de fluctuaciones de
    tensi�n y/o frecuencia en periodos de tiempo predeterminados en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión (13).
  5. 5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque dicha etapa de adaptación comprende la generación de transitorios de
    tensi�n y/o frecuencia en períodos de tiempo predeterminados en el lado del
    aerogenerador del dispositivo de conversión (13).
  6. 6.-Un método para ensayar en campo un aerogenerador (11) que
    proporciona energía a un determinado voltaje nominal y a una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz, caracterizado porque comprende la etapa de conectar el
    aerogenerador (11) a una red eléctrica (11) de un voltaje nominal dado y de una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz a través de un dispositivo de conversión (13) adaptando las características de la red eléctrica (15) en el lado del aerogenerador de dicho dispositivo de conversión (13) a las condiciones
    requeridas por los ensayos a realizar al aerogenerador (11), y a través de un
    generador de huecos de tensión (39) en el lado del aerogenerador de dicho
    dispositivo de conversión (13) y caracterizado porque comprende la etapa de
    adaptar cuando son diferentes la frecuencia nominal de la red eléctrica (15) a la frecuencia nominal del aerogenerador (11), generando el generador de huecos de tensión (39) transitorios de tensión en periodos de tiempo predeterminados en el lado del aerogenerador de dicho dispositivo de conversión (13).
  7. 7. Un método según la reivindicación 6, caracterizado porque la tensión nominal de la red eléctrica (15) y la del aerogenerador (11) est�n comprendidas entre 10-66 kv.
  8. 8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, caracterizado porque dicha etapa de adaptación comprende la estabilizaci�n de la tensión y la frecuencia en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión (13).
  9. 9. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, caracterizado porque dicha etapa de adaptación comprende la generación de fluctuaciones de tensión ylo de frecuencia en periodos de tiempo predeterminados en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión (13).
  10. 10. Un dispositivo de conversión (13) conectable entre uno o más aerogeneradores (11) instalados en un emplazamiento y una red eléctrica (15) de una determinada tensión nominal y de una frecuencia nominal de 50 o 60 Hz para la realización de ensayos en campo de aerogeneradores (11) que
    proporcionan energía a una determinada tensión nominal y a una frecuencia
    nominal de 50 o 60 Hz; caracterizado porque el dispositivo de conversión (13) comprende uno o más transformadores en el lado de la red (21, 21', 21"); una o más unidades convertidoras (23, 23', 23") que comprenden un filtro de armónicos en el lado de la red (31, 31', 31"), un convertidor back-Io-back (33, 33', 33") y un filtro de armónicos en el lado del aerogenerador (35,35', 35"); uno
    o más transformadores en el lado del aerogenerador (25, 25', 25"); medios de control que adaptan las caracterlsticas de la red eléctrica (15) en el lado del aerogenerador del dispositivo de conversión (13) a las condiciones requeridas
    por dichos ensayos, adaptando cuando son diferentes la frecuencia nominal de
    la red eléctrica (15) a la frecuencia nominal del aerogenerador (11) realizándose
    ensayos idénticos a aerogeneradores configurados para diferentes frecuencias nominales en el mismo emplazamiento.
  11. 11 . Un dispositivo de conversión (13) según la reivindicación 10, caracterizado porque las tensiones nominales de la red eléctrica (15) y las del aerogenerador (11) est�n comprendidas entre 10-66 kv.
  12. 12. Un dispositivo de conversión (13) según la reivindicación 11 ,
    caracterizado porque los medios de conexión comprenden una celda de red de
    media tensión (16), una celda de aerogenerador de media tensión (18) y un interruptor de by-pass (20).
  13. 13. Un dispositivo de conversión (13) según cualquiera de las
    reivindicaciones 10-12, caracterizado porque sus componentes est�n dispuestos
    3 O en módulos transportables.
  14. 14. Un dispositivo de conversión (13) según la reivindicación 13,
    caracterizado porque dichos componentes est�n asignados a módulos
    diferentes de fonna que el convertidor back-Io-back (33, 33', 33') es asignado solo o conjuntamente con el filtro armónico del lado de la red (31, 31', 31") Y el 5 filtro ann�nico del lado del aerogenerador (35, 35', 35") a un módulo; el transfonnador del lado de la red (21, 21', 21") Y el transformador del lado del aerogenerador (25, 25', 25") son asignados solos o conjuntamente con, respectivamente, la celda de red de media tensión (16) y la celda de aerogenerador de media tensión (18) y con, respectivamente, el filtro armónico 10 del lado de la red (31, 31', 31") Y el filtro armónico del lado del generador (35, 35', 35") a un módulo; y la celda de red de media tensión (16) y la celda de
    aerogenerador de media tensión (18) son asignadas solas o conjuntamente con
    el transformador del lado de la red (21, 21', 21") Y el transformador del lado del aerogenerador (25, 25', 25") Y con, respectivamente, el filtro armónico del lado 15 de la red (31 , 31', 31") Y el filtro armónico del lado del generador (35, 35', 35").
  15. 15. Un dispositivo de conversión (13) según la reivindicación 14,
    caracterizado porque dichos módulos est�n acondicionados para las mismas
    condiciones medio-ambientales que el aerogenerador (11).
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