ES2856194T3 - Control de sistema deflector de aire de turbina eólica - Google Patents

Abstract

Un procedimiento que comprende: recibir (401) datos de sensor indicativos de una condición de carga actual de una pala (20, 23, 26) de un rotor de turbina eólica en rotación (11), en el que la pala está acoplada a un buje del rotor de turbina eólica mediante un accionador de pitch convencional e incluye una pluralidad de unidades deflectoras de aire (31, 34, 37), incluyendo cada una de las unidades deflectoras de aire un elemento deflector (49) extensible dentro de y retractable de un flujo de aire sobre la pala, y teniendo la pluralidad de unidades deflectoras de aire una configuración de despliegue actual, e incluyendo la pala una matriz de sensores (61) y comprendiendo los datos de sensor unos valores de datos de sensor (S4(1) - S4(j)) recibidos desde la matriz de sensores (61); obtener una matriz de valores de error (E41(1) - E41(j)) restando (402) una matriz de escalares umbral (μ4(1) - μ4(j)) de un conjunto correspondiente de valores de datos de sensor ajustados por ubicación (S4L(1) - S4L(j)), comprendiendo cada uno del conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación un valor basado al menos en parte en uno diferente de los valores de datos de sensor (S4(1) - S4(j)); caracterizado por sumar (405) unos valores de error ajustados por densidad (E41D(1) - E41D(j)) en base al menos en parte a la matriz de valores de error para obtener un valor de error sumado (E41s); sumar (421) un conjunto de valores de sensor ajustados por densidad (S4D(1) - S4D(j)) en base al menos en parte a los valores de datos de sensor (S4(1) - S4(j)) para obtener un valor de señal de error sumado (S4s); recibir un valor (β4) para el pitch actual de la pala; determinar (422) si el valor de señal de error sumado (S4s) se procesa todavía más, utilizando un valor β4 filtrado (β4F) en base al menos en parte al valor (β4) para el pitch actual de la pala; restar (427) un escalar de umbral (426) de un valor de señal filtrado (S4F) en base al menos en parte al valor de señal de error sumado (S4s), y obtener un valor de error (E42); determinar (430a) una primera configuración de despliegue (ΔhA(1) - ΔhA(k)) para las unidades deflectoras de aire en base al menos en parte al valor de error sumado (E41s), determinar (430b) una segunda configuración de despliegue (ΔhB(1) - ΔhB(k)) para las unidades deflectoras de aire en base al menos en parte al valor de señal de error sumado (S4s), y determinar (403c) una configuración de despliegue combinada (ΔhCOMB(1) - ΔhCOMB(k)) para las unidades deflectoras de aire en base a la primera configuración de despliegue y la segunda configuración de despliegue; generar (430d) unas señales de consigna de accionador para al menos una de las unidades deflectoras de aire para implementar la configuración de despliegue combinada; y transmitir las señales de consigna de accionador.

Description

DESCRIPCIÓN

Control de sistema deflector de aire de turbina eólica

ANTECEDENTES

[0001] Una turbina eólica incluye un rotor que gira como respuesta a la fuerza del viento en las palas del rotor. Para evitar daños por cargas de viento excesivas sobre las palas de la turbina, la velocidad de rotación de un rotor se mantiene típicamente en o por debajo de una velocidad nominal de diseño para esa turbina. Convencionalmente, las turbinas eólicas han usado un control de pitch de pala para limitar la velocidad del rotor y la carga de una velocidad de viento incrementada. En muchas situaciones, sin embargo, el control de pitch de pala es una solución que está lejos de ser ideal. Por ejemplo, las ráfagas de viento transitorias pueden dar como resultado fuerzas suficientemente fuertes como para dañar un equipo cuando la velocidad media del viento no es suficientemente alta como para causar daños. Estas ráfagas se pueden producir de forma inesperada y rápida. En algunos de dichos casos, es posible que los accionadores de pitch de pala no respondan con suficiente rapidez para evitar daños potenciales a la turbina. Como otro ejemplo, puede haber una diferencia significativa entre la velocidad del viento cerca del suelo y la velocidad del viento a las alturas de las palas correspondientes a la parte superior del arco de rotación del rotor. Cuando ocurre esto, pitchear una pala hacia delante y hacia atrás durante cada rotación puede imponer un desgaste excesivo en los accionadores de pitch de pala. El documento WO 2013/091 638 A1 se refiere a un procedimiento de control para una turbina eólica. El documento EP 2 128385 A se refiere a una turbina eólica con deflectores de aire desplegables.

[0002] Por estas y otras razones, se han diseñado deflectores de aire desplegables para palas de turbina eólica. Se pueden encontrar ejemplos de dichos deflectores en la patente de EE. UU. 8.192.161 de propiedad común. Sigue existiendo una necesidad de procedimientos y sistemas adicionales para controlar los sistemas de deflexión de aire incorporados en palas de turbina eólica.

BREVE EXPLICACIÓN

[0003] Esta breve explicación se proporciona para introducir una selección de conceptos de forma simplificada que se describen en mayor detalle a continuación en la descripción detallada. Esta breve explicación no pretende identificar características clave ni características esenciales de la invención.

[0004] En algunos modos de realización, un controlador que realiza un procedimiento de control puede recibir datos de sensor indicativos de una condición de carga actual de una pala de un rotor de turbina eólica en rotación. La pala puede incluir una pluralidad de unidades deflectoras de aire. Las unidades deflectoras de aire pueden tener una configuración de despliegue actual. La pala puede incluir además múltiples sensores y los datos de sensor pueden incluir un valor de sensor separado correspondiente a cada uno de los múltiples sensores. El controlador puede obtener un conjunto de valores de error restando uno diferente de múltiples valores escalares umbral de cada uno de múltiples valores de entrada diferentes, comprendiendo cada uno de los valores de entrada un valor basado al menos en parte en uno diferente de los valores de sensor. El controlador puede sumar valores en base al menos en parte al conjunto de valores de error para obtener un primer valor sumado. El controlador puede generar consignas de accionador para al menos una de las unidades deflectoras de aire para implementar una configuración de despliegue actualizada de las unidades deflectoras de aire, correspondiendo la configuración de despliegue actualizada a un valor de datos basado al menos en parte en el primer valor sumado.

[0005] En algunos modos de realización, un controlador que realiza un procedimiento de control puede recibir datos de sensor indicativos de una condición de carga actual de una pala de un rotor de turbina eólica en rotación. La pala puede incluir una pluralidad de unidades deflectoras de aire que tienen una configuración de despliegue actual. El controlador puede generar un primer valor de datos en base al menos en parte a los datos de sensor recibidos usando una primera secuencia de operaciones de cálculo. El controlador puede generar un segundo valor de datos en base al menos en parte a los datos de sensor recibidos usando una segunda secuencia de operaciones de cálculo. El primer valor de datos puede ser diferente del segundo valor de datos y la primera secuencia de operaciones de cálculo puede ser diferente de la segunda secuencia de operaciones de cálculo. El controlador puede combinar unos requisitos de una primera configuración de despliegue correspondiente al primer valor de datos y una segunda configuración de despliegue correspondiente al segundo valor de datos para obtener una configuración de despliegue combinada. El controlador puede generar consignas de accionador para al menos una de las unidades deflectoras de aire para implementar la configuración de despliegue combinada.

[0006] En algunos modos de realización, un controlador que realiza un procedimiento de control puede recibir datos de sensor indicativos de una condición de carga actual de una pala de un rotor de turbina eólica en rotación, incluyendo la pala una pluralidad de unidades deflectoras de aire que tienen una configuración de despliegue actual. El controlador puede generar un primer valor de datos en base al menos en parte a los datos de sensor recibidos. El controlador puede filtrar el primer valor de datos usando un filtro de paso de banda para obtener un primer valor de datos filtrado. El filtro de paso de banda puede comprender una banda de paso seleccionada para limitar el contenido de frecuencia del primer valor de datos filtrado a unas frecuencias aproximadamente basadas en una velocidad de rotación del rotor de turbina eólica. El controlador puede restar un valor escalar de umbral del primer valor de datos filtrado y puede obtener un valor de error en base al menos en parte a la resta del valor escalar de umbral del primer valor de datos filtrado. El controlador puede generar consignas de accionador para al menos una de las unidades deflectoras de aire para implementar una configuración de despliegue actualizada de las unidades deflectoras de aire correspondiente a un valor en base al menos en parte al valor de error.

[0007] En algunos modos de realización, un controlador que realiza un procedimiento de control puede recibir datos de sensor indicativos de la deflexión de una torre que sostiene una turbina eólica que tiene un rotor en rotación. El rotor puede incluir múltiples palas. Cada una de las palas puede incluir una pluralidad de unidades deflectoras de aire. Las unidades deflectoras de aire de las palas pueden tener una configuración de despliegue colectiva actual. El controlador puede generar un primer valor de datos en base al menos en parte a los datos de sensor. El controlador puede generar consignas de accionador, en base al menos en parte al primer valor de datos, para que al menos una de las unidades deflectoras de aire de cada una de las palas implemente una configuración de despliegue colectiva actualizada de las unidades deflectoras de aire de las palas.

[0008] En algunos modos de realización, un controlador que realiza un procedimiento de control puede recibir datos de velocidad indicativos de la velocidad de rotación de un rotor de turbina eólica en rotación. El rotor puede incluir múltiples palas, cada una de las palas puede incluir una pluralidad de unidades deflectoras de aire, y las unidades deflectoras de aire de las palas pueden tener una configuración de despliegue colectiva actual. El controlador puede generar un primer valor de datos en base al menos en parte a los datos de velocidad. El controlador puede generar consignas de accionador, en base al menos en parte al primer valor de datos, para que al menos una de las unidades deflectoras de aire de cada una de las palas implemente una configuración de despliegue colectiva actualizada de las unidades deflectoras de aire de las palas.

[0009] En algunos modos de realización, un controlador que realiza un procedimiento de control puede recibir datos indicativos de una condición de un rotor de turbina eólica en rotación. El rotor puede incluir múltiples palas, cada una de las palas puede incluir una pluralidad de unidades deflectoras de aire, y las unidades deflectoras de aire de las palas pueden tener una configuración de despliegue colectiva actual. El controlador puede generar, en base al menos en parte a los datos recibidos, un valor de datos colectivo correspondiente a una configuración de despliegue colectiva. El controlador también puede generar, para cada una de las palas, un valor de datos por pala correspondiente a una configuración de despliegue por pala para esa pala. El controlador puede determinar, en base al menos en parte al valor de datos colectivo y los valores de datos por pala, una configuración de despliegue colectiva combinada en base a los requisitos de la configuración de despliegue colectiva y los requisitos de las configuraciones de despliegue por pala. El controlador puede generar consignas de accionador para que al menos una de las unidades deflectoras de aire de cada una de las palas implemente la configuración de despliegue combinada colectiva y pueda transmitir las consignas de accionador.

[0010] Los modos de realización incluyen, sin limitación, los procedimientos anteriores y otros para controlar unas unidades deflectoras de aire de una o más palas de turbina eólica, controladores configurados para realizar dichos procedimientos y medios no transitorios legibles por máquina que almacenan instrucciones ejecutables por controladores para realizar dichos procedimientos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0011] Algunos modos de realización se ilustran a modo de ejemplo, y no a modo de limitación, en las figuras de los dibujos adjuntos y en los cuales unos números de referencia similares indican elementos similares.

La FIG. 1 es una vista frontal en perspectiva de una turbina eólica de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 2 es una vista frontal parcialmente esquemática de la turbina eólica de la FIG. 1.

La FIG. 3A es una vista en sección transversal de área parcialmente esquemática de una pala de rotor de turbina eólica tomada desde una ubicación indicada en la FIG. 2.

La FIG. 3B es una vista en sección transversal de área parcialmente esquemática de una pala de rotor de turbina eólica tomada desde otra ubicación indicada en la FIG. 2.

La FIG. 4 es un diagrama de bloques de un sistema de control de una pala de turbina eólica de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 5 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 6A es un diagrama de bloques que ilustra una generación de consignas de accionador de unidad deflectora de aire de acuerdo con algunos modos de realización.

Las FIGS. 6B a 6D son diagramas de bloques que ilustran una generación de consignas de accionador de unidad deflectora de aire de acuerdo con algunos modos de realización adicionales.

La FIG. 7 es un diagrama de flujo que muestra una subrutina de limitación de velocidad de retracción de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 8 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 9 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 10 es un diagrama de bloques de una operación de planificación de ganancia realizada por un controlador de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 11 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 12 es un diagrama de bloques que muestra unas operaciones de combinación realizadas por un controlador de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 13 es un diagrama de bloques de un sistema de control, de acuerdo con algunos modos de realización, configurado para controlar colectivamente unas palas de turbina eólica.

La FIG. 14 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control colectivo realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 15 es un diagrama de bloques que muestra unas operaciones de combinación realizadas por un controlador de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 16 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control colectivo realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 17 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control colectivo realizado junto con unos procedimientos de control por pala de acuerdo con algunos modos de realización.

La FIG. 18 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala realizado por un controlador en algunos modos de realización.

La FIG. 19 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala realizado por un controlador en algunos modos de realización.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0012] La FIG. 1 es una vista frontal en perspectiva de una turbina eólica 10 de acuerdo con algunos modos de realización. La turbina eólica 10, que está montada sobre una torre 9 fijada en una fundación 8, incluye un rotor 11 y una góndola 12. La góndola 12 puede alojar un generador que está acoplado rotativamente mediante un tren de potencia a un buje 14 del rotor 11. El tren de potencia y el generador no son visibles en la FIG. 1. La góndola 12 también puede alojar uno o más controladores tales como los que se describen a continuación.

[0013] Además del buje 14, el rotor 11 incluye tres palas 20, 23 y 26. En otros modos de realización, un rotor de turbina eólica puede incluir más o menos palas. Cada una de las palas 20, 23 y 26 puede estar acoplada al buje 14 mediante un accionador de pitch convencional que permite variar el pitch de la pala de rotor. En una disposición, las palas 20, 23 y 26 pueden ser palas de rotor de longitud fija que tienen unas respectivas partes de raíz 21, 24 y 27 y unas respectivas partes de punta 22, 25 y 28. En otros modos de realización, cada una de las palas 20, 23 y 26 puede ser una pala de longitud variable que tiene una punta de pala que se puede extender y retraer.

[0014] La FIG. 2 es una vista frontal parcialmente esquemática de la turbina eólica 10 que muestra detalles adicionales de las palas 20, 23 y 26. La pala 20 incluye múltiples sensores 30(1) a 30(7). Se hará referencia a esos sensores de forma colectiva y/o genérica usando el mismo número de referencia 30, pero sin adjuntar ningún paréntesis. Se seguirá una convención similar con respecto a los componentes de los sensores 30. Cada sensor 30 tiene una ubicación en la pala 20 que está a una distancia R desde la raíz de la pala 20. Por ejemplo, el sensor 30(1) está desplazado de la raíz de la pala 20 por una distancia R1. Cada uno de los sensores 30 detecta unas condiciones en su ubicación en la pala 20 y facilita datos de sensor indicativos de esas condiciones. Esas condiciones, y por tanto los datos de sensor, son además indicativos de unas cargas en la pala 20. Como se explica con más detalle a continuación, cada uno de los sensores 30 puede ser un sensor de presión diferencial. En otros modos de realización, se pueden usar otros tipos de sensores (por ejemplo, galgas extensométricas, sensores de deflexión de punta). En otros modos de realización más, se puede usar más de un tipo de sensor. Aunque la FIG.

2 muestra una pala 20 con siete sensores 30, esto solo es un ejemplo. En otros modos de realización, una pala puede tener más o menos sensores. La disposición de los sensores 30 también es simplemente un ejemplo. En otros modos de realización, se pueden colocar sensores en otras ubicaciones de una pala.

[0015] La pala 20 incluye además múltiples unidades deflectoras de aire 31(1) a 31(9) dispuestas a lo largo de la longitud de la pala 20. Se hará referencia a esas unidades deflectoras de aire de forma colectiva y/o genérica usando el mismo número de referencia 31, pero sin adjuntar ningún paréntesis. Se seguirá una convención similar con respecto a los componentes de las unidades deflectoras de aire 31. Como se explica a continuación, cada una de las unidades deflectoras de aire 31 incluye un elemento deflector que se puede extender dentro, y retraer, del flujo de aire sobre la pala 20. Cuando está extendido, un elemento deflector puede obstruir parcialmente el flujo de en una parte de la superficie de la pala 20 y afectar de ese modo a la carga de la pala y/o la velocidad del rotor. Aunque la FIG. 2 muestra la pala 20 con nueve unidades deflectoras de aire 31, en otros modos de realización una pala puede tener más o menos unidades deflectoras de aire. La disposición de las unidades deflectoras de aire 31 mostradas en la FIG. 2 también es simplemente un ejemplo. En otros modos de realización, las unidades deflectoras de aire pueden tener otras ubicaciones en una pala.

[0016] Las palas 23 y 26 son sustancialmente idénticas a la pala 20. En particular, cada una de las palas 23 y 26 incluye de forma similar sensores y unidades deflectoras de aire. La pala 23 incluye siete sensores 33(1) a 33(7) y nueve unidades deflectoras de aire 34(1) a 34(9). Los sensores 33 y las unidades deflectoras de aire 34 pueden ser similares a los sensores 30 y las unidades deflectoras de aire 31 y pueden estar dispuestos en la pala 23 de una manera similar a la manera en que los sensores 30 y las unidades deflectoras de aire 31 están dispuestos en la pala 20. La pala 26 incluye siete sensores 36(1) a 36(7) y nueve unidades deflectoras de aire 37(1) a 37(9). Los sensores 36 y las unidades deflectoras de aire 37 también pueden ser similares a los sensores 30 y las unidades deflectoras de aire 31 y pueden estar dispuestos sobre la pala 26 de una manera similar a la forma en que los sensores 30 y las unidades deflectoras de aire 31 están dispuestos en la pala 20.

[0017] La FIG. 3A es una vista en sección transversal de área de la pala 20, tomada desde la ubicación indicada en la FIG. 2 que muestra la unidad deflectora de aire 31(2) en forma parcialmente esquemática. En la FIG. 3A están indicados el lado de alta presión 40, el lado de baja presión 41, el borde de ataque 42 y el borde de salida 43 de la pala 30. La unidad deflectora de aire 31 (2), que puede ser un dispositivo de contrarrestrado de ráfagas tal como se describe en la patente de EE. UU. 8.192.161, puede incluir un marco/una carcasa 48(2) y un elemento deflector 49(2) que se puede extender desde, y retraerse dentro de, la carcasa 48(2). El elemento deflector 49(2) está completamente retraído en la FIG. 3A. Cuando está completamente retraído, el borde superior del elemento deflector 49(2) puede quedar a ras de la superficie exterior de la pala 20. Cuando se extiende por completo, y como se muestra en líneas discontinuas, el elemento deflector 49(2) se puede extender una distancia h por encima de la superficie exterior de la pala 20. Como se explica con más detalle a continuación, una unidad deflectora de aire puede estar configurada para extender su elemento deflector una distancia menor que su distancia de extensión completa posible h. No es necesario que la distancia h sea la misma para todas las unidades deflectoras de aire. Por ejemplo, una unidad deflectora de aire puede ser configurable para extender su elemento deflector hasta una cantidad de milímetros h = x, mientras que otra unidad deflectora de aire puede ser configurable para extender su elemento deflector hasta una cantidad de milímetros h = y, donde x t y. Como se usa en el presente documento con respecto a la extensión del elemento deflector, h se refiere a una distancia de extensión máxima para una unidad deflectora de aire en cuestión, y no implica que h sea igual para todas las unidades deflectoras de aire de una pala.

[0018] Las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31 (3) a 31 (9) pueden tener una construcción similar y funcionar de una manera similar a la descrita para la unidad deflectora de aire 31(2). Cada unidad deflectora de aire 31 puede incluir una carcasa 48 separada y un elemento deflector 49 que se puede extender o retraer independientemente de la extensión o retracción de otros elementos deflectores. Aunque la FIG. 3A indica que todas las unidades deflectoras de aire 31 son del mismo tamaño y están uniformemente separadas a lo largo de la longitud de la pala 20, esto no tiene por qué ser así. En algunos modos de realización, por ejemplo, las unidades deflectoras de aire localizadas más lejos de la raíz de la pala pueden tener elementos deflectores con longitudes que son más cortas en la dirección de la raíz a la punta que los elementos deflectores de las unidades deflectoras de aire localizadas más cerca de la raíz de la pala. Como otro ejemplo, en algunos modos de realización las unidades deflectoras de aire pueden estar agrupadas cerca de la raíz de la pala y cerca de la punta de la pala.

[0019] En algunos modos de realización, cada unidad deflectora de aire 31 se puede accionar neumáticamente y conectar a líneas de aire no mostradas. Esas líneas de aire pueden suministrar aire comprimido a los lados de un pistón localizado en una carcasa 48 y acoplado a un elemento deflector 49. Unas válvulas de solenoide accionadas eléctricamente pueden controlar el suministro y la descarga de ese aire en diferentes lados de ese pistón para extender o retraer el elemento deflector 49 en una medida deseada. En otros modos de realización, las unidades deflectoras de aire pueden incluir un servomecanismo accionado eléctricamente o algún otro tipo de mecanismo accionador para extender y retraer un elemento deflector. No es necesario que todas las unidades deflectoras de aire de una pala tengan el mismo tipo de accionador. Por ejemplo, algunas unidades deflectoras de aire se pueden accionar neumáticamente y otros elementos deflectores se pueden accionar mediante motores eléctricos.

[0020] Aunque las unidades deflectoras de aire 31 están localizadas en el lado de baja presión 41 cerca del borde de ataque 42, esta es solo una disposición posible. En otros modos de realización, por ejemplo, algunas o todas las unidades deflectoras de aire 31 pueden estar localizadas en otro lugar. Por ejemplo, las unidades deflectoras de aire podrían estar dispuesta también o de forma alternativa en el lado de alta presión 40. Las unidades deflectoras de aire podrían estar dispuestas también o de forma alternativa cerca del borde de salida 43 y/o en otras ubicaciones entre el borde de salida 43 y el borde de ataque 42.

[0021] La FIG. 3B es una vista en sección transversal de área de la pala 20, tomada desde la ubicación indicada en la FIG. 2, que muestra el sensor 30(2) de forma parcialmente esquemática. En algunos modos de realización, cada sensor 30 puede ser un transductor de presión diferencial tal como se describe en la solicitud de patente de EE. UU. de n.° de serie 13/837.262, presentada el 15 de marzo de 2013 de propiedad común. El sensor 30(2) incluye un transductor de presión 50(2) acoplado a un orificio 46(2) en el lado de alta presión 40 y un orificio 47(2) en el lado de baja presión 41. Otros sensores 30 pueden ser similares al sensor 30(2). En particular, cada uno puede incluir un transductor de presión 50 conectado a un orificio 46 en el lado de alta presión 40 y a un orificio 47 en el lado de baja presión 41. Cada transductor 50 facilita una señal indicativa de un diferencial de presión Ap entre los orificios 46(2) y 47(2). Un controlador recibe estas señales como se describe a continuación. Como se explica en la solicitud 13/837.262, los valores de Ap se correlacionan con la carga de una pala en la ubicación a lo largo de la longitud de la pala desde la raíz hasta la punta donde se mide el Ap.

[0022] Por conveniencia, el ejemplo de rotor 11 supone que todos los componentes de un sensor 30 particular están localizados a la misma distancia R de la raíz de la pala 20. Sin embargo, esto no tiene por qué ser así. Por ejemplo, los orificios 46 y 47 de un sensor 30 pueden estar localizados a una distancia R^a de la raíz de la pala, y el transductor de presión 50 de ese sensor puede estar localizado a una distancia RB de la raíz de la pala, siendo R^a t R^b . En dicho caso, la salida del transductor 50 sería indicativa de unas cargas a la distancia R^{a .} Como otro ejemplo, el orificio 46 puede estar localizado a una distancia R^{a a} , y el orificio 47 puede estar localizado a una distancia R^{a b} , siendo R^{a a} t R^{a b} . En dicho caso, la salida del transductor 50 sería indicativa de unas cargas a una distancia entre R^{a a} y R^{a b} . Como se usa en el presente documento, las referencias a la ubicación de un sensor de presión diferencial se refieren a la ubicación de los orificios en la que ese sensor mide las presiones.

[0023] Con respecto a la disposición de los orificios a lo largo de una longitud de cuerda (es decir, en dirección perpendicular en general a la longitud radial de la pala), las ubicaciones de los orificios 46(2) y 47(2) indicadas en la FIG. 3B son simplemente un ejemplo de posible disposición. La disposición de dichos orificios puede depender en general de las características geométricas de la sección transversal de una pala en la ubicación a lo largo de la longitud de la pala donde se colocará el sensor. De manera similar, no es necesario que los sensores 30 estén separados uniformemente como se muestra en la FIG. 3B.

[0024] La FIG. 4 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de control 60 para la pala 20 que incluye una matriz de sensores 61, un sistema deflector de aire 62 y un controlador 63. La matriz de sensores 61 comprende unos sensores 30. Cada sensor 30 se puede comunicar con el controlador 63 a través de una ruta de señal separada. Aunque cada una de esas rutas de señal se muestra en la FIG. 4 como una línea única que conecta un sensor 30 y un controlador 63, cada ruta podría incluir múltiples hilos y/o canales inalámbricos. El sistema deflector de aire 62 comprende unas unidades deflectoras de aire 31. Cada unidad deflectora de aire 31 recibe unas consignas de accionamiento desde el controlador 63 a través de una ruta de señal separada. Aunque en la FIG. 4 cada una de esas rutas de señal se muestra como una única línea que conecta una unidad deflectora de aire 31 y el controlador 63, cada ruta podría incluir múltiples hilos y/o canales inalámbricos. Por ejemplo, una unidad deflectora de aire accionada neumáticamente 31 puede incluir múltiples válvulas de solenoide que reciben consignas de control para extender o retraer un elemento deflector 49.

[0025] El controlador 63 incluye una o más memorias no transitorias legibles por máquina (medios de almacenamiento) 64 para almacenar instrucciones y/u otros datos. Los ejemplos de memoria no transitoria legible por máquina incluyen, sin limitación, discos duros (unidades de disco magnético) y otros dispositivos de almacenamiento magnético, CD-ROM y otros dispositivos de almacenamiento óptico, memoria FLASH y/o cualquier combinación de los mismos. El término "memoria legible por máquina" también podría incluir un circuito integrado u otro dispositivo que tenga instrucciones incluidas en el código (por ejemplo, puertas lógicas) que configuran el dispositivo para que realice una o más operaciones.

[0026] El controlador 63 también incluye circuitos lógicos de cálculo 65 para realizar cálculos y otras operaciones de los procedimientos de control descritos a continuación. El controlador 63 recibe datos de sensor desde cada uno de los sensores 30 y también puede recibir datos desde otras fuentes. Esos datos pueden incluir un valor para una velocidad de rotación del rotor 11, un valor para un pitch de pala 20 y un valor para una densidad de aire. En base a unos cálculos realizados con datos de entrada, el controlador 63 genera y transmite consignas de accionamiento a cada una de las unidades deflectoras de aire 31.

[0027] El controlador 63 se puede implementar utilizando cualquiera de diversas arquitecturas. En algunos modos de realización, el controlador 63 puede ser un ordenador de propósito general en el que unos circuitos lógicos 65 incluyen uno o más microprocesadores programables que ejecutan instrucciones de programa almacenadas en memoria 64. En algunos modos de realización, el controlador 63 puede ser un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) en el que unas instrucciones de control están incluidas en el código y algunas se ejecutan después de haberse leído de la memoria. En otros modos de realización más, el controlador 63 puede incluir una o más matrices de puertas programables in situ (FPGA) u otro tipo de dispositivo lógico programable. El controlador 63 también se puede implementar como una combinación de un ordenador de propósito general programable y/o uno o más ASIC y/o uno o más de otros tipos de dispositivo informático.

[0028] Cada una de las palas 23 y 26 puede incluir un sistema de control similar al sistema de control 60. Los sistemas de control de palas 23 y 26 pueden funcionar en paralelo con, y de una manera similar a, la manera descrita para el sistema de control 60. Sin embargo, el sistema de control de cada pala puede funcionar independientemente de los sistemas de control de las otras palas. En algunos modos de realización, el controlador para cada una de las palas 20, 23 y 26 es un dispositivo de hardware separado. En otros modos de realización, los controladores para cada una de las palas 20, 23 y 26 se pueden implementar en un único dispositivo de hardware. Por ejemplo, ese dispositivo puede ejecutar simultáneamente tres hilos de programación independientes. Cada uno de esos hilos puede corresponder a, y realizar las operaciones de, uno de esos controladores.

[0029] En el modo de realización de la FIG. 4, la matriz de sensores 61 incluye todos los sensores 30 de la pala 20, y el sistema deflector de aire 62 incluye todas las unidades deflectoras de aire 31 de la pala 20. Sin embargo, esto no tiene por qué ser así. En algunos modos de realización, un sistema de control para una pala puede incluir un controlador que solo recibe datos desde una parte de los sensores de una pala y/o que solo envía consignas de accionamiento a una parte de las unidades deflectoras de aire de esa pala. Uno o más de otros sensores de esa pala pueden proporcionar una salida a, y/o una o más de otras unidades deflectoras de aire de esa pala pueden estar controladas por, un controlador separado.

[0030] Como se usa en el presente documento, un "estado de extensión" de una unidad deflectora de aire se refiere a una condición en la que el elemento deflector de esa unidad deflectora de aire está extendido en una medida que es única en relación con otras posibles medidas de extensión. Por ejemplo, un estado de extensión de cero para la unidad deflectora de aire 31(2) es una condición en la que el elemento deflector 49(2) está completamente retraído, un estado de extensión de 40 % es una condición en la que el elemento deflector 49(2) está extendido un 40 % de su distancia de extensión máxima h, etc. Como también se usa en el presente documento, una "configuración de despliegue" es una combinación de los estados de extensión de cada una de unas múltiples unidades deflectoras de aire de un grupo de unidades deflectoras de aire de una pala. Por ejemplo, una configuración de despliegue para el sistema deflector de aire 62 es una condición en la que todas las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31(9) están en un estado de extensión de cero. Otro ejemplo de configuración de despliegue es una condición en la que la unidad deflectora de aire 31 (1) está en un estado de extensión de 100 % y las unidades deflectoras de aire 31(2) a 31(9) están en un estado de extensión de cero. Otra configuración de despliegue más es una condición en la que las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31(2) están en un estado de extensión de 100 % y las unidades deflectoras de aire 31 (3) a 31 (9) están en un estado de extensión de cero. Los ejemplos anteriores de estados de extensión y configuraciones de despliegue están destinados simplemente a ayudar a ilustrar los conceptos de estos términos como se usan en el presente documento. Son posibles un gran número de otros estados de extensión y configuraciones de despliegue además de los mencionados de forma explícita anteriormente. Como se explica con más detalle a continuación, las configuraciones de despliegue de todas las palas de un rotor se pueden denominar colectivamente "configuración de despliegue colectiva".

[0031] En al menos algunos modos de realización, antes de realizar ese procedimiento se puede establecer un conjunto de configuraciones de despliegue que un controlador puede implementar como parte de un procedimiento de control por pala. En base a unas simulaciones y/o unas pruebas por ordenador de una turbina eólica real, un controlador puede estar configurado para usar un sistema deflector de aire para lograr los niveles deseados de actividad del sistema deflector de aire, en unos intervalos de condiciones de viento y pala, para mantener la carga de pala a niveles apropiados. Por otro lado, y como se analiza con más detalle a continuación, un controlador puede estar configurado para activar y desactivar unas unidades deflectoras de aire según un patrón particular (por ejemplo, de raíz a punta o de punta a raíz) y/o utilizando solo determinados estados de extensión. Cuando posteriormente se pone en funcionamiento, el controlador puede calcular valores de datos en base al menos en parte a unos datos de sensor que corresponden a una condición de carga particular o un intervalo de condiciones de carga. A continuación, el controlador puede generar señales de consigna de accionador para una o más unidades deflectoras de aire para implementar una configuración de despliegue que corresponde al valor de datos calculado. De hecho, se determina que la configuración de despliegue implementada durante la configuración del controlador es apropiada para la condición de carga o el intervalo de condiciones de carga que ha dado como resultado el valor de datos calculado durante el funcionamiento del controlador.

[0032] Las FIGS. 5, 8, 9, 11, 18 y 19 son diagramas de bloques que muestran respectivamente los procedimientos de control "por pala" 100 a 400, 1500 y 1600 de acuerdo con diversos modos de realización. Como se usa en el presente documento, unos controladores pueden realizar independientemente para cada pala de un rotor de turbina eólica un procedimiento de control por pala. Las siguientes descripciones de los procedimientos 100 a 400, 1500 y 1600 se centran en el controlador 63 y la pala 20. Para un modo de realización en el que el controlador 63 realiza uno de los procedimientos 100 a 400, 1500 y 1600, sin embargo, se entiende que los controladores para las palas 23 y 26 pueden realizar, de forma independiente de, y en paralelo con, la ejecución de un procedimiento por el controlador 63 ese mismo procedimiento para las palas 23 y 26, respectivamente.

[0033] Cada uno de los procedimientos 100 a 400, 1500 y 1600 es un bucle de retroalimentación. Al principio de un ciclo actual n para dicho procedimiento, un controlador recibe datos de sensor actuales desde una matriz de sensores de una pala de rotor en rotación que tiene una configuración de despliegue actual. Esa configuración de despliegue actual se puede haber determinado durante un ciclo previo n - 1. Los datos de sensor actuales son indicativos de las cargas actuales en esa pala. Usando los datos de sensor actuales, el controlador determina una configuración de despliegue actualizada apropiada para unas cargas indicadas por los datos de sensor actuales. La configuración de despliegue actualizada puede ser igual o diferente a la configuración de despliegue actual. Al concluir el ciclo actual n, el controlador puede generar y transmitir consignas de accionamiento a una o más de las unidades deflectoras de aire para implementar esa configuración de despliegue actualizada. El siguiente ciclo n 1 empieza cuando el controlador recibe señales de datos de sensor indicativas de unas cargas después de que se haya implementado la configuración de despliegue actualizada.

[0034] En cuanto a la FIG. 5, en la etapa 101, el controlador 63 recibe unos valores de datos de sensor desde la matriz de sensores 61. Estos valores de datos de sensor se representan en la FIG. 5 como unas variables S1 (1) a S1(j). A lo largo de esta descripción, una parte entre paréntesis de un nombre de variable indica que la variable tiene un valor relacionado con un sensor o una unidad deflectora de aire que tiene un número de referencia entre paréntesis similar. Por ejemplo, el valor S1(1) se refiere al sensor 30(1). Otros números de nombres de variable (por ejemplo, el "1" inmediatamente después de la "S" en S1 (1)) se usan para ayudar a evitar confusiones cuando se usan nombres de variables similares en relación con diferentes figuras de dibujos. Aunque j = 7 en el modo de realización del rotor 11 y el sistema de control 60, j puede tener un valor diferente en otros modos de realización.

[0035] Cada una de las variables S1(1) a S1 (j) tiene un valor que es indicativo de un diferencial de presión en la ubicación del sensor 30 correspondiente. Como se indica anteriormente, cada uno de esos diferenciales de presión también se correlaciona con la carga en la pala 20 en la ubicación a lo largo de la longitud de la pala 20 donde se mide el diferencial de presión. Esa carga incluye la fuerza normal Fⁿ sobre la pala 20 en la dirección perpendicular al plano de rotación del rotor 11. Cuando se multiplica por una longitud radial R desde la raíz de la pala 20, cada una de esas fuerzas normales representa una contribución a la carga de flexión de raíz en la pala 20. Debido a que la ubicación de cada sensor 30 es fija, la longitud radial R asociada con cada uno de los sensores 30 se conoce. Como parte de la etapa 101, el controlador 63 puede multiplicar los valores S1(1) a S1 (j) por las distancias de longitud radial asociadas respectivamente con los sensores 30(1) a 30(j). Como se indica en la FIG. 5 mediante las variables S1^l (1) a S1 ^L(j), la salida de la etapa 101 puede ser un conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación. En otros modos de realización, las distancias de longitud radial se pueden aplicar en otras etapas (por ejemplo, como parte de la etapa 102, como una etapa separada entre las etapas 102 y 103). En la etapa 102, el controlador 63 divide cada uno de los valores de S1^l (1) a S1^L(j) por p, la densidad de aire medida. En la etapa 103, el controlador 63 suma la matriz de valores de sensor ajustados por densidad facilitados en la etapa 102 (representados en la FIG. 5 como S1^d (1) a S1 ^D(j)) y obtiene un valor de señal sumado (representado como variable SS1).

[0036] En algunos modos de realización, y como se muestra en la FIG. 5, se puede realizar un filtrado de paso de banda del valor SS1 en la etapa 104. En algunos modos de realización, la banda de paso del filtro se puede seleccionar para que limite el contenido de frecuencia de la señal SS1 a frecuencias basadas aproximadamente en la velocidad de rotación del rotor. Como beneficio secundario, también se puede reducir el ruido de alta frecuencia en la señal SS1.

[0037] La salida de la etapa 104 es un valor de señal sumado y filtrado, representado en la FIG. 5 como una variable SS1^{f .} En la etapa 105, se aplica un escalar de umbral 106 al valor SS1^f . En particular, el escalar de umbral 106 se resta del valor SS1 ^f para obtener un valor de error con ajuste de umbral (representado como una variable E1). El procedimiento de control 100 incluye una subrutina de control adicional 150 en la que se realizan operaciones adicionales en la señal de error de la etapa 105 para obtener un valor de señal de salida extrarrevisado (representado como una variable E1'). La subrutina 150 puede ser una subrutina de control proporcional (P), una subrutina de control proporcional y derivativo (PD), una subrutina de control proporcional e integral (PI), una subrutina de control proporcional, integral y derivativo (PID), una subrutina de control de regulador lineal cuadrático (LQR), una subrutina de control lineal cuadrático gaussiano (LQG), una subrutina de contro1H-infinito u otro tipo de subrutina de control. Las subrutinas de control de estos y otros tipos son bien conocidas y, por tanto, no se describen con más detalle en el presente documento. En algunos modos de realización, la subrutina 150 se puede omitir.

[0038] En la etapa 107, el controlador 63 genera consignas para una o más de las unidades deflectoras de aire 31 para implementar una configuración de despliegue que corresponde al valor de E1'. Las FIGS. 6A a 6D son diagramas que describen las operaciones de la etapa 107 de acuerdo con varios modos de realización. En las FIGS. 6A a 6D, la entrada a la etapa 107 es un valor de datos calculado representado por la variable Q ⁱⁿ. En el modo de realización del procedimiento 100, la entrada para la etapa 107 es el valor E1'. Debido a que unas operaciones tales como las mostradas en las FIGS. 6A a 6D también se pueden realizar en diversos modos de realización descritos a continuación usando un valor de datos calculado de una manera diferente a la usada para calcular el valor E1', sin embargo, se usa la variable más genérica Qⁱⁿ en las FIGS. 6A a 6D. Por otro lado, las FIGS. 6A a 6B se describen en relación con la generación y transmisión de consignas de accionamiento para un sistema deflector de aire que tiene k unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k). Aunque k = 9 en el modo de realización del rotor 11 y el sistema de control 60, puede haber menos o más unidades deflectoras de aire en otros modos de realización.

[0039] En una primera subetapa 107a, el controlador 63 convierte un valor Q ⁱⁿ recibido en datos que representan una configuración de despliegue correspondiente, es decir, los estados de extensión que las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k) deberían haber basado en el valor Qⁱⁿ recibido. Por conveniencia, las operaciones de la subetapa 107a se representan como una tabla en la FIG. 6A. Dichas operaciones se pueden implementar usando una tabla de consulta en algunos modos de realización. Sin embargo, como se explica a continuación, las operaciones de la subetapa 107a también se pueden realizar en algunos modos de realización a través del uso de una o más fórmulas u otras técnicas.

[0040] En el modo de realización representado por la FIG. 6A, el controlador 63 está configurado para implementar una de k configuraciones de despliegue. En esas k configuraciones de despliegue, todas las unidades deflectoras de aire 31 están limitadas a uno de dos estados de extensión: completamente retraída (extensión de cero) o completamente extendida (extensión de 100 %).

[0041] Para Qⁱⁿ valores menores que q¹, el controlador 63 convierte el valor Q ⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que cada una de las unidades deflectoras de aire 31 tiene un estado de extensión de cero. Para valores de Qⁱⁿ mayores o iguales a q¹ y menores de q^2, el controlador 63 convierte el valor Qⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que la unidad deflectora de aire 31(1) está en un estado de extensión de 100 % y en la que todas las demás unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de cero. Para valores de Qⁱⁿ mayores o iguales a q² y menores de q^3, el controlador 63 convierte el valor Qⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31 (2) están en un estado de extensión de 100 % y en la que todas las demás unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de cero. Este patrón continúa para intervalos adicionales de Qⁱⁿ, en los que q^k < Qⁱⁿ hace que el controlador 63 convierta el valor Qⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que todas las k unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de 100 %.

[0042] En la subetapa 107b, y en base a los datos en los que se ha convertido el valor Qⁱⁿ, el controlador 63 genera consignas para los accionadores de una o más de las unidades deflectoras de aire 31 para implementar la configuración de despliegue correspondiente. La forma de esas consignas puede depender del tipo de mecanismos de accionamiento empleados, pero los expertos en la técnica la pueden determinar fácilmente en base a la información proporcionada en el presente documento y en base al tipo de mecanismos de accionador usados. A continuación, las consignas de accionador generados se pueden transmitir a los accionadores de las unidades deflectoras de aire 31 apropiadas.

[0043] Aunque la FIG. 6A muestra unas subetapas 107a y 107b diferenciadas, en algunos modos de realización se pueden combinar las operaciones de las subetapas 107a y 107b.

[0044] En el modo de realización de la FIG. 6A, y a medida que los valores de Qⁱⁿ aumentan, las configuraciones de despliegue correspondientes requieren el accionamiento de unidades deflectoras de aire 31 adicionales, en una dirección de raíz a punta, para extender los elementos deflectores 49. A medida que los valores de Qⁱⁿ disminuyen, las configuraciones de despliegue correspondientes requieren el accionamiento de unidades deflectoras de aire 31 adicionales, en una dirección de punta a raíz, para retraer los elementos deflectores 49. En otros modos de realización, un controlador puede estar configurado para implementar configuraciones de despliegue de manera inversa. Un ejemplo de esto se muestra en la FIG. 6B, que muestra un modo de realización de la etapa 107 en el que la subetapa 107a se ha reemplazado por una subetapa 107a1. De forma similar a la subetapa 107a en el modo de realización de la FIG. 6A, el controlador 63 puede realizar la subetapa 107a1 para implementar una de k configuraciones de despliegue diferentes. En el modo de realización de la FIG. 6B, sin embargo, el controlador 63 está configurado para ejecutar estas diferentes configuraciones accionando los elementos deflectores de aire 31 en una dirección de punta a raíz al extender los elementos deflectores 49 y en una dirección de raíz a punta al retraer los elementos deflectores 49. Para Q ⁱⁿ < q¹, el controlador 63 convierte el valor Qⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que cada una de las unidades deflectoras de aire 31 tiene un estado de extensión de cero. Para q¹ < Qⁱⁿ < q², el controlador 63 convierte el valor Qⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que la unidad deflectora de aire 31 (k) localizada más lejos de la raíz de la pala tiene un estado de extensión de 100 % y las unidades deflectoras de aire 31 restantes tienen un estado de extensión de cero. Para q² á Q^¡n < q³, el controlador 63 convierte el valor de Q^¡n en datos que representan una configuración de despliegue en la que las unidades deflectoras de aire 31 (k) y 31 (k-1) tienen un estado de extensión de 100 %, y todas las demás unidades deflectoras de aire 31 tienen un estado de extensión de cero. Este patrón continúa, y q^k á Qⁱⁿ hace que el controlador 63 convierta el valor Qⁱⁿ en datos que representan una configuración de despliegue en la que todas las unidades deflectoras de aire 31 tienen un estado de extensión de 100 %.

[0045] La FIG. 6C ilustra la etapa 107 de acuerdo con algunos modos de realización adicionales. En el modo de realización de la FIG. 6C, la etapa 107 se ha modificado reemplazando la subetapa 107a por una subetapa 107a2, y el controlador 63 está configurado de nuevo para implementar k configuraciones de despliegue. Como el modo de realización de la FIG. 6A, todas las unidades deflectoras de aire 31 están limitadas a uno de dos estados de extensión, siendo uno de esos estados de extensión el completamente retraído. A diferencia del modo de realización de la FIG. 6A, sin embargo, el otro de esos estados es menor que la extensión máxima posible para al menos algunas de las unidades deflectoras de aire 49. En particular, el elemento deflector 49(2) de la unidad deflectora de aire 31 (2) está completamente retraído o extendido a^*h, donde 0 <a <1, el elemento deflector 49(3) de la unidad deflectora de aire 31 (3) está completamente retraído o extendido b^*h, donde 0 <b <a, etc.

[0046] En otros modos de realización más, una o más unidades deflectoras de aire pueden tener más de dos estados de extensión posibles. Esto se ilustra parcialmente en la FIG. 6D. En el modo de realización de la FIG. 6D, la etapa 107 se ha modificado reemplazando la subetapa 107a por una subetapa 107a3, y el controlador 63 está configurado para implementar (10^*k)+1 configuraciones de despliegue. En esas configuraciones de despliegue, las unidades deflectoras de aire 31 pueden tener un estado de extensión que varía desde una extensión de cero hasta una extensión de 100 % en incrementos de 10 %.

[0047] Las FIGS. 6A a 6D solo muestran cuatro ejemplos de conjuntos de configuraciones de despliegue que un controlador puede estar configurado para implementar en el transcurso de la ejecución de un procedimiento de control particular. Los ejemplos de las FIGS. 6a a 6D no pretenden representar una limitación sobre los conjuntos de configuraciones de despliegue implementables. Solo a modo de ejemplo, un controlador puede estar configurado para implementar diferentes configuraciones de despliegue en base a una relación no lineal con unos intervalos de valores Qⁱⁿ. Por ejemplo, los intervalos de valores Qⁱⁿ correlacionados con diferentes configuraciones de despliegue pueden ser relativamente grandes para valores más bajos de Qⁱⁿ, y relativamente pequeños para valores más altos de Qⁱⁿ. Como otro ejemplo solo, un controlador puede estar configurado de modo que determinadas unidades deflectoras de aire 31 permanecen en un estado de extensión de cero en todas las configuraciones de despliegue.

[0048] Aunque las operaciones del controlador 103 ilustradas en las FIGS. 6A a 6D se podrían realizar usando tablas de consulta que correlacionan cada uno de múltiples intervalos de valores de entrada con datos que representan configuraciones de despliegue específicas, también se podrían implementar de otras maneras. Solo a modo de ejemplo, el modo de realización de la FIG. 6A se podría implementar realizando una función en Qⁱⁿ en la subetapa 107a que facilita un valor entero D que está entre 0 y k (por ejemplo, D = 0 para Qⁱⁿ < q¹, D = 1 para q¹ á Qⁱⁿ < q², etc.), representando entonces el valor D el número de unidades deflectoras de aire en la dirección de raíz a punta que se van a colocar en un estado completamente extendido. Como otro ejemplo, el procedimiento 100 se podría ajustar (por ejemplo, estableciendo una ganancia apropiada en la subrutina 150) de modo que un valor E1' de 1 corresponde a una configuración de despliegue en la que la unidad deflectora de aire 31 (1) está en un estado completamente extendido y las otras unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de cero, un valor E1' de 2 corresponde a una configuración de despliegue en la que las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31(2) están en un estado completamente extendido y las otras unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de cero, etc., correspondiendo un valor E1' de k a una configuración de despliegue en la que todas las unidades deflectoras de aire 31 están en un estado completamente extendido. La etapa 107a podría incluir, pues, operaciones descritas mediante el siguiente seudocódigo:

If Qⁱⁿ < 0, set Qⁱⁿ = 0

If Qⁱⁿ > k, set Qⁱⁿ = k

D = INT[Qⁱⁿ]

[0049] En el seudocódigo anterior, "INT[ ]" es una función que devuelve la parte entera del argumento entre corchetes [ ], y el valor D representa el número de unidades deflectoras de aire en la dirección de raíz a punta que se van a colocar en un estado completamente extendido. Como otro ejemplo solo, el procedimiento 100 se podría ajustar de modo que un valor E1' de 1 corresponde a una configuración de despliegue en la que la unidad deflectora de aire 31(1) está en un estado completamente extendido y las otras unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de cero, un valor E1' de 2 corresponde a una configuración de despliegue en la que las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31(2) están en un estado completamente extendido y las otras unidades deflectoras de aire 31 están en un estado de extensión de cero, etc., correspondiendo un valor E1' de k a una configuración de despliegue en la que todas las unidades deflectoras de aire 31 están en un estado completamente extendido. El seudocódigo anterior se podría modificar de modo que la última línea se reemplaza por D = ROUND[Q^¡n], donde "ROUND[ ]" es una función que redondea el argumento entre corchetes al alza o a la baja hasta el entero más cercano.

[0050] En algunos modos de realización, como los descritos en relación con las FIGS. 6A a 6B, un valor Qⁱⁿ negativo se trata como si correspondiera a una configuración de despliegue en la que todas las unidades deflectoras de aire tienen un estado de extensión de cero. En otros modos de realización, los valores Qⁱⁿ negativos se pueden tratar de manera diferente. Por ejemplo, en algunos modos de realización, una pala de turbina eólica puede incluir unidades deflectoras de aire en el lado de alta presión y unidades deflectoras de aire en el lado de baja presión. Los valores Qⁱⁿ positivos se podrían procesar para determinar una configuración de despliegue en la que solo las unidades deflectoras de aire de lado de baja presión tienen estados de extensión no cero, y los valores Qⁱⁿ negativos se podrían procesar para determinar una configuración de despliegue en la que solo las unidades deflectoras de aire de lado de alta presión tienen estados de extensión no cero.

[0051] En algunos modos de realización, la etapa 107 puede incluir una subrutina de limitación de despliegue para reducir al mínimo las vibraciones u otra activación excesiva indeseable de la unidad deflectora de aire. Los ejemplos de dichas subrutinas incluyen subrutinas que utilizan histéresis y subrutinas que utilizan una banda muerta. Otro ejemplo es una subrutina de límite de velocidad de retracción para reducir la retracción demasiado rápida de los elementos deflectores que pueden desgastar indebidamente los componentes de unidad deflectora de aire. La FIG. 7 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de subrutina de límite de velocidad de retracción realizada después de la subetapa 107b. En la subetapa l08a, el controlador 63 compara las consignas de accionador recién generados con las consignas de accionador generados en el ciclo inmediatamente anterior y que han dado como resultado la configuración de despliegue actual. Si el cambio de la configuración de despliegue actual a la configuración de despliegue actualizada correspondiente a las consignas de accionador recién generados va a requerir la retracción de un elemento deflector, el controlador 63 procede por la rama "sí" hacia la subetapa 108b. En la subetapa 108b, el controlador 63 se retarda un intervalo de tiempo de At^min antes de proceder. Desde la subetapa 108b, el controlador 63 procede hacia la subetapa108c y transmite las consignas de accionador recién generados. Si el controlador 63 determina en la subetapa 108a que cambiar desde la configuración de despliegue actual hasta la configuración de despliegue actualizada no requerirá la retracción de un elemento deflector, el controlador 63 procede directamente hacia la subetapa 108c.

[0052] La FIG. 7 es simplemente un ejemplo de una subrutina de límite de velocidad de retracción. En otros modos de realización, una subrutina de límite de velocidad de retracción puede incluir subetapas alternativas y/o adicionales. Por ejemplo, el intervalo de tiempo At^min aplicado en la subetapa 108b podría ser variable (por ejemplo, un At^min más largo en algunas condiciones y un At^min más corto en otras condiciones). En algunos modos de realización, una subrutina de límite de velocidad de retracción puede limitar solo la velocidad de retracción para un número predeterminado de ciclos de un procedimiento de control, después de los cuales no se aplica ningún límite. En algunos modos de realización, se puede realizar una subrutina de límite de velocidad de retracción después de la subetapa 107a (o después de una de las subetapas 107a1, 107a2 o 107a3, o después de una subetapa similar) y antes de la subetapa 107b. En dicho modo de realización, la subetapa 108a se puede modificar para que incluya una comparación de los datos en los que el valor Qⁱⁿ se ha convertido con datos similares de un ciclo previo, y la subetapa 108c se puede modificar para que incluya una continuación a la subetapa 107b. En algunos modos de realización, no se usa la limitación de velocidad de retracción.

[0053] La forma de las señales de consigna de accionador generadas y transmitidas por el controlador 63 en la etapa 107 puede variar en diferentes modos de realización. En algunos modos de realización, por ejemplo, y como se describe anteriormente, las unidades deflectoras de aire 31 se pueden accionar neumáticamente. En algunos de dichos modos de realización, el controlador 63 puede generar señales de consigna de accionador que hacen que las válvulas de aire asociadas con las unidades deflectoras de aire 31 apropiadas se abran o cierren para extender o retraer uno o más elementos deflectores 49 e implementen una configuración de despliegue actualizada. En modos de realización en los que los elementos deflectores 49 se extienden y retraen mediante mecanismos servo accionados eléctricamente, el controlador 63 puede generar señales de consigna de accionador que hacen que los motores eléctricos de una o más unidades deflectoras de aire 31 extiendan o retraigan un elemento deflector 49 en una medida necesaria para implementar la configuración de despliegue deseada. En algunos modos de realización, cada una de una o más de las unidades deflectoras de aire 31 puede incluir un sensor de retroalimentación que transmite al controlador 63 una señal indicativa de la medida en la que se extiende el elemento deflector 49 de esa unidad, y el controlador 63 puede usar esas señales para ajustar las señales de consigna de accionador.

[0054] En algunos modos de realización, el controlador 63 puede generar y transmitir señales de consigna de accionador independientemente de si la configuración de despliegue actualizada es diferente de la configuración de despliegue actual. En otros modos de realización, el controlador 63 puede determinar en primer lugar si la configuración de despliegue actualizada es diferente de la configuración de despliegue actual. De no ser así, no se generan ni transmiten señales de accionamiento. Si las configuraciones de despliegue actual y actualizada son diferentes, las señales de accionamiento de controlador requeridas se generan y transmiten.

[0055] Los valores para el escalar de referencia 106 variarán en base a los modelos, la ubicación y los objetivos de control específicos de la turbina eólica. En algunos modos de realización, por ejemplo, el objetivo de control puede ser una reducción de la carga de ráfagas en una parte particular de una curva de potencia para la turbina en cuestión. Una curva de potencia de turbina eólica es un gráfico de la energía de turbina eólica es un gráfico de la potencia de salida en el eje y frente a la velocidad del viento en el eje x. Típicamente, una curva de potencia se divide en tres regiones. La región I es una parte plana de la curva desde la velocidad de viento de cero hasta una velocidad de viento a la que el rotor empieza a girar y empieza la generación de potencia. La región II es una parte en forma de S de la curva que corresponde a una potencia de salida incrementada a medida que se incrementa la velocidad del viento, pero donde la turbina produce menos energía que la nominal total. En la región II, la velocidad del viento no es suficientemente alta para que la turbina genere toda su energía nominal total, y las palas pueden tener un pitch mínimo para extraer más energía del viento. La región III es una parte plana de la curva en la que la turbina eólica produce la energía nominal máxima y en la que la energía adicional por el incremento de la velocidad del viento a menudo se descarga pitcheando las palas del rotor. El "codo", que a veces se denomina "región 2,5", es la parte de la curva de potencia alrededor de la transición de la región II a la región III y a menudo es de mayor interés para propósitos de control.

[0056] Se puede determinar un escalar de referencia 106, así como otros parámetros del procedimiento 100, dada una turbina eólica, una ubicación y un objetivo de control particulares, usando simulaciones por ordenador. Dichas simulaciones se pueden realizar usando el conocido paquete de software FAST (fatiga, aerodinámica, estructuras y turbulencia) creado por el laboratorio nacional de energía renovable del Departamento de Energía de EE. UU. Se puede realizar un primer conjunto de simulaciones para obtener datos de referencia que modelicen una carga de pala en una amplia gama de condiciones de viento y con todas las unidades deflectoras de aire en estado de despliegue de cero. Los valores iniciales para el umbral 106 se pueden seleccionar observando los datos de referencia y el comportamiento en diversas condiciones de carga, y seleccionando el valor inicial en base a una desviación media y estándar calculada a partir de los datos de referencia. El umbral se puede ajustar después de realizar otras observaciones de rendimiento. El escalar de referencia 106 y otros parámetros del procedimiento 100 también se pueden determinar y/o verificar usando pruebas de una turbina eólica real, o mediante una combinación de pruebas de turbinas eólicas de simulación y reales. Si se incluye la subrutina de control 150, sus parámetros se pueden ajustar usando técnicas convencionales usadas para ajustar el tipo apropiado de subrutina de control en otros tipos de aplicaciones de control de procesos.

[0057] La FIG. 8 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala 200. La etapa 201 es similar a la etapa 101 del procedimiento de control 100. En la etapa 201, el controlador 63 recibe los valores de datos de sensor S2(1) a S2(j) desde la matriz de sensores 61. Cada variable S2 tiene un valor indicativo de un diferencial de presión, y por tanto de carga de la pala, en una ubicación de sensor correspondiente. Como parte de la etapa 201, el controlador 63 puede multiplicar los valores S2(1) a S2(j) por las distancias de longitud radial de cada sensor y facilitar un conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación (representados como unas variables S2^l (1) a S2^L(j)). En otros modos de realización, las distancias de longitud radial se pueden aplicar en otras etapas (por ejemplo, como parte de la etapa 204, como una etapa separada entre las etapas 204 y 205).

[0058] En la etapa 202, se aplica una matriz 203 de escalares umbral a los valores de datos de sensor ajustados facilitados en la etapa 201. La matriz 203 comprende unos valores escalares umbral p2(1) a p2(j) correspondientes respectivamente a unos sensores 30(1) a 30(j). La salida de la etapa 202 puede comprender una matriz de valores de error (representados como una variable E2) en los que E2(1) = S2^l (1) - p2(1), E2(2) = S2^l (2) - p2(2),...,E2(j) = S2^L(j) - p2(j). En la etapa 204, cada uno de los valores de E2(1) a E2(j) se divide por la densidad de aire medida p para producir una matriz de valores de error ajustados por densidad (representados como unas variables E2^d (1 ) a E2^D(j)). En la etapa 205, el controlador 63 suma la matriz de valores E2^d (1) a E2^D(j) facilitados en la etapa 204 y obtiene un valor de señal de error sumado (representado como una variable E2s).

[0059] El procedimiento de control 200 incluye una subrutina de control adicional 206 en la que se realizan operaciones adicionales al valor de señal de error sumado de la etapa 205 para obtener un valor de señal de salida extrarrevisado (representado como una variable E21). La subrutina 206 puede ser una subrutina de control proporcional (P), una subrutina de control proporcional y derivativo (PD), una subrutina de control proporcional e integral (PI), una subrutina de control proporcional, integral y derivativo (PID), una subrutina de control de regulador lineal cuadrático (LQR), una subrutina de control lineal cuadrático gaussiano (LQG), una subrutina de contro1H-infinito u otro tipo de subrutina de control. Las subrutinas de control de estos y otros tipos son bien conocidas y, por tanto, no se describen con más detalle en el presente documento. En algunos modos de realización, la subrutina 206 se puede omitir.

[0060] En la etapa 207, a continuación el controlador 63 puede generar y transmitir señales de consigna de accionamiento en base al valor E21. Las operaciones de la etapa 207 pueden ser similares a las descritas en relación con la etapa 107 del procedimiento de control 100.

[0061] Dada una turbina eólica, una ubicación y un objetivo de control particulares, los valores para los escalares umbral y para otros parámetros del procedimiento 200 se pueden determinar usando simulaciones y/o pruebas por ordenador de una turbina eólica real de una manera similar a la analizada en relación con el procedimiento 100. Si se incluye la subrutina de control 206, sus parámetros se pueden ajustar usando técnicas convencionales usadas para ajustar el tipo apropiado de subrutina de control en otros tipos de aplicaciones de control de procesos.

[0062] La FIG. 9 es un diagrama de bloques que muestra un procedimiento de control por pala 300. En la etapa 301, y de forma similar a la etapa 101 del procedimiento 100, el controlador 63 recibe unos valores de datos de sensor (representados en la FIG. 9 por unas variables S3(1) a S3(j)) desde la matriz de sensores 61 y puede multiplicar esos valores por distancias de longitud radial para obtener un conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación (representados por las variables S3^l (1) a S3ⁱ_(j)). En otros modos de realización, las distancias de longitud radial se pueden aplicar en otras etapas (por ejemplo, como parte de la etapa 306, como una etapa separada entre las etapas 306 y 307). En la etapa 302, y de forma similar a la etapa 202 del procedimiento 200, el controlador 63 puede aplicar escalares umbral a los valores S3^l (1 ) a S3^L(j). Sin embargo, a diferencia del procedimiento 200, los valores de esos escalares umbral pueden variar en base al pitch de la pala 20.

[0063] Durante cada ciclo del procedimiento 300, y además de los valores de datos recibidos desde la matriz de sensores 61, el controlador 63 recibe un valor de datos p3 que representa el pitch actual de la pala 20. El valor p3 se puede filtrar opcionalmente mediante un filtro de paso bajo en la etapa 303 para eliminar el ruido de sensor e impedir o limitar la respuesta en base a unas variaciones de alta frecuencia en el pitch de pala. A continuación, se introduce un valor p3 filtrado (representado por una variable P3^f) en una etapa de planificación de ganancia 304.

[0064] En la etapa 304, el controlador 63 aplica unas ganancias a cada uno de los escalares umbral p3(1) a p3(j) de la matriz 305. En la FIG. 10, se ilustra el funcionamiento de la etapa 304 de acuerdo con algunos modos de realización. Como respuesta al valor de entrada P3^f , el controlador 63 selecciona una de m planificaciones de ganancia GS¹ a GS^m correspondientes a ese valor P3^{f .} Como respuesta a un valor P3^f de entrada mayor o igual a p^ü y menor o igual a p¹, por ejemplo, el controlador 63 puede seleccionar la planificación de ganancia GS¹. Si un valor de entrada P3^f es mayor que p¹ y menor o igual a p², el controlador 63 puede seleccionar la planificación de ganancia GS². Esto puede continuar para intervalos de valores P3^f adicionales, seleccionando el controlador la planificación de ganancia GSm si un valor de entrada P3^f es mayor que p^m-1 y menor o igual a p^m.

[0065] Cada una de las planificaciones de ganancia GS¹ a GS^m puede incluir un conjunto de j valores de ganancia. Por ejemplo, la planificación de ganancia GS¹ incluye valores de ganancia G¹(1) a G¹ (j), la planificación de ganancia GS² incluye valores de ganancia G²(1) a G²(j), etc. Aunque todos los valores de ganancia de una planificación de ganancia particular pueden ser diferente entre sí, esto no tiene por qué ser así. En algunos modos de realización, uno o más valores de ganancia de una planificación de ganancia particular pueden ser iguales. Por ejemplo, en algunos modos de realización podría ser deseable ignorar los datos de sensor de algunos sensores en algunas condiciones de pitch. En dichos modos de realización, los valores de ganancia correspondientes a los escalares umbral para esos sensores se podrían establecer en cero en una planificación de ganancia correspondiente a esas condiciones de pitch.

[0066] Después de seleccionar una planificación de ganancia, el controlador 63 multiplica cada uno de los escalares p3(1) a p3(j) por su ganancia correspondiente en la planificación de ganancia seleccionada para obtener una matriz de valores escalares con ajuste de ganancia p3^g (1) a p3^G(j). La FIG. 10 muestra un ejemplo en el que la planificación de ganancia GS¹ se selecciona como respuesta a un valor P3^f mayor o igual a p⁰ y menor o igual a P¹. En el ejemplo, p3^g (1) = p3(1)*G¹(1), ^|u3^g (2) = p3(2)*G¹(2),...,p3^G(j) = p3(j)*G¹(j).

[0067] Aunque la FIG. 10 muestra la selección de una planificación de ganancia usando una tabla de consulta, en algunos modos de realización, la selección de la planificación de ganancia se puede implementar de otra manera. Por ejemplo, la etapa de planificación de ganancia 304 podría incluir cálculos que usan una o más fórmulas que reciben un valor j 3 y un valor P3^f como entradas y que facilitan un valor |j^g . Como otro ejemplo, la etapa de planificación de ganancia 304 podría utilizar una combinación de una tabla de consulta y unos cálculos (por ejemplo, una interpolación entre valores de una tabla de consulta).

[0068] Los valores p3^g (1) a p3^G(j) se proporcionan como una entrada a la etapa 302 (FIG. 9). En la etapa 302, los valores p3^g (1) a p3^g (J) se restan de los valores de datos de sensor ajustados por ubicación facilitados en la etapa 301. La salida de la etapa 302 puede comprender una matriz de valores de error (representados por unas variables E3) en la que E3(1) = S3^l (1) - m3^g (1), E3(2) = S3^l (2) - p3^g (2),...,E3(J) = S3^l (J) - p3^g (J).

[0069] Las etapas restantes del procedimiento 300 son similares a las etapas 204 a 207 del procedimiento 200. Cada uno de los valores E3(1) a E3(j) de la etapa 302 se divide por la densidad del aire p en la etapa 306, sumándose los valores de error ajustados por densidad resultantes (representados por unas variables E3^d (1) a E3^D(j)) en la etapa 307 para obtener un valor de error (representado por una variable E3^s). El procedimiento de control 300 incluye una subrutina de control adicional 308 en la que se realizan operaciones adicionales en el valor de señal de error sumado de la etapa 307 para obtener un valor de señal de salida extrarrevisado (representado como una variable E31). La subrutina 308 puede ser una subrutina de control proporcional (P), una subrutina de control proporcional y derivativo (PD), una subrutina de control proporcional e integral (PI), una subrutina de control proporcional, integral y derivativo (PID), una subrutina de control de regulador lineal cuadrático (LQR), una subrutina de control lineal cuadrático gaussiano (LQG), una subrutina de contro1H-infinito u otro tipo de subrutina de control. En algunos modos de realización, la subrutina 308 se puede omitir. El valor E31 se puede aplicar a continuación como una entrada a la etapa 314. Las operaciones de la etapa 314 pueden ser similares a las descritas en relación con la etapa 107 del procedimiento 100.

[0070] En el modo de realización de la FIG. 9, la entrada para la etapa de planificación de ganancia 304 es un valor filtrado de pitch de pala. En otros modos de realización, la entrada para una etapa de planificación de ganancia puede ser una entrada diferente que es representativa de una condición de funcionamiento de turbina. Los ejemplos de dichas entradas incluyen, sin limitación, valores basados al menos en parte en una velocidad de rotor y valores basados al menos en parte en una velocidad de viento.

[0071] Como se puede apreciar a partir de lo anterior, unos procedimientos de control por pala, tales como el procedimiento 300, facilitan además unas configuraciones en las que el sistema de control es más (o solo es) activo en determinadas condiciones. Por ejemplo, se pueden elegir planificaciones de ganancia para hacer que el sistema de control sea más activo a velocidades de viento más altas en la región III. Cuando funcionan en la región III, las palas de una turbina eólica pueden tener valores de pitch mayores a medida que se incrementa el pitch para descargar el exceso de energía eólica.

[0072] Dada una turbina eólica, una ubicación y un objetivo de control particulares, los valores para escalares umbral, planificaciones de ganancia y otros parámetros del procedimiento 300 se pueden determinar usando simulaciones por ordenador y/o pruebas de una manera similar a la descrita anteriormente para otros procedimientos. Si se incluye la subrutina de control 308, sus parámetros se pueden ajustar usando técnicas convencionales usadas para ajustar el tipo apropiado de subrutina de control en otros tipos de aplicaciones de control de procesos.

[0073] La FIG. 11 es un diagrama de bloques que muestra un algoritmo de control por pala 400 que combina características del algoritmo de control 200 (FIG. 8) y del algoritmo de control 100 (FIG. 5). La etapa 401 es similar a las etapas 101,201 y 301 de los procedimientos de control 100, 200 y 300, respectivamente. En la etapa 401, el controlador 63 recibe valores de datos de sensor (representados como unas variables S4(1) a S4(j)) desde la matriz de sensores 61 y puede multiplicar esos valores por las distancias de longitud radial de sensor para obtener un conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación (representado como unas variables S4^l (1) a S4^L(j)). En otros modos de realización, las distancias de longitud radial se pueden aplicar en otras etapas (por ejemplo, como parte de las etapas 404 y 420, como una etapa separada entre las etapas 404 y 405 y una etapa separada entre las etapas 420 y 421). En la etapa 402, similar a la etapa 202, se aplica una matriz 403 de escalares umbral p4(1) a p4(j) a los valores S4^l (1) a S4^L(j) de la etapa 401 para obtener una matriz de valores de error (representados como variables E41), siendo E41 (1) = S4^l (1) - p4(1),...,E41 (j) = S4^L(j) - p4(j).

[0074] Cada uno de los valores E41 (1) a E41 (j) de la etapa 402 se divide por la densidad del aire p en la etapa 404, sumándose los valores de error ajustados por densidad resultantes (representados como unas variables E41^d (1) a E41 ^D(j)) en la etapa 405 para obtener un valor de error sumado (representado como una variable E41 ^s ). El valor de E41s se puede procesar todavía más mediante una subrutina de control adicional 406 para obtener un valor de señal de salida extrarrevisado (representado como una variable E43). A continuación, se proporciona ese valor E43 a la etapa 430 descrita a continuación.

[0075] Cuando los valores S4^l (1 ) a S4^L(j) se introducen en la etapa 402, esos valores también se dividen por la densidad del aire p en la etapa 420 para obtener un conjunto de valores de sensor ajustados por densidad (representados como unas variables S4^d (1) a S4^D(j)), cuyos valores se suman en la etapa 421 para obtener un valor de señal de error sumado (representado como una variable S4s). Durante cada ciclo del procedimiento 400, y además de los valores de datos recibidos desde la matriz de sensores 61, el controlador 63 recibe un valor para el pitch actual de la pala 20 (representado como una variable p4). El valor p4 se puede filtrar mediante un filtro de paso bajo en la etapa 423. El controlador 63 usa un valor p4 filtrado (representado como una variable P4^f ) en la etapa de conmutación 422 para determinar si se procesa todavía más el valor S4^{s .} Si el valor |34^f no está dentro de uno o más intervalos predeterminados, el valor S4^s no se procesa más. Si el valor P4^f está dentro del uno o más intervalos predeterminados, el valor S4s se procesa todavía más en la etapa 425.

[0076] En la etapa 425, el controlador 63 realiza el filtrado de paso de banda del valor S4^s de una manera similar a la etapa 104 del procedimiento 100. A continuación, se resta un umbral escalar 426 del valor de señal filtrado resultante (representado como una variable S4^f ) en la etapa 427. El resultado es un valor de error (representado como una variable E42). El valor E42 se puede procesar todavía más mediante una subrutina de control adicional 428 para obtener un valor de señal de salida extrarrevisado (representado como una variable E44). A continuación, ese valor E44 se proporciona a la etapa 430.

[0077] Cada una de las subrutinas de control 406 y 428 puede ser una subrutina de control proporcional (P), una subrutina de control proporcional y derivativo (PD), una subrutina de control proporcional e integral (PI), una subrutina de control proporcional, integral y derivativo (PID), una subrutina de control de regulador lineal cuadrático (LQR), una subrutina de control lineal cuadrática gaussiano (LQG), una subrutina de contro1H-infinito u otro tipo de subrutina de control. Las subrutinas de control 406 y 408 no tienen por qué ser el mismo tipo de subrutina de control. En algunos modos de realización, se puede omitir una o ambas de las subrutinas de control 406 y 408.

[0078] En algunos modos de realización, el controlador 63 puede estar configurado para implementar una de un primer conjunto de configuraciones de despliegue en base a la parte del procedimiento 400 que obtiene el valor E43 y para implementar una de un segundo conjunto de configuraciones de despliegue en base a la parte del procedimiento 400 que obtiene el valor E44. Para cualquier conjunto dado de condiciones de carga de pala, la configuración de despliegue correspondiente del primer conjunto puede ser diferente de la configuración de despliegue correspondiente del segundo conjunto. Si se ignorara el valor E44, por ejemplo, la salida de la etapa 430 en el intervalo de posibles valores E43 serían señales de consigna de accionador que implementan una configuración de despliegue del primer conjunto. Por el contrario, si se ignorara el valor E43, la salida de la etapa 430 en el intervalo de posibles valores E44 serían señales de consigna de accionador que implementan una configuración de despliegue del segundo conjunto. Para cualquier conjunto dado de condiciones de carga de pala, la configuración de despliegue correspondiente del primer conjunto puede ser diferente de la configuración de despliegue correspondiente del segundo conjunto. Como parte de la etapa 430, el controlador 63 genera y transmite una o más señales de consigna de accionador que implementan una configuración de despliegue que representa una combinación de los requisitos de las configuraciones de despliegue que se podrían obtener como resultado si los valores E43 y E44 se consideraran por separado.

[0079] En algunos modos de realización, una configuración de despliegue combinada resultante de combinar requisitos de una primera y una segunda configuraciones de despliegue requiere la extensión del elemento deflector de cada unidad deflectora de aire en la medida máxima requerida por cualquiera de la primera y segunda configuraciones de despliegue. Como ejemplo de este tipo de combinación de configuración de despliegue basada en máximo, una primera configuración de despliegue puede formar parte de un patrón de configuración de despliegue de raíz a punta similar al de la FIG. 6A y una segunda configuración de despliegue puede formar parte de un patrón de configuración de despliegue de punta a raíz similar al de la FIG. 6B. La primera configuración de despliegue, que está basada en el valor E43 recibido en un ciclo actual, puede requerir un estado de extensión de 100 % para las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31 (2) y un estado de extensión de cero para todas las demás unidades deflectoras de aire 31. La segunda configuración de despliegue, que está basada en el valor E44 recibido en un ciclo actual, puede requerir un estado de extensión de 100 % para las unidades deflectoras de aire 31 (k-1) y 31 (k) y un estado de extensión de cero para todas las demás unidades deflectoras de aire 31. En una configuración de despliegue combinada, las unidades deflectoras de aire 31 (1), 31 (2), 31 (k-1) y 31 (k) pueden tener un estado de extensión de 100 % y todas las demás unidades deflectoras de aire pueden tener un estado de deflexión de cero.

[0080] Como otro ejemplo de una configuración de despliegue combinada basada en máximo, una primera configuración de despliegue puede formar parte de un patrón de configuración de despliegue similar al de la FIG.

6D y una segunda configuración de despliegue pueden formar parte de un patrón de configuración de despliegue que también es similar al de la FIG. 6D, pero para el cual los elementos deflectores se extienden a velocidades diferentes como respuesta a unos valores crecientes de la señal de entrada Qⁱⁿ. La primera configuración de despliegue puede requerir que un elemento deflector 49 de una unidad deflectora de aire 31 particular se extienda un 40 %. La segunda configuración de despliegue puede requerir que el elemento deflector 49 de esa unidad deflectora de aire 31 se extienda un 70 %. La configuración de despliegue combinada puede requerir que el elemento deflector 49 de esa unidad deflectora de aire 31 se extienda un 70 %.

[0081] De forma alternativa, una configuración de despliegue combinada podría estar basada en el mínimo de los requisitos de dos configuraciones de despliegue. Por ejemplo, una primera configuración de despliegue puede requerir una extensión de 100 % de una unidad deflectora de aire y una segunda configuración de despliegue puede requerir una extensión de cero de esa unidad deflectora de aire. En la configuración de despliegue combinada, esa unidad deflectora de aire puede tener un estado de extensión de cero.

[0082] De forma alternativa, una configuración de despliegue combinada puede estar basada en una suma de requisitos. Por ejemplo, una configuración de despliegue combinada puede requerir que el estado de extensión para una unidad deflectora de aire sea el menor de (i) una suma de las extensiones requeridas por dos configuraciones de despliegue o (ii) la extensión máxima posible (es decir, el 100 % de h).

[0083] En algunos modos de realización, una configuración de despliegue combinada se puede determinar de otra manera más. Por ejemplo, una primera configuración de despliegue puede requerir extender un elemento deflector 49 un 30 % y una segunda configuración de despliegue puede requerir extender ese mismo elemento deflector 49 un 90 %. La configuración de despliegue combinada puede requerir una extensión de ese elemento deflector en una medida (60 %) que representa un promedio de las medidas requeridas por la primera y la segunda configuraciones de despliegue. En otros modos de realización más, se puede usar un procedimiento distinto al simple promediado entre dos medidas de extensión. Solo a modo de ejemplo, el promedio se puede ponderar en base a uno o más factores.

[0084] Los ejemplos anteriores son de configuraciones de despliegue combinadas individualmente. En particular, un estado de extensión para una unidad deflectora de aire particular en una configuración de despliegue combinada de uno de los ejemplos anteriores está basada únicamente en los requisitos de extensión para esa unidad deflectora de aire en las configuraciones de despliegue que se combinan. En algunos modos de realización, se puede determinar una configuración de despliegue combinada basada en grupo. En una combinación basada en grupo, el estado de extensión de una unidad deflectora de aire en la configuración de despliegue combinada está basado en los requisitos de extensión para múltiples unidades deflectoras de aire en las configuraciones de despliegue que se combinan.

[0085] Como ejemplo de combinación basada en grupo, una configuración de despliegue combinada se puede determinar promediando el número de unidades deflectoras de aire que tienen un estado de extensión no cero en la primera configuración de despliegue y el número de unidades deflectoras de aire que tienen un estado de extensión no cero en la segunda configuración de despliegue. En la configuración de despliegue combinada, ese número medio de unidades deflectoras de aire pueden tener, pues, un estado de extensión no cero. Por ejemplo, una primera configuración de despliegue puede requerir que las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31 (2) tengan un estado de extensión de 100 % y que las otras unidades deflectoras de aire tengan un estado de extensión de cero. Una segunda configuración de despliegue puede requerir que las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (4) tengan un estado de extensión de 100 % y que las otras unidades deflectoras de aire tengan un estado de extensión de cero. La configuración de despliegue combinada puede requerir que las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31(3) tengan un estado de extensión de 100 % y que las otras unidades deflectoras de aire tengan un estado de extensión de cero.

[0086] El promediado de las implementaciones de dos configuraciones de despliegue se podría realizar de otras formas. Por ejemplo, una primera configuración de despliegue puede requerir que la unidad deflectora de aire 31 (1) tenga un estado de extensión de 100 %, la unidad deflectora de aire 31 (2) tenga un estado de extensión de 50 % y las unidades deflectoras de aire 31 restantes tengan un estado de extensión de 0 %. Una segunda configuración de despliegue puede requerir que las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (3) tengan un estado de extensión de 100 %, la unidad deflectora de aire 31 (4) tenga un estado de extensión de 30 % y las unidades deflectoras de aire 31 restantes tengan un estado de extensión de 0 %. El porcentaje de extensión total requerido por la primera configuración de despliegue (100 % 50 % = 150 %) y el porcentaje de extensión total requerido por la segunda configuración de despliegue (100 % 100 % 100 % 30 % = 330 %) se podría promediar (240 %) a continuación. La configuración de despliegue combinada podría requerir a continuación el despliegue de unidades deflectoras de aire para obtener ese porcentaje de despliegue promediado, por ejemplo, un estado de extensión de 100 % para las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31 (2), un estado de extensión de 40 % para la unidad deflectora de aire 31 (3), y un estado de extensión de 0 % para las unidades deflectoras de aire 31 restantes.

[0087] Algunos modos de realización pueden incluir variantes de las técnicas de combinación anteriores. Por ejemplo, la primera configuración de despliegue puede extender las unidades deflectoras de aire 31 en un patrón de raíz a punta, y la segunda configuración de despliegue puede extender las unidades deflectoras de aire 31 en un patrón de punta a raíz. La configuración de despliegue combinada puede, pues, extender las unidades deflectoras de aire 31 tanto en un patrón de raíz a punta como en uno de punta a raíz. El porcentaje de despliegue promediado puede estar uniformemente distribuido. Si el ejemplo anterior se modifica de modo que la segunda configuración de despliegue requiere que las unidades deflectoras de aire 31 (k-2) a 31 (k) tengan un estado de extensión de 100 %, la unidad deflectora de aire 31 (k-3) tenga un estado de extensión de 30 % y las unidades deflectoras de aire 31 restantes tengan un estado de extensión de 0 %, una configuración de despliegue combinada puede requerir que las unidades deflectoras de aire 31(1) y 31 (k) tengan un estado de extensión de 100 %, las unidades deflectoras de aire 31 (2) y 31 (k-1) tengan un estado de extensión de 20 %, y las unidades deflectoras de aire 31 restantes tengan un estado de extensión de 0 %. De forma alternativa, la distribución del porcentaje de despliegue promediado se podría ponderar en base a los porcentajes de despliegue total de la primera y la segunda configuración de despliegue. Nuevamente usando el ejemplo en el que la primera configuración de despliegue requiere los estados de extensión de 100 %, 50 %, 0 %,...,0 % para las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k), respectivamente, y en el que la segunda configuración de despliegue requiere los estados de extensión de 0 %,...,30 %, 100 %, 100 %, 100 % para las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k), respectivamente, la configuración de despliegue combinada puede requerir (150/480) * 240 % = 75 % del porcentaje de despliegue promediado asignado a un estado de extensión de 75 % de la unidad deflectora de aire 31(1), (330/480) * 240 % = 165 % del porcentaje de despliegue promediado asignado a un estado de extensión de 100 % de la unidad deflectora de aire 31 (k) y un estado de extensión de 65 % de la unidad deflectora de aire 31 (k-1), y un estado de extensión de 0 % de otras unidades deflectoras de aire 31.

[0088] Lo anterior simplemente representa varios ejemplos. La combinación basada en grupo se puede realizar de otras numerosas maneras en otros modos de realización. En algunos modos de realización, los requisitos de extensión en una configuración de despliegue combinada basada en grupo se pueden determinar sumando los requisitos de las configuraciones de despliegue que se combinan. Por ejemplo, una primera configuración de despliegue puede requerir unos estados de extensión de 100 % para dos unidades deflectoras de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes. Una segunda configuración de despliegue puede requerir unos estados de extensión de 100 % para una unidad deflectora de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes. La configuración de despliegue combinada puede requerir un estado de extensión de 100 % para tres unidades deflectoras de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes. Como solo un ejemplo más, se pueden combinar dos configuraciones de despliegue de modo que el porcentaje de despliegue de la configuración de despliegue combinada es la suma de los porcentajes de despliegue de las dos configuraciones de despliegue que se combinan.

[0089] Las configuraciones de despliegue combinadas basadas en grupo se pueden determinar en base a un máximo de los requisitos de las configuraciones de despliegue que se combinan. Por ejemplo, una primera configuración de despliegue puede requerir unos estados de extensión de 100 % para tres unidades deflectoras de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes. Una segunda configuración de despliegue puede requerir unos estados de extensión de 100 % para dos unidades deflectoras de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes. La configuración de despliegue combinada puede requerir un estado de extensión de 100 % para tres unidades deflectoras de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes. De forma alternativa, se puede determinar una configuración de despliegue combinada basada en grupo en base a un mínimo de los requisitos de las configuraciones de despliegue que se combinan. Usando la primera y la segunda configuraciones de despliegue del ejemplo previo, una configuración de despliegue combinada basada en grupo determinada a partir del mínimo de los dos requisitos puede requerir un estado de extensión de 100 % para dos unidades deflectoras de aire y unos estados de extensión de cero para las unidades deflectoras de aire restantes.

[0090] Las operaciones de la etapa 430 de acuerdo con algunos modos de realización se ilustran en la FIG. 12. Una primera entrada para la etapa 430 es un valor de datos calculado que se ha generado mediante una primera secuencia de operaciones de cálculo en base al menos en parte a unos datos de sensor recibidos y que se representa mediante la variable Q^{a .} En el modo de realización del procedimiento 400, el primer valor de entrada Q^a es el valor E43. Una segunda entrada para la etapa 730 es un valor de datos calculado que se ha generado mediante una segunda secuencia de operaciones de cálculo en base al menos en parte a esos mismos datos de sensor recibidos y que se representa mediante la variable Q^{b .} En el modo de realización del procedimiento 400, el segundo valor de entrada Q^b es el valor E44. Debido a que operaciones tales como las mostradas en la FIG. 12 también se pueden realizar en unos modos de realización usando valores de datos de entrada calculados de maneras diferentes a las usadas para calcular los valores E43 y E44, sin embargo, en la FIG. 12 se usan las variables más genéricas Q^a y Q^b .

[0091] El controlador 63 realiza un primer conjunto de operaciones de conversión en la subetapa 430A para convertir el valor de entrada Q^a en datos que representan una primera configuración de despliegue correspondiente. Las operaciones de la subetapa 430a pueden ser similares a las operaciones descritas en relación con una de las subetapas 107a (FIG. 6A), 107a1 (FIG. 6B), 107a2 (FIG. 6C) o 107a3 (FIG. 6D), o pueden ser otra subetapa que genera datos que representan una configuración de despliegue. Esos datos pueden incluir, por ejemplo, un conjunto de valores Ah^A(1) a Ah^u (k) que representan respectivamente (como porcentajes de h) unos estados de extensión requeridos para las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k) en la primera configuración de despliegue correspondiente. En la subrutina 430b, el controlador 63 puede realizar unas operaciones para convertir el valor de entrada Q^b en datos que representan una segunda configuración de despliegue correspondiente. Las operaciones de la subetapa 430b también pueden ser similares a las operaciones descritas en relación con una de las subetapas 107a, 107a1, 107a2, 107a3, o pueden ser otra subetapa que genera datos que representen una configuración de despliegue. Esos datos de la subrutina 430b pueden incluir, por ejemplo, un conjunto de valores Ahm(1) a Ahm(k) que representan respectivamente (como porcentajes de h) unos estados de extensión para las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k) en la segunda configuración de despliegue correspondiente.

[0092] Después de obtener los valores Ah^A(1) a Ah^A(k) y Ahm(1) a Ahm(k), el controlador 63 puede realizar operaciones de combinación en la subetapa 430c. Las operaciones de la subetapa 430c combinan los requisitos de la primera configuración de despliegue representados por los valores Ah^A(1) a Ah^A(k) y de la segunda configuración de despliegue representados por los valores Ahm(1) a Ahm(k) y facilitan datos que representan una configuración de despliegue combinada. Los datos facilitados en la subetapa 430c pueden ser un conjunto de valores Ah^COMB(1) a Ah^COMB(k) que representan respectivamente (como porcentajes de h) unos estados de extensión para las unidades deflectoras de aire 31(1) a 31 (k) en la configuración de despliegue combinada. Las operaciones de la subetapa 430c pueden determinar la configuración de despliegue combinada usando uno de los procedimientos individuales o basados en grupo descritos anteriormente (por ejemplo, basados en máximos, basados en mínimos, basados en promedio, basado en suma) o de otra manera. En la subetapa 430d, el controlador 63 puede generar señales de consigna de accionador para que una o más unidades deflectoras de aire 31 implementen la configuración de despliegue combinada. Las operaciones de la subetapa 430d pueden ser similares a las de la subetapa 107b (FIGS. 6A a 6D). En algunos modos de realización, la etapa 430 puede incluir una subrutina de límite de velocidad de retracción u otro tipo de subrutina de limitación de despliegue. Al concluir la etapa 430, el controlador 63 puede transmitir las señales de consigna de accionador para implementar la configuración de despliegue combinada.

[0093] Dada una turbina eólica, una ubicación y un objetivo de control particulares, los valores para unos escalares umbral y otros parámetros del procedimiento 400 se pueden determinar usando simulaciones y/o pruebas por ordenador de una turbina eólica real de una manera similar a la analizada anteriormente para otros procedimientos. Si se incluyen las subrutinas de control 406 y 428, los parámetros se pueden ajustar usando técnicas convencionales usadas para ajustar el tipo apropiado de subrutina de control en otros tipos de aplicaciones de control de procesos.

[0094] En algunos modos de realización, los valores para unos escalares p4(1) a p4(j) se pueden elegir de modo que la parte del procedimiento 400 que incluye las etapas 402 a 406 solo es operativa para afectar a la configuración de despliegue en un primer conjunto de condiciones. Fuera de ese primer conjunto de condiciones, por ejemplo, el valor para E43 puede ser demasiado bajo para corresponder a una configuración de despliegue en la que algún elemento deflector está extendido. Ese primer conjunto de condiciones puede corresponder, por ejemplo, al codo de la curva de potencia para una turbina eólica. De manera similar, el intervalo de valores P4f operativos para habilitar la conmutación en la etapa 422 y/o el escalar de umbral 426 se puede elegir de modo que la parte del procedimiento 400 que incluye las etapas 425 a 428 solo es operativa para afectar a la configuración de despliegue en un segundo conjunto de condiciones. Fuera de ese segundo conjunto de condiciones, por ejemplo, el valor para E44 puede ser demasiado bajo para corresponder a una configuración de despliegue en la que algún elemento deflector está extendido. Ese segundo conjunto de condiciones puede corresponder, por ejemplo, a la región III de la curva de potencia para una turbina eólica. En algunos de dichos modos de realización, puede haber poca o ninguna superposición entre el primer conjunto de condiciones y el segundo conjunto de condiciones.

[0095] Además de reducir las cargas de pala causadas por ráfagas de viento, los procedimientos de acuerdo con algunos modos de realización utilizan sistemas deflectores de aire para controlar otras condiciones potencialmente perjudiciales. Un ejemplo de dicha condición es la deflexión de la torre. A medida que se incrementa la velocidad del viento, la torre 9 puede experimentar una deflexión y la turbina eólica 10 puede desplazarse en una dirección de proa a popa en un plano que en general es perpendicular a la torre 9. Si estas deflexiones de torre son excesivas, se pueden producir daños. En algunos modos de realización, un controlador realiza un procedimiento colectivo en el que unas unidades deflectoras de aire de cada una de las palas 20, 23, 26 se controlan colectivamente para disminuir la deflexión de la torre.

[0096] La FIG. 13 es un diagrama de bloques que muestra un controlador 1063 que puede realizar dicho procedimiento colectivo de acuerdo con algunos modos de realización. El controlador 1063 incluye una memoria no transitoria 1064 (similar a la memoria 64 del controlador 63) para almacenar instrucciones y/u otros datos. El controlador 1063 también incluye circuitos lógicos de cálculo 1065 (similares a los circuitos lógicos de cálculo 65 del controlador 63) para realizar cálculos y otras operaciones de unos procedimientos de control colectivo descritos a continuación. Como sucede con el controlador 63 de la FIG. 4 y los controladores que realizan algoritmos de control por pala para las palas 23 y 26, el controlador 1063 se puede implementar usando cualquiera de diversas arquitecturas de hardware (por ejemplo, un ordenador de propósito general, unos ASIC, unas FPGA, etc.). En algunos modos de realización, un único dispositivo de hardware sirve de controlador 63, de controlador 1063 y de controladores para unos procedimientos de control por pala realizados para las palas 23 y 26. En algunos de dichos modos de realización, cada procedimiento de control por pala y cada procedimiento de control colectivo se puede realizar independientemente en uno de múltiples hilos de programa ejecutados en paralelo.

[0097] El controlador 1063 está en comunicación con unas unidades deflectoras de aire 31 de la pala 20, unas unidades deflectoras de aire 34 de la pala 23 y unas unidades deflectoras de aire 37 de la pala 26 a través de rutas de señal separadas. Aunque en la FIG. 13 se representan como líneas individuales, cada una de las rutas de señal entre el controlador 1063 y una unidad deflectora de aire puede incluir múltiples hilos y/o canales inalámbricos.

[0098] El controlador 1063 puede recibir valores de datos que indican una deflexión de la torre 9. Estos datos pueden comprender datos que representan la aceleración de la turbina eólica 10 en las direcciones de proa a popa. Estos datos de aceleración se pueden recibir desde unos acelerómetros localizados en la góndola 12 y/o en la torre 9. Aunque no se muestra en la FIG. 13, el controlador 1063 también puede recibir datos desde los sensores 30 de la pala 20, los sensores 33 de la pala 23 y los sensores 34 de la pala 26. Además, el controlador 1063 puede recibir datos que incluyen un valor para una velocidad de rotación del rotor 11, valores para un pitch de las palas 20, 23 y 26, y un valor para una densidad de aire.

[0099] La FIG. 14 es un diagrama de bloques de un procedimiento colectivo 1100 que el controlador 1063 puede realizar para disminuir la deflexión de la torre. El procedimiento 1100 también es un bucle de retroalimentación. Al principio de un ciclo actual n para el procedimiento 1100, el controlador 1063 recibe datos de aceleración actual indicativos de la aceleración actual de la turbina 10 en la dirección de proa o de popa. Esa aceleración actual se ha medido mientras que los sistemas deflectores de aire de las tres palas tenían una configuración de despliegue actual cada uno. Usando los datos de aceleración actual, el controlador determina una configuración de despliegue colectiva actualizada. Como se usa en el presente documento, una "configuración de despliegue colectiva" representa unas configuraciones de despliegue de grupos de unidades deflectoras de aire en todas las palas. En algunos modos de realización, una configuración de despliegue colectiva en el procedimiento 1100 es una configuración de despliegue colectiva en la que las configuraciones de despliegue para los sistemas deflectores de aire de las palas son todas iguales. Al concluir el ciclo actual n, el controlador 1063 puede generar y transmitir señales de consigna a una o más unidades deflectoras de aire de cada pala para implementar la configuración de despliegue colectiva actualizada. El siguiente ciclo n + 1 empieza cuando el controlador recibe datos de aceleración indicativos de la aceleración después de que se ha implementado la configuración de despliegue colectiva actualizada.

[0100] Como se observa en la FIG. 14, un ciclo del procedimiento 1100 empieza con la recepción de datos de aceleración (representados como una variable a11). En algunos modos de realización, el valor a11 se puede obtener a partir de uno o más acelerómetros localizados en la góndola 12 y/o en la torre 9. En otros modos de realización, el valor a11 puede ser una estimación de una aceleración obtenida a partir de los datos de los sensores 30, 33 y 36 de la pala 20, 23 y 26, respectivamente. Se puede hacer pasar el valor a11 a través de un filtro de muesca o de paso de banda en la etapa 1101 para reducir el ruido y enfocar la operación del procedimiento 1100 en un intervalo de frecuencia particular (si se usa un filtro de paso de banda) o eliminar una frecuencia particular (si se usa un filtro de muesca). En algunos modos de realización, la etapa 1101 se puede omitir.

[0101] El valor de aceleración filtrado facilitado en la etapa 1101, representado como una variable a11^F, se integra en el tiempo en la etapa 1102. Se aplica una ganancia de velocidad proporcional K11^pv a la salida integrada de la etapa 1102 (representada como una variable v11) en la etapa 1103, dando como resultado un valor con ajuste de ganancia representado como una variable v11^{g .} El valor a11^F también se ajusta mediante una ganancia de aceleración proporcional K11^pa para obtener un valor con ajuste de ganancia (representado como una variable a11^G) en la etapa 1104. Los valores v11^g y a11^G se suman en la etapa 1105 para obtener un valor de error (representado como una variable E11). En una etapa de límite de banda muerta 1106, el controlador 1063 puede determinar si el valor E11 es suficientemente grande para justificar la acción. La salida de la etapa 1106, representada como una variable E11^t , se puede establecer en cero si el valor E11 no es suficientemente grande y, de lo contrario, establecer en el valor E11. El valor E11^t se puede filtrar en la etapa 1107 (por ejemplo, usando un filtro de paso de banda o de paso bajo). La salida de la etapa 1107 (representada como una variable E11^f ) es, pues, la entrada para la etapa 1108.

[0102] En la etapa 1108, el controlador 1063 puede generar y transmitir consignas a una o más unidades deflectoras de aire de cada pala para implementar una configuración de despliegue colectiva que corresponde al valor introducido en la etapa 1108. En algunos modos de realización del procedimiento 1100, las unidades deflectoras de aire de cada pala se pueden afectar de la misma manera. Al concluir un ciclo del procedimiento 1100, el resultado puede ser una configuración de despliegue colectiva actualizada en la que una configuración de despliegue de pala actualizada 20, una configuración de despliegue de pala actualizada 23 y una configuración de despliegue de pala actualizada 26 son iguales. En al menos algunos de dichos modos de realización, las operaciones de la etapa 1108 pueden ser similares a las de la etapa 107, aunque también se generan señales de consigna de accionador para las palas 23 y 26.

[0103] Dada una turbina eólica, una ubicación y unos límites particulares definidos para el movimiento de la torre, los parámetros del procedimiento 1100 se pueden determinar usando simulaciones y/o pruebas por ordenador de una turbina eólica real de una manera similar a la analizada anteriormente en relación con los procedimientos de control por pala, pero centrándose en el movimiento de la torre en lugar de (o además de) la carga de la pala.

[0104] En algunos modos de realización, un procedimiento de control colectivo como el procedimiento 1100 u otro procedimiento de control colectivo se puede combinar con múltiples instancias de un procedimiento de control por pala como cualquiera de los procedimientos 100, 200, 300, 400, 1500 o 1600. En algunos de dichos modos de realización, los valores de datos del procedimiento por pala a partir de los cuales se generan las consignas de accionador y los valores de datos del procedimiento colectivo a partir de los cuales se generan las consignas del accionador se pueden introducir en una etapa de generación y transmisión de consignas de accionamiento colectivos/por pala. Esa etapa de generación y transmisión de consignas de accionamiento colectivos/por pala puede determinar a continuación una configuración de despliegue colectiva combinada en base a unos requisitos de configuraciones de despliegue por pala especificados por los procedimientos y requisitos por pala de una configuración de despliegue colectiva especificados por el procedimiento colectivo. La configuración de despliegue combinada colectiva puede requerir que las unidades deflectoras de aire de cada pala se accionen de formas no idénticas.

[0105] La FIG. 15 ilustra el funcionamiento de una etapa de generación y transmisión de consignas de accionamiento colectivo por pala 1199 de acuerdo con algunos modos de realización. Un único controlador puede ejecutar la etapa 1199. Ese controlador puede ser uno de los controladores que ejecutan uno de los procedimientos por pala, el controlador que ejecuta el procedimiento colectivo o un controlador separado.

[0106] Las operaciones de la etapa 1199 son similares a las descritas en relación con la etapa 430 de la FIG. 12, excepto en que se determina una configuración de despliegue combinada colectiva que afecta a todas las palas. Una primera entrada para la etapa 1199 es un valor de datos calculado en un procedimiento de control de pala colectivo representado por la variable Q^{c o l} . El valor Q^{c o l} se calcula mediante un procedimiento de control colectivo y corresponde a una de un conjunto de configuraciones de despliegue colectivas que el controlador está configurado para implementar, como parte de ese procedimiento de control colectivo, si se ignoran las configuraciones de despliegue de los procedimientos de control por pala. Los ejemplos de valor QB^{c o l} incluyen un valor E11^f en el procedimiento 1100, un valor similar de otro procedimiento que aborda el movimiento de la torre (por ejemplo, unos modos de realización del procedimiento 1100 en los que se omiten una o más de las etapas 1101, 1106 y 1107), o un valor de algún otro procedimiento de control colectivo. Las otras entradas para la etapa 1199 son valores de datos calculados representados por las variables Q^{p b 1}, Q^{p b2} y Q^{p b 3}. Cada uno de los valores Q^{p b 1}, Q^{p b 2} y Q^{p b3} se calcula mediante un procedimiento de control por pala para una de tres palas, ejecutándose cada uno de esos procedimientos por pala en paralelo con unos procedimientos por pala similares para las otras dos palas. Cada uno de los valores Q^{p b 1}, Q^pb2 y Q^pb3 corresponde a una de un conjunto de configuraciones de despliegue que el controlador por pala respectivo está configurado para implementar, como parte de ese procedimiento de control por pala, si se ignora una configuración de despliegue colectiva de un procedimiento de control colectivo. Los ejemplos de valor Q^{p b 1}, Q^{p b 2} o Q^pb3 incluyen un valor E1' en el procedimiento 100, un valor E21 en el procedimiento 200, un valor E31 en el procedimiento 300, un valor E15^f en el procedimiento 1500 y un valor E161 en el procedimiento 1600.

[0107] En la subetapa 1199a, el controlador realiza un conjunto de operaciones para convertir el valor Q^{c o l} en datos que representan una configuración de despliegue colectiva. Esos datos pueden incluir unos valores Ah^{cB 1}(1) a Ah^cB1(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) de una primera pala, unos valores Ah^cB2(1) a Ah^cB2(k) respectivamente que representan unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) de una segunda pala, y unos valores Ah^cB3(1) a Ah^cB1(k) respectivamente que representan unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) de una tercera pala. Los subíndices "CB1", "CB2" y "CB3" indican respectivamente las partes de la configuración de despliegue colectiva aplicables a las palas 1, 2 y 3. Las operaciones de la subetapa 1199a pueden ser similares a las operaciones descritas en relación con una de las subetapas 107a, 107a1, 107a2, 107a3, o pueden ser otra subetapa que genera datos que representan una configuración de despliegue, pero realizada para todas las palas.

[0108] Para cada uno de los valores Q^{p b 1}, Q^{p b2} y Q^{p b 3}, el controlador realiza operaciones similares a las descritas en relación con las subetapas 430a y 430b en la etapa 430 (FIG. 12). En la etapa 1199b, el controlador convierte el valor Q^{p b 1} en datos que representan una configuración de despliegue para una pala 1. Esos datos pueden incluir unos valores Ah^pB1(1) a Ah^pB1(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) de la primera pala. En la etapa 1199d, el controlador convierte el valor Q^{p b2} en datos que representan una configuración de despliegue para una pala 2, pudiendo incluir dichos datos unos valores Ah^pB2(1) a Ah^pB2(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1)(k) de la segunda pala. En la etapa 1199f, el controlador convierte el valor Q^{p b3} en datos que representan una configuración de despliegue para una pala 3, pudiendo incluir dichos datos unos valores Ah^FB3(1) a Ah^FB3(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) de la tercera pala.

[0109] En la subetapa 1199c, el controlador recibe los datos facilitados en la subetapa 1199b (por ejemplo, los valores Ah^pB1(1) a Ah^pB1(k)) y la parte de los datos facilitados en la subetapa 1199a aplicable a la primera pala (por ejemplo, los valores Ah^{cB 1}(1) a Ah^cB1(k)) y realiza operaciones de combinación similares a las descritas en relación con la FIG. 12. En particular, el controlador determina un despliegue combinado en base a los requisitos de las configuraciones de despliegue representadas por los valores recibidos y facilita datos que representan esa configuración de despliegue combinada para la primera pala. Los datos facilitados pueden incluir, por ejemplo, un conjunto de valores Ah^cOMB1(1) a Ah^cOMB1(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) en la configuración de despliegue combinada para la primera pala.

[0110] El controlador puede realizar operaciones similares en las subetapas 1199e y 1199g. En la subetapa 1199e, el controlador recibe los datos facilitados en la subetapa 1199d (por ejemplo, unos valores Ah^pB2(1) a Ah^pB2(k)) y la parte de los datos facilitados en la subetapa 1199a aplicable a la segunda pala (por ejemplo, unos valores Ah^cB2(1) a Ah^cB2(k)), realiza operaciones de combinación similares a las descritas en relación con la FIG.

12, y facilita datos que representan una configuración de despliegue combinada para la segunda pala. Los datos facilitados pueden incluir, por ejemplo, un conjunto de valores Ah^cOMB2(1) a Ah^cOMB2(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) en la configuración de despliegue combinada para la segunda pala. En la subetapa 1199g, el controlador recibe los datos facilitados en la subetapa 1199f (por ejemplo, unos valores Ah^pB3(1) a Ah^pB3(k)) y la parte de los datos facilitados en la subetapa 1199a aplicable a la tercera pala (por ejemplo, unos valores Ah^cB3(1) a Ah^cB3(k)), realiza operaciones de combinación similares a las descritas en relación con la FIG. 12, y facilita datos que representan una configuración de despliegue combinada para la tercera pala. Los datos facilitados pueden incluir, por ejemplo, un conjunto de valores Ah^cOMB3(1) a Ah^cOMB3(k) que representan respectivamente unos porcentajes de estado de extensión para unas unidades deflectoras de aire (1) a (k) en la configuración de despliegue combinada para la tercera pala.

[0111] Los datos facilitados en las subetapas 1199c, 1199e y 1199g representan la configuración de despliegue combinada colectiva. En las subetapas 1199h, 1199i y 1199j, el controlador puede generar señales de consigna de accionamiento para una o más de las unidades deflectoras de aire de cada pala para implementar la configuración de despliegue combinada colectiva. Las operaciones de las subetapas 1199h, 1199i y 1199j pueden ser similares a las de las subetapas 107b (FIGS. 6A a 6D) y 430d (FIG. 12). En algunos modos de realización, la etapa 1199 puede incluir una subrutina de límite de velocidad de retracción u otra subrutina de limitación de despliegue. Al concluir la etapa 1199, el controlador puede transmitir las señales de consigna de accionador a las palas.

[0112] En otros modos de realización, las operaciones de la etapa 1199 se pueden modificar para aceptar datos de un procedimiento por pala tal como el procedimiento 400. Por ejemplo, la entrada Q^{p b 1} se podría reemplazar por unas entradas Q^{p b 1a} y Q^{p b 1b} . El valor de Q^{p b 1a} podría ser un valor similar al valor Q^a de la FIG. 12, y el valor Q^{p b 1b} podría ser un valor similar al valor Q^b de la FIG. 12. Las operaciones de la subetapa 1199b podrían incluir operaciones similares a las operaciones de las subetapas 430a, 430b y 430c de la FIG. 12. Se podrían hacer modificaciones similares con respecto a la entrada Q^{p b2,} la subetapa 1199d, la entrada Q^pb3, y la subetapa 1199f.

[0113] La velocidad del rotor es otra condición que se puede controlar utilizando unidades deflectoras de aire. En algunos modos de realización, un controlador realiza un procedimiento en el que unas unidades deflectoras de aire de cada una de las palas 20, 23, 26 se controlan colectivamente para ayudar a reducir la velocidad a la que gira el rotor 11. El controlador que realiza dicho procedimiento puede ser el controlador 1063 (FIG. 13) o puede ser un controlador separado similar al controlador 1063. En algunos modos de realización, un procedimiento colectivo para controlar unidades deflectoras de aire como respuesta a una velocidad de rotor se puede ejecutar en paralelo con un procedimiento colectivo para controlar unidades deflectoras de aire como respuesta a un movimiento de torre y/o con uno o más de otros procedimientos de control colectivo. Dichos procedimientos paralelos podrían adoptar la forma de hilos de programación separados e independientes que se ejecutan en un único dispositivo de hardware o que múltiples dispositivos de hardware podrían ejecutar.

[0114] La FIG. 16 es un diagrama de bloques de un procedimiento colectivo 1200 que un controlador puede realizar para controlar la velocidad del rotor. El procedimiento 1200 también es un bucle de control de retroalimentación. Al principio de un ciclo actual n para el procedimiento 1200, el controlador recibe datos de velocidad de rotor actuales indicativos de la velocidad de rotación actual del rotor 11. Esa velocidad de rotor actual se mide mientras que cada uno de los sistemas deflectores de aire de las tres palas tiene una configuración de despliegue actual. Usando los datos de velocidad de rotor actual, el controlador determina una configuración de despliegue colectiva actualizada para las palas del rotor. Al concluir el ciclo actual n, el controlador puede generar y transmitir señales de consigna a una o más de las unidades deflectoras de aire de cada pala para implementar la configuración de despliegue colectiva actualizada. El siguiente ciclo n + 1 empieza cuando el controlador recibe datos de velocidad de rotor indicativos de la velocidad del rotor después de que se ha implementado la configuración de despliegue colectiva actualizada.

[0115] Como se observa en la FIG. 16, un ciclo del procedimiento 1200 empieza con una recepción de datos de velocidad de rotor (representados como una variable w12). En algunos modos de realización, el valor w12 se puede recibir desde un tacómetro acoplado al eje del rotor. La velocidad del rotor se puede estimar también o de forma alternativa a partir de datos de sensor tales como los datos de los sensores 30. Se puede hacer pasar el valor w12 a través de un filtro de paso bajo en la etapa 1201 para reducir el ruido del sensor y evitar o limitar la respuesta a las variaciones de alta frecuencia en la velocidad del rotor. En algunos modos de realización, la etapa 1201 se puede omitir.

[0116] El valor de velocidad de rotor filtrado facilitado en la etapa 1201 se representa como una variable w12^{f .} En la etapa 1203, se aplica un escalar de umbral 1202 al valor w12^{f .} En particular, el umbral escalar 1202 se resta del valor w12^f para obtener un valor de error (representado como una variable E12). El umbral escalar 1202 puede ser la velocidad nominal de la turbina 10.

[0117] En el bloque 1204, se pueden realizar operaciones adicionales en la señal de error de la etapa 1203 para obtener un valor de señal de salida extrarrevisado (representado como una variable E121). Esas etapas adicionales pueden incluir una subrutina de control proporcional (P), una subrutina de control proporcional y derivativo (PD), una subrutina de control proporcional e integral (PI), una subrutina de control proporcional, integral y derivativo (PID), una subrutina de control un regulador lineal cuadrático (LQR), una subrutina de control lineal cuadrático gaussiano (LQG), una subrutina de control H-infinito u otro tipo de subrutina de control. En algunos modos de realización, las etapas adicionales del bloque 1204 se pueden omitir.

[0118] En algunos modos de realización del procedimiento 1200, el controlador también recibe un valor para el pitch de palas medio (representado como una variable p12) en un ciclo del procedimiento 1200. En unos modos de realización en los que las palas del rotor 11 se pitchean colectivamente, el valor p12 puede ser el pitch colectivo. En la etapa 1205, opcionalmente se puede realizar un filtrado de paso bajo del valor p 12 para reducir el ruido e impedir o limitar la respuesta a variaciones de alta frecuencia en el pitch de palas. La salida filtrada (representada como una variable p12^f), o el valor p 12 si la etapa 1205 se omite, también se puede recibir como una entrada para el bloque 1204. El p 12^f se puede usar, por ejemplo, como un índice para seleccionar uno o más valores de ganancia de una o más planificaciones de ganancia. Esa planificación de ganancia puede comprender una tabla de consulta, unos cálculos o una combinación de una tabla de consulta y unos cálculos. En algunos modos de realización, la entrada para esa planificación de ganancia puede ser una entrada diferente que es representativa de una condición de funcionamiento de la turbina. Como se ha indicado previamente, los ejemplos de dichas entradas incluyen, sin limitación, unos valores basados al menos en parte en una velocidad de rotor y unos valores basados al menos en parte en una velocidad de viento.

[0119] El valor E121 se introduce en la etapa 1206. En la etapa 1206, el controlador puede generar y transmitir consignas a una o más unidades deflectoras de aire de cada pala para implementar unas configuraciones de despliegue que corresponden a los valores introducidos en la etapa 1206. Debido a que el procedimiento 1200 es un procedimiento de control colectivo, en al menos algunos modos de realización, las unidades deflectoras de aire de cada pala se pueden afectar de la misma manera. Las operaciones de la etapa 1206 pueden ser similares a las de la etapa 107 descritas en relación con las FIGS. 6A a 6D, pero realizadas para todas las palas en lugar de para una única pala. Al concluir un ciclo de procedimiento 1200, el resultado es una configuración de despliegue actualizada colectiva en la que una configuración de despliegue de pala actualizada 20, una configuración de despliegue de pala actualizada 23 y una configuración de despliegue de pala actualizada 26 son iguales.

[0120] Dada una turbina eólica, una ubicación y una velocidad de rotor nominal particulares, los parámetros del procedimiento 1200 se pueden determinar usando simulaciones y/o unas pruebas por ordenador de una turbina eólica real de una manera similar a la analizada en relación con los procedimientos de control por pala, pero centrada en una velocidad de rotor en lugar de, o además de, una carga de pala. Si se incluye la subrutina de control 1204, los parámetros se pueden ajustar usando técnicas convencionales para ajustar el tipo apropiado de subrutina de control en otros tipos de aplicaciones de control de procesos.

[0121] En algunos modos de realización, un procedimiento tal como el procedimiento 1200 se puede realizar junto con un procedimiento de control de velocidad de rotor convencional que funciona ajustando pitches de palas. Las unidades deflectoras de aire se pueden accionar más rápidamente que un accionador de pitch de palas. En consecuencia, el uso del procedimiento 1200 junto con un procedimiento de control de velocidad de rotor convencional permite una mayor regulación de la velocidad y reduce el desgaste en los accionadores de pitch.

[0122] Como sucede con los procedimientos de control de movimiento de torre tales como el procedimiento 1100, un procedimiento de regulación de velocidad de rotor colectivo tal como el procedimiento 1200 se puede usar en paralelo con unos procedimientos de control por pala. La FIG. 17 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de dicha combinación. En la parte de la FIG. 17 de debajo de la línea discontinua hay un diagrama de bloques para un procedimiento de regulación de velocidad de rotor 1300. Las etapas 1301 a 1305 son similares a las etapas 1201 a 1205 del procedimiento 1200. La salida del bloque 1304, representada por la variable Q^{c o l} , se introduce en una etapa 1399. La etapa 1399 puede ser similar a la etapa 1199 descrita en relación con la FIG. 15. En la parte de la FIG. 17 de encima de la línea discontinua hay un diagrama de bloques de un procedimiento de control por pala 1400 que un controlador realiza para una primera pala. Las etapas 1401 a 1408 del procedimiento 1400 pueden ser similares a las etapas 301 a 308 del procedimiento 300 (FIG. 9). La salida del bloque 1408, representada por una variable Q^{p b 1}, se introduce en la etapa 1399. Las otras entradas para la etapa 1399 se representan mediante unas variables Q^PB2 y Q^PB3. Una parte de un segundo procedimiento por pala similar al bloque 1408 del procedimiento 1400 facilita el valor Q^pb2. El segundo procedimiento por pala es similar al procedimiento 1400 y se realiza en paralelo con, e independientemente de, el procedimiento 1400. Una parte de un tercer procedimiento por pala similar al bloque 1408 del procedimiento 1400 facilita el valor Q^{p b3}. El tercer procedimiento por pala también es similar al procedimiento 1400 y se realiza en paralelo con, e independientemente de, el procedimiento 1400 y el segundo procedimiento por pala.

[0123] Unos modos de realización adicionales pueden incluir numerosas características además de, o como alternativa a, las características de los modos de realización descritos hasta ahora. Diversas etapas de los procedimientos descritos anteriormente se pueden redisponer u omitir. Los modos de realización incluyen combinaciones adicionales de los procedimientos descritos anteriormente. Solo a modo de ejemplo, unos procedimientos similares al procedimiento 400 pueden combinar otros tipos de algoritmos por pala (por ejemplo, un procedimiento similar al procedimiento 100 se puede combinar con un procedimiento similar al procedimiento 300). Los modos de realización también incluyen combinaciones adicionales de un procedimiento de control colectivo y procedimientos de control por pala. Solo a modo de ejemplo, un procedimiento colectivo tal como el procedimiento 1100 o el procedimiento 1200 se podría combinar con múltiples instancias que se ejecutan en paralelo del procedimiento de control por pala 100, 200, 300, 400, 1500 o 1600.

[0124] En algunos modos de realización, los valores de datos de sensor pueden no ajustarse en base a las ubicaciones de pala radiales de cada sensor. En su lugar, se puede suponer una única ubicación de carga media, por ejemplo, en base a un promedio de unos centros de área de las curvas de carga en una pala en diversos intervalos de condiciones. Los valores para los parámetros de procedimiento se pueden seleccionar entonces en base a la ubicación de carga media supuesta.

[0125] En algunos modos de realización, una pala de turbina eólica puede incluir unos tipos de unidades deflectoras de aire en lugar de, o además de, unidades deflectoras de aire tales como las descritas en relación con la FIG. 3A. Otros tipos de unidades deflectoras de aire pueden incluir flaps de borde de salida similares a las flaps que se encuentran en las alas de los aviones, unidades configuradas para liberar una ráfaga de aire a alta presión en el flujo de aire sobre la superficie de una pala para alterar ese flujo, y otros tipos de dispositivos de control de carga aerodinámica activos. Los procedimientos de control tales como los descritos en el presente documento se pueden adaptar fácilmente para su uso en relación con dichos otros tipos de unidades deflectoras de aire. En los modos de realización que utilizan flaps, las consignas de accionador de un controlador pueden implementar el despliegue incrementando o disminuyendo el ángulo de la aleta. En algunos de dichos modos de realización, un controlador puede estar configurado para implementar configuraciones de despliegue de flaps en las que cada una de una o más flaps está completamente desplegada (ángulo de aleta máximo) o tiene un despliegue de cero (ángulo de aleta de cero). En los modos de realización que utilizan liberación de aire a alta presión, las consignas de accionador de un controlador pueden implementar el despliegue abriendo o cerrando válvulas solenoides para liberar o detener la liberación de aire. En algunos de dichos modos de realización, un controlador puede estar configurado para implementar configuraciones de despliegue de aire a alta presión en las que cada una de una o más puertas de liberación de aire está completamente desplegada (abierta) o tiene un despliegue de cero (cerrada).

[0126] En algunos modos de realización, una pala de turbina eólica puede incluir unos tipos de sensores en lugar de, o además de, unos sensores de presión diferencial tales como los descritos en relación con la FIG. 3B. Para medir la carga de la pala, y como se indica anteriormente, dichos sensores pueden incluir, por ejemplo, galgas extensométricas y sensores de deflexión de punta. Para medir el movimiento de la torre, dichos sensores pueden incluir, por ejemplo, sensores de monitorización de la posición de la torre y/o la góndola. Para medir la velocidad del rotor, dichos sensores pueden incluir, por ejemplo, sensores que detectan ópticamente las palas que pasan por un punto particular en la rotación del rotor. Los procedimientos de control tales como los descritos en el presente documento se pueden adaptar fácilmente para su uso en relación con dichos otros tipos de sensores.

[0127] En algunos modos de realización, el procedimiento 1100 (FIG. 14) se puede adaptar para funcionar como un procedimiento de control por pala para disminuir la deflexión de la pala. La FIG. 18 es un diagrama de bloques de un procedimiento por pala 1500 de acuerdo con algunos de dichos modos de realización. Las etapas 1501 a 1507 son similares a las etapas 1101 a 1107 del procedimiento 1100. En el procedimiento 1500, sin embargo, un ciclo empieza con una recepción de datos de aceleración (representados por una variable a15) indicativos de la aceleración una punta de pala en una dirección fuera del plano de rotación del rotor. Un sensor de deflexión de punta u otro tipo de sensor pueden proporcionar el valor a15. Una señal filtrada basada en el valor a15, representada en la FIG. 18 por la variable a15^F, se introduce en las etapas 1502 y 1504. La etapa 1508 es similar a la etapa 1108 del procedimiento 1100, excepto en que las consignas de accionamiento solo se generan para una o más unidades deflectoras de aire de una sola pala en la etapa 1508. Los parámetros del procedimiento 1500 se pueden determinar usando simulaciones y/o pruebas por ordenador de una turbina eólica real de una manera similar a la analizada anteriormente en relación con otros procedimientos de control por pala, pero centrándose en la deflexión de la pala en lugar de (o además de) la carga de pala. También se pueden realizar procedimientos similares al procedimiento 1500 en paralelo para cada una de las otras palas de un rotor.

[0128] En algunos modos de realización, se puede usar una planificación de ganancia junto con otros parámetros. La FIG. 19 es un diagrama de bloques de un procedimiento de control por pala 1600 de acuerdo con algunos de dichos modos de realización. Las etapas 1601 a 1606, 1650 y 1607 son respectivamente similares a las etapas 101 a 106, 150 y 107 del procedimiento 100 (FIG. 5). En el procedimiento 1600, el controlador 63 recibe unos valores de datos de sensor (representados como unas variables S16(1) a S16(j)) desde la matriz de sensores 61. Como parte de la etapa 1601, el controlador 63 puede multiplicar los valores S16(1) a S16(j) por las distancias de longitud radial asociadas respectivamente con los sensores 30(1) a 30(j). La salida de la etapa 1601 puede ser un conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación (representados como unas variables S1^l (1) a S1^L(j)). En otros modos de realización, las distancias de longitud radial se pueden aplicar en otras etapas. En la etapa 1602, el controlador 63 divide cada uno de los valores de S16^l (1 ) a S16^L(j) por p, la densidad de aire medida. En la etapa 1603, el controlador 63 suma la matriz de valores de sensor ajustados por densidad facilitados en la etapa 1602 (representados como una variable S16^d (1) a S16^D(j)) y obtiene un valor de señal sumado (representado como una variable SS16). Se puede realizar un filtrado de paso de banda del valor SS16 en la etapa 1604 para obtener un valor de señal sumado y filtrado (representado como una variable SS16^f).

[0129] De manera similar al procedimiento 100, se resta un valor del valor SS16^f en la etapa 1605. Sin embargo, a diferencia del procedimiento 100, ese valor (representado como una variable 1606^g ) es un escalar de umbral que se ajusta en primer lugar en una etapa de planificación de ganancia 1620. La etapa 1620 recibe un umbral escalar 1606 y una entrada representada por una variable H16. El valor H16 puede ser una entrada que es representativa de la condición de funcionamiento de la turbina 10. Los ejemplos de dichas entradas incluyen, sin limitación, unos valores basados al menos en parte en el pitch de las palas, unos valores basados al menos en parte en una velocidad del rotor y unos valores basados al menos en parte en una velocidad de viento. La etapa 1620 puede funcionar de manera similar a otras etapas de planificación de ganancia descritas anteriormente y puede seleccionar una ganancia, en base a un valor H16, usando una tabla de consulta, un cálculo o una combinación de los mismos.

[0130] Dada una turbina eólica, una ubicación y un objetivo de control particulares, los valores para unos parámetros del procedimiento 1600 se pueden determinar usando simulaciones y/o pruebas por ordenador de una manera similar a la descrita anteriormente para otros procedimientos. Si se incluye la subrutina de control 1650, sus parámetros se pueden ajustar usando técnicas convencionales usadas para ajustar el tipo apropiado de subrutina de control en otros tipos de aplicaciones de control de procesos.

[0131] Además de unos procedimientos tales como los que se describen anteriormente, los modos de realización incluyen uno o más medios no transitorios legibles por máquina que almacenan instrucciones ejecutables por máquina que, cuando se ejecutan, hacen que uno o más controladores realicen una o más operaciones de uno o más procedimientos descritos en el presente documento. Los modos de realización también incluyen un controlador (o múltiples controladores) que comprenden una memoria no transitoria y unos circuitos lógicos de cálculo, y en los que la memoria no transitoria y los circuitos lógicos de cálculo están configurados para ejecutar instrucciones almacenadas en la memoria y que, cuando se ejecutan, hacen que el uno o más controladores realicen una o más operaciones de uno o más procedimientos descritos en el presente documento.

[0132] Como se usa en el presente documento, un segundo valor de datos está basado al menos en parte en un primer valor de datos si el primer valor de datos contribuye a determinar el segundo valor de datos, y cambiar el primer valor de datos cambiaría el segundo valor de datos. En algunos casos, un segundo valor de datos basado al menos en parte en un primer valor de datos puede ser igual al primer valor de datos. En otros casos, el primer y el segundo valores de datos pueden ser diferentes, por ejemplo, el primer valor de datos se puede usar para calcular un tercer valor de datos, y el tercer valor de datos se usa a continuación para calcular el segundo valor de datos.

[0133] La descripción anterior de los modos de realización se ha presentado con propósitos de ilustración y descripción. La descripción anterior no pretende ser exhaustiva ni limitar los modos de realización a la forma precisa descrita o mencionada explícitamente en el presente documento. Las modificaciones y variantes son posibles a la luz de las enseñanzas anteriores o se pueden conseguir mediante la puesta en práctica de diversos modos de realización. Los modos de realización analizados en el presente documento se han elegido y descrito para explicar los principios y la naturaleza de diversos modos de realización y su aplicación práctica para permitir que un experto en la técnica realice y use estos y otros modos de realización con diversas modificaciones para adaptarlos al uso particular contemplado.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento que comprende:

recibir (401) datos de sensor indicativos de una condición de carga actual de una pala (20, 23, 26) de un rotor de turbina eólica en rotación (11), en el que

la pala está acoplada a un buje del rotor de turbina eólica mediante un accionador de pitch convencional e incluye una pluralidad de unidades deflectoras de aire (31,34, 37), incluyendo cada una de las unidades deflectoras de aire un elemento deflector (49) extensible dentro de y retractable de un flujo de aire sobre la pala, y teniendo la pluralidad de unidades deflectoras de aire una configuración de despliegue actual, e

incluyendo la pala una matriz de sensores (61) y comprendiendo los datos de sensor unos valores de datos de sensor (S4(1) - S4(j)) recibidos desde la matriz de sensores (61);

obtener una matriz de valores de error (E41 (1) - E41 (j)) restando (402) una matriz de escalares umbral (p4(1) - p4(j)) de un conjunto correspondiente de valores de datos de sensor ajustados por ubicación (S4^l (1) - s 4^l (j)), comprendiendo cada uno del conjunto de valores de datos de sensor ajustados por ubicación un valor basado al menos en parte en uno diferente de los valores de datos de sensor (S4(1) - S4(j)); caracterizado por

sumar (405) unos valores de error ajustados por densidad (E41 ^d (1 ) - E41 ^D(j)) en base al menos en parte a la matriz de valores de error para obtener un valor de error sumado (E41 s);

sumar (421) un conjunto de valores de sensor ajustados por densidad (S4^d (1 ) - S4^d (J)) en base al menos en parte a los valores de datos de sensor (S4(1) - S4(j)) para obtener un valor de señal de error sumado (S4s);

recibir un valor (p4) para el pitch actual de la pala;

determinar (422) si el valor de señal de error sumado (S4s) se procesa todavía más, utilizando un valor p4 filtrado (P4^f) en base al menos en parte al valor (p4) para el pitch actual de la pala;

restar (427) un escalar de umbral (426) de un valor de señal filtrado (S4^f ) en base al menos en parte al valor de señal de error sumado (S4s), y obtener un valor de error (E42);

determinar (430a) una primera configuración de despliegue (Ah^A(1) - Ah^A(k)) para las unidades deflectoras de aire en base al menos en parte al valor de error sumado (E41s), determinar (430b) una segunda configuración de despliegue (Ah^B(1) - Ahm(k)) para las unidades deflectoras de aire en base al menos en parte al valor de señal de error sumado (S4s), y determinar (403c) una configuración de despliegue combinada (Ah^{coM B}(1) - Ah^{coM B}(k)) para las unidades deflectoras de aire en base a la primera configuración de despliegue y la segunda configuración de despliegue;

generar (430d) unas señales de consigna de accionador para al menos una de las unidades deflectoras de aire para implementar la configuración de despliegue combinada; y

transmitir las señales de consigna de accionador.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además

aplicar una primera subrutina de control adicional (406) al valor de error sumado (E41s) para obtener un primer valor de señal de salida extrarrevisado (E43) en base al menos en parte al valor de error sumado; y

la primera configuración de despliegue se obtiene a partir de una operación de conversión (430a) realizada en el primer valor de señal de salida extrarrevisado (E43).

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que la primera subrutina de control adicional (406) aplicada al valor de error sumado (E41s) es una de una subrutina de control proporcional, una subrutina de control proporcional y derivativo, una subrutina de control proporcional e integral, una subrutina de control proporcional, integral y derivativo, una subrutina de control de regulador lineal cuadrático, una subrutina de control lineal cuadrático gaussiano, una subrutina de control H-infinito.

4. El procedimiento de una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 3, que comprende además

aplicar una segunda subrutina de control adicional (428) al valor de error (E42) para obtener un segundo valor de señal de salida extrarrevisado (E44) en base al menos en parte al valor de error (E42); y

la segunda configuración de despliegue se obtiene a partir de una operación de conversión (430b) realizada en el segundo valor de señal de salida extrarrevisado (E44).

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la segunda subrutina de control adicional (428) aplicada al valor de error (E42) es una de una subrutina de control proporcional, una subrutina de control proporcional y derivativo, una subrutina de control proporcional e integral, una subrutina de control proporcional, integral y derivativo, una subrutina de control de regulador lineal cuadrático, una subrutina de control lineal cuadrático gaussiano, una subrutina de control H-infinito.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además aplicar una primera subrutina de control adicional (406) al valor de error sumado (E41s) para obtener un primer valor de señal de salida extrarrevisado (E43) en base al menos en parte al valor de error sumado y aplicar una segunda subrutina de control adicional (428) al valor de error (E42) para obtener un segundo valor de señal de salida extrarrevisado (E44) en base al menos en parte al valor de error, y en el que

el rotor de turbina eólica en rotación (11) forma parte de una turbina eólica 10 con una curva de potencia de potencia de salida frente a velocidad de viento, teniendo la curva de potencia una región plana I para velocidades de viento desde cero hasta una velocidad de viento a la que el rotor empieza a girar y empieza una generación de potencia, una región en forma de S II correspondiente a una potencia de salida incrementada a medida que se incrementa una velocidad de viento pero la turbina eólica produce menos que la energía nominal total, una región plana III correspondiente a la turbina eólica que produce una energía nominal máxima, y una parte de codo en la transición de la región II a la región III,

la primera configuración de despliegue se obtiene a partir de una operación de conversión (430a) realizada en el primer valor de señal de salida extrarrevisado,

la segunda configuración de despliegue se obtiene a partir de una operación de conversión (430b) realizada en el segundo valor de señal de salida extrarrevisado,

la matriz de escalares umbral (p4(1) - p4(j)) se elige de modo que, excepto durante unas condiciones correspondientes al codo de la curva de potencia, el primer valor de señal de salida extrarrevisado (E43) es demasiado bajo para corresponder a una configuración de despliegue en la que alguno de los elementos deflectores está extendido, y

un intervalo de valores p4 filtrados (P4^f ) operativos para dar como resultado que una determinación (422) de procesar todavía más el valor de señal de error sumado (S4s) se elige de modo que, excepto durante unas condiciones correspondientes a una región III de la curva de potencia, el segundo valor de señal de salida extrarrevisado (E44) es demasiado bajo para corresponder a una configuración de despliegue en la que alguno de los elementos deflectores está extendido.

7. El procedimiento de una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 6, que comprende además retardar (108b), en base a una determinación de que una implementación de la configuración de despliegue combinada (Ah^{coM B}(1) - Ah^{coM B}(k)) requiere una retracción de un elemento deflector de al menos una de las unidades deflectoras de aire, un intervalo de tiempo predeterminado antes de transmitir las señales de consigna de accionador.

8. El procedimiento de una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 7, en el que determinar (403c) la configuración de despliegue combinada (Ah^{coM B}(1) - Ah^{coM B}(k)) comprende una determinación individual o basada en grupo basada en uno de un máximo, un mínimo, una suma o un promedio de los requisitos de la primera configuración de despliegue y los requisitos de la segunda configuración de despliegue.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

filtrar (425) el valor de señal de error sumado (S4s) usando un filtro de paso de banda para obtener un valor de señal filtrado (S4^f), en el que el filtro de paso de banda comprende una banda de paso seleccionada para limitar un contenido de frecuencia del valor de señal filtrado (S4F) a unas frecuencias basadas aproximadamente en una velocidad de rotación del rotor de turbina eólica.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que

la matriz de sensores (61) está distribuida a lo largo de una longitud de raíz a punta de la pala (20, 23, 26).

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que las unidades deflectoras de aire (31, 34, 37) están dispuestas a lo largo de la longitud de la pala (20, 23, 26).

12. El procedimiento de una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 11, en el que el procedimiento se realiza independientemente para cada una de las palas en paralelo.

13. Uno o más medios no transitorios legibles por máquina que almacenan instrucciones ejecutables por máquina caracterizados por que, cuando se ejecutan, hacen que un controlador realice unas operaciones que incluyen las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un controlador (63) que comprende:

una memoria no transitoria (64); y

unos circuitos lógicos de cálculo (65), caracterizado por que la memoria no transitoria y unos circuitos lógicos de cálculo están configurados para ejecutar unas instrucciones que, cuando se ejecutan, hacen que el controlador realice unas operaciones que incluyen las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.