ES2646421T3 - Procedimiento para operar una central de energía eólica y central de energía eólica correspondiente - Google Patents

Procedimiento para operar una central de energía eólica y central de energía eólica correspondiente Download PDF

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Abstract

Procedimiento para operar una central de energía eólica (10) con un rotor (12) y un generador (18) conectado al rotor (12) para emitir potencia eléctrica a una red eléctrica, en el que el rotor (12) presenta palas de rotor (14) cuyos ángulos de palas (α) para regular el número de revoluciones (n) del rotor (12) durante la operación se pueden desplazar y el rotor (12) se frena de manera forzada en caso de un número de revoluciones (n) por encima de un límite del número de revoluciones (nlím) que limita un intervalo operativo (34, 34', 34") de la central de energía eólica (10) a través de un aumento de los ángulos de palas (α) con un índice de desplazamiento positivo prefijado del ángulo de palas (ωr), en particular, con un índice de desplazamiento del ángulo de palas de valor positivo máximo posible (ωr, máx), modificándose el límite del número de revoluciones (nlím) en función de un índice de desplazamiento del ángulo de palas ajustado a través de la regulación (ω), caracterizado porque la modificación del límite del número de revoluciones (nlím) en función del índice de desplazamiento del ángulo de palas ajustado a través de la regulación (ω) es una modificación temporal dentro de un período de tiempo prefijado a través de la regulación (Δt).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para operar una central de ene^a eolica y central de ene^a eolica correspondiente
La invencion se refiere a un procedimiento para operar una central de energfa eolica con un rotor y un generador conectado al rotor para emitir una potencia electrica a una red electrica. El rotor mencionado presenta palas de rotor cuyos angulos de pala (angulos de paso) a se pueden desplazar durante la operacion para regular el numero de revoluciones n del rotor. Ademas, el rotor se frena de manera forzada con un numero de revoluciones n por encima de un lfmite del numero de revoluciones num que limita la central de energfa eolica (CEO) a traves de un aumento de los angulos de pala a con un mdice de desplazamiento de angulo de palas positivo prefijado wn A este respecto, el mdice de desplazamiento de angulo de palas positivo prefijado es particularmente un mdice de desplazamiento de angulo de palas positivo de valor maximo posible wr max.
Ademas, la invencion se refiere a una central de energfa eolica correspondiente (CEO) con un rotor que presenta palas de rotor, un dispositivo de control y/o de regulacion, un dispositivo de determinacion del numero de revoluciones conectado con tecnologfa de senales a un dispositivo de control y/o de regulacion para determinar el numero de revoluciones n del rotor, por lo menos un dispositivo de ajuste de parametro conectado con tecnologfa de senales al dispositivo de control y/o de regulacion y con un generador conectado al rotor para emitir potencia electrica a una red electrica. El dispositivo de ajuste de parametro es un dispositivo de ajuste de parametro para ajustar un angulo de palas a y un mdice de desplazamiento de angulo de palas w de las palas de rotor del rotor.
Se conoce un procedimiento semejante y una central de energfa eolica correspondiente (CEO). A este respecto, el rotor de la central de energfa eolica al exceder un lfmite del numero de revoluciones determinado por un valor lfmite estatico del numero de revoluciones n«m se frena de manera forzada a traves de un aumento de los angulos de palas a (un “movimiento fuera del viento”) con un mdice de desplazamiento de angulos de pala de valor positivo elevado y se apaga la central, a fin de evitar grandes esfuerzos mecanicos como consecuencia de altas revoluciones. En el curso del frenado forzado se detiene la alimentacion de energfa de la central a la red electrica y se reduce en gran medida el numero de revoluciones. Por lo general, despues del frenado, la central se encuentra en un estado de barrena en el que no se produce una alimentacion de energfa a la red.
Despues de un frenado forzado semejante se debe verificar primero el estado de la central. A continuacion, puesto que la central se habfa apagado, la misma se debe reiniciar. Un reinicio semejante puede realizarse posiblemente a traves de un operador en un puesto de control remoto. Sin embargo, en algunos casos, este operador debe estar en el sitio para poner en marcha la central. A este respecto se originan costes adicionales y se retrasa el reinicio. En todo caso, la alimentacion de energfa de la central en un frenado semejante se interrumpe durante un penodo de tiempo determinado.
El documento EP 2 098 725 A2 describe un procedimiento para operar una central de energfa eolica con un rotor que presenta palas de rotor, cuyos angulos de palas a para regular el numero de revoluciones n del rotor se pueden desplazar durante la operacion y en el que el rotor se frena de manera forzada con un numero de revoluciones por encima de un lfmite del numero de revoluciones que limita un intervalo de operacion de la central de energfa eolica a traves de un aumento de los angulos de palas con un mdice de desplazamiento de angulos de palas positivo prefijado, en el que se modifica el lfmite del numero de revoluciones en funcion de un mdice de desplazamiento de angulos de palas ajustado a traves de la regulacion.
La invencion tiene el objetivo de especificar un procedimiento y una central de energfa eolica en los que se evitan o al menos se presentan con menor frecuencia las desventajas antes mencionadas. Al mismo tiempo, se debe reducir el esfuerzo mecanico como consecuencia de revoluciones elevadas.
El objetivo se logra en cuanto al procedimiento a traves de las caractensticas de la reivindicacion 1 y en cuanto a la central de energfa eolica a traves de las caractensticas de la reivindicacion 8. En las reivindicaciones dependientes se especifican realizaciones ventajosas de la invencion.
Con el procedimiento de acuerdo con la invencion esta previsto que el lfmite del numero de revoluciones n«m se modifica en funcion de un mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w. En otras palabras, el Kmite del numero de revoluciones n«m depende del mdice de desplazamiento (n«m = f(w)) y, frente a un valor Kmite estatico del numero de revoluciones, se aumenta o se reduce, respectivamente, en funcion del mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion durante la operacion normal w = da/dt.
A este respecto, el frenado forzado no se limita forzosamente a un frenado aumentando el angulo de palas sino que puede presentar ademas tambien un componente de frenado adicional que es independiente del angulo de palas. A modo de ejemplo, un freno mecanico produce un componente semejante.
Ademas, con el procedimiento esta previsto que la modificacion del Kmite del numero de revoluciones n«m en funcion del mdice de desplazamiento de palas ajustado a traves de la regulacion w es una modificacion temporal dentro de un intervalo de tiempo prefijado a traves de la regulacion At. Preferentemente, el intervalo de tiempo prefijado a traves de la regulacion At corresponde como maximo al doble de un tiempo regulado de la regulacion, en particular,
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como maximo, a este tiempo regulado propiamente dicho. El tiempo regulado es un concepto establecido de la tecnolog^a de regulacion. El tiempo regulado de un circuito de regulacion es el intervalo de tiempo en el que un regulador (un dispositivo de regulacion) ha regulado la magnitud de regulacion en una banda de tolerancia alrededor de la magnitud de referencia. Puesto que el sistema completo del circuito regulador determina el tiempo regulado, se ingresan asf las constantes de tiempo del regulador (de un dispositivo de control y/o de regulacion) como del trayecto de regulacion. Como alternativa se puede usar tambien el tiempo de regulacion para definir el intervalo de tiempo prefijado a traves de la regulacion At.
De acuerdo con una realizacion ventajosa de la invencion esta previsto que el lfmite del numero de revoluciones n«m aumenta y/o disminuye en funcion de un mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w frente a un valor lfmite del numero de revoluciones de base prefijado numo.
En particular, esta previsto que el lfmite del numero de revoluciones modificable n«m aumenta frente al valor lfmite del numero de revoluciones de base numo a un valor lfmite del numero de revoluciones mayor diferente del mismo que se puede prefijar n«mi cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w alcanza o excede un mdice de desplazamiento del angulo de palas positivo prefijado wr que corresponde en particular al mdice de desplazamiento del angulo de palas que resulta por lo general durante un frenado forzado al alcanzar el valor lfmite del numero de revoluciones de base n^mo.
Al analizar las estadfsticas de frenados forzados o apagados por exceder un valor lfmite fijo del numero de revoluciones con procedimientos estaticos no de acuerdo con la invencion se determino que una gran parte de estos frenados forzados o estos apagados eran innecesarios, puesto que el dispositivo de control y/o de regulacion que controla y regula la operacion normal de la central de energfa eolica ya habfa iniciado semejantes medidas operativas con las que el frenado forzado tampoco hubiese llevado a un regreso mas rapido del numero de revoluciones n en el intervalo prefijado del numero de revoluciones o el numero de revoluciones n de todos modos hubiese regresado a ese intervalo prefijado del numero de revoluciones dentro de un intervalo corto de tiempo. En particular, cuando durante la operacion normal el angulo de palas a de las palas de rotor ya habfa sido reducido con un mdice de desplazamiento del angulo de palas correspondiente al mdice de desplazamiento del angulo de palas positivo prefijado, el frenado forzado no produjo ninguna ventaja de tiempo.
A diferencia del frenado forzado que como medida de seguridad reduce el numero de revoluciones de manera independiente de la operacion propiamente dicha y en la mayoria de los conceptos de seguridad tiene como consecuencia un apagado de la central, con el aumento temporal del lfmite del numero de revoluciones, la operacion normal despues de alcanzar el lfmite normal del numero de revoluciones continua sin medidas adicionales. En otras palabras: Cuando la regulacion de la central de energfa eolica (regulacion de CEO) ya ha iniciado las medidas correctas para reducir el numero de revoluciones n del rotor, es decir, aumentar el angulo de palas a de las palas de rotor, en ciertas circunstancias podria ser innecesario un apagado. De manera correspondiente, el periodo de tiempo que se puede prefijar At, dentro del cual se debe producir un regreso del numero de revoluciones dentro del intervalo por debajo del lfmite normal del numero de revoluciones en la misma magnitud que el tiempo requerido por el frenado forzado para un regreso al intervalo de operacion a largo plazo. Este intervalo de tiempo At se encuentra por lo general en el intervalo entre 2 s y 20 s.
Por otro lado, en procedimientos estaticos con valor fijo del numero de revoluciones tambien hay semejantes situaciones en las que ya antes de alcanzar el lfmite del numero de revoluciones que limita al intervalo de operacion a largo plazo se puede prever que a traves del mdice de desplazamiento del angulo de palas w de la regulacion no se puede lograr una reduccion efectiva del numero de revoluciones n y que tiene que tiene que emplearse probablemente o con seguridad el medio del frenado forzado para reducir el numero de revoluciones. En semejantes casos, en algunas formas de realizacion de la invencion se introducira preferentemente un valor lfmite del numero de revoluciones adicional mas bajo del intervalo de operacion que difiere del mismo.
Por lo tanto, de acuerdo con una forma de realizacion ventajosa adicional de la invencion esta previsto que el lfmite modificable del numero de revoluciones num frente al valor lfmite que se puede prefijar del numero de revoluciones de base n^o se reduce a un valor lfmite mas bajo diferente al mismo que se puede prefijar n«m2 cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w al alcanzar o exceder un umbral que se puede prefijar del numero de revoluciones ntrig en una cantidad que se puede prefijar Aw se mantiene por debajo de un mdice de desplazamiento del angulo de palas positivo prefijado wr del frenado forzado al alcanzar este valor lfmite adicional mas bajo del numero de revoluciones nnm2, en particular, cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w es negativo o es igual a cero. Por lo tanto, se produce una reduccion del lfmite del numero de revoluciones n«m, en particular, cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w lleva a una reduccion adicional de los angulos de palas a. El umbral que se puede prefijar del numero de revoluciones ntrig siempre es inferior al valor lfmite que se puede prefijar del numero de revoluciones de base n^o. Ademas, el umbral que se puede prefijar del numero de revoluciones ntrig es inferior o al menos igual al valor lfmite adicional mas bajo que se puede prefijar del numero de revoluciones nnm2 (ntrig ^ n^).
De acuerdo con una realizacion ventajosa adicional de la invencion esta previsto que el Kmite modificable del numero de revoluciones n^m frente al valor lfmite del numero de revoluciones de base nnmo aumenta a un valor lfmite del numero de revoluciones mayor diferente del mismo que se puede prefijar numi cuando el numero de revoluciones
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n de acuerdo con una estimacion mediante el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion regresa dentro de la constante de tiempo prefijada At al intervalo del numero de revoluciones por debajo del valor lfmite del numero de revoluciones de base (n^o). A este respecto, la estimacion se realiza mediante una comparacion de los datos operativos reales de parametros operativos de la central de energfa eolica con conjuntos de datos almacenados de estos parametros operativos o mediante una comparacion de los datos operativos reales de parametros operativos con datos de modelo de un modelo matematico del circuito regulador de la regulacion.
Ademas, de manera ventajosa esta previsto que el lfmite modificable del numero de revoluciones n«m se modifica tambien en funcion de la derivacion temporal de la potencia electrica emitida dP/dt. La potencia emitida vana en gran medida, en particular, durante cafdas repentinas de tension en la red. En este caso se produce una perdida parcial o completa del momento del generador que a su vez lleva a una aceleracion del rotor. Aunque el control de almacenamiento inicia inmediatamente medidas como el aumento de los angulos de pala, una cafda de la tension siempre da como resultado un aumento excesivo del numero de revoluciones. Aumentos excesivos muy elevados pueden llevar tambien a exceder el valor lfmite del numero de revoluciones de base que se puede prefijar numo y asf tambien a un frenado forzado. Sin embargo, en particular, proveedores de energfa y operadores de red por razones de la estabilidad de red exigen con frecuencia que centrales de energfa eolica durante fluctuaciones de tension en la red se mantengan operativas y no se apaguen. Por lo tanto, en una forma de realizacion ventajosa del procedimiento de acuerdo con la invencion esta previsto que el lfmite del numero de revoluciones n«m se modifica en funcion de una modificacion medida de potencia dP/dt (n«m = f(dP/dt)). El mismo se aumenta o se disminuye, respectivamente, frente a un valor Kmite del numero de revoluciones de base que se puede prefijar n«mo en funcion de la modificacion medida de potencia dP/dt.
En particular, esta previsto que el intervalo operativo de la operacion de la central de energfa eolica se determina a traves del numero de revoluciones n del rotor, el angulo de palas a de las palas de rotor, el mdice de desplazamiento del angulo de palas correspondiente w y la potencia emitida P del generador y/o su modificacion dP/dt.
De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion esta previsto que el valor mayor del numero de revoluciones que se puede prefijar nlm esta como maximo 5% por encima del valor lfmite del numero de revoluciones de base que se puede prefijar y/o que el valor lfmite menor del numero de revoluciones que se puede prefijar nlm esta como maximo 5% por debajo del valor lfmite del numero de revoluciones de base que se puede prefijar numo.
En la central de energfa eolica de acuerdo con la invencion esta previsto que el dispositivo de control y/o de regulacion esta configurado tanto para controlar y/o para regular el numero de revoluciones n del rotor mediante el dispositivo de ajuste de parametro como tambien para el frenado forzado del rotor a traves del aumento de los angulos de pala a con un mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas w de acuerdo con el procedimiento antes mencionado.
De acuerdo con una realizacion ventajosa de la invencion, el dispositivo de control y/o de regulacion presenta un procesador y un almacenamiento para estimar el numero de revoluciones n del rotor al menso dentro de un penodo de tiempo prefijado a traves de la regulacion At.
De acuerdo con una realizacion ventajosa adicional de la invencion, el dispositivo de control y/o de regulacion presenta un modelo matematico del circuito regulador de la regulacion.
Ademas, la central de energfa eolica tambien presenta un dispositivo de frenado para frenar el rotor de manera independiente del angulo de palas de las palas del rotor, en el que el dispositivo de control y/o de regulacion controla este dispositivo de frenado.
La invencion se describira a continuacion haciendo referencia a los dibujos correspondientes. En los dibujos:
La figura 1 muestra una representacion esquematica de una parte de una central de energfa eolica de acuerdo con una realizacion preferida de la central de energfa eolica de acuerdo con la invencion,
La figura 2 muestra un diagrama en el que se representa la dependencia del lfmite del numero de revoluciones con respecto al mdice de desplazamiento del angulo de palas de acuerdo con una forma de realizacion preferida del procedimiento de acuerdo con la invencion,
La figura 3 muestra un diagrama en el que se representa un desarrollo del numero de revoluciones en una situacion operativa en la que se incorpora de manera conveniente un lfmite adicional mayor del intervalo operativo, y
La figura 4
muestra una representacion esquematica que representa la relacion entre el angulo de palas y el angulo de ataque de las palas de rotor.
La figura 1 muestra los componentes de una central de energfa eolica (CEO) 10. Esta central de energfa eolica presenta un rotor 12 con palas de rotor 14 y un generador 18 conectado por medio de un eje 16 con el rotor 12. Un angulo de palas a de las palas de rotor 14 se puede modificar mediante un dispositivo de desplazamiento 20.
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Expresado de otro modo, las palas de rotor 14 mediante este dispositivo de desplazamiento 20 se pueden “mover” hacia dentro del viento y fuera del viento. Al “mover hacia fuera del viento”, es decir, aumentando el angulo de palas a de las palas de rotor 14, se puede frenar el movimiento de rotacion del rotor 12 y del eje 16. De este modo, el dispositivo de desplazamiento 20 representa tambien un dispositivo de frenado de la central de energfa eolica. Ademas, sobre el eje 16 esta dispuesto otro dispositivo de frenado adicional 22 para frenar el rotor 12 de manera independiente del angulo de palas a de las palas de rotor 14.
Para operar la central de energfa eolica 10 es posible ajustar o modificar varios parametros operativos. A modo de ejemplo en esta representacion del principio cabe mencionar solamente un numero de revoluciones n del rotor 12, dicho angulo de palas a de las palas de rotor, su derivacion temporal da/dt, es decir, el mdice de desplazamiento del angulo de palas w y una potencia P emitida por el generador 18 como parametros.
Ademas, la central de energfa eolica 10 presenta un dispositivo de control y/o de regulacion 24 para operar la central de energfa eolica 10. Mediante este dispositivo de control y/o de regulacion 24 se ajustan los parametros operativos n, a, w, P para operar la central 10. Ademas, la central de energfa eolica 10 presenta un dispositivo de determinacion del numero de revoluciones 26 conectada por tecnologfa de senales al dispositivo de control y/o de regulacion 24 para determinar el numero de revoluciones n del rotor 12 y varios dispositivos de ajuste de parametros 28 conectados por tecnologfa de senales al dispositivo de control y/o de regulacion 24 para ajustar parametros operativos de la operacion normal. Estos dispositivos de ajuste de parametros 28 son aqrn el generador 18 y el dispositivo de desplazamiento 20. Mediante este dispositivo de desplazamiento 20 se puede ajustar el angulo de pala a del dispositivo de control y/o de regulacion 24. La velocidad de este ajuste se determina a traves del mdice de desplazamiento del angulo de palas correspondiente w = da/dt. Este ultimo se ajusta tambien por medio del dispositivo de control y de regulacion 24. Al mismo tiempo, el dispositivo de desplazamiento 20 emite una senal, a partir de la cual el dispositivo de control y/o de regulacion 24 puede verificar o verifica el angulo de palas presente a y el mdice de desplazamiento del angulo de palas w. La velocidad de ajuste del dispositivo de desplazamiento 20 se limita a traves de sus respectivos indices maximos de desplazamiento del angulo de palas Wmax, Wmax.r. Para frenar el rotor 12 se aumenta el angulo de palas a. Al aumentar el angulo de palas con w = da/dt reobtiene siempre un mdice de desplazamiento positivo del angulo de palas w.
Mientras el dispositivo de control y/o de regulacion 24 recibe senales del dispositivo de determinacion del numero de revoluciones 26 y del dispositivo de desplazamiento 20,emite senales de control a los dispositivos de ajuste de parametros 28 (generador 18 y dispositivo de desplazamiento 20) y eventualmente tambien al dispositivo de frenado 22. El dispositivo de control y/o de regulacion 24 presenta un procesador 30 y un almacenamiento de datos 32. El almacenamiento 32 sirve para almacenar y leer conjuntos de parametros, el procesador 30 compara datos operativos actuales de parametros operativos con conjuntos de datos almacenados. Como alternativa o de manera adicional, se establece mediante procesador 30 y almacenamiento 32 un modelo matematico del circuito regulador de la regulacion.
La central de energfa eolica 10 se opera ahora de modo que el rotor 12 se frena de manera forzada con un numero de revoluciones n por encima de un lfmite del numero de revoluciones n«m que limita un intervalo operativo 34, 34', 34” de la central de energfa eolica 10 a traves de un aumento de los angulos de pala a con un mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas wr, modificandose este lfmite del numero de revoluciones n«m en funcion de un mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w. Esto se realiza preferentemente por etapas como muestra la figura 2.
La figura 2 muestra la dependencia de un lfmite ajustado del numero de revoluciones n«m con respecto al mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w mediante el dispositivo de control y/o de regulacion en una dependencia semejante del Kmite del numero de revoluciones n«m con respecto al mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w en un diagrama. A este respecto, se obtienen tres magnitudes diferentes del intervalo operativo 34, 34', 34”. Con un mdice de desplazamiento positivo del angulo de palas en el intervalo de wr > X > wr - Aw se obtiene un valor Kmite del numero de revoluciones de base nlim0 como Kmite del numero de revoluciones n^m de un intervalo operativo a largo plazo 34. Como Kmite superior wr del mdice de desplazamiento del angulo de palas w de este intervalo operativo a largo plazo 34 se obtiene el mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas wr durante el frenado forzado. Como Kmite inferior del mdice de desplazamiento del angulo de palas w de este intervalo operativo a largo plazo 34 se obtiene un mdice de desplazamiento del angulo de palas wr - Aw ubicado por debajo del mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas wr en una cantidad prefijada Aw.
El lfmite modificable del numero de revoluciones n^m se aumenta frente al valor lfmite del numero de revoluciones nlim0 a un valor lfmite del numero de revoluciones mayor que se puede prefijar diferente del mismo nnm1, cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w alcanza o excede el mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas wr del frenado forzado al alcanzar este lfmite mayor adicional del numero de revoluciones nnm1. Se obtiene un intervalo operativo ampliado 34' cuyo valor lfmite mayor del numero de revoluciones nnm1 se representa en el lado izquierdo del diagrama.
Cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion co al alcanzar o exceder un umbral del numero de revoluciones que se puede prefijar ntrig (no ilustrado aqrn) se mantiene en una cantidad que
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se puede prefijar Aw por debajo del mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas wr, del frenado forzado, se disminuye en cambio el lfmite modificable del Umite del numero de revoluciones frente al valor lfmite del numero de revoluciones de base que se puede prefijar n^mo a un valor lfmite del numero de revoluciones menor que se puede prefijar distinto al mismo nnm2. Se obtiene un intervalo operativo reducido 34” cuyo valor lfmite menor del numero de revoluciones numi se representa en el lado derecho del diagrama.
De manera adicional a la modificacion del lfmite del numero de revoluciones n«m en funcion del mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion w, este lfmite del numero de revoluciones n«m se puede modificar tambien en funcion de otras magnitudes, en particular, magnitudes operativas. El Kmite modificable del numero de revoluciones n«m puede modificarse por ejemplo tambien en funcion de la derivacion temporal de la potencia electrica dP/dt emitida por el generador 18.
Cuando las medidas operativas normales ya iniciadas para reducir el numero de revoluciones n permiten reconocer un regreso dentro del intervalo operativo a largo plazo 34 dentro de un penodo de tiempo que se puede prefijar At, se introduce temporalmente el valor Kmite adicional mayor diferente al mismo n^mi del intervalo operativo ampliado 34'. El rotor 12 despues de introducir el intervalo operativo ampliado 34' se detiene temporalmente (por un penodo de tiempo que se puede prefijar) recien con un numero de revoluciones n del rotor 12 por encima del valor lfmite del numero de revoluciones adicional mayor n^mique limita el intervalo operativo ampliado 34' de la central de energfa eolica 12 a traves de frenado forzado mediante el dispositivo de frenado 20. El reconocimiento del regreso dentro del intervalo operativo a largo plazo 34 se realiza en particular a traves de una evaluacion de una comparacion de los parametros operativos actuales n, a, w, P o al menos una parte de estos parametros operativos con conjuntos de parametros almacenados. A estos conjuntos de parametros se asignan y se almacenan igualmente evaluaciones preliminares correspondientes relativas a un regreso a corto plazo dentro del intervalo operativo a largo plazo y/o de un abandono a mayor plazo del intervalo operativo a largo plazo. Con la ampliacion del intervalo operativo 34 se introduce el valor lfmite adicional mayor del numero de revoluciones todavfa antes de que el numero actual de revoluciones n ha alcanzado el valor lfmite del numero de revoluciones de base n^mo.
El reconocimiento del regreso dentro del intervalo operativo a largo plazo 34 o un reconocimiento de un abandono del intervalo operativo a largo plazo 34 se realizan en particular a traves de una evaluacion de una comparacion de los parametros operativos actuales con conjuntos de parametros almacenados dentro del almacenamiento de datos 32. A estos conjuntos de parametros se asignan y se almacenan igualmente evaluaciones preliminares correspondientes relativas a un regreso a corto plazo dentro del intervalo operativo a largo plazo 34 y/o un abandono a mayor plazo del intervalo operativo a largo plazo 34.
La figura 3 muestra la situacion en la que se representa a modo de ejemplo la ampliacion del intervalo operativo 34 en un diagrama en el que se representa un desarrollo del numero de revoluciones 36 en una situacion operativa en la que se introduce de manera conveniente un valor lfmite adicional mayor del numero de revoluciones nnm1 del intervalo operativo ampliado 34'. Con la ampliacion del intervalo operativo 34 en el intervalo operativo ampliado 34' se introduce el valor lfmite adicional mayor del numero de revoluciones nnm1 todavfa antes de alcanzar el valor lfmite del numero de revoluciones de base numo que limite el intervalo operativo a largo plazo en el tiempo t1. A traves de la evaluacion, el dispositivo de control y/o de regulacion ha reconocido que las medidas operativas normales ya iniciadas para reducir el numero de revoluciones n permiten reconocer un regreso en el intervalo operativo a largo plazo 34 dentro del penodo de tiempo prefijado At. Si en el penodo de tiempo prefijado At se hubiese excedido tambien el valor limite adicional mayor nnm1 se hubiese producido un frenado forzado. En el caso mostrado fue correcto el pronostico del desarrollo del numero de revoluciones.
La figura 4 muestra la relacion entre el angulo de palas (angulo de paso) a y el angulo de ataque p de las palas de rotor 14 frente al viento (flecha 38). A este respecto, la posicion cero del angulo de palas (a = 0 °) por lo general se define con una posicion optima de corriente con viento debil. Esta posicion cero del angulo de palas a = 0 ° corresponde a un angulo de ataque de tamano finito p0 que para propositos de ilustracion se ha seleccionado de manera arbitraria como angulo de 60 °. “Girar hacia fuera del viento” o “mover hacia fuera del viento” a partir de este angulo p0 corresponde a una reduccion del angulo de ataque p o a un aumento del angulo de palas a. Por consiguiente, el signo del mdice de desplazamiento del angulo de palas w = da/dt es exactamente opuesto al signo del mdice de desplazamiento del angulo de ataque dp/DT.
Lista de caracteres de referencia:
10 Central de energfa eolica 12 Rotor 14 Pala de rotor 16 Eje
18 Generador
20 Dispositivo de desplazamiento
22 Dispositivo de frenado
24 Dispositivo de control y/o de regulacion
26 Dispositivo de determinacion del numero de revoluciones
28 Dispositivo de ajuste de parametros
30 Procesador 32 Almacenamiento de datos 34 Intervalo operativo 34' Intervalo operativo ampliado 5 34” Intervalo operativo reducido
36 Desarrollo del numero de revoluciones 38 Flecha a Angulo de palas
w mdice de desplazamiento del angulo de palas 10 p Angulo de ataque

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para operar una central de energfa eolica (10) con un rotor (12) y un generador (18) conectado al rotor (12) para emitir potencia electrica a una red electrica, en el que el rotor (12) presenta palas de rotor (14) cuyos angulos de palas (a) para regular el numero de revoluciones (n) del rotor (12) durante la operacion se pueden desplazar y el rotor (12) se frena de manera forzada en caso de un numero de revoluciones (n) por encima de un lfmite del numero de revoluciones (n^) que limita un intervalo operativo (34, 34', 34”) de la central de energfa eolica (10) a traves de un aumento de los angulos de palas (a) con un mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas (Wr), en particular, con un mdice de desplazamiento del angulo de palas de valor positivo maximo posible (Wr, max), modificandose el lfmite del numero de revoluciones (n«m) en funcion de un mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion (w), caracterizado porque la modificacion del Kmite del numero de revoluciones (n«m) en funcion del mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion (w) es una modificacion temporal dentro de un periodo de tiempo prefijado a traves de la regulacion (At).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el Kmite del numero de revoluciones (nnm) se aumenta y/o se reduce en funcion de un mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion (w) frente a un valor Kmite del numero de revoluciones de base prefijado (n^mo).
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado porque el Kmite modificable del numero de revoluciones (n«m) se aumenta, frente al valor lfmite del numero de revoluciones de base (numo), a un valor lfmite mayor que el numero de revoluciones que se puede prefijar diferente al mismo (n^m-i), cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion (w) alcanza o excede un mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas (Wr) al alcanzar o superar el valor Kmite del numero de revoluciones de base (n«mo).
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque el lfmite modificable del numero de revoluciones (n«m) frente al valor lfmite del numero de revoluciones de base que se puede prefijar (n^o) se reduce a un valor lfmite menor que el numero de revoluciones que se puede prefijar diferente del mismo (n^), cuando el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion (w) al alcanzar o exceder un umbral que se puede prefijar del numero de revoluciones (ntrig) se mantiene en una cantidad que se puede prefijar (Aw) por debajo del mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas (Wr) del frenado forzado.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el lfmite modificable del numero de revoluciones (nnm) frente al valor lfmite del numero de revoluciones de base (n«mo) se aumenta a un valor lfmite mayor que el numero de revoluciones que se puede prefijar diferente del mismo (n^m-i), cuando el numero de revoluciones (n) de acuerdo con una estimacion mediante el mdice de desplazamiento del angulo de palas ajustado a traves de la regulacion (w) regresa dentro de la constante de tiempo prefijada (At) al intervalo del numero de revoluciones por debajo del valor lfmite del numero de revoluciones de base (n^mo), realizandose la estimacion mediante una comparacion de datos operativos actuales de parametros operativos (n, a, w, P) de la central de energfa eolica (1o) con conjuntos de datos almacenados de estos parametros operativos (n, a, w, P) o mediante una comparacion de datos operativos actuales de parametros operativos (n, a, w, P) con datos de modelo de un modelo matematico del circuito regulador de la regulacion.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el lfmite modificable del numero de revoluciones (n«m) se modifica tambien en funcion de la derivacion temporal de la potencia electrica emitida (dP/dt).
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el intervalo operativo (34, 34', 34”) se determina a traves del numero de revoluciones (n) del rotor (12), el angulo de palas (a) de las palas de rotor (14), el mdice de desplazamiento del angulo de palas correspondiente (m) y la potencia emitida (P) del generador (18) y/o su modificacion dP/dt.
  8. 8. Central de energfa eolica (1o) con
    - un rotor (12) con palas de rotor (14),
    - un dispositivo de control y/o de regulacion (24),
    - un dispositivo de determinacion del numero de revoluciones (26) conectado por tecnologfa de senales al dispositivo de control y/o de regulacion (24) para determinar el numero de revoluciones (n) del rotor (12),
    - por lo menos un dispositivo de ajuste de parametros (28) conectado por tecnologfa de senales al dispositivo de control y/o de regulacion (24) para ajustar un angulo de palas (a) y un mdice de desplazamiento del angulo de palas (w) de las palas de rotor (14) y
    - un generador (18) conectado al rotor (12) para emitir potencia electrica a una red electrica,
    caracterizada porque el dispositivo de control y/o de regulacion (24) para controlar y/o para regular el numero de revoluciones (n) del rotor (12) mediante el dispositivo de ajuste de parametros (28) y para el frenado forzado del rotor (12) a traves de un aumento de los angulos de palas (a) con un mdice de desplazamiento positivo prefijado del angulo de palas (Wr) esta dispuesta conforme al procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.
  9. 9. Central de energfa eolica de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizada porque el dispositivo de control y/o
    de regulacion (24) presenta un procesador (30) y un almacenamiento (32) para estimar el numero de revoluciones del rotor (12) al menos dentro de un penodo de tiempo (At) prefijado a traves de la regulacion.
  10. 10. Central de energfa eolica de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizada porque el dispositivo de control y/o de regulacion (24) presenta un modelo matematico del circuito regulador de la regulacion.
    5 11. Central de energfa eolica de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, caracterizada por un dispositivo de
    frenado (22) para frenar el rotor (12) de manera independiente del angulo de palas (a) de las palas de rotor (14), controlando el dispositivo de control y/o de regulacion (24) tambien este dispositivo de frenado (22).
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