ES2645961T3

ES2645961T3 - Sistema de ensayo para optimizar el funcionamiento de una turbina eólica

Info

Publication number: ES2645961T3
Application number: ES11158586.5T
Authority: ES
Inventors: Paula Marie Harrison; Angela Patterson; Philippe Giguere; Nicholas Tobergte; Colin Mcculloch
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2017-12-11
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: CN102200096B; EP2369432B1; US7987067B2; CN102200096A; DK2369432T3; EP2369432A1; US20110133458A1

Abstract

Un sistema (300) de ensayo para un parque eólico que comprende una pluralidad de turbinas (100) eólicas, comprendiendo dicho sistema de ensayo: una memoria (304) que almacena instrucciones y/o datos asociados con uno o más ensayos de turbinas eólicas; al menos un dispositivo (306) de medición configurado para medir al menos una condición de funcionamiento de una primera turbina (100) eólica, dicha al menos una condición de funcionamiento comprende una potencia generada, un par motor generado, una velocidad de giro de un rotor (106), una carga mecánica de uno o más componentes de la primera turbina (100) eólica, una densidad de aire, una altitud, una velocidad del viento, una dirección del viento, y/o una temperatura ambiente en, o dentro de, la primera turbina (100) eólica; y un controlador (302) acoplado comunicativamente a dicho dispositivo de medición, dicho controlador configurado para ejecutar un ensayo (400) de turbina eólica comprende: definir una secuencia (442) de ensayo que comprende una pluralidad de puntos (404) de ensayo para al menos un parámetro (402) operativo de turbina eólica, incluyendo cada punto de ensayo al menos un valor (426) de ensayo y al menos una duración (440) de ensayo para el primer parámetro operativo de la turbina eólica; aleatorizar la pluralidad de puntos (404) de ensayo en dicha secuencia (442) de ensayo para determinar una secuencia de ensayo aleatorizada; iterar a través de la secuencia de ensayo aleatorizada; y medir la condición de funcionamiento de la primera turbina (100) eólica en cada punto de ensayo en dicha secuencia de ensayo aleatorizada, para proporcionar datos de ensayo para dicha primera turbina (100) eólica; recibir dichos datos de ensayo generados para dicha primera turbina (100) eólica en una segunda turbina (100) eólica; combinar los datos de ensayo recibidos con los datos generados ejecutando el ensayo (400) de turbina eólica en la segunda turbina (100) eólica; y optimizar uno o más parámetros operativos de la segunda turbina (100) eólica situada a sotavento de dicha primera turbina (100) eólica usando los datos de ensayo recibidos combinados y los datos generados por la segunda turbina (100) eólica.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de ensayo para optimizar el funcionamiento de una turbina eolica

El objeto descrito en el presente documento se refiere en general a turbinas eolicas y, mas particularmente, a un sistema y a un aparato de ensayo para optimizar el funcionamiento de la turbina eolica.

Las turbinas eolicas conocidas tienen una pluralidad de componentes mecanicos y electricos. Por ejemplo, una turbina eolica generalmente incluye un rotor que incluye un conjunto de buje giratorio que tiene multiples palas. Las palas transforman la energfa eolica en un par de rotacion mecanico que impulsa uno o mas generadores a traves del rotor. Los generadores a veces, pero no siempre, estan acoplados de forma giratoria al rotor a traves de una caja de engranajes. La caja de engranajes aumenta la velocidad de rotacion inherentemente baja del rotor para que el generador convierta de forma eficiente la energfa mecanica de rotacion en energfa electrica, que se alimenta a una red electrica publica a traves de al menos una conexion electrica. Tales configuraciones tambien pueden incluir convertidores de potencia que se utilizan para convertir una frecuencia de potencia electrica generada a una frecuencia sustancialmente similar a la frecuencia de una red electrica publica. En las configuraciones conocidas de turbinas eolicas tambien se incluyen otros componentes electricos y/o mecanicos.

El documento DE 10 2004 056 255 se refiere a un procedimiento para la optimizacion de los parametros de funcionamiento de una turbina eolica.

El documento EP 1 873 396 describe un sistema de energfa eolica y un procedimiento de funcionamiento del mismo.

Cada componente electrico y/o mecanico puede tener uno o mas parametros asociados con el componente que define una o mas caractensticas operativas del componente. Los parametros operativos a menudo se establecen en valores por defecto durante la instalacion o configuracion de la turbina eolica. Sin embargo, puede haber una o mas irregularidades en uno o mas componentes de manera que los valores por defecto de uno o mas parametros pueden no ser adecuados u optimizados para cada turbina eolica. Ademas, las variaciones estacionales en las condiciones ambientales o atmosfericas en las que funciona la turbina eolica pueden dar lugar a un funcionamiento inferior al optimo.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invencion estan definidos por las reivindicaciones adjuntas.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invencion se describiran ahora en conexion con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una porcion de una turbina eolica a modo de ejemplo.

La figura 2 es una vista esquematica de un sistema electrico y de control a modo de ejemplo adecuado para su uso con la turbina eolica mostrada en la figura 1.

La figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de ensayo a modo de ejemplo adecuado para su uso con la turbina eolica mostrada en la figura 1.

La figura 4 es un diagrama de bloques de un ensayo de turbina eolica a modo de ejemplo adecuada para uso con el sistema de ensayo mostrado en la figura 3.

La figura 5 es un diagrama de flujo de un procedimiento a modo de ejemplo para optimizar una turbina eolica adecuado para su uso con el ensayo de turbina eolica mostrada en la figura 4 y/o el sistema de ensayo mostrado en la figura 3.

Las realizaciones descritas en el presente documento ensayan uno o mas parametros operativos de una turbina eolica para facilitar la seleccion de un valor deseado u optimo para el parametro operativo. Un ensayo de turbina eolica incluye una secuencia de ensayo aleatorizada de puntos de ensayo, y cada punto de ensayo incluye al menos un valor de ensayo y una duracion de punto de ensayo. En cada punto de ensayo, el parametro operativo se establece en el valor de ensayo y se mide al menos una condicion de funcionamiento de la turbina eolica durante la duracion del punto de ensayo. La seleccion aleatoria de los puntos de ensayo dentro de la secuencia de ensayo facilita la reduccion de un efecto o de una desviacion de los datos de ensayo debido a las condiciones ambientales cambiantes. Ademas, los puntos de ensayo individuales pueden incluirse mas de una vez dentro de la secuencia de ensayo para ayudar a construir el modelo de superficie de respuesta corriente abajo y a probar la bondad de ajuste. La ejecucion del ensayo de la turbina eolica y las mediciones de una o mas condiciones operativas de la turbina eolica en cada punto de ensayo facilitan proporcionar un cuerpo robusto de datos de ensayo que puede utilizarse usarse para optimizar o seleccionar un valor deseado para el parametro operativo.

La figura 1 es una vista en perspectiva de una porcion de una turbina 100 eolica a modo de ejemplo. La turbina 100 eolica incluye una gondola 102 que aloja un generador (no mostrado en la figura 1). La gondola 102 esta montada en una torre 104 (una porcion de la torre 104 se muestra en la figura 1). La torre 104 puede tener cualquier altura adecuada que facilite el funcionamiento de la turbina 100 eolica como se describe en el presente documento. La turbina 100 eolica tambien incluye un rotor 106 que incluye tres palas 108 unidas a un buje 110 giratorio.

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Alternativamente, la turbina 100 eolica incluye cualquier numero de palas 108 que facilite el funcionamiento de la turbina 100 eolica como se describe en el presente documento. En la realizacion a modo de ejemplo, la turbina 100 eolica incluye una caja de engranajes (no mostrada en la figura 1) acoplada de forma operativa al rotor 106 y a un generador (no mostrado en la figura 1).

La figura 2 es una vista esquematica de un sistema 200 electrico y de control a modo de ejemplo que puede utilizarse con la turbina 100 eolica. El rotor 106 incluye palas 108 acopladas al buje 110. El rotor 106 tambien incluye un arbol 112 de baja velocidad acoplado de forma giratoria al buje 110. El arbol 112 de baja velocidad esta acoplado a una caja 114 de engranajes multiplicadora que esta configurada para aumentar la velocidad de giro del arbol 112 de baja velocidad y para transferir esa velocidad a un arbol 116 de alta velocidad. En la realizacion a modo de ejemplo, la caja 114 de engranajes tiene una relacion de multiplicacion de aproximadamente 70:1. Por ejemplo, el arbol 112 de baja velocidad que gira a aproximadamente 20 revoluciones por minuto (rpm) acoplado a la caja 114 de engranajes con una relacion de multiplicacion de aproximadamente 70:1 genera una velocidad para el arbol 116 de alta velocidad de aproximadamente 1400 rpm. Alternativamente, la caja 114 de engranajes tiene cualquier relacion de multiplicacion adecuada que facilite el funcionamiento de la turbina 100 eolica como se describe en el presente documento. Como alternativa adicional, la turbina 100 eolica incluye un generador de accionamiento directo que esta acoplado de forma giratoria al rotor 106 sin ninguna caja de engranajes intermedia.

El arbol 116 de alta velocidad esta acoplado de forma giratoria al generador 118. En la realizacion a modo de ejemplo, el generador 118 es un generador de induccion (asmcrono) doblemente alimentado (DFIG por sus siglas en ingles double-fed induction generator), trifasico de rotor bobinado, que incluye un estator 120 del generador acoplado magneticamente a un rotor 122 del generador. En una realizacion alternativa, el rotor 122 del generador incluye una pluralidad de imanes permanentes en lugar de enrollamientos del rotor.

El sistema 200 electrico y de control incluye un controlador 202 de turbina. El controlador 202 de turbina incluye al menos un procesador y una memoria, al menos un canal de entrada del procesador, al menos un canal de salida del procesador, y puede incluir al menos un ordenador (ninguno de ellos mostrado en la figura 2). Como se usa en el presente documento, el termino ordenador no esta limitado a circuitos integrados denominados en la tecnica ordenador, sino que se refiere en general a un procesador, un microcontrolador, un microordenador, un controlador logico programable (PLC por sus siglas en ingles programmable logic controller), un circuito integrado espedfico de la aplicacion y otros circuitos programables (ninguno de ellos mostrado en la figura 2), y estos terminos se usan indistintamente en el presente documento. En la realizacion a modo de ejemplo, la memoria puede incluir, pero no se limita a, un medio legible por ordenador, tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM) y/o un disco duro (ninguno de ellos mostrado en la figura 2). Alternativamente, pueden utilizarse tambien uno o mas dispositivos de almacenamiento, tal como un disquete, una memoria de solo lectura en disco compacto (CD-ROM), un disco magneto-optico (MOD) y/o un disco versatil digital (DVD) (ninguno de ellos mostrado en la figura 2). Ademas, en la realizacion a modo de ejemplo, los canales de entrada adicionales (no mostrados en la figura 2) incluyen, sin limitacion, perifericos de ordenador asociados con una interfaz de operario tal como un raton y un teclado (ninguno de ellos mostrado en la figura 2). Ademas, en la realizacion a modo de ejemplo, los canales de salida adicionales pueden incluir, sin limitacion, un monitor de interfaz de operario (no mostrado en la figura 2).

Los procesadores para el controlador 202 de turbina procesan la informacion transmitida desde una pluralidad de dispositivos electricos y electronicos que pueden incluir, pero no se limitan a, transductores de tension y corriente. La RAM y/o los dispositivos de almacenamiento almacenan y transfieren informacion e instrucciones a ejecutar por el procesador. La RAM y/o los dispositivos de almacenamiento tambien pueden utilizarse para almacenar y proporcionar variables temporales, informacion e instrucciones estaticas (es decir, no cambiantes) u otra informacion intermedia a los procesadores durante la ejecucion de las instrucciones por parte de los procesadores. Las instrucciones que se ejecutan incluyen, pero no se limitan a, algoritmos de conversion residente y/o comparadores. La ejecucion de secuencias de instrucciones no esta limitada a ninguna combinacion espedfica de circuitos de hardware e instrucciones de software.

El estator 120 del generador esta acoplado electricamente a un conmutador 206 de sincronizacion de estator a traves de un bus 208 de estator. En una realizacion a modo de ejemplo, para facilitar la configuracion del DFIG, el rotor 122 del generador esta acoplado electricamente a un conjunto 210 de conversion de potencia bidireccional a traves de un bus 212 de rotor. Alternativamente, el rotor 122 del generador esta acoplado electricamente al bus 212 de rotor a traves de cualquier otro dispositivo que facilite el funcionamiento del sistema 200 electrico y de control como se describe en el presente documento. Como alternativa adicional, el sistema 200 electrico y de control esta configurado como un sistema de conversion de potencia completa (no mostrado) que incluye un conjunto de conversion de potencia completa (no mostrado en la figura 2) similar en diseno y funcionamiento al conjunto 210 de conversion de potencia y acoplado electricamente al estator 120 del generador. El conjunto de conversion de potencia completa facilita la canalizacion de la energfa electrica entre el estator 120 del generador y una red de distribucion y transmision de energfa electrica (no mostrada). En la realizacion a modo de ejemplo, el bus 208 de estator transmite potencia trifasica desde el estator 120 del generador al conmutador 206 de sincronizacion del estator. El bus 212 de rotor transmite potencia trifasica desde el rotor 122 del generador al conjunto 210 de conversion de potencia. En la realizacion a modo de ejemplo, el conmutador 206 de sincronizacion del estator esta acoplado electricamente a un disyuntor 214 del transformador principal a traves de un bus 216 de sistema. En una realizacion alternativa, se utilizan uno o mas fusibles (no mostrados) en lugar del disyuntor 214 del transformador

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principal. En otra realizacion, no se utilizan ni fusibles ni el disyuntor 214 del transformador principal.

El conjunto 210 de conversion de potencia incluye un filtro 218 de rotor que esta acoplado electricamente al rotor 122 del generador a traves del bus 212 de rotor. Un bus 219 de filtro de rotor acopla electricamente el filtro 218 de rotor a un convertidor 220 de potencia del lado del rotor, y el convertidor 220 de potencia del lado del rotor esta acoplado electricamente a un convertidor 222 de potencia del lado de la lmea. El convertidor 220 de potencia del lado del rotor y el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea son puentes convertidores de potencia que incluyen semiconductores de potencia (no mostrados). En la realizacion a modo de ejemplo, el convertidor 220 de potencia del lado del rotor y el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea estan configurados en una configuracion de modulacion de impulsos en anchura (MIA) trifasica que incluye dispositivos de conmutacion de transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) (no mostrados en la Figura 2) que funcionan como se conoce en la tecnica. Alternativamente, el convertidor 220 de potencia del lado del rotor y el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea tienen cualquier configuracion que utiliza cualquier dispositivo de conmutacion que facilite el funcionamiento del sistema 200 electrico y de control como se describe en el presente documento. El conjunto 210 de conversion de potencia esta acoplado en comunicacion electronica de datos con el controlador 202 de turbina para controlar el funcionamiento del convertidor 220 de potencia del lado del rotor y el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea.

En la realizacion a modo de ejemplo, un bus 223 del convertidor de potencia del lado de la lmea acopla electricamente el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea con un filtro 224 de lmea. Ademas, un bus 225 de lmea acopla electricamente el filtro 224 de lmea a un contactor 226 de lmea. Ademas, el contactor 226 de lmea esta acoplado electricamente a un disyuntor 228 de conversion a traves de un bus 230 de disyuntor de conversion. Ademas, el disyuntor 228 de conversion esta acoplado electricamente al disyuntor 214 del transformador principal a traves del bus 216 de sistema y de un bus 232 de conexion. Alternativamente, el filtro 224 de lmea esta acoplado electricamente al bus 216 de sistema directamente a traves del bus 232 de conexion e incluye cualquier esquema de proteccion adecuado (no mostrado) configurado para tener en cuenta la eliminacion del contactor 226 de lmea y del disyuntor 228 de conversion del sistema 200 electrico y de control. El disyuntor 214 del transformador principal esta acoplado electricamente a un transformador 234 principal de potencia electrica a traves de un bus 236 del lado del generador. El transformador 234 principal esta acoplado electricamente a un disyuntor 238 de red a traves de un bus 240 del lado del disyuntor. El disyuntor 238 de red esta conectado a la red de distribucion y transmision de energfa electrica a traves de un bus 242 de red. En una realizacion alternativa, el transformador 234 principal esta acoplado electricamente a uno o mas fusibles (no mostrados), en lugar de al disyuntor 238 de red, a traves del bus 240 del lado del disyuntor. En otra realizacion, no se utilizan ni fusibles ni disyuntor 238 de red, sino que el transformador 234 principal esta acoplado a la red de distribucion y transmision de energfa electrica a traves del bus 240 del lado del disyuntor y del bus 242 de red.

En la realizacion a modo de ejemplo, el convertidor 220 de potencia del lado del rotor esta acoplado en comunicacion electrica con el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea a traves de un unico enlace 244 de corriente continua (CC). Alternativamente, el convertidor 220 de potencia del lado del rotor y el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea estan acoplados electricamente a traves de enlaces de CC individuales y separados (no mostrados en la figura 2). El enlace 244 de CC incluye un carril 246 positivo, un carril 248 negativo, y al menos un condensador 250 acoplado entre el carril 246 positivo y el carril 248 negativo. Alternativamente, el condensador 250 incluye uno o mas condensadores configurados en serie y/o en paralelo entre el carril 246 positivo y el carril 248 negativo.

El controlador 202 de turbina esta configurado para recibir una o mas senales de medicion de corriente electrica y de tension desde un primer conjunto de sensores 252 de corriente electrica y de tension. Ademas, el controlador 202 de turbina esta configurado para monitorizar y controlar al menos algunas de las variables operativas asociadas con la turbina 100 eolica. En las realizaciones a modo de ejemplo, cada uno de los tres sensores 252 de corriente electrica y de tension esta acoplado electricamente a cada una de las tres fases del bus 242 de red. Alternativamente, los sensores 252 de corriente electrica y de tension estan acoplados electricamente al bus 216 de sistema. Como una alternativa adicional, los sensores 252 de corriente electrica y de tension estan acoplados electricamente a cualquier porcion del sistema 200 electrico y de control que facilite el funcionamiento del sistema 200 electrico y de control como se describe en el presente documento. Como otra alternativa adicional, el controlador 202 de turbina esta configurado para recibir cualquier numero de senales de medicion de corriente electrica y de tension de cualquier numero de sensores 252 de corriente electrica y de tension que incluyen, pero no se limitan a, una senal de medicion de tension y de corriente electrica de un transductor.

Como se muestra en la figura 2, el sistema 200 electrico y de control tambien incluye un controlador 262 de convertidor que esta configurado para recibir una o mas senales de medicion de corriente electrica y de tension. Por ejemplo, en una realizacion, el controlador 262 de convertidor recibe senales de medicion de corriente electrica y de tension de un segundo conjunto de sensores 254 de corriente electrica y de tension acoplados en comunicacion electronica de datos con el bus 208 de estator. El controlador 262 de convertidor recibe un tercer conjunto de senales de medicion de corriente electrica y de tension de un tercer conjunto de sensores 256 de corriente electrica y de tension acoplados en comunicacion electronica de datos con el bus 212 de rotor. El controlador 262 de convertidor tambien recibe un cuarto conjunto de senales de medicion de corriente electrica y de tension de un cuarto conjunto de sensores 264 de corriente electrica y de tension acoplados en comunicacion electronica de datos

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con el bus 230 de disyuntor de conversion. El segundo conjunto de sensores 254 de corriente electrica y de tension es sustancialmente similar al primer conjunto de sensores 252 de corriente electrica y de tension, y el cuarto conjunto de sensores 264 de corriente electrica y de tension es sustancialmente similar al tercer conjunto de sensores 256 de corriente electrica y de tension. El controlador 262 de convertidor es sustancialmente similar al controlador 202 de turbina y esta acoplado en comunicacion electronica de datos con el controlador 202 de turbina. Ademas, en la realizacion a modo de ejemplo, el controlador 262 de convertidor esta ffsicamente integrado dentro del conjunto 210 de conversion de potencia. Alternativamente, el controlador 262 de convertidor tiene cualquier configuracion que facilite el funcionamiento del sistema 200 electrico y de control como se describe en el presente documento.

Durante el funcionamiento, el viento impacta en las palas 108 y las palas 108 transforman la energfa eolica en un par de rotacion mecanico que acciona de forma giratoria el arbol 112 de baja velocidad a traves del buje 110. El arbol 112 de baja velocidad acciona la caja 114 de engranajes que posteriormente aumenta la baja velocidad de giro del arbol 112 de baja velocidad para accionar el arbol 116 de alta velocidad a una velocidad de giro incrementada. El arbol 116 de alta velocidad acciona de forma giratoria el rotor 122 del generador. Mediante el rotor 122 del generador se induce un campo magnetico giratorio y se induce una tension dentro del estator 120 del generador que esta acoplado magneticamente al rotor 122 del generador. El generador 118 convierte la energfa mecanica de rotacion en una senal sinusoidal de energfa electrica, de corriente alterna (CA) trifasica en el estator 120 del generador. La potencia electrica asociada se transmite al transformador 234 principal a traves del bus 208 de estator, del conmutador 206 de sincronizacion del estator, del bus 216 de sistema, del disyuntor 214 del transformador principal y del bus 236 del lado del generador. El transformador 234 principal aumenta la amplitud de tension de la potencia electrica y la potencia electrica transformada se transmite adicionalmente a una red a traves del bus 240 del lado del disyuntor, del disyuntor 238 de red y del bus 242 de red.

En la realizacion a modo de ejemplo, se proporciona una segunda ruta de transmision de potencia electrica. La potencia electrica de CA, trifasica, sinusoidal se genera dentro del rotor 122 del generador y se transmite al conjunto 210 de conversion de potencia a traves del bus 212 del rotor. Dentro del conjunto 210 de conversion de potencia, la potencia electrica se transmite al filtro 218 del rotor y la potencia electrica se modifica para la velocidad de cambio de las senales PWM asociadas con el convertidor 220 de potencia del lado del rotor. El convertidor 220 de potencia del lado del rotor actua como un rectificador y rectifica la potencia de CA, trifasica, sinusoidal a la potencia de CC. La potencia de CC se transmite al enlace 244 de CC. El condensador 250 facilita la mitigacion de las variaciones de amplitud de tension del enlace 244 de CC al facilitar la mitigacion de una ondulacion de CC asociada con la rectificacion de CA.

La potencia de CC se transmite posteriormente desde el enlace 244 de CC al convertidor 222 de potencia del lado de la lmea y el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea actua como un inversor configurado para convertir la potencia electrica de CC del enlace 244 de CC en potencia electrica de CA, trifasica, sinusoidal con tensiones, corrientes y frecuencias predeterminadas. Esta conversion se monitoriza y se controla a traves del controlador 262 de convertidor. La potencia de CA convertida se transmite desde el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea al bus 216 de sistema a traves del bus 223 de convertidor de potencia del lado de la lmea y del bus 225 de lmea, del contactor 226 de lmea, del bus 230 de disyuntor de conversion, del disyuntor 228 de conversion y del bus 232 de conexion. El filtro 224 de lmea compensa o ajusta las corrientes armonicas en la potencia electrica transmitida desde el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea. El conmutador 206 de sincronizacion del estator esta configurado para cerrarse para facilitar la conexion de la energfa trifasica del estator 120 del generador con la energfa trifasica del conjunto 210 de conversion de potencia.

El disyuntor 228 de conversion, el disyuntor 214 del transformador principal y el disyuntor 238 de red estan configurados para desconectar los buses correspondientes, por ejemplo, cuando un flujo de corriente excesivo puede danar los componentes del sistema 200 electrico y de control. Tambien se proporcionan componentes de proteccion adicionales que incluyen el contactor 226 de lmea, que puede controlarse para formar una desconexion abriendo un conmutador (no mostrado en la figura 2) correspondiente a cada lmea del bus 225 de lmea.

El conjunto 210 de conversion de potencia compensa o ajusta la frecuencia de la potencia trifasica del rotor 122 del generador para cambios, por ejemplo, en la velocidad del viento en el buje 110 y en las palas 108. Por lo tanto, de esta manera, las frecuencias mecanicas y electricas del rotor estan desacopladas de la frecuencia del estator.

En algunas condiciones, las caractensticas bidireccionales del conjunto 210 de conversion de potencia, y espedficamente, las caractensticas bidireccionales del convertidor 220 de potencia del lado del rotor y del convertidor 222 de potencia del lado de la lmea, facilitan la alimentacion de al menos parte de la energfa electrica generada en rotor 122 del generador. Mas espedficamente, la potencia electrica se transmite desde el bus 216 de sistema al bus 232 de conexion y posteriormente a traves del disyuntor 228 de conversion y del bus 230 de disyuntor de conversion al conjunto 210 de conversion de potencia. Dentro del conjunto 210 de conversion de potencia, la potencia electrica se transmite a traves del contactor 226 de lmea, del bus 225 de lmea y del bus 223 del convertidor de potencia del lado de la lmea al convertidor 222 de potencia del lado de lmea. El convertidor 222 de potencia del lado de la lmea actua como un rectificador y rectifica la potencia de CA trifasica sinusoidal a la potencia de CC. La potencia de CC se transmite al enlace 244 de CC. El condensador 250 facilita la mitigacion de las variaciones de amplitud de tension del enlace 244 de CC al facilitar la mitigacion de una ondulacion de CC asociada a veces con la

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rectificacion de CA trifasica.

La potencia de CC se transmite posteriormente desde el enlace 244 de CC al convertidor 220 de potencia del lado del rotor y el convertidor 220 de potencia del lado del rotor actua como un inversor configurado para convertir la potencia electrica de CC transmitida desde el enlace 244 de CC en potencia electrica de CA, trifasica, sinusoidal con tensiones, corrientes y frecuencias predeterminadas. Esta conversion se monitoriza y se controla a traves del controlador 262 de convertidor. La potencia de CA convertida se transmite desde el convertidor 220 de potencia del lado del rotor al filtro 218 del rotor a traves del bus 219 de filtro del rotor y se transmite posteriormente al rotor 122 del generador a traves del bus 212 del rotor, facilitando asf el funcionamiento sub-sincronico.

El conjunto 210 de conversion de potencia esta configurado para recibir senales de control desde el controlador 202 de turbina. Las senales de control se basan en las condiciones detectadas y/o en las caractensticas operativas de la turbina 100 eolica y del sistema 200 electrico y de control. Las senales de control se reciben mediante el controlador 202 de turbina y se utilizan para controlar el funcionamiento del conjunto 210 de conversion de potencia. El sistema 200 electrico y de control puede utilizar la retroalimentacion de uno o mas sensores para controlar el conjunto 210 de conversion de potencia a traves del controlador 262 de convertidor incluyendo, por ejemplo, el bus 230 de disyuntor de conversion, el bus de estator y tensiones del bus de rotor o retroalimentaciones de corriente a traves del segundo conjunto de sensores 254 de corriente electrica y de tension, del tercer conjunto de sensores 256 de corriente electrica y de tension y del cuarto conjunto de sensores 264 de corriente electrica y de tension. Usando esta informacion de realimentacion, y por ejemplo, senales de control de conmutacion, pueden generarse senales de control del conmutador de sincronizacion del estator y senales de control (disparo) del disyuntor del sistema de cualquier manera conocida. Por ejemplo, para un transitorio de tension de red con caractensticas predeterminadas, el controlador 262 de convertidor suspendera al menos sustancialmente de forma temporal a los IGBT para que se realicen dentro del convertidor 222 de potencia del lado de lmea. Dicha suspension de funcionamiento del convertidor 222 de potencia del lado de la lmea mitigara sustancialmente la energfa electrica que se canaliza a traves del conjunto 210 de conversion de potencia a aproximadamente cero.

La figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema 300 de ensayo a modo de ejemplo adecuado para uso con la turbina 100 eolica (mostrada en la figura 1) y/o con el sistema 200 electrico y de control (mostrado en la figura 2). En la realizacion a modo de ejemplo, el sistema 300 de ensayo incluye un controlador 302, una memoria 304 y al menos un dispositivo 306 de medicion. El controlador 302 incluye el controlador 202 de turbina, el controlador 262 de convertidor (ambos mostrados en la figura 2), y/o cualquier controlador adecuado dentro de la turbina 100 eolica. Alternativamente, el controlador 302 incluye un controlador y/o un sistema de control (no mostrado) ubicado lejos de la turbina 100 eolica, tal como dentro de un sistema de gestion de parques eolicos (no mostrado), y/o dentro de cualquier sistema adecuado. La memoria 304 incluye un medio legible por ordenador, que incluye, sin limitacion, una unidad de disco duro, una unidad de estado solido, un disquete, un disco compacto, un disco de video digital, una memoria flash y/o una memoria de acceso aleatorio (RAM). La memoria 304 almacena instrucciones y/o datos asociados con uno o mas ensayos de turbinas eolicas y/o cualquier dato adecuado para su uso con el controlador 302 y/o con el sistema 300 de ensayo.

En la realizacion a modo de ejemplo, el sistema 300 de ensayo incluye una pluralidad de dispositivos 306 de medicion que incluyen uno o mas sensores que miden una o mas condiciones operativas de la turbina 100 eolica. En una realizacion, los dispositivos 306 de medicion incluyen, por ejemplo, uno o mas de los siguientes: primer conjunto de sensores 252 de corriente electrica y de tension, segundo conjunto de sensores 254 de corriente electrica y de tension, tercer conjunto de sensores 256 de corriente electrica y de tension, cuarto conjunto de sensores 264 de corriente electrica y de tension (todos mostrados en la figura 2), un sensor de velocidad del viento, un sensor de direccion del viento, un sensor de densidad del aire, un sensor de temperatura, un acelerometro y/o cualquier sensor adecuado. Alternativamente, los dispositivos 306 de medicion incluyen o se reemplazan por el controlador 202 de turbina, el controlador 262 de convertidor y/o cualquier dispositivo adecuado que proporcione una o mas medidas de una condicion de funcionamiento de la turbina 100 eolica.

En la realizacion a modo de ejemplo, las condiciones operativas de la turbina 100 eolica incluyen una potencia generada, un par motor generado, una velocidad de giro del rotor 106 (mostrado en la figura 2), una carga mecanica de uno o mas componentes de la turbina 100 eolica, una densidad de aire, una altitud, una velocidad del viento, una direccion del viento y/o una temperatura ambiente en o dentro de la turbina 100 eolica.

El sistema 300 de ensayo ejecuta uno o mas ensayos para determinar un valor deseado u optimizado para uno o mas parametros asociados con la turbina 100 eolica y/o con uno o mas componentes de la turbina eolica. Por ejemplo, el sistema 300 de ensayo ejecuta uno o mas ensayos para determinar un angulo de paso deseado u optimizado para una o mas palas 108 (mostradas en la figura 1), o cualquier parametro adecuado para la turbina 100 eolica y/o para cualquier componente adecuado de la turbina eolica. Otros componentes adecuados de la turbina eolica a ensayar pueden incluir, sin limitacion, el rotor 106, la caja 114 de engranajes, el convertidor 220 de potencia del lado del rotor, el convertidor 222 de potencia del lado de la lmea, el estator 120 del generador y/o el rotor 122 del generador (todos mostrados en la figura 2). Como se usa en el presente documento, el termino "optimizado" u "optimo" se refiere a maximizar y/o lograr un valor o funcion deseada de uno o mas aspectos de rendimiento o combinaciones de aspectos de rendimiento de la turbina 100 eolica y/o de una pluralidad de turbinas 100 eolicas.

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En una realizacion, los aspectos de rendimiento pueden incluir, sin limitacion, una produccion de potencia, una carga de fatiga, una cantidad de vibracion, una resistencia a la fatiga, una variacion de la produccion de potencia, un efecto de estela y/o cualquier aspecto adecuado de la turbina 100 eolica y/o de una pluralidad de turbinas 100 eolicas. Ademas, cualquier combinacion adecuada de aspectos de rendimiento de la turbina 100 eolica y/o de una pluralidad de turbinas 100 eolicas puede maximizarse o ajustarse a un valor o funcion deseado mediante la optimizacion de uno o mas parametros operativos. Por ejemplo, la optimizacion de un valor de parametro operativo puede incluir maximizar una produccion de potencia de la turbina 100 eolica mientras se mantiene una carga de fatiga de la turbina 100 eolica dentro de los lfmites adecuados de manera que se conserve una vida operativa deseada de la turbina 100 eolica.

La figura 4 es un diagrama de bloques de un ensayo 400 a modo de ejemplo de una turbina eolica adecuado para su uso con el sistema 300 de ensayo (mostrado en la figura 3), el sistema 200 electrico y de control (mostrado en la figura 2) y/o la turbina 100 eolica (mostrado en la Figura 1). En la realizacion a modo de ejemplo, el ensayo 400 de la turbina eolica incluye al menos un parametro 402 operativo asociado con al menos un componente de turbina eolica, y al menos un punto 404 de ensayo para cada parametro 402 operativo. Aunque la figura 4 muestra tres parametros 402 operativos, que incluyen un primer parametro 406 operativo, un segundo parametro 408 operativo y un tercer parametro 410 operativo, dentro del ensayo 400 de turbina eolica se incluye y/o se ensaya cualquier numero adecuado de parametros 402 operativos, incluyendo un unico parametro 402 operativo. Ademas, mientras que la figura 4 muestra cinco puntos 404 de ensayo, que incluyen un primer punto 412 de ensayo, un segundo punto 414 de ensayo, un tercer punto 416 de ensayo, un cuarto punto 418 de ensayo y un quinto punto 420 de ensayo, del ensayo 400 de turbina eolica se incluye y/o se ensaya cualquier numero adecuado de puntos 404 de ensayo.

El ensayo 400 de turbina eolica se ejecuta mediante el controlador 302 (mostrado en la figura 3), el controlador 202 de turbina, un controlador de gestion de parque eolico (no mostrado) y/o cualquier controlador adecuado. El ensayo 400 de turbina eolica se almacena al menos parcialmente en la memoria 304 (mostrada en la figura 3). Alternativamente, el ensayo 400 de turbina eolica se almacena en cualquier memoria adecuada dentro de la turbina 100 eolica, de un sistema de gestion de parques eolicos, y/o de cualquier sistema adecuado.

El parametro 402 operativo representa una variable u otra representacion de un punto de ajuste operativo o caractenstica operativa asociada con el componente de turbina eolica. Por ejemplo, el parametro 402 operativo representa un angulo de paso para una pala 108 individual o para una combinacion de palas 108, o cualquier parametro adecuado. Dentro del ensayo 400 de turbina eolica, se define un lfmite 422 superior y un lfmite 424 inferior para el parametro 402 operativo. El lfmite 422 superior y el lfmite 424 inferior definen restricciones para el parametro 402 operativo de manera que se impide que un valor del parametro 402 operativo aumente por encima del lfmite 422 superior y disminuya por debajo del lfmite 424 inferior durante el ensayo 400 de turbina eolica. Se definen una pluralidad de valores 426 de ensayo entre y/o que incluyen el lfmite 422 superior y/o el lfmite 424 inferior. Aunque la figura 4 muestra cinco valores 426 de ensayo, que incluyen un primer valor 428 de ensayo, un segundo valor 430 de ensayo, un tercer valor 432 de ensayo, un cuarto valor 434 de ensayo y un quinto valor 436 de ensayo, se define cualquier numero adecuado de valores 426 de ensayo entre y/o que incluyen el lfmite 422 superior y/o el lfmite 424 inferior, incluyendo un unico valor 426 de ensayo. En una realizacion, los valores 426 de ensayo estan distribuidos uniformemente entre el lfmite 422 superior y el lfmite 424 inferior. En la realizacion a modo de ejemplo, los valores 426 de ensayo se eligen para ejercer los valores adecuados del parametro 402 operativo segun se desee, y no se distribuyen necesariamente de manera uniforme entre el lfmite 422 superior y el lfmite 424 inferior.

Se define cualquier numero adecuado de puntos 404 de ensayo para el parametro 402 operativo dentro del ensayo 400 de turbina eolica. Los puntos 404 de ensayo representan etapas o fases de ensayo que ejecuta el ensayo 400 de turbina eolica. Cada punto 404 de ensayo incluye al menos un componente 438 de punto de ensayo, tal como, por ejemplo, uno o mas valores 426 de ensayo para uno o mas parametros 402 operativos, una duracion 440 de punto de ensayo y/o cualquier componente adecuado. Por ejemplo, en una realizacion, cada punto 404 de ensayo puede incluir un valor 426 de ensayo individual para un angulo de paso de cada pala 108. En una realizacion, un desplazamiento del angulo de paso de cada pala 108 se vana independientemente entre aproximadamente 5 grados y aproximadamente 5 grados negativos desde un angulo de paso por defecto o inicial. En una realizacion mas espedfica, un desplazamiento del angulo de paso para cada pala 108 se vana independientemente entre aproximadamente 2 grados y aproximadamente 2 grados negativos desde el angulo de paso por defecto o inicial. En tales realizaciones, los valores 426 de ensayo de cada punto 404 de ensayo se establecen en diferentes combinaciones de angulos de paso individuales de cada pala 108. Alternativamente, cada punto 404 de ensayo puede incluir cualquier tipo adecuado y numero de valores 426 de ensayo. En la realizacion a modo de ejemplo, cada punto 404 de ensayo incluye una duracion 440 de punto de ensayo. En una realizacion, la duracion 440 del punto de ensayo 440 esta entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 60 minutos. En una realizacion mas espedfica, la duracion 440 del punto de ensayo es de aproximadamente 10 minutos. Alternativamente, la duracion 440 del punto de ensayo es cualquier penodo de tiempo adecuado, y la duracion 440 del punto de ensayo puede ser diferente para cada punto 404 de ensayo.

En la realizacion a modo de ejemplo, el ensayo 400 de turbina eolica incluye una secuencia 442 de ensayo que define un orden de ejecucion de cada punto 404 de ensayo. La secuencia 442 de ensayo incluye al menos un caso de cada punto 404 de ensayo. El ensayo 400 de turbina eolica identifica un recuento de iteracion general o recuento de repeticion que determina un numero de casos en que los puntos 404 de ensayo estan incluidos dentro de la

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secuencia 442 de ensayo. Alternativamente, puede identificarse un recuento de iteraciones o recuento de repeticiones para cada punto 404 de ensayo individual de manera que ciertos puntos 404 de ensayo pueden incluirse dentro de la secuencia 442 de ensayo en un numero de veces o de casos diferente a otros puntos 404 de ensayo. Como tal, la secuencia 442 de ensayo puede incluir multiples casos de uno o mas puntos 404 de ensayo. En la realizacion a modo de ejemplo, la secuencia 442 de ensayo se determina escogiendo aleatoriamente un orden de puntos 404 de ensayo a ejecutar, y cada punto 404 de ensayo se incluye dentro de la secuencia 442 de ensayo un numero de veces especificado por el recuento de iteraciones. En una realizacion, la secuencia 442 de ensayo incluye el mismo numero de puntos 404 de ensayo en ejecuciones posteriores del ensayo 400 de turbina eolica. Ademas, una duracion de la secuencia 442 de ensayo es cualquier duracion adecuada que permita que cada punto 404 de ensayo se ejecute al menos una vez. Alternativamente, la secuencia 442 de ensayo incluye cualquier numero adecuado de puntos 404 de ensayo y/o cualquier duracion adecuada. En la realizacion a modo de ejemplo, los puntos 404 de ensayo se ejecutan aleatoriamente dentro del ensayo 400 de turbina eolica, y por lo tanto, los valores 426 de ensayo de cada parametro 402 operativo tambien se ensayan aleatoriamente. El orden aleatorio de la secuencia 442 de ensayo reduce o elimina una distorsion o desviacion de los datos de ensayo que, de otro modo, podnan producirse debido a condiciones ambientales cambiantes durante la ejecucion del ensayo 400 de turbina eolica. Como se usa en el presente documento, los terminos "aleatorio" y "aleatorizado" se refieren a generar uno o mas numeros que son adecuadamente no deterministas y/o seleccionar uno o mas numeros de un conjunto de numeros, de modo que cada numero dentro del conjunto tiene sustancialmente igual probabilidad de ser seleccionado. Alternativamente, la secuencia 442 de ensayo se determina mediante un algoritmo pseudoaleatorio u otro algoritmo adecuado.

En una realizacion alternativa, la secuencia 442 de ensayo utiliza un algoritmo sustancialmente no aleatorio para determinar un orden de puntos 404 de ensayo. En una realizacion, la secuencia 442 de ensayo incluye un conjunto de puntos 404 de ensayo predefinidos y/o de valores 426 de ensayo que el ensayo 400 de turbina eolica repite en bucles o ciclos continuamente o un numero definido de veces. En una realizacion de este tipo, cada vez que el ensayo 400 de turbina eolica inicia un nuevo bucle o iteracion, uno o mas valores 426 de ensayo de uno o mas puntos 404 de ensayo pueden incrementarse, reducirse y/o modificarse en una cantidad o funcion definida. Alternativamente, la secuencia 442 de ensayo incluye un conjunto de puntos 404 de ensayo y/o valores 426 de ensayo predefinidos que el ensayo 400 de turbina eolica repite en bucle, y en uno o mas puntos 404 de ensayo, se selecciona uno o mas valores 426 de ensayo de uno o mas subconjuntos de valores asociados con el punto 404 de ensayo y/o bucle. En otra realizacion, la secuencia 442 de ensayo usa un patron o algoritmo de rasterizado o entrelazado, y/o cualquier algoritmo determinante o cuasialeatorio adecuado para seleccionar un orden de puntos 404 de ensayo para que se ejecute el ensayo 400 de turbina eolica.

En una realizacion, se define una pluralidad de secuencias 442 de ensayo dentro del ensayo 400 de turbina eolica. Cada secuencia 442 de ensayo esta asociada con una condicion de funcionamiento adecuada, de modo que se ejecuta una secuencia 442 de ensayo individual cuando se mide que la condicion operacional esta en un valor o rango de valores definido. Por ejemplo, una pluralidad de secuencias 442 de ensayo esta asociada con diferentes velocidades del viento, de modo que se ejecuta una secuencia 442 de ensayo individual dentro de diferentes rangos y/o valores de la velocidad del viento. En dicha realizacion, cada secuencia 442 de ensayo puede usar una aleatorizacion diferente u otra tecnica y/o algoritmo adecuado, y/o cada secuencia 442 de ensayo puede incluir un numero diferente de puntos 404 de ensayo. Ademas, cada punto 404 de ensayo de las secuencias de ensayo individuales puede incluir diferentes valores 426 de ensayo y/o duraciones 440 de puntos de ensayo a partir de valores 426 de ensayo y/o duraciones 440 de puntos de ensayo de otras secuencias 442 de ensayo. Adicionalmente, el ensayo 400 de turbina eolica puede comenzar a ejecutar los puntos 404 de ensayo de una secuencia 442 de ensayo y conmutar para ejecutar los puntos 404 de ensayo de otra secuencia 442 de ensayo si cambia la condicion de funcionamiento.

En otra realizacion, el ensayo 400 de turbina eolica se ejecuta en una pluralidad de turbinas 100 eolicas. Se determina primero una serie de turbinas 100 eolicas para ejecutar el ensayo 400 de turbina eolica. En una realizacion de este tipo, uno o mas componentes del ensayo 400 de turbina eolica pueden variar entre las turbinas 100 eolicas. Por ejemplo, la secuencia 442 de ensayo, los valores 426 de ensayo, la duracion 440 del punto de ensayo y/o cualquier componente adecuado del ensayo 400 de turbina eolica puede ser diferente entre las turbinas 100 eolicas. Ademas, los datos de ensayo de un primer ensayo 400 de turbina eolica que se ejecuta en una primera turbina 100 eolica pueden usarse para optimizar o seleccionar uno o mas parametros operativos deseados de una segunda turbina 100 eolica. Por ejemplo, la primera turbina 100 eolica puede estar a barlovento de la segunda turbina 100 eolica de manera que la primera turbina 100 eolica bloquee al menos parcialmente una cantidad de viento utilizable por la segunda turbina 100 eolica. En tal situacion, un sistema de gestion de parques eolicos u otro sistema adecuado pueden usar datos de ensayo del primer ensayo 400 de turbina eolica y/o del segundo ensayo 400 de turbina eolica para equilibrar la produccion de potencia de la primera turbina 100 eolica y de la segunda turbina 100 eolica. Como tal, pueden optimizarse, equilibrarse o ajustarse uno o mas parametros operativos de cada turbina 100 eolica dentro de un parque eolico a los valores deseados.

Ademas, el ensayo 400 de turbina eolica recibe datos de una fuente 444 externa a la turbina 100 eolica. Mas espedficamente, el ensayo 400 de turbina eolica recibe datos de otra turbina 100 eolica y de un ensayo 400 de turbina eolica que se ejecuta en la otra turbina 100 eolica. Por ejemplo, un ensayo 400 de turbina eolica que se ejecuta en una primera turbina 100 eolica recibe datos de uno o mas ensayos 400 de turbina eolica que se ejecutan

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en una o mas de otras turbinas 100 eolicas. Ademas, el ensayo 400 de turbina eolica puede recibir datos de uno o mas dispositivos o sistemas de medicion que incluyen, entre otros, un mastil meteorologico, un anemometro, un sistema de deteccion y medicion de la luz (LlDAR), un sistema de deteccion y desplazamiento sonico (SODAR) y/o cualquier otro sistema o dispositivo de medicion adecuado. Estos sistemas y/o dispositivos pueden ser parte del mismo parque eolico, de diferentes parques eolicos o independientes de cualquier parque eolico. Los datos recibidos pueden incluir, sin limitacion, una medicion de la velocidad del viento, una medicion de la temperatura, una medicion de la presion del aire, y/o cualquier medicion adecuada u otros datos que permitan que el ensayo 400 de turbina eolica funcione como se describe en el presente documento. El ensayo 400 de turbina eolica combina los datos recibidos con otros datos generados y/o recibidos por el ensayo 400 de turbina eolica para optimizar uno o mas parametros operativos de la turbina 100 eolica.

El ensayo 400 de turbina eolica puede ejecutarse a cualquier frecuencia adecuada, que incluye, sin limitacion, una vez, semanalmente, mensualmente, estacionalmente, anualmente, y/o a demanda. Ademas, el ensayo 400 de turbina eolica puede ejecutarse o iniciarse ante la ocurrencia de un evento desencadenante, tal como recibir una alarma, una alerta, una notificacion de que se ha degradado el rendimiento de la turbina 100 eolica y/o cualquier evento adecuado. El ensayo 400 de turbina eolica puede instalarse y/o actualizarse utilizando una interfaz local (no mostrada) en la turbina 100 eolica y/o utilizando una interfaz remota (no mostrada).

Durante la ejecucion, el ensayo 400 de turbina eolica itera a traves de cada punto 404 de ensayo dentro de la secuencia 442 de ensayo. El ensayo 400 de turbina eolica espera o permanece en cada punto 404 de ensayo durante la duracion 440 del punto de ensayo antes de ejecutar el siguiente punto 404 de ensayo dentro de la secuencia 442 de ensayo. En cada punto 404 de ensayo, los parametros 402 operativos se establecen en valores 426 de ensayo asociados con cada parametro 402 operativo, y se miden una o mas condiciones operativas de la turbina 100 eolica mediante dispositivos 306 de medicion (mostrados en la figura 3) durante la duracion 440 del punto de ensayo. El controlador 302 y/o el ensayo 400 de turbina eolica recibe los datos de condicion de funcionamiento medidos y/u otros datos de ensayo adecuados en cada punto 404 de ensayo. Los datos de ensayo, incluidos los datos de condiciones de funcionamiento medidos, se almacenan en la memoria 304 o en cualquier memoria adecuada que incluye, sin limitacion, un almacenamiento del parque eolico u otro almacenamiento remoto adecuado, para su posterior recuperacion y/o analisis al final de cada punto 404 de ensayo (es decir, cuando ha transcurrido la duracion 440 del punto de ensayo para cada punto 404 de ensayo), o en cualquier momento adecuado dentro de la duracion 440 del punto de ensayo y/o del punto 404 de ensayo. Otros datos de ensayo adecuados, tales como varios puntos 404 de ensayo que se han ejecutado, un estado o valor actual de una o mas variables de control, un sello de tiempo asociado con uno o mas datos de condicion de funcionamiento medidos y/o cualquier dato adecuado pueden almacenarse tambien en la memoria 304 o en cualquier memoria adecuada y se asocian con los datos de condicion de funcionamiento medidos para cada punto 404 de ensayo. Los datos de ensayo pueden recuperarse de la memoria 304 usando una interfaz remota (no mostrada), una interfaz de supervision y adquisicion de datos (SCADA por sus siglas en ingles Supervisory Control And Data Acquisition), y/o cualquier interfaz adecuada. Los datos de ensayo pueden utilizarse para optimizar y/o seleccionar un valor deseado para los parametros 402 operativos. El ensayo 400 de turbina eolica finaliza o termina cuando se ejecuta cada punto 404 de ensayo dentro de la secuencia 442 de ensayo. Una vez que finaliza el ensayo 400 de turbina eolica, se puede generar y/o calcular un analisis de datos adecuado a partir de los datos de ensayo.

La figura 5 es un procedimiento 500 a modo de ejemplo para optimizar el funcionamiento de al menos una turbina 100 eolica (mostrada en la figura 1). En las realizaciones a modo de ejemplo, el procedimiento 500 usa el ensayo 400 de turbina eolica (mostrado en la figura 4), el sistema 300 de ensayo (mostrado en la figura 3) y/o el sistema 200 electrico y de control (mostrado en la figura 2). El procedimiento 500 incluye definir 502 una pluralidad de parametros de ensayo para el ensayo 400 de turbina eolica. Los parametros de ensayo incluyen, sin limitacion, varias turbinas 100 eolicas para ensayar, uno o mas parametros 402 operativos (mostrados en la figura 4) de la turbina 100 eolica para ensayar y/u optimizar, una pluralidad de puntos 404 de ensayo (mostrados en figura 4) para uno o mas parametros 402 operativos, valores para valores 426 de ensayo (mostrados en la figura 4), valores para duraciones 440 de puntos de ensayo y/u otros componentes 438 de los puntos de ensayo, varias veces para ejecutar el ensayo 400 de turbina eolica, varias veces para incluir cada punto 404 de ensayo dentro del ensayo 400 de turbina eolica y/o dentro de la secuencia 442 de ensayo (mostrada en la figura 4), y/o cualquier parametro adecuado de ensayo 400 de turbina eolica. Se define 504 al menos una secuencia de ensayo, tal como la secuencia 442 de ensayo. La secuencia 442 de ensayo aleatoriza un orden de puntos 404 de ensayo o usa cualquier algoritmo adecuado, tal como se ha descrito anteriormente en referencia a la figura 4, para determinar un orden de puntos 404 de ensayo. Ademas, si se asocian multiples secuencias 442 de ensayo con valores diferentes de una o mas condiciones de funcionamiento de la turbina 100 eolica, entonces se define 504 cada secuencia 442 de ensayo. El ensayo 400 de turbina eolica se inicia 506, y el ensayo 400 de turbina eolica ejecuta los puntos 404 de ensayo dentro de la secuencia 442 de ensayo. En cada punto 404 de ensayo dentro de la secuencia 442 de ensayo, se establecen uno o mas parametros 402 operativos en uno o mas valores 426 de ensayo, y se mide al menos una condicion de funcionamiento de la turbina 100 eolica.

Los datos de ensayo se reciben 507 en cada punto 404 de ensayo, y los datos de ensayo incluyen las mediciones de las condiciones de funcionamiento y/o cualquier dato adecuado. Los datos de ensayo se almacenan 508 o se descargan en la memoria 304 (mostrada en la figura 3) y/o en cualquier memoria adecuada. Los datos de ensayo se almacenan 508 a cualquier frecuencia adecuada, que incluye, sin limitacion, en cada punto 404 de ensayo, por hora,

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por d^a o de forma no periodica. Los datos de ensayo se analizan 510 mediante el controlador 302 o mediante cualquier controlador adecuado, y el controlador 302 o cualquier controlador adecuado deciden 512 si finalizar el ensayo 400 de turbina eolica pronto (es decir, antes de que se hayan ejecutado todos los puntos 404 de ensayo del ensayo 400 de turbina eolica). Por ejemplo, el ensayo 400 de turbina eolica puede finalizar pronto si el controlador 302 o cualquier controlador adecuado analiza 510 los datos de ensayo y determina que el ensayo 400 de turbina eolica no es adecuadamente capaz de mejorar, optimizar y/o alcanzar un valor deseado de uno o mas parametros 402 operativos. Si el ensayo 400 de la turbina eolica no finaliza pronto, el ensayo 400 de la turbina eolica finaliza 514 cuando se han ejecutado todos los puntos 404 de ensayo, y la turbina 100 eolica reanuda 516 el funcionamiento normal. Los datos de ensayo se analizan 518, y se determina un valor optimizado o deseado 520 para uno o mas parametros 402 operativos que se ensayaron mediante el ensayo 400 de turbina eolica.

Si el ensayo 400 de turbina eolica finaliza pronto, el controlador 302 o cualquier controlador adecuado determinan 522 si existen suficientes datos de ensayo para determinar un valor optimizado o deseado para uno o mas parametros 402 operativos. Si hay suficientes datos de ensayo, se determina 520 un valor optimizado o deseado para uno o mas parametros 402 operativos que se ensayaron mediante el ensayo 400 de turbina eolica. Si hay datos de ensayo insuficientes, uno o mas parametros 402 operativos que se modificaron durante el ensayo 400 de turbina eolica se restablecen 524 a valores o configuraciones originales (es decir, los valores o configuraciones que el uno o mas parametros operativos teman antes de que el ensayo 400 de turbina eolica comenzara la ejecucion), y la turbina 100 eolica reanuda el funcionamiento normal.

Despues de que se determina 520 el valor optimizado o deseado para uno o mas parametros 402 operativos, se revisa el valor optimizado o deseado. En la realizacion a modo de ejemplo, un tecnico, un operario, un usuario y/o cualquier persona adecuada revisa el valor optimizado o deseado. Alternativamente, el controlador 302 o cualquier sistema de revision adecuado revisa el valor optimizado o deseado. Si el valor optimizado o deseado se aprueba 526, se establecen 528 uno o mas parametros 402 operativos en el valor optimizado o deseado, y la turbina 100 eolica reanuda su funcionamiento. Si el valor optimizado o deseado no se aprueba 526, uno o mas parametros 402 operativos que se modificaron durante el ensayo 400 de turbina eolica se reinician 524 a valores o configuraciones originales, y la turbina 100 eolica reanuda el funcionamiento normal.

Varias realizaciones descritas en el presente documento ensayan uno o mas parametros operativos de una turbina eolica para facilitar la seleccion de un valor deseado u optimo para el parametro operativo. Un ensayo de turbina eolica incluye una secuencia de ensayo aleatorizada de puntos de ensayo, y cada punto de ensayo incluye al menos un valor de ensayo para el parametro operativo y una duracion de punto de ensayo. La seleccion aleatoria de los puntos de ensayo dentro de la secuencia de ensayo facilita la reduccion de una distorsion o desviacion de los datos de ensayo debido a las condiciones ambientales cambiantes. Ademas, los puntos de ensayo individuales pueden incluirse mas de una vez dentro de la secuencia de ensayo para ayudar en la construccion del modelo de superficie de respuesta corriente abajo y probar la bondad de ajuste. La ejecucion del ensayo y las mediciones de una o mas condiciones de funcionamiento de la turbina eolica en cada punto de ensayo facilitan proporcionar un cuerpo robusto de datos de ensayo que pueden utilizarse para optimizar o seleccionar un valor deseado para el parametro operativo. Ademas, los ajustes de parametros para lograr un funcionamiento mejorado pueden determinarse usando los datos de ensayo obtenidos durante el ensayo de la turbina eolica.

Las realizaciones a modo de ejemplo de un sistema de ensayo para una turbina eolica se han descrito anteriormente en detalle. El sistema de ensayo no esta limitado a las realizaciones espedficas descritas en el presente documento, sino que mas bien, sus componentes pueden utilizarse de manera independiente y por separado de otros componentes y/o etapas descritos en el presente documento.

Aunque pueden mostrarse caractensticas espedficas de varias realizaciones de la invencion en algunos dibujos y no en otros, esto es solo por conveniencia. De acuerdo con los principios de la invencion, cualquier caractenstica de un dibujo puede referenciarse y/o reivindicarse en combinacion con cualquier caractenstica de cualquier otro dibujo.

Esta descripcion escrita usa ejemplos para divulgar la invencion, que incluye el modo preferido, y tambien para permitir que cualquier persona experta en la materia practique la invencion, incluyendo la fabricacion y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realizacion de cualquier procedimiento incorporado. El ambito patentable de la invencion esta definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la materia. Tales otros ejemplos pretenden estar dentro del ambito de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (300) de ensayo para un parque eolico que comprende una pluralidad de turbinas (100) eolicas, comprendiendo dicho sistema de ensayo:

una memoria (304) que almacena instrucciones y/o datos asociados con uno o mas ensayos de turbinas eolicas; al menos un dispositivo (306) de medicion configurado para medir al menos una condicion de funcionamiento de una primera turbina (100) eolica, dicha al menos una condicion de funcionamiento comprende una potencia generada, un par motor generado, una velocidad de giro de un rotor (106), una carga mecanica de uno o mas componentes de la primera turbina (100) eolica, una densidad de aire, una altitud, una velocidad del viento, una direccion del viento, y/o una temperatura ambiente en, o dentro de, la primera turbina (100) eolica; y un controlador (302) acoplado comunicativamente a dicho dispositivo de medicion, dicho controlador configurado para ejecutar un ensayo (400) de turbina eolica comprende:

definir una secuencia (442) de ensayo que comprende una pluralidad de puntos (404) de ensayo para al menos un parametro (402) operativo de turbina eolica, incluyendo cada punto de ensayo al menos un valor (426) de ensayo y al menos una duracion (440) de ensayo para el primer parametro operativo de la turbina eolica;

aleatorizar la pluralidad de puntos (404) de ensayo en dicha secuencia (442) de ensayo para determinar una

secuencia de ensayo aleatorizada;

iterar a traves de la secuencia de ensayo aleatorizada; y

medir la condicion de funcionamiento de la primera turbina (100) eolica en cada punto de ensayo en dicha secuencia de ensayo aleatorizada, para proporcionar datos de ensayo para dicha primera turbina (100) eolica;

recibir dichos datos de ensayo generados para dicha primera turbina (100) eolica en una segunda turbina (100) eolica;

combinar los datos de ensayo recibidos con los datos generados ejecutando el ensayo (400) de turbina eolica en la segunda turbina (100) eolica; y

optimizar uno o mas parametros operativos de la segunda turbina (100) eolica situada a sotavento de dicha primera turbina (100) eolica usando los datos de ensayo recibidos combinados y los datos generados por la segunda turbina (100) eolica.
2. Un sistema (300) de ensayo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que dicho primer ensayo de turbina (100) eolica comprende ademas definir un lfmite (406) superior para el al menos un parametro (402) operativo de la turbina eolica y un lfmite (408) inferior para el al menos un parametro operativo de la turbina eolica.
3. Un sistema (300) de ensayo de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que cada valor (410) de ensayo de cada punto (404) de ensayo es al menos uno de un valor igual al lfmite (406) superior, un valor igual al lfmite (408) inferior, y un valor entre el lfmite superior y el lfmite inferior.
4. Un sistema (300) de ensayo de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que dicho controlador (302) esta configurado para esperar en cada punto (404) de ensayo la duracion (440) del punto de ensayo.
5. Un sistema (300) de ensayo de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que la condicion de funcionamiento se mide durante la duracion (440) del punto de ensayo.
6. Un sistema (300) de ensayo de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en el que la secuencia de ensayo aleatorizada comprende una pluralidad de casos de al menos un punto (404) de ensayo de la pluralidad de puntos de ensayo.