ES2493569T3 - Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa - Google Patents

Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa Download PDF

Info

Publication number
ES2493569T3
ES2493569T3 ES08169010.9T ES08169010T ES2493569T3 ES 2493569 T3 ES2493569 T3 ES 2493569T3 ES 08169010 T ES08169010 T ES 08169010T ES 2493569 T3 ES2493569 T3 ES 2493569T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cable
wind turbine
low voltage
transformer
conductors
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.)
Active
Application number
ES08169010.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Altenschulte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2493569T3 publication Critical patent/ES2493569T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/005—Power cables including optical transmission elements
    • 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
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • 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
    • F03D9/257—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor the wind motor being part of a wind farm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/14—Submarine cables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J11/00—Circuit arrangements for providing service supply to auxiliaries of stations in which electric power is generated, distributed or converted
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • 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
    • 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
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Una turbina eólica (10) que comprende un transformador primario (16) de turbina eólica conectado por medio de un cable (100) a una red de distribución eléctrica a través de una subestación (30), caracterizado el cable (100) porque comprende una envoltura (108) del cable y al menos dos conductores (102) de tensión media de 10 - 50 kV dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar corriente de tensión media y al menos dos conductores (104) de baja tensión de 400 - 690 V dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar una corriente de baja tensión, en la que los conductores (104) de baja tensión están conectados entre un transformador auxiliar (18) ubicado en la turbina eólica (10) y un transformador (32) de subestación.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E08169010
18-08-2014
DESCRIPCIÓN
Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa
La presente invención versa, en general, acerca de un cable que incluye una envoltura del cable y al menos dos conductores de tensión media dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar corriente de tensión media y una turbina eólica que tiene un generador para generar electricidad. Versa, además, acerca de un parque eólico con al menos dos generadores de turbina eólica.
En los documentos US 4.684.766 y DE 35 11 085 se describen, por ejemplo, diversos cables eléctricos conocidos.
Las turbinas eólicas son utilizadas habitualmente para convertir energía cinética de una corriente de aire en energía eléctrica. Incluyen un transformador para transformar la electricidad generada de baja tensión en una tensión media, para suministrar la energía por medio de un cable de tensión media a una red de distribución eléctrica de tensión media. Bajo condiciones normales, una turbina eólica genera suficiente energía para su uso interno, por ejemplo, para alimentar un ascensor, una grúa o una iluminación en una torre de la turbina eólica para proporcionar suficiente luz para un ingeniero o técnico que esté inspeccionando la turbina eólica. Pero, la turbina eólica tiene que ser parada a menudo para una inspección y se tiene que cortar la conexión del transformador a la red de distribución eléctrica. Las turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa que son desconectadas del sistema colector de tensión media para un trabajo de reparación o de mantenimiento no pueden proporcionar energía eléctrica. En estos casos se tiene que proporcionar una fuente auxiliar de alimentación para la mayoría de los trabajos, por ejemplo para alimentar el ascensor, la grúa o la iluminación.
Por ejemplo, en un caso de turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa la energía auxiliar debe ser generada in situ, por ejemplo por medio de un generador pequeño colocado en la torre que es alimentado por medio de combustibles convencionales. El uso de generadores móviles a base de combustible es caro en aplicaciones ubicadas fuera de la costa y las turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa a menudo están colocadas en parajes/entornos protegidos, por lo que son aplicables a los mismos regulaciones estrictas relativas a la manipulación de combustible, si es que se permite. Una posibilidad adicional es colocar un generador auxiliar en un navío y conectar el circuito auxiliar de alimentación en la turbina eólica con el generador en el navío. En este caso, es difícil conectar los circuitos en toda condición climática y esto limita las posibilidades de operación y de trabajos de mantenimiento. Si se utilizan baterías como fuentes auxiliares de alimentación para la iluminación o similares, tienen que ser sustituidas con regularidad por unas nuevas. Se pueden utilizar sistemas de reserva por batería para equipos de consumo reducido de energía pero no proporcionarán suficiente energía eléctrica para la mayoría de las herramientas requeridas para trabajos de mantenimiento y de reparación. Por lo tanto, las baterías o los sistemas generadores móviles provocan costes elevados principalmente por la vida útil.
En el documento US 2007/0013193 A1 se da a conocer una turbina eólica convencional.
Las reivindicaciones adjuntas definen diversos aspectos y realizaciones de la presente invención.
Son evidentes diversos aspectos, ventajas y características de la presente invención a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción y de los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 muestra un dibujo esquemático de una turbina eólica ubicada fuera de la costa en una primera realización;
la Fig. 2 muestra un dibujo esquemático de un parque eólico ubicado fuera de la costa en una segunda realización;
la Fig. 3 muestra un dibujo esquemático de un parque eólico ubicado fuera de la costa en una tercera realización; y
la Fig. 4 muestra una sección de un cable submarino.
Se hará referencia ahora con detalle a las diversas realizaciones de la invención, uno o más ejemplos de las cuales son ilustrados en las figuras. Se proporciona cada ejemplo a modo de explicación de la invención y no se pretende que sea una limitación de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización pueden ser utilizadas en otras realizaciones, o junto con las mismas, para producir otra realización adicional más. Se concibe que la presente invención incluya tales modificaciones y variaciones.
La Fig. 1 es un dibujo esquemático de una realización de una turbina eólica 10 que puede estar ubicada fuera de la costa. La turbina eólica 10 tiene un rotor 12 con tres palas. El rotor 12 está conectado a un generador 14 para convertir energía de rotación del rotor en energía eléctrica. El generador 14, ubicado, en general, en una góndola del generador de turbina eólica, tiene una potencia eléctrica que tiene una corriente con una tensión de salida de aproximadamente 500 V hasta 1 kV. Se utiliza esta corriente generada para alimentar una red eléctrica auxiliar en la turbina eólica 10. Se utiliza la red eléctrica auxiliar para alimentar un ascensor, luces u otras herramientas en el generador 10 de turbina eólica. Además, la corriente de salida del generador 14 es suministrada a un transformador
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E08169010
18-08-2014
de potencia media o un transformador primario 16 de turbina eólica. Por lo tanto, durante una operación normal, las turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa utilizarán el transformador 16 de potencia media para transformar la corriente de salida del generador 14 en una corriente de tensión media, por ejemplo, en una corriente en el intervalo desde 20 hasta 50 kV. Típicamente, el transformador 16 de potencia media está ubicado en cada torre ubidada fuera de la costa para proporcionar energía eléctrica. Se utiliza la corriente de tensión media para transportar la energía eléctrica para evitar pérdidas. Para proporcionar flexibilidad en la turbina eólica 10, se puede desconectar el transformador 16 de potencia media en su conexión primaria y conexión secundaria con un conmutador, por ejemplo, un interruptor 20, 22. Por lo tanto, si se abre el interruptor 20, se evita que se suministre la corriente generada por el generador al transformador.
En vista de la presente solicitud de patente un cable incluye, en general, una envoltura del cable que acomoda al menos dos conductores para transportar corriente eléctrica. Los dos conductores están aislados entre sí. El aislamiento puede estar formado por la propia envoltura del cable o al menos un conductor o todos los conductores pueden estar revestidos por un material aislante.
El transformador primario 16 de turbina eólica está conectado a un cable 100 que contiene conductores 102 típicamente de tensión media adaptados para una corriente en el intervalo de 10 kV hasta 50 kV para suministrar corriente de tensión media a una red de distribución eléctrica. En el caso de una turbina eólica 10 ubicada fuera de la costa el cable 100 puede ser un cable submarino. Si este transformador 16 de media tensión y/o los equipos conectados tiene o tienen que ser desconectados de la red de distribución eléctrica de tensión media para trabajos de mantenimiento o de reparación, se necesita un sistema de alimentación de reserva, debido a que la red auxiliar de electricidad no estaría alimentada por el generador 14 ni el cable 102 de tensión media. Para este fin, el cable 100 contiene, además, conductores de baja tensión, en particular en una realización adicional un cable 104 de baja tensión. Un transformador auxiliar 18, conectado también normalmente en la torre del generador 10 de turbina eólica, está conectado al cable 104 de baja tensión para proporcionar la potencia nominal prevista, por ejemplo, 690 VAC o 400 VAC para la red auxiliar de electricidad en la turbina eólica 10. Para el caso de una reparación del transformador auxiliar 18, se puede desconectar el transformador auxiliar del cable 104 de baja tensión y de la red auxiliar de electricidad en el generador 10 de turbina eólica, respectivamente, utilizando dos conmutadores, por ejemplo interruptores, dispuestos en el lado primario y secundario del transformador auxiliar, respectivamente.
En una realización adicional en la que el cable 104 de baja tensión transporta corriente de baja tensión que puede ser suministrada directamente a la red eléctrica auxiliar del generador 10 de turbina eólica, no se necesita ningún transformador auxiliar 18.
El cable submarino 100 está conectado a una subestación 30 con un transformador 32 de subestación que transforma la corriente en el cable 102 de tensión media en una corriente de alta tensión. La subestación conecta generalmente la red de distribución eléctrica de tensión media alimentada por el generador 10 de turbina eólica con una red de distribución eléctrica. Por lo tanto, se puede conectar un cable 33 de alta tensión con la red de distribución eléctrica. Además, la subestación contiene un transformador auxiliar 34 de subestación que transforma la corriente de tensión media procedente de la red de distribución eléctrica de tensión media en una corriente de baja tensión para alimentarla en el cable 104 de baja tensión. Por lo tanto, se proporciona energía eléctrica a la red auxiliar de electricidad en la turbina eólica 10 durante trabajos de mantenimiento.
El sistema funciona como sigue. Por ejemplo, en el supuesto caso de que se inspeccionase el transformador 16 de potencia media de la turbina eólica 10, se desconecta de la red con los interruptores 20, 22. Por lo tanto, un técnico puede trabajar sin peligro de recibir una descarga eléctrica en el transformador 16 de potencia media. En este caso la red auxiliar de electricidad del generador 10 de turbina eólica está alimentada por medio del cable 100, en particular el cable 104 de baja potencia por medio de la subestación 30 que suministra corriente de baja tensión al cable 104 de baja tensión.
La Fig. 2 muestra una realización adicional. Las mismas características son designadas con los mismos números de referencia que para la realización mostrada en la Fig. 1. La Fig. 2 muestra una granja eólica 1 que incluye varias turbinas eólicas 10. Un parque eólico o granja eólica 1 según la presente realización debería incluir al menos dos turbinas eólicas. Dos turbinas eólicas 10 están conectadas con un cable 100 que contiene conductores 102 de tensión media y un cable 104 de baja tensión. El cable 100 puede ser, en el caso de un parque eólico ubicado fuera de la costa, un cable submarino. Todas las turbinas eólicas 10 están conectadas eléctricamente en paralelo. Por lo tanto, las turbinas eólicas 10 junto con el cable submarino 100 forman una red o trama de distribución eléctrica de potencia media y una red de baja tensión, en las que los transformadores 16 de potencia media están conectados eléctricamente a la red de tensión media en paralelo y los transformadores auxiliares 18 están conectados a la red de baja tensión en paralelo.
Por lo tanto, cuando se desconecta una primera turbina eólica 10 de la red de tensión media o los conductores 102 de potencia media utilizando, por ejemplo, los interruptores 20, 22, una segunda turbina eólica adyacente 10 que está conectada a la red de distribución eléctrica de baja tensión suministra con su generador 14 una corriente de baja tensión a la red auxiliar de electricidad de la segunda turbina eólica 10. La energía eléctrica es transformada por medio del transformador auxiliar 18 de potencia de la segunda turbina eólica y suministrada al cable 104 de baja
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
E08169010
18-08-2014
tensión. Entonces, debido a la red de baja tensión a la que está conectada la primera turbina eólica 10, la corriente de baja tensión en el cable 104 de baja tensión es transformada por el transformador auxiliar 18 de la primera turbina eólica 10 para alimentar la red auxiliar de electricidad de la primera turbina eólica 10. Por lo tanto, se proporciona suficiente energía eléctrica para los trabajos de mantenimiento en la red auxiliar. La segunda turbina eólica no tiene que ser necesariamente un generador adyacente de turbina eólica, sino que podría ser cualquier turbina eólica en el parque eólico o granja eólica que se encuentre conectada eléctricamente en paralelo con el cable 104 de baja tensión del o de los cables submarinos 100 para proporcionar corriente de baja tensión a la primera turbina eólica.
En una realización adicional, si hay ubicadas dos turbinas eólicas cercanas entre sí, puede no ser necesario un transformador auxiliar. Por lo tanto, la red auxiliar de electricidad de una segunda turbina eólica está conectada sin un transformador auxiliar 18 al cable 104 de baja tensión para suministrar corriente de baja tensión a la red de baja tensión. Por lo tanto, también podría estar conectada la primera turbina eólica sin un transformador auxiliar 18 a la red de baja tensión. Por lo tanto, se puede evitar incluso la adquisición de transformadores auxiliares 18.
En una realización adicional, mostrada en la Fig. 3, se combinan las realizaciones mostradas en las Figuras 1 y 2. En particular los mismos números de referencia hacen referencia a los mismos dispositivos. En la realización de la Fig. 3 la red de baja tensión también está conectada a una subestación 30 que incluye un transformador auxiliar 34 de subestación para convertir corriente de tensión media en corriente de baja potencia para suministrar esta al cable 104 de baja tensión. Por lo tanto, incluso en el caso de que todas las turbinas eólicas estén sin funcionar, por ejemplo debido a la ausencia de viento, hay disponible una electricidad de baja tensión en todas las turbinas eólicas 10 para trabajos de mantenimiento por medio de los cables 100.
Para todas las realizaciones de la presente invención se debería hacer notar que un transformador de potencia media y el transformador auxiliar, si está presente este último en el generador de turbina eólica, tienen distintas dimensiones, debido a las distintas amplitudes de la corriente, en concreto la corriente de baja tensión y la corriente de tensión media, de forma que el transformador auxiliar tenga un precio mucho más favorable.
La Fig. 4 muestra una realización típica del cable 100. El cable podría ser utilizado como un cable submarino para la invención según las realizaciones primera, segunda y tercera. En estos casos se utiliza el cable 100 para conectar una primera turbina eólica 10 a una segunda turbina eólica 10 o para conectar una turbina eólica 10 a una subestación 30. El cable 100 tiene un revestimiento externo de múltiples capas que está diseñado para ser utilizado como un cable submarino. El revestimiento externo forma una envoltura del cable. Las capas de la envoltura del cable pueden ser una cinta aislante, un relleno, y capas de armadura y de forro. En la envoltura del cable hay acomodados tres conductores 102a, 102b, 102c de tensión media para transportar una corriente trifásica de media tensión, por ejemplo, normalmente desde 10 kV hasta 50 kV. Cada conductor 102a, 102b, 102c de tensión media tiene un conductor 106a, 106b, 106c de tensión media/alta tensión que puede estar revestido por un aislante 108a, 108b, 108c. Los tres conductores 102a, 102b, 102c se tocan entre sí. Normalmente, una superficie interna de la envoltura del cable se encuentra en contacto con al menos dos de los tres conductores de tensión media, normalmente con los tres conductores 102a, 102b, 102c de tensión media. Entre los conductores 102a, 102b, 102c de tensión media hay dispuesto un cable 104 de baja tensión, normalmente un cable de corriente trifásica. El cable 104 de baja tensión también puede incluir, en una realización preferente, cuatro o cinco conductores o hilos. El cable de baja tensión tiene un diámetro que es mucho menor que la envoltura del cable, en particular el diámetro interno de la envoltura del cable es entre 5 y 10 veces mayor que el cable 104 de baja tensión, normalmente entre 6 y 7 veces mayor que el cable de baja tensión. En una realización típica el cable de baja tensión tiene un diámetro que es desde 1 hasta 10 veces más pequeño que el conductor de tensión media, en otra realización desde 2 hasta 6 veces más pequeño, en una realización adicional 3 veces más pequeño. En una realización adicional se pueden añadir otros cables como un cable 110 de comunicación, normalmente un cable 110 de comunicación de fibra óptica, al cable para fines de comunicación y de regulación de las turbinas eólicas. En una realización típica el cable es un cable submarino que puede ser utilizado para unir una turbina eólica ubicada fuera de la costa con otra turbina eólica ubicada fuera de la costa o subestación. Eso significa que el cable de alimentación o el cable de baja tensión y los conductores de tensión media tienen una envoltura común del cable.
Se debería hacer notar que, en general, el cable de baja potencia no puede ser muy largo, dado que en esos casos las pérdidas eléctricas serían demasiado elevadas, de forma que en un caso de un parque eólico ubicado fuera de la costa el cable de baja tensión debe ser alimentado por una fuente de baja tensión en las inmediaciones, como otras turbinas eólicas o una subestación.
Las realizaciones de la presente solicitud de patente proporcionará una alimentación eléctrica de reserva de una forma ecológica para turbinas eólicas que estén desconectadas del cable de alimentación principal. En vez de generadores o grupos de baterías adicionales que son caros y requieren ser sustituidos o un reabastecimiento de combustible y tienen limitaciones temporales, se proporciona una solución que utiliza cables submarinos ya existentes y es alimentada a partir de la energía producida por los generadores de turbina eólica en el navío vecino. La lista de equipos adicionales requeridos es corta y depende del nivel utilizado de tensión en el sistema de alimentación de reserva. Además, es muy seguro. Las realizaciones de la presente solicitud de patente muestran un sistema para utilizar cables submarinos existentes entre las torres de turbina eólica ubicadas fuera de la costa para
E08169010
18-08-2014
proporcionar energía eléctrica durante un mantenimiento. Una o más turbinas junto a la turbina afectada proporcionarán energía eléctrica en un sistema de distribución de baja tensión dentro del cable submarino existente. En general, el cable submarino de material compuesto tendrá un cable de baja tensión en su interior. Este sistema de cables estará conectado en paralelo a las turbinas eólicas. Habrá instalado un transformador adicional para la
5 potencia nominal previsto en cada turbina eólica y será utilizado para conectar el sistema de baja tensión de la turbina eólica a este cable de alimentación de reserva. Por lo tanto, se crea una fuente auxiliar de alimentación eléctrica sencilla y fiable.
Además, el parque eólico o la turbina eólica según la presente solicitud de patente tiene ventajas económicas, dado que, por ejemplo, los cables submarinos son producidos específicamente para la empresa explotadora de las 10 turbinas eólicas ubicadas fuera de la costa. En un cable submarino para una tensión media se proporciona suficiente espacio, de forma que un cable adicional de baja tensión no requerirá una nueva dimensión del cable submarino. Además, los equipos adicionales como los transformadores de baja tensión son más baratos de adquirir y de mantener en comparación con baterías o generadores adicionales alimentados con combustible. Incluso en un caso de cables submarinos ya existentes se podría considerar añadir un cable adicional de baja tensión en un espacio
15 entre los conductores de tensión media en el cable submarino.
La presente descripción escrita utiliza ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el modo preferente, y también para permitir a cualquier experto en la técnica realizar y utilizar la invención. Aunque se ha descrito la invención en términos de diversas realizaciones específicas, los expertos en la técnica reconocerán que la invención puede ser puesta en práctica con modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones. Especialmente, se pueden 20 combinar entre sí las características mutuamente no excluyentes de las realizaciones descritas anteriormente. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica. Tales ejemplos adicionales están concebidos para que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal
25 de las reivindicaciones.

Claims (3)

  1. E08169010
    18-08-2014
    REIVINDICACIONES
    1. Una turbina eólica (10) que comprende un transformador primario (16) de turbina eólica conectado por medio de un cable (100) a una red de distribución eléctrica a través de una subestación (30), caracterizado el cable
    (100) porque comprende una envoltura (108) del cable y al menos dos conductores (102) de tensión media de
    5 10 -50 kV dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar corriente de tensión media y al menos dos conductores (104) de baja tensión de 400 -690 V dispuestos en el interior de la envoltura del cable para transportar una corriente de baja tensión, en la que los conductores (104) de baja tensión están conectados entre un transformador auxiliar (18) ubicado en la turbina eólica (10) y un transformador (32) de subestación.
    10 2. La turbina eólica (10) según la reivindicación 1, en la que un primer extremo del cable (100) está conectado a la turbina eólica (10) de forma que la turbina eólica (10) alimenta corriente de tensión media en los conductores
    (102) de tensión media y en la que el segundo extremo del cable (100) es adecuado para ser conectado a una fuente de baja tensión que puede alimentar una corriente de baja tensión en los conductores (104) de baja tensión.
    15 3. La turbina eólica (10) según la reivindicación 1 o 2, en la que los conductores (104) de baja tensión están agrupados en un cable de baja tensión en el interior de la envoltura del cable y/o una envoltura del cable submarino.
  2. 4. La turbina eólica (10) según cualquier reivindicación precedente, en la que, en una vista en corte transversal
    radial del cable, la envoltura del cable y al menos dos conductores (102) de tensión media definen un espacio 20 en el que están dispuestos los conductores de baja tensión.
  3. 5. Un parque eólico (1) que comprende al menos dos turbinas eólicas (10) según cualquier reivindicación precedente conectadas a la red de distribución eléctrica.
    6
ES08169010.9T 2007-11-28 2008-11-13 Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa Active ES2493569T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US946119 1992-09-17
US11/946,119 US7880335B2 (en) 2007-11-28 2007-11-28 Power backup system for offshore wind generators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2493569T3 true ES2493569T3 (es) 2014-09-12

Family

ID=40419103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08169010.9T Active ES2493569T3 (es) 2007-11-28 2008-11-13 Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7880335B2 (es)
EP (1) EP2065901B1 (es)
CN (1) CN101447245B (es)
DK (1) DK2065901T3 (es)
ES (1) ES2493569T3 (es)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2166225B1 (en) * 2008-09-19 2016-08-10 Vestas Wind Systems A/S A wind park having an auxiliary power supply
US8212583B2 (en) * 2009-07-31 2012-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for testing yawing system for wind turbine
DK2503146T3 (da) * 2011-03-21 2014-02-10 Siemens Ag Fremgangsmåde og indretning til styring af driften af et elektrisk energiproduktionsanlæg under en afbrydelse fra et forsyningsnet
EP2557648A1 (en) * 2011-08-09 2013-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Wind farm and method for operating a wind farm
US9911528B2 (en) * 2011-10-28 2018-03-06 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine transformer
US9048694B2 (en) * 2012-02-01 2015-06-02 Abb Research Ltd DC connection scheme for windfarm with internal MVDC collection grid
US9416773B2 (en) * 2012-04-04 2016-08-16 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Power generation and distribution system for a wind turbine
DE102012217934A1 (de) * 2012-10-01 2014-04-03 Alstom Technology Ltd. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung für einen Windpark
US8872366B2 (en) * 2013-01-31 2014-10-28 APR Energy, LLC Scalable portable modular power plant
EP2784305B1 (en) * 2013-03-27 2016-08-31 Alstom Renovables España, S.L. A system for providing electrical power to a wind turbine component.
CH708133B1 (de) * 2013-06-03 2017-06-30 Leoni Studer Ag Elektrokabel, insbesondere für Solar- bzw. Windkraftwerke.
ES2762854T3 (es) * 2013-08-09 2020-05-26 Vestas Wind Sys As Transmisión de electricidad
WO2015090323A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-25 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generators with power backup system
PL3189525T3 (pl) 2014-09-05 2023-05-08 Prysmian S.P.A. Podmorski kabel elektryczny i sposób eksploatacji kabla podmorskiego
DK3116086T3 (da) * 2015-07-07 2019-08-26 Siemens Gamesa Renewable Energy As Drift af en vindmølle, der er forbundet med et forsyningsnet både via en HVDC-strømforbindelse og via et centralt vekselstrømskabel med en netværksbrostyreenhed, der udfører en effekt- og spændingsstyring
DK3116087T3 (da) 2015-07-07 2019-09-09 Siemens Gamesa Renewable Energy As Vindmølle, der er forbundet med et forsyningsnet via en HVDC-strømforbindelse gennem en netværksbrostyreenhed med effekt- og spændingsstyring
DK3116085T3 (da) 2015-07-07 2019-09-09 Siemens Gamesa Renewable Energy As Drift af en vindmølle, der er forbundet med et forsyningsnet via et centralt vekselstrømskabel gennem en netværksbrostyreenhed med effekt- og spændingsstyring
US10060349B2 (en) * 2015-11-06 2018-08-28 General Electric Company System and method for coupling components of a turbine system with cables
US9893563B2 (en) * 2016-02-10 2018-02-13 General Electric Company System and method for operating a wind turbine
TWI662188B (zh) * 2016-06-17 2019-06-11 美商艾克頌美孚上游研究公司 使用空載發電器的離岸發電系統及方法
TWI665385B (zh) * 2016-06-17 2019-07-11 美商艾克頌美孚上游研究公司 使用繫鏈至漂浮結構的空載發電器的離岸發電系統及方法
EP3656046A1 (en) * 2017-07-17 2020-05-27 NPC Tech ApS A dc-dc power converter with improved output current resolution
EP3499517A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-19 Fundacíon Tecnalia Research & Innovation Subsea cable with core conductor having variable cross-section and methods for producing and installing thereof
ES2888233T3 (es) * 2018-07-24 2022-01-03 General Electric Renovables Espana Sl Turbinas eólicas y procedimientos
US10826297B2 (en) * 2018-11-06 2020-11-03 General Electric Company System and method for wind power generation and transmission in electrical power systems
WO2021180280A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 Vestas Wind Systems A/S A wind power plant
NO347131B1 (en) * 2021-03-17 2023-05-30 Aker Solutions As A high voltage offshore power plant power distribution assembly, a high voltage subsea transformer, and a appurtenant installation method
EP4350142A1 (en) * 2022-10-04 2024-04-10 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Auxiliary power system and control for rural and/or off grid wind turbines

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4565929A (en) * 1983-09-29 1986-01-21 The Boeing Company Wind powered system for generating electricity
DE3511085A1 (de) * 1984-04-10 1985-10-17 Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln 20 kv-seekabel mit eingelegten nachrichtenleitungen
JPS6179448A (ja) * 1984-09-25 1986-04-23 株式会社東芝 Ｘ線ｃｔスキヤナ
US5902962A (en) * 1997-04-15 1999-05-11 Gazdzinski; Robert F. Cable and method of monitoring cable aging
DE19928711A1 (de) * 1999-06-23 2000-12-28 Abb Alstom Power Ch Ag Kraftwerksanlage mit einer Gasturbine sowie Verfahren zu deren Betrieb
EP1217634A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-26 NKT Cables A/S A high-voltage cable with at least one optical-fibre cable
DE10162739A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-03 Nexans Flexible elektrische Leitung
DE102004048341A1 (de) * 2004-10-01 2006-04-13 Repower Systems Ag Windpark mit robuster Blindleistungsregelung und Verfahren zum Betrieb
DE202004016182U1 (de) * 2004-10-18 2006-03-23 Igus Gmbh Flexibles Starkstromkabel
US7298055B2 (en) * 2005-07-15 2007-11-20 Abb Technology Ag Auxiliary power supply for a wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
US7880335B2 (en) 2011-02-01
DK2065901T3 (da) 2014-09-01
EP2065901A2 (en) 2009-06-03
EP2065901A3 (en) 2012-09-26
CN101447245B (zh) 2013-03-27
CN101447245A (zh) 2009-06-03
US20090134625A1 (en) 2009-05-28
EP2065901B1 (en) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2493569T3 (es) Sistema de alimentación de reserva para aerogeneradores ubicados fuera de la costa
EP2713468B1 (en) Power transmission systems
US9377009B2 (en) Single piece electric assembly for connecting an off-shore wind turbine with an electric subsea cable, wind turbine, wind turbine cluster and method for mounting such an electric assembly to a wind turbine tower
ES2507096T3 (es) Detección de formación de islas en redes eléctricas
ES2458300T5 (es) Procedimiento para la explotación de un parque eólico
CN101297456A (zh) 换流站
US8038401B2 (en) Wind turbine blade with a light beacon at the tip
JP5840218B2 (ja) 太陽光発電機の電位を設定するための回路装置
ES2648341T3 (es) Módulo de derivación basado en contenedor para líneas de energía eléctrica
ES2220036T3 (es) Sistema de alimentacion electrica que permite simplificar la arquitectura de las instalaciones de energia y de climatizacion.
ES2627023T3 (es) Puesta en marcha rápida de generadores de turbina eólica
JP2005168258A (ja) 送配電システム、非常用電気機器および送配電システムの運用方法
CN107809069A (zh) 一种用于电网低压设备旁路的移动应急电源柜
US11018619B2 (en) Photovoltaic cabling optimization for solar trackers using a plug and play harness configuration
KR100337029B1 (ko) 송전선 유기 전력을 이용한 항공 장애등 장치
CN103944163B (zh) 一种复合变电站系统
JPH09319975A (ja) 航空障害灯
US10044221B2 (en) Wind turbine generators with power backup system
ES2888233T3 (es) Turbinas eólicas y procedimientos
JP3128368U (ja) 光絶縁型地絡保護継電器付高圧気中開閉器
KR20140055482A (ko) 선박의 잉여 전력을 육상으로 공급하기 위한 전력 공급 시스템
CN209571828U (zh) 一种适应水位变化的船舶岸基供电系统
CN103023125A (zh) 一种高压输电线路监测设备安装调试电源装置
CN203377674U (zh) 10kV移动发电车
WO2012093584A1 (ja) 太陽光発電システム