ES2609760T3 - Método de determinación de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generación, y un controlador de planta de generación - Google Patents
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Abstract
Un método (100) de determinación de puntos de consigna individuales (Pref, Qref) en un controlador (15; 15'; 15'') de planta de generación dispuesto para controlar una planta de generación eólica (10) que comprende uno o más generadores de turbina eólica (1) y un equipo de compensación (2) opcional capaz de generar una producción eléctrica, refiriéndose los puntos de consigna individuales (Pref, Qref) a una potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada uno de los uno o más generadores de turbina eólica (1) y del equipo de compensación (2) opcional para el suministro a una red eléctrica externa, comprendiendo el método las etapas de: a) recibir una solicitud de una potencia activa (P) y/o reactiva (Q) a suministrar a la red eléctrica externa; b) determinar la potencia activa y reactiva disponibles del al menos un generador de turbina eólica (1) y del equipo de compensación (2) opcional; c) comparar la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparar la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; y d) en caso de que la comparación en la etapa c) muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, determinar puntos de consigna individuales optimizados (Pref, Qref) para el al menos un generador de turbina eólica (1) y un equipo de compensación (2) basándose en una señal que comprende información sobre la red eléctrica interna de la planta de generación eólica (10).
Description
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DESCRIPCION
Metodo de determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generacion, y un controlador de planta de generacion
Campo de la invencion
Las realizaciones de la invencion se refieren en general a un procedimiento de determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica que comprende una pluralidad de generadores de turbina eolica y un equipo de compensacion opcional capaz de generar una produccion electrica, un controlador de planta de generacion eolica asf como un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones de codigo de programa que, cuando lo ejecuta un controlador de la planta de generacion en una planta de generacion eolica, provoca que el controlador de la planta de generacion lleve a cabo el metodo de la invencion.
Antecedentes de la invencion
En los ultimos anos, se ha incrementado la atencion sobre la reduccion de emisiones de gases de efecto invernadero generados por la combustion de combustibles fosiles. Una solucion para la reduccion de las emisiones de gases de efecto invernadero es el desarrollo de fuentes de energfa renovables. Particularmente, la energfa derivada del viento ha demostrado ser una fuente de energfa medioambientalmente segura y fiable, que puede reducir la dependencia de los combustibles fosiles.
La energfa del viento puede capturarse mediante una turbina eolica, que es una maquina giratoria que convierte la energfa cinetica del viento en energfa mecanica, y posteriormente la energfa mecanica en potencia electrica. Pueden disponerse juntos una pluralidad de generadores de turbina eolica en un parque eolico, granja eolica o planta de generacion eolica para generar energfa suficiente como para dar soporte a una red electrica. Una planta de generacion eolica puede localizarse en tierra o mar, y frecuentemente cubre grandes areas geograficas. Cada generador de turbina eolica tipicamente incluye, o se conecta a, un controlador de turbina eolica, y la planta de generacion eolica tipicamente incluye un controlador central, frecuentemente denominado controlador de planta de generacion, controlador central o controlador maestro, acoplado operativamente a los controladores de turbina eolica de los generadores de turbina eolica individuales. El controlador de la planta de generacion se dispone para recibir informacion de los controladores de turbina eolica, por ejemplo con relacion a la produccion de potencia y/o valores de medicion desde los generadores de turbina eolica, y el controlador de la planta de generacion se dispone para transmitir informacion a los generadores de turbina eolica, por ejemplo para obtener una produccion requerida de los generadores de turbina eolica.
Estos factores hacen necesario proporcionar una variedad de tecnologfas de intercomunicacion y comunicacion enlazadas en red para la supervision y control de las instalaciones de generacion eolica de energfa electrica.
En una planta de generacion eolica con una pluralidad de generadores de turbina eolica, la atencion se ha desplazado de los puntos de conexion del generador de turbina eolica por separado al punto central de conexion de la planta de generacion eolica, frecuentemente denominado el “punto de acoplamiento comun”, y el control de las turbinas eolicas individuales se suplementa con un control global llevado a cabo por un controlador de la planta de generacion eolica o controlador maestro, dispuesto para controlar los componentes de la planta de generacion eolica mediante la transmision de puntos de consigna sobre, por ejemplo, potencia activa y reactiva a proporcionar en el punto de acoplamiento comun. En plantas de generacion eolica muy grandes, puede existir mas de un punto de acoplamiento comun, y puede existir mas de un controlador de planta de generacion.
La solicitud de patente publicada US2010/025994A1 divulga un sistema de control de generador de turbina eolica que comprende un controlador maestro tal como el que se ha descrito. El controlador maestro distribuye puntos de consigna a cada granja eolica de la red de granjas eolicas, y lo hace de acuerdo con un algoritmo de distribucion que actua para limitar el valor del punto de consigna de modo que no se supere la capacidad de cada granja eolica.
Un factor de limitacion cuando se realiza el control central de una planta de generacion eolica con varios generadores de turbina eolica es el tiempo que lleva recoger y acondicionar la informacion desde los generadores de turbina eolica individuales, transmitir la informacion al controlador central o controlador de la planta de generacion y distribuir los datos de control, por ejemplo nuevos puntos de consigna de potencia activa o reactiva desde el controlador de la planta de generacion a los controladores de la turbina eolica. La expresion “componentes de la planta de generacion eolica” presente indicar los componentes de produccion de energfa o de generacion de energfa de la planta de generacion eolica, en concreto, generadores de turbina eolica y opcionalmente, equipos de compensacion capaces de generar una produccion electrica.
Una tarea importante del controlador de la planta de generacion consiste en proporcionar puntos de consigna optimos sobre la potencia activa y reactiva a generar por cada uno de los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion, si esta incluido en la planta de generacion eolica.
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Sumario de la invencion
Las realizaciones de la invencion se refieren en general a la provision de puntos de consigna mediante un controlador de planta de generacion, a enviar a los generadores de turbina eolica y al equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica.
Una realizacion de la invencion proporciona un metodo de determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica que comprende uno o mas generadores de turbina eolica y un equipo de compensacion opcional capaz de generar una produccion electrica, refiriendose los puntos de consigna individuales a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada uno de los uno o mas generadores de turbina eolica y desde el equipo de compensacion opcional para el suministro de una red electrica externa, comprendiendo el metodo las etapas de: (a) recibir una solicitud de una potencia activa (P) y/o reactiva (Q) a suministrar a la red electrica externa; (b) determinar la potencia activa y reactiva disponibles desde el al menos un generador de turbina eolica y desde el equipo de compensacion opcional; (c) comparar la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparar la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; y (d) en caso de que la comparacion en la etapa (c) muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, determinar puntos de consigna individuales optimizados para el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion basandose en una senal que comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica.
Otra realizacion de la invencion proporciona un controlador de la planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica que comprende al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion opcional, siendo capaces los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional de generar una produccion electrica, estando dispuesto el controlador de la planta de generacion eolica para controlar la planta de generacion eolica mediante la transmision de puntos de consigna individuales con relacion a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional, para el suministro a una red electrica externa, comprendiendo el controlador de la planta de generacion eolica:
- un receptor para recibir senales de entrada con relacion a una solicitud de una potencia activa y/o reactiva a generar por la planta de generacion eolica;
- una unidad para la determinacion de la potencia activa y reactiva disponibles desde el al menos un generador de turbina eolica y desde el equipo de compensacion opcional;
- un comparador para la comparacion de la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparacion de la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; y
- un optimizador para determinar los puntos de consigna individuales optimizados para el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion, en caso de que el comparador detecte que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, en el que la determinacion de dichos puntos de consigna individuales se basa en una senal que comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica.
Otra realizacion mas de la invencion proporciona un producto de programa informatico que comprende: al menos un medio legible por ordenador; y senales legibles por ordenador, almacenadas en el al menos un medio legible por ordenador, que definen instrucciones que, como resultado de su ejecucion por un ordenador, controlan el ordenador para realizar un metodo de determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica que comprende uno o mas generadores de turbina eolica y un equipo de compensacion opcional capaces de generar una produccion electrica, refiriendose los puntos de consigna individuales a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada una de las una o mas turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional para el suministro de una red electrica externa, comprendiendo el metodo las etapas de: (a) recibir una solicitud de una potencia activa (P) y/o reactiva (Q) a suministrar a la red electrica externa; (b) determinar la potencia activa y reactiva disponibles desde el al menos un generador de turbina eolica y desde el equipo de compensacion opcional; (c) comparar la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparar la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; y (d) en caso de que la comparacion en la etapa (c) muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, determinar puntos de consigna individuales para el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion, basandose en una senal que comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica.
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Breve descripcion de los dibujos
Se explican realizaciones de la presente invencion, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos adjuntos. Cabe destacar que los dibujos adjuntos ilustran solo ejemplos de realizaciones de la invencion.
la Figura 1 ilustra una vista simplificada de una planta de generacion eolica;
las Figuras 2-4 ilustran vistas esquematicas de un controlador de una planta de generacion eolica de acuerdo con la invencion; y
la Figura 5 ilustra un diagrama de flujo de un metodo de acuerdo con la invencion.
Descripcion detallada
En lo que sigue, se hace referencia a realizaciones de la invencion. Sin embargo, se debe entender que la invencion no esta limitada a las realizaciones espedficas descritas. En su lugar, se contempla la implementacion y puesta en practica de la invencion con cualquier combinacion de las siguientes caractensticas y elementos, ya esten relacionados o no con diferentes realizaciones.
Adicionalmente, en diversas realizaciones de la invencion se proporcionan numerosas ventajas sobre la tecnica anterior. Sin embargo, aunque las realizaciones de la invencion pueden conseguir ventajas sobre otras posibles soluciones y/o sobre la tecnica anterior, se consiga o no una ventaja particular con una realizacion dada no constituye una limitacion de la invencion. Por ello, los siguientes aspectos, caractensticas, realizaciones y ventajas son meramente ilustrativos y no se consideran elementos o limitaciones de las reivindicaciones adjuntas excepto cuando se detalle explfcitamente en una(s) reivindicacion(es). De la misma manera, la referencia a “la invencion” no debera interpretarse como una generalizacion de cualquier materia objeto inventiva divulgada en el presente documento y no debera considerarse que sea un elemento o limitacion de las reivindicaciones adjuntas excepto cuando se detalle explfcitamente en una(s) reivindicacion(es).
Una realizacion de la invencion proporciona un metodo de determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica que comprende uno o mas generadores de turbina eolica y opcionalmente un equipo de compensacion capaz de generar una produccion electrica, refiriendose los puntos de consigna individuales a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada una de las una o mas turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional para el suministro a una red electrica externa, comprendiendo el metodo las etapas de:
(a) recibir una solicitud de una potencia activa (P) y/o reactiva (Q) a suministrar a la red electrica externa;
(b) determinar la potencia activa y reactiva disponibles desde el al menos un generador de turbina eolica y desde el equipo de compensacion opcional;
(c) comparar la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparar la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; y
(d) en caso de que la comparacion en la etapa (c) muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, determinar puntos de consigna individuales para el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion, en el que la determinacion de dichos puntos de consigna individuales es un calculo combinado de los puntos de consigna individuales optimizados para la potencia activa y la potencia reactiva desde el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion mediante el uso de informacion de la red electrica interna en la planta de generacion eolica.
En general, hay dos etapas principales para producir una cantidad predefinida de potencia electrica, a saber potencia activa P y potencia reactiva Q, con una planta de generacion eolica. La primera etapa consiste en fijar dos potencias de referencia, Pref y Qref mediante un controlador de la planta de generacion, en el que las dos potencias de referencia son las potencias totales desde las diferentes unidades de produccion de potencia de la planta de generacion eolica. La segunda etapa consiste en asignar/consignar una potencia solicitada a cada unidad de produccion de potencia de la planta de generacion eolica. Esto puede considerarse como el equivalente a indicar un conjunto de puntos de consigna individuales (Pref, Qref) a cada unidad de produccion eolica de la planta de generacion eolica, en donde el conjunto de puntos de consigna individuales Pref, Qref comprende dos puntos de consigna para la potencia activa y reactiva, respectivamente, desde cada generador de turbina eolica, asf como puntos de consigna de potencia activa y/o reactiva desde el equipo de compensacion. Por ello, los puntos de consigna Pref, Qref pueden incluir dos puntos de consigna, pref,i y qref,i para la potencia activa y reactiva, respectivamente, a solicitar del i-esimo generador de turbina eolica asf como uno o dos puntos de consigna pref,j, qref,j para la potencia activa y/o potencia reactiva, respectivamente, a solicitar de la j-esima pieza del equipo de compensacion, en caso de que el equipo de compensacion este compuesto por mas de una pieza o componente.
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La expresion “calculo combinado” pretende indicar que los puntos de consigna activa y reactiva estan determinados por el controlador de la planta de generacion eolica teniendo debidamente en cuenta factores relevantes que influyen en los puntos de consigna de potencia activa y reactiva. Por ello, la potencia activa y reactiva puede determinarse sustancialmente en la misma etapa. Mas aun, se tienen en consideracion factores similares para la determinacion de los puntos de consigna para la potencia activa y reactiva. Los puntos de consigna activa y reactiva pueden estar determinados por la misma unidad del controlador de la planta de generacion eolica. Mediante el calculo combinado de los puntos de consigna individuales de potencia activa y reactiva para componentes de produccion de potencia individuales de la planta de generacion eolica, puede cambiarse el grafico P-Q de la planta de generacion eolica en su conjunto, de modo que pueda expandirse el intervalo de operacion electrica de la planta de generacion eolica.
El calculo de dichos puntos de consigna individuales en la etapa (d) se basa adicionalmente en informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica. Dicha informacion sobre la red electrica interna puede incluir, por ejemplo, informacion sobre la topologfa de la red, incluyendo impedancia electrica, de modo que puedan tomarse en consideracion las perdidas entre un generador de turbina eolica o equipo de compensacion y el punto de acoplamiento comun.
Cabe destacar que se le han asignado a las etapas del metodo los signos de referencia (a) a (d) unicamente para facilitar la comprension, y que las etapas del metodo puede llevarse a cabo en cualquier orden apropiado. Por ejemplo, la etapa (a) podna llevarse a cabo simultaneamente con o despues de la etapa (b).
Al metodo le puede seguir una etapa de transmision de los puntos de consigna individuales relacionados con la potencia activa y potencia reactiva a los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional.
Cabe destacar que la solicitud de potencia activa y/o reactiva no necesita recibirse desde el exterior del controlador de la planta de generacion, porque el controlador de la planta de generacion puede disponerse para determinar la potencia a suministrar, basandose en mediciones en el punto comun de acoplamiento y cualesquiera codigos de red para la red electrica externa. Sin embargo, la solicitud de una potencia activa y/o reactiva puede recibirse tambien desde el exterior de la planta de generacion eolica, por ejemplo desde un propietario de la planta de generacion eolica u operador de la red de la comparua electrica.
El calculo de dichos puntos de consigna utilizados en la etapa (d) puede basarse adicionalmente en informacion sobre si cada uno de los uno o mas generadores de turbina eolica esta activo o no activo.
La expresion “equipo de compensacion” pretende indicar cualquier equipo de compensacion de potencia activa y/o reactiva apropiado. El equipo de compensacion de potencia reactiva puede comprender candidatos de entre los siguientes, pero sin estar limitado a los candidatos mencionados: bancos de condensadores conmutados, bancos de inductores conmutados, condensadores estaticos, condensadores smcronos y STAT-COM. La compensacion de potencia reactiva se usa para controlar o bien el factor de potencia, o el nivel de potencia reactiva que fluye o para controlar el nivel de tension del punto de acoplamiento comun. El equipo de compensacion de potencia activa puede comprender candidatos de entre los siguientes, pero sin estar limitado a los candidatos mencionados: almacenamientos de energfa, por ejemplo en forma de una batena electrica, un volante de inercia, un ultra condensador, un condensador, plantas hidraulicas hubridas, celulas fotovoltaicas y celulas de combustible. La compensacion de potencia activa se usa para controlar el factor de potencia, el nivel de potencia activa, la frecuencia o para el control del nivel de tension en el punto de acoplamiento comun. De ese modo, la compensacion de potencia activa puede usarse para, por ejemplo, cumplimiento de la normativa de red, mejora de la calidad de la potencia, nivelacion de la produccion, permitir una sobreproduccion, permitir el nivelado de la produccion, obtener reserva de potencia. Todas estas medidas estan relacionadas y son familiares para el experto en la materia de generacion de potencia electrica. Se puede considerar por tanto que el equipo de compensacion tiene distintas partes, en el que una parte puede ser de una clase de equipo de compensacion activa o reactiva, y otras partes pueden ser otras unidades de la misma u otra clase de equipo de compensacion activa y reactiva. Solo a modo de ejemplo, el equipo de compensacion podna comprender un almacenamiento de energfa en forma de una batena, una celula fotovoltaica asf como un sTaTCOM. En este ejemplo, se puede considerar que la compensacion consta de tres partes, a saber la batena, la celula fotovoltaica y el STATCOM. Sin embargo, uno de estos componentes de compensacion puede usarse para controlar los otros, en cuyo caso el controlador de la planta de generacion puede considerar las tres partes del equipo de compensacion como una.
La expresion “equipo de compensacion opcional” pretende indicar que la planta de generacion eolica puede incluir un equipo de compensacion, pero no es obligatorio que la planta de generacion eolica incluya dicho equipo de compensacion. En caso de que no se incluya un equipo de compensacion en la planta de generacion eolica, el controlador de la planta de generacion eolica actua en consecuencia, y no se generara o transmitira ninguna contribucion en cuanto a puntos de consigna sobre la potencia activa o reactiva desde dicho equipo de compensacion.
La expresion “puntos de consigna que se refieren a la potencia activa y/o reactiva” pretende indicar las referencias sobre la potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada generador de turbina eolica de la pluralidad de turbinas
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eolicas y el equipo de compensacion opcional, y la expresion “puntos de consigna individuales” pretende indicar que el controlador de la planta de generacion eolica se dispone para definir puntos de consigna a enviar a la pluralidad de generadores de turbina eolica y al equipo de compensacion de la planta de generacion eolica, donde estos puntos de consigna no son necesariamente identicos. Por ello, el controlador de la planta de generacion eolica se dispone para asignar puntos de consigna a los generadores de turbina eolica individuales y al equipo de compensacion opcional de acuerdo con los factores de correccion, y los puntos de consigna enviados a diferentes generadores de turbina eolica tfpicamente seran diferentes entre su Sin embargo, debena tomarse nota de que en algunos casos podna ocurrir que los puntos de consigna fueran identicos; sin embargo, se asignan a los generadores de turbina eolica individuales basandose en consideraciones individuales, tal como indican los factores de correccion. Los puntos de consigna que se refieren a la potencia activa y/o reactiva pueden ser puntos de consigna que indiquen una potencia activa y/o reactiva a proporcionar desde un generador de turbina eolica o equipo de compensacion; sin embargo, los puntos de consigna que se refieren a la potencia activa y/o reactiva pueden indicar tambien un factor de potencia a generar o senales de corriente combinadas con senales de la tension a generar desde la pluralidad de generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional.
La determinacion de dichos puntos de consigna individuales en la etapa (d) se lleva a cabo mediante el uso de una tecnica del Flujo de Carga Optimo. Como alternativa o adicionalmente, la determinacion de dichos puntos de consigna individuales en la etapa (d) se lleva a cabo mediante la optimizacion de una funcion de coste. Ambos de estos casos se refieren a tecnicas de optimizacion ventajosas que pueden disponerse para tener en cuenta una variedad de factores.
La potencia activa disponible determinada a partir de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional es la suma de las potencias activas disponibles reales de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional, y la potencia reactiva disponible determinada a partir de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional es la suma de las potencias reactivas disponibles reales de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional. En este caso, la potencia activa y reactiva disponible, respectivamente, de la planta de generacion eolica es la suma de la potencia activa y reactiva disponible real, respectivamente, de los componentes individuales de la planta de generacion eolica.
La potencia activa disponible determinada a partir de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional es la suma de las potencias activas disponibles modificadas de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional, y la potencia reactiva disponible determinada a partir de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y equipo de compensacion opcional es la suma de las potencias reactivas disponibles modificadas de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional, en el que se determina un valor modificado de una potencia activa o reactiva, respectivamente, mediante la correccion de la potencia activa o reactiva disponible real mediante factores de correccion que se refieren a informacion de condicion sobre cada una de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion. En este caso, la potencia activa y reactiva disponible, respectivamente, de la planta de generacion eolica es la suma de la potencia activa y reactiva disponible modificada, respectivamente, de los componentes individuales de la planta de generacion eolica.
Mediante la determinacion de factores de correccion en el nivel de los generadores de turbina eolica y del equipo de compensacion opcional y el uso de dichos factores de correccion en el controlador de la planta de generacion eolica en la determinacion de los puntos de consigna individuales a enviar a los generadores de turbina eolica y al equipo de compensacion opcional, puede tenerse en cuenta un intervalo de factores que influyen en el rendimiento de los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion a corto plazo asf como a largo plazo. Cuando la produccion electrica total a generar por la pluralidad de generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional es menor que la capacidad total, el controlador de la planta de generacion eolica se dispone para determinar puntos de consigna de manera flexible mediante el uso de los factores de correccion. Esta flexibilidad puede incrementar la vida util de los generadores de turbina eolica individuales, y/o puede ayudar a planificar el mantenimiento.
Los factores de correccion se determinan basandose en uno o mas de los siguientes: condiciones del viento; caractensticas operativas; condiciones del componente; topologfa de la planta de generacion eolica; envejecimiento de los generadores de turbina eolica individuales de la planta de generacion eolica; envejecimiento del equipo de compensacion opcional; y consideraciones sobre el precio de la energfa.
Asf, se puede tener en cuenta el estado de salud de los generadores de turbina eolica y del equipo de compensacion opcional, asf como su distancia desde el punto de acoplamiento comun, las cargas de los generadores de turbina eolica y otros factores para la consignacion de los puntos de consigna de los componentes individuales de la planta de generacion eolica.
Las condiciones del viento pueden comprender uno o mas de los siguientes factores: direccion del viento, velocidad del viento, nivel de turbulencia y cizallamiento. Las condiciones del viento pueden comprender uno o mas de los siguientes factores: direccion del viento, velocidad del viento, nivel de turbulencia y cizallamiento. Dichas
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condiciones del viento pueden determinate de cualquier forma apropiada, por ejemplo mediante anemometros o LIDAR, mediante sensores en los generadores de turbina eolica, etc. Los niveles de turbulencia podnan ser muy diferentes a lo largo de toda la planta de generacion eolica. El envfo de puntos de consigna relativamente mas bajos a los generadores de turbina eolica que experimenten la turbulencia mas intensa ahorra vida util de los generadores de turbina eolica. El nivel de turbulencia puede medirse, por ejemplo, con sensores de carga de pala en los generadores de turbina eolica individuales.
Las caractensticas operativas comprenden uno o mas de los siguientes factores: punto de operacion optimo de los generadores de turbina eolica individuales; punto de operacion optimo del equipo de compensacion opcional; intervalo operacional electrico de los generadores de turbina eolica individuales, intervalo operacional electrico del equipo de compensacion opcional; historico de operacion de los generadores de turbina eolica individuales; historico de operacion del equipo de compensacion opcional; estando de produccion de cada uno de los generadores de turbina eolica; y estado de produccion del equipo de compensacion opcional. Dichas caractensticas operativas son por tanto caractensticas de los generadores de turbina eolica y/o equipo de compensacion tal como se determinan en estas unidades de produccion de potencia. Las caractensticas operativas pueden transmitirse directamente desde las unidades de produccion de potencia al controlador de la planta de generacion eolica para contribuir a la determinacion de los factores de correccion en el controlador de la planta de generacion eolica.
Las condiciones del componente pueden comprender uno o mas de los siguientes: mediciones de sensores de componentes en los generadores de turbina eolica; la edad de los generadores de turbina eolica individuales; la edad del equipo de compensacion opcional; informes de servicio sobre los generadores de turbina eolica individuales; informe de servicio sobre el equipo de compensacion opcional. De ese modo, las condiciones del componente pueden referirse a las condiciones de componentes espedficos de las unidades de produccion de potencia, tal como, por ejemplo, el generador electrico de un generador de turbina eolica, la temperatura de componentes cnticos en un generador de turbina eolica, tal como el generador electrico y/o las condiciones del componente puede referirse a valores globales de las unidades de produccion de potencia individuales, tales como la edad. Los informes de servicio de todos los elementos de produccion de potencia de la planta de generacion eolica pueden influir asf en el factor de correccion. El controlador de la planta de generacion puede tener en cuenta informacion de dichos informes de servicio cuando determina los puntos de consigna para los generadores de turbina eolica individuales y al equipo de compensacion, si esta comprendido en la planta de generacion eolica, de modo que por ejemplo, se le pide a un STATCOM y a algunos de los generadores de turbina eolica que proporcionen potencia reactiva de acuerdo con el estado de salud de cada uno de estos elementos y no de acuerdo con valores de reparto predefinidos.
La topologfa de la planta de generacion eolica puede incluir uno o mas de los siguientes factores: entradas sobre sombreado potencial de un generador de turbina eolica por otro, dependiendo de la direccion del viento; e introduccion de perdidas electricas desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional hasta un punto de acoplamiento comun de la planta de generacion eolica a una red electrica externa.
En caso de que unos generadores de turbina eolica la hagan sombra a otros, tal como cuando un generador de turbina eolica viento arriba reduce la velocidad del viento local para uno o mas generadores de turbina eolica viento abajo, se puede considerar la produccion de estos generadores de turbina eolica ventajosamente en combinacion por dos razones;
- los generadores de turbina eolica viento arriba restan energfa del viento provocando una produccion electrica disponible potencial reducida de los generadores de turbina eolica viento abajo.
- Los generadores de turbina eolica viento arriba provocan una turbulencia adicional en las turbinas eolicas viento abajo, dando como resultado mayores esfuerzos y por ello una vida util mas corta, y potencialmente menor produccion por lo que los generadores de turbina eolica viento abajo pueden reducir su capacidad para protegerlas contra la turbulencia.
Restringir un generador de turbina eolica viento arriba mas que el generador de turbina eolica viento abajo podna conllevar una mejor carga global de los generadores de turbina eolica. Naturalmente, esta es una caractenstica dependiente de la direccion del viento, dado que la interaccion se traslada con el viento, de modo que dependiendo de la direccion del viento diferentes generadores de turbina eolica pueden ser generadores de turbina eolica viento arriba o viento abajo.
El envejecimiento del generador de turbina eolica comprende uno o mas de los siguientes factores: la edad real de uno o mas componentes de los generadores de turbina eolica; puntos de consigna previos enviados a los generadores de turbina eolica; y el numero de veces que los generadores de turbina eolica se han parado o detenido. El envejecimiento del equipo de compensacion opcional comprende uno o mas de los siguientes factores: la edad real del equipo de compensacion; los puntos de consigna previos enviados al equipo de compensacion y el numero de veces que el equipo de compensacion se ha desconectado o desactivado.
Los cambios en los puntos de consigna de potencia pueden tener un impacto sobre los generadores de turbina eolica, de modo que la frecuencia y las amplitudes de los cambios en el punto de consigna procedentes del
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controlador de la planta de generacion eolica a las turbinas individuals podnan incluirse ventajosamente en la determinacion de los puntos de consigna individuals. Mas aun, la edad real de los componentes de los generadores de turbina eolica y/o equipo de compensacion puede influir en la determinacion de los puntos de consigna por parte del controlador de la planta de generacion eolica. Por ejemplo, si el generador de una turbina eolica dada o una batena de un equipo de compensacion basado en batena se han sustituido recientemente, se puede solicitar de esta turbina eolica o equipo de compensacion espedficos mas produccion para ahorrar el uso de componentes de otras turbinas eolicas.
Las mediciones de sensores de componentes en los generadores de turbina eolica pueden comprender mediciones de sensores de la temperatura de los generadores.
El controlador de la planta de generacion eolica y el producto de programa informatico de la invencion implican caractensticas y ventajas similares a las descritas en conexion con el metodo.
Lo que sigue es una descripcion detallada de realizaciones de la invencion representadas en los dibujos adjuntos. Las realizaciones son ejemplos y estan en un detalle tal que comunican claramente la invencion. Sin embargo, la cantidad de detalle ofrecido no se pretende que lfmite las variaciones anticipadas de las realizaciones.
La figura 1 ilustra una vista simplificada de una planta de generacion eolica 10. El parque eolico de ejemplo o la planta de generacion eolica 10 de la figura 1 tiene una pluralidad de generadores de turbina eolica 1; sin embargo, debido a la simplicidad de la figura solo se muestran tres generadores de turbina eolica en la figura 1. El numero de generadores de turbina eolica 1 en la planta de generacion eolica puede ser cualquier numero apropiado, por ejemplo cualquier numero entre 2 y centenares, por ejemplo 10, 20, 50 o 100 generadores de turbina eolica. Incluso aunque los tres generadores de turbina eolica 1 mostrados en la figura 1 se muestran proximos entre sf, cabe destacar que los generadores de turbina eolica 1 de la planta de generacion eolica 10 pueden distribuirse sobre un gran area; esto puede implicar que la velocidad del viento, el cizallamiento del viento, la turbulencia del viento asf como la impedancia electrica entre el generador de turbina eolica y un punto de acoplamiento comun pueden variar considerablemente entre los generadores de turbina eolica 1 de la planta de generacion eolica 10.
La planta de generacion eolica 1 puede comprender opcionalmente un equipo de compensacion 2 dispuesto para proporcionar potencia activa y/o reactiva. Este equipo de compensacion opcional puede ser asf un equipo de compensacion de potencia activa, un equipo de compensacion de potencia reactiva o una combinacion de ambos. En la figura 1 el equipo de compensacion opcional 2 se muestra como una unidad; sin embargo, debena tomarse nota de que el equipo de compensacion opcional 2 puede ser mas de una unidad. El equipo de compensacion de potencia reactiva puede comprender candidatos de entre los siguientes, pero sin estar limitado a los candidatos mencionados: bancos de condensadores conmutados, bancos de inductores conmutados, condensadores estaticos, condensadores smcronos y STATCOM. La compensacion de potencia reactiva se usa para controlar o bien el factor de potencia, o el nivel de potencia reactiva que fluye o para controlar el nivel de tension en el punto de acoplamiento comun. El equipo de compensacion de potencia activa puede comprender candidatos de entre los siguientes, pero sin estar limitado a los candidatos mencionados: almacenamientos de energfa, por ejemplo en forma de una batena electrica, un volante de inercia, un ultra condensador, un condensador, plantas hidraulicas hubridas, celulas fotovoltaicas y celulas de combustible. La compensacion de potencia activa se usa para controlar el factor de potencia, el nivel de potencia activa, la frecuencia o para el control del nivel de tension del punto de acoplamiento comun.
Cada generador de turbina eolica 1 tiene un rotor con palas de rotor soportadas giratoriamente en una gondola que se monta sobre una torre. El rotor se dispone para accionar un generador. La corriente electrica producida por el generador puede convertirse mediante un convertidor a una corriente adaptada para la frecuencia fija de la red, por ejemplo, mediante un convertidor a plena escala o un convertidor de un generador de induccion de doble alimentacion (DFIG). El convertidor permite que se produzca la corriente con una fase arbitraria, segun se desee, con relacion a la tension de red, permitiendo de ese modo que se produzca una potencia reactiva variable. El convertidor tambien permite variar la amplitud de la tension producida dentro de ciertos lfmites. Cada generador de turbina eolica tiene un controlador local que ordena al generador de turbina eolica producir electricidad con una fase y tension espedficas.
Cada generador de turbina eolica 1 tiene terminales en los que el generador de turbina eolica produce la salida de la potencia electrica. Los generadores de turbina eolica 1 del parque eolico 10 se conectan electricamente a un punto de acoplamiento comun (PCC) 17 mediante una red interna 11 del parque eolico. La red interna tiene una estructura de tipo arbol en la que los generadores de turbina eolica 1 o, mas espedficamente, los terminales de los generadores de turbina eolica individuales, forman las hojas de un arbol, y el punto de acoplamiento comun (PCC) 17 forma la rafz del arbol. La red interna es tfpicamente una red de media tension, y la salida electrica desde los generadores de turbina eolica 1 se transforma en alta tension mediante el transformador 12 localizado aguas abajo del punto de acoplamiento comun (PCC) 17.
El punto de acoplamiento comun PCC 17 es el punto en donde el parque eolico se conecta electricamente a la red de la comparua electrica (no mostrada en la figura 1), mas espedficamente a una lmea de ramificacion externa que
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conduce a la red de la comparMa electrica. Para un parque eolico marino, la lmea de ramificacion externa puede ser una lmea submarina que conecta el parque eolico 10 a la red de la comparMa electrica en tierra. Cabe destacar que puede existir mas de un punto de acoplamiento comun para conectar una planta de energfa eolica a una o mas redes externas. Este podna ser el caso, por ejemplo, de plantas de generacion eolica muy grandes.
El parque eolico 10 esta equipado con un controlador 15 de la planta de generacion eolica. El controlador 15 de la planta de generacion eolica comunica con los controladores del generador de turbina eolica 1 individuales a traves de la red de control 23. La red de control 23 se implementa, por ejemplo, como un sistema de bus, es decir un bus CAN o un bus Ethernet. En la figura 1, las lmeas de control 23 y las lmeas de medicion 13 se trazan como lmeas discontinuas para distinguirlas de las lmeas de la red electrica 11 dibujadas como lmeas continuas.
El controlador 15 de la planta de generacion eolica tiene varias entradas, dos de las cuales se ilustran en la figura 1. Una de las entradas es una entrada de control externa 19 adicional a traves de la cual una entidad externa, por ejemplo, un operador de la red de la comparMa electrica puede proporcionar una descripcion o solicitar informacion que pertenezca a la electricidad a suministrar por la planta de generacion eolica 10. Por ejemplo, el operador de la red de la comparMa electrica puede solicitar que la planta de generacion eolica 10 suministre una cierta tension V o una cantidad de potencia reactiva Q en el pCc 17. Otras demandas por parte del operador de la red de comparMa electrica puede ser un lfmite superior sobre la potencia activa producida por el parque eolico 10, por ejemplo en caso de una alta frecuencia en la red de la comparMa electrica. La serial de informacion para la entrada de control externa 19 no es necesariamente una serial de demanda; en algunas realizaciones es un parametro funcional que define la respuesta del controlador central a parametros medidos en el parque eolico 10. Por ejemplo, en algunas realizaciones es la pendiente de una funcion de cafda que define un mapeado de la tension medida a potencia reactiva a producir. Mas aun, puede recibirse una entrada de control externa desde un sistema de supervision, control y adquisicion de datos (SCADA) 16.
La segunda entrada al controlador 15 de la planta de generacion eolica ilustrado en la figura 1 es una entrada de medicion central obtenida desde un punto de medicion 14 y transmitida por lmeas de medicion 13. La serial de la segunda entrada es, por ejemplo, una serial que representa la tension y/o potencia reactiva medida en el punto de medicion 14, que puede ser, por ejemplo, en el PCC 17. Como alternativa, el punto de medicion 14 donde se miden la tension y/o potencia reactiva puede estar aguas arriba del PCC 17 en la red interna, o aguas abajo del PCC 17.
El controlador 15 de la planta de generacion eolica PPC tiene una salida de referencia a la red de control 23.
Los controladores de los generadores de turbina eolica locales tienen varias entradas. Una de las entradas es una entrada de referencia desde la red de control. La segunda entrada es una entrada de medicion local. La serial que representa la entrada de medicion local puede ser una tension y/o potencia reactiva medida en los terminales de la turbina eolica 1 asociada.
Tanto el controlador 15 de la planta de generacion eolica como los controladores de los generadores de turbina eolica locales pueden ser controladores de realimentacion que comparan dos entradas y producen una serial de control basandose en la diferencia entre las dos entradas.
La red de control 23 puede ser una red bidireccional que permite una comunicacion en dos direcciones entre el controlador 15 de la planta de generacion eolica y los controladores de los generadores de turbina eolica 1 individuales. Por ejemplo, la direccion del enlace descendente (es decir la direccion desde el controlador 15 de la planta de generacion eolica a los controladores del generador de turbina eolica 1 individuales) pueden usarse para enviar valores de referencia, por ejemplo, para tension y/o potencia reactiva, desde el controlador 15 de la planta de generacion eolica a los generadores de turbina eolica 1 individuales. Los generadores de turbina eolica 1 pueden usar la direccion del enlace ascendente para devolver informacion acerca de su estado de operacion actual, por ejemplo acerca de la cantidad de potencia activa actualmente producida, al controlador 15 de la planta de generacion eolica.
La salida de referencia por parte del controlador 15 de la planta de generacion eolica podna ser, en algunas plantas de generacion eolica, un valor de referencia comun a todos los generadores de turbina eolica 1. En esas plantas de generacion eolica, se solicita a todas las turbinas eolicas 1 del parque eolico 10 que produzcan la misma tension o potencia reactiva, de acuerdo con el valor de referencia comun. En una planta de generacion eolica que comprenda un controlador de planta de generacion de acuerdo con la invencion, los generadores de turbina eolica 1 reciben valores de referencia individuales desde el controlador 15 de la planta de generacion eolica. Por ejemplo, cuando algunos de los generadores de turbina eolica 1 han informado al controlador 15 de la planta de generacion eolica que estan operando a potencia nominal, mientras que otras turbinas eolicas 1 han informado al controlador 15 de la planta de generacion eolica que estan operando a carga parcial (es decir por debajo de la potencia nominal) el controlador 15 de la planta de generacion eolica puede hacer uso de un margen de corriente que aun queda en el convertidor de los generadores de turbina eolica 1 a carga parcial solicitandoles, por ejemplo, que produzcan mas potencia reactiva que los generadores de turbina eolica que operan a potencia nominal. Sin embargo, el metodo no esta limitado a generadores de turbina eolica que operen en o por debajo de la potencia nominal. El metodo es aplicable tambien a una situacion en donde los generadores de turbina eolica son capaces de producir mas de su
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Ifmite de potencia nominal. Por ejemplo, bajo condiciones de viento adecuadas algunos de los generadores de turbina eolica pueden producir voluntariamente hasta por ejemplo un 10 % mas de su potencia nominal sin exceder sus cargas nominales. En este caso el controlador de la planta de generacion puede solicitar que estos generadores de turbina eolica produzcan 5 - 10 % mas por razones de ahorro de vida util de los generadores de turbina eolica restantes que tienen peores condiciones. En consecuencia, el punto de consigna individual variana de generador de turbina eolica a generador de turbina eolica basandose en el factor de correccion.
La planta de generacion eolica 10 puede conectarse a un sistema SCADA (supervision, control y adquisicion de datos) 16 dispuesto para supervisar y/o controlar la planta de generacion eolica. El sistema SCADA puede proporcionar entradas al controlador 15 de la planta de generacion eolica y puede recibir entradas desde los generadores de turbina eolica 1.
En la figura 1, el sistema SCADA 16 y la unidad de compensacion 2 se muestran con lmeas discontinuas para indicar que son opcionales.
La figura 2 ilustra una vista esquematica de un controlador 15 de planta de generacion eolica de acuerdo con la invencion. La figura 3 muestra tambien una pluralidad de generadores de turbina eolica 1 y un equipo de compensacion 2. Como se ha descrito en conexion con la figura 1, el equipo de compensacion 2 puede comprender un equipo de compensacion de la potencia activa asf como de la reactiva.
El controlador 15 de la planta de generacion eolica comprende receptores para la recepcion de senales, tal como desde los generadores de turbina eolica 1 asf como desde el equipo de compensacion opcional 2.
Las senales recibidas desde el controlador 15 de la planta de generacion incluyen una senal 37 sobre la potencia activa y reactiva disponible para produccion en los generadores de turbina eolica 1 individuales enviadas desde los generadores de turbina eolica 1 al controlador 15 de la planta de generacion. El equipo de compensacion 2, si esta presente en la planta de generacion eolica, se dispone tambien para transmitir una senal 38 de su potencia activa y reactiva disponibles al controlador 15 de la planta de generacion eolica.
El controlador de la planta de generacion 15 tambien contiene un receptor para la recepcion de una solicitud 40 de potencia activa y/o reactiva a generar por los componentes 1, 2 de la planta de generacion eolica para el suministro en el punto de acoplamiento comun. Este receptor no se muestra espedficamente en la figura 2.
Como se indica en la figura 2, se puede introducir una senal adicional 41 en el controlador 15 de la planta de generacion. Esta senal adicional 41 comprende informacion sobre la red electrica interna de la planta de generacion eolica que conecta los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional al punto de acoplamiento, tal como informacion sobre las impedancias entre los componentes individuales de la planta de generacion eolica y el punto de acoplamiento comun en el que se conectan los componentes a una red externa. La senal adicional 41 tambien puede comprender informacion sobre si los generadores de turbina eolica estan activos o no activos. El controlador 15 de la planta de generacion puede usar la senal adicional 41 en la determinacion de los puntos de consigna a asignar a los componentes individuales de la planta de generacion eolica 10.
El controlador de la planta de generacion se dispone para asignar o consignar puntos de consigna individuales sobre la potencia activa y/o reactiva a los componentes individuales de la planta de generacion eolica 10 basandose en las senales de entrada 37, 38, 40 y 41. Cabe destacar que el del termino “consignar” pretende indicar que cubre la accion de asignacion de una potencia solicitada a los componentes individuales de la planta de generacion eolica, a saber, los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional, por ejemplo mediante el envfo de puntos de consigna a los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional sobre potencia reactiva, potencia activa, factor de potencia, tension, corriente u otras caractensticas electricas de una salida de potencia electrica a generar por los componentes para su suministro en el punto de acoplamiento comun.
El controlador 15 de la planta de generacion comprende una unidad comparadora (no mostrada en la figura 2) dispuesta para comparar las potencias solicitadas en la senal 40 y las potencias disponibles tal como se indica en las senales 37 y 38. Por ello, la unidad comparadora puede comparar la potencia activa solicitada desde la planta de generacion eolica 10 con la potencia activa disponible indicada desde la pluralidad de turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica; y la unidad comparadora puede adicional o alternativamente comparar la potencia reactiva solicitada, indicada en la senal 40, con la potencia reactiva disponible de la pluralidad de turbinas eolicas y el equipo de compensacion de la planta de generacion eolica. En caso de que la comparacion de la unidad comparadora indique que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica y/o que la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica, el controlador 15 de la planta de generacion calcula puntos de consigna individuales, Pref, Qref, en relacion con la potencia activa (en el caso de Pref) y/o potencia reactiva (en el caso de Qref) basandose en la potencia activa y en la potencia reactiva disponibles indicadas desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional asf como la informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica. Los puntos de consigna individuales Pref, Qrefenviados desde el
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controlador 15 de la planta de generacion a las unidades de produccion de energfa de la planta de generacion eolica 10, contienen un intervalo de puntos de consigna individuales, tipicamente dos puntos de consigna pref,i y qref,i para la potencia activa y reactiva, respectivamente, a solicitar del i-esimo generador de turbina eolica asf como uno o dos puntos de consigna pf qref,j para la potencia activa y/o la potencia reactiva, respectivamente solicitada desde la j- esima parte del equipo de compensacion 2.
La figura 3 ilustra una vista esquematica de un controlador 15' de planta de generacion eolica de acuerdo con otra realizacion de la invencion. La figura 3 muestra tambien una pluralidad de generadores de turbina eolica 1 y un equipo de compensacion 2. Tal como se ha descrito en conexion con las figuras 1 y 2, el equipo de compensacion 2 puede comprender un equipo de compensacion tanto de potencia activa como de reactiva.
El controlador 15' de la planta de generacion eolica comprende una primera unidad 15a y una segunda unidad 15b, asf como un receptor para la recepcion de las senales 30-37 desde los generadores de turbina eolica 1 asf como desde el equipo de compensacion opcional 2. Incluso aunque se muestra que el controlador 15' de la planta de generacion comprende dos unidades distintas, 15a y 15b, se debena tomar nota de que estas dos unidades pueden combinarse o integrarse en una unidad.
La primera unidad puede considerarse como una unidad de correccion 15a dispuesta para recibir las senales 30-37 desde los generadores de turbina eolica 1, el equipo de compensacion opcional 2 asf como otras senales 30-33, y para usar informacion de las senales 30-37 para generar factores de correccion en relacion con los generadores de turbina eolica 1 y el equipo de compensacion opcional 2. Las senales recibidas por la unidad de correccion 15a pueden incluir una senal 30 que comprende informacion de reparacion y/o servicio sobre los generadores de turbina eolica 1 individuales; una senal 31 sobre el historico de consignaciones previas de puntos de consigna a los generadores de turbina eolica 1 individuales; una senal 32 sobre datos de viento en la ubicacion de cada una de las turbinas eolicas 1 individuales, en donde dichos datos de viento pueden incluir por ejemplo direccion del viento, velocidad del viento, nivel de turbulencia, cizallamiento del viento, etc., para los generadores de turbina eolica 1 individuales; y el precio de la energfa, tal como el precio de la energfa a la que es posible vender la energfa producida por los generadores de turbina eolica 1 y el equipo de compensacion opcional 2. Las senales 30-32 se refieren asf a factores que son espedficos para los generadores de turbina eolica individuales y por ello pueden diferir entre los generadores de turbina eolica individuales, mientras que la informacion sobre el precio de la energfa de la senal 33 sena la misma independientemente de que componente del parque eolico proporcionara la produccion electrica.
Debena tomarse nota de que el termino “consignar” pretende indicar que cubre la accion de asignacion de una potencia solicitada a los componentes individuales de la planta de generacion eolica, concretamente los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional, por ejemplo mediante el envfo de puntos de consigna a los generadores de turbina eolica y al equipo de compensacion opcional sobre potencia reactiva, potencia activa, factor de potencia, tension, corriente u otras caractensticas electricas de una produccion de potencia electrica a generar por los componentes para el suministro en el punto de acoplamiento comun.
Las senales recibidas por el controlador 15' de la planta de generacion o la unidad de correccion 15a incluyen tambien una senal 34 que indica la condicion o estado del generador de turbina eolica individual, tal como la vida util restante de los generadores de turbina eolica individuales o los componentes de los mismos, informacion de sensores o de estado de los generadores de turbina eolica 1 individuales, informacion sobre el punto de operacion optimo de los generadores de turbina eolica 1 individuales, entrada sobre si los generadores de turbina eolica 1 individuales estan activos o no son productivos, y otra informacion relevante sobre los generadores de turbina eolica 1 individuales. Mas aun, la localizacion relativa de los generadores de turbina eolica 1 individuales en la planta de generacion eolica puede enviarse en una senal 35. Esta informacion puede ser relevante para el calculo de efectos de estela o sombra entre los generadores de turbina eolica 1 individuales en la planta de generacion eolica. Adicionalmente, se envfa una senal 37 sobre la potencia activa y reactiva disponibles para produccion en los generadores de turbina eolica 1 individuales desde los generadores de turbina eolica 1 al controlador 15 de la planta de generacion.
El equipo de compensacion 2, si esta presente en la planta de generacion eolica, se dispone tambien para transmitir una senal 38 sobre su potencia activa y reactiva disponibles al controlador 15' de la planta de generacion eolica o la unidad de correccion 15a del mismo. Mas aun, el equipo de compensacion, si esta presente en la planta de generacion eolica, se dispone para transmitir una senal 36 que indica el estado o condicion del mismo al controlador 15' de la planta de generacion eolica o a la unidad 15a del mismo. Dicha informacion de estado 36 puede referirse al punto de operacion optimo del equipo de compensacion 2, estado de carga en caso de que el equipo de compensacion sea una batena, nivel de energfa de una batena u otra informacion de estado relevante.
La unidad de correccion 15a se dispone para determinar factores de correccion para cada uno de la pluralidad de generadores de turbina eolica y para el equipo de compensacion opcional, si esta presente en la planta de generacion eolica 10, en donde estos factores de correccion tienen en cuenta algunas o todas las senales 30-36.
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La unidad de correccion 15a se dispone para transmitir una senal 39 a la segunda unidad 15b sobre los factores de correccion y/o la potencia activa disponible indicada desde la pluralidad de generadores de turbina eolica 1 y el equipo de compensacion opcional 2. Esta senal 39 puede ser una senal obtenida mediante la correccion de la senal 37 sobre la potencia activa y reactiva disponible desde los generadores de turbina eolica 1 individuales y la senal 38 sobre la potencia activa y reactiva disponibles del equipo de compensacion 2 a una senal 39 que indica una potencia activa y reactiva disponible modificada desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional por medio de los factores de correccion. Esta senal 39 de potencia disponible modificada o indicada, indica asf la potencia disponible total desde los componentes de produccion de energfa de la planta de generacion eolica modificada para tener en consideracion otras perspectivas ademas de la cantidad de energfa que puede generarse actualmente, tal como perspectivas a largo plazo, formas optimas de control de los componentes individuales comparadas con los componentes de produccion de energfa restantes, etc.
Los factores de correccion son tfpicamente un vector de factores numericos, que contiene uno o mas factores de correccion para cada generador de turbina eolica y uno o mas factores de correccion para cada parte del equipo de compensacion. Cada factor de correccion para cada generador de turbina eolica y cada parte del equipo de compensacion puede ser un numero mas pequeno que 1, igual a 1 o mayor que 1. La senal 37 enviada desde cada generador de turbina eolica 1 al controlador 15' de la planta de generacion eolica sobre su potencia activa y reactiva disponible puede corregirse asf mediante los factores de correccion para los generadores de turbina eolica 1 individuales para obtener una senal modificada sobre la potencia activa y reactiva disponible. Debena tomarse nota de que la senal 37 puede contener senales separadas para las potencias activa y reactiva desde los generadores de turbina eolica 1 individuales, y que el factor de correccion para la potencia activa para cualquier generador de turbina eolica 1 puede diferir del factor de correccion para la potencia reactiva para el generador de turbina eolica 1.
La senal 39 de potencia disponible modificada o indicada es tfpicamente una senal de suma obtenida a partir de las senales 37 enviadas desde generadores de turbina eolica individuales sobre su potencia activa y reactiva disponible corregida mediante los factores de correccion apropiados para la potencia activa y reactiva para cada generador de turbina eolica 1 individual, asf como a partir de las senales 38 enviadas desde las partes individuales del equipo de compensacion 2 sobre su potencia activa y reactiva disponible, corregida mediante los factores de correccion apropiados para la potencia activa y reactiva para cada parte del equipo de compensacion 2 individualmente.
El controlador 15' de la planta de generacion tambien contiene un receptor para recibir una solicitud 40 de potencia activa y/o reactiva a generar por los componentes 1, 2 de la planta de generacion eolica para su suministro en el punto de acoplamiento comun. Este receptor no se muestra espedficamente en la figura 3. La segunda unidad 15b del controlador 15' de la planta de generacion puede denominarse “unidad de consignacion 15b” porque se dispone para asignar puntos de consigna individuales sobre potencia activa y/o reactiva a los componentes individuales de la planta de generacion eolica 10.
La unidad de consignacion comprende una unidad comparadora (no mostrada en la figura 3) dispuesta para comparar las potencias solicitadas en la senal 40 y las potencias disponibles modificadas, tal como se indica en la senal 39. Por ello, la unidad comparadora puede comparar la potencia activa solicitada desde la planta de generacion eolica 10 con la potencia activa disponible indicada desde la pluralidad de turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica; y la unidad comparadora puede adicional o alternativamente comparar la potencia reactiva solicitada indicada en la senal 40 con la potencia reactiva disponible de la pluralidad de turbinas eolicas y el equipo de compensacion de la planta de generacion eolica, tal como se indica en la senal 39. En caso de que la comparacion de la unidad comparadora indique que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica y/o que la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica, la unidad de consignacion 15b calcula puntos de consigna individuales, Pref, Qref, en relacion con la potencia activa (en el caso de Pref) y/o potencia reactiva (en el caso de Q^) basandose en los factores de correccion y en la potencia activa y en la potencia reactiva disponibles indicadas desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional. Los puntos de consigna individuales Pref, Qref enviados desde el controlador 15' de la planta de generacion a las unidades de produccion de energfa de la planta de generacion eolica 10, contienen un intervalo de puntos de consigna individuales, tipicamente dos puntos de consigna pref,i y qref,i para la potencia activa y reactiva, respectivamente, a solicitar del i-esimo generador de turbina eolica asf como uno o dos puntos de consigna pref,j, qref,j para la potencia activa y/o la potencia reactiva, respectivamente, a solicitar de la j-esima parte del equipo de compensacion 2.
Como se ha indicado en la figura 3, se introduce una senal adicional 41 al controlador 15' de la planta de generacion. Esta senal adicional 41 comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica que conecta los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional al punto de acoplamiento, tal como informacion sobre las impedancias entre los componentes individuales de la planta de generacion eolica y el punto de acoplamiento comun en el que los componentes se conectan a una red externa. La senal adicional 41 puede comprender tambien informacion sobre si los generadores de turbina eolica estan activos o no activos. La senal adicional 41 puede usarse por el controlador 15 de la planta de generacion en la determinacion de los puntos de consigna a asignar a los componentes individuales de la planta de generacion eolica 10.
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La figura 4 ilustra una vista esquematica de un controlador 15'' de planta de generacion eolica alternativo de acuerdo con la invencion. El controlador 15'' de la planta de generacion se muestra comprendiendo tres unidades distintas, 15c, 15d y 15e. Cabe destacar, sin embargo, de que estas tres unidades pueden combinarse o integrarse en una unidad.
La primera unidad puede verse como una unidad de correccion o unidad de determinacion del factor de correccion 15c dispuesta para recibir las senales 30-37 desde los generadores de turbina eolica 1, el equipo de compensacion opcional 2 asf como otras senales 30-33, y para usar informacion de las senales 30-37 para generar factores de correccion en relacion con los generadores de turbina eolica 1 y el equipo de compensacion opcional 2. Las senales recibidas por la unidad de correccion 15c pueden incluir una senal 30 que comprende informacion de reparacion y/o servicio sobre los generadores de turbina individual 1; una senal 31 sobre el historico de consignaciones previas de puntos de consigna a los generadores de turbina eolica 1 individuales; una senal 32 sobre datos de viento en la ubicacion de cada uno de los generadores de turbina eolica 1 individuales, en donde dichos datos de viento pueden incluir por ejemplo direccion del viento, velocidad del viento, nivel de turbulencia, cizallamiento del viento, etc., para los generadores de turbina eolica 1 individuales; y precio de la energfa, tal como el precio de la energfa a la que es posible vender la energfa producida por los generadores de turbina eolica 1 y el equipo de compensacion opcional 2. Las senales 30-32 se refieren asf a factores que son espedficos para los generadores de turbina eolica individuales y por ello pueden diferir entre los generadores de turbina eolica individuales, mientras que la informacion sobre el precio de la energfa de la senal 33 sena la misma independientemente de que componente del parque eolico proporciona la produccion electrica.
Las senales recibidas por el controlador 15'' de la planta de generacion o la unidad de correccion 15c incluyen tambien una senal 34 que indica la condicion o estado del generador de turbina eolica individual, tal como la vida util restante de los generadores de turbina eolica individuales o los componentes de los mismos, informacion de sensores o de estado desde los generadores de turbina eolica 1 individuales, informacion sobre el punto de operacion optimo de los generadores de turbina eolica 1 individuales, entrada sobre si los generadores de turbina eolica 1 individuales estan activos o no son productivos, y otra informacion relevante sobre los generadores de turbina eolica 1 individuales. Mas aun, la localizacion relativa de los generadores de turbina eolica 1 individuales en la planta de generacion eolica puede enviarse en una senal 35. Esta informacion puede ser relevante para el calculo de efectos de estela o sombra entre los generadores de turbina eolica 1 individuales en la planta de generacion eolica.
Mas aun, el equipo de compensacion, si esta presente en la planta de generacion eolica, se dispone para transmitir una senal 36 que indica el estado o condicion del mismo al controlador 15'' de la planta de generacion eolica o a la unidad de correccion 15c del mismo. Dicha informacion de estado 36 puede referirse al punto de operacion optimo del equipo de compensacion 2, estado de carga en caso de que el equipo de compensacion sea una batena, u otra informacion de estado relevante.
La unidad de correccion 15c se dispone para determinar factores de correccion para cada uno de la pluralidad de generadores de turbina eolica y para el equipo de compensacion opcional, si esta presente en la planta de generacion eolica 10, en donde estos factores de correccion tienen en cuenta algunas o todas las senales 30-36. Los factores de correccion se envfan como una senal de factor de correccion c desde la unidad de determinacion del factor de correccion o de correccion 15c a la segunda unidad 15d del controlador 15'' de la planta de generacion. Esta segunda unidad 15d puede tambien indicarse como unidad de parametrizacion 15d.
La unidad de parametrizacion 15d tambien recibe una senal 37 sobre la potencia activa y reactiva disponible para produccion en los generadores de turbina eolica 1 individuales, enviada desde los generadores de turbina eolica 1 al controlador 15 de la planta de generacion. El equipo de compensacion 2, si esta presente en la planta de generacion eolica, se dispone tambien para transmitir una senal 38 sobre su potencia activa y reactiva disponible al controlador 15'' de la planta de generacion eolica o a la unidad de parametrizacion 15d del mismo.
La unidad de parametrizacion 15d se dispone para usar los factores de correccion a partir de la senal de factor de correccion c asf como las senales 37 y 38 sobre la potencia activa y reactiva disponible desde los generadores de turbina eolica 1 y el equipo de compensacion opcional 2 para crear una senal 39 sobre la potencia disponible modificada desde las unidades de produccion de energfa 1,2 de la planta de generacion eolica 10.
Tal como se ha descrito en conexion con la figura 3, la senal 39 puede ser una senal obtenida mediante la correccion de la senal 37 sobre la potencia activa y reactiva disponible desde los generadores de turbina eolica 1 individuales y la senal 38 sobre la potencia activa y reactiva disponible del equipo de compensacion 2 a una senal 39 que indique una potencia activa y reactiva disponible modificada desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional, por medio de los factores de correccion c. Esta senal 39 de potencia disponible modificada o indicada, indica asf la potencia total disponible de los componentes de produccion de energfa de la planta de generacion eolica modificada para tener en consideracion otras perspectivas ademas de la cantidad de energfa que puede generarse actualmente, tal como perspectivas a largo plazo, formas optimas de control de los componentes individuales comparados con los componentes de produccion de energfa restantes, etc.
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Los factores de correccion c son tfpicamente un vector de factores numericos, que contiene uno o mas factores de correccion para cada generador de turbina eolica y uno o mas factores de correccion para cada parte del equipo de compensacion. Por ejemplo, los factores de correccion pueden contener un factor de correccion para la potencia activa desde cada turbina eolica y otro factor de correccion para la potencia reactiva desde cada turbina eolica. Mas aun, los factores de correccion pueden contener un factor de correccion para la potencia activa desde cada parte del equipo de compensacion asf como un factor de correccion para la potencia reactiva desde cada parte del equipo de compensacion. En caso de que una parte del equipo de compensacion se disponga para proporcionar solo potencia reactiva, no es necesario ningun factor de correccion para la potencia activa del mismo y viceversa.
La senal 37 enviada desde cada generador de turbina eolica 1 al controlador 15'' de la planta de generacion eolica sobre su potencia activa y reactiva disponible puede corregirse asf mediante los factores de correccion para los generadores de turbina eolica 1 individuales para obtener una senal modificada sobre la potencia activa y reactiva disponible, en la unidad de parametrizacion 15d. Debena tomarse nota de que la senal 37 puede contener senales separadas para las potencias activa y reactiva desde los generadores de turbina eolica 1 individuales, y que el factor de correccion para la potencia activa para cualquier generador de turbina eolica 1 puede diferir del factor de correccion para la potencia reactiva para el generador de turbina eolica 1.
La senal 39 de potencia disponible modificada o indicada es tipicamente una senal de suma obtenida a partir de las senales 37 enviadas desde generadores de turbina eolica individuales sobre su potencia activa y reactiva disponible corregida mediante los factores de correccion apropiados para la potencia activa y reactiva para cada generador de turbina eolica 1 individual, asf como a partir de las senales 38 enviadas desde las partes individuales del equipo de compensacion 2 sobre su potencia activa y reactiva disponible corregida mediante los factores de correccion apropiados para la potencia activa y reactiva para cada parte del equipo de compensacion 2 individualmente.
El controlador 15'' de la planta de generacion tambien contiene un receptor para recibir una solicitud 40 de potencia activa y/o reactiva a generar por los componentes 1, 2 de la planta de generacion eolica para su suministro en el punto de acoplamiento comun. Este receptor no se muestra espedficamente en la figura 3. La segunda unidad 15e del controlador 15'' de la planta de generacion puede denominarse “unidad de consignacion 15e” porque se dispone para asignar puntos de consigna individuales sobre potencia activa y/o reactiva a los componentes individuales de la planta de generacion eolica 10.
La unidad de consignacion 15e comprende una unidad comparadora (no mostrada en la figura 3) dispuesta para comparar las potencias solicitadas en la senal 40 y las potencias disponibles modificadas tal como se indica en la senal 39. Por ello, la unidad comparadora puede comparar la potencia activa solicitada desde la planta de generacion eolica 10 con la potencia activa disponible indicada desde la pluralidad de turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica; y la unidad comparadora puede adicional o alternativamente comparar la potencia reactiva solicitada indicada en la senal 40 con la potencia reactiva disponible de la pluralidad de turbinas eolicas y el equipo de compensacion de la planta de generacion eolica, tal como se indica en la senal 39. En caso de que la comparacion de la unidad comparadora indique que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica y/o que la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional de la planta de generacion eolica, la unidad de consignacion 15e calcula puntos de consigna individuales en relacion con la potencia activa y/o potencia reactiva basandose en los factores de correccion y la potencia activa y potencia reactiva disponible indicada desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional. Como se describe en conexion con la figura 3, la unidad de consignacion 15e calcula puntos de consigna individuales, Pref, Qref, en relacion con la potencia activa (en el caso de Pref) y/o potencia reactiva (en el caso de Qref) basandose en los factores de correccion y en la potencia activa y en la potencia reactiva disponibles indicadas desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional. Los puntos de consigna individuales Pref, Qrefenviados desde el controlador 15 de la planta de generacion a las unidades de produccion de energfa de la planta de generacion eolica 10, contienen un intervalo de puntos de consigna individuales, tfpicamente dos puntos de consigna pref,i y qref,i para la potencia activa y reactiva, respectivamente, a solicitar del i-esimo generador de turbina eolica asf como uno o dos puntos de consigna pref,j, qref,j para la potencia activa y/o la potencia reactiva, respectivamente, a solicitar de la j-esima parte del equipo de compensacion 2.
Como se indicada en la figura 4, se introduce una senal adicional 41 a la unidad de consignacion 15e del controlador 15'' de la planta de generacion. Esta senal adicional 41 comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica que conecta los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional al punto de acoplamiento, tal como informacion sobre las impedancias entre los componentes individuales de la planta de generacion eolica y el punto de acoplamiento comun en el que los componentes se conectan a una red externa. La senal adicional 41 tambien puede comprender informacion sobre si los generadores de turbina eolica estan activos o no activos. La unidad de consignacion 15e puede usar la senal adicional 41 en la determinacion de los puntos de consigna a asignar a los componentes individuales de la planta de generacion eolica 10.
La figura 5 ilustra un diagrama de flujo de un metodo 100 de acuerdo con la invencion. El metodo 100 se refiere a la determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador 15 de planta de generacion. El controlador 15
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de la planta de generacion se dispone para controlar una planta de generacion eolica 10 que comprende una pluralidad de generadores de turbina eolica 1 y un equipo de compensacion opcional 2. Tanto los generadores de turbina eolica 1 como el equipo de compensacion opcional 2 son capaces de generar produccion electrica, en forma de, por ejemplo, potencia activa y/o reactiva. Los puntos de consigna individuales generados por el controlador 15 de la planta de generacion se refieren a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada generador de turbina eolica 1 en la pluralidad de turbinas eolicas y desde el equipo de compensacion opcional 2, si esta presente en la planta de generacion, para el suministro a una red electrica externa, concretamente a un punto de acoplamiento comun 17 que conecta la red electrica interna de la planta de generacion a una red electrica externa.
El metodo se inicia en la etapa 101 y continua a la etapa 103, en la que el controlador de la planta de generacion recibe una solicitud de una potencia activa y/o reactiva a suministrar a la red electrica externa. Cabe destacar, sin embargo, que la solicitud de potencia activa y/o reactiva no necesita recibirse desde el exterior del controlador de la planta de generacion, porque el controlador de la planta de generacion puede disponerse para determinar la potencia a suministrar basandose en mediciones en el punto de acoplamiento comun y cualquier codigo de red para la red electrica externa.
En una etapa posterior, la etapa 104, el controlador de la planta de generacion recibe senales que indican la potencia activa disponible y la potencia reactiva disponible desde cada uno de dichos generadores de turbina eolica asf como senales que indican la potencia activa disponible y la potencia reactiva disponible desde el equipo de compensacion opcional.
Posteriormente, en la etapa 105, el controlador de la planta de generacion compara la potencia activa solicitada con la potencia activa disponible determinada y/o compara la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada.
En caso de que la comparacion en la etapa 105 muestre que el total de potencia activa disponible determinada de las unidades de produccion de energfa de la planta de generacion eolica, concretamente los generadores de turbina eolica y los diferentes equipos de compensacion, es igual o menor que la potencia activa solicitada y que el total de potencia reactiva disponible de las unidades de produccion de energfa de la planta de generacion eolica es igual o menor que la potencia reactiva solicitada, el metodo acaba en la etapa 107. Sin embargo, En caso de que la etapa de comparacion 105 muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional, el metodo prosigue a la etapa 106.
En la etapa 106, el controlador de la planta de generacion calcula los puntos de consigna individuales en relacion con la potencia activa y/o potencia reactiva basandose en la potencia activa y la potencia reactiva disponible determinada de los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional asf como la informacion sobre el uso de la informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica. De ese modo, para cada generador de turbina eolica se genera individualmente un punto de consigna sobre la potencia activa y un punto de consigna sobre la potencia reactiva en un calculo combinado de los mismos. El punto de consigna para los diferentes generadores de turbina eolica puede ser igual o diferente de los puntos de consigna determinados para otros generadores de turbina eolica de la planta de generacion eolica. Mas aun, si existen en la planta de generacion eolica una o mas piezas del equipo de compensacion, el controlador de la planta de generacion calcula puntos de consigna sobre potencia activa y/o reactiva para cada una de dichas unidades del equipo de compensacion en un calculo combinado. Sin embargo, en el caso de un equipo de compensacion puramente reactivo, el controlador de la planta de generacion generana un punto de consigna para la potencia activa que es igual a cero, o la planta de generacion simplemente no generana un punto de consigna para la potencia activa a generar desde el equipo de compensacion puramente reactivo. De modo similar, en caso de un equipo de compensacion puramente activo, el controlador de la planta de generacion generana un punto de consigna para la potencia reactiva que es igual a cero, o ningun punto de consigna sobre potencia reactiva en absoluto.
Debena tomarse nota de que las etapas del metodo 100 de la figura 5 pueden llevarse a cabo en cualquier orden apropiado. Por ejemplo, la etapa (103) podna llevarse a cabo simultaneamente con o despues de la etapa (104), y el orden de las etapas (103) y (104) podna intercambiarse.
El metodo finaliza en la etapa 107. Sin embargo, como se ha indicado con la lmea discontinua desde la etapa 107 a la etapa 101, el metodo puede repetirse. En una realizacion, el metodo 100 puede repetirse sustancialmente de modo continuo, de manera que el metodo se vuelve a iniciar cuando ha finalizado. Como alternativa, el metodo puede repetirse a ciertos intervalos de tiempo.
El metodo 100, acciones del mismo, y varias realizaciones y variaciones de este metodo y estas acciones, individualmente o combinados, pueden definirse mediante senales legibles por ordenador realizadas tangiblemente sobre uno o mas medios legibles por ordenador, por ejemplo, medios de registro no volatiles, elementos de memoria en circuito integrado o una combinacion de los mismos. Los medios legibles por ordenador puede ser cualquier medio disponible al que se pueda acceder desde un ordenador. A modo de ejemplo, y no de limitacion, los medios
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legibles por ordenador pueden comprender medios de almacenamiento de ordenador y medios de comunicacion. Los medios de almacenamiento de ordenador incluyen medios volatiles y no volatiles, extrafoles y no extrafoles implementados en cualquier metodo o tecnologfa para almacenamiento de informacion tal como instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, modulos de programa u otros datos. Los medios de almacenamiento de ordenador incluyen, pero sin limitarse a, RAM, ROM, EEPROM, memoria flash u otras tecnologfas de memoria, CD-ROM, discos versatiles digitales (DVD) u otros almacenamientos opticos, casetes magneticos, cintas magneticas, almacenamiento en disco magnetico u otros dispositivos de almacenamiento magnetico, otros tipos de memoria volatil y no volatil, puede usarse cualquier otro medio para almacenar la informacion deseada y al que pueda accederse por ordenador, y cualquier combinacion adecuada de los precedentes.
Los medios de comunicacion tfpicamente incluyen instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, modulos de programa u otros datos en una senal de datos modulada tal como una onda portadora u otro mecanismo de transporte e incluye cualquier medio de entrega de informacion. La expresion “senal de datos modulada” significa una senal que tiene una o mas de sus caractensticas fijadas o cambiadas de tal manera que codifican informacion en la senal. A modo de ejemplo, y no de limitacion, los medios de comunicacion incluyen medios por cable tal como una red cableada o de conexion directa por cable, medios inalambricos tales como acusticos, de RF, infrarrojos y otros medios inalambricos, otros tipos de medios de comunicacion y cualquier combinacion adecuada de los precedentes.
Senales legibles por ordenador realizadas sobre uno o mas medios legibles por ordenador pueden definir instrucciones, por ejemplo, como parte de uno o mas programas que, como resultado de ser ejecutados por un ordenador, instruyen al ordenador para realizar una o mas de las funciones descritas en el presente documento (por ejemplo, el metodo 100, o cualquier accion del mismo), y/o varias realizaciones, variaciones y combinaciones de las mismas. Dichas instrucciones pueden escribirse en cualquiera de una pluralidad de lenguajes de programacion, por ejemplo, Java, J#, Visual Basic, C, C#, o C++, Fortran, Pascal, Eiffel, Basic, COBOL, etc., o cualquiera de una variedad de combinaciones de los mismos. Los medios legibles por ordenador sobre los que dichas instrucciones se realizan pueden residir en uno o mas de los componentes del controlador 15, 15' de la planta de generacion descrito en el presente documento, pueden distribuirse a traves de uno o mas de dichos componentes, y pueden estar en transicion entre ellos.
Los medios legibles por ordenador pueden ser transportables de modo que las instrucciones almacenadas en los mismos pueden cargarse sobre cualquier recurso de sistema informatico para implementar los aspectos de la presente invencion explicados en el presente documento. Ademas, debena apreciarse que las instrucciones almacenadas en el medio legible por ordenador, descrito anteriormente, no estan limitadas a instrucciones realizadas como parte de un programa de aplicacion que se ejecute en un ordenador central. Por el contrario, las instrucciones pueden realizarse como cualquier tipo de codigo informatico (por ejemplo, software o microcodigo) que puede emplearse para programar un procesador para implementar los aspectos anteriormente explicados de la presente invencion.
Debena apreciarse que cualquier componente simple o coleccion de componentes multiples de un sistema informatico, por ejemplo, el controlador de la planta de generacion descrita en relacion con las figuras 1, 2 y 3, que realice las funciones descritas en el presente documento puede considerarse genericamente como uno o mas controladores que controlan dichas funciones. Los uno o mas controladores pueden implementarse de numerosas formas, tal como con hardware y/o firmware dedicado, usando un procesador que se programa usando microcodigo o software para realizar las funciones enumeradas anteriormente o cualquier combinacion adecuada de lo precedente.
Se pueden implementar varias realizaciones de acuerdo con la invencion en uno o mas sistemas informaticos. Estos sistemas informaticos, pueden ser, por ejemplo, ordenadores de proposito general, tal como los basados en un procesador de tipo Intel-PENTIUM, procesadores Motorola PowerPC, Sun UltraSPARC, Hewlett-Packard PA-RISC, cualquiera de una variedad de procesadores disponibles en Advanced Micro Devices (AMD) o cualquier otro tipo de procesador. Debena apreciarse que uno o mas de cualquier tipo de sistema informatico pueden usarse para implementar las diversas realizaciones de la invencion.
En resumen, la invencion se refiere a un metodo y a un controlador de planta de generacion dispuesto para llevar a cabo el metodo. El metodo es sobre una consignacion inteligente de la produccion de potencia para turbinas eolicas y equipo de compensacion opcional de una planta de generacion eolica, tal como las unidades de produccion de potencia de una planta de generacion eolica. La invencion se refiere a un caso en el que la potencia a producir solicitada es menor que la capacidad total de la planta de generacion, y la invencion se refiere a la utilizacion de esta situacion para consignar puntos de consigna a las turbinas eolicas y al equipo de compensacion de manera flexible. Esta flexibilidad puede incrementar la vida util de las turbinas eolicas, ayudar a planificar el mantenimiento y extender el intervalo de operacion electrica de la planta de generacion eolica. La determinacion de los puntos de consigna sobre la potencia activa y reactiva es una determinacion combinada de ambos puntos de consigna para cada una de las unidades de produccion de energfa de la planta de generacion eolica.
Aunque la invencion se ha ilustrado mediante una descripcion de diversas realizaciones y aunque estas realizaciones se han descrito con considerable detalle, no es intencion del presente solicitante restringir o limitar en modo alguno el alcance de las reivindicaciones adjuntas a dichos detalles. Seran facilmente evidentes para los expertos en la materia ventajas y modificaciones adicionales. La invencion en sus aspectos mas amplios no esta por 5 lo tanto limitada a los detalles espedficos, metodos representativos y ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. En consecuencia, es posible desviarse con respecto a dichos detalles sin apartarse del alcance de la invencion tal y como se define en las reivindicaciones.
Claims (14)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un metodo (100) de determinacion de puntos de consigna individuales (Pref, Qref) en un controlador (15; 15'; 15'') de planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica (10) que comprende uno o mas generadores de turbina eolica (1) y un equipo de compensacion (2) opcional capaz de generar una produccion electrica, refiriendose los puntos de consigna individuales (Pref, Qref) a una potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada uno de los uno o mas generadores de turbina eolica (1) y del equipo de compensacion (2) opcional para el suministro a una red electrica externa, comprendiendo el metodo las etapas de:a) recibir una solicitud de una potencia activa (P) y/o reactiva (Q) a suministrar a la red electrica externa;b) determinar la potencia activa y reactiva disponibles del al menos un generador de turbina eolica (1) y del equipo de compensacion (2) opcional;c) comparar la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparar la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; yd) en caso de que la comparacion en la etapa c) muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, determinar puntos de consigna individuales optimizados (Pref, Qref) para el al menos un generador de turbina eolica (1) y un equipo de compensacion (2) basandose en una senal que comprende informacion sobre la red electrica interna de la planta de generacion eolica (10).
- 2. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el calculo de dichos puntos de consigna optimizados (Pref, Qref) en la etapa d) se basa adicionalmente en informacion sobre si cada uno de los uno o mas generadores de turbina eolica (1) esta activo o no activo.
- 3. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la potencia activa disponible determinada de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional es la suma de las potencias activas disponibles reales de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional, y la potencia reactiva disponible determinada de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional es la suma de las potencias reactivas disponibles reales de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional.
- 4. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la potencia activa disponible determinada de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional es la suma de las potencias activas disponibles modificadas de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional, y la potencia reactiva disponible determinada de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional es la suma de las potencias reactivas disponibles modificadas de cada uno de los al menos un generador de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2) opcional, en el que un valor modificado de una potencia activa o reactiva, respectivamente, se determina corrigiendo la potencia activa o reactiva disponible real mediante los factores de correccion respectivos con relacion a la informacion de la situacion en cada uno de los generadores de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion (2).
- 5. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que dichos factores de correccion se determinan basandose en uno o mas de los siguientes: condiciones del viento; caractensticas operativas; condiciones del componente; topologfa de la planta de generacion eolica; envejecimiento de los generadores de turbina eolica individuales de la planta de generacion eolica; envejecimiento del equipo de compensacion opcional; y consideraciones sobre el precio de la energfa.
- 6. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que las condiciones del viento comprenden uno o mas de los siguientes factores: direccion del viento, velocidad del viento, nivel de turbulencia y cizallamiento del viento.
- 7. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 5 o 6, en el que dichas caractensticas operativas comprenden uno o mas de los siguientes factores: punto de operacion optimo de los generadores de turbina eolica individuales; punto de operacion optimo del equipo de compensacion opcional; intervalo de operacion electrica de los generadores de turbina eolica individuales, intervalo de operacion electrica del equipo de compensacion opcional; historico de operacion de los generadores de turbina eolica individuales; historico de operacion del equipo de compensacion opcional; estado de produccion de cada uno de los generadores de turbina eolica; y estado de produccion del equipo de compensacion opcional.
- 8. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que dichas condiciones del componente comprenden una o mas de las siguientes: la edad de los generadores de turbina eolica individuales; la edad del equipo de compensacion opcional.
- 9. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que dichas mediciones de sensores de componentes en los generadores de turbina eolica comprenden mediciones de sensores de la temperatura de los generadores.51015202530354045505560
- 10. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en el que dicha topolog^a de la planta de generacion eolica incluye uno o mas de los siguientes factores: entrada sobre el sombreado potencial de un generador de turbina eolica por otro, dependiendo de la direccion del viento; entrada sobre perdidas electricas desde los generadores de turbina eolica y el equipo de compensacion opcional hasta un punto de acoplamiento comun de la planta de generacion eolica a una red electrica externa.
- 11. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en el que dicho envejecimiento de los generadores de turbina eolica comprende uno o mas de los siguientes factores: la edad real de los uno o mas componentes de los generadores de turbina eolica; los puntos de consigna previos enviados a los generadores de turbina eolica; y el numero de veces que los generadores de turbina eolica se han parado.
- 12. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, en el que dicho envejecimiento del equipo de compensacion opcional comprende uno o mas de los siguientes factores:la edad real del equipo de compensacion; los puntos de consigna previos enviados al equipo de compensacion; y el numero de veces que el equipo de compensacion se ha desconectado o desactivado.
- 13. Un controlador (15; 15'; 15'') de la planta de generacion eolica dispuesto para controlar una planta de generacion eolica que comprende al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion opcional, siendo capaces los generadores de turbina eolica (1) y el equipo de compensacion opcional (2) de generar una produccion electrica, estando dispuesto el controlador de la planta de generacion eolica para controlar la planta de generacion eolica mediante la transmision de puntos de consigna individuales con relacion a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de las turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional, para el suministro a una red electrica externa, comprendiendo el controlador de la planta de generacion eolica:- un receptor para recibir senales de entrada (19) con relacion a una solicitud de una potencia activa y/o reactiva a generar por la planta de generacion eolica;- una unidad para la determinacion de la potencia activa y reactiva disponibles del al menos un generador de turbina eolica y del equipo de compensacion opcional;- un comparador para la comparacion de la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o la comparacion de la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; y- un optimizador para determinar los puntos de consigna individuales optimizados para el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion, en caso de que el comparador detecte que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, en el que la determinacion de dichos puntos de consigna individuales se basa en una senal que comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica.
- 14. Un producto de programa informatico que comprende: al menos un medio legible por ordenador; y senales legibles por ordenador, almacenadas en el al menos un medio legible por ordenador, que definen instrucciones que, como resultado de ser ejecutadas por un ordenador, controlan el ordenador para realizar un metodo de determinacion de puntos de consigna individuales en un controlador (15; 15'; 15'') de planta de generacion dispuesto para controlar una planta de generacion eolica (10) que comprende uno o mas generadores de turbina eolica (1) y un equipo de compensacion (2) opcional capaces de generar una produccion electrica, refiriendose los puntos de consigna individuales a la potencia activa y/o reactiva a solicitar de cada una de las una o mas turbinas eolicas y el equipo de compensacion opcional para el suministro a una red electrica externa, comprendiendo el metodo las etapas de:a) recibir una solicitud de una potencia activa y/o reactiva a suministrar a la red electrica externa;b) determinar la potencia activa y reactiva disponibles del al menos un generador de turbina eolica y del equipo de compensacion opcional;c) comparar la potencia activa solicitada con dicha potencia activa disponible determinada y/o comparar la potencia reactiva solicitada con dicha potencia reactiva disponible determinada; yd) en caso de que la comparacion en la etapa c) muestre que la potencia activa solicitada es menor que la potencia activa disponible determinada y/o la potencia reactiva solicitada es menor que la potencia reactiva disponible determinada, determinar puntos de consigna individuales para el al menos un generador de turbina eolica y un equipo de compensacion, basandose en una senal que comprende informacion sobre la red electrica interna en la planta de generacion eolica.
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