ES2613182T3

ES2613182T3 - Gestión inteligente de la potencia durante una caída de tensión en los aerogeneradores

Info

Publication number: ES2613182T3
Application number: ES14002687.3T
Authority: ES
Inventors: José María López Rubio; Francisco Jiménez Buendia; Juan Carlos García Andújar
Original assignee: Gamesa Innovation and Technology SL
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation and Technology SL
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2017-05-23
Anticipated expiration: 2034-08-01
Also published as: EP2835529A1; BR102014019256B1; EP2835529B1; MX2014009206A; US9528495B2; CN104343630B; CN104343630A; ES2527972A2; US20150035281A1; ES2527972R1; MX352549B; ES2527972B1; BR102014019256A2; PL2835529T3

Abstract

Un método para reducir la carga mecánica en un aerogenerador cuando sufre una caída de tensión de la red, disponiendo el aerogenerador de un tren de potencia, una unidad de control del convertidor y un controlador del generador del aerogenerador, consistiendo dicho método en : recibir el controlador del generador del aerogenerador una señal de la unidad de control del convertidor, indicando dicha señal una caída de tensión en el aerogenerador; ordenar que el ángulo de paso de las palas se desplace hacia la posición de bandera con una velocidad específica proporcionar un valor de generación de potencia activa máximo por parte de la unidad de control del convertidor al controlador del generador del aerogenerador después de que la red se recupere; establecer un valor de saturación de las consignas del tren de potencia para garantizar una correcta aplicación de la acción del OTO (amortiguador del tren de potencia), dependiendo el valor de saturación establecido por la unidad de control del convertidor de la potencia activa máxima; aumentar las consignas de potencia o par con diferentes velocidades de acuerdo con la acción del DTD para obtener un valor aumentado de la potencia teniendo en cuenta las restricciones de tiempo de estabilización de los operadores de red; aplicar un filtro de primer orden al valor de rampa de potencia para suavizar más el sobrepasamiento de par, aplicar el comando de par de amortiguador del tren de potencia a la referencia de potencia aumentada para reducir la carga mecánica en el aerogenerador y amortiguar la oscilación en el generador del aerogenerador.

Description

GESTION INTELIGENTE DE LA POTENCIA DURANTE UNA CAlDA DE TENSION EN LOS AEROGENERADORES

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención está relacionada en general con aerogeneradores, y más concretamente, con un método para reducir las cargas mecánicas por medio de una gestión inteligente de la potencia durante las caídas de tensión de los aerogeneradores.

ANTECEDENTES DE LA EXPOSICiÓN

Un aerogenerador convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica que a continuación es transmitida a una subestación de un parque eólico. En general, en un aerogenerador, una góndola alberga los componentes así como un tren de potencia para convertir la energía mecánica en electricidad. El tren de potencia de un aerogenerador normalmente consiste en el montaje de un rotor, eje del rotor, multiplicadora, eje de la multiplicadora, acoplamiento y generador. Los aerogeneradores están diseñados para soportar varios escenarios de funcionamiento sobre el terreno (funcionamiento normal, rachas extremas, pérdida de la red, bloqueo de las palas, etc.).

En la actualidad, el impacto de los aerogeneradores sobre la red ya no es inapreciable por lo que los operadores de red están endureciendo los requisitos de conexión a la red de los aerogeneradores. Algunos de estos requisitos se definen en términos de las caídas de tensión que deben soportar los aerogeneradores sin desconectarse de la red, y el tiempo máximo para recuperar la producción de potencia después de que la red se recupere de la caída.

El escenario de caída de tensión es uno de los casos operativos más difíciles para un aerogenerador.. Cuando ocurre una caída de tensión en la red se produce un transitorio que no solo afecta al rendimiento eléctrico del aerogenerador sino también al rendimiento mecánico. En caso de una perturbación en la red , cuando la tensión queda por debajo de un determinado valor, se debe reducir la producción de potencia del aerogenerador debido a restricciones eléctricas. Como la dinámica de una caída de tensión es muy rápida, esta reducción se debe realizar de un modo muy brusco. La única manera de obtener esta reducción en un corto periodo es disminuir el par del generador. La caída del par excita la frecuencia resonante del tren de potencia, produciendo oscilaciones del tren de potencia. Teniendo en cuenta que el par aerodinámico no varía (misma velocidad del viento y ángulo de paso), la velocidad del generador aumenta debido a la diferencia entre el par del generador y el par del rotor. Si se activa el sistema de protección frente a sobrevelocidad, el aerogenerador se desconecta de la red y se detiene lo cual incumple los requisitos del operador de red. Por tanto, el objetivo principal es limitar la velocidad del generador durante la perturbación. Esto se debe realizar sin generar otro tipo de alarmas y manteniendo suficiente par aerodinámico para recuperar la producción de potencia anterior a la caída de tensión en el corto periodo de tiempo que necesita el operador de red.

Como se dijo anteriormente los requisitos de los operadores de red no solo definen las caídas de tensión que deben soportar los aerogeneradores, sino también el tiempo máximo para recuperar la producción de potencia después de que la red se recupere de la caída. Como en cualquier bucle cerrado el control de par del generador del aerogenerador va a presentar un sobrepasamiento máximo y oscilaciones de amortiguación antes de alcanzar un estado estable. Este sobrepasamiento del par máximo depende en gran medida del modo en que el control efectúa la recuperación del par en cuanto al valor de par aplicado pero también la fase de oscilación del tren de potencia en su frecuencia natural, que ha sido excitado por el rápido cambio de par junto a la caída de tensión. De modo que la respuesta del sistema al transitorio durante la recuperación de la caída de red va a depender de la lógica de control que se siga. Algunos métodos de control que se han usado en el pasado se centraban en cambiar el funcionamiento actual del amortiguador del tren de potencia durante los transitorios de caída de red. Estas lógicas no mejoran el modo en que se controlan el par del generador y los ángulos de paso para cumplir los requisitos de tiempo de estabilización minimizando el sobrepasamiento máximo, la forma más adecuada de integrar la acción del tren de potencia es conseguir la mejor amortiguación del modo de oscilación de frecuencia principal del tren de potencia o bien la forma de mejorar la cooperación entre el controlador del convertidor y el controlador del aerogenerador. En otro método, la solución se ha ofrecido en términos de diseño eléctrico: el uso de un convertidor completo con un módulo de resistencia de frenado puede reducir el sobrepasa miento de par en el tren de potencia. Este método requiere la instalación de nuevos generadores de aerogenerador y costes extra.

RESUMEN DE LA EXPOSICiÓN

Los defectos, inconvenientes y problemas mencionados anteriormente se solucionan en la presente invención que se entenderá tras leer y comprender la siguiente especificación.

La presente invención se refiere a un método para reducir la carga mecánica durante una caída de tensión en un aerogenerador. El aerogenerador díspone de un tren de potencía, un generador del aerogenerador, un controlador del generador del aerogenerador y una unídad de control del convertídor. El controlador del aerogenerador y la unidad de control del convertídor funcionan en combinación para controlar la oscilacíón generada por una caída de tensión en el aerogenerador 100. El método: Aplica una referencia de paso optimizada para minimizar las oscilaciones, evitar valores de sobrevelocidad, y mantener suficiente par aerodinámico para recuperar la producción de potencia en un corto periodo de tiempo después que se recupere la red. Aplica una referencia de potencia aumentada controlada con diferentes velocidades y la filtra con una primera orden si es necesario para reducir el sobrepasamiento de par cuando se recupere de la caída de tensión, cumpliendo los requisitos de tiempo de estabilización e integrando de la forma más adecuada la acción del amortiguador del tren de potencia. El método consta del paso en el que el controlador del aerogenerador recibe información de la unidad de control del convertidor para saber que está ocurriendo una caída de tensión. En el siguiente paso, el controlador del aerogenerador calcula el par aerodinámico actual y la derivada del par respecto al ángulo de paso para saber el par aerodinámico restante durante cualquier momento de la caída de tensión , se aplica una velocidad de paso mínima para evitar la sobrevelocidad del generador manteniendo suficíente par aerodinámico para recuperar la producción de potencia después de la caída. Una vez que la red se recupera de la caída de tensión , una unidad de control del convertidor proporciona un valor máximo de par o potencia a un controlador del aerogenerador. En lo que respecta a este límíte instantáneo el controlador del aerogenerador calcula un límite más restrictivo restando una compensación para asegurarse de que va a ser posible aplicar la referencia de potencia o de par del OTO. Se calcula una referencia de potencia o de par del generador usando diferentes velocidades según las oscilaciones del tren de potencia, para minimizar el sobrepasamiento de par del transitorio y para mejorar la amortiguación del modo de oscilación de frecuencia natural del tren de potencia teniendo en cuenta el valor calculado de par o potencia máximo y las restricciones de tiempo de estabilización. Esta referencia se filtra con un filtro de primera orden si es necesario. Y finalmente, se aplica una amortiguación mejorada del tren de potencia a la referencia aumentada para añadir una amortiguación extra al modo de oscilación de frecuencia natural del tren de potencia.

Otros aspectos resultarán evidentes para los expertos en la materia tras considerar la siguiente descripción detallada de las realizaciones ilustrativas que demuestran el mejor modo de llevar a cabo la invención tal como se percibe actualmente.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS PLANOS Las realizaciones preferibles de la invención se describirán en lo sucesivo junto con los planos adjuntos que se facilitan para ilustrar y no limitar la invención, en la cual las designaciones similares denotan elementos similares, y en la cual:

La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un aerogenerador de acuerdo con una realización de la exposición;

La Fig. 2 muestra una vista lateral de una góndola junto con un tren de potencia según la realización mostrada en la Fig. 1;

La Fig. 3 muestra un diagrama de bloques que indica la comunicación entre el controlador del aerogenerador y la unidad de control del convertidor para la gestión inteligente de la potencia o el par de acuerdo con una realización de la exposición;

La Fig. 4 es un modelo de resorte torsional de dos masas y tren de potencia de amortiguación del aerogenerador mostrado en la Fig. 1; Y

La Fig. 5 es un diagrama de flujo que explica los pasos de los que consta un método para reducir la carga mecánica en el aerogenerador de acuerdo con una realización de la exposición.

Las Fig. 6a y 6b muestran cómo varía la velocidad de la referencia de potencia o de par del generador cuando se recupera de una caída de tensión dependiendo de las oscilaciones del tren de potencia. Si la oscilación se produce en el semiplano positivo la velocidad es mayor.

Las Fig. 7a-7c muestran los efectos beneficiosos de aplicar la invención cuando un aerogenerador sufre un escenario de caída de tensión.

DESCRIPCiÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIBLES

Aunque la presente exposición puede adoptar muchas formas diferentes, con el fin de fomentar el conocimiento de los principios de la exposición, ahora se hará referencia a las realizaciones ilustradas en los planos, y se utilizará un lenguaje específico para describirlas. Por lo tanto no se pretende limitar en modo alguno el ámbito de la exposición. Se contemplan varias alteraciones, modificaciones adicionales de las realizaciones descritas, y cualesquiera otras aplicaciones de los principios de la exposición, tal como se describe en la misma.

La presente invención se refiere a un método para reducir las cargas mecánicas del aerogenerador durante y cuando se recupera sin detenerse de una caída de tensión de la red. El aerogenerador dispone de un tren de potencia, un generador del aerogenerador, un controlador del aerogenerador y una unidad de control del convertidor. El controlador del aerogenerador y la unidad de control del convertidor funcionan en combinación para minimizar la oscilación generada por una caída de tensión en el aerogenerador 100. El método: Aplica una referencia de paso optimizada para minimizar las oscilaciones, evitar valores de sobrevelocidad, y mantener suficiente par aerodinámico para recuperar la producción de potencia en un corto periodo de tiempo después que se recupere la red. Aplica una referencia de potencia aumentada controlada con diferentes velocidades para reducir el sobrepasamiento de par cuando se recupere de la caída de tensión, cumpliendo los requisitos de tiempo de estabilización e integrando de la forma más adecuada la acción del amortiguador del tren de potencia. El método consta del paso en el que el controlador del aerogenerador recibe información de la unidad de control del convertidor para saber que está ocurriendo una caída de tensión. En el siguiente paso, el controlador del aerogenerador calcula el par aerodinámico actual y la derivada del par respecto al ángulo de paso para

saber el par aerodinámico restante durante cualquier momento de la caída de tensión , se aplica una

velocidad de paso mínima para evitar la sobrevelocidad del generador manteniendo suficiente par aerodinámico para recuperar la producción de potencia después de la caída. Una vez que la red se recupera de la calda de tensión, una unidad de control del convertidor proporciona un valor máximo de par o potencia a un controlador del aerogenerador. En lo que respecta a este límite instantáneo el controlador del aerogenerador calcula un límite más restrictivo restando una compensación al valor anterior para asegurarse de que va a ser posible aplicar la referencia de par del DTD (Amortiguador del tren de potencia). Se calcula una referencia de potencia o de par del generador usando diferentes velocidades según las oscilaciones del tren de potencia, para minimizar el sobrepasamiento de par del transitorio y para mejorar la amortiguación del modo de oscilación de frecuencia natural del tren de potencia teniendo en cuenta el valor calculado de par o potencia máximo y las restricciones de tiempo de estabilización. Esta referencia se filtra con un filtro de primera orden si es necesario. Y finalmente, se aplica una amortiguación mejorada del tren de potencia a la referencia aumentada para añadir una amortiguación extra al modo de oscilación de frecuencia natural del tren de potencia.

La Fig. 1 es una vista lateral que muestra un aerogenerador 100 de acuerdo con una realización ilustrativa de la exposición. El aerogenerador ilustrado 100 incluye una torre de aerogenerador (en adelante denominada quot;torrequot;) 102 erguida en vertical sobre una cimentación 104, una góndola 106 montada en el extremo superior de la torre 102, Y un cabezal de rotor 108 montado en el extremo frontal de la góndola 106 de forma que sea sostenido de modo giratorio alrededor de un eje X1 -X1 de rotación lateral sustancialmente horizontal. El cabezal de rotor 108 tiene una pluralidad de palas de aerogenerador 110 (por ejemplo, tres como se muestra en la Fig. 1) montadas en un patrón radial alrededor de su eje de rotación . Así , la potencia del viento soplando contra las palas del aerogenerador 110 en la dirección del eje de rotación del cabezal del rotor 108 se convierte en fuerza motriz que hace girar el cabezal del rotor 108 alrededor de su eje de rotación . La potencia utilizable generada por el aerogenerador 100 se alimenta a través de la línea eléctrica que va a la subestación. Un anemómetro (no mostrado en la figura) que mide el valor de la velocidad del viento en los alrededores y un anemoscopio (no mostrado) que mide la dirección del viento se colocan en las ubicaciones apropiadas de la superficie periférica exterior (por ejemplo, en la parte superior, etc.) de la góndola 106.

La Fig. 2 muestra una vista lateral en perspectiva de la góndola 106 de acuerdo con la realización descrita en la Fig. 1. La góndola 106 incluye varios componentes que forman parte del tren de potencia del aerogenerador 100. La góndola 106 incluye un eje del rotor 112, una multiplicadora 114, un eje de la multiplicadora 116, un acoplamiento 118 y generador del aerogenerador 120 (AEG) o generador 120. Como resultado del movimiento de las palas del aerogenerador 110, el eje del rotor 112 gira. El eje del rotor 112 termina en la multiplicadora 114. El eje de salida de la multiplicadora 114 se conoce como el eje del generador 116. El eje del generador 116 se conecta a un eje de entrada 122 del generador 120 a través del acoplamiento 118.

El aerogenerador 100 incluye además una unidad de control del convertidor 124 y un controlador del aerogenerador 126 o controlador del AEG 126. La unidad de control del convertidor 124 y el controlador del AEG 126 están en comunicación eléctrica entre si como se muestra en la Fig. 3. El controlador del AEG 126 recibe la entrada de la unidad de control del convertidor 124 y devuelve las señales de control. La unidad de control del convertidor 124 toma mediciones eléctricas de diferentes sensores y envia la señal de control a las piezas eléctricas del aerogenerador 100. De acuerdo con una realización de la exposición, la unidad de control del convertidor 124 y el controlador del AEG 126 funcionan en combinación para controlar la oscilación generada por una caida de tensión en el aerogenerador 100. El método: Aplica una referencia de paso optimizada para minimizar las oscilaciones, evitar valores de sobrevelocidad, y mantener suficiente par aerodinámico para recuperar la producción de potencia en un corto periodo de tiempo después que se recupere la red. Aplica una referencia de potencia aumentada controlada con diferentes velocidades para reducir el sobrepasamiento de par cuando se recupere de la caída de tensión, cumpliendo los requisitos de tiempo de estabilización e integrando de la forma más adecuada la acción del amortiguador del tren de potencia y filtra la referencia con una primera orden si es necesario.

En un análisis de estabilidad de un sistema, cuando se analiza la respuesta del sistema frente a fuertes perturbaciones, el eje del generador del sistema debe aproximarse al menos al modelo de dos masas que se describe en un artículo de Xing y otros, quot;Oamping Control Study of the Orive Train of OFIG Wind Turb ine (Estudio del control de amortiguación del tren de potencia del aerogenerador OFIG)'; 2009. En este caso, el sistema es el aerogenerador 100 y las caídas de tensión que se producen en el aerogenerador 100 se consideran las perturbaciones.

La Fig. 5 muestra un diagrama de flujo 200 que explica los pasos de los que consta el método para reducir la carga mecánica en el aerogenerador 100 de acuerdo con una realización de esta exposición. Inicialmente en el paso 202, el controlador del AEG 126 recibe una señal. La señal es enviada por la unidad de control del convertidor 124. La señal indica que se ha producido una caída de tensión en el aerogenerador 100. La caída de tensión afecta tanto al rendimiento eléctrico como al rendimiento mecánico del aerogenerador 100. Antes de la caída de tensión, la velocidad del generador 120 es estable (controlada) y el par transmitido TI (par aerodinámico) es igual al par estable del generador Tg. Siempre que aparece una caída de tensión, se produce un cambio brusco del par del generador. El cambio repentino del par del generador excita la frecuencia resonante del tren de potencia y el generador 120 acelera debido a la diferencia entre TI y Tg. En el paso 204, el controlador del AEG 126 calcula el par aerodinámico y la derivada del par respecto al ángulo de paso para saber el par aerodinámico restante durante cualquier momento de la caída de tensión. En cada paso computacional, el par restante se puede estimar restando al par aerodinámico inicial cuando comienza la caída de tensión, el resultado de multiplicar la derivada del par respecto al ángulo de paso por el incremento del ángulo de paso total desde el momento en que comienza la caída de tensión. En el paso 206, el controlador del AEG 126 ordena al sistema de paso 130 que se desplace hacia la puesta en bandera con una velocidad específica calculada para evitar la sobrevelocidad del generador teniendo en cuenta el par transmitido restante Tt (par aerodinámico). Llegado este punto, el objetivo principal es evitar que se active la alarma de sobrevelocidad pero se debe comprometer lo menos posible el requ isito del tiempo de recuperación. Para hacerlo, al comienzo de la caída, se calcula el comando de velocidad de movimiento de paso teniendo en cuenta exclusivamente la evolución de la velocidad del generador (valores de velocidad y aceleración) y las restricciones físicas (restricciones del sistema de paso), a medida que evoluciona la caída, se calcula el comando de velocidad de paso dependiendo no solo de los factores mencionados anteriormente sino también del par transmitido restante TI. La contribución de cada factor (velocidad del generador, aceleración, par transmitido restante) se puede evaluar usando ganancias por unidad que multiplican la velocidad de paso máxima fijada por las restricciones físicas. La ponderación de los factores de velocidad y aceleración del generador es mayor que el par transmitido restante Tt ya que el objetivo principal en esta parte de la transición de la caída de tensión es evitar que se active la alarma de sobrevelocidad. La evolución del par transmitido restante TI depende de la aerodinámica del aerogenerador y la inercia del rotor. Como valor de referencia se puede considerar que este factor no afecta a la evolución de la posición de paso hasta que el par transmitido restante TI queda por debajo del 80 % del valor inicial. Por otra parte, como valor de referencia, si la velocidad del generador es superior al 0,96 % el efecto del factor del par transmitido TI sobre la referencia de velocidad de paso final es inapreciable.

A continuación, en el paso 208, la red se recupera de la caída de tensión. La referencia de paso se calcula de acuerdo con las leyes de control estándar. La unidad de control del convertidor 124 calcula y envía al controlador del AEG 126 un valor máximo de par o de potencia. La potencia activa máxima se puede calcular como el valor de generación de intensidad activa máximo multiplicado por la tensión de red.

En el paso 210, el controlador del aerogenerador calcula la consigna de saturación máxima de la referencia de par o de potencia activa restando una compensación al valor procedente de la unidad de control del convertidor 124 para asegurarse de que va a ser posible aplicar la referencia de par del DTD.

A continuación, en el paso 212, se calcula una referencia de potencia o de par del generador usando diferentes velocidades según las oscilaciones del tren de potencia (Fig. 6), para minimizar el sobrepasamiento de par del transitorio y para mejorar la amortiguación del modo de oscilación de frecuencia natural del tren de potencia teniendo en cuenta el valor calculado máximo del par o la potencia y las restricciones de tiempo de estabilización. Esta referencia se filtra con un filtro de primera orden si es necesario.

y finalmente en el paso 212, se añade potencia activa o par extra del amortiguador del tren de potencia (OTO) a la referencia anterior creando el comando final que se envía a la unidad de control del convertidor 124.

La aplicación de esta invención permite al aerogenerador seguir funcionando sin detenerse en un escenario de caída de tensión reduciendo el sobrepasamiento del par del tren de potencia en más del 50 % (Fig.7).

En una realización de la exposición, el usuario puede desactivar el algoritmo estableciendo un valor de parámetro de uno a cero.

En una realización de la exposición, el aerogenerador 100 es un aerogenerador doblemente alimentado 100. Los aerogeneradores doblemente alimentados 100 permiten mantener la tensión de salida y la frecuencia del generador en valores constantes. No obstante, los aerogeneradores doblemente alimentados 100 se ven afectados por cargas extra y deben soportar caídas de tensión sin desconectarse. En otro ejemplo de esta realización, el generador del aerogenerador 120 usa una tecnología de convertidor completa en la que el tren de potencia se ve afectado por la caída de tensión . Debe tenerse en cuenta que el algoritmo también es aplicable a los aerogeneradores con una tecnología de convertidor completa sin módulo de resistencia de frenado. Si el generador del aerogenerador 120 dispone de un módulo de resistencia de frenado dicho módulo de resistencia de frenado podría consumir la potencia activa que el convertidor del lado de la red no puede proporcionar a la red. El tren de potencia en este caso no se ve afectado por la caída de tensión porque no se produce ningún cambio de par debido a la caída de tensión.

Cualquier teoría, mecanismo de operación, prueba, o descubrimiento descrito en el presente documento tiene como objetivo mejorar la comprensión de los principios de la presente exposición y no pretende que la presente exposición dependa de ningún modo de dicha teoría, mecanismo de operación, representación ilustrativa, prueba, o descubrimiento. Se debe entender que aunque que el uso del término preferible, preferiblemente o preferido en la descripción anterior indica que la característica así descrita puede que sea más deseable, no obstante puede que no sea necesario y las representaciones que carezcan del mismo pueden considerarse dentro del ámbito de la exposición, siendo definido dicho ámbito mediante las reivindicaciones siguientes.

En la lectura de las reivindicaciones se pretende que cuando se usan términos como quot;unquot;, quot;unaquot;, quot;al menos uno/aquot;, quot;al menos una partequot; no se tiene intención de limitar la reivindicación solo a un elemento a menos que se indique específicamente lo contrario en la reivindicación. Cuando se usan las frases quot;al menos una partequot; y/o quot;una partequot; el elemento puede incluir una parte y / o todo el elemento a menos que se indique específicamente lo contrario.

Debe entenderse que solo se han mostrado y descrito las representaciones seleccionadas y que todas las posibles alternativas, modificaciones, aspectos, combinaciones, principios, variaciones, y equivalentes que entran dentro del espíritu de la exposición que se definen en el presente documento o mediante cualquiera de las siguientes reivindicaciones se desea que estén protegidos. Aunque las representaciones de la descripción se han ilustrado y descrito en detalle en los planos y en la descripción precedente, las mismas deben considerarse meramente ilustrativas y no pretenden ser exhaustivas ni limitar la descripción a las formas específicas descritas. Otras alternativas, modificaciones y variaciones resultarán evidentes para los expertos en la materia. Además, si bien se han presentado muchos aspectos y principios de la invención, no tienen por qué utilizarse en combinación, y son posibles varias combinaciones de los aspectos y principios de la invención en vista de las varias representaciones especificadas anteriormente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para reducir la carga mecánica en un aerogenerador cuando sufre una caída de tensión de la red , disponiendo el aerogenerador de un tren de potencia, una unidad de control del convertidor y un controlador del generador del aerogenerador, consistiendo dicho método en:

recibir el controlador del generador del aerogenerador una señal de la unidad de control del convertidor, indicando dicha señal una caída de tensión en el aerogenerador; ordenar que el ángulo de paso de las palas se desplace hacia la posición de bandera con una velocidad específica

proporcionar un valor de generación de potencia activa máximo por parte de la unidad de

control del convertidor al controlador del generador del aerogenerador después de que la red se

recupere;

establecer un valor de saturación de las consignas del tren de potencia para garantizar una

correcta aplicación de la acción del OTO (amortiguador del tren de potencia), dependiendo el

valor de saturación establecido por la unidad de control del convertidor de la potencia activa

máxima;

aumentar las consignas de potencia o par con diferentes velocidades de acuerdo con la

acción del DTD para obtener un valor aumentado de la potencia teniendo en cuenta las

restricciones de tiempo de estabilización de los operadores de red;

aplicar un filtro de primer orden al valor de rampa de potencia para suavizar más el sobrepasamiento de par,

aplicar el comando de par de amortiguador del tren de potencia a la referencia de potencia aumentada para reducir la carga mecánica en el aerogenerador y amortiguar la oscilación en el generador del aerogenerador.
2.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual se calcula la velocidad de movimiento de paso para evitar la sobrevelocidad del generador teniendo en cuenta el par transmitido restante TI (par aerodinámico).
3.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual se calcula el par aerodinámico restante

durante cualquier momento de la caída de tensión mediante un algoritmo que usa como parámetros el par aerodinámico inicial y una derivada del par respecto al ángulo de paso.
4.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual se establece el valor de máximo de saturación de par o potencia activa como la resta de la potencia activa máxima enviada por la unidad de control del convertidor y una compensación variable para garantizar la correcta aplicación de la referencia de par del DTD.
5.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual el generador del aerogenerador es un generador doblemente alimentado.
6.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual el generador del aerogenerador usa una tecnologia de convertidor completa en la que el tren de potencia se ve afectado por caídas de tensión.
7.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual se usa el método durante la caída de tensión y una vez solucionada la caída de tensión.
8.

El método expuesto en la reivindicación 1, que incluye asimismo el paso de desactivar el método.
9.

El método expuesto en la reivindicación 1, en el cual la potencia activa máxima se calcula como el valor de generación de intensidad activa máximo por parte del convertidor multiplicado por la tensión de red.
10.

Un método de gestión inteligente de la potencia durante una caída de tensión en un aerogenerador, consistiendo dicho método en:

recibir una señal de la unidad de control del convertidor, indicando dicha señal una caída de tensión en el aerogenerador;

proporcionar un valor de generación de potencia activa máximo por parte de la unidad de control del convertidor al controlador del generador del aerogenerador; ordenar que el ángulo de paso de las palas se desplace hacia la posición de bandera con una velocidad específica

5 proporcionar un valor de generación de potencia activa máximo por parte de la unidad de control del convertidor al controlador del generador del aerogenerador después de que la red se recupere;

establecer un valor de saturación de las consignas del tren de potencia para garantizar una correcta aplicación de la acción del OTO (amortiguador del tren de potencia), dependiendo el 10 valor de saturación establecido por la unidad de control del convertidor de la potencia activa máxima;

aumentar las consignas de potencia o par con diferentes velocidades de acuerdo con la acción del OTO para obtener un valor aumentado de la potencia teniendo en cuenta las restricciones de tiempo de estabilización de los operadores de red ;

15 aplicar un filtro de primer orden al valor de rampa de potencia para suavizar más el sobrepasamiento de par,

aplicar el comando de par de amortiguador del tren de potencia a la referencia de potencia aumentada para reducir la carga mecánica en el aerogenerador y amortiguar la oscilación en el generador del aerogenerador.