ES2622556T3 - Regulación de potencia y/o regulación de frecuencia en una central térmica de vapor termosolar - Google Patents

Abstract

Método para la adaptación a un valor deseado, de un valor deseado, en particular para un control automático de potencia, en una central térmica de vapor (1) termosolar con una fuente de calor primaria (10) no adaptable y una fuente de calor adicional (20), caracterizado porque, - para al menos un momento predeterminado durante un funcionamiento de la central térmica de vapor (1) termosolar se determina un rango de potencia actual (80) para esa central térmica de vapor (1) termosolar, - donde el rango de potencia actual (80) de esa central térmica de vapor (1) termosolar se limita a través de un límite de rango de regulación inferior (91) y a través de un límite de rango de valor de regulación superior (92) y - el rango de potencia actual (80) se determina utilizando una potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria (81) (10), así como utilizando un rango de potencia proveniente de la fuente de calor adicional (20) (82) (83), - donde en el límite de rango de regulación inferior (91) se considera una reserva de potencia inferior (84) con al menos una parte de la reserva para una regulación de potencia y/o para una regulación de la frecuencia, así como de la frecuencia primaria y/o secundaria, - donde en el límite de rango de regulación superior (92) se considera una reserva de potencia superior (85) con al menos una parte de la reserva para una regulación de potencia y/o para una regulación de la frecuencia, así como de la frecuencia primaria y/o secundaria, y - donde en la adaptación del valor deseado, un valor deseado (70) actualmente predeterminado de la central térmica de vapor (1) termosolar, en el caso de que el valor deseado (70) actualmente predeterminado se ubique por fuera del rango de potencia actual (80), se regula en el rango de potencia actual (71).

Description

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DESCRIPCION

Regulacion de potencia y/o regulacion de frecuencia en una central termica de vapor termosolar

La presente invencion hace referencia a un metodo para la adaptacion del valor deseado, de un valor deseado, en particular para un control automatico de potencia y/o para una regulacion de frecuencia, as! como una regulacion primaria y/o secundaria, en una central termica de vapor termosolar con una fuente de calor primaria no adaptable y una fuente de calor adicional; as! como hace referencia a una central termica de vapor termosolar.

Las centrales termicas de vapor son ampliamente conocidas, por ejemplo por
http://de.wikipedia. org/wiki/Dampfkraftwerk (puesta a disposicion el 14/03/2012).

Una central termica de vapor es un tipo de construccion de una central electrica para generar corriente, donde una energla termica de vapor de agua, en una turbina de vapor, se convierte en energla cinetica y despues, en un generador, es transformada en energla electrica.

En una central termica de vapor de esa clase, el vapor de agua necesario para el funcionamiento de la turbina de vapor se genera primero en una caldera de vapor, generalmente a partir de agua (de alimentacion) previamente purificada y tratada. A traves de otro calentamiento del vapor en un sobrecalentador aumentan la temperatura y el volumen especlfico del vapor.

Desde la caldera de vapor, el vapor circula mediante llneas tubulares hacia la turbina de vapor, donde este libera hacia la turbina una parte de su energla previamente absorbida como energla cinetica. A la turbina se encuentra acoplado un generador que transforma la potencia mecanica en potencia electrica.

A continuacion, el vapor distendido y enfriado circula hacia el condensador, donde este se condensa en el ambiente a traves de transferencia termica, acumulandose como agua en estado llquido.

A traves de bombas de condensado y de precalentadores, el agua es almacenada de forma intermedia en un recipiente de agua de alimentacion y despues, mediante una bomba de alimentacion y a traves de precalentadores, es suministrada nuevamente a la caldera de vapor, con lo cual se cierra un circuito.

Puede diferenciarse entre distintos tipos de centrales termicas de vapor, como por ejemplo centrales termicas de carbon, centrales termicas de petroleo, centrales termicas combinadas de gas y vapor (centrales de ciclo combinado), as! como tambien centrales termicas de vapor termosolares (a continuacion denominadas de forma abreviada como centrales generadoras termosolares).

Las centrales generadoras termosolares son igualmente conocidas, por ejemplo a traves de
http://de.wikipedia.org/wiki/ Sonnenwarmekraftwerk (puesta a disposicion el 14/03/2012).

Una central generadora termosolar consiste en una forma especial de una central termica de vapor, en donde energla solar es utilizada como fuente de energla primaria, as! como fuente de calor para la generacion de vapor.

Para ello, una central generadora termosolar de esa clase presenta dos circuitos - acoplados (termicamente) mediante un intercambiador de calor- un circuito primario (circuito solar) y un circuito secundario (circuito de agua- vapor), es decir, que opera segun un principio de circuito doble.

En el circuito primario o circuito solar, a traves de la radiacion solar, se calienta all! un medio de transferencia termica que usualmente circula a traves de una pluralidad de colectores solares, dispuestos en un campo de colectores solares, donde por ejemplo dicho medio es aceite (termico) (fuente primaria de calor/ energla, as! como suministro primario de energla/calor).

El medio de transferencia termica calentado circula despues a traves del intercambiador de calor, en donde la energla termica absorbida es transmitida al circuito secundario, al circuito de agua-vapor, as! como al medio de proceso que se encuentra all!, es decir, a un agua (de alimentacion).

A continuacion, el medio de transferencia termica - ahora enfriado - regresa a los colectores solares, debido a lo cal se cierra el circuito primario o circuito solar.

A traves de la transferencia termica desde el circuito primario hacia el circuito secundario o circuito de agua - vapor, all! el agua (de alimentacion) se transforma en vapor de agua, es decir que se calienta, se evapora y se sobrecalienta, circulando mediante llneas tubulares hacia la turbina de vapor, en donde el vapor de agua libera una parte de su energla a la turbina, a traves de distension, como energla cinetica.

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A traves del generador acoplado a la turbina, la potencia mecanica se transforma entonces en potencia electrica, la cual se proporciona a una red electrica como corriente electrica.

Usualmente, debajo de la turbina esta dispuesto el condensador, en donde el vapor - despues de la distension en la turbina - transmite la mayor parte de su calor al agua de refrigeracion. Durante ese proceso, el vapor se licua a traves de condensacion.

La bomba de agua de alimentacion transporta el agua llquida producida nuevamente como agua de alimentacion al intercambiador de calor, con lo cual tambien se cierra el circuito secundario.

Toda la information que se produce en una central termica de vapor termosolar, como por ejemplo valores de medicion, datos de procesos o de estados, se visualiza en una sala de control y all! se evalua, generalmente en una unidad de calculo central, donde los estados de funcionamiento de los componentes individuales de la central termica son visualizados, evaluados, controlados, comandados y/o regulados.

Mediante elementos de control, el personal de la central electrica puede intervenir en la secuencia de funcionamiento de la central electrica, por ejemplo abriendo o cerrando un equipo o una valvula, o tambien modificando una cantidad de combustible suministrada.

Un ordenador principal constituye una parte central de una sala de control de esa clase, en donde se implementa un sistema de control en bloque, una unidad central de control o de mando y/o una unidad de regulation -por ejemplo como un sistema de automatizacion/software de automatization, mediante los cuales pueden realizarse un control y/o una regulacion de la central generadora termosolar.

En un mercado de electricidad desregulado se consideran cada vez mas importantes un funcionamiento de carga flexible de las centrales generadoras y equipos para regular la frecuencia en redes electricas, para el funcionamiento de la central generadora.

En cuanto a la regulacion de la frecuencia en las redes electricas se diferencian distintos tipos de regulacion de frecuencia, por ejemplo una regulacion primaria y una regulacion secundaria, con o sin la as! llamada banda inactiva.

Puesto que la energla electrica no puede almacenarse en el recorrido desde el generador hacia el consumidor, la generation de corriente y el consumo de corriente deben estar equilibrados en todo momento en la red electrica, es decir que precisamente debe generarse tanta energla electrica como es consumida. La frecuencia de la energla electrica consiste en la variable de regulacion de integration y adopta el valor nominal de la frecuencia de la red, en tanto la generacion de corriente y el consumo de corriente esten equilibrados. Las velocidades de rotation de los generadores de la central electrica conectados a una red de electricidad estan sincronizadas con esa frecuencia de la red.

Si en un momento determinado se produce un deficit de production en la red electrica, entonces dicho deficit es cubierto en primer lugar a traves de una energla contenida en masas oscilantes de maquinas rotativas (turbinas, generadores). Las maquinas mencionadas se frenan a causa de ello, de manera que se reduce aun mas su velocidad de rotacion y, con ello, la frecuencia (de la red).

Si esa disminucion de la frecuencia de la red no se contrarresta a traves de una regulacion adecuada de la potencia, as! como de la frecuencia en la red electrica, lo mencionado conducirla al colapso de la red.

Dentro de la as! llamada banda inactiva en el rango de pequenas desviaciones de frecuencia de hasta +/- 0,07-0,1 Hz, en un caso normal, no se produce ninguna clase de intervenciones de regulacion. En ese rango solo es posible un control opuesto lento retardado para compensar desviaciones existentes entre la generacion y el consumo.

Desviaciones de frecuencia mas importantes, en el rango de 0,1-3,0 Hz, provocadas por ejemplo a traves de fallos en la central generadora y de fluctuaciones en el consumo de corriente, son repartidas a traves del controlador primario en toda la red electrica, en las centrales generadoras que toman parte en la regulacion primaria. Estas proporcionan una as! llamada reserva de regulacion primaria, es decir, una reserva de potencia que se suministra automaticamente a la red electrica desde las centrales generadoras involucradas, para compensar el desequilibrio entre la generacion y el consumo dentro de segundos, a traves de la regulacion de la generacion.

La regulacion primaria se utiliza de este modo para estabilizar la frecuencia de la red en el caso de la desviacion mas reducida posible, pero en un nivel que difiere de un valor nominal predeterminado de frecuencia de la red.

La regulacion secundaria que sigue a la regulacion primaria cumple la funcion de restablecer nuevamente el equilibrio entre los generadores y los consumidores de corriente en la red electrica, retornando de este modo la frecuencia de la red nuevamente al valor nominal predeterminado de frecuencia de la red, por ejemplo 50 Hz.

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Las centrales generadoras que toman parte en la regulation secundaria proporcionan una reserva de regulation secundaria para retornar la frecuencia de la red nuevamente al valor nominal predeterminado de frecuencia de la red, restableciendo el equilibrio en la red electrica.

La exigencia de la reserva de regulacion primaria y el suministro de la reserva de regulacion primaria a la red de suministro se producen de forma automatica a traves de los dispositivos de regulacion de la central generadora involucrada (la red electrica como tal, as! como la modification de la frecuencia en la red electrica, requieren la reserva de regulacion primaria), mientras que la regulacion secundaria se requiere a traves de un regulador de la red de orden superior en la red electrica en las centrales generadoras que toman parte en la regulacion secundaria, donde entonces, ante ese requerimiento, se suministra a la red electrica desde las centrales generadoras.

En parte, el suministro de la reserva de regulacion de frecuencia o de regulacion primaria y secundaria es obligatorio para las centrales generadoras en un alcance determinado - a traves de reglamentaciones nacionales; las reservas de regulacion puestas a disposition por las centrales generadoras son abonadas a las centrales generadoras generalmente como servicios especiales de la red.

De este modo, tambien para las centrales termicas de vapor termosolares la participation en la regulacion de frecuencia o en un funcionamiento de regulacion de potencia puede resultar atractiva desde el punto de vista economico. Ademas, con una ampliation de las energlas regenerativas (por ejemplo energla eolica) se espera una intensification de los requerimientos relativos a una capacidad de regulacion de diferentes tipos de centrales generadoras. De este modo, puede esperarse que el requerimiento respectivo a la regulacion de frecuencia se establezca en el futuro tambien para centrales generadoras termosolares.

Sin embargo, el funcionamiento de una central generadora termosolar presenta la desventaja de que la misma, debido a la fuente de calor primaria que no puede adaptarse libremente y debido a una inercia del proceso termosolar, no puede ser regulada en cuanto a la potencia y/o a la frecuencia.

Como una fuente de calor primaria que no puede adaptarse libremente se entiende que esa fuente de calor primaria esta sujeta a condiciones que se ubican por fuera de una influencia por parte de la central generadora y que, con ello, no puede adaptarse libremente - desde el punto de vista de la central generadora. De este modo, por ejemplo, la radiation solar o su suministro de calor primario en el medio de transferencia termica se encuentra sujeto a modificaciones mas o menos azarosas, no previsibles, como por ejemplo a traves de una radiacion solar variable o a la nubosidad, debido a lo cual una fuente de calor de esa clase no puede adaptarse libremente por parte de la central generadora.

Tambien una extension superficialmente grande del campo de colectores solares conduce a modificaciones retardadas en gran medida en cuanto al aspecto temporal en el campo de colectores solares. De este modo, a traves de una modificacion de un enfoque de los colectores solares no puede provocarse una modificacion de la potencia del generador, precisa en cuanto al objetivo, lo cual igualmente limita en alto grado la capacidad de regulacion de potencia y/o de frecuencia en una central generadora termosolar.

Una regulacion de potencia y/o de la frecuencia, as! como una regulacion primaria y secundaria, as! como el suministro de una reserva de regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria - del modo deseado o requerido -no es posible en las centrales generadoras termosolares de esa clase.

No obstante, para posibilitar una cierta adaptation de la potencia en las centrales generadoras termosolares, puede proporcionarse una fuente de calor adicional a la fuente de calor primaria (en el circuito solar), por ejemplo una combustion de gas natural adicional mediante una caldera de gas natural especial, en el circuito primario.

Esa fuente de calor adicional, as! como en especial una combustion de gas natural adicional de esa clase, en particular dispuesta en el circuito solar, directamente antes del cambiador de calor o intercambiador de calor, dependiendo de la necesidad, permite adaptar la temperatura del medio de transferencia termica en el circuito primario, debido a lo cual en el circuito secundario puede generarse potencia electrica mas o menos correspondiente.

En este caso, a traves de la fuente de calor adicional, por ejemplo de la combustion de gas natural, dependiendo de la necesidad, se suministra o se reduce calor, de manera que la potencia electrica suministrada de la central generadora, en una central generadora termosolar de esa clase, puede aumentarse con una fuente/suministro de calor primario que no puede adaptarse libremente, as! como en cierta medida, pueden atravesarse rampas de potencia electricas, as! como puede realizarse una regulacion de frecuencia o primaria y/o una regulacion secundaria.

Tambien en este caso, es decir, en el caso de una central generadora termosolar de esa clase con fuente de calor primaria - que no puede adaptarse libremente, y fuente de calor adicional, al igual que en las centrales generadoras

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termosolares en general - la potencia que puede alcanzarse se limita solamente a traves de una potencia a capacidad plena determinada, es decir, una potencia de la central generadora que puede suministrarse de forma maxima en funcion del estado de los equipos auxiliares individuales que limitan la potencia (por ejemplo bombas de alimentacion en funcionamiento).

Ademas, la fuente de calor adicional en el circuito primario puede usarse tambien para mantener en estado llquido el medio de transferencia termica ("proteccion anti - congelamiento").

Una medida de la utilizacion de la fuente de calor adicional, como por ejemplo de la combustion de gas natural adicional, sin embargo, se basa solo y unicamente en consideraciones economicas, pero una combustion adicional de esa clase o un suministro de calor requieren costes adicionales/aumentados para el combustible y la central generadora.

Aun cuando a traves de un suministro de calor adicional de esa clase, segun ese principio, es posible una cierta adaptacion de la potencia en las centrales generadoras termosolares mencionadas, se mantiene la desventaja de no poder prever en que area o medida es posible la adaptacion de potencia, as! como una regulacion de potencia es posible debido a que las variaciones en la fuente de calor primaria - que no puede adaptarse - es decir, de la energla solar, no pueden ser influenciadas y se presentan de forma mas o menos azarosa.

Sin embargo, con ello, tampoco una central generadora termosolar de esa clase- con fuente de calor primaria que no puede adaptarse libremente y fuente de calor adicional - debido a las variaciones que se presentan de forma azarosa en el suministro de calor primario, no puede regularse en cuanto a la potencia y/o a la frecuencia, as! como de forma primaria o secundaria, lo cual - como efecto lo menos negativo - implica perdidas de ingresos correspondientes para la companla operadora de la central generadora.

Para acelerar modificaciones de potencia en el marco de la regulacion de frecuencia, as! como de la regulacion secundaria y/o primaria en centrales termicas de vapor, es conocido el hecho de implementar medidas adicionales que actuan con rapidez, las cuales se basan en el aprovechamiento de la energla contenida en el medio de proceso de la central termica de vapor, es decir, en el agua de alimentacion o en el vapor de agua ("alimentador termico en el circuito de agua - vapor") ("Flexible Load Operation and Frequency Support for Steam Turbine Power Plants", Wichtmann y otros, VGB PowerTech 7/2007, paginas 49 - 55).

Ejemplos conocidos de ello son una estrangulacion de una valvula de control de la turbina de alta presion, una llnea de sobrecarga hacia la turbina de partes de alta presion, una retencion de condensado, una desviacion del lado de agua de alimentacion de precalentadores de alta presion, as! como una obstruccion de las llneas de vapor de extraccion hacia los precalentadores de alta presion.

No obstante, esos acumuladores de energla inmanentes al medio del proceso, as! como ese acumulador termico en el circuito de agua - vapor estan limitados, de manera que, debido a ello, la reserva de regulacion disponible tambien se encuentra limitada.

Tambien existe la necesidad de llenar nuevamente un acumulador termico de esa clase en el circuito de agua - vapor, cuando el acumulador de energla o acumulador termico esta una vez consumido/vaciado, lo cual restringe aun mas las reservas de regulacion.

El documento DE 195 10 343 A1 describe un metodo para optimizar una central generadora segun el estado del arte.

El objeto de la presente invencion consiste en crear un metodo que posibilite una regulacion de potencia y/o una regulacion de frecuencia o primaria y/o secundaria, en particular automatica o automatizada en una central generadora termosolar con una fuente de energla primaria que no puede ser adaptada y una fuente de calor adicional. El objeto de la presente invencion consiste ademas en crear una central generadora termosolar adecuada para una regulacion de potencia y/o una regulacion de frecuencia o primaria y/o secundaria, en particular automatica o automatizada.

Dicho objeto se alcanzara a traves del metodo para adaptar un valor deseado, de un valor deseado, en particular para una regulacion de potencia y/o una regulacion de frecuencia automaticas, en una central termica de vapor termosolar con una fuente de calor primaria que no puede adaptarse y una fuente de calor adicional, as! como tambien a traves de la central generadora termosolar, con las caracterlsticas segun la respectiva reivindicacion independiente.

En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos preferentes de la invencion. Los perfeccionamientos se refieren tanto al metodo de acuerdo con la invencion, as! como tambien a la central generadora termosolar de acuerdo con la invencion. La central generadora termosolar de acuerdo con la invencion

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es adecuada en particular para ejecutar el metodo de acuerdo con la invention o uno de sus perfeccionamientos que se indican a continuation.

La invencion y los perfeccionamientos descritos pueden realizarse tanto en software como tambien en hardware, por ejemplo utilizando una conexion electrica especial.

Una realization de la invencion o de un perfeccionamiento descrito es posible ademas a traves de un medio de almacenamiento que puede ser leldo por un ordenador, en donde se encuentra almacenado un programa informatico que realiza la invencion o un perfeccionamiento.

La invencion y/o cada uno de los perfeccionamientos descritos pueden realizarse tambien a traves de un producto de un programa informatico que presenta un medio de almacenamiento en donde se encuentra almacenado un programa informatico que realiza la invencion o el perfeccionamiento.

La invencion hace referencia a una central generadora termosolar con un circuito primario, as! como con un circuito secundario acoplado (termicamente), en particular mediante un intercambiador de calor.

En el circuito primario, con respecto a una fuente de calor primaria que no puede adaptarse, para un suministro de calor primario, se proporciona una fuente de calor adicional para un aumento (adicional) o una reduction del suministro de calor de un medio de transferencia termica que circula en el circuito primario, por ejemplo de un aceite (termico).

De acuerdo con la invencion, segun el metodo para adaptar el valor deseado, de un valor deseado, se preve que para al menos un momento predeterminado durante un funcionamiento de la central generadora termosolar se determine un rango de regulation de potencia actual y/o un rango de regulation de frecuencia actual (ventana de potencia) para la central generadora termosolar.

Ese rango de potencia actual o rango de regulacion de potencia actual y/o rango de regulacion de frecuencia de la central termica de vapor termosolar se limita a traves de un llmite de rango de regulacion inferior y a traves de un llmite de rango de regulacion superior.

Ademas, el rango de potencia actual se predetermina utilizando una potencia actual en base al suministro de calor primario actual a traves de la fuente de calor primaria, as! como utilizando un rango de potencia proveniente de la fuente de calor adicional.

Expresado de otro modo, el rango de potencia actual resulta de la potencia actual proveniente del suministro de calor primario actual, a traves de la fuente de calor primaria, as! como agregando el rango de potencia de la fuente de calor adicional - o de varias fuentes de calor adicionales.

En el llmite del rango de regulacion inferior se considera una reserva de potencia inferior con al menos una parte de reserva para una regulacion de potencia y/o una regulacion de frecuencia, as! como una regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria. En el llmite de rango de regulacion superior se considera igualmente una reserva de potencia superior con al menos una parte de la reserva para una regulacion de potencia y/o para una regulacion de la frecuencia, as! como de la frecuencia primaria y/o secundaria.

En la adaptation del valor deseado, por tanto, un valor deseado actualmente predeterminado, por ejemplo por un distribuidor de carga, de la central generadora termosolar, en el caso de que el valor deseado actualmente predeterminado se ubique por fuera del rango de potencia actual, se regula en el rango de potencia actual.

De este modo, los llmites del rango de potencia actual pertenecen tambien al rango de potencia actual.

Expresado de otro modo o de forma simplificada, de acuerdo con la invencion, un rango de potencia actual (ventana (de potencia)) para la central generadora se determina en un momento de funcionamiento de esa central generadora termosolar con una fuente de calor primaria que no puede adaptarse y con una fuente de calor adicional.

El rango de potencia actual mencionado se determina a traves de la potencia que puede alcanzarse a traves de la fuente/suministro de calor primario, es decir, a traves de la energla solar - debido a lo cual el rango de potencia se despliega como ventana - por una parte a traves de la potencia que puede alcanzarse a traves del suministro de calor adicional mlnimo posible (combustion o suministro mlnimo de calor adicional) y por otra parte a traves de la potencia que puede alcanzarse a traves del suministro de calor adicional maximo posible (combustion o suministro maximo de calor adicional).

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Con ese suministro de calor adicional posible mlnimo y maximo deben considerarse condiciones de contorno tecnicas maximas posibles - hacia abajo y hacia arriba - de la fuente de calor adicional.

El suministro de calor adicional mlnimo puede resultar a partir del hecho de que es necesaria una cantidad (minima) determinada de suministro de calor adicional para operar de forma estable la fuente de calor adicional. De manera correspondiente, un suministro de calor adicional mlnimo puede resultar a partir del hecho de que se encuentra limitado un funcionamiento estable de la fuente de calor adicional "hacia arriba".

Asimismo, se considera conveniente proporcionar una fuente de calor adicional de esa clase, la cual posibilite una entrada de calor rapida en el medio de transferencia termica, por ejemplo una combustion de gas natural y/o la cual pueda regularse- dentro de rangos mas amplios. En particular, en este caso pueden ser convenientes varias fuentes de calor adicionales mas pequenas ("denominacion pequena") en lugar de una fuente de calor adicional mas grande.

A modo de ejemplo, el suministro de calor adicional para el medio de transferencia termica, asi como en el medio de transferencia termica, puede ser una combustion de gas natural con un quemador de gas natural especial o una caldera de gas natural correspondiente - o en el caso de fuentes de calor mas pequenas - con varios quemadores o calderas de gas natural, o el suministro puede realizarse mediante estos. Son posibles tambien otras combustiones adicionales, como por ejemplo una combustion de carbon o de aceite.

En los limites de ese rango de potencia actual proveniente del suministro de calor primario actual y del suministro de calor adicional (suministro de calor adicional minimo y maximo) se "incorpora" o se considera respectivamente una reserva de potencia con al menos una parte de reserva de potencia para la regulacion de potencia y/o la regulation de frecuencia, asi como regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria.

Es decir, que los limites de ese rango de potencia actual se desplazan de forma conjunta respectivamente en esa reserva de potencia que debe incorporarse o considerarse, debido a lo cual el rango de potencia actual se reduce en esas dos reservas de potencia en el limite superior y en el limite inferior, y debido a lo cual para ese rango de potencial actual se encuentra a disposition o se garantiza una parte de reserva para una regulacion de potencia y/o regulacion de frecuencia, asi como regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria.

Los limites del rango de potencia actual deben considerarse como pertenecientes al rango.

Los limites mencionados, como limitaciones o como ventana (de potencia)/rango de potencia actual, pueden considerarse entonces como limitation en un regulador del valor deseado de esa central generadora termosolar, el cual regula dentro de la ventana de potencia actual el valor deseado actualmente predeterminado en caso de que este se ubique por fuera de la ventana de potencia actual, asi como lo conduce hacia la ventana de potencia actual (adaptacion del valor deseado).

Tal como se observa claramente, en este caso el valor deseado actual y que debe ser adaptado puede desplazarse al menos hasta/cerca de los limites de la ventana superior o inferior relevantes de forma correspondiente.

Otro desplazamiento del valor deseado dentro de la ventana de potencia actual es posible, por ejemplo hasta el centro de la ventaja de potencia, donde sin embargo se considera conveniente llevar el valor deseado "solo" hasta el limite de la ventana de potencia, para evitar con ello variaciones de potencia innecesariamente elevadas de la instalacion.

Si el valor deseado predeterminado o adaptado de esa central generadora termosolar se ubica entonces dentro de esa ventana de potencia siempre es posible, asi como se garantiza, una regulacion de potencia, como una rampa de potencia electrica, la regulacion secundaria o primaria, de esa central generadora termosolar.

Independientemente de ello, la potencia que puede ser alcanzada de esa central generadora termosolar se limita solamente a traves de una potencia a capacidad plena determinada, es decir, una potencia maxima que puede suministrarse, de la central generadora termosolar, en funcion del estado de los equipos auxiliares individuales que limitan la potencia (por ejemplo bombas de alimentation en funcionamiento).

La ventana de potencia actual y/o sus limites - con el fin de una information - pueden transmitirse tambien a los distribuidores de carga.

Si la invention, asi como el metodo de acuerdo con la invention, se realizan durante un transcurso temporal, es decir, en momentos sucesivos, de un intervalo de tiempo, por ejemplo de una fase de funcionamiento o de una duration de funcionamiento de esa central termica de vapor/central generadora termosolar, entonces con la modification de la cantidad de calor primaria que se encuentra actualmente disponible, en particular de la radiation solar (en el tiempo), la ventana de potencia, dentro de la cual el valor deseado debe ubicarse para garantizar la

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regulacion de potencia y/o la regulacion de frecuencia, as! como de frecuencia primaria y/o secundaria, en esa central termica de vapor, se desplaza solo de forma automatica hacia arriba o hacia abajo.

Se asocia a ello una adaptacion automatica del rango de regulacion posible del regulador del valor deseado.

Un valor deseado actual, el cual se ubicarla de forma repentina por encima del llmite superior de la ventana de potencia debido a una disminucion de la cantidad de calor primaria, en particular por ejemplo en caso de que se nuble, y/o de la capacidad de cantidad termica adicional, es adaptado de forma correspondiente por el regulador del valor deseado, es decir que el mismo es llevado automaticamente hacia abajo por la limitacion superior descendente.

Tan pronto como debido a una modificacion o aumento de la cantidad de calor primaria, en particular por ejemplo debido a una radiacion solar no nublada y/o a un aumento de la capacidad de cantidad de calor adicional, la limitacion superior se desplaza nuevamente hacia arriba, el valor deseado, llevado hacia abajo anteriormente con el llmite superior de la ventana de potencia, obtiene "juego hacia arriba", donde el valor deseado puede ser adaptado tambien nuevamente hacia arriba, tanto como sea posible.

Es decir que el valor deseado puede aprovechar el juego (de potencia) puesto a disposicion a traves del desplazamiento hacia arriba del llmite de ventana de potencia superior y puede desplazarse hacia arriba tanto como sea posible, es decir, limitado nuevamente por el llmite de ventana de potencia que se desplaza hacia arriba, en la direccion del valor deseado predeterminado que se ubica por fuera de la ventana de potencia de ese momento.

Lo mencionado puede tener lugar hasta que el valor deseado alcanza el nivel predeterminado original que se ubica por fuera de la ventana de potencia de ese momento, o hasta que se predetermina un nuevo valor deseado que se ubica dentro de la ventana de potencia actual.

Sin embargo, de manera alternativa, el valor deseado puede dejarse primero tambien en el nivel en donde el llmite de ventana de potencia superior se desplaza hacia arriba, hasta que se predetermine un nuevo valor deseado actual.

Lo correspondiente aplica tambien para valores deseados actuales que se ubican repentinamente por fuera del llmite inferior de la ventana de potencia.

De este modo, la central generadora termosolar, cuyo suministro de calor primario no puede adaptarse libremente, en todo caso - a diferencia de las soluciones anteriores - puede ser regulado en cuanto a la potencia y/o a la frecuencia, es decir, que puede regularse de forma primaria y secundaria en el funcionamiento de regulacion de potencia.

La companla operadora obtiene con ello ademas los pagos correspondientes. Con el fin de una informacion, los llmites de la ventana de potencia, as! como del rango de potencia actual, pueden transmitirse tambien al distribuidor de carga.

La central generadora termosolar de acuerdo con la invencion, correspondiente a lo mencionado, presenta un medio de procesamiento de datos, en particular de una unidad de calculo programada, implementado en particular en un sistema de control en bloque, el cual se encuentra configurado de manera que puede ejecutarse el metodo de acuerdo con la invencion para la adaptacion a un valor deseado, de un valor deseado.

De este modo, el metodo de acuerdo con la invencion para la adaptacion a un valor deseado, de un valor deseado, como tambien la central generadora termosolar correspondiente de acuerdo con la invencion, posibilitan una regulacion de la potencia y/o una regulacion de la frecuencia, as! como una regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria automatizadas, porque aqul el valor deseado predeterminado o adaptado de esa central generadora termosolar se ubica entonces (siempre) dentro de esa ventana de potencia, donde siempre es posible o se garantiza una regulacion de potencia, como una rampa de potencia electrica, la regulacion secundaria o primaria, de esa central generadora termosolar.

Se ha comprobado que la invencion es muy ventajosa en numerosos aspectos.

De este modo, la invencion posibilita un funcionamiento de regulacion de potencia automatico o automatizado de la central generadora termosolar. En particular, la invencion posibilita una capacidad de regulacion de frecuencia, as! como primaria y/o secundaria, de la central generadora termosolar.

De este modo, puede cumplirse con condiciones exigidas con respecto a la conexion de red, por parte de una central generadora termosolar operada segun la invencion. Ademas, la companla operadora obtiene pagos correspondientes por la regulacion primaria y/o secundaria.

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En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos preferentes de la invencion. Los perfeccionamientos se refieren tanto al metodo de acuerdo con la invencion, as! como tambien a la central generadora de acuerdo con la invencion.

En particular se considera conveniente implementar el metodo de acuerdo con la invencion o su perfeccionamiento en un sistema de control en bloque de la central generadora termosolar, el cual puede ejecutar el metodo de acuerdo con la invencion y/o sus perfeccionamientos - y asl, de forma correspondiente - puede controlar y/o regular, as! como conducir, la central generadora termosolar de modo correspondiente.

Se considera conveniente ademas conducir la central generadora termosolar, asl como regular los valores deseados, de manera que estos - en el caso de una adaptacion - se ubiquen en/cerca del llmite de la ventana de potencia. Es decir, que la adaptacion de valores deseados actuales que se ubican por fuera de la ventana de potencia puede tener lugar ampliamente, de manera que los mismos pueden regularse respectivamente al valor del llmite del respectivo rango de potencia actual correspondiente.

Tambien es posible llevar mas lejos en el respectivo rango de potencia actual, por ejemplo hasta su centro, los valores deseados que se ubican por fuera de rango de potencia actual.

Una vez que la ventana de potencia, asl como el tamano de la ventana determinado, se ha ubicado por debajo de un rango mlnimo predeterminado, por ejemplo debido a que la potencia, a causa del suministro de calor primario, ya se aproxima a la potencia maxima de la instalacion o a su potencia a capacidad plena, la instalacion se lleva al valor real, eliminandose la influencia del distribuidor de carga, asl como la influencia de la regulacion primaria/secundaria.

De manera adicional, la central generadora termosolar mencionada naturalmente puede limitarse tambien en correspondencia con la potencia a capacidad plena, para evitar una falla de la central generadora termosolar en el caso de limitaciones a traves de componentes que determinan la potencia.

De acuerdo con otro perfeccionamiento preferente, en particular en el funcionamiento automatizado de la central generadora termosolar puede preverse que el valor deseado actualmente predeterminado de esa central generadora termosolar, en caso de que el valor actualmente predeterminado se ubique por encima del rango de potencia actual, pueda ser llevado hacia abajo, al menos hasta el llmite del rango de regulacion superior, en particular de forma automatica a traves de un regulador del valor deseado. De manera especialmente preferente, el valor deseado actualmente predeterminado puede ser llevado precisamente hasta el llmite superior del rango de potencia actual.

De manera correspondiente puede preverse que el valor deseado actualmente predeterminado de la central generadora termosolar, en el caso de que el valor deseado actualmente predeterminado se ubique por debajo del rango de potencia actual, sea llevado hacia arriba, al menos hasta el llmite del rango de potencia inferior, en particular de forma automatica a traves de un regulador del valor deseado. De manera especialmente preferente, el valor deseado actualmente predeterminado puede ser llevado precisamente hasta el llmite inferior del rango de potencia actual.

De manera especialmente preferente, segun un perfeccionamiento, el suministro de calor adicional tiene lugar a traves de una combustion de gas natural, mediante uno o varios quemadores de gas natural o calderas de gas natural correspondientes, donde gracias a ello resulta un rango de potencia en base a una combustion de gas natural minima y a una combustion de gas natural maxima.

Por consiguiente, puede preverse ademas que el rango de potencia actual se determine utilizando la potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria, mas la potencia minima posible proveniente de la fuente de calor adicional (suministro de calor minimo), asi como utilizando la potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria mas la potencia maxima posible proveniente de la fuente de calor adicional (suministro de calor maximo).

Ademas, en el limite del rango de regulacion inferior puede considerarse un aporte economico de la fuente de calor adicional. De este modo, debido a motivos economicos, puede ser conveniente considerar un aporte de potencia de la fuente de calor adicional - el cual debe ser determinado bajo puntos de vista economicos. El limite del rango de regulacion inferior se incrementa entonces en ese aporte de potencia economico de la fuente de calor adicional, lo cual reduce la ventana del rango de potencia en ese rango de potencia economico.

De acuerdo con un perfeccionamiento preferente puede preverse tambien que en la reserva de potencia inferior - mas la reserva para la regulacion de potencia, se considere otra reserva para una combustion inferior en el caso de rampas de potencia y/u otra reserva para una descarga de un acumulador de vapor y/o para una atenuacion ("damping").

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Puede preverse tambien que en la reserva de potencia superior - mas la reserva para la regulacion de potencia - se considere otra reserva para una combustion superior en el caso de rampas de potencia y/u otra reserva para una carga de un acumulador de vapor y/o para una atenuacion ("damping").

En un perfeccionamiento preferente, el llmite del rango de regulacion inferior se determina a traves de la potencia actual proveniente del suministro de calor primario actual, mas la potencia minima posible proveniente del suministro de calor adicional, mas el aporte de potencia economico de la fuente de calor adicional, as! como mas la reserva de potencia inferior.

Ese llmite del rango de regulacion inferior, a modo de ejemplo, puede adecuarse o expresarse matematicamente del siguiente modo: suministro de calor primario actual + suministro de calor adicional mlnimo, por ejemplo combustion de gas natural minima, + aporte de potencia economica de la fuente de calor adicional + reserva de potencia inferior, por ejemplo reserva para combustion inferior en rampas de potencia, reserva de regulacion de potencia, reserva "damping" (atenuacion) - y reserva para medidas eventuales durante la regulacion primaria.

De acuerdo con otro perfeccionamiento preferente, el llmite del rango de regulacion superior se determina a traves de la potencia actual proveniente del suministro de calor primario actual mas la potencia maxima posible proveniente del suministro de calor adicional, as! como menos la reserva de potencia superior.

Tambien ese llmite del rango de regulacion superior, a modo de ejemplo, puede adecuarse o expresarse matematicamente del siguiente modo: suministro de calor primario actual + suministro de calor adicional maximo, por ejemplo combustion de gas natural adicional, - reserva de potencia superior, por ejemplo reserva para combustion superior en rampas de potencia, reserva de regulacion de potencia, reserva "damping" (atenuacion) - y reserva para medidas eventuales durante la regulacion primaria.

En otro perfeccionamiento preferente se preve que el rango de potencial actual de la central generadora termosolar se comunique a un regulador del valor deseado de esa central termica de vapor, el cual adapta el valor deseado actualmente predeterminado de esa central generadora, en el caso de que este se ubique por fuera del rango de potencia actual, es decir, llevandolo hacia el rango de potencia actual.

Puede preverse tambien que el limite del rango de regulacion inferior y/o el limite del rango de regulacion superior y/o el rango de potencia actual de la central generadora termosolar sean transmitidos a un distribuidor de carga de una red del distribuidor de corriente, al cual se encuentra conectada esa central generadora termosolar.

Preferentemente se preve tambien que, cuando el rango de potencia actual determinado de la central generadora termosolar se ubica por debajo de un rango minimo predeterminado, el valor deseado actualmente predeterminado sea llevado a un valor real y/o que se interrumpa una influencia del distribuidor de carga y/o una influencia de la regulacion primaria y/o secundaria.

De manera especialmente preferente, la invencion, asi como la adaptation al valor deseado de acuerdo con la invention, se realiza respectivamente en varios momentos, en particular en una pluralidad de momentos, de un intervalo de tiempo predeterminado durante el funcionamiento de la central generadora termosolar.

De este modo, el intervalo de tiempo es una duration de funcionamiento predeterminada de esa central termica de vapor. Los momentos pueden formar una serie temporal en el intervalo de tiempo.

De este modo, durante el funcionamiento de esa central generadora termosolar, la invencion puede conectarse, asi como activarse, en un momento predeterminable y por un periodo predeterminable.

La central generadora termosolar operada anteriormente, es decir antes del momento de conexion, segun la cantidad de calor primaria actualmente disponible, durante el periodo predeterminado, es llevada entonces a un funcionamiento secuencial de potencia (automatico) al encontrarse conectada o activada la invencion.

Ademas, de manera preferente, se preve implementar la invencion, as! como la adaptacion al valor deseado de acuerdo con la invencion, para una regulacion de potencia automatica de la central generadora termosolar. De este modo, la invencion, as! como el procedimiento de acuerdo con la invencion, pueden realizarse respectivamente para una pluralidad de momentos de una serie temporal, proveniente de un intervalo de duracion de funcionamiento predeterminado de esa central generadora.

Esto significa que cada vez que uno de los valores deseados actualmente predeterminados de esa central generadora termosolar se ubica por fuera del respectivo rango de potencia actual de acuerdo con la invencion, dicho valor deseado actual es adaptado automaticamente al rango de potencia actual, en particular a traves de un regulador del valor deseado de esa central generadora termosolar. El valor deseado actual que se ubica por fuera del rango de potencia actual es regulado en el rango de potencia actual, preferentemente en su llmite.

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La potencia de la central generadora termosolar es llevada, as! como regulada, utilizando los valores deseados actualmente predeterminados y eventualmente adaptados.

El establecimiento previo del valor deseado puede tener lugar a traves de un operador de la instalacion, por ejemplo de un operador del centro de control, o a traves de un distribuidor de carga de la red electrica. Los valores deseados pueden ser cambiados en un regulador del valor deseado que controla/regula de forma correspondiente la potencia real de la central generadora termosolar.

Puede preverse ademas que los medios de procesamiento de datos de acuerdo con la invencion formen parte de un sistema de control en bloque de la central generadora termosolar.

De acuerdo con un perfeccionamiento especialmente preferente, la central generadora termosolar presenta justamente un sistema de control en bloque de esa clase que esta configurado para ejecutar la invencion.

La capacidad de regulacion de la frecuencia puede mejorarse aun mas cuando el circuito secundario presenta al menos un acumulador termico de energla que se utiliza para modificar la potencia en el marco de la regulacion de frecuencia.

Un acumulador termico de energla de esa clase - en el circuito secundario - puede estar basado en un acumulador de energla inmanente en un medio del proceso del circuito secundario, como en un agua de alimentacion o vapor de agua de un circuito de agua - vapor.

A modo de ejemplo, una estrangulacion de una valvula de control de la turbina de alta presion, una llnea de sobrecarga hacia la turbina de partes de alta presion, una retencion de condensado, una desviacion del lado de agua de alimentacion de precalentadores de alta presion, as! como una obstruccion de las llneas de vapor de extraccion hacia los precalentadores de alta presion, representan acumuladores termicos de energla conocidos ("Flexible Load Operation and Frequency Support for Steam Turbine Power Plants", Wichtmann y otros., VGB PowerTech 7/2007, paginas 49 - 55).

Un acumulador termico de energla de esa clase - al "demandar" la energla almacenada, por ejemplo modificando la estrangulacion o la estructura de la retencion de condensado - permite en una medida determinada una modification de la potencia en el circuito secundario. Sin embargo, de ese modo, es decir en el caso de una "demanda" se vacla all! la energla almacenada del acumulador termico de energla.

De manera especialmente preferente puede preverse aqul que la fuente de calor adicional sea usada para completar al menos un acumulador termico de energla en el circuito secundario.

De manera conveniente, es decir, para posibilitar adaptaciones de potencia aumentadas y rapidas de la central generadora termosolar, en el circuito secundario pueden disponerse varios acumuladores termicos de energla de esa clase, donde cada uno de los mismos puede ser llenado nuevamente utilizando la fuente de calor adicional.

Expresado de forma clara y simplificada, un acumulador termico de energla que ya no se encuentra lleno en el circuito secundario es llenado usando la fuente de calor adicional en el circuito primario.

Para ello, el suministro de calor adicional en el medio de transferencia termica puede ser activado o aumentado en el circuito primario a traves de la fuente de calor adicional, por ejemplo un quemador de gas natural, lo cual - a traves del acoplamiento (termico) del circuito primario con el circuito secundario - conduce a una entrada de energla adicional en el medio del proceso del circuito secundario. La entrada de energla adicional mencionada en el medio del proceso del circuito secundario puede usarse entonces para el (nuevo) llenado del acumulador o de los acumuladores termicos de energla en el circuito secundario - sin que debido a ello se modifique o reduzca la potencia de la central generadora termosolar.

Con ello, dicho uso de la fuente de calor adicional en el circuito primario para el nuevo llenado del acumulador termico de energla posibilita una regulacion de potencia y/o una regulacion de frecuencia, as! como una regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria de mayor rendimiento en esa central generadora termosolar, porque mediante el (nuevo) llenado del acumulador termico de energla en el circuito secundario - independientemente de la potencia liberada de la central generadora - ese acumulador termico de energla "llenado una y otra vez" se encuentra a disposition casi de forma permanente para modificaciones en el marco de la regulacion de frecuencia, as! como de la regulacion secundaria y/o primaria en la central generadora termosolar.

Tambien de forma especialmente preferente, el llenado del acumulador termico de energla puede realizarse mediante la fuente de calor adicional, independientemente de un grado de llenado del acumulador termico de energla.

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Si el grado de llenado del acumulador termico de energla se ubica por debajo de un nivel determinado, entonces este puede ser llenado. De este modo, el acumulador termico de energla siempre puede mantenerse en un grado de llenado predeterminado o por encima del mismo. En particular, el acumulador termico de energla puede estar siempre lleno.

La description realizada hasta el momento de variantes ventajosas de la invention contiene numerosas caracterlsticas que se reflejan parcialmente de forma resumida en las reivindicaciones dependientes. De manera conveniente, el experto considerara esas caracterlsticas tambien de forma separada, elaborando otras combinaciones adecuadas.

En particular, esas caracterlsticas pueden combinarse respectivamente de forma individual y en cualquier combination con el metodo de acuerdo con la invencion y/o con el dispositivo segun la respectiva revindication independiente.

En las figuras se representa un ejemplo de ejecucion de la invencion, el cual se explica en detalle a continuation.

Las figuras muestran:

Figura 1: una disposition de regulacion/control de una central generadora termosolar con capacidad de regulation de potencia, segun un ejemplo de ejecucion;

Figura 2: una representation esquematica de una ventana de potencia de la central generadora termosolar con capacidad de regulacion de potencia segun la figura 1;

Figura 3: rangos de potencia y comportamientos de potencia de una central generadora termosolar en el funcionamiento real y en el funcionamiento secuenciado de potencia segun el ejemplo de ejecucion.

Ejemplo de ejecucion: Central generadora termosolar con capacidad de regulacion de potencia automatizada

La figura 1 muestra una disposicion de regulacion/control 60 de una central generadora termosolar 1 con capacidad de regulacion de potencia ("load setting mode").

A diferencia de las centrales generadoras termosolares usuales hasta el momento, la central generadora 1 aqul descrita - de modo adicional con respecto al funcionamiento real conocido de la instalacion a, c, as! como 72 - puede ser operada con capacidad de regulacion de potencia automatizada ("load setting mode" / funcionamiento secuenciado de potencia) b, as! como 71.

La capacidad de regulacion de potencia de esa central generadora termosolar 1 contiene tambien la capacidad de la regulacion secundaria ("Secondary grid frequency control").

Toda la information que se produce en la central generadora termosolar 1, como por ejemplo valores de medicion, datos de procesos o de estados, se visualiza en una sala de control y all! se evalua en una unidad de calculo central 64, de un sistema de control en bloque 61 - como elemento de control, de comando y/o de regulacion de la central generadora termosolar 1, donde los estados de funcionamiento de los componentes individuales de la central generadora son visualizados, evaluados, controlados, comandados y/o regulados.

Mediante elementos de control, un encargado del centro de control (operador), mediante el sistema de control en bloque - como parte central del ordenador principal - o de forma automatizada, puede intervenir en la secuencia operativa de la central generadora termosolar 1 - operando con ello la instalacion - por ejemplo abriendo o cerrando un equipo o una valvula, o tambien modificando una cantidad de combustible suministrada.

En particular, tambien la regulacion de potencia y/o la regulacion de frecuencia, as! como regulacion de frecuencia primaria y/o secundaria y el funcionamiento secuenciado de carga automatico 71 de la central generadora termosolar 1 son controladas mediante el sistema de control en bloque 61.

La central generadora termosolar 1 mencionada, a continuacion denominada tambien de forma abreviada solo como central generadora 1, presenta dos circuitos 2, 3 acoplados (termicamente) mediante un intercambiador de calor 40 de varias etapas; es decir, un circuito (circuito solar) primario 2 y un circuito secundario (circuito de agua - vapor) 3, de manera que se trabaja segun un principio de circuito doble.

En el circuito primario o circuito solar 2, a traves de la radiation solar 10, se calienta all! un medio de transferencia termica 13 que usualmente circula a traves de una pluralidad de colectores solares 12, dispuestos en un campo de

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colectores solares 11, donde dicho medio es en este caso aceite (termico) 13 (fuente primaria de calor/ energla, as! como suministro primario o entrada de energla/calor, fuente / de energla primaria 10).

El medio de transferencia termica 13 calentado continua circulando a traves de una caldera de gas natural 21 con combustion de gas natural, en donde el aceite termico 13 "calentado de forma primaria" continua 20 o puede continuar siendo calentado (fuente/suministro de calor adicional, fuente/energla adicional 20).

Esa fuente de calor adicional 20 es usada por una parte para operar la instalacion 1 de forma optima en cuanto al aspecto economico, para aumentar la potencia - que no se encuentra sujeta a variaciones que pueden ser influenciadas - desde la fuente de energla primaria 10, as! como - tal como se describe en detalle a continuacion - para posibilitar la capacidad de regulacion de frecuencia y el funcionamiento secuenciado de carga automatico 71 de la central generadora 1. Por otra parte, la fuente de calor adicional 20 se aprovecha para mantener en estado llquido el aceite termico 13 ("proteccion anti - congelamiento").

A continuacion de la fuente de calor adicional 20, el aceite termico 13 atraviesa el intercambiador de calor 40, donde este - al menos de forma parcial - transmite la energla termica absorbida desde el suministro de calor primario y eventualmente adicional 10, 20 al circuito secundario 4, el circuito de agua - vapor 3, as! como al medio del proceso 41 que se encuentra all!, es decir a un agua (de alimentacion) 41.

Seguidamente - transportado por una bomba transportadora 23 - el medio de transferencia termica 13 o aceite termico 13- ahora enfriado - retorna a los colectores solares 12, as! como al campo solar 11, debido a lo cual se cierra el circuito primario 2 o circuito solar 2.

A traves de la transferencia termica desde el circuito primario 2 hacia el circuito secundario 3 o circuito de agua - vapor 3, all! el agua (de alimentacion) 41 se transforma en vapor de agua 41, es decir que se calienta, se evapora y se sobrecalienta, circulando mediante llneas tubulares 43 hacia la turbina de vapor 42, en donde el vapor de agua 41 libera una parte de su energla a la turbina 42, a traves de distension, como energla cinetica.

A traves del generador 44 acoplado a la turbina 42, la potencia mecanica se transforma entonces en potencia electrica, la cual se proporciona 45 a una red electrica 33 como corriente electrica.

Debajo de la turbina esta dispuesto un condensador 46, en donde el vapor 41 - despues de la distension en la turbina 42 - transmite la mayor parte de su calor al agua de refrigeration. Durante ese proceso, el vapor 41 se licua a traves de condensacion.

La bomba de agua de alimentacion 48 transporta el agua llquida producida 41 nuevamente como agua de alimentacion 41 al intercambiador de calor de varias etapas 40, con lo cual tambien se cierra el circuito secundario 3.

En el circuito secundario 3, es decir, en el circuito de agua - vapor 3, estan realizados distintos acumuladores termicos 63 que se basan en un acumulador de energla inmanente al agua de alimentacion 41, as! como al vapor de agua 41.

La figura 1 ilustra a modo de ejemplo un acumulador termico 63 de esa clase en forma de un estrangulamiento de una valvula de control de turbina de alta presion 47, as! como de un restrictor 47 de valvula de control de turbina de alta presion.

Otros acumuladores termicos 63 - no realizados en detalle - son una llnea de sobrecarga hacia la turbina de partes de alta presion, una retention de condensado, una desviacion del lado de agua de alimentacion de precalentadores de alta presion, as! como una obstruction de las llneas de vapor de extraction hacia los precalentadores de alta presion.

En ese caso - una obstruccion de la valvula de control de la turbina de alta presion 63 - controlada/regulada a traves del sistema de control en el bloque 61- permite la "demanda" selectiva de la energla inmanente al agua de alimentacion 41 o vapor de agua 41, gracias a lo cual es posible una modification selectiva de la potencia en el circuito secundario 3 - en el marco de la regulacion de frecuencia.

Si desde el acumulador termico 53 - descrito aqul a modo de ejemplo - es decir desde el estrangulamiento de la valvula de control de la turbina de alta presion 47, se ha demandado la energla/potencia requerida para la modificacion de la potencia en la regulacion de frecuencia, entonces ese acumulador termico 63, 47 debe ser llenado nuevamente.

Esto sucede - igualmente controlado mediante el sistema de control en boque 61 - a traves de la combustion de gas natural 20 adicional o aumentada en el circuito solar 2, debido a lo cual energla termica adicional se aplica en el aceite termico 13.

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Mediante el intercambiador de calor 40, esa entrada adicional de energla es transmitida al circuito secundario 3, quedando all! a disposicion para el nuevo llenado del acumulador termico 63, 47 utilizado. El estrangulamiento 47 es llevado nuevamente a su estado original a traves del sistema de control en bloque 61 - y el acumulador termico 63, 47 es llenado nuevamente.

Tal como se muestra en la figura 1 - mediante conexiones de llnea 62 correspondientes - al sistema de control en bloque 61 se transmite en particular la potencia del campo solar 30, el estado de funcionamiento de la combustion de gas natural 34, el estado de la obstruction 35, as! como la potencia 31 generada por la central generadora 1, como tambien la frecuencia de red 32 de la red electrica 33.

Tal como se muestra ademas en la figura 1, el control de la combustion de gas natural 20 tiene lugar mediante el control/regulacion de la corriente de gas natural 22, 73 - y el estrangulamiento de la valvula de control de turbina de alta presion 47 tiene lugar mediante el control/regulacion del estrangulamiento de la valvula de control de turbina de alta presion 47, 72 - igualmente a traves del sistema de control en bloque 61.

Esto significa que la instalacion 1 puede ser operada as! en el funcionamiento secuenciado de carga 71 con capacidad de regulation de frecuencia, as! como de regulation primaria y/o secundaria - despues de la predetermination automatica del distribuidor de carga 14. La instalacion 1, as! como la turbina 42, es operada de este modo con una regulacion de potencia, es decir en un funcionamiento a presion variable, con valvulas estranguladas.

La potencia que puede ser alcanzada en esa central generadora termosolar 1 se limita solamente a traves de una potencia a capacidad plena 96 determinada, es decir, una potencia maxima que puede suministrarse, de la central generadora termosolar 1, en funcion del estado de los equipos auxiliares individuales que limitan la potencia (por ejemplo bombas de alimentation en funcionamiento).

Modo de funcionamiento de la central generadora 1 en el "load setting mode" 71

En la figura 2 se ilustra esquematicamente el funcionamiento secuenciado de potencia /"load setting mode" 71, as! como el rango de potencia 80 correspondiente de la central generadora 1 para el funcionamiento secuenciado de potencia b, as! como 71.

En el funcionamiento secuenciado de potencia b, as! como 71, posible a traves de la instalacion 1, la instalacion es operada en el funcionamiento modificado a presion variable con valvulas estranguladas. En la figura 3 se representan con mayor detalle curvas de potencia correspondientes, as! como el comportamiento en servicio.

Tal como se muestra primero en la figura 2, el rango de potencia (ventana de potencia/"range of adaptability") 80, en el cual la central generadora 1 puede ser operada con capacidad de regulacion de potencia, es decir, en el "load setting mode" 71, se encuentra sujeto a determinadas restricciones.

El valor deseado de potencia 70 (valor deseado) debe ubicarse dentro de esa ventana de potencia 80 para poseer una capacidad de regulacion de potencia automatizada. Para ello, los llmites 90 de la ventana de potencia 80, como limitaciones, son pasados a un regulador del valor deseado de potencia (no ilustrado)

Hacia abajo, la ventana de potencia 80 se limita primero a traves de la potencia proveniente de la energla primaria 81 actualmente disponible, mas la potencia proveniente de la cantidad de gas natural 82 minima posible que puede generar combustion; hacia arriba, la ventana de potencia 80 es limitada por la potencia proveniente de la energla primaria 81 actualmente disponible, mas la potencia proveniente de la cantidad de gas natural 83 maxima posible que puede generar combustion.

Ademas, en el limite inferior 90 de la ventana de potencia 80 se preve una cantidad de combustion de gas natural para alcanzar el optimo economico 86. Es decir, que el limite inferior 90 de la ventaja de potencia 80 se desplaza hacia arriba en esa cantidad - la cual considera condiciones de contorno economicas.

Para poder poseer una capacidad de regulacion de potencia automatizada, en los limites 90 de la ventana de potencia 80 se incorpora una reserva de potencia inferior 84, asi como una reserva de potencia superior 85. Esto significa que la ventana de potencia 80 se reduce (aun mas) respectivamente en esa reserva de potencia inferior, asi como superior 84, 85.

Esas reservas de potencia 84, 84 aseguran que la central generadora 1, en tanto sea operada dentro de esos "llmites de reserva" 91 (limite inferior de la ventana/rango de potencia en el "load setting mode"), 92 (limite superior de la ventana/rango de potencia en el "load setting mode"), es decir, donde los valores deseados se regulan dentro de esos llmites 91, 92; pueda ser regulada en cuanto a la potencia.

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La reserva de potencia inferior 84 se compone de una reserva para la combustion inferior en rampas de potencia, de una reserva "damping", de una reserva para una descarga del acumulador de vapor, asi como de la reserva para la regulacion ("load control") y de la reserva para la regulation primaria; la reserva de potencia superior 85 se compone de una reserva para la combustion superior en rampas de potencia, de la reserva "damping", de una reserva para una carga del acumulador de vapor, asi como para la reserva para la regulacion de potencia, y de la reserva para la regulacion primaria.

En correspondencia con un aumento de potencia o una reduction de potencia de la instalacion en el "load setting mode", la presion del vapor debe ser aumentada o reducida. Para ello, debe ponerse a disposition una cantidad correspondiente, suficiente, de potencia de reserva para la respectiva rampa de potencia que debe ser desplazada.

Tambien para la regulacion de potencia debe mantenerse una reserva de potencia determinada que resulta de las exigencias de la regulacion de potencia de la turbina 42 y de la regulacion secundaria.

Esa ventana de potencia 80, dentro de la cual debe ubicarse el valor deseado 70 de la instalacion 1, es dinamica, es decir que se desplaza durante el funcionamiento de la central generadora 1 en funcion de la energia primaria 10, 93 - fluctuante o variable - que se encuentra a disposicion. Si mas energia primaria 10 se encuentra a disposicion (radiation solar aumentada), la ventana de potencia 80 se desplaza hacia arriba 94; si se dispone de menos energia primaria (nublado), la ventana de potencia se desplaza entonces hacia abajo 95.

La potencia de la central generadora 1 que puede ser alcanzada, "range of operation" 100, se limita hacia arriba solamente a traves de una potencia a capacidad plena 96 determinada, es decir, una potencia suministrada maxima de la central generadora 1 en funcion del estado de los equipos auxiliares individuales que limitan la potencia (por ejemplo bombas de alimentation en funcionamiento). Hacia abajo, la potencia desplazable de la instalacion 1 solo se limita a traves de una carga (minima)/ potencia maxima 97 que es necesaria al menos para un funcionamiento estable de la instalacion 1.

Una vez que la ventana de potencia 80, asi como el tamano de la ventana determinado, se ha ubicado por debajo de un rango minimo predeterminado, por ejemplo debido a que la potencia, a causa del suministro de calor primario 10, ya se aproxima a la potencia maxima de la instalacion o a su potencia a capacidad plena 96, la instalacion 1 se lleva al valor real, interrumpiendose la influencia del distribuidor de carga, asi como la influencia de la regulacion primaria/secundaria (funcionamiento real 74).

Tal como se muestra en la figura 1, la central generadora 1 es operada a traves de la predetermination del valor deseado (de potencia), MWel, 70, por parte del distribuidor de carga 14. A partir de ese valor deseado predeterminado 70 son determinados valores deseados correspondientes para el control de la combustion de gas natural 73 y para el control de las turbinas 72 - donde en correspondencia con estos la instalacion 1 es controlada, asi como es operada.

Con el fin de una information, los limites 90 de la ventana de potencia actual 80 son transmitidos tambien al distribuidor de carga 14.

La figura 3 muestra en curvas los rangos de potencia y el comportamiento de funcionamiento/potencia de la central generadora termosolar 1 en el funcionamiento real a, c, asi como 74; asi como en el funcionamiento secuenciado de potencia b, asi como 71 ("load setting mode").

En este caso, las curvas representadas se indican respectivamente como curvas en escala [%] (eje 105) a lo largo del tiempo t (eje 106).

La curva 101 muestra el perfil del suministro/fuente de calor primario 10 con respecto a la potencia disponible. La curva 104 muestra el perfil del valor deseado (de potencia) de la instalacion 1; con la curva 107 se representa la potencia real desplazada de la instalacion 1.

Durante las fases de funcionamiento a y c de la instalacion 1, la central generadora termosolar 1 es operada en el estado de funcionamiento real 74 - de forma manual, a traves del operador. En correspondencia con la potencia disponible proveniente de la fuente/suministro de calor primario 10, es regulado el valor deseado 70 de la instalacion 1, es decir que el valor deseado 70 sigue el perfil 1 de la energia primaria 10, 101.

En el momento A, la central generadora 1 es desplazada hacia el funcionamiento secuenciado de potencia 71, en donde la instalacion es operada hasta el momento B.

En el momento A de la implementation del funcionamiento secuenciado de potencia 71 la ventana de potencia 80 "se abre" con el limite inferior de la ventana de potencia 102, asi como 91; representado en la figura 3, y con el limite

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superior de la ventana de potencia 103, as! como 92 representado. El valor deseado es llevado hasta el momento A, aproximadamente en el centro de la ventana de potencia 80.

Tal como muestra ademas la figura 3, con la modificacion de la "energla primaria" 10, 101 que se encuentra actualmente disponible, la ventana de potencia 80 se desplaza hacia arriba o hacia abajo (perfil C), donde el valor deseado 70 debe ubicarse dentro de esa ventana para garantizar la regulacion de potencia 71 en la central generadora termosolar 1.

Se asocia a ello una adaptacion automatica del rango de regulacion posible del regulador del valor deseado.

Tal como muestra la figura 3, un valor deseado 70 actual que, debido a una reduccion de la energla primaria 10 deberla ubicarse repentinamente por encima del llmite superior 103, 92 de la ventana de potencia 80 (punto G), es adaptado de forma correspondiente por el regulador del valor deseado, es decir que este es guiado automaticamente hacia abajo (perfil/fase e) por la limitacion superior 103 descendente.

Tan pronto como, debido a una modificacion o a un aumento de la energla primaria 10, la limitacion superior 103 es desplazada nuevamente hacia arriba (punto H), el valor deseado es dejado primero aun en el nivel del punto H, hasta que se predetermina un valor deseado 70 actual nuevo (punto D).

Lo correspondiente aplica tambien para valores deseados actuales 70 que se ubican repentinamente por fuera del llmite inferior 102 de la ventana de potencia 80.

Tal como muestra la figura 3, un valor deseado 70 actual que, debido a un aumento de la energla primaria 10 deberla ubicarse repentinamente por debajo del llmite superior 102, 91 de la ventana de potencia 80 (punto E), es adaptado de forma correspondiente por el regulador del valor deseado, es decir que este es guiado automaticamente hacia arriba (perfil/fase d) por la limitacion inferior 102 ascendente.

Tan pronto como, debido a una modificacion o a una reduccion de la energla primaria 10, la limitacion inferior 102 es desplazada nuevamente hacia abajo (punto F), el valor deseado es dejado primero aun en el nivel del punto F, hasta que se predetermina un valor deseado 70 actual nuevo (punto D).

En el momento B, la instalacion 1 abandona el funcionamiento secuenciado de potencia b y pasa nuevamente al funcionamiento real c, as! como 74. La ventana de potencia 80 "se cierra". El valor deseado 70 resulta otra vez directamente de la energla primaria 10.

Si bien la invencion fue ilustrada y descrita en detalle a traves de los ejemplos de ejecucion preferentes, la presente invencion no se limita a los ejemplos descritos, de manera que el experto puede deducir otras variantes en base a ello, sin abandonar el alcance de proteccion de la invencion.

Claims (15)

1. 5

   10

   15

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   40

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   REIVINDICACIONES

   1. Metodo para la adaptacion a un valor deseado, de un valor deseado, en particular para un control automatico de potencia, en una central termica de vapor (1) termosolar con una fuente de calor primaria (10) no adaptable y una fuente de calor adicional (20),

   caracterizado porque,

   - para al menos un momento predeterminado durante un funcionamiento de la central termica de vapor (1) termosolar se determina un rango de potencia actual (80) para esa central termica de vapor (1) termosolar,

   - donde el rango de potencia actual (80) de esa central termica de vapor (1) termosolar se limita a traves de un llmite de rango de regulacion inferior (91) y a traves de un llmite de rango de valor de regulacion superior (92) y

   - el rango de potencia actual (80) se determina utilizando una potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria (81) (10), as! como utilizando un rango de potencia proveniente de la fuente de calor adicional (20) (82) (83),

   - donde en el llmite de rango de regulacion inferior (91) se considera una reserva de potencia inferior (84) con al menos una parte de la reserva para una regulacion de potencia y/o para una regulacion de la frecuencia, as! como de la frecuencia primaria y/o secundaria,

   - donde en el llmite de rango de regulacion superior (92) se considera una reserva de potencia superior (85) con al menos una parte de la reserva para una regulacion de potencia y/o para una regulacion de la frecuencia, as! como de la frecuencia primaria y/o secundaria, y

   - donde en la adaptacion del valor deseado, un valor deseado (70) actualmente predeterminado de la central termica de vapor (1) termosolar, en el caso de que el valor deseado (70) actualmente predeterminado se ubique por fuera del rango de potencia actual (80), se regula en el rango de potencia actual (71).
2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el valor deseado (70) actualmente predeterminado de la central termica de vapor (1) termosolar, en el caso de que el valor deseado (70) actualmente predeterminado se ubique por encima del rango de potencia actual (80), es llevado hacia abajo hasta al menos el llmite del rango de regulacion superior (92), y/o el valor deseado (70) actualmente predeterminado de esa central termica de vapor (1) termosolar, en el caso de que el valor deseado (70) actualmente predeterminado se ubique por debajo del rango de potencia actual (80), es llevado hacia arriba hasta al menos el llmite del rango de regulacion inferior (91).
3. 3. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rango de potencia actual proveniente de la fuente de calor adicional (20), en particular de una combustion de gas natural (20), se define a traves de una potencia minima posible proveniente de la fuente de calor adicional (20) (82), asi como a traves de una potencia maxima posible proveniente de la fuente de calor adicional (20) (83).
4. 4. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rango de potencia actual (80) se determina utilizando la potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria (10) (81), en particular de la energia solar (10) mas la potencia minima posible proveniente de la fuente de calor adicional (20) (82), asi como utilizando la potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria (10) (81), en particular de energia solar (10), mas la potencia maxima posible proveniente de la fuente de calor adicional (20) (83).
5. 5. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el llmite del rango de regulacion inferior (91) se considera un aporte economico (86) de la fuente de calor adicional (20) para alcanzar un funcionamiento economico de la central termica de vapor (1) termosolar, en particular para alcanzar un optimo economico.
6. 6. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la reserva de potencia inferior (84) mas la reserva para la regulacion de potencia y/o la regulacion de la frecuencia, asi como de la frecuencia primaria y secundaria, se considera otra reserva para una combustion inferior y/u otra reserva para una descarga de un acumulador de vapor y/o para un "damping" (atenuacion).
7. 7. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la reserva de potencia superior (85) mas la reserva para la regulacion de potencia y/o la regulacion de la frecuencia, asi como de la regulacion primaria y secundaria, se consideran otra reserva para una combustion superior y/u otra reserva para una carga de un acumulador de vapor y/o para un "damping" (atenuacion).

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8. 8. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el if mite del rango de regulacion inferior (91) se determina a traves de la potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria (10) (81) mas la potencia minima posible proveniente de la fuente de calor adicional (20) (82) mas un aporte economico (86) de la fuente de energla adicional (20) para alcanzar un funcionamiento economico de la central termica de vapor (1) termosolar, en particular para alcanzar un optimo economico, as! como mas la reserva de potencia inferior (84) y/o porque el llmite del rango de regulacion superior (92) se determina a traves de la potencia actual proveniente de la fuente de calor primaria (10) (81) mas la potencia maxima posible proveniente de la combustion a traves de un combustible adicional (83), as! como menos la reserva de potencia superior (85).
9. 9. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el rango de potencial actual (80) de la central termica de vapor (1) termosolar se comunica a un regulador del valor deseado de esa central termica de vapor (1), el cual adapta (71) el valor deseado (70) actualmente predeterminado de esa central termica de vapor (1) termosolar, en el caso de que este se ubique por fuera del rango de potencia actual (80).
10. 10. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cuando el rango de potencia actual (80) determinado de la central termica de vapor (1) termosolar se ubica por debajo de un rango mlnimo predeterminado, el valor deseado (70) actualmente predeterminado se corrige a un valor real y/o se interrumpe una influencia del distribuidor de carga y/o una influencia de regulacion de la frecuencia, as! como de regulacion primaria y/o secundaria.
11. 11. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, respectivamente ejecutado en varios momentos, en particular en una pluralidad de momentos, de un intervalo de tiempo predeterminado durante el funcionamiento de la central termica de vapor (1) termosolar.
12. 12. Metodo segun al menos la reivindicacion precedente, caracterizado porque el intervalo de tiempo es una duracion de funcionamiento predeterminada de la central termica de vapor (1) termosolar y/o los momentos forman una serie temporal en el intervalo de tiempo.
13. 13. Metodo segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, utilizado para una regulacion de potencia automatica (71) de la central termica de vapor (1) termosolar,

    - donde para una pluralidad de momentos de una serie temporal proveniente de un intervalo de duracion de funcionamiento predeterminado de esa central termica de vapor (1) termosolar el metodo se ejecuta respectivamente segun al menos una de las reivindicaciones precedentes,

    - donde cada vez que uno de los valores deseados (70) actualmente predeterminados de esa central termica de vapor (1) termosolar se ubica por fuera del rango de potencia (80) respectivamente actual, ese valor deseado (70) actual, en particular a traves de un regulador del valor deseado de esa central termica de vapor (1) termosolar, se adapta de forma automatica al rango de potencia actual (80), en particular al respectivo llmite del rango de regulacion relevante (91, 92),

    - y la potencia de esa central termica de vapor termosolar se regula utilizando los valores deseados (70) actualmente predeterminados y eventualmente adaptados.
14. 14. Central termica de vapor (1) termosolar con una fuente de calor primaria (10) que no puede adaptarse libremente y con una fuente de calor adicional (20), caracterizada por un medio de procesamiento de datos (64), en particular de una unidad de calculo programada (64), el cual se encuentra configurado de manera que puede ejecutarse al menos uno de los metodos definidos en las reivindicaciones precedentes referidas al metodo.
15. 15. Central termica de vapor (1) termosolar segun al menos una de las reivindicaciones precedentes, donde el medio de procesamiento de datos (64) forma parte de un sistema de control en bloque (61) de la central termica de vapor (1) termosolar.