ES2640896T3 - Sistema de control y método para el control redundante de una turbina eólica - Google Patents

Sistema de control y método para el control redundante de una turbina eólica Download PDF

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ES2640896T3 ES09716992.4T ES09716992T ES2640896T3 ES 2640896 T3 ES2640896 T3 ES 2640896T3 ES 09716992 T ES09716992 T ES 09716992T ES 2640896 T3 ES2640896 T3 ES 2640896T3
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Abstract

Sistema de control para controlar el funcionamiento de una turbina eólica (1), comprendiendo el sistema de control: - un primer sensor (6, 14, 16, 17) dispuesto para tomar muestras o medir de manera continua un primer valor físico que es representativo de un primer impacto físico sobre un componente de la turbina eólica (1) con el fin de proporcionar un primer parámetro de control para controlar el funcionamiento de la turbina eólica (1), reflejando de ese modo dicho primer parámetro de control dicho primer impacto físico, - un segundo sensor (6, 14, 16, 17) dispuesto para tomar muestras o medir de manera continua un segundo valor físico que es representativo de un segundo impacto físico sobre un componente de la turbina eólica (1) con el fin de proporcionar un segundo parámetro de control para controlar el funcionamiento de la turbina eólica (1), reflejando de ese modo dicho segundo parámetro de control dicho segundo impacto físico, caracterizado porque dicho segundo parámetro de control es distinto del primer parámetro de control, y porque el sistema de control durante la generación activa de energía está adaptado para conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eólica (1) bien según una primera estrategia de control basada en el primer parámetro de control, o bien según una segunda estrategia de control basada en el segundo parámetro de control, representando la primera estrategia de control y la segunda estrategia de control dos estrategias de control diferentes e independientes, basándose ambas estrategias de control en impactos físicos reales sobre un componente de la turbina eólica, caracterizado además porque comprende medios para determinar la validez del primer valor físico obtenido por el primer sensor (6, 14, 16, 17), y/o medios para determinar la validez del segundo valor físico obtenido por el segundo sensor (6, 14, 16, 17), en el que el sistema de control está adaptado para conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eólica (1) basándose en el primer parámetro de control y controlar el funcionamiento de la turbina eólica (1) basándose en el segundo parámetro de control, basado en la validez determinada del primer valor físico y/o el segundo valor físico.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de control y metodo para el control redundante de una turbina eolica Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un sistema de control y a un metodo para controlar el funcionamiento de una turbina eolica. Mas particularmente, el sistema de control segun la invencion permite estrategias de control redundante que van a usarse cuando se controla la turbina eolica. De ese modo, la turbina eolica puede controlarse de manera optima, o de manera casi optima, durante un tiempo de funcionamiento prolongado. La presente invencion se refiere ademas a una turbina eolica que tiene un sistema de control tal como se definio anteriormente.
Antecedentes de la invencion
Las turbinas eolicas se controlan normalmente segun una estrategia de control basada en uno o mas parametros de control medidos, tales como velocidad del viento, direccion del viento, etc. Por consiguiente, un sistema de control usado para controlar el funcionamiento de una turbina eolica se conecta normalmente a uno o mas sensores, disponiendose cada sensor para medir un parametro de control espedfico.
En la mayona de los casos, los parametros de control se miden por medio de sensores independientes que miden cantidades que no tienen un impacto directo sobre los componentes de la turbina eolica. Por ejemplo, la velocidad del viento se mide a menudo por medio de un sensor de velocidad del viento, tal como un anemometro de cazoletas o un sensor de viento ultrasonico, situado en la parte superior de la gondola de la turbina eolica o en una posicion independiente en las proximidades de la turbina eolica. Un sensor de velocidad del viento de este tipo mide la velocidad del viento en un unico punto, y por tanto una medicion de este tipo no es necesariamente representativa de la velocidad del viento que se produce en el campo de viento del plano de rotacion completo de las palas de rotor de la turbina eolica. Ademas, en el caso de que el sensor de velocidad del viento se disponga en la parte superior de la gondola, el valor medido de la velocidad del viento puede verse influido por alteraciones en el campo de viento producidas por las palas de rotor. Por consiguiente, fiarse de tales valores medidos de la velocidad del viento cuando se controla el funcionamiento de la turbina eolica introduce un cierto nivel de falta de fiabilidad, haciendo diffcil de ese modo, o incluso imposible, controlar la turbina eolica de manera optima.
Por tanto, es deseable poder controlar la turbina eolica basandose en parametros de control obtenidos de una manera mas fiable.
A veces, es diffcil o imposible obtener valores fiables de un parametro de control preferido. Esto puede ser, por ejemplo, porque el sensor usado para medir el parametro de control este averiado, o porque las condiciones de funcionamiento sean tales que el sensor no funcione de manera fiable, por ejemplo debido a la niebla, lluvia torrencial o nieve, formacion de hielo, etc. En este caso, es deseable poder controlar el funcionamiento de la turbina eolica segun una estrategia de control basada en otro parametro de control que puede medirse de manera fiable.
El documento GB 2 067 247 da a conocer una turbina eolica que tiene sondas de presion montadas en la superficie de las palas de rotor para determinar la energfa eolica en el plano de rotor. Las indicaciones de las sondas de presion se usan durante el funcionamiento normal de la turbina eolica. Se coloca un anemometro en la parte superior de la gondola para medir la velocidad del viento en la parte superior de la gondola. El anemometro se usa para el control de la turbina eolica fuera del intervalo de funcionamiento de la turbina, cuando la turbina esta parada debido a la ausencia de viento o en caso de tormenta. Sin embargo, el anemometro presenta los inconvenientes descritos anteriormente, es decir, solo mide la velocidad del viento en un punto y la medicion puede verse alterada por la rotacion de las palas de rotor. Por consiguiente, los valores medidos desde el anemometro no pueden usarse para controlar la turbina eolica segun una estrategia de control que requiere informacion precisa en cuanto al impacto ffsico sobre la turbina eolica.
El documento WO 2006/069573 da a conocer una turbina eolica que comprende equipos bajo control. La turbina eolica comprende al menos un sistema de control para uno o mas de los componentes principales de la turbina eolica. El sistema de control se multiplica por al menos un sistema de control adicional para controlar los mismos de dichos equipos bajo control. Es posible conmutar entre usar los sistemas de control primero y segundo, y se obtiene de ese modo redundancia. Sin embargo, los sistemas de control monitorizan el/los mismo(s) parametro(s) de control, y la estrategia de control aplicada no se cambia por tanto cuando se realiza una conmutacion de un sistema de control a otro, es decir el funcionamiento de la turbina eolica se controla basandose un parametro de control dado, independientemente de cual de los sistemas de control se use.
El documento WO 2005/111414 A1 da a conocer un metodo para controlar las palas de rotor de un sistema de energfa eolica, en el que se detecta el estado de tension o alargamiento de una pala de rotor de la estacion de energfa eolica por medio de un metodo de fibra optica y/o piezoelectrico y se activa una senal de alarma dependiendo de la senal de deteccion resultante, y/o se controla la posicion relativa de la pala de rotor. El metodo de fibra optica y/o piezoelectrico se monitoriza por medio de un metodo basado en la comparacion de espectros de senales de reflexion, paso, oscilacion natural o resonancia.
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Descripcion de la invencion
Es un objeto de la invencion proporcionar un sistema de control para controlar el funcionamiento de una turbina eolica, proporcionando el sistema de control dos estrategias de control diferentes e independientes basadas en impactos reales sobre componentes de la turbina eolica.
Es un objeto mas de la invencion proporcionar un sistema de control para controlar el funcionamiento de una turbina eolica, permitiendo el sistema de control que se optimice la produccion de energfa desde la turbina eolica durante un tiempo de funcionamiento prolongado en comparacion con sistemas de control conocidos.
Es un objeto incluso adicional de la invencion proporcionar una turbina eolica que puede controlarse de tal manera que puede optimizarse la produccion de energfa desde la turbina eolica durante un tiempo de funcionamiento prolongado en comparacion con turbinas eolicas conocidas.
Es un objeto incluso adicional de la invencion proporcionar un metodo de control del funcionamiento de una turbina eolica, permitiendo el metodo que se optimice la produccion de energfa desde la turbina eolica durante un tiempo de funcionamiento prolongado en comparacion con metodos de control conocidos.
Segun un primer aspecto de la invencion los objetos anteriores y otros se cumplen proporcionando un sistema de control para controlar el funcionamiento de una turbina eolica, segun la reivindicacion 1.
El sistema de control comprende un primer sensor dispuesto para tomar muestras o medir de manera continua un primer valor ffsico, y un segundo sensor dispuesto para tomar muestras o medir de manera continua un segundo valor ffsico. En el presente contexto, la expresion “tomar muestras” debe interpretarse que significa medir el valor ffsico en intervalos de tiempo discretos. La expresion “medir de manera continua” debe interpretarse que significa monitorizar el valor ffsico, obteniendo de ese modo mediciones continuas del valor ffsico. Por tanto, el primer valor ffsico y el segundo valor ffsico se miden cada uno por medio del primer/segundo sensor para obtener mediciones continuas o discretas del primer/segundo valor ffsico.
El primer valor ffsico es representativo de un primer impacto ffsico sobre un componente de la turbina eolica. El componente puede ser una construccion de torre o una parte de una construccion de torre, una o mas palas de rotor, una disposicion de engranajes, uno o mas ejes de rotacion, un generador, una gondola, una disposicion de guinada o parte de una disposicion de guinada, y/o cualquier otro componente adecuado que forme parte de la turbina eolica. En el presente contexto, el termino “impacto ffsico” debe interpretarse que significa algo, por ejemplo una fuerza, que afecta ffsicamente al componente en respuesta al viento que actua sobre la turbina eolica. Esto es en contraposicion a medir parametros que no afectan directamente al componente, por ejemplo medir la velocidad del viento en un punto espedfico cerca de la turbina eolica por medio de un anemometro o un sensor de viento ultrasonico, o medir la direccion del viento por medio de una veleta o un sensor de viento ultrasonico. Por tanto, el primer valor ffsico refleja impactos reales experimentados por un componente relevante de la turbina eolica, y es representativo de ese modo de lo que esta teniendo lugar realmente en la turbina eolica durante el funcionamiento.
De manera similar, el segundo valor ffsico es representativo de un segundo impacto ffsico sobre un componente de la turbina eolica. Debe indicarse que el componente afectado por el segundo impacto ffsico no es necesariamente el mismo que el componente afectado por el primer impacto ffsico, aunque esto no se descarta. Sin embargo, el segundo valor ffsico difiere del primer valor ffsico, y preferiblemente el segundo impacto ffsico difiere del primer impacto ffsico, en el mismo sentido en que el segundo valor ffsico no tiene la misma naturaleza que el primer valor ffsico.
Basandose en el primer valor ffsico, se obtiene un primer parametro de control, y, basandose en el segundo valor ffsico, se obtiene un segundo parametro de control, siendo dicho segundo parametro de control distinto del primer parametro de control. Por tanto, el segundo parametro de control difiere del primer parametro de control en el mismo sentido en que los parametros de control pueden usarse para controlar el funcionamiento de la turbina eolica segun dos estrategias de control diferentes e independientes. Los parametros de control pueden ser simplemente los valores ffsicos medidos. De manera alternativa, los parametros de control pueden derivarse de los valores ffsicos medidos, por ejemplo por medio de calculos o usando tablas de consulta obtenidas empmcamente.
Por tanto, las mediciones del primer sensor proporcionan una base para una primera estrategia de control, y las mediciones del segundo sensor proporcionan una base para una segunda estrategia de control, y ambas estrategias de control se basan en impactos ffsicos reales sobre la turbina eolica, es decir, en ambos casos el funcionamiento de la turbina eolica se controla basandose en lo que esta sucediendo en realidad en la turbina eolica. Como consecuencia, el funcionamiento de la turbina eolica puede controlarse para obtener una produccion de energfa optima, independientemente de cual de las dos estrategias se elija. De ese modo, las dos estrategias de control pueden considerarse estrategias de control redundante, que permiten que se obtenga la produccion de energfa optima de la turbina eolica durante un tiempo de funcionamiento prolongado.
El sistema de control esta adaptado para conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eolica o bien basandose en el primer parametro de control o bien basandose en el segundo parametro de control. Esto puede realizarse durante la generacion activa de energfa, es decir, durante el funcionamiento normal de la
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turbina eolica. Por tanto, incluso al tiempo que la turbina eolica esta funcionando, es posible seleccionar la estrategia de control que sea mas adecuada en las circunstancias dadas. Esto es muy ventajoso.
Controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en el primer parametro de control y controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en el segundo parametro de control pueden representar ventajosamente dos estrategias de control diferentes e independientes. Por tanto, conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en el primer parametro de control y controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en el segundo parametro de control, corresponde a conmutar selectivamente entre dos estrategias de control diferentes, distintas e independientes.
El sistema de control puede comprender ademas medios para determinar la validez del primer valor ffsico obtenido por el primer sensor, y/o medios para determinar la validez del segundo valor ffsico obtenido por el segundo sensor. Ademas, el sistema de control puede determinar si un valor ffsico medido dado es valido o no y en que medida. La validez de un valor ffsico proporciona una base importante para evaluar la fiabilidad de mediciones realizadas por el sensor correspondiente. Por ejemplo, puede preverse que determinadas condiciones, por ejemplo, determinadas condiciones meteorologicas, vuelvan poco fiables las mediciones de uno de los sensores, sin que afecte a las mediciones realizadas por el otro sensor. Tambien puede preverse que este averiado o roto uno de los sensores. En tales casos, puede seleccionarse ventajosamente una estrategia de control basada en el parametro de control obtenido basandose en valores ffsicos medidos por el sensor no afectado. En el caso de que se determine que los valores ffsicos obtenidos por ambos sensores son validos, se selecciona una de las estrategias de control segun otros criterios. Finalmente, en el caso de que se determine que los valores ffsicos obtenidos por ambos sensores son invalidos/poco fiables, puede seleccionarse una tercera estrategia de control, o puede detenerse la turbina eolica hasta que puedan obtenerse de nuevo valores ffsicos validos/fiables desde al menos uno de los sensores.
Por tanto, el sistema de control puede estar adaptado para conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en el primer parametro de control y controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en el segundo parametro de control, basado en la validez determinada del primer valor ffsico y/o el segundo valor ffsico.
El primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser un par inducido en un arbol principal de la turbina eolica. Segun esta realizacion, el primer/segundo impacto ffsico es la rotacion del arbol principal en respuesta al viento que actua sobre las palas de rotor de la turbina eolica, y el primer/segundo parametro de control puede ser ventajosamente la velocidad de rotacion del arbol principal. El par inducido en el arbol principal depende del campo de viento en la totalidad del plano completo barrido por las palas de rotor de la turbina eolica, y, por tanto, es una medida mucho mas precisa para la velocidad del viento experimentada por o que impacta sobre la turbina eolica que una velocidad del viento medida en un unico punto en o cerca de la turbina eolica. Por tanto, controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en tales mediciones garantiza que la turbina eolica puede controlarse de manera optima y precisa segun las condiciones reales.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una tasa de energfa producida por la turbina eolica. La tasa de energfa producida por la turbina eolica tambien depende de la velocidad del viento/campo de viento a traves del plano completo barrido por las palas de rotor. Tambien depende del angulo de paso de las palas de rotor, en el caso de que la turbina eolica sea una turbina eolica con control de paso. Puede usarse una tasa de energfa medida como parametro de control para controlar el angulo de paso de las palas de rotor con el fin de obtener una produccion de energfa optima.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una desviacion de al menos una pala de rotor de la turbina eolica. La desviacion de las palas de rotor es el resultado de la presion del viento aplicada a las palas a traves del plano barrido por las palas de rotor. Esta presion del viento depende de la velocidad del viento/campo de viento, la direccion del viento, el angulo de guinada de la gondola y el angulo de paso de las palas de rotor. Por consiguiente, uno o mas de estos parametros pueden derivarse de una medicion de la desviacion de una o mas palas de rotor, posiblemente en combinacion con informacion sobre algunos o todos los demas parametros, por ejemplo, obtenida a partir de otras mediciones, y posiblemente usando tablas de consulta. La desviacion de la pala de rotor es preferiblemente a lo largo de una direccion que es sustancialmente transversal al plano de rotor, es decir sustancialmente transversal al eje longitudinal de la pala y sustancialmente transversal a la direccion de movimiento de la pala durante el funcionamiento de la turbina eolica.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una deformacion inducida en una pala de rotor. Tal deformacion puede ser el resultado de una desviacion de la pala de rotor tal como se describio anteriormente. La deformacion puede medirse ventajosamente por medio de una galga extensometrica electrica u optica dispuesta sobre o en la pala de rotor.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una posicion desviada de una parte de punta de una pala de rotor. Segun esta realizacion, un sensor relevante puede disponerse ventajosamente en o cerca de la punta de la pala de rotor. El sensor puede ser, por ejemplo, un galga extensometrica, un sensor de desviacion, un sensor de sistema de posicionamiento global (GPS) o cualquier otro sensor adecuado que este adaptado para medir la posicion precisa de la punta de la pala de rotor. Tal como se
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describio anteriormente, la posicion desviada de la punta de la pala de rotor proporciona una indicacion de la presion del viento que actua sobre las palas de rotor a traves del plano completo barrido por las palas de rotor.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una presion detectada en una superficie de una pala de rotor. Preferiblemente, la pala de rotor esta dotada de al menos dos sensores de presion dispuestos en lados opuestos de un plano central de la pala de rotor. De ese modo, puede detectarse una diferencia de presion entre los lados opuestos del plano central. Esta diferencia de presion depende de la posicion de guinada de la gondola, el angulo de paso de la pala de rotor, la velocidad de rotacion del rotor y la velocidad del viento que prevalece a traves del plano barrido por las palas de rotor. Por consiguiente, cualquiera de estos parametros puede obtenerse a partir de una medicion de la diferencia de presion si se conocen los parametros restantes. El parametro obtenido puede usarse ventajosamente como parametro de control.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una desviacion de una torre de turbina eolica. Cuando la presion del viento actua sobre la turbina eolica, la torre se desviara. La desviacion depende de la velocidad del viento que actua directamente sobre la torre, la velocidad del viento que prevalece en el plano barrido por las palas de rotor, la direccion del viento, el angulo de guinada y el angulo de paso de las palas de rotor en el caso de que la turbina eolica sea una turbina eolica con control de paso. Por tanto, las mediciones de la desviacion de la turbina eolica pueden usarse, por ejemplo, como base para controlar la posicion de guinada o el angulo de paso con el fin de obtener una produccion de energfa optima o con el fin de limitar las cargas estructurales sobre la construccion de torre a un nivel aceptable.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser una fuerza inducida en un cojinete comprendido en una cadena de transmision alojada en la gondola. Tales fuerzas indican la carga en el cojinete durante el funcionamiento de la turbina eolica, y tales cargas dependen, entre otras cosas, de la velocidad del viento y la direccion del viento con respecto a la posicion de guinada de la gondola. Una fuerza medida puede usarse ventajosamente para controlar el funcionamiento de la turbina eolica de tal manera que se limitan las cargas estructurales sobre el cojinete a un nivel aceptable.
De manera alternativa o adicional, el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico puede ser un par inducido en un generador electrico. El par inducido en el generador de la turbina eolica proporciona una medida para la produccion de energfa de la turbina eolica, y puede usarse como base para controlar el funcionamiento de la turbina eolica con el fin de obtener una produccion de energfa optima.
Todos los ejemplos de valores ffsicos proporcionados anteriormente son representativos de un impacto ffsico real sobre un componente de la turbina eolica. En cada caso, el impacto ffsico es el resultado del viento que actua sobre la turbina eolica, es decir, refleja la situacion actual a medida que la “experimenta” la turbina eolica.
El sistema de control de la presente invencion puede formar parte ventajosamente de una turbina eolica que comprende ademas una construccion de torre, una gondola que aloja al menos una cadena de transmision y un conjunto de palas de rotor.
Segun un segundo aspecto de la invencion, los objetos anteriores y otros se cumplen proporcionando un metodo de control de una turbina eolica segun la reivindicacion 12.
Debe indicarse que un experto en la tecnica reconocena de inmediato que cualquier caractenstica descrita en combinacion con el primer aspecto de la invencion podna combinarse tambien con el segundo aspecto de la invencion, y viceversa.
El metodo segun el segundo aspecto de la invencion puede usarse ventajosamente para controlar una turbina eolica que comprende un sistema de control segun el primer aspecto de la invencion.
El metodo puede comprender ademas la etapa de determinar la validez del primer valor ffsico y/o la validez del segundo valor ffsico. En este caso, la etapa de seleccionar una estrategia de control puede realizarse ventajosamente basandose en dicha etapa de determinacion, tal como se describio anteriormente.
Breve descripcion de los dibujos
Ahora se describira la invencion mas detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
la figura 1 es una vista frontal de una turbina eolica segun una primera realizacion de la invencion,
la figura 2 es una vista lateral de la turbina eolica de la figura 1, que ilustra el movimiento de la pala de rotor debido a la presion del viento,
la figura 3 es una vista lateral parcialmente transparente de una turbina eolica segun una segunda realizacion de la invencion,
la figura 4 es una vista lateral de una turbina eolica segun una tercera realizacion de la invencion, y
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la figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo de control de una turbina eolica segun una realizacion de la invencion.
Descripcion detallada de los dibujos
La figura 1 es una vista frontal de una turbina eolica 1 segun una primera realizacion de la invencion. La turbina eolica 1 comprende una construccion de torre 2 y una gondola 3 con un rotor 4 que porta tres palas de rotor 5. Las palas de rotor 5 estan dispuestas de tal manera que provocan la rotacion del rotor 4 en respuesta al viento que actua sobre las palas de rotor 5.
Cerca de la punta de cada pala de rotor 5 se monta un sensor 6. Uno o mas de los sensores 6 pueden ser, por ejemplo, galgas extensometricas electricas u opticas para medir la desviacion de las palas de rotor 5. Como alternativa, uno o mas de los sensores 6 pueden ser dispositivos GPS para medir la posicion precisa de las puntas de las palas de rotor 5, por ejemplo con el fin de medir la desviacion de las palas de rotor 5 o una posicion de guinada de la gondola 3. Como otra alternativa, uno o mas de los sensores 6 pueden ser sensores de presion para medir una presion y/o diferencias de presion en la punta de una o mas de las palas de rotor 5, por ejemplo con el fin de medir la velocidad del viento. De manera alternativa, pueden preverse otros sensores 6 adecuados, y/o dos o mas de los tipos de sensor descritos anteriormente pueden disponerse en la punta de una o mas de las palas de rotor 5.
La figura 2 es una vista lateral de la turbina eolica 1 de la figura 1, que ilustra el movimiento de la pala de rotor 5 debido a la presion del viento. Son visibles dos de las palas de rotor 5. Por motivos de claridad, se han omitido parte de la construccion de torre 2 y parte de las palas de rotor 5. Puede verse el sensor 6 montado en una de las palas de rotor 5. La direccion del viento se indica mediante la flecha 7. El viento provoca que las palas de rotor 5 se desvfen en la direccion indicada mediante las flechas 8. En el caso de que el sensor 6 sea un galga extensometrica electrica u optica, esta desviacion puede medirse mediante el sensor 6.
La figura 3 es una vista lateral de una turbina eolica 1 segun una segunda realizacion de la invencion. Por motivos de claridad, se han omitido parte de la construccion de torre 2 y parte de las palas de rotor 5. La gondola 3 se muestra de manera transparente con el fin de mostrar las partes dispuestas en el interior de la gondola 3. En el interior de la gondola 3, se muestran de manera esquematica un cojinete principal 9, un arbol principal 10, una disposicion de engranajes 11, un arbol de generador 12 y un generador 13.
En el generador 13 se dispone un sensor de rpm 14 para medir la velocidad de rotacion del arbol de generador 12. La velocidad de rotacion del arbol de generador 12 en combinacion con el par del generador es representativa de la tasa de energfa producida por el generador 13.
La disposicion de engranajes 11 y el generador 13 se montan en un marco base 15 que se monta de manera rotatoria en la parte superior de la construccion de torre 2 por medio de una disposicion de guinada. Cerca de la disposicion de guinada se monta un sensor de guinada 16 para medir la posicion de guinada de la gondola 3.
La figura 4 es una vista lateral de una turbina eolica 1 segun una tercera realizacion de la invencion. Por motivos de claridad, se han omitido parte de la construccion de torre 2 y parte de las palas de rotor 5. Cerca de la parte superior de la construccion de torre 2 se montan varios sensores de desviacion 17, dos de los cuales son visibles. Los sensores de desviacion 17 miden la desviacion de la construccion de torre 2, tal como se ilustra mediante las flechas 18, en respuesta a la presion del viento sobre la turbina eolica 1. Preferiblemente, los sensores de desviacion 17 miden la magnitud ademas de la direccion de la desviacion 18. Por tanto, la desviacion 18 medida es representativa de la carga inducida sobre las palas de rotor por el viento.
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo de control de una turbina eolica segun una realizacion de la invencion. Inicialmente, se obtienen los valores ffsicos primero y segundo en la etapa 19 por medio de unos sensores primero y segundo, respectivamente. Basandose en los valores ffsicos obtenidos, se obtienen entonces parametros de control primero y segundo en la etapa 20. A continuacion, en la etapa 21, se investiga si el primer valor ffsico es valido o no. En el caso de que se determine que el primer valor ffsico es valido, la turbina eolica se controla segun una estrategia de control basada en el primer parametro de control, tal como se muestra en la etapa 22, y se hace que el proceso vuelva a la etapa 18 para la medicion continuada de los valores ffsicos primero y segundo. Por tanto, segun el metodo ilustrado en la figura 5, la estrategia de control preferida se basa en el primer parametro de control. Debe indicarse que estana dentro del alcance de la presente invencion que, siempre que el primer valor ffsico sea valido, solo se mide este valor, es decir, en estas circunstancias puede prescindirse de medir el segundo valor ffsico.
En el caso de que se determine que el primer valor ffsico es invalido, se investiga si el segundo valor ffsico es valido o no en la etapa 23. En el caso de que se determine que el segundo valor ffsico es valido, la turbina eolica se controla segun una estrategia de control basada en el segundo parametro de control, tal como se muestra en la etapa 24, y se hace que el proceso vuelva a la etapa 19 para la medicion continuada de los valores ffsicos primero y segundo.
En el caso de que se determine que el segundo valor ffsico es invalido, se realiza un cambio de estrategia de control
tal como se muestra en la etapa 25, y se hace que el proceso vuelva a la etapa 19 para la medicion continuada de los valores ffsicos primero y segundo. Un cambio de estrategia de control puede incluir controlar el funcionamiento de la turbina eolica basandose en un tercer parametro de control, que no es ni el mismo que el primer parametro de control ni el mismo que el segundo parametro de control. De manera alternativa, puede incluir llevar la turbina eolica 5 a una parada. Esto puede ser necesario, por ejemplo, en el caso de que la velocidad del viento sea insuficiente para hacer funcionar la turbina eolica, o en caso de tormenta.

Claims (11)

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    10
    15
    20
    25
  2. 2.
  3. 3. 30
  4. 4.
  5. 5.
    35 6.
  6. 7.
  7. 8. 40
  8. 9.
  9. 10.
    45
  10. 11.
  11. 12.
    REIVINDICACIONES
    Sistema de control para controlar el funcionamiento de una turbina eolica (1), comprendiendo el sistema de control:
    - un primer sensor (6, 14, 16, 17) dispuesto para tomar muestras o medir de manera continua un primer valor ffsico que es representativo de un primer impacto ffsico sobre un componente de la turbina eolica (1) con el fin de proporcionar un primer parametro de control para controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1), reflejando de ese modo dicho primer parametro de control dicho primer impacto ffsico,
    - un segundo sensor (6, 14, 16, 17) dispuesto para tomar muestras o medir de manera continua un segundo valor ffsico que es representativo de un segundo impacto ffsico sobre un componente de la turbina eolica (1) con el fin de proporcionar un segundo parametro de control para controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1), reflejando de ese modo dicho segundo parametro de control dicho segundo impacto ffsico,
    caracterizado porque dicho segundo parametro de control es distinto del primer parametro de control, y porque el sistema de control durante la generacion activa de energfa esta adaptado para conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1) bien segun una primera estrategia de control basada en el primer parametro de control, o bien segun una segunda estrategia de control basada en el segundo parametro de control, representando la primera estrategia de control y la segunda estrategia de control dos estrategias de control diferentes e independientes, basandose ambas estrategias de control en impactos ffsicos reales sobre un componente de la turbina eolica, caracterizado ademas porque comprende medios para determinar la validez del primer valor ffsico obtenido por el primer sensor (6, 14, 16, 17), y/o medios para determinar la validez del segundo valor ffsico obtenido por el segundo sensor (6, 14, 16, 17),
    en el que el sistema de control esta adaptado para conmutar selectivamente entre controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1) basandose en el primer parametro de control y controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1) basandose en el segundo parametro de control, basado en la validez determinada del primer valor ffsico y/o el segundo valor ffsico.
    Sistema de control segun la reivindicacion 1, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es un par inducido en un arbol principal (10) de la turbina eolica (1).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una tasa de energfa producida por la turbina eolica (1).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una desviacion de al menos una pala de rotor (5) de la turbina eolica (1).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una deformacion inducida en una pala de rotor (5).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una posicion desviada de una parte de punta de una pala de rotor (5).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una presion detectada en una superficie de una pala de rotor (5).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una desviacion de una torre de turbina eolica (2).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es una fuerza inducida en un cojinete (9) comprendido en una cadena de transmision alojada en la gondola (3).
    Sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer valor ffsico o el segundo valor ffsico es un par inducido en un generador electrico (13).
    Turbina eolica (1) que comprende una construccion de torre (2), una gondola (3) que aloja al menos una cadena de transmision, un conjunto de palas de rotor (5) y un sistema de control segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
    Metodo de control de una turbina eolica (1), comprendiendo el metodo las etapas de:
    - obtener un primer valor ffsico que es representativo de un primer impacto ffsico sobre un componente de la turbina eolica (1),
    5
    10
    15
    - proporcionar un primer parametro de control para controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1), basandose en el primer valor ffsico, reflejando de ese modo dicho primer parametro de control dicho primer impacto ffsico,
    - obtener un segundo valor ffsico que es representativo de un segundo impacto ffsico sobre un componente de la turbina eolica (1),
    - proporcionar un segundo parametro de control para controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1), basandose en el segundo valor ffsico, reflejando de ese modo dicho segundo parametro de control dicho segundo impacto ffsico,
    caracterizado porque dicho segundo parametro de control es distinto del primer parametro de control, y porque el metodo comprende ademas las etapas de:
    - durante la generacion activa de energfa, seleccionar una estrategia de control para controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1) bien basada en el primer parametro de control o bien basada en el segundo parametro de control, representando la primera estrategia de control y la segunda estrategia de control dos estrategias de control diferentes e independientes, basandose ambas estrategias de control en impactos ffsicos sobre un componente de la turbina eolica, caracterizado ademas porque la etapa de determinar la validez del primer valor ffsico y/ o la validez del segundo valor ffsico y la etapa de seleccionar una estrategia de control se realiza basandose en dicha la etapa de determinacion de validez, y
    - controlar el funcionamiento de la turbina eolica (1) segun la estrategia de control seleccionada.
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