ES2794924T3 - Power generation and distribution system for a wind turbine - Google Patents

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ES2794924T3 ES13001710T ES13001710T ES2794924T3 ES 2794924 T3 ES2794924 T3 ES 2794924T3 ES 13001710 T ES13001710 T ES 13001710T ES 13001710 T ES13001710 T ES 13001710T ES 2794924 T3 ES2794924 T3 ES 2794924T3
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Abasolo Patxi Mendizabal
Andre Roche
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Abstract

Método de distribución de energía de un aerogenerador, que comprende: proporcionar un circuito de energía principal, comprendiendo el circuito principal un generador (102), un transformador (106) de energía principal y un primer interruptor (108) de corriente; proporcionar un circuito auxiliar, comprendiendo el circuito auxiliar un segundo interruptor (122) de corriente, un transformador (126) auxiliar y al menos un componente (128) auxiliar, de manera que el transformador auxiliar sea la única fuente de energía para el componente (128) auxiliar; acoplar el circuito de energía principal y el circuito auxiliar a una unión (112); y acoplar la unión a la red (20) eléctrica; proporcionar, cuando el transformador de energía principal está acoplado a la red eléctrica a través del primer interruptor de corriente, energía eléctrica desde el generador a la red eléctrica y al por lo menos un componente auxiliar, y en el que el método comprende además las etapas de: aislar el transformador de energía principal desde la red eléctrica mediante el desacoplamiento del primer interruptor de corriente para operaciones de mantenimiento, y retroalimentar, cuando el transformador de energía principal se aísla de la red eléctrica mediante el desacoplamiento del primer interruptor (108) de corriente, energía eléctrica desde la red eléctrica al transformador auxiliar y al por lo menos un componente auxiliar a través del segundo interruptor (122) de corriente.A wind turbine power distribution method, comprising: providing a main power circuit, the main circuit comprising a generator (102), a main power transformer (106) and a first current switch (108); providing an auxiliary circuit, the auxiliary circuit comprising a second current switch (122), an auxiliary transformer (126) and at least one auxiliary component (128), such that the auxiliary transformer is the only source of power for the component ( 128) auxiliary; coupling the main power circuit and the auxiliary circuit to a junction (112); and coupling the connection to the electrical network (20); providing, when the main power transformer is coupled to the electrical network through the first current switch, electrical energy from the generator to the electrical network and to the at least one auxiliary component, and wherein the method further comprises the steps of: isolating the main power transformer from the electrical network by decoupling the first current switch for maintenance operations, and providing feedback, when the main power transformer is isolated from the electrical network by decoupling the first switch (108) from current, electrical energy from the electrical network to the auxiliary transformer and to the at least one auxiliary component through the second current switch (122).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sistema de generación y de distribución de energía para un aerogenerador Power generation and distribution system for a wind turbine

AntecedentesBackground

En los últimos años, los aerogeneradores han ganado popularidad como un medio de generación de energía eléctrica. Los aerogeneradores ofrecen las ventajas de una generación de energía relativamente poco costosa a partir de una fuente de energía renovable, además de un bajo impacto sobre el medio ambiente circundante.In recent years, wind turbines have gained popularity as a means of generating electrical power. Wind turbines offer the advantages of relatively inexpensive power generation from a renewable energy source, as well as a low impact on the surrounding environment.

El sistema eléctrico de un aerogenerador incluye típicamente varios sistemas de energía. El sistema de energía principal incluye los circuitos y los componentes que conectan el generador del aerogenerador a la red eléctrica, mientras que el sistema de energía auxiliar (conocido también como el sistema de distribución de baja tensión) proporciona energía a los componentes auxiliares, tales como luces, sistemas de seguridad, controles electrónicos, controles de temperatura, motores, etcétera. Típicamente, el sistema de energía auxiliar es alimentado por un transformador auxiliar que se conecta entre el convertidor de energía y el transformador de energía principal. En los sistemas que utilizan un generador de inducción de doble alimentación (DFIG) y un convertidor de excitación, el sistema de energía auxiliar está alimentado típicamente por un transformador auxiliar conectado entre la unión del DFIG y el convertidor de excitación, y el transformador de energía principal.The electrical system of a wind turbine typically includes several power systems. The main power system includes the circuits and components that connect the wind turbine generator to the electrical grid, while the auxiliary power system (also known as the low-voltage distribution system) provides power to auxiliary components such as lights, security systems, electronic controls, temperature controls, motors, etcetera. Typically, the auxiliary power system is powered by an auxiliary transformer that is connected between the power converter and the main power transformer. In systems using a dual-feed induction generator (DFIG) and excitation converter, the auxiliary power system is typically powered by an auxiliary transformer connected between the junction of the DFIG and the excitation converter, and the power transformer. principal.

Cuando el aerogenerador está generando energía, el sistema de energía auxiliar es alimentado por la electricidad generada por el aerogenerador. A la inversa, cuando el aerogenerador no está generando energía, todavía se requiere energía auxiliar para supervisar el sistema eléctrico, así como para alimentar los componentes auxiliares. En dichas situaciones, la energía se proporciona al sistema auxiliar retroalimentando electricidad desde la red eléctrica. When the wind turbine is generating power, the auxiliary power system is powered by the electricity generated by the wind turbine. Conversely, when the wind turbine is not generating power, auxiliary power is still required to monitor the electrical system, as well as to power the auxiliary components. In such situations, power is provided to the backup system by feeding back electricity from the utility grid.

Cuando el personal de mantenimiento debe realizar un trabajo en el aerogenerador, el generador se detiene y el transformador de energía principal se desconecta de la red eléctrica. Esto interrumpe el suministro de energía al sistema de generación de energía entre el generador del aerogenerador y la red eléctrica, eliminando de esta manera el riesgo de descargas eléctricas desde cables, conjuntos o componentes energizados en la góndola. Sin embargo, como resultado, no queda energía disponible para alimentar los sistemas auxiliares del aerogenerador. Por lo tanto, se desea una solución para alimentar los sistemas auxiliares de un aerogenerador mientras el transformador principal está desconectado de la red eléctrica. When maintenance personnel must perform work on the wind turbine, the generator stops and the main power transformer is disconnected from the electrical grid. This interrupts the power supply to the power generation system between the wind turbine generator and the electrical grid, thus eliminating the risk of electric shock from energized cables, assemblies or components in the nacelle. However, as a result, there is no energy available to power the auxiliary systems of the wind turbine. Therefore, a solution is desired to power the auxiliary systems of a wind turbine while the main transformer is disconnected from the electrical network.

Un ejemplo de una planta eólica que tiene aerogeneradores que tienen un sistema de distribución de energía auxiliar que puede conectarse a una red local se divulga en el documento EP2236821 A1.An example of a wind power plant having wind turbines having an auxiliary power distribution system that can be connected to a local grid is disclosed in EP2236821 A1.

SumarioSummary

Según al menos una realización ejemplar puede divulgarse un sistema de distribución de energía para un aerogenerador. El aerogenerador puede incluir una base y una góndola, y puede acoplarse a una red eléctrica. El sistema puede incluir un circuito de energía principal, incluyendo el circuito de energía principal un generador, un transformador de energía principal, y un primer interruptor de corriente. El sistema puede incluir además un circuito auxiliar, incluyendo el circuito auxiliar un segundo interruptor de corriente, un transformador auxiliar y al menos un componente auxiliar, y una unión acoplada al circuito principal, al circuito auxiliar y a la red eléctrica. According to at least one exemplary embodiment, a power distribution system for a wind turbine may be disclosed. The wind turbine can include a base and a nacelle, and can be coupled to an electrical network. The system may include a main power circuit, the main power circuit including a generator, a main power transformer, and a first current switch. The system may further include an auxiliary circuit, the auxiliary circuit including a second current switch, an auxiliary transformer and at least one auxiliary component, and a junction coupled to the main circuit, the auxiliary circuit and the electrical network.

Según otra realización ejemplar, puede divulgarse un método para la distribución de la energía del aerogenerador. El método puede incluir proporcionar un circuito de energía principal, incluyendo el circuito de energía principal un generador, un transformador principal y un primer interruptor de corriente. El método puede incluir además proporcionar un circuito auxiliar, comprendiendo el circuito auxiliar un segundo interruptor de corriente, un transformador auxiliar, y al menos un componente auxiliar, que acoplan el circuito principal y el circuito auxiliar en una unión, y acoplar la unión a la red eléctrica. El método puede incluir además aislar el circuito principal desde la red eléctrica y proporcionar energía al circuito auxiliar desde la red eléctrica.According to another exemplary embodiment, a method for distributing the energy of the wind turbine may be disclosed. The method may include providing a main power circuit, the main power circuit including a generator, a main transformer, and a first current switch. The method may further include providing an auxiliary circuit, the auxiliary circuit comprising a second current switch, an auxiliary transformer, and at least one auxiliary component, which couples the main circuit and the auxiliary circuit at a junction, and coupling the junction to the junction. power grid. The method may further include isolating the main circuit from the electrical network and providing power to the auxiliary circuit from the electrical network.

Breve descripción de las figurasBrief description of the figures

La Fig. 1 muestra un sistema de distribución de energía ejemplar de la técnica anterior.Fig. 1 shows an exemplary power distribution system of the prior art.

La Fig. 2 muestra una realización ejemplar de un sistema de distribución de energía para un aerogenerador.Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a power distribution system for a wind turbine.

La Fig. 3 muestra un sistema de distribución de energía ejemplar de la técnica anterior que incluye un generador de inducción de doble alimentación.Fig. 3 shows an exemplary prior art power distribution system that includes a dual feed induction generator.

La Fig. 4 muestra una realización ejemplar de un sistema de distribución de energía para un aerogenerador que incluye un generador de inducción de doble alimentación.Fig. 4 shows an exemplary embodiment of a power distribution system for a wind turbine that includes a dual-feed induction generator.

Descripción detalladaDetailed description

Los aspectos de la invención se divulgan en la siguiente descripción y en los dibujos relacionados dirigidos a realizaciones específicas de la invención. Pueden concebirse realizaciones alternativas sin apartarse del espíritu o del alcance de la invención. Además, los elementos bien conocidos de realizaciones ejemplares de la invención no se describirán en detalle o se omitirán con el fin de no oscurecer los detalles relevantes de la invención. Además, para facilitar una comprensión de la descripción, se proporciona una descripción de varios términos usados en el presente documento.Aspects of the invention are disclosed in the following description and related drawings directed to specific embodiments of the invention. Alternative embodiments are conceivable without departing from the spirit or scope of the invention. Furthermore, well-known elements of exemplary embodiments of the invention will not be described in detail or will be omitted in order not to obscure the relevant details of the invention. In addition, to facilitate an understanding of the description, a description of various terms used herein is provided.

Tal como se usa en este documento, la palabra "ejemplar" significa "que sirve como ejemplo, caso o ilustración". Las realizaciones descritas en este documento no son limitativas, sino solamente ejemplares. Debería entenderse que la realización descrita no debe interpretarse necesariamente como preferida o ventajosa con relación a otras realizaciones. Además, las expresiones "realizaciones de la invención", "realizaciones" o "invención" no requieren que todas las realizaciones de la invención incluyan la característica, la ventaja o el modo operativo descritos.As used herein, the word "exemplary" means "serving as an example, case, or illustration." The embodiments described in this document are not limiting, but only exemplary. It should be understood that the described embodiment should not necessarily be construed as being preferred or advantageous relative to other embodiments. Furthermore, the terms "embodiments of the invention", "embodiments" or "invention" do not require that all embodiments of the invention include the described feature, advantage or mode of operation.

Según una realización ejemplar, tal como se muestra en la Fig. 2, puede divulgarse un sistema 100 de generación y de distribución de energía para un aerogenerador. El sistema 100 puede incluir un generador 102, que puede acoplarse operativamente al conjunto 14 de palas y eje de un aerogenerador 10. Si el generador 102 es un generador de corriente alterna (CA) asíncrono, entonces el generador 102 puede acoplarse además eléctricamente a un convertidor 104 de potencia, que puede ser un convertidor de potencia de cuatro cuadrantes, o cualquier otro dispositivo de conversión de CA asíncrona a CA síncrona conocido que permita que el sistema 100 funcione tal como se describe en el presente documento. El convertidor 104 puede acoplarse a su vez a un transformador 106 de energía principal. El transformador 106 puede ser además un transformador "de tipo húmedo" o "relleno de aceite", o cualquier otro tipo de transformador conocido que permita que el sistema 100 funcione tal como se describe en el presente documento.According to an exemplary embodiment, as shown in Fig. 2, a power generation and distribution system 100 for a wind turbine may be disclosed. The system 100 may include a generator 102, which may be operatively coupled to the blade and shaft assembly 14 of a wind turbine 10. If the generator 102 is an asynchronous alternating current (AC) generator, then the generator 102 may further be electrically coupled to a power converter 104, which may be a four-quadrant power converter, or any other known asynchronous AC to synchronous AC conversion device that allows system 100 to operate as described herein. The converter 104 may in turn be coupled to a main power transformer 106. Transformer 106 may further be a "wet type" or "oil filled" transformer, or any other type of known transformer that allows system 100 to function as described herein.

El transformador 106 puede conectarse a la red 20 eléctrica a través de un primer interruptor 108 de corriente. El primer interruptor 108 de corriente puede funcionar como el disyuntor principal del aerogenerador 10. El primer interruptor 108 de corriente puede incorporar además elementos de protección de relé multifuncionales en el mismo, tales como, por ejemplo, relés de sobrecorriente, relés de sobrecorriente temporizados, relés de sobrecorriente a tierra, disyuntores y cualquier otro elemento de protección deseado Los componentes 102, 104, 106 y 108 pueden constituir un circuito 110 de energía principal del aerogenerador 10.The transformer 106 can be connected to the electrical network 20 through a first current switch 108. The first current switch 108 may function as the main circuit breaker of the wind turbine 10. The first current switch 108 may further incorporate multifunctional relay protection elements therein, such as, for example, overcurrent relays, time-delayed overcurrent relays, ground overcurrent relays, circuit breakers, and any other desired protection element Components 102, 104, 106, and 108 may constitute a main power circuit 110 of the wind turbine 10.

Dispuesta entre el primer interruptor 108 de corriente y la conexión a la red 20 eléctrica puede haber una unión 112. La unión 112 puede acoplarse eléctricamente tanto al circuito 110 de energía principal como a un circuito 120 auxiliar.Disposed between the first power switch 108 and the connection to the electrical network 20 may be a junction 112. Junction 112 may be electrically coupled to both the main power circuit 110 and an auxiliary circuit 120.

El circuito 120 auxiliar puede incluir un segundo interruptor 122 de corriente, un elemento 124 de protección, un transformador 126 auxiliar y componentes 128 auxiliares. El segundo interruptor 122 de corriente puede ser cualquier tipo de interruptor conocido en la técnica que permita que el sistema 100 funcione tal como se describe en este documento. El elemento 124 de protección puede disponerse, y acoplarse a cada uno de, entre el segundo interruptor 122 de corriente y el transformador 126 auxiliar. El elemento 124 de protección puede ser, por ejemplo, un elemento de protección con fusible. En algunas realizaciones ejemplares, el segundo interruptor 122 de corriente y el elemento 124 de protección pueden combinarse, por ejemplo, como un interruptor con fusible, un disyuntor o similar.Auxiliary circuit 120 may include a second current switch 122, protection element 124, auxiliary transformer 126, and auxiliary components 128. The second current switch 122 can be any type of switch known in the art that allows the system 100 to function as described herein. The protection element 124 may be disposed of, and coupled to each of, between the second current switch 122 and the auxiliary transformer 126. The protection element 124 may be, for example, a fused protection element. In some exemplary embodiments, the second current switch 122 and the protection element 124 may be combined, for example, as a fused switch, a circuit breaker, or the like.

El transformador 126 auxiliar puede ser cualquier tipo de transformador deseado conocido en la técnica, puede tener una potencia nominal que es adecuada para alimentar los componentes 128 auxiliares del aerogenerador 10, y puede contemplarse y proporcionarse cualquier capacidad de tensión y de potencia deseada para el transformador 126 auxiliar. El transformador 126 auxiliar puede acoplarse además a componentes 128 auxiliares del aerogenerador 10.The auxiliary transformer 126 can be any type of desired transformer known in the art, it can have a power rating that is adequate to power the auxiliary components 128 of the wind turbine 10, and any desired voltage and power capacity can be contemplated and provided for the transformer. 126 auxiliary. Auxiliary transformer 126 may further be coupled to auxiliary components 128 of wind turbine 10.

Cuando el aerogenerador 10 está en funcionamiento normal, el circuito 110 principal puede energizarse y conectarse a la red 20 eléctrica mediante un primer elemento 108 de interrupción de corriente, y la energía eléctrica puede proporcionarse desde el generador 102 a la red 20 eléctrica. Además, en el funcionamiento normal, el circuito 120 auxiliar puede energizarse y conectarse a la unión 112 mediante un segundo elemento 122 de interrupción de comente. De esta manera, la energía eléctrica puede proporcionarse desde el generador 102 a los componentes 120 auxiliares, siendo convertida la potencia eléctrica desde el transformador 106 de energía principal a la tensión apropiada por el transformador 126 auxiliar.When the wind turbine 10 is in normal operation, the main circuit 110 can be energized and connected to the power grid 20 by a first current interrupt element 108, and electrical power can be provided from the generator 102 to the power grid 20. Additionally, in normal operation, auxiliary circuit 120 may be energized and connected to junction 112 via a second current interrupt element 122. In this manner, electrical power can be provided from generator 102 to auxiliary components 120, with electrical power being converted from main power transformer 106 to the appropriate voltage by auxiliary transformer 126.

Durante las operaciones de mantenimiento, el generador 102 puede apagarse, y el circuito 110 principal puede aislarse de la red 20 eléctrica. Esto puede desenergizar el cableado, los conjuntos y los componentes del circuito 110 principal, reduciendo de esta manera el riesgo de electrocución durante las operaciones de mantenimiento. Sin embargo, cuando el circuito 110 principal está aislado, el circuito 120 auxiliar puede permanecer conectado a la red 20 eléctrica por medio de unión 112 y el segundo elemento 122 de interrupción de corriente. La energía puede retroalimentarse de esta manera desde la red 20 al transformador 126 auxiliar, y a los componentes 128 auxiliares del aerogenerador 10. Esto puede facilitar el mantenimiento de los sistemas auxiliares, tales como luces, sistemas de seguridad, controles electrónicos, controles de temperatura, motores, etcétera, energizados, ayudando de esta manera al personal durante las operaciones de mantenimiento. During maintenance operations, the generator 102 can be turned off, and the main circuit 110 can be isolated from the electrical network 20. This can de-energize the wiring, assemblies, and components of the main circuit 110, thereby reducing the risk of electrocution during maintenance operations. However, when the main circuit 110 is isolated, the auxiliary circuit 120 can remain connected to the electrical network 20 by means of junction 112 and the second current interrupting element 122. Power can be fed back in this way from the grid 20 to the auxiliary transformer 126, and to the auxiliary components 128 of the wind turbine 10. This can facilitate maintenance of auxiliary systems, such as lights, security systems, electronic controls, temperature controls, energized motors, etc., thus assisting personnel during maintenance operations.

Además, el sistema 100 de distribución de energía divulgado en el presente documento puede permitir corrientes de irrupción más bajas cuando se energizan los sistemas auxiliares del aerogenerador desde un generador de reserva, ya que la corriente de irrupción al transformador 126 auxiliar puede ser menor que la corriente de irrupción al transformador 106 principal.In addition, the power distribution system 100 disclosed herein may allow lower inrush currents when powering the wind turbine auxiliary systems from a standby generator, since the inrush current to the auxiliary transformer 126 may be less than the inrush current to main transformer 106.

Según una realización ejemplar, tal como se muestra en la Fig. 4, puede divulgarse un sistema 200 de distribución de energía para un aerogenerador. El sistema 200 puede incluir un generador 202 de inducción de doble alimentación que puede acoplarse operativamente al conjunto 14 de palas y eje de un aerogenerador 10. El DFiG 202 puede acoplarse eléctricamente además a un convertidor 204 de excitación, que puede ser cualquier convertidor de excitación conocido que permita que el sistema 200 funcione tal como se describe en el presente documento. El DFIG 202 y el convertidor 204 pueden acoplarse a su vez a un transformador 206 de energía principal a través de la unión 205. El transformador 206 puede ser además un transformador "de tipo húmedo" o "relleno de aceite", o cualquier otro tipo de transformador conocido que permita que el sistema 200 funcione tal como se ha descrito en el presente documento.According to an exemplary embodiment, as shown in Fig. 4, a power distribution system 200 for a wind turbine may be disclosed. The system 200 may include a dual-feed induction generator 202 that may be operatively coupled to the blade and shaft assembly 14 of a wind turbine 10. The DF i G 202 may further electrically couple to an excitation converter 204, which may be any converter. known drive system that allows system 200 to function as described herein. The DFIG 202 and converter 204 may in turn be coupled to a main power transformer 206 through junction 205. Transformer 206 may further be a "wet type" or "oil filled" transformer, or any other type. of known transformer that allows the system 200 to function as described herein.

El transformador 206 puede conectarse a la red 20 eléctrica a través de un primer interruptor 208 de corriente. El primer interruptor 208 de corriente puede funcionar como el disyuntor principal del aerogenerador 10. El primer interruptor 208 de corriente puede incorporar además elementos de protección de relé multifuncionales en el mismo, tales como, por ejemplo, relés de sobrecorriente, relés de sobrecorriente temporizados, relés de sobrecorrriente a tierra, disyuntores y cualquier otro elemento de protección deseado Los componentes 202, 204, 206 y 208 pueden constituir un circuito 210 principal del aerogenerador 10.The transformer 206 can be connected to the electrical network 20 through a first current switch 208. The first current switch 208 may function as the main circuit breaker of the wind turbine 10. The first current switch 208 may further incorporate multifunctional relay protection elements therein, such as, for example, overcurrent relays, time-delayed overcurrent relays, ground overcurrent relays, circuit breakers and any other desired protection element Components 202, 204, 206 and 208 can constitute a main circuit 210 of the wind turbine 10.

Dispuesto entre el primer interruptor 208 de corriente y la conexión a la red 20 eléctrica puede haber una unión 212. La unión 212 puede acoplarse eléctricamente tanto al circuito 210 de energía principal como a un circuito 220 auxiliar.Disposed between the first power switch 208 and the connection to the electrical network 20 may be a junction 212. Junction 212 may be electrically coupled to both the main power circuit 210 and an auxiliary circuit 220.

El circuito 220 auxiliar puede incluir un segundo interruptor 222 de corriente, un elemento 224 de protección, un transformador 226 auxiliar y componentes 228 auxiliares. El segundo interruptor 222 de corriente puede ser cualquier tipo de interruptor conocido en la técnica que permita que el sistema 200 funcione tal como se describe en este documento. El elemento 224 de protección puede disponerse, y acoplarse a cada uno de, entre el segundo interruptor 222 de corriente y el transformador 226 auxiliar. El elemento 224 de protección puede ser, por ejemplo, un elemento de protección con fusible. En algunas realizaciones, el segundo interruptor 222 de corriente y el elemento 224 de protección pueden combinarse, por ejemplo, como un interruptor con fusible, un disyuntor o similar.Auxiliary circuit 220 may include a second current switch 222, protection element 224, auxiliary transformer 226, and auxiliary components 228. The second current switch 222 can be any type of switch known in the art that allows the system 200 to function as described herein. The protection element 224 can be arranged, and coupled to each of, between the second current switch 222 and the auxiliary transformer 226. The protection element 224 may be, for example, a fused protection element. In some embodiments, the second current switch 222 and the protection element 224 may be combined, for example, as a fused switch, a circuit breaker, or the like.

El transformador 226 auxiliar puede ser cualquier tipo de transformador deseado conocido en la técnica, puede tener una potencia nominal que es adecuada para alimentar los componentes 228 auxiliares del aerogenerador 10, y puede contemplarse y proporcionarse cualquier capacidad de tensión y de potencia deseada para el transformador 226 auxiliar. El transformador 226 auxiliar puede acoplarse además a componentes 228 auxiliares del aerogenerador 10.The auxiliary transformer 226 can be any desired type of transformer known in the art, it can have a power rating that is adequate to power the auxiliary components 228 of the wind turbine 10, and any desired voltage and power capacity can be contemplated and provided for the transformer. 226 auxiliary. The auxiliary transformer 226 may further be coupled to auxiliary components 228 of the wind turbine 10.

Cuando el aerogenerador 10 está en funcionamiento normal, el circuito 210 de energía principal puede energizarse y conectarse a la red 20 eléctrica mediante un primer elemento 208 de interrupción de corriente, y la energía eléctrica puede proporcionarse desde el DIFG 202 a la red 20 eléctrica. Además, en el funcionamiento normal, el circuito 220 auxiliar puede energizarse y conectarse a la unión 212 mediante un segundo elemento 222 de interrupción de corriente. De esta manera, la energía eléctrica puede proporcionarse desde el DFIG 202 a los componentes 220 auxiliares, siendo convertida la energía eléctrica desde el transformador 206 de energía principal a la tensión apropiada por el transformador 226 auxiliar.When the wind turbine 10 is in normal operation, the main power circuit 210 can be energized and connected to the power grid 20 by a first current interrupt element 208, and the electric power can be provided from the DIFG 202 to the power grid 20. In addition, in normal operation, auxiliary circuit 220 may be energized and connected to junction 212 by a second circuit breaker 222. stream. In this manner, electrical power can be provided from DFIG 202 to auxiliary components 220, with electrical power being converted from main power transformer 206 to the appropriate voltage by auxiliary transformer 226.

Durante las operaciones de mantenimiento, el DFIG 202 puede apagarse, y el circuito 210 de energía principal puede aislarse de la red 20 eléctrica. Esto puede desenergizar el cableado, los conjuntos y los componentes del circuito 210 principal, reduciendo de esta manera el riesgo de electrocución durante las operaciones de mantenimiento. Sin embargo, cuando el circuito 210 principal está aislado, el circuito 220 auxiliar puede permanecer conectado a la red 20 eléctrica por medio de la unión 212 y el segundo elemento 222 de interrupción de corriente. La energía puede retroalimentarse de esta manera desde la red 20 al transformador 226 auxiliar, y a los componentes 228 auxiliares del aerogenerador 10. Esto puede facilitar el mantenimiento de los sistemas auxiliares, tales como luces, sistemas de seguridad, controles electrónicos, controles de temperatura, motores, etcétera, energizados, ayudando de esta manera al personal durante las operaciones de mantenimiento.During maintenance operations, the DFIG 202 can be turned off, and the main power circuit 210 can be isolated from the electrical network 20. This can de-energize the wiring, assemblies, and components of the main circuit 210, thereby reducing the risk of electrocution during maintenance operations. However, when the main circuit 210 is isolated, the auxiliary circuit 220 can remain connected to the electrical network 20 by means of the junction 212 and the second current interrupting element 222. Power can be fed back in this way from the grid 20 to the auxiliary transformer 226, and the auxiliary components 228 of the wind turbine 10. This can facilitate maintenance of auxiliary systems, such as lights, security systems, electronic controls, temperature controls, energized motors, etc., thus assisting personnel during maintenance operations.

Además, el sistema 200 de distribución de energía divulgado en el presente documento puede permitir corrientes de irrupción más bajas cuando se energizan los sistemas auxiliares del aerogenerador desde un generador de reserva, ya que la corriente de irrupción al transformador 226 auxiliar puede ser menor que la corriente de irrupción al transformador 206 principal.In addition, the power distribution system 200 disclosed herein may allow lower inrush currents when powering the wind turbine auxiliary systems from a standby generator, since the inrush current to the auxiliary transformer 226 may be less than the current inrush. inrush current to main transformer 206.

En algunas realizaciones ejemplares de los sistemas 100, 200 divulgados en el presente documento, ciertos componentes del sistema pueden disponerse en el interior de la góndola del aerogenerador o en la base del aerogenerador según se desee. Como un ejemplo no limitativo, en algunas realizaciones, el transformador auxiliar y cualquier otro componente deseado, puede disponerse en la base del aerogenerador. Esto puede facilitar la reducción de peso en la góndola del aerogenerador aumentando de esta manera el espacio y reduciendo la producción de calor residual en la góndola. Esto puede proporcionar una mayor seguridad, así como un mejor acceso a los componentes dispuestos en la góndola. En otras realizaciones ejemplares, los componentes del sistema pueden disponerse en la góndola del aerogenerador, o cualquier otra ubicación deseada que permita que el sistema funcione tal como se describe en el presente documento.In some exemplary embodiments of the systems 100, 200 disclosed herein, certain components of the system may be arranged within the nacelle of the wind turbine or at the base of the wind turbine as desired. As a non-limiting example, in some embodiments, the auxiliary transformer and any other desired component can be arranged at the base of the wind turbine. This can facilitate weight reduction in the wind turbine nacelle thereby increasing space and reducing waste heat production in the nacelle. This can provide greater security, as well as better access to the components arranged in the nacelle. In other exemplary embodiments, the components of the system can be arranged in the nacelle of the wind turbine, or any other desired location that allows the system to function as described herein.

La descripción anterior y las figuras adjuntas ilustran los principios, las realizaciones preferidas y los modos operativos de la invención. Sin embargo, la invención no debería interpretarse como limitada a las realizaciones particulares descritas anteriormente. Las personas expertas en la técnica apreciarán variaciones adicionales de las realizaciones descritas anteriormente. The foregoing description and the accompanying figures illustrate the principles, preferred embodiments, and modes of operation of the invention. However, the invention should not be construed as being limited to the particular embodiments described above. Those skilled in the art will appreciate additional variations on the embodiments described above.

Por lo tanto, las realizaciones descritas anteriormente deberían considerarse como ilustrativas en lugar de restrictivas. Por consiguiente, debería apreciarse que las personas expertas en la técnica pueden realizar variaciones a estas realizaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las siguientes reivindicaciones. Therefore, the embodiments described above should be considered illustrative rather than restrictive. Accordingly, it should be appreciated that those skilled in the art can make variations to these embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the following claims.

Claims (7)

REIVINDICACIONES 1. Método de distribución de energía de un aerogenerador, que comprende:1. Energy distribution method of a wind turbine, comprising: proporcionar un circuito de energía principal, comprendiendo el circuito principal un generador (102), un transformador (106) de energía principal y un primer interruptor (108) de corriente; proporcionar un circuito auxiliar, comprendiendo el circuito auxiliar un segundo interruptor (122) de corriente, un transformador (126) auxiliar y al menos un componente (128) auxiliar, de manera que el transformador auxiliar sea la única fuente de energía para el componente (128) auxiliar;providing a main power circuit, the main circuit comprising a generator (102), a main power transformer (106), and a first current switch (108); providing an auxiliary circuit, the auxiliary circuit comprising a second current switch (122), an auxiliary transformer (126) and at least one auxiliary component (128), such that the auxiliary transformer is the only source of power for the component ( 128) auxiliary; acoplar el circuito de energía principal y el circuito auxiliar a una unión (112); ycoupling the main power circuit and the auxiliary circuit to a junction (112); and acoplar la unión a la red (20) eléctrica;coupling the connection to the electrical network (20); proporcionar, cuando el transformador de energía principal está acoplado a la red eléctrica a través del primer interruptor de corriente, energía eléctrica desde el generador a la red eléctrica y al por lo menos un componente auxiliar, yproviding, when the main power transformer is coupled to the electrical network through the first current switch, electrical power from the generator to the electrical network and to the at least one auxiliary component, and en el que el método comprende además las etapas de:wherein the method further comprises the steps of: aislar el transformador de energía principal desde la red eléctrica mediante el desacoplamiento del primer interruptor de corriente para operaciones de mantenimiento, yisolating the main power transformer from the mains by decoupling the first circuit breaker for maintenance operations, and retroalimentar, cuando el transformador de energía principal se aísla de la red eléctrica mediante el desacoplamiento del primer interruptor (108) de corriente, energía eléctrica desde la red eléctrica al transformador auxiliar y al por lo menos un componente auxiliar a través del segundo interruptor (122) de corriente.feedback, when the main power transformer is isolated from the electrical network by decoupling the first current switch (108), electrical energy from the electrical network to the auxiliary transformer and at least one auxiliary component through the second switch (122 ) current. 2. Sistema de distribución de energía para un aerogenerador que tiene una base y una góndola, estando el aerogenerador acoplado a una red eléctrica, que comprende:2. Power distribution system for a wind turbine that has a base and a nacelle, the wind turbine being coupled to an electrical network, comprising: un circuito de energía principal, comprendiendo el circuito de energía principal un generador (102), un transformador (106) de energía principal, y un primer interruptor (108) de corriente, un circuito auxiliar, comprendiendo el circuito auxiliar un segundo interruptor (122) de corriente, un transformador (126) auxiliar,a main power circuit, the main power circuit comprising a generator (102), a main power transformer (106), and a first current switch (108), an auxiliary circuit, the auxiliary circuit comprising a second switch (122 ) current, an auxiliary transformer (126), y al menos un componente (128) auxiliar del aerogenerador, de manera que el transformador auxiliar sea la única fuente de energía para el componente auxiliar;and at least one auxiliary component (128) of the wind turbine, so that the auxiliary transformer is the only source of energy for the auxiliary component; y una unión (112) acoplada al circuito de energía principal, el circuito auxiliar y la red (20) eléctrica, estando acoplado el generador al conjunto de palas y eje del aerogenerador, estando acoplado el transformador de energía principal al generador,and a junction (112) coupled to the main power circuit, the auxiliary circuit and the electrical network (20), the generator being coupled to the set of blades and shaft of the wind turbine, the main power transformer being coupled to the generator, estando acoplado el transformador de energía principal a la red eléctrica a través del primer interruptor (108) de corriente,the main power transformer being coupled to the electrical network through the first current switch (108), al menos un componente (128) auxiliar del aerogenerador, y el transformador (126) auxiliar estando acoplado a la red eléctrica a través del segundo interruptor (122) de corriente, en el que el transformador auxiliar está acoplado a la red eléctrica en una unión (112) dispuesta entre la red eléctrica y el primer interruptor de corriente,at least one auxiliary component (128) of the wind turbine, and the auxiliary transformer (126) being coupled to the electrical network through the second current switch (122), wherein the auxiliary transformer is coupled to the electrical network in a joint (112) arranged between the electrical network and the first current switch, y un convertidor (104) de potencia dispuesto entre el generador y el transformador de energía principal,and a power converter (104) arranged between the generator and the main power transformer, en el que el sistema de distribución de energía está configurado de manera que cuando el transformador de energía principal está acoplado a la red eléctrica a través del primer interruptor de corriente, la energía eléctrica es proporcionada desde el generador a la red eléctrica y al por lo menos un componente auxiliar, ywherein the power distribution system is configured so that when the main power transformer is coupled to the utility grid through the first current switch, electrical power is provided from the generator to the utility grid and at the same time minus one auxiliary component, and en el que el sistema de distribución de energía está configurado además de manera que - el transformador de energía principal puede aislarse de la red eléctrica desacoplando el primer interruptor (108) de corriente para operaciones de mantenimiento, y wherein the power distribution system is further configured such that - the main power transformer can be isolated from the electrical network by decoupling the first power switch (108) for maintenance operations, and - cuando el transformador de energía principal se aísla de la red eléctrica desacoplando el primer interruptor de corriente, la energía eléctrica se retroalimenta desde la red eléctrica al transformador auxiliar y al por lo menos un componente auxiliar a través del segundo interruptor (122) de corriente.- when the main power transformer is isolated from the electrical network by decoupling the first current switch, the electrical energy is fed back from the electrical network to the auxiliary transformer and to at least one auxiliary component through the second current switch (122) . 3. Sistema según la reivindicación 2, en el que el primer interruptor de corriente incorpora elementos de protección en el mismo.System according to claim 2, wherein the first current switch incorporates protection elements therein. 4. Sistema según la reivindicación 2, que comprende además un elemento de protección dispuesto entre el transformador auxiliar y el segundo interruptor de corriente.4. System according to claim 2, further comprising a protection element arranged between the auxiliary transformer and the second current switch. 5. Sistema según la reivindicación 2, en el que el segundo interruptor de corriente es uno de entre un interruptor con fusible y un disyuntor.A system according to claim 2, wherein the second current switch is one of a fused switch and a circuit breaker. 6. Sistema según la reivindicación 2, en el que el generador es un generador de inducción de doble alimentación.6. System according to claim 2, wherein the generator is a dual-feed induction generator. 7. Sistema según la reivindicación 2, en el que el transformador auxiliar está dispuesto en la base del aerogenerador. System according to claim 2, in which the auxiliary transformer is arranged at the base of the wind turbine.
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