ES2552806T3

ES2552806T3 - Parque eólico, que comprende instalaciones de energía eólica con ángulo de inclinación desplazable unas con respecto a las otras

Info

Publication number: ES2552806T3
Application number: ES08001893.0T
Authority: ES
Inventors: Heinz-Hermann Dr. Letas; Björn MATZEN
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: DE102007005852A1; EP1959136A2; EP1959136B1; EP1959136A3; DK1959136T3

Abstract

Parque eólico con varias instalaciones de energía eólica (1), que presentan, respectivamente, un rotor (12), un generador (13) accionado por éste para la generación de energía eléctrica, y con una conexión eléctrica a través de la cual la energía eléctrica generada por las instalaciones de energía eólica (1) es conducida a un punto de conexión a la red (9) y que presenta una red colectora (2), en la que están conectadas las instalaciones de energía eólica (1) a través de transformadores de turbinas (20), en el que un primer grupo (1A) de instalaciones de energía eólica (1) presenta una fase articulada al menos frente a otro grupo (1B), caracterizado por que la conexión eléctrica para el primer grupo (1A) comprende al menos un transformador pivotable (5) separado, que proporciona la fase articulada con respecto al otro grupo (1B) alrededor de un ángulo de articulación deseado, y las instalaciones de energía eólica (1) están distribuidas sobre los grupos (1A, 1B) y el transformador pivotable (5) separado está configurado de tal forma que la fase articulada del primer grupo (1A) es compensadora con respecto a un armónico superior crítico predeterminable, en el que el módulo de compensación de la articulación (35) está configurado para conectar o desconectar las instalaciones de energía eólica (1) con diferente ángulo de articulación o para modificar el número de grupos para conseguir el ángulo de articulación deseado.

Description

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DESCRIPCION

Parque eolico, que comprende instalaciones de ene^a eolica con angulo de inclinacion desplazable unas con respecto a las otras

La invencion se refiere a un parque eolico con varias instalaciones de energfa eolica, que presentan, respectivamente, un rotor y un generador accionado por este para la generacion de energfa electrica, y con una conexion electrica a traves de la cual la energfa electrica generada por las instalaciones de energfa eolica es conducida a un punto de conexion a la red y que presenta una red colectora, en la que estan conectadas las instalaciones de energfa eolica a traves de transformadores de turbinas, en el que un primer grupo de instalaciones de energfa eolica presenta una fase articulada al menos frente a otro grupo.

Para garantizar una seguridad de suministro alta, las redes de corriente deben cumplir requerimientos estrictos con respecto al mantenimiento de ciertos parametros electricos. Un parametro esencial de la calidad de la red es el contenido de armonicos superiores. Las regulaciones competentes limitan la amplitud y la ordenacion de los armonicos superiores para obtener una calidad suficiente de la red. Las instalaciones de energfa eolica modernas controladas por convertidor generan en virtud de los procesos de conmutacion en el convertidor armonicos superiores en extension significativa. Se miden en el marco de una verificacion del tipo que debe realizarse para cada tipo de instalacion de energfa eolica. Utilizando especificaciones correspondientes, como por ejemplo directrices de conexion a la red de la Asociacion de la Econoirna de la Electricidad VDEW, se determina un factor de conexion, que es una medida para la carga con armonicos superiores. El factor de conexion indica que potencia de cortocircuito debe presentar la red con respecto a la potencia nominal de la instalacion de energfa eolica. Si deben conectarse varias instalaciones de energfa eolica en la red, como en el caso de un parque eolico, entonces se eleva en casos desfavorables la potencia de cortocircuito requerida linealmente con el numero de las instalaciones de energfa eolica a conectar. En regiones distantes o aquellas con estructura debil de la red, la potencia de cortocircuito presente en realizada no es suficiente con frecuencia, de manera que debe limitarse el numero de las instalaciones de energfa eolica a conectar.

Para evitar una limitacion de este tipo con respecto al numero de las instalaciones de energfa eolica que se pueden conectar, se conoce interconectar las instalaciones de energfa eolica de un parque a traves de transformadores con diferente geometna del arrollamiento, de tal manera que se contrarrestan los armonicos superiores perturbadores entre sf (DE-C-42 32 356). De esta manera, los transformadores de tension media previstos para la conexion de las instalaciones de energfa eolica en la red colectora propia del parque pueden estar configurados en determinadas instalaciones de energfa eolica del parque eolico, por decirlo asf, como transformadores en triangulo, mientras que en las restantes instalaciones de energfa eolica los transformadores de tension media estan realizados como transformadores de estrella (US-B-7 071 579). A traves de las diferentes propiedades de los transformadores resultan desplazamientos de fases. Por medio del diseno selectivo de los transformadores se puede conseguir que determinados armonicos superiores se debiliten o bien se compensen entre sf en virtud de la diferencia de fases. El parque eolico en conjunto se comporta de esta manera frente a la red, desde el punto de vista de los armonicos superiores, como un parque eolico con un numero mas reducido de instalaciones de energfa eolica, es decir, que se mejora el factor de conexion del parque eolico en general.

De esta manera, tambien parques eolicos mayores se pueden conectar en redes mas debiles. Pero un inconveniente de este tipo de compensacion de los armonicos superiores es que son necesarios diferentes transformadores de tension media. Esto significa un gasto adicional en la instalacion del parque eolico. Ademas, los diferentes transformadores de tension media deben estar adaptados exactamente a los requerimientos respectivos del parque eolico y de sus instalaciones de energfa eolica, con lo que solamente con dificultad se pueden realizar modificaciones o complementos del parque eolico.

La invencion tiene el cometido de indicar una compensacion mejorada de los armonicos superiores para parques eolicos del tipo mencionado al principio.

La solucion de acuerdo con la invencion reside en las caractensticas de las reivindicaciones independientes. Los desarrollos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes.

En un parque eolico con varias instalaciones de energfa eolica, que presentan, respectivamente, un rotor y un generador accionado por este para la generacion de energfa electrica, y con una conexion electrica a traves de la cual la energfa electrica generada por las instalaciones de energfa eolica es conducida a un punto de conexion a la red y que presenta una red colectora, en la que estan conectadas las instalaciones de energfa eolica a traves de transformadores de turbinas, en el que un primer grupo de instalaciones de energfa eolica presenta una fase articulada al menos frente a otro grupo, estan previstas las caractensticas indicadas en la parte de caracterizacion de la reivindicacion 1.

La invencion se basa en la idea de distribuir las instalaciones de energfa eolica en grupos y en pivotar las fases de estos grupos por medio de transformadores pivotables unas con relacion a las otras alrededor de un angulo de articulacion determinado, de manera que se compensa en la mayor medida posible un armonico superior reconocido

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cntico. La invencion aprovecha tambien el reconocimiento de que en el caso de varias instalaciones de ene^a eolica, los armonicos superiores solamente tienen que sumarse dentro de un grupo, mientras que los grupos pueden ser conectados de nuevo de tal manera que sus armonicos superiores se debilitan mutuamente. El debilitamiento no se puede conseguir, en efecto, sobre toda la banda de frecuencia, sino que de acuerdo con la invencion la compensacion, dicho con mayor exactitud, el angulo de articulacion, se calcula de tal manera que se compensa en la mayor medida posible el armonico superior mas desfavorable para el parque eolico respectivo. El comportamiento de armonicos superiores importante para la consecucion de un buen comportamiento de conexion en la red se puede optimizar de esta manera de forma selectiva. De este modo, en instalaciones de energfa eolica no modificadas en sf, se puede reducir claramente el factor de conexion general efectivo del parque eolico por debajo del que corresponded en sf al tipo y numero de las instalaciones de energfa eolica del parque eolico. De esta manera, en condiciones dadas de conexion a la red se pueden prever parques eolicos mayores con mas instalaciones de energfa eolica (no modificadas). Puesto que las instalaciones de energfa eolica no tienen que ser modificadas, sino que la reduccion del armonico superior se consigue a traves de la conexion de acuerdo con la invencion en grupos de diferente fase y la determinacion del angulo de articulacion de manera selectiva sobre el armonico superior cntico, apenas es necesario un gasto adicional. La invencion consigue de esta manera no solo un incremento economico de la potencia que se puede conectar a la red del parque eolico, sino que es especialmente adecuada tambien para el reequipamiento de parques eolicos existentes, por ejemplo en el marco de ampliaciones para la elevacion de la potencia o de condiciones de conexion mas precisas por parte del operador de la red. Precisamente esto ultimo adquiere cada vez mayor importancia. Con una forma de realizacion especial de los transformadores pivotables se configura el reequipamiento especialmente sencillo y economico. La invencion consigue de esta manera a traves de una medida que parece sorprendentemente sencilla una pluralidad de ventajas de una vez, a saber, con respecto a una buena capacidad de diseno, gasto de fabricacion reducido, capacidad de adaptacion claramente mejorada a condiciones variables en el parque eolico y optima capacidad de reequipamiento.

El numero de los transformadores pivotables necesarios se puede reducir a menos que la pluralidad de los grupos y a pesar de todo se consigue un efecto de compensacion maximo. De manera mas conveniente, todas las instalaciones de energfa eolica dentro de un grupo estan pivotadas alrededor de un angulo comun. Entonces es suficiente un unico transformador pivotable para el grupo, no teniendo que ser articulado un grupo, por decirlo asf, como grupo cero. Es especialmente favorable prever, en el caso de tres o mas grupos, dos tipos diferentes de transformadores pivotables, respectivamente, con angulos de articulacion opuestos de la misma magnitud.

La mayona de las veces se pretende que sea suficiente un grupo lo mas reducido posible de grupos. La determinacion del angulo de articulacion depende, ademas de la ordenacion del armonico superior cntico, que debe compensarse, del numero de grupos. Esta interaccion entre el numero de los grupos y la ordenacion del armonico superior a compensar es aprovechada por la invencion. Si en un caso sencillo debe compensarse solamente un armonico superior como armonico superior cntico, entonces resulta el angulo de articulacion de 180 grados dividido por la ordenacion de este armonico superior. Si, por ejemplo, debe reducirse el quinto armonico superior, entonces el modulo de compensacion del armonico superior determina a partir del numero de ordenacion del armonico superior (aqrn 5) y del numero de los grupos (por ejemplo 2) un angulo de articulacion optimo de 36 grados. En cambio, si deben reducirse varios armonicos superiores, entonces la invencion preve con ventaja una optimizacion. En el caso de armonicos superiores estrechamente agrupados (por ejemplo de la 5a o 7a ordenacion), se determina para cada angulo de articulacion individual y se toma como angulo de optimizacion optimo un valor entre los dos angulos umbrales individuales. Cuando los armonicos superiores estan juntos, se calculan para cada armonico superior varios angulos de articulacion individuales posibles, y a partir de estos se seleccionan en cada caso los que se encuentran mas proximos entre sf, para compensar de una manera optima los armonicos superiores en la banda correspondiente. Con ventaja se preve a este respecto un modulo de compensacion de los armonicos superiores asociado al maestro del parque eolico, en el que esta implementado este tipo de procedimiento.

Para la distribucion en grupos es importante que con un numero mas elevado de grupos se pueda conseguir una compensacion mejorada y de banda mas ancha. Una distribucion sobre dos grupos es el caso mas sencillo y es suficiente cuando es suficiente una compensacion del armonico superior cntico a la altura de aproximadamente la mitad. Si en el armonico superior cntico es necesaria una compensacion mas elevada, debe seleccionarse el numero de los grupos correspondientemente mas elevado. Esto requiere, en efecto, un numero mas elevado de transformadores pivotables, pero esto no es perturbador, puesto que de acuerdo con la invencion se posibilita un reequipamiento sin mucho gasto. Por lo tanto, el merito de la invencion es facilitar practicamente la reduccion teoricamente alcanzable del armonico superior y realizarla sin mucho gasto. Con ventaja, la invencion preve, ademas, que la asociacion de las instalaciones de energfa eolica a los grupos se realice dinamicamente. A tal fin, esta previsto un modulo de compensacion de la articulacion.

De acuerdo con la invencion, esta previsto que este previsto un maestro de parque eolico con un modulo de compensacion de la articulacion, que esta configurado para conectar o desconectar instalaciones de energfa eolica con diferente angulo de articulacion, para conseguir el angulo de articulacion deseado. En este caso, esta prevista de manera mas conveniente una instalacion de regulacion para el angulo de articulacion deseado. De esta manera, se puede prestar atencion especial al caso en el que no todas las instalaciones de energfa eolica del parque eolico proporcionan igualmente energfa electrica. Asf, por ejemplo, algunas instalaciones de energfa eolica pueden estar

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averiadas. Si se avenan una o varias instalaciones de energfa eolica, entonces en el caso de un angulo de articulacion inalterado, no se da ya la compensacion y se perturbana la compensacion del armonico superior. Un fallo no tiene que significar necesariamente un defecto mecanico de la instalacion de energfa eolica, sino que puede significar tambien que una instalacion de energfa eolica no se puede utilizar de manera correspondiente por falte de viento adecuado. Con el modulo de compensacion de la articulacion se consigue que se conecten de manera correspondiente instalaciones de energfa eolica o que se desconecten en uno de los otros grupos, o se adapten de otra manera, como modificacion del numero de los grupos, de manera que como resultado se consigue de nuevo una compensacion. Precisamente en el caso de parques eolicos extendidos con diferentes condiciones del viento, la utilidad practica de tal asociacion dinamica de grupos puede ser muy alta. Ademas, se eleva la seguridad contra fallo de la compensacion realizada de acuerdo con la invencion.

Por grupo se entiende una cantidad parcial de la instalacion de energfa electrica del parque eolico, que comprende al menos una instalacion de energfa eolica, pero no todas las instalaciones de energfa eolica. Por otro grupo se entiende otra cantidad parcial de este tipo, de manera que cada instalacion de energfa eolica puede pertenecer solamente a un grupo.

Por separado se entiende en este caso que el transformador pivotable no esta instalado junto con el transformador, a traves del cual la instalacion de energfa eolica esta conecta en la red colectora propia del parque. Normalmente, esta red colectora propia del parque es una red de tension media, y que transformador que enlaza la instalacion de energfa eolica con ella (“transformador de turbina”) es un transformador de tension media.

Debido a la realizacion separada, es innecesaria la utilizacion de transformadores de tension media especialmente adaptados. La invencion separa la funcion de la elevacion de la tension de la funcion del desplazamiento de fases para la compensacion de armonicos superiores. Esto posibilita un diseno selectivo y sin compromiso de los transformadores para su objetivo respectivo. Los transformadores pivotables pueden estar disenados y fabricados gracias a la invencion solo con vistas al desplazamiento de fases deseado, sin que haya que tener en cuenta adicionalmente todavfa una multiplicacion de la tension. La invencion consigue de esta manera no solo una mejora del comportamiento de armonicos superiores y, por lo tanto, del factor de conexion del parque eolico, sino que reduce, ademas, tambien todavfa el gasto. Puesto que gracias a la disposicion separada de los transformadores pivotables se posibilita utilizar transformadores de tension media realizados convencionalmente, que estan disponibles economicos en el mercado. A pesar de la realizacion separada de los transformadores pivotables, que parece mas costosa a primera vista, la invencion consigue de esta manera paradojicamente una reduccion del gasto. Otra ventaja de la invencion consiste en que con la realizacion separada de los transformadores pivotables se pueden realizar facilmente modificaciones, por ejemplo en virtud de modificaciones en el parque eolico en virtud de la sustitucion de instalaciones de energfa eolica existentes, por otras de otra potencia o el empleo de instalaciones de energfa eolica adicionales.

Es especialmente conveniente una forma de realizacion del transformador pivotable como transformador economizador. Por ello se entiende un transformador realizacion como circuito economizador. Esto posibilita una reduccion esencial del tamano de la construccion del transformador pivotable. El gasto de instalacion y los costes de fabricacion se reducen en una medida correspondiente. La invencion abre de esta manera la posibilidad de reequipar instalaciones de energfa eolica existentes y especialmente mas pequenas con gasto relativamente reducido. Esto posibilita enlazar las ventajas de una realizacion separada del transformador pivotable con la ventaja de enlazar transformadores economizadores con respecto a un tamano de construccion esencialmente mas pequeno. Esto no tiene precedentes en el estado de la tecnica.

La disposicion separada mencionada del transformador pivotable se refiere tambien al transformador, a traves del cual la instalacion de energfa eolica respectiva cede su energfa electrica. El transformador pivotable puede, aunque no necesariamente, estar dispuesto separado de la instalacion de energfa eolica, sobre la que actua. Incluso es conveniente que el transformador pivotable este dispuesto integrado en la instalacion de energfa eolica respectiva. Puede estar realizado como modulo, que esta previsto o no segun las necesidades en una instalacion de energfa eolica. Pero dado el caso tambien puede estar previsto integrar el transformador pivotable en el convertidor de la instalacion de energfa eolica respectiva. La disposicion integrada tiene, ademas, la ventaja de que simplifica un reequipamiento de la instalacion de energfa eolica, puesto que no son necesarias modificaciones en la topologfa del parque y su red colectora junto con sus transformadores (de tension media). A diferencia de los metodos conocidos a partir del estado de la tecnica, la invencion es especialmente adecuada, por lo tanto, para el reequipamiento de instalaciones de energfa eolica y parques eolicos existentes.

Pero no es obligatorio que el transformador pivotable de acuerdo con la invencion este integrado en la instalacion de energfa eolica, Tambien puede estar dispuesto como unidad separada propia en la red colectora del parque eolico. Tal disposicion ofrece ventajas cuando se conecta un grupo de instalaciones de energfa eolica dentro del parque eolico a traves de una lmea (de adaptacion) propia en la red colectora. Tambien en este caso se puede realizar con ventaja el transformador pivotable como transformador economizador.

Por ultimo, tambien puede estar previsto integrar el transformador pivotable en un transformador de alta tension,

como se utiliza para la conexion en la red de suministro. Para conseguir la accion de compensacion deseada, el transformador de alta tension presenta a tal fin de manera mas convenientes varias conexiones en el arrollamiento de tension media, o estan previstos varios transformadores de tension media, en los que esta conectada, respectivamente, una parte de las instalaciones de energfa eolica del parque eolico. Tal disposicion ofrece la ventaja 5 de que solamente se necesitan pocos (en el caso lfmite uno) transformadores pivotables. El gasto para la compensacion de los armonicos superiores de reduce de esta manera al mmimo.

El transformador pivotable puede estar realizado sencillo, con preferencia en el circuito economizador ya mencionado. Esto no solo reduce el gasto tecnico de circuito y, por lo tanto, los costes, sino se reduce al mmimo tambien el espacio de construccion necesario (especialmente con relacion a los transformadores de aislamiento 10 previstos en el estado de la tecnica). Pero tambien puede ser conveniente proveer el transformador pivotable con dos o mas tomas. De esta manera se puede conseguir de una forma sencilla una modificacion del angulo de articulacion, por ejemplo entre +15 y -15 asf como +30 grados. Con una forma de construccion se pueden cubrir de esta manera diferentes requerimientos de los angulos de articulacion. De esta manera, con un gasto reducido se puede conseguir una aplicacion casi universal o bien una adaptacion casi universal.

15 La invencion se refiere, ademas, a un procedimiento para la conexion de instalaciones de energfa eolica con las caractensticas de la reivindicacion 15. Para la descripcion mas detallada del procedimiento se remite a las explicaciones anteriores.

A continuacion se explica la invencion con la ayuda de ejemplos de realizacion ventajosos con referencia al dibujo adjunto. En este caso:

20 La figura 1 muestra una representacion de conjunto de un parque eolico de acuerdo con la invencion.

La figura 2 muestra una representacion esquematica de una instalacion de energfa eolica con un transformador pivotable.

La figura 3 muestra ejemplos de las variantes de circuito del transformador pivotable.

La figura 4 muestra una representacion de detalle de la figura 3.

25 Las figuras 5 a 7 muestran otras variantes de realizacion de la invencion; y

La figura 8 muestra una variante de conexion alternativa del transformador pivotable.

La figura 9 muestra otro ejemplo de realizacion del transformador pivotable; y La figura 10 muestra un diagrama de armonicos superiores.

Un ejemplo de realizacion para un parque eolico realizado de acuerdo con la invencion se representa en la figura 1. 30 El parque eolico comprende una pluralidad de instalaciones de energfa eolica 1, que estan dispuestas en grupos. Las instalaciones de energfa eolica 1 estan conectadas en una red colectora 2, que esta realizada como una barra colectora de tension media 29 con varias lmeas de adaptacion 21A, 21B, 21C. En cada lmea de adaptacion 21A-C esta conectado un grupo de instalaciones de energfa eolica 1. La barra colectora de tension media 29 esta conectada en un lado de baja tension de un transformador de alta tension 4, cuyo lado de alta tension esta 35 conectado a traves de un punto de conexion 9 con la red de alta tension.

Ademas, esta previsto un maestro de parque eolico 3, que ejerce una regulacion de orden superior para la instalacion de energfa eolica 1 del parque eolico. El maestro de parque eolico 3 esta conectado a traves de una red de lmea de senales 30 separada (solo se representa parcialmente) con los componentes del parque eolico.

La estructura de las instalaciones de energfa eolica 1 el parque eolico se representa de forma ejemplar en la figura 40 2. Sobre una torre 10 esta dispuestas una casa de maquinas 11 pivotable en el plano azimutal, que recibe los

componentes electricos esenciales de la instalacion de energfa eolica. En su lado frontal delantero, esta dispuesto un rotor eolico 12 de forma giratoria. Este acciona un generador 13 a traves de un arbol de rotor (no representado). El generador 13 puede estar realizado como generador smcrono o generador asmcrono; con preferencia se trata de un generador asmcrono doble alimentado. Esta conectado con su estator (no representado) directamente con lmeas 45 de conexion 19. Un rotor (no representado) del generador 13 esta conectado en un convertidor 14, que esta conectado de nuevo de la misma manera con las lmeas de conexion 19. Las lmeas de conexion 19 conducen hacia un transformador de tension media 20 dispuesto en la base de la torre 10, que eleva la potencia electrica suministrada por la instalacion de energfa eolica desde una tension de aproximadamente 700 voltios hasta un nivel de la tension de aproximadamente 20 kV y la alimenta a la lmea de adaptacion 21A-C de la red colectora 2.

50 Ademas, esta previsto un transformador pivotable 5. Con preferencia, como se representa en la figura 2, esta dispuesto en la casa de maquinas 11 de la instalacion de energfa eolica 1. Esto posibilita una conexion del transformador pivotable 15 inmediatamente despues del convertidor 14. Pero no debe excluirse disponer el

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transformador pivotable 5' en la lmea de conexion 19. Ademas, de manera alternativa o adicional puede estar previsto disponer transformadores pivotables 5'' en el plano de la tension media en la red colectora 2 y en concreto con preferencia en las lmeas de adaptacion 21A-C. Es conveniente una forma de realizacion de los transformadores pivotables 5 como transformador economizador. La figura 9 muestra de forma ejemplar un diagrama equivalente monofasico para un transformador economizador. En el circuito economizador representado allf, el arrollamiento primario 51' esta conectado de tal forma que esta conectado galvanicamente con el arrollamiento secundario 52. El arrollamiento primario 51' se utiliza de esta manera al mismo tiempo para el lado secundario.

Los diagramas electricos equivalentes para diferentes formas de realizacion posibles de los transformadores pivotables 5 se representan de forma ejemplar en la figura 3. Por razones de facilidad de la comprension, se representan los diagramas electricos equivalentes para transformadores de aislamiento; se aplican de manera similar tambien para la forma de realizacion preferida como transformador economizador. Un elemento caractenstico de los transformadores pivotables es que el arrollamiento primario y el arrollamiento secundario provocan un retardo de fases diferente. En el caso mas sencillo, esto se puede realizar por que el transformador pivotable esta realizado en el circuito de triangulo-estrella (ver la figura 3a). La articulacion de las fases resulta en este caso fijamente a partir de la diferencia de la geometna. Para poder determinar el grado de la articulacion de las fases, es ventajosa una forma de realizacion con un llamado arrollamiento de zig-zag, que colabora, por ejemplo, con un arrollamiento de triangulo (circuito de triangulo de zig-zag); ver la figura 3b. Esto se explica en detalle mas adelante con relacion a la figura 4. De manera alternativa, el transformador pivotable 5 puede estar realizado tambien en circuito de estrella de zig-zag (ver la figura 3c) o en circuito de zig-zag de estrella (ver la figura 3d).

El diagrama electrico equivalente para una forma de realizacion del transformador pivotable 5 en circuito de triangulo de zig-zag se representa en la figura 4. El transformador pivotable 5 comprende un arrollamiento primario 51 y un arrollamiento secundario 52. Este ultimo esta realizado en circuito de triangulo convencional y no es necesario explicarlo en detalle. El arrollamiento primario 51 esta realizado en circuito de zig-zag. Comprende tantas derivaciones como fases estan presentes. Cada derivacion comprende un arrollamiento de trabajo 510 y un arrollamiento pivotable 512. Este ultimo presenta un eje electrico que se desvfa del arrollamiento de trabajo 510. Este determina junto con la relacion de las inductividades entre el arrollamiento de trabajo 510 y el arrollamiento pivotable 512 el grado del desplazamiento de fases.

La disposicion representada en la figura 2 del transformador pivotable 5 en la instalacion de energfa eolica 1 propiamente dicha es una posibilidad de realizacion ventajosa, que es bien adecuada especialmente para el equipamiento posterior o el reequipamiento. No obstante, tambien se contemplan otra posibilidades para la disposicion del transformador pivotable 5. Ejemplos de ellos se representan en las figuras 5 a 8. Puede estar previsto disponer uno o varios (en el ejemplo de realizacion dos) transformadores pivotables 5' como unidades separadas en o bien junto a la torre 10 de las instalaciones de energfa eolica 1. Especialmente ventajosa es una distribucion de las instalaciones de energfa eolica 1 en tres grupos, siendo pivotado un primer grupo alrededor de la mitad del angulo de articulacion objetivo +X/2 (derivacion media en la figura 5), un segundo grupo alrededor de la mitad del angulo objetivo negativo -X/2 (derivacion inferior) y un tercer grupo alrededor de un angulo cero (derivacion superior). Se entiende que para un angulo cero se puede suprimir el transformador pivotable. Tal distribucion ofrece la ventaja de que tambien en el caso de fallo o desconexion de un grupo, se prosigue la articulacion de las fases al menos en extension limitada, de manera que se consigue al menos parcialmente todavfa la compensacion de armonicos superiores pretendida. Tal distribucion en grupos eleva, por lo tanto, la seguridad de funcionamiento del parque eolico. Evidentemente no esta limitada a la disposicion de los transformadores pivotables 5' en la instalacion de energfa eolica 1 propiamente dicha, sino que puede estar prevista exactamente igual en otra disposicion de los transformadores pivotables 5 (como en la red colectora 2 o en el transformador de alta tension 4).

Tambien puede estar previsto disponer los transformadores pivotables 5'' en la red colectora 2 (ver la figura 6). A tal fin, de manera mas conveniente estan conectados en la zona de la transicion entre las lmeas de adaptacion 21A-C y la barra colectora 29 Tal circuito es adecuado de la misma manera para una distribucion en grupos y diferentes angulos de articulacion por grupos. De la misma manera, existe la posibilidad de integrar el transformador pivotable 5''' (ver la figura 7). Se entiende que para una articulacion mutua el transformador de alta tension 4 debe estar provisto a tal fin con dos o mas conexiones de arrollamiento primario 41, 41' (pivotadas unas con relacion a las otras) (figura 7a). Pero tambien puede estar previsto prever en lugar de un transformador de alta tension 4 varios transformadores 4' mas pequenos, que estan asociados, respectivamente, a un grupo de instalaciones de energfa eolica 1 (figura 7b). Esto ultimo ofrece la ventaja de que se pueden utilizar componentes habituales en el mercado y, ademas, una seguridad funcional mas elevada, puesto que en el caso de fallo de uno de los transformadores de alta tension se posibilita al menos una continuacion parcial del funcionamiento sobre los restantes transformadores de alta tension.

Otras variantes de circuito para el transformador pivotable 5 se representan en las figuras 8 y 9. En la variante representada en la figura 8, estan previstas varias tomas 511 en el arrollamiento de trabajo 510, en el que se puede disponer opcionalmente el arrollamiento pivotable 512. De esta manera, segun la seleccion de la toma 511 se puede regular un angulo de articulacion diferente. Con tal transformador pivotable se puede conseguir una buena adaptacion de la instalacion de energfa eolica 1 o bien de los parques eolicos. Puede estar previsto para todas las

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instalaciones de energfa eolica 1 el mismo transformar pivotable, que durante la puesta en servicio solamente tiene que ser conectado todavfa de acuerdo con el angulo de articulacion deseado. Esta variante es especialmente adecuada para equipamiento posterior o reequipamiento. Opcionalmente puede estar previsto, ademas, conectar el arrollamiento de articulacion 512 a traves de una instalacion de conmutacion 513 en las tomas 511. Si la instalacion de conmutacion esta realizada de manera conmutable en la carga en una manera conocida en sf (y, por lo tanto, no representada, el puede modificar el angulo de articulacion de esta manera en el funcionamiento en curso de un parque eolico. De esta manera, se abre la posibilidad de compensar un fallo de instalaciones de energfa eolica 1 a traves de la modificacion correspondiente del angulo de articulacion.

La actividad de la invencion se ilustra en la figura 10. Se muestra la densidad de la potencia normalizada S de los armonicos superiores, que son cedidos en el punto de conexion a una red de suministro 9 de 50Hz. En la figura 10a estan formados dos grupos, que estan pivotados relativamente entre sf en cada caso alrededor de 10, 20, 25 o 30 grados. En la figura 10b estan formados tres grupos, estando representados como angulos de articulacion de nuevo 10, 20, 25 o 30 grados (ver las explicaciones anteriores con respecto a la figura 5). Se reconoce que a medida que se incrementa el numero de grupos se consigue una compensacion de armonicos superiores de banda mas ancha.

El maestro de parquee eolico 3 esta provisto con un modulo de compensacion de la articulacion 35 y con un modulo de compensacion de armonicos superiores 37. El primero esta configurado para mantener un angulo de articulacion predeterminado tambien cuando no todas las instalaciones de energfa eolica 1 estan en funcionamiento o se producen asimetnas por otros motivos entre los grupos 1A-C. Si fallasen, por ejemplo, en el grupo 1A una o varias instalaciones de energfa eolica, entonces en una forma de realizacion segun la figura 5, el angulo de articulacion se desplazana hacia el segundo grupo 1B. La compensacion de los armonicos superiores se perjudicana de esta manera. El modulo de compensacion de la articulacion supervisa por medio de un monitor el estado de funcionamiento de las instalaciones de energfa eolica 1, y en el caso de fallo reconocido, en caso necesario, desconecta instalaciones de energfa eolica en otro grupo (en el ejemplo, desde el grupo 1B) desde la red o bien reduce su potencia. De esta manera se garantiza el equilibrio entre los diferentes grupos 1A-C. Para la regulacion del angulo de articulacion predeterminado puede estar prevista una entrada de senales.

El modulo de compensacion de armonicos superiores 37 esta configurado a tal fin para determinar con la ayuda de los armonicos superiores a compensar el angulo de articulacion y para regularlo a traves de la colaboracion con el modulo de compensacion de la articulacion 35 y/o las instalaciones de conmutacion 513 de los transformadores pivotables 5. De esta manera se puede predeterminar que deben compensarse el tercero y el septimo armonicos superiores. Por medio de especificaciones de calculo conocidas en sf, el modulo de compensacion de armonicos superiores 37 determinar que con una distribucion de las instalaciones de energfa eolica 1 en tres grupos con un angulo de articulacion de 30 grados se puede conseguir una compensacion optima. El modulo de compensacion 37 de armonicos superiores colabora con los transformadores pivotables 5, de tal manera que se ajustan segun el grupo a +15 grados, -15 grados o 0 grados. De esta manera se consigue sin mas la compensacion deseada.

El modulo de compensacion de armonicos superiores calcula el angulo de articulacion optimo en un armonico superior cntico en dos grupos facilmente a partir de una division de 180 grados por la ordenacion el armonico superior cntico. En el caso de varios armonicos superiores cnticos que se encuentra estrechamente adyacentes entre sf, se calcula un angulo de articulacion individual para cada uno de ellos. Si se trata, por ejemplo, de la 5a y de la 7a ordenacion del armonico superior, en el caso de dos grupos resultan los angulos de articulacion individual de 36 y 25,7 grados, de donde se selecciona un optimo intermedio de aproximadamente 30 grados. Si los armonicos superiores cnticos no estan estrechamente adyacentes entre sf, se calculan, respectivamente, varios angulos de articulacion individuales, es decir, 36 grados, 108 grados, etc. para la 5a ordenacion y 16,4 grados, 49,1 grados, etc. para la 11a ordenacion. En el caso mas estrechamente adyacente, los angulos de articulacion individuales tienen 36 grados y 49,1 grados para la 5a y la 11a ordenacion, respectivamente, por lo que se puede seleccionar el optimo en esta zona (mas en el extremo inferior con atenuacion mas fuerte de la 5a ordenacion y mas en el extremo superior con amortiguacion mas fuerte deseada de la 11a ordenacion).

El numero de los grupos se determina en colaboracion con el modulo de compensacion de la articulacion. Si estan comprendidas, por ejemplo, 30 instalaciones de energfa eolica, entonces en el caso de dos grupos, se puede conseguir una compensacion de la 5a y 7a ordenacion en torno al 75% en total. Sin embargo, si falla un grupo, entonces resulta solamente una reduccion en torno al 50 %. Por razones de prevision, este ultimo valor debe utilizarse, por lo tanto, para el calculo del factor de conexion. El calculo de la optimizacion es proseguido por los modulos para tres grupos. Si todos los grupos estan activos, resulta para la 5a ordenacion una compensacion en torno al 78 % y para la 7a ordenacion incluso en torno al 82 %. Sin embargo, hay que tener en cuenta todavfa diferentes escenarios para fallos de grupos. Si falla un grupo, en este caso resulta para la 5a ordenacion una compensacion claramente empeorada entorno solo todavfa aproximadamente el 57 %, mientras que para la 7a ordenacion se compensa todavfa apenas el 77 %. Sin embargo, si fallan dos grupos, de manera que solo esta activo todavfa un grupo, resulta una reduccion en torno al 67 %. Por lo tanto, el calculo de optimizacion de como resultado que en el caso de tres grupos, en el caso mas desfavorable hay que contar con una compensacion del 57 %, mientras que para dos grupos resultan 50 %. La ganancia a traves de la formacion de un tercer grupo es, por lo tanto, solo reducida y no justifica el gasto adicional. Pero el calculo de optimizacion puede proporcionar otro

resultado cuando la 7a ordenacion es el armonico superior claramente cntico en comparacion con la 5a ordenacion, puesto que en el caso de tres grupos, se puede conseguir siempre una reduccion en torno al 67 %, en el caso de dos grupos solo son 50 %. En este caso, puede merecer la pena una formacion de tres grupos. En este ejemplo se ve que la determinacion del angulo de articulacion y la distribucion en grupos estan en una interaccion entre s^ que 5 aprovecha la invencion.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. - Parque eolico con varias instalaciones de energfa eolica (1), que presentan, respectivamente, un rotor (12), un generador (13) accionado por este para la generacion de ene^a electrica, y con una conexion electrica a traves de la cual la energfa electrica generada por las instalaciones de energfa eolica (1) es conducida a un punto de conexion a la red (9) y que presenta una red colectora (2), en la que estan conectadas las instalaciones de energfa eolica (1) a traves de transformadores de turbinas (20), en el que un primer grupo (1A) de instalaciones de energfa eolica (1) presenta una fase articulada al menos frente a otro grupo (1B), caracterizado por que la conexion electrica para el primer grupo (1A) comprende al menos un transformador pivotable (5) separado, que proporciona la fase articulada con respecto al otro grupo (1B) alrededor de un angulo de articulacion deseado, y las instalaciones de energfa eolica (1) estan distribuidas sobre los grupos (1A, 1B) y el transformador pivotable (5) separado esta configurado de tal forma que la fase articulada del primer grupo (1A) es compensadora con respecto a un armonico superior cntico predeterminable, en el que el modulo de compensacion de la articulacion (35) esta configurado para conectar o desconectar las instalaciones de energfa eolica (1) con diferente angulo de articulacion o para modificar el numero de grupos para conseguir el angulo de articulacion deseado.
2. - Parque eolico de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que esta prevista una instalacion de regulacion para el angulo de articulacion deseado.
3. - Parque eolico de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que esta previsto un modulo de compensacion del armonico superior (37), que esta configurado para determinar el angulo de articulacion en funcion de la ordenacion de los armonicos superiores cnticos.
4. - Parque eolico de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que el modulo de compensacion del armonico superior (37) esta configurado, ademas, para realizar un calculo de optimizacion en varios armonicos superiores cnticos.
5. - Parque eolico de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, caracterizado por que el modulo de compensacion de la articulacion y el modulo de compensacion del armonico superior (37) colaboran de tal manera que el numero de los grupos (1A, 1B) a formar esta determinado en funcion del angulo de articulacion determinado, del fallo de la instalacion de energfa eolica (1) individual y/o del regimen de trabajo de las instalaciones de energfa eolica (1) individuales.
6. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el transformador pivotable (5) este dispuesto integrado en la instalacion de energfa eolica respectiva.
7. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el transformador pivotable (5) esta dispuesto integrado en la instalacion de energfa eolica (1) respectiva.
8. - Parque eolico de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que el transformador pivotable (5) esta integrado en el convertidor (14) de la instalacion de energfa eolica (1) respectiva.
9. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el transformador pivotable (5') esta dispuesto como unidad propia en la red colectora (2) del parque eolico.
10. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el transformador pivotable (5'') esta integrado en un transformador de alta tension (4).
11. - Parque eolico de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que el transformador de alta tension (4) presenta dos o mas conexiones de arrollamiento primario (41, 41'), en las que esta conectado, respectivamente, un grupo (1A, 1B) de las instalaciones de energfa eolica (1) del parque eolico.
12. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el transformador pivotable (5) presenta dos o mas tomas (511) para diferentes angulos de articulacion.
13. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada grupo (1A, 1B) esta conectado en una lmea propia (21A, 21B).
14. - Parque eolico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que estan previstos dos transformadores pivotables (5) diferentes, respectivamente, con angulos de articulacion opuestos de la misma magnitud.
15. - Procedimiento para la conexion de instalaciones de energfa eolica (1), que presentan, respectivamente, un rotor (12), un generador (13) accionado por este para la generacion de energfa electrica, a traves de transformadores de turbinas (20) en una red colectora (2), con las etapas:

identificacion de un armonico superior cntico,

distribucion de las instalaciones de energfa eolica (1) en grupos (1A, 1B),

determinacion de un angulo de articulacion para uno de los grupos (1A), de tal manera que a traves de las diferentes fases de los grupos (1A, 1B) se lleva a cabo una compensacion selectiva del armonico superior cntico entre los grupos (1A, 1B), y

generacion del angulo de articulacion en el grupo (1A),

en el que las instalaciones de energfa eolica (1) son conectadas o desconectadas con diferentes angulos de articulacion o se modifica el numero de los grupos para conseguir el angulo de articulacion deseado.
16. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 15, caracterizado por que se determina el angulo de articulacion 10 en funcion del numero de los grupos 1A, 1B).
17. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 15 o 16, caracterizado porque se realiza el calculo para el angulo de articulacion individual en varios armonicos superiores y un calculo de la optimizacion para la determinacion del angulo de articulacion.
18. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado por que se determina el 15 numero de los grupos (1A, 1B) a formar en funcion del angulo de articulacion determinado, el fallo de la instalacion

de energfa eolica (1) individual y/o el regimen de trabajo de las instalaciones de energfa eolica (1) individuales.