ES2604132T3 - Procedimiento de control de un generador de turbina eólica - Google Patents

Procedimiento de control de un generador de turbina eólica Download PDF

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Abstract

Procedimiento para controlar un generador de turbina eólica, que comprende comparar un valor de referencia de potencia de salida y un valor de potencia de salida real en un primer bloque de control con un primer controlador que tiene una primera dinámica de control, comparar la salida del primer bloque de control con un valor de potencia de árbol de generador real en un segundo bloque de control con un segundo controlador que tiene una segunda dinámica de control, para determinar una señal de control de generador, caracterizado por que el valor de referencia de potencia de salida se alimenta hacia adelante y se suma con la salida del primer controlador en el primer bloque de control.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de control de un generador de turbina eolica Campo tecnico
La presente invencion se refiere al campo de generadores de turbina eolica y, en particular, al control de un generador de turbina eolica usando dos controladores.
Antecedentes de la invencion
En tiempos recientes, las turbinas eolicas se han convertido en una manera atractiva de producir ene^a electrica. Para ello, la ene^a en el viento se captura mediante un conjunto de palas (normalmente dos o tres) de una instalacion eolica. El viento capturado por las palas provoca que un arbol conectado a las palas rote. El arbol esta conectado a un rotor de un generador, que rota, por tanto, a la misma velocidad que el arbol, o a un multiplo de la velocidad del arbol en el caso de que el rotor este conectado al arbol a traves de una caja de engranajes. El generador convierte entonces la potencia mecanica proporcionada por el viento en energfa electrica para la entrega a una red electrica.
Hay varios problemas de control asociados con los generadores de turbina eolica. Por ejemplo, existe la necesidad de controlar la potencia de salida de la instalacion eolica y tambien de hacerla menos sensible a diferentes tipos de perturbaciones que pueden suceder, tales como resonancias en el tren de transmision de la turbina eolica o perturbaciones en la red electrica.
El documento WO 2008/145128 da a conocer un controlador de potencia de turbina eolica que esta conectado a un generador de turbina eolica y una red electrica. El controlador de potencia comprende dos bucles de control denominados bucle de control de potencia exterior y bucle de control de corriente/par motor interior, siendo el bucle de control de potencia exterior considerablemente mas lento que el bucle de control de corriente/par motor interior. La turbina eolica en el documento WO 2008/145128 comprende ademas medios de control resonante que modifican el valor de referencia de potencia proporcionado al bucle de control de potencia exterior. De este modo, pueden minimizarse las influencias de resonancias en el tren de transmision de la turbina eolica.
Tener un bucle de control exterior lento puede ser favorable desde el punto de vista de que actuara como un filtro de paso bajo para perturbaciones de alta frecuencia en la senal de realimentacion de potencia. Sin embargo, tener un bucle de control exterior lento tambien provocara que el generador de turbina eolica tenga una respuesta lenta a cambios en la senal de referencia de potencia. Por tanto, existe la necesidad de un controlador que puede tener una respuesta rapida a cambios en la senal de referencia de potencia independientemente de la existencia de un bucle de control exterior lento.
El documento WO2009/083447 A2 es un ejemplo adicional de control de potencia de salida de turbina eolica usando bucles anidados.
Sumario de la invencion
En vista de lo anterior, un objetivo de la invencion es proporcionar un procedimiento y un aparato para controlar un generador de turbina eolica que permiten una respuesta rapida a cambios en una senal de referencia de potencia independientemente de la velocidad de un bucle de control exterior.
Segun un primer aspecto, la presente invencion se realiza mediante un procedimiento para controlar un generador de turbina eolica, que comprende
comparar un valor de referencia de potencia de salida y un valor de potencia de salida real en un primer bloque de control con un primer controlador que tiene una primera dinamica de control,
comparar la salida del primer bloque de control con un valor de potencia de arbol de generador real en un segundo bucle de control con un segundo controlador que tiene una segunda dinamica de control, para determinar una senal de control de generador,
en el que el valor de referencia de potencia de salida se alimenta hacia adelante y se suma con la salida del primer controlador en el primer bloque de control.
Por un valor de referencia de potencia de salida se entiende un valor de potencia de salida deseado.
Por un valor de potencia de salida real se entiende un valor medido de la potencia de salida.
Por un valor de potencia de arbol de generador se entiende un valor medido de la potencia de arbol de generador, es decir, un valor medido de la potencia de un arbol rotativo en el generador.
Por una senal de control de generador se entiende una senal que, al usarse como una entrada al generador de
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turbina eolica, controla la potencia de arbol de generador del generador.
Con la disposicion segun el primer aspecto, el valor de referencia de potencia de salida que se proporciona al primer controlador se alimenta hacia adelante al segundo controlador. De este modo, el segundo controlador puede responder rapidamente a cambios en el valor de referencia de potencia de salida independientemente de la velocidad del primer controlador.
Por tanto, una ventaja de esta realizacion es que el segundo controlador puede tener una respuesta rapida a cambios en el valor de referencia de potencia de salida independientemente de la velocidad de la dinamica de control del primer controlador.
Una ventaja adicional de esta realizacion es que la turbina eolica podra hacer un seguimiento de una curva de velocidad de potencia de manera mejorada.
Segun una realizacion de la invencion, la dinamica de control del segundo controlador es mas rapida que la dinamica de control del primer controlador.
Debido al hecho de que la dinamica de control en el primer controlador es mas lenta que la dinamica de control en el segundo controlador, el primer controlador tendra una respuesta mas lenta a cambios en la senal de referencia de potencia de salida y el valor de potencia de salida real. En particular, tendra una respuesta lenta a perturbaciones en la senal de realimentacion, es decir el valor de potencia de salida real, filtrando asf perturbaciones de alta frecuencia en la senal de realimentacion antes de transferirla al segundo controlador y al generador de turbina eolica.
Otra ventaja de esta realizacion es que durante un acontecimiento de baja tension, cuando se espera que la turbina permanezca conectada a la red electrica, no es necesario ningun cambio de modo en los controladores. Mas espedficamente, durante un acontecimiento de baja tension, el nivel de interferencia es muy alto, reclamando asf controladores de la tecnica anterior para cambiar de modo, es decir cambiar a un modo de control menos sensible a perturbaciones. En la mayona de los casos, esto corresponde a desactivar completamente el primer bucle de control y usar solamente el segundo bucle de control para controlar el generador de turbina eolica. Sin embargo, como el controlador exterior segun la presente invencion actuara para filtrar perturbaciones en la senal de realimentacion, no es necesario cambiar el modo de control en los controladores, simplificando asf considerablemente la estructura de control.
Otra ventaja adicional de esta realizacion es que habra menos perturbacion en la potencia de arbol de generador y, por tanto, tambien en el tren de transmision del generador.
Segun una realizacion de la invencion, el primer controlador y el segundo controlador son o bien controladores Proporcional-Integral (PI) o controladores Proporcional-Integral-Derivativo (PID).
Una ventaja de esta realizacion es que los controladores PI o controladores PID proporcionan una manera facil de implementar el primer controlador y el segundo controlador.
Segun una realizacion de la invencion, el primer controlador esta asociado con una primera constante de tiempo y el segundo controlador esta asociado con una segunda constante de tiempo, en la que la segunda constante de tiempo es inferior a la primera constante de tiempo.
Una ventaja de esta realizacion es que, mediante el uso de constantes de tiempo, se hace facil disenar un segundo controlador que es mas rapido que un primer controlador simplemente dejando que la segunda constante de tiempo sea inferior a la primera constante de tiempo.
Segun una realizacion de la invencion, el valor de potencia de salida real esta sometido a perturbaciones. Ademas, segun una realizacion, el primer controlador actua como un filtro de paso bajo sobre el valor de potencia de salida real, eliminado asf sustancialmente las perturbaciones.
Una ventaja de esta realizacion es que las perturbaciones de alta frecuencia en el valor de potencia de salida real que se realimenta al primer controlador se filtran, ya que el primer controlador actua como un filtro de paso bajo. Por tanto, las perturbaciones no se transfieren al segundo controlador y al generador de turbina eolica.
Segun un segundo aspecto, la presente invencion esta realizada por un aparato para controlar un generador de turbina eolica, comprendiendo el aparato,
un primer bloque de control que comprende un primer controlador que tiene una primera dinamica de control, estando el primer bloque de control adaptado para comparar un valor de referencia de potencia de salida y un valor de potencia de salida real,
un segundo bloque de control que comprende un segundo controlador que tiene una segunda dinamica de control, estando el segundo bloque de control adaptado para determinar una senal de control de generador comparando la salida del primer bloque de control,
en el que el primer bloque de control comprende ademas una alimentacion hacia adelante del valor de referencia de potencia de salida para la suma con la salida del primer controlador.
Segun una realizacion de la invencion, el segundo bloque de control esta adaptado ademas para transmitir la senal de control de generador al generador de turbina eolica para la generacion del valor de potencia de salida real.
5 Las caractensticas y ventajas del primer aspecto de la invencion se aplican generalmente para el segundo aspecto de la invencion.
Otros objetivos, caractensticas y ventajas de la presente invencion surgiran a partir de la siguiente divulgacion detallada, a partir de las reivindicaciones adjuntas asf como a partir de los dibujos.
Generalmente, todos los terminos usados en las reivindicaciones deben interpretarse segun su significado habitual 10 en el campo tecnico, salvo que se definan explfcitamente de otro modo en el presente documento. Todas las referencias a “un/una/el/los [elemento, dispositivo, componente, medios, etapa, etc.]” deben interpretarse abiertamente como que se refieren a al menos un ejemplo de dicho(s) elemento, dispositivo, componente, medios, etapa, etc., salvo que se indique explfcitamente de otro modo. Las etapas de cualquier procedimiento dado a conocer en el presente documento no tienen que realizarse en el orden exacto dado a conocer, salvo que se indique 15 explfcitamente de otro modo.
Breve descripcion de los dibujos
Los anteriores, asf como objetos, caractensticas y ventajas adicionales de la presente invencion, se entenderan mejor mediante la siguiente descripcion detallada ilustrativa y no limitativa de realizaciones preferidas de la presente invencion, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se usaran los mismos numeros de referencia para 20 elementos similares, en los que:
La figura 1 es una ilustracion esquematica de una turbina eolica que esta conectada a una red electrica.
La figura 2 es un diagrama de bloques esquematico que ilustra una estructura de control segun realizaciones de la invencion.
La figura 3 es un diagrama de flujo de un procedimiento segun realizaciones de la invencion.
25 Descripcion detallada de realizaciones preferidas
La figura 1 ilustra una turbina eolica 102 que esta conectada a una red electrica 106 a traves de un convertidor 104.
La turbina eolica 102 ilustrada esta dispuesta para generar energfa electrica a partir del viento y para distribuir la energfa electrica generada a una red electrica 106. La turbina eolica 102 comprende un numero de palas de rotor 108 cuya rotacion se provoca por el viento. Las palas de rotor 108 estan conectadas a un arbol 110 que rota debido 30 a la rotacion de las palas de rotor 108. El arbol 110 esta a su vez conectado a un rotor de un generador (no mostrado), en el presente documento denominado arbol de generador (no mostrado). Normalmente, el arbol 110 y el arbol de generador estan conectados a traves de una caja de engranajes (no mostrada) de modo que la velocidad de rotacion del arbol de generador se convierte en un multiplo de la velocidad de rotacion del arbol 110. El generador convierte entonces la potencia mecanica del arbol de generador rotativo en energfa electrica. El 35 generador puede ser, por ejemplo, un generador smcrono de alimentacion unica o doble, un generador de iman permanente (PM) o un generador de induccion. Tambien es posible omitir la caja de engranajes usando un generador multipolar adecuado para una velocidad de rotacion baja del arbol 110. En este caso, el arbol de accionamiento 110 esta directamente acoplado al generador. Tambien puede proporcionarse una transmision alternativa en el arbol de accionamiento 110 para accionar el generador segun se requiera.
40 Para el rendimiento optimo con respecto a convertir la energfa del viento en energfa electrica, el arbol 110 variara su velocidad como una funcion de la velocidad del viento. Como la velocidad de rotacion del arbol de generador es proporcional a la velocidad de rotacion del arbol 110, la amplitud y frecuencia de la senal de tension proporcionada por el generador variaran segun la velocidad de rotacion del arbol 110. Antes de alimentar la potencia generada por el generador a una red electrica 106, la senal de tension proporcionada por el generador tiene, por tanto, que 45 convertirse de modo que la amplitud y frecuencia de la senal de tension cumplan con una tension de corriente alterna (CA) regulada para la red electrica 106. Para ello, el generador puede acoplarse a la red electrica 106 a traves de un convertidor 104.
Brevemente, el convertidor 104 comprende un convertidor de potencia del lado de generador (no mostrado) que transforma la senal de tension de frecuencia variable, correspondiente a una potencia de arbol de generador, en una 50 tension de corriente continua (CC), y un convertidor de potencia del lado de red que acciona un inversor, para convertir la tension CC en una tension CA regulada, correspondiente a una potencia de salida real. La potencia de salida se proporciona a continuacion por la turbina eolica 102 a la red electrica 106.
De este modo, la potencia generada por el generador de la turbina eolica 102, en el presente documento denominada potencia de arbol de generador, se convierte mediante el convertidor 104 en una potencia de salida real
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que va a alimentarse a la red electrica 106. La potencia en la red electrica 106 puede estar normalmente sometida a perturbaciones. Por ejemplo, cambios o perturbaciones en la red pueden afectar a la potencia en la red electrica 106, asf como otros fallos de red, tales como acontecimientos de baja tension. Es deseable que el generador de la turbina eolica 102 pueda compensar algunas de las variaciones en la red electrica, tal como la compensacion de perdidas de sistema. Sin embargo, no es deseable que el generador compense el ruido de alta frecuencia en la red electrica 106, ya que eso llevana a un comportamiento innecesariamente irregular de la generacion de potencia de la turbina eolica 102.
La figura 2 es un diagrama de bloques esquematico que ilustra una estructura de control 200 para controlar un generador de turbina eolica 206 que entrega potencia a una red electrica a traves de un convertidor 208.
La dinamica del generador 206, es decir el modo en el que el generador responde a una senal de entrada, puede modelarse mediante una funcion de transferencia. Normalmente, el generador tiene una respuesta rapida a cambios en la senal de entrada, haciendolo asf sensible a perturbaciones de alta frecuencia en la senal de entrada. Igualmente, la dinamica del convertidor 208 puede modelarse mediante una funcion de transferencia.
La estructura de control comprende un primer controlador 202 para controlar un valor de potencia de salida real P que va a proporcionarse a una red electrica, y un segundo controlador 204 para controlar una potencia de arbol de generador Parbol, es decir una potencia de un arbol rotativo (el arbol de generador) en el generador 206.
El valor de potencia de salida P de la turbina eolica 102, para la provision a la red electrica, se proporciona como realimentacion al primer controlador 202. El primer controlador 202 esta acoplado posteriormente al segundo controlador 204, que a su vez esta acoplado al generador 206. De manera mas precisa, los controladores primero y segundo, 202 y 204, estan acoplados en cascada, lo que significa que una salida del primer controlador 202 contribuye a una senal de referencia de entrada Prarbol del segundo controlador 204. Por tanto, la estructura de control ilustrada comprende dos bucles de control anidados; un bucle de control exterior que comprende el primer controlador y un bucle de control interior que comprende el segundo controlador.
La entrada al primer controlador 202 es un valor de diferencia entre un valor de referencia de potencia de salida Pr y un valor de potencia de salida real P que se realimenta al primer controlador. El valor de referencia de potencia de salida Pr, que, por ejemplo, puede fijar un operario de la turbina eolica, corresponde a un valor de potencia de salida deseado de la turbina eolica 102 a la red electrica. El valor de potencia de salida real P, corresponde a un valor de potencia de salida medido de la turbina eolica 102 que coincide con la potencia en la red electrica. De este modo, el valor de diferencia Pr-P puede verse como un valor de error. Ademas, el valor de potencia de salida real P puede estar sometido a perturbaciones Pperturbaciones. Por ejemplo, las perturbaciones Pperturbaciones pueden deberse a perdidas de sistema o cambios en el consumo de potencia de cualquier componente auxiliar en la turbina eolica 102, por ejemplo un sistema de regulacion de paso de pala, un sistema de guinada de gondola, sistemas de enfriamiento, ventiladores, luces, etc.
Basandose en el valor de diferencia Pr -P, el primer controlador 202 determina una salida. El primer controlador 202 esta asociado con una primera dinamica de control que define la respuesta del primer controlador 202 a una senal de entrada. De este modo, la salida se determina como una funcion del valor de diferencia Pr-P y la primera dinamica de control. Por ejemplo, la primera dinamica de control puede definirse mediante una funcion de transferencia. Preferiblemente, la primera dinamica de control es lenta, lo que significa que esta disenada para actuar como un filtro de paso bajo para cambios en la entrada Pr-P. Ventajosamente, el primer controlador 202 puede, por tanto, filtrar perturbaciones en el valor de potencia de salida real P. Sin embargo, la dinamica de control lenta del primer controlador 202 tambien implica que tendra una respuesta lenta a cambios en el valor de referencia de potencia de salida Pr.
La entrada al segundo controlador 204 es un valor de diferencia entre un valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol y un valor de potencia de arbol de generador real Parbol que se realimenta al segundo controlador 204. De manera similar a lo anterior, el valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol es un valor deseado para la potencia de arbol de generador, y el valor de potencia de arbol de generador real Parbol es un valor medido de la potencia de arbol de generador.
El valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol es una combinacion de la salida del primer controlador 202 y el valor de referencia de potencia de salida Pr, es decir, la entrada al segundo controlador 204 es una suma de la salida del primer controlador 202 y el valor de referencia de potencia de salida Pr. Por tanto, la estructura de control 200 en la figura 2 comprende una alimentacion hacia adelante del valor de referencia de potencia de salida Pr al segundo controlador 204. De este modo, se permite que el segundo controlador 204 responda rapidamente a cambios en el valor de referencia de potencia de salida Pr, mientras que, al mismo tiempo, pueden filtrarse perturbaciones de alta frecuencia en el valor de potencia de salida real P mediante el primer controlador 202 y, por tanto, no alcanzaran al segundo controlador 204 y al generador 206.
Basandose en la diferencia entre el valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol y el valor de potencia de arbol de generador real Parbol, el segundo controlador 204 determina una senal de control de generador Sgen. El segundo controlador 204 tiene una segunda dinamica de control que define la respuesta del segundo
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controlador 204 a una senal de entrada. De este modo, la senal de control de generador es una funcion de la diferencia Prarbol-Parbol y la segunda dinamica de control. Preferiblemente, la segunda dinamica de control es mas rapida que la primera dinamica de control. De este modo, y en combinacion con la alimentacion hacia adelante del valor de referencia de potencia de salida, el segundo controlador 204 puede tener una respuesta rapida a cambios en el valor de referencia de potencia de salida.
Segun realizaciones, el primer controlador 202 y/o segundo controlador 204 pueden ser controladores PI. Alternativamente, el primer controlador 202 y/o segundo controlador 204 pueden ser controladores PID. El primer controlador 202 y segundo controlador 204 pueden estar asociados ademas con una primera constante de tiempo y una segunda constante de tiempo, respectivamente. Las constantes de tiempo respectivas son una medida de como de rapidas son las dinamicas de control del primer controlador 202 y el segundo controlador 204. Normalmente, las constantes de tiempo se expresan en terminos de parametros de las funciones de transferencia de los controladores. Preferiblemente, la segunda constante de tiempo es inferior a la primera constante de tiempo, implicando asf que el segundo controlador 204 tenga una dinamica de control mas rapida que el primer controlador 202.
Teniendo la alimentacion hacia adelante dada a conocer anteriormente del valor de referencia de potencia de salida Pr, la estructura de control 200 ilustrada permite, por tanto, la reaccion rapida a cambios de referencia en el valor de referencia de potencia de salida Pr mediante el bucle de control interior que comprende el segundo controlador 204. Al mismo tiempo, el bucle de control exterior que comprende el primer controlador 202 puede garantizar que el valor de potencia de salida real P es correcto y compensa las perdidas de sistema y perturbaciones, tales como perturbaciones en el consumo de potencia. En otras palabras, la estructura de control 200 ilustrada permite un desacoplamiento de la potencia de arbol de generador de perturbaciones en la red electrica, mientras que se mantiene una respuesta de control rapida hacia cambios en el valor de referencia de potencia de salida Pr.
En la estructura de control de la figura 2 se ilustra adicionalmente un aparato para controlar un generador de turbina eolica segun realizaciones. El aparato comprende un primer bloque de control 210 que comprende el primer controlador 202 y un segundo bloque de control 220 que comprende el segundo controlador 204.
El primer bloque de control 210 esta adaptado para controlar un valor de potencia de salida real P. De manera mas precisa, el primer bloque de control 210 esta adaptado para comparar el valor de referencia de potencia de salida Pr y el valor de potencia de salida real P. Ademas, el primer bloque de control 219 esta adaptado para alimentar hacia adelante el valor de referencia de potencia de salida y sumarlo con la salida del primer controlador.
El segundo bloque de control 220 esta adaptado para controlar una potencia de arbol de generador Parbol. En mas detalle, el segundo bloque de control 220 esta adaptado para determinar una senal de control de generador Sgen comparando la salida del primer bloque de control 210, y un valor de potencia de arbol de generador real Parbol.
En una realizacion, el primer bloque de control 210 y el segundo bloque de control 220 comprenden ademas un receptor dispuesto para recibir, preferiblemente a traves de cable, enlace optico o enlace inalambrico, el valor de referencia de potencia de salida Pr y la potencia de salida real P, y el valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol, siendo una suma de la salida del primer controlador y el valor de referencia de potencia de salida, respectivamente. Ademas, el primer bloque de control 210 y el segundo bloque de control 220 pueden comprender un transmisor dispuesto para transmitir el valor de referencia de potencia de arbol determinado Parbol y la senal de control de generador Sgen, respectivamente. El transmisor del segundo bloque de control 220 puede comprender una etapa de accionamiento que adapta el nivel de senal de la senal de control de generador Sgen a un nivel de senal que es adecuado para el generador 206. De este modo, el transmisor puede comprender, por tanto, una interfaz para las senales transmitidas desde el segundo bloque de control 220 hasta el generador 206.
Para comparar el valor de referencia de potencia de salida Pr y el valor de potencia de salida real P, asf como para sumar la salida del primer controlador al valor de referencia de potencia de salida Pr, el primer bloque de control 210 puede comprender ademas una unidad de procesamiento que esta dispuesta para realizar estas etapas. Igualmente, el segundo bloque de control 220 puede comprender una unidad de procesamiento que esta dispuesta para comparar el valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol y el valor de potencia de arbol de generador real Parbol. Aun adicionalmente, el primer bloque de control 210 y el segundo bloque de control 220 pueden comprender una memoria que esta dispuesta para almacenar los valores recibidos y que tambien puede estar dispuesta para almacenar instrucciones de programa informatico para determinar un valor de referencia de potencia de arbol de generador Parbol y una senal de control de generador Sgen, respectivamente.
Se describira ahora un procedimiento para controlar un generador de turbina eolica con referencia al diagrama de flujo de la figura 3 y la estructura de control de la figura 2.
En la etapa S302 el valor de referencia de potencia de salida Pr se compara con un valor de potencia de salida real P. La etapa S302 puede realizarse, por ejemplo, por el primer bloque de control 210. La comparacion puede realizarse, por ejemplo, determinando una diferencia entre el valor de referencia de potencia de salida Pref y el valor de potencia de salida real P. La diferencia puede determinarse, por ejemplo, por una unidad de procesamiento o hardware dedicado en el primer bloque de control 210. La potencia de salida real P puede medirse mediante
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cualquier medio conocido.
El resultado de la comparacion puede introducirse entonces en el primer controlador 202 que determina una salida basandose en la entrada. La salida del primer controlador 202 se determina normalmente aplicando un filtro al valor de diferencia de potencia de salida. El filtro puede por definirse, por ejemplo, en terminos de una funcion de transferencia que tiene un numero de parametros que determinan la dinamica de control del primer controlador 202, es decir, el modo en el que el primer controlador responde a una senal de entrada.
En la etapa S304, que puede realizarse, por ejemplo, por el primer bloque de control 210, el valor de referencia de potencia de salida Pr y la salida del primer controlador 202 se combinan. De manera mas precisa, el valor de referencia de potencia de salida Pr y la salida del primer controlador 202 pueden anadirse juntos. Por ejemplo, la suma puede realizarse por una unidad de procesamiento o hardware del primer bloque de control 210.
Como resultado de la etapa S304, la salida del primer controlador 202 se combina con una alimentacion hacia adelante del valor de referencia de potencia de salida Pr.
En la etapa S306, se determina una senal de control de generador Sgen. La etapa S306 puede realizarse, por ejemplo, por el segundo bloque de control 220. La senal de control de generador Sgen puede determinarse en dos etapas. En primer lugar, la salida del primer bloque de control se compara con un valor de potencia de arbol de generador realimentado real Parbol del generador 206. Parbol puede medirse por cualquier medio conocido. La comparacion en la etapa S306 puede determinarse, por ejemplo, por una unidad de procesamiento o hardware del segundo bloque de control 210. A continuacion, el resultado de la comparacion puede usarse como entrada al segundo controlador 204. Como resultado de aplicar el resultado al segundo controlador 204, el segundo controlador 204 determina una senal de control de generador Sgen. La senal de control de generador Sgen y sus propiedades dependen de la dinamica de control del segundo controlador 204. Tal como se dio a conocer anteriormente en conexion con la figura 2, la dinamica de control del segundo controlador 204 es normalmente mas rapida que la dinamica de control del primer controlador 202. De este modo, el segundo controlador 204 puede tener una respuesta rapida a cambios en el valor de referencia de potencia de salida Pr.
La invencion principalmente se ha descrito anteriormente con referencia a algunas realizaciones. Sin embargo, como apreciara facilmente un experto en la tecnica, otras realizaciones a las dadas a conocer anteriormente son igualmente posibles dentro del alcance de la invencion, tal como se define por las reivindicaciones de patente adjuntas.

Claims (11)

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  2. 2.
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  8. 9.
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  10. 11.
  11. 12.
    REIVINDICACIONES
    Procedimiento para controlar un generador de turbina eolica, que comprende
    comparar un valor de referencia de potencia de salida y un valor de potencia de salida real en un primer bloque de control con un primer controlador que tiene una primera dinamica de control,
    comparar la salida del primer bloque de control con un valor de potencia de arbol de generador real en un segundo bloque de control con un segundo controlador que tiene una segunda dinamica de control, para determinar una senal de control de generador,
    caracterizado por que
    el valor de referencia de potencia de salida se alimenta hacia adelante y se suma con la salida del primer controlador en el primer bloque de control.
    Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que dicha segunda dinamica de control es mas rapida que dicha primera dinamica de control.
    Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho primer controlador y dicho segundo controlador son o bien controladores Proporcional-Integral (PI) o bien controladores Proporcional-Integral-Derivativo (PID).
    Procedimiento segun la reivindicacion 3, en el que dicho primer controlador esta asociado con una primera constante de tiempo y dicho segundo controlador esta asociado con una segunda constante de tiempo, y en el que dicha segunda constante de tiempo es inferior a dicha primera constante de tiempo.
    Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicho valor de potencia de salida real esta sometido a perturbaciones.
    Procedimiento segun la reivindicacion 5, en el que dicho primer controlador actua como un filtro de paso bajo sobre dicho valor de potencia de salida real, eliminando asf sustancialmente dichas perturbaciones.
    Aparato para controlar un generador de turbina eolica, comprendiendo dicho aparato,
    un primer bloque de control que comprende un primer controlador que tiene una primera dinamica de control, estando dicho primer bloque de control adaptado para comparar un valor de referencia de potencia de salida y un valor de potencia de salida real,
    un segundo bloque de control que comprende un segundo controlador que tiene una segunda dinamica de control, estando dicho segundo bloque de control adaptado para determinar una senal de control de generador comparando la salida del primer bloque de control y un valor de potencia de arbol de generador real,
    caracterizado por que
    el primer bloque de control comprende ademas una alimentacion hacia adelante del valor de referencia de potencia de salida para la suma con la salida del primer controlador.
    Aparato segun la reivindicacion 7, en el que dicha segunda dinamica de control es mas rapida que dicha primera dinamica de control.
    Aparato segun la reivindicacion 7 o 8, en el que dicho primer controlador y dicho segundo controlador son controladores PI.
    Aparato segun la reivindicacion 9, en el que dicho primer controlador esta asociado con una primera constante de tiempo y dicho segundo controlador esta asociado con una segunda constante de tiempo, y en el que dicha segunda constante de tiempo es inferior a dicha primera constante de tiempo.
    Aparato segun cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en el que dicho segundo bloque de control esta adaptado ademas para transmitir dicha senal de control de generador a dicho generador de turbina eolica para la generacion de dicho valor de potencia de salida real.
    Aparato segun cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en el que dicho valor de potencia de salida real esta sometido a perturbaciones.
    Aparato segun la reivindicacion 12, en el que dicho primer controlador esta adaptado para actuar como un filtro de paso bajo sobre dicho valor de potencia de salida real, eliminando asf sustancialmente dichas perturbaciones.
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