ES2740833T3 - Sistema de seguridad para un aerogenerador - Google Patents
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Abstract
Un sistema para controlar un aerogenerador, el sistema comprendiendo: un sistema informático acoplado comunicativamente al aerogenerador, el sistema informático se configura para: obtener datos de sensores (240, 410) que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador, y determinar, en base a los datos de sensores obtenidos y usando un procesador (210, 500) no certificado para su uso en un sistema de seguridad, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional, en el que cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros; y un sistema de seguridad que comprende un procesador de seguridad (260, 505) certificado para su uso en el sistema de seguridad, y configurado para: verificar, usando el procesador de seguridad, que el estado identificado por el sistema informático satisface un umbral de precisión, y tras verificar el estado, determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida para determinar la operación segura del aerogenerador, la envolvente operativa que encapsula una región del espacio multidimensional.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de seguridad para un aerogenerador
Antecedentes
Campo de la invención
Las realizaciones de la invención se refieren de manera general a operar un aerogenerador de manera segura y, más particularmente, a usar un sistema de seguridad para determinar si un aerogenerador está operando dentro de una envolvente operativa.
Descripción de la técnica relacionada.
Para evitar un fallo catastrófico que impediría que la turbina sea capaz de operar (por ejemplo, la pala que separa y daña otras partes del aerogenerador), se puede usar un sistema de detección de fallos. Si el sistema de detección identifica un fallo estructural, el modo de operación de la turbina se puede cambiar para evitar un fallo catastrófico. Por ejemplo, la turbina se puede retirar de la red de suministro eléctrico hasta que se fije o sustituya una pala rajada. En un ejemplo, el aerogenerador puede obtener datos de una pluralidad de sensores diferentes asociados con la turbina. Estos datos se pueden usar entonces para predecir un fallo de uno o más componentes en la turbina. Si los datos indican que el aerogenerador se está comportando fuera de los parámetros predefinidos, el aerogenerador puede cambiar su modo de operación para evitar fallos estructurales y catastróficos. No obstante, detectar un problema antes de que ocurra un fallo estructural usando datos de una pluralidad de sensores puede ser un proceso difícil y que lleva tiempo. El documento “Safe Operation and Emergency Shutdown of Wind Turbines” de A. Pedersen y C. Steiniche de la Universidad de Aalborg, fechado en mayo de 2012, es otro ejemplo que aborda este tema.
Compendio
Una realización de la presente descripción incluye un sistema para controlar un aerogenerador. El sistema incluye un sistema informático para controlar uno o más componentes en el aerogenerador. El sistema de informático está configurado para obtener datos de sensores que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador y determinar, en base a los datos de sensores obtenidos, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional donde cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros. El sistema incluye además un sistema de seguridad para monitorizar y controlar el aerogenerador para evitar daños a los componentes del personal en, o cerca de, el aerogenerador. El sistema de seguridad está configurado para determinar si el estado determinado por el sistema de informático es preciso y, si es así, determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida en la que la envolvente operativa encapsula una región del espacio multidimensional.
Otra realización de la presente descripción incluye un método para controlar un aerogenerador. El método incluye obtener datos de sensores que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador y determinar, en base a los datos de sensores obtenidos, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional usando un sistema informático configurado para controlar uno o más componentes en el aerogenerador. Cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros. El método incluye determinar si el estado determinado por el sistema informático es preciso usando un sistema de seguridad configurado para monitorizar y controlar el aerogenerador para evitar daños a componentes del personal en, o cerca de, el aerogenerador. Tras la determinación de que el estado es preciso, el método incluye determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida en la que la envolvente operativa encapsula una región del espacio multidimensional.
Otra realización en la presente descripción es un aerogenerador que incluye un sistema informático para controlar uno o más componentes en el aerogenerador. El sistema informático está configurado para obtener datos de sensores que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador y determinar, en base a los datos de sensores obtenidos, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional en el que cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros. El aerogenerador incluye un sistema de seguridad para monitorizar y controlar el aerogenerador para evitar daños a los componentes del personal en, o cerca de, el aerogenerador. El sistema de seguridad se configura para determinar si el estado determinado por el sistema informático es preciso y, si es así, determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida en la que la envolvente operativa encapsula una región del espacio multidimensional.
Breve descripción de los dibujos
De modo que la manera en que se logren los aspectos enumerados anteriormente y se puedan entender en detalle, se puede tener una descripción más particular de las realizaciones de la invención, resumidas de manera breve anteriormente, mediante referencia a los dibujos adjuntos.
Se ha de señalar, no obstante, que los dibujos adjuntos ilustran solamente realizaciones típicas de esta invención y, por lo tanto, no se han de considerar que limitativos de su alcance, debido a que la invención puede admitir otras realizaciones igualmente eficaces.
La Figura 1 ilustra una vista esquemática de un aerogenerador, según una realización descrita en la presente memoria.
La Figura 2 ilustra un sistema de control y un sistema de seguridad asociados con el aerogenerador, según una realización descrita en la presente memoria.
La Figura 3 ilustra envolventes operativas asociadas con el aerogenerador, según una realización descrita en la presente memoria.
La Figura 4 ilustra un método para determinar si un estado actual del aerogenerador está dentro de la envolvente operativa, según una realización descrita en la presente memoria.
La Figura 5 es un método para usar el sistema de seguridad para comprobar si el sistema de control determinó con precisión el estado actual del aerogenerador, según las realizaciones descritas en la presente memoria.
Para facilitar la comprensión, se han usado números de referencia idénticos, donde sea posible, para designar elementos idénticos que son comunes a las figuras. Se contempla que los elementos descritos en una realización se pueden utilizar beneficiosamente en otras realizaciones sin enumeración específica.
Descripción detallada
Para evitar fallos en un aerogenerador, un sistema de control puede determinar un estado actual del aerogenerador e identificar si el estado está dentro de una envolvente operativa. Específicamente, la turbina puede incluir sensores que miden valores de diversos parámetros en la turbina, tales como oscilaciones de la góndola, vibración de la torre, cargas de las palas, temperatura, corriente, voltaje y similares. En base a estos datos de sensores, el estado actual de la turbina se puede calcular en un espacio multidimensional en el que cada eje del espacio multidimensional se correlaciona con uno de los parámetros medidos. El límite de la envolvente operativa puede definir una región en el espacio multidimensional en el que el aerogenerador se está comportando de una manera segura. Si el aerogenerador determina que el estado actual está dentro de la envolvente operativa, la turbina puede continuar operando normalmente. No obstante, si el estado está fuera de la envolvente, el aerogenerador puede conmutar a un estado seguro durante el cual la turbina se puede desacoplar de la red de suministro eléctrico o se detiene el rotor.
En una realización, el aerogenerador está asociado con un sistema de control que controla los diferentes componentes en la turbina - por ejemplo, el paso de la pala, el convertidor de potencia, los motores de orientación, etc. El aerogenerador también puede tener un sistema de seguridad separado que asegura que el aerogenerador está operando de manera segura. Por ejemplo, el sistema de seguridad se puede encargar de determinar si el aerogenerador está operando dentro de la envolvente operativa. No obstante, calcular el estado actual del aerogenerador puede requerir cálculos intensivos. Para identificar el estado del aerogenerador en un tiempo aceptable, el sistema de seguridad puede requerir, por ejemplo, múltiples procesadores que de otro modo no se necesitarían. No obstante, es posible que estos componentes informáticos puedan necesitar estar certificados antes de que se puedan usar en un sistema de seguridad, lo que significa que los componentes informáticos en el sistema de seguridad pueden ser más costosos que los componentes informáticos usados en el sistema de control.
Para reducir el coste del sistema de seguridad, el sistema de control se puede encargar de determinar el estado actual del aerogenerador. Debido a que los componentes informáticos usados en el sistema de control (por ejemplo, procesadores genéricos o listos para usar) pueden ser más baratos que sus contrapartes en el sistema de seguridad, añadir recursos informáticos al sistema de control para identificar el estado actual de una manera oportuna puede ser menos costoso que añadir recursos informáticos al sistema de seguridad para identificar el estado actual de una manera oportuna. Después de determinar el estado, el sistema de seguridad puede verificar o comprobar la solución proporcionada por el sistema de control para asegurar la precisión. Realizar esta verificación puede requerir un cálculo que es menos complejo o intensivo que el cálculo usado para determinar inicialmente el estado. De esta manera, el sistema de seguridad asegura que la turbina esté operando de manera segura sin el coste añadido de recursos informáticos adicionales para identificar el estado actual de la turbina.
La presente invención se explicará ahora con más detalle. Si bien la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, se han descrito realizaciones específicas a modo de ejemplos. Se debería entender, no obstante, que la invención no se pretende que se limite a las formas particulares descritas. Más bien, la invención ha de cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.
La Figura 1 ilustra una vista esquemática de un generador de aerogenerador 100 de eje horizontal. El generador de aerogenerador 100 incluye típicamente una torre 102 y una góndola de aerogenerador 104 situada en la parte superior de la torre 102. Un rotor de aerogenerador 106 se puede conectar con la góndola 104 a través de un eje de
baja velocidad que se extiende fuera de la góndola 104. El rotor de aerogenerador 106 incluye tres palas de rotor 108 montadas sobre un buje común 110, pero puede incluir cualquier número de palas adecuado, tal como una, dos, cuatro, cinco o más palas. La pala 108 (o perfil aerodinámico) tiene típicamente una forma aerodinámica con un borde delantero 112 para enfrentarse al viento, un borde trasero 114 en el extremo opuesto de una cuerda para la pala 108, una punta 116 y una raíz 118 para unirse al buje 110 de cualquier manera adecuada.
Para algunas realizaciones, las palas 108 se pueden conectar al buje 110 usando rodamientos de paso 120, de manera que cada pala 108 pueda girar alrededor de su eje longitudinal para ajustar el paso de la pala. El ángulo de paso de una pala 108 se puede controlar mediante actuadores lineales o motores paso a paso, por ejemplo, conectados entre el buje 110 y la pala 108.
La Figura 2 ilustra un sistema de control 200 y un sistema de seguridad 250 asociados con el aerogenerador, según una realización descrita en la presente memoria. El sistema de control 200 incluye un controlador 205 (por ejemplo, uno o más dispositivos informáticos) que incluye un procesador 210 y una memoria 215. El procesador 210 puede ser un procesador genérico, listo para usar con uno o más núcleos de procesamiento. El procesador 210 puede ser un procesador de propósito general (GPP) o un ASIC especialmente diseñado para controlar el aerogenerador.
La memoria 215 puede incluir una memoria volátil o no volátil tal como DRAM, SRAM, Rápida, discos duros y similares. Aunque no se muestra, la memoria 215 puede extenderse para incluir elementos de almacenamiento externos que están fuera del controlador 205 - por ejemplo, un servidor de almacenamiento remoto. La memoria 215 incluye una lógica de operación 220 y un detector de estado 225. La lógica de operación 220 puede ser una aplicación que controla las funciones del aerogenerador. Por ejemplo, la lógica de operación 220 puede recibir datos de varios sensores 240 asociados con los componentes del aerogenerador y, en base a estos datos medidos, derivar señales de control que controlan los componentes - por ejemplo, actuadores 230, bombas 235 y componentes de generador eléctrico. 245. Por ejemplo, los sensores 240 pueden incluir un sensor que mide la carga sobre las palas del aerogenerador. En base a la carga actual, la lógica de operación 220 puede enviar una señal de control a los actuadores de paso de la pala 230 respectivos que aumentan o disminuyen la carga sobre las palas. En otro ejemplo, un sensor 240 puede detectar que uno de los componentes de generación eléctrica 245 se está sobrecalentando. En base a la lógica de operación 220, el controlador 205 puede transmitir una señal de control a una bomba 235 que aumenta el flujo de un fluido de enfriamiento a los componentes de sobrecalentamiento, así como una instrucción al componente de generación eléctrica 245 (por ejemplo, un disyuntor) para detener que la electricidad fluya a través del componente sobrecalentado. La Figura 2 se pretende que ilustre solamente un ejemplo de los diferentes componentes que se pueden monitorizar y controlar por el sistema de control 200. En otras realizaciones, el sistema de control 200 puede incluir menos o más componentes que los mostrados.
En una realización, el sistema de seguridad 250, que incluye los actuadores 280, los sensores 285, los conmutadores 290 y el controlador de seguridad 255, es responsable de la seguridad de los componentes de la turbina, así como del personal humano cerca de la turbina. Para hacerlo así, el controlador de seguridad 255 puede monitorizar varios componentes del aerogenerador usando los sensores 285 y determinar si la turbina se está comportando correctamente. Si la turbina se comporta de manera anormal, el controlador de seguridad 255 puede usar los actuadores 280 y los conmutadores 290 para apagar el aerogenerador. Para realizar esta función correctamente, el sistema de seguridad 250 se puede asociar con criterios de certificación adicionales y estándares de prueba más rigurosos que la lógica y el hardware en el sistema de control 200. Por ejemplo, si se hace un cambio en el sistema de seguridad 250, el cambio primero puede necesitar ser certificado siguiendo protocolos de seguridad especiales en los que se comprueba cada rama de ejecución para asegurar que el cambio no haga que falle el sistema de seguridad 250. En una realización, el uso del sistema de seguridad 250 como se describe en la presente memoria para determinar la operación segura del aerogenerador puede generar estados de aerogenerador precisos y certificables de seguridad, permite un diseño optimizado del aerogenerador en términos de diseño estructural y uso del material, y permite una operación optimizada del aerogenerador y generación de electricidad bajo una amplia variedad de condiciones climáticas.
El sistema de seguridad 250 también puede usar componentes diferentes del sistema de control 200. Por ejemplo, el controlador de seguridad 255 incluye un procesador de seguridad 260 que puede estar certificado para su uso en un sistema de seguridad. Tales procesadores 260 incluyen típicamente una serie de características para detectar fallos y asegurar que la respuesta del chip en caso de fallo ponga al sistema en algún estado seguro. Específicamente, el procesador de seguridad 260 puede asegurar que cualquier fallo concebible no dé cómo resultado una acción que pudiera hacer que el aerogenerador no sea seguro. En una realización, el procesador 260 puede incluir múltiples elementos de procesamiento, cada uno que comprueba dos veces los cálculos hechos por el otro procesador. Si los cálculos respectivos no coinciden, el procesador 260 puede estar diseñado para apagar los componentes controlados por el procesador 260. Es decir, si el procesador 260 experimenta un error - por ejemplo, está expuesto a golpes físicos, deterioro o calor de manera que el procesador 260 funciona mal - el procesador de seguridad 260 aún apaga el aerogenerador de manera segura. En una realización, los procesadores 260 son núcleos dobles que se ejecutan en el paso de bloqueo (es decir, que ejecutan el mismo código exacto ligeramente desplazado en el tiempo con los resultados que se comparan constantemente) o un único núcleo con algún tipo de comprobador de hardware separado para verificar la función correcta. Debido a que una gran parte de aseguramiento de una operación segura se desplaza a los procesadores de seguridad 260, el uso de procesadores de seguridad 260 puede hacer más manejable la tarea de análisis de seguridad, en la medida que estos procesadores 260 reducen la
complejidad de los mecanismos que el desarrollador de software y el administrador de seguridad necesitan analizar. De esta manera, el sistema de seguridad 250 puede incluir componentes que están diseñados para detectar y manejar errores en el sistema de seguridad 250 en sí mismo (es decir, fallos internos), además de detectar y manejar el comportamiento anormal de componentes monitorizados por el sistema de seguridad 250, tal como el sistema de control 200.
Los procesadores de seguridad 260 pueden estar diseñados para cumplir los estándares de seguridad de la Organización Internacional de Estandarización (ISO) o de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), por ejemplo, ISO 13849, IEC 62061, IEC 61508, etc. para aplicaciones industriales como aerogeneradores. Además, los procesadores de seguridad 260 pueden haber recibido la aprobación de las autoridades de certificación de que los procesadores 260 son adecuados para aplicaciones de seguridad y que su comportamiento es determinista. Por ejemplo, para recibir la certificación, los procesadores de seguridad 260 (y el sistema de seguridad 250 en su conjunto) pueden tener que tener documentación que asegure que cada escenario posible de ejecución y fallo que podría afectar a la seguridad se describa en completo detalle y se considere.
En una realización, el sistema de seguridad 250 puede usar una envolvente operativa para determinar si el aerogenerador se está comportando de manera anormal. Si el estado de la turbina está fuera de la envolvente operativa, el controlador de seguridad 255 puede usar la lógica de apagado 275 para, por ejemplo, desconectar la turbina de una red de suministro eléctrico, detener la rotación del rotor y similares. No obstante, como se tratará con mayor detalle a continuación, determinar si el estado actual de la turbina está dentro de la envolvente operativa puede requerir cálculos intensivos que requieren que múltiples procesadores de seguridad 260 completen los cálculos dentro de un período de tiempo aceptable. En una realización, el sistema de seguridad 250 puede asegurar que el estado actual de la turbina esté dentro de la envolvente operativa al menos una vez cada segundo, pero este intervalo puede ser menos (por ejemplo, cada 10 milisegundos) o más (por ejemplo, cada treinta segundos). Debido a que los procesadores de seguridad 260 pueden ser mucho más costosos que los procesadores listos para usar o GPP (por ejemplo, el procesador 210), añadir más procesadores de seguridad 260 para aumentar la velocidad a la que el sistema de seguridad 350 calcula el estado actual puede tener un coste prohibitivo.
En su lugar, los procesadores 210 en el sistema de control 200 se pueden usar para calcular el estado actual del aerogenerador. Específicamente, la memoria 215 incluye el detector de estado 225 que puede ser una aplicación para determinar, en base a los datos recuperados de los sensores 240, si el estado actual del aerogenerador está dentro de una envolvente operativa predefinida. Para aumentar la velocidad a la que el sistema de control 200 calcula el estado actual del aerogenerador, se pueden añadir procesadores 210 adicionales (es decir, procesadores no certificados para su uso en un sistema de seguridad) al sistema 200 que puede incurrir en un coste mucho menor que añadir procesadores de seguridad 260. Los procesadores 210 se pueden usar entonces para ejecutar la aplicación del detector de estado 225 para calcular el estado actual.
Aunque las realizaciones en la presente memoria describen el uso del controlador 205, o más ampliamente, el sistema de control 200 para determinar el estado actual, este es sólo un ejemplo de un dispositivo o sistema informático capaz de calcular el estado actual. En una realización, se puede añadir un sistema informático especial al aerogenerador o a un parque eólico para realizar este cálculo. Alternativamente, el aerogenerador puede transmitir los datos de sensores a un sistema informático externo (por ejemplo, un centro de datos) sobre una LAN o WAN que realiza los cálculos para resolver el estado actual. Independientemente de qué dispositivo o sistema informático se use, el controlador de seguridad 255 puede usar entonces el confirmador de estado 270 para asegurar que el estado actual es preciso (por ejemplo, satisface un umbral predeterminado de precisión) y está dentro de la envolvente operativa. Como se usa en la presente memoria, la envolvente operativa es una región (por ejemplo, un volumen o área) con un límite definido en un espacio multidimensional en el que cada dimensión o eje se asocia con un valor medido de un parámetro asociado con el aerogenerador.
La Figura 3 ilustra envolventes operativas asociadas con el aerogenerador, según una realización descrita en la presente memoria. Específicamente, la Figura 3 ilustra una envolvente operativa primaria 300 y una envolvente operativa de franja o amortiguadora 305 que rodea la envolvente primaria 300. Por simplicidad, la Figura 3 ilustra un espacio multidimensional con solamente dos dimensiones o ejes definidos: Dimensión A y Dimensión B. Estas dimensiones pueden corresponder a un parámetro medido del aerogenerador. Por ejemplo, cada dimensión puede corresponder a uno de los valores medidos por los sensores 240 del sistema de control 200 en la Figura 2. Las dimensiones pueden ser velocidad del rotor, aceleración de la góndola, oscilación de la torre en una dirección del viento, oscilación de la torre en una dirección perpendicular al viento, golpe a un componente en el aerogenerador, velocidad del viento, dirección del viento y similares. Aunque la Figura 3 ilustra un ejemplo simple en el que se usan dos dimensiones, las realizaciones tratadas en la presente memoria se pueden usar con cualquier número de dimensiones (por ejemplo, 3, 8, 20, etc.) donde cada dimensión se asocia con un parámetro medido diferente del aerogenerador.
Los límites o la forma de las envolventes operativas 300 y 305 pueden estar predefinidos. Por ejemplo, el aerogenerador se puede probar (o bien mediante uso real o bien mediante simulación) para definir los límites de las envolventes 300 y 305. En una realización, los criterios usados para definir el límite de la envolvente primaria 300 es si el aerogenerador se puede conmutar desde un modo normal de operación a un estado seguro o modo en el que el aerogenerador se apaga de manera segura. Por ejemplo, los límites de la envolvente 300 se pueden basar en si se
garantiza que la conmutación al estado seguro apague la turbina de manera segura - por ejemplo, el rotor se puede detener/ralentizar o las unidades de generación de energía se pueden desconectar de la red sin causar daño o bien a los componentes de la turbina o bien al personal humano en o alrededor de la turbina. Este límite se puede definir mediante o bien datos reales (por ejemplo, haciendo pruebas de esfuerzo en una turbina o ejecutando una simulación por ordenador) o bien estimando el límite en base a, por ejemplo, las especificaciones del fabricante de los diferentes componentes o en base a los parámetros operativos comunes. Por ejemplo, si la Dimensión A es la oscilación de la torre en la dirección del viento, mientras que la Dimensión B es la oscilación de la torre en una dirección perpendicular al viento, la envolvente primaria 300 define un área donde el aerogenerador es capaz de apagar de manera segura el rotor para evitar que estas oscilaciones dañen el aerogenerador - es decir, la envolvente 300 define una región en la que las oscilaciones son aceptables o se consideran normales. Por el contrario, la envolvente amortiguadora 305 puede definir un área o región que rodea la envolvente primaria 300 en la que se considera que el aerogenerador se está comportando de manera anormal. De este modo, si las oscilaciones medidas indican un estado de un aerogenerador situado dentro de la envolvente 305, el aerogenerador se puede conmutar al modo de seguridad y apagar.
Aunque se muestran como dos envolventes 300, 305 separadas, en una realización, las envolventes 300, 305 se pueden combinar en una única envolvente. En otra realización, solamente se usa la envolvente primaria 300. En este caso, si el estado actual está fuera del límite de la envolvente 300, el aerogenerador se conmuta al estado seguro y se puede apagar.
En una realización, la forma o los límites de las envolventes 300, 305 se pueden basar en parámetros financieros tales como coste, gastos, ingresos/ganancias, cuota de mantenimiento y similares. Dicho de otra manera, además de considerar si el aerogenerador se puede apagar de manera segura, los límites pueden considerar el aspecto comercial de la gestión y operación de una turbina. Por ejemplo, incluso si la turbina se puede operar de manera segura en un punto específico en el área dimensional mostrada en la Figura 3, el límite de la envolvente primaria 300 se puede establecer para excluir este punto debido al desgaste del componente y el coste de mantenimiento resultante. De este modo, la turbina se puede apagar en condiciones en las que la turbina se podría operar de manera segura, pero no tiene sentido económico hacerlo así.
La Figura 3 ilustra tres estados o puntos diferentes en el espacio multidimensional - Estado A, B y C. En base a los valores medidos actuales de los parámetros que definen las Dimensiones A y B, el sistema de control o de seguridad en el aerogenerador puede calcular un estado actual - es decir, un punto en la región definida por las Dimensiones A y B. Debido a que el Estado A está dentro de la envolvente operativa primaria 300, se considera que el aerogenerador se está comportando normalmente y se le permite que continúe operando. No obstante, si los valores medidos indican que el aerogenerador está en el Estado B, el aerogenerador puede conmutar a un estado seguro y comenzar a apagar la turbina. El Estado C puede representar un estado de fallo en el que, si los valores medidos indican que la turbina está en este estado, es probable que ocurra un fallo estructural. Por consiguiente, las envolventes primaria y amortiguadora 300, 305 se pueden usar para asegurar que el aerogenerador nunca entre en el Estado C - es decir, la región que rodea la envolvente amortiguadora 305. Es decir, el sistema de control o de seguridad puede usar el límite entre las envolventes primaria y amortiguadora 305 para asegurar que tan pronto como el estado del aerogenerador cruce este límite, la turbina se apague para evitar el fallo estructural o catastrófico.
Un dispositivo informático se puede encargar de usar los valores de los parámetros medidos para calcular el estado actual del aerogenerador. Por ejemplo, el dispositivo informático puede usar un algoritmo predefinido para correlacionar los valores medidos para identificar un punto particular en el espacio multidimensional. En el espacio bidimensional mostrado en la Figura 3, este cálculo puede ser directo. No obstante, en muchos ejemplos, el espacio multidimensional puede incluir diez o veinte dimensiones en las que cada dimensión corresponde a un parámetro medido diferente asociado con el aerogenerador. Debido a que el estado actual se puede derivar correlacionando cada parámetro medido con todos los demás parámetros medidos, añadir una nueva dimensión puede escalar la complejidad exponencialmente. De este modo, el tiempo requerido para que el dispositivo informático identifique un estado actual de la turbina cuando se usan tres dimensiones puede ser al menos el doble que el tiempo requerido cuando solamente se usan dos dimensiones.
Debido a que derivar el estado actual puede requerir más y más tiempo a medida que se consideren más dimensiones o parámetros, el dispositivo informático puede usar varios algoritmos, tales como un algoritmo de búsqueda, para identificar el estado. Por ejemplo, un algoritmo de búsqueda puede dividir el espacio multidimensional en una pluralidad de sectores y determinar si el estado está dentro del sector. Si no es así, el algoritmo se mueve a un sector diferente. No obstante, si el estado está en el sector, el algoritmo divide aún más el sector en subsectores y evalúa cada subsector para determinar si la solución está dentro de esos sectores, y así sucesivamente. El dispositivo informático puede contraer los sectores en un punto que representa el estado del aerogenerador. Un ejemplo no limitativo de un algoritmo de búsqueda para identificar una solución en un espacio multidimensional es el algoritmo de distancia Gilbert-Johnson-Keerthi. No obstante, las realizaciones en la presente memoria no están limitadas a ningún tipo particular de algoritmo para identificar un estado actual.
Volviendo a la Figura 2, el sistema de control 200 puede usar los valores medidos recuperados desde los sensores 240 para determinar el estado actual de los aerogeneradores usando el detector de estado 225 en el controlador
205. Específicamente, el detector de estado 225 puede usar, por ejemplo, un algoritmo de búsqueda para identificar el estado actual del aerogenerador - es decir, un punto dentro del espacio multidimensional mostrado en la Figura 3. Aunque no se muestra, el sistema de control 200 puede tener cualquier número de procesadores 210 que ejecutan la aplicación del detector de estado 225 en paralelo con el fin de reducir el tiempo requerido para determinar el estado actual de la turbina.
Como se tratará con más detalle a continuación, el controlador de seguridad 255 se puede usar para determinar si el sistema de control 200 determinó con precisión el estado correcto del aerogenerador. En otras palabras, el controlador de seguridad 255 se puede usar para verificar que la solución identificada por el sistema de control 200 es correcta. Éste puede ser un cálculo relativamente fácil cuando se compara con el cálculo intensivo que realiza el sistema de control 200 con el fin de identificar la solución - es decir, el estado actual de la turbina. Por consiguiente, el número de procesadores de seguridad 260 necesarios para verificar la solución identificada por el sistema de control 200 de una manera oportuna puede ser mucho menor que el número de procesadores 260 necesarios si el sistema de seguridad 250 tuvo la tarea de identificar el estado del aerogenerador de una manera oportuna. Por tanto, el coste combinado de los sistemas de control y de seguridad 200 y 250 se puede reducir en relación con la adición de recursos informáticos al sistema de seguridad 250 para determinar el estado actual.
Los controladores 205 y 255 se pueden situar dentro del aerogenerador - por ejemplo, dentro de la góndola 104 o la torre 102 de la turbina 100 en la Figura 100 - o pueden ser parte de un sistema de monitorización externo - por ejemplo, un SCADA. Es decir, los controladores 205, 255 pueden usar conexiones de datos (por ejemplo, una red de acceso local) para recibir datos de los sensores 240 y 290 y transmitir señales de control a los actuadores 230, 280, los conmutadores 290, las bombas 235 y los componentes de generación eléctrica 245. Además, los sistemas de control y de seguridad 200, 250 se pueden asociar solamente con una turbina o una pluralidad de turbinas. Por ejemplo, el sistema de control 200 puede calcular un estado actual de una pluralidad de turbinas diferentes, mientras que el sistema de seguridad 250 es responsable de asegurar que los estados actuales de las turbinas estén dentro de la envolvente operativa.
La Figura 4 ilustra un método 400 para determinar si un estado actual del aerogenerador está dentro de la envolvente operativa, según una realización descrita en la presente memoria. El método 400 comienza en el bloque 405, en el que un operador de aerogenerador define una envolvente operativa para un aerogenerador o una pluralidad de aerogeneradores. Como se ha tratado anteriormente, los límites de la envolvente operativa definen un volumen en el que, si el estado actual de la turbina está dentro de la envolvente, se considera que la turbina se está comportando normalmente. La forma o el límite de la envolvente operativa se pueden basar en las relaciones entre los diversos parámetros que forman las diferentes dimensiones en el espacio multidimensional. Los parámetros pueden ser valores medidos de la turbina (por ejemplo, vibración, choque, salidas eléctricas, carga, etc.) o consideraciones financieras tales como costes de mantenimiento, costes de operación, precio de la electricidad y similares. Por ejemplo, la envolvente operativa se puede diseñar para excluir regiones del espacio multidimensional incluso si la turbina se puede operar de manera segura en esas regiones si hacerlo así no fuera rentable. En una realización, la envolvente operativa puede estar predefinida de manera que la envolvente no se cambie después de que la turbina esté operativa. Alternativamente, la envolvente operativa se puede definir o actualizar en base a las mediciones obtenidas de diversos parámetros en el aerogenerador mientras la turbina está operando.
En el bloque 410, el aerogenerador obtiene datos de sensores asociados con uno o más componentes en los aerogeneradores. Específicamente, los datos de sensores se pueden asociar con los parámetros que definen las dimensiones del espacio multidimensional. Por ejemplo, el espacio multidimensional se puede definir mediante cuatro ejes en los que cada eje corresponde a la vibración medida por un sensor específico en el aerogenerador. Los datos de sensores pueden originarse en sensores en el sistema de control, el sistema de seguridad o ambos y se pueden asociar con un componente en el aerogenerador, tal como un generador, un convertidor de potencia, una pala del rotor y similares. No obstante, el aerogenerador también puede obtener datos de sensores asociados con parámetros externos al aerogenerador, tales como la velocidad del viento medida en varias ubicaciones en un parque eólico o de un componente compartido por las turbinas en el parque eólico, tal como el transformador de la red de suministro eléctrico. En una realización, además de los datos de sensor, el aerogenerador puede considerar el precio actual de la electricidad (o algún otro parámetro financiero usado como una dimensión del espacio multidimensional) cuando se calcula el estado actual de la turbina.
En el bloque 415, el aerogenerador determina el estado actual del aerogenerador en base a los datos de sensores obtenidos del bloque 410. En una realización, el sistema de control, y no el sistema de seguridad, se usa para determinar el estado actual. De este modo, se pueden usar procesadores listos para usar más baratos, tales como un GPP, para realizar los cálculos necesarios para identificar (o resolver) el estado actual. Un inconveniente, no obstante, para realizar los cálculos usando el sistema de control es que los procesadores (así como otros elementos de hardware) no están certificados para su uso en un sistema de seguridad. Por ejemplo, si uno de los procesadores se usa para determinar el mal funcionamiento del estado actual, los procesadores carecen de las comprobaciones redundantes que tienen los procesadores de seguridad tienen para identificar y detectar el error. De este modo, como se tratará con más detalle a continuación, el sistema de seguridad se puede usar para verificar la solución (es decir, el estado actual) proporcionado por el sistema de control.
En el bloque 420, el aerogenerador determina si el estado actual está dentro de la envolvente operativa. En una realización, el sistema de control puede transmitir el estado actual al sistema de seguridad que primero comprueba si el estado es preciso y luego determina si el estado está dentro de la envolvente. Si el estado está dentro de la envolvente, entonces el método 400 pasa al bloque 410 en el que se obtienen nuevos datos de sensores y el sistema de control recalcula la ubicación del estado actual en el espacio multidimensional. Es decir, el método 400 continúa calculando el estado actual mientras el estado permanezca dentro de la envolvente operativa.
Si el estado actual está fuera de la envolvente - por ejemplo, el estado está en la envolvente amortiguadora mostrada en la Figura 3 - el sistema de seguridad puede conmutar la turbina a un estado seguro como se muestra en el bloque 425. En una realización, el estado seguro puede definir un proceso para apagar la turbina. Debido a que los límites de la envolvente operativa pueden definir una región en la que la turbina se puede apagar de manera segura, una vez que la turbina abandona estos límites, el sistema de seguridad conmuta al estado seguro. El estado seguro puede ralentizar o detener el movimiento de rotación del rotor, desconectar eléctricamente la turbina de la red de suministro eléctrico del parque eólico, o ambos. Por ejemplo, el estado seguro puede colocar las palas en una posición de variación de paso (por ejemplo, lanzar las palas) para ralentizar la velocidad del buje del rotor a ralentí. El generador se puede desconectar antes de variar el paso, al mismo tiempo que se comienza la variación de paso o más tarde en la secuencia de variación de paso. Una vez que el rotor está al ralentí, el sistema de seguridad puede usar un freno para detener el rotor.
La Figura 5 es un método para usar el sistema de seguridad para verificar si el sistema de control determinó con precisión el estado actual del aerogenerador, según las realizaciones descritas en la presente memoria. Específicamente, la Figura 5 muestra una explicación más detallada del bloque 415 del método 400. En el bloque 500, se puede usar un procesador en el sistema de control por el detector de estado para determinar el estado actual de la turbina. En una realización, el detector de estado puede usar un algoritmo iterativo que realiza una pluralidad de pasos o cálculos secuenciales para identificar el estado actual en base a los datos de sensores medidos. Por ejemplo, el detector de estado puede usar un algoritmo de búsqueda geométrica como se ha descrito anteriormente para identificar la ubicación del estado actual en el espacio multidimensional. Con este tipo de algoritmo, el detector de estado divide el espacio en diferentes regiones y determina si la ubicación está en una región particular. Si es así, la región se divide aún más en subregiones que luego se evalúan, y así sucesivamente.
No obstante, debido a que los procesadores en el sistema de control pueden no estar certificados para su uso en un sistema de seguridad, los procesadores pueden proporcionar un resultado erróneo que afecte a la solución calculada por el detector de estado. A diferencia de los procesadores de seguridad que se pueden diseñar con núcleos de procesamiento redundantes para detectar y apagar el aerogenerador si uno de los núcleos funciona mal, los procesadores en el sistema de control pueden no estar diseñados para detectar errores internos. Por consiguiente, los cálculos realizados por los procesadores pueden proporcionar una solución errónea sin ninguna indicación de que el estado actual es impreciso. De este modo, el sistema de control puede indicar que el estado actual del aerogenerador está dentro de la envolvente - es decir, se está comportando normalmente - cuando de hecho el estado puede estar fuera de la envolvente. Un aerogenerador que se basa únicamente en el sistema de control para determinar si el aerogenerador está operando dentro de la envolvente no puede garantizar que el aerogenerador siempre se pueda conmutar al estado seguro y apagarse.
Para dar cuenta de las limitaciones del sistema de control, en el bloque 505, el sistema de seguridad puede verificar la solución proporcionada por el sistema de control. Es decir, el confirmador de estado 270 del controlador de seguridad 255 en la Figura 2 puede realizar un cálculo para asegurar que el estado actual proporcionado por el sistema de control es, de hecho, la solución correcta en base a los datos de sensores actuales. La verificación de que una solución o estado es preciso puede ser una tarea mucho menos intensiva de cálculo que identificar la solución. Por ejemplo, si se usa un algoritmo de búsqueda iterativo, el confirmador de estado solamente necesita verificar que la última iteración identifica correctamente el estado actual. Por consiguiente, el sistema de seguridad puede tener menos procesadores de seguridad en comparación con el número de procesadores en el sistema de control y aún realizar la verificación de una manera oportuna.
La dependencia del sistema de seguridad para verificar el cálculo también puede asegurar que el aerogenerador sea capaz de apagarse si el sistema de control funciona mal. Por ejemplo, si un procesador (u otro componente) en el sistema de control funciona mal y calcula un estado erróneo, el confirmador de estado en el sistema de seguridad capta el estado erróneo. Debido a que el estado es erróneo, el confirmador de estado no puede garantizar que el estado actual de la turbina esté dentro de la envolvente y el controlador de seguridad puede conmutar el aerogenerador al estado seguro y apagar la turbina como se muestra por el bloque 510 - es decir, pasar al bloque 425 de la Figura 4. Alternativamente, en lugar de apagar la turbina, el sistema de seguridad puede comenzar a calcular el estado actual del aerogenerador. Esto puede llevar más tiempo que si el sistema de control realizase el cálculo (suponiendo que el sistema de control tenga más potencia de cálculo) pero aún puede ser aceptable para algunas situaciones. Por ejemplo, el sistema de seguridad puede emitir una solución cada dos minutos en lugar de cada cinco segundos. Para explicar este aumento de retardo, los límites de la envolvente operativa se pueden contraer para reducir la posibilidad de que el estado del aerogenerador entre en una región del espacio multidimensional en la que la turbina no se puede apagar antes de que ocurra un fallo.
En una realización, el sistema de control puede calcular correctamente el estado actual, pero un procesador de seguridad puede funcionar mal haciendo que el confirmador de estado produzca resultados erróneos. No obstante, debido a que el procesador de seguridad puede incluir un mecanismo de comprobación interna, el procesador de seguridad identificará el mal funcionamiento y procederá a conmutar la turbina al estado seguro. Por consiguiente, independientemente de un mal funcionamiento en un componente en el sistema de control o un componente en el sistema de seguridad, el controlador de seguridad se configura para detectar este mal funcionamiento y conmutar el modo de operación al estado seguro. En el bloque 510, si el confirmador de estado determina que la solución o el estado derivado por el sistema de control es preciso, el método pasa al bloque 420 de la Figura 4 para determinar si el estado actual está dentro de la envolvente operativa.
Aunque las realizaciones anteriores permiten que el sistema de seguridad use menos procesadores de seguridad y aún determinan con precisión si el estado actual de la turbina está dentro de la envolvente operativa, la presente descripción también puede ayudar a reducir el número de otros componentes en el sistema de seguridad, tales como memoria, tarjetas de red, dispositivos de red y similares que se pueden añadir de otro modo si se encargó al sistema de seguridad identificar el estado actual del aerogenerador.
En lo precedente, se hace referencia a las realizaciones presentadas en esta descripción. No obstante, el alcance de la presente descripción no se limita a las realizaciones descritas específicas. En su lugar, cualquier combinación de las características y elementos descritos, si se relacionan o no con diferentes realizaciones, se contempla que implementen y pongan en práctica las realizaciones contempladas. Además, aunque las realizaciones descritas en la presente memoria pueden lograr ventajas sobre otras soluciones posibles o sobre la técnica anterior, si se logra o no una ventaja particular por una realización dada no es limitante del alcance de la presente descripción. De este modo, los aspectos, características, realizaciones y ventajas precedentes son meramente ilustrativos y no se consideran elementos o limitaciones de las reivindicaciones adjuntas, excepto cuando se exprese explícitamente en una reivindicación o reivindicaciones. Del mismo modo, una referencia a “la invención” no se interpretará como una generalización de cualquier materia inventiva descrita en la presente memoria y no se considerará que sea un elemento o limitación de las reivindicaciones adjuntas, excepto cuando se exprese explícitamente en una reivindicación o reivindicaciones.
Como se apreciará un experto en la técnica, las realizaciones descritas en la presente memoria se pueden incorporar como un sistema, método o producto de programa de ordenador. Por consiguiente, los aspectos pueden tomar la forma de una realización completamente de hardware, una realización completamente de software (incluyendo microprograma, software residente, microcódigo, etc.) o una realización que combina aspectos de software y hardware a los que se puede hacer referencia de manera general en la presente memoria como un “circuito”, “módulo” o “sistema”. Además, los aspectos pueden tomar la forma de un producto de programa de ordenador incorporado en uno o más medios legibles por ordenador que tienen un código de programa legible por ordenador incorporado en los mismos.
Se puede utilizar cualquier combinación de uno o más medios legibles por ordenador. El medio legible por ordenador puede ser un medio de señal legible por ordenador o un medio de almacenamiento legible por ordenador. Un medio de almacenamiento legible por ordenador puede ser, por ejemplo, pero no se limita a, un sistema, aparato o dispositivo electrónico, magnético, óptico, electromagnético, de infrarrojos o semiconductor, o cualquier combinación adecuada de los precedentes. Ejemplos más específicos (una lista no exhaustiva) del medio de almacenamiento legible por ordenador incluirían los siguientes: una conexión eléctrica que tenga uno o más cables, un disquete de ordenador portátil, un disco duro, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de sólo lectura (ROM), una memoria de sólo lectura programable y borrable (EPROM o memoria Rápida), una fibra óptica, una memoria de sólo lectura de disco compacto portátil (CD-ROM), un dispositivo de almacenamiento óptico, un dispositivo de almacenamiento magnético o cualquier combinación adecuada de los precedentes. En el contexto de este documento, un medio de almacenamiento legible por ordenador puede ser cualquier medio tangible que pueda contener o almacenar un programa para su uso por o en conexión con un sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones.
Un medio de señal legible por ordenador puede incluir una señal de datos propagada con un código de programa legible por ordenador incorporado en el mismo, por ejemplo, en banda base o como parte de una onda portadora. Tal señal propagada puede tomar cualquiera de una variedad de formas, incluyendo, pero no limitadas a, electromagnética, óptica o cualquier combinación adecuada de las mismas. Un medio de señal legible por ordenador puede ser cualquier medio legible por ordenador que no sea un medio de almacenamiento legible por ordenador y que pueda comunicar, propagar o transportar un programa para su uso por o en conexión con un sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones.
El código de programa incorporado en un medio legible por ordenador se puede transmitir usando cualquier medio apropiado, incluyendo, pero no limitado a, inalámbrico, cable, cable de fibra óptica, RF, etc., o cualquier combinación adecuada de los precedentes.
El código de programa informático para llevar a cabo operaciones para aspectos de la presente descripción se puede escribir en cualquier combinación de uno o más lenguajes de programación, incluyendo un lenguaje de programación orientado a objetos tal como Java, Smalltalk, C++ o similares y lenguajes de programación de
procedimientos convencionales, tales como el lenguaje de programación “C” o lenguajes de programación similares. El código del programa se puede ejecutar totalmente en el ordenador del usuario, parcialmente en el ordenador del usuario, como un paquete de software autónomo, parcialmente en el ordenador del usuario y parcialmente en un ordenador remoto o totalmente en el ordenador o servidor remoto. En este último escenario, el ordenador remoto se puede conectar al ordenador del usuario a través de cualquier tipo de red, incluyendo una red de área local (LAN) o una red de área amplia (WAN), o la conexión se puede hacer a un ordenador externo (por ejemplo, a través de Internet usando un Proveedor de Servicios de Internet).
Los aspectos de la presente descripción se describen a continuación con referencia a ilustraciones de diagramas de flujo y/o diagramas de bloques de métodos, aparatos (sistemas) y productos de programas de ordenador según las realizaciones presentadas en esta descripción. Se entenderá que cada bloque de las ilustraciones del diagrama de flujo y/o los diagramas de bloques, y las combinaciones de bloques en las ilustraciones del diagrama de flujo y/o los diagramas de bloques, se pueden implementar mediante instrucciones de programas de ordenador. Estas instrucciones de programa de ordenador se pueden proporcionar a un procesador de un ordenador de propósito general, ordenador de propósito especial u otro aparato de procesamiento de datos programable para producir una máquina, de manera que las instrucciones, que se ejecutan a través del procesador del ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable, crear medios para implementar las funciones/actos especificados en el bloque o bloques del diagrama de flujo y/o del diagrama de bloques.
Estas instrucciones de programa de ordenador también se pueden almacenar en un medio legible por ordenador que puede dirigir a que un ordenador, otro aparato de procesamiento de datos programable u otros dispositivos funcionen de una manera particular, de manera que las instrucciones almacenadas en el medio legible por ordenador produzcan un artículo de fabricación que incluya instrucciones que implementen la función/acto especificado en el bloque o bloques del diagrama de flujo y/o del diagrama de bloques.
Las instrucciones de programa de ordenador también se pueden cargar en un ordenador, otro aparato de procesamiento de datos programable u otros dispositivos para hacer que una serie de pasos operativos se realicen en el ordenador, otros aparatos programables u otros dispositivos para producir un proceso implementado por ordenador de manera que las instrucciones que se ejecutan en el ordenador u otro aparato programable proporcionen procesos para implementar las funciones/actos especificados en el bloque o bloques del diagrama de flujo y/o del diagrama de bloques.
El diagrama de flujo y los diagramas de bloques en las Figuras ilustran la arquitectura, funcionalidad y operación de posibles implementaciones de sistemas, métodos y productos de programa de ordenador según diversas realizaciones. A este respecto, cada bloque en el diagrama de flujo o diagramas de bloques puede representar un módulo, segmento o parte de código, que comprende una o más instrucciones ejecutables para implementar la función o las funciones lógicas especificadas. También se debería señalar que, en algunas implementaciones alternativas, las funciones señaladas en el bloque pueden ocurrir fuera del orden señalado en las figuras. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesión se pueden, de hecho, ejecutar de manera sustancialmente concurrente, o los bloques algunas veces se pueden ejecutar en sentido inverso, dependiendo de la funcionalidad implicada. También se señalará que cada bloque de los diagramas de bloques y/o la ilustración de diagrama de flujo, y combinaciones de bloques en la ilustración de los diagramas de bloques y/o del diagrama de flujo, se pueden implementar mediante sistemas basados en hardware de propósito especial que realizan las funciones o actos especificados, o combinaciones de hardware de propósito especial e instrucciones de ordenador.
En vista de lo precedente, el alcance de la presente descripción se determina por las reivindicaciones que siguen.
Claims (14)
1. Un sistema para controlar un aerogenerador, el sistema comprendiendo:
un sistema informático acoplado comunicativamente al aerogenerador, el sistema informático se configura para: obtener datos de sensores (240, 410) que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador, y
determinar, en base a los datos de sensores obtenidos y usando un procesador (210, 500) no certificado para su uso en un sistema de seguridad, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional, en el que cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros; y
un sistema de seguridad que comprende un procesador de seguridad (260, 505) certificado para su uso en el sistema de seguridad, y configurado para:
verificar, usando el procesador de seguridad, que el estado identificado por el sistema informático satisface un umbral de precisión, y
tras verificar el estado, determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida para determinar la operación segura del aerogenerador, la envolvente operativa que encapsula una región del espacio multidimensional.
2. El sistema de la reivindicación 1, en donde, tras determinar que el estado está fuera de la envolvente operativa, el sistema de seguridad se configura para conmutar un modo de operación del aerogenerador a un estado seguro que apaga el aerogenerador.
3. El sistema de la reivindicación 1, en donde, tras determinar que el estado no está dentro del umbral de precisión, el estado de seguridad se configura para conmutar un modo de operación del aerogenerador a un estado seguro que apaga el aerogenerador.
4. El sistema de cualquier reivindicación precedente, en donde la envolvente operativa define la región en el espacio multidimensional en el que se considera que el aerogenerador se está comportando correctamente.
5. El sistema de cualquier reivindicación precedente, en donde el sistema informático usa un algoritmo de búsqueda para determinar el estado del aerogenerador dentro del espacio multidimensional y el sistema de seguridad se configura para verificar una solución proporcionada por el algoritmo de búsqueda.
6. Un método para controlar un aerogenerador, el método comprendiendo:
obtener datos de sensores (240,410) que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador;
determinar, en base a los datos de sensores obtenidos y usando un procesador (210, 500) no certificado para su uso en un sistema de seguridad, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional usando un sistema informático configurado para controlar uno o más componentes en el aerogenerador, en donde cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros;
verificar, usando un procesador de seguridad (260, 505) certificado para su uso en un sistema de seguridad, que el estado identificado por el sistema informático satisface un umbral de precisión usando un sistema de seguridad; y
tras verificar el estado, determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida para determinar la operación segura del aerogenerador, la envolvente operativa encapsulando una región del espacio multidimensional.
7. El método de la reivindicación 6, que además comprende, tras determinar que el estado está fuera de la envolvente operativa, conmutar un modo de operación del aerogenerador a un estado seguro que apaga el aerogenerador.
8. El método de la reivindicación 6, que comprende además, tras determinar que el estado no satisface el umbral de precisión, conmutar unl modo de operación del aerogenerador a un estado seguro que apaga el aerogenerador.
9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde la envolvente operativa define la región en el espacio multidimensional en el que se considera que el aerogenerador se está comportando correctamente.
10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde el sistema informático usa un algoritmo de búsqueda para determinar el estado del aerogenerador dentro del espacio multidimensional y el sistema de seguridad se configura para verificar una solución proporcionada por el algoritmo de búsqueda.
11. Un aerogenerador, que comprende:
un sistema informático para controlar uno o más componentes en el aerogenerador, el sistema informático se configura para:
obtener datos de sensores (240, 410) que comprenden valores medidos de una pluralidad de parámetros asociados con el aerogenerador, y
determinar, en base a los datos de sensores obtenidos y usando un procesador (210, 500) no certificado para su uso en un sistema de seguridad, un estado del aerogenerador dentro de un espacio multidimensional, en el que cada eje en el espacio multidimensional corresponde a uno respectivo de la pluralidad de parámetros; y
un sistema de seguridad que comprende un procesador de seguridad certificado para su uso en el sistema de seguridad, y configurado para:
verificar, usando el procesador de seguridad (260, 505), que el estado identificado por el sistema informático satisface un umbral de precisión, y
tras verificar el estado, determinar si el estado está dentro de una envolvente operativa predefinida para determinar la operación segura del aerogenerador, la envolvente operativa que encapsula una región del espacio multidimensional.
12. El aerogenerador de la reivindicación 11, en donde, tras determinar que el estado está fuera de la envolvente operativa, el sistema de seguridad se configura para conmutar un modo de operación del aerogenerador a un estado seguro que apaga el aerogenerador.
13. El aerogenerador de la reivindicación 11, en donde, tras determinar que el estado no está dentro del umbral de precisión, el estado de seguridad se configura para conmutar un modo de operación del aerogenerador a un estado seguro que apaga el aerogenerador.
14. El aerogenerador de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde la envolvente operativa define la región en el espacio multidimensional en el que se considera que el aerogenerador se comporta correctamente.
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