ES2871908T3 - Sistema y procedimiento para controlar la operación de una turbina eólica - Google Patents

Sistema y procedimiento para controlar la operación de una turbina eólica Download PDF

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Shuang Gu
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Xiongzhe Huang
David Forrest Loy
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Abstract

Un procedimiento (200) para controlar la operación de una turbina eólica (10), comprendiendo el procedimiento: monitorizar (202), con un dispositivo informático, una posición de orientación actual de una góndola de la turbina eólica, estando ubicada la posición de orientación actual dentro de uno de una pluralidad de sectores de orientación definidos alrededor de un rango de recorrido para la góndola; monitorizar (204), con el dispositivo informático, un parámetro dependiente del viento de la turbina eólica, en el que el parámetro dependiente del viento comprende al menos uno de entre la velocidad del generador, el par de torsión del generador o la potencia de salida de la turbina eólica (10); monitorizar un parámetro del viento asociado con la turbina eólica, en el que el parámetro del viento comprende al menos uno de entre la velocidad del viento, la dirección del viento, la ráfaga del viento o la intensidad de la turbulencia; determinar (206), con el dispositivo informático, una varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en un parámetro del viento asociado con la turbina eólica; y determinar (210), con el dispositivo informático, al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica cuando la varianza excede un umbral de varianza predeterminado y cuando el parámetro del viento excede un umbral de parámetro del viento predeterminado, en el que se determina la al menos una consigna de operación disminuida basada al menos en parte en datos históricos del viento para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento para controlar la operación de una turbina eólica
Campo de la invención
[0001] La presente materia se refiere en general a turbinas eólicas y, más particularmente, a un sistema y a un procedimiento para controlar la operación de la turbina eólica de una manera que evita condiciones de exceso de velocidad y/o pérdida de control debido a condiciones del viento rápidamente cambiantes.
Antecedentes de la invención
[0002] La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más ecológicas disponibles en la actualidad, y las turbinas eólicas cobran cada vez más importancia en este sentido. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y una o más palas de rotor. Las palas del rotor son los elementos primarios para convertir energía eólica en energía eléctrica. Las palas de rotor tienen típicamente el perfil de sección transversal de un perfil aerodinámico de modo que, durante la operación, el aire fluye sobre la pala produciendo una diferencia de presión entre sus lados. En consecuencia, una fuerza de elevación, que se dirige desde un lado de presión hacia un lado de succión, actúa sobre la pala. La fuerza de elevación genera par de torsión en el árbol de rotor principal, que está dirigido a un generador para producir electricidad.
[0003] En muchos casos, las turbinas eólicas se operan en lugares con condiciones del viento que varían significativamente. Por ejemplo, las turbinas eólicas a menudo están sujetas a ráfagas del viento repentinas, intensidades de turbulencia altas y/o cambios abruptos en la dirección del viento. Tales condiciones del viento que cambian rápidamente hacen que sea difícil controlar la operación de una turbina eólica de una manera que evite la desconexión de la turbina debido a condiciones de exceso de velocidad y/o fuera de control. Por ejemplo, cuando hay un cambio abrupto en la dirección del viento en el sitio de una turbina eólica, una turbina eólica ubicada en el sitio percibe el cambio en la dirección del viento como una caída en la velocidad del viento. Como resultado, la acción de control típica implementada por el controlador de la turbina es inclinar las palas de una manera que proporcione una mayor eficiencia a las velocidades del viento más bajas percibidas. Desafortunadamente, para un sitio de turbina eólica con condiciones del viento que cambian rápidamente, la dirección del viento puede volver a la dirección original en un período de tiempo muy corto, sometiendo así inmediatamente a la turbina a velocidades del viento incrementadas. Un aumento tan abrupto en la velocidad del viento después de una acción de control para inclinar las palas del rotor a un ángulo de pitch más eficiente puede conducir a condiciones de exceso de velocidad y fuera de control para la turbina eólica, lo que puede requerir desconectar la turbina para evitar daños en los componentes y/o un funcionamiento inseguro. El documento US 2009/0206605 A1 muestra un ejemplo de un procedimiento para operar una planta de energía eólica.
[0004] Por consiguiente, la tecnología acogería con agrado un sistema y un procedimiento mejorados que permitan controlar de forma eficaz y eficiente la operación de una turbina eólica a pesar de las condiciones del viento sustancialmente variables.
Breve descripción de la invención
[0005] Aspectos y ventajas de la invención se expondrán parcialmente en la descripción siguiente, o pueden resultar evidentes a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de la invención.
[0006] En un aspecto, la presente materia está dirigida a un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 para controlar la operación de una turbina eólica. El procedimiento puede incluir generalmente monitorear una posición de orientación (“yaw”) actual de una góndola de la turbina eólica, en el que la posición de orientación actual está ubicada dentro de uno de una pluralidad de sectores de orientación definidos para la góndola. Además, el procedimiento puede incluir monitorizar un parámetro dependiente del viento de la turbina eólica y determinar una varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en un parámetro eólico asociado con la turbina eólica. Además, el procedimiento puede incluir determinar al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica cuando la varianza excede un umbral de varianza predeterminado, en el que la consigna(s) de operación disminuida se determina basándose al menos en parte en los datos históricos del viento para el sector de orientación asociado con la posición actual de orientación.
[0007] En otro aspecto, la presente materia está dirigida a un procedimiento para controlar la operación de una turbina eólica. El procedimiento puede incluir generalmente monitorear una posición de orientación actual de una góndola de la turbina eólica, en el que la posición de orientación actual está ubicada dentro de uno de una pluralidad de sectores de orientación definidos para la góndola. El procedimiento también puede incluir monitorear la velocidad del generador de la turbina eólica, monitorear una velocidad del viento asociada con la turbina eólica y determinar una desviación estándar de la velocidad del generador a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en la velocidad del viento. Además, el procedimiento puede incluir determinar al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica cuando la varianza excede un umbral de varianza predeterminado y cuando la velocidad del viento excede un umbral de velocidad del viento predeterminado, en el que la(s) consigna(s) de operación disminuida se determina en base a al menos en parte en los datos históricos del viento para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual. Además, el procedimiento puede incluir operar la turbina eólica en base a la consigna(s) de operación disminuida.
[0008] En un aspecto adicional, la presente materia está dirigida a un sistema de acuerdo a la reivindicación 10 para controlar la operación de una turbina eólica. El sistema puede incluir generalmente un dispositivo informático que incluye un procesador y una memoria asociada. La memoria puede almacenar instrucciones que, cuando son implementadas por el procesador, configuran el dispositivo informático para monitorear una posición de orientación actual de una góndola de la turbina eólica, en el que la posición de orientación actual se encuentra dentro de uno de una pluralidad de sectores de orientación definidos para la góndola. El dispositivo informático también puede configurarse para monitorear un parámetro dependiente del viento de la turbina eólica y determinar una varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en un parámetro del viento asociado con la turbina eólica. Además, el dispositivo informático puede configurarse para determinar al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica cuando la varianza excede un umbral de varianza predeterminado, en el que la(s) consigna(s) de operación disminuida se determina basándose al menos en parte en los datos históricos del viento para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual.
[0009] Estos y otros rasgos característicos, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y a las reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.
Breve descripción de los dibujos
[0010] En la memoria descriptiva se expone una divulgación completa y suficiente de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:
La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una realización de una turbina eólica.
La figura 2 ilustra una vista interna de una realización de una góndola de la turbina eólica mostrada en la figura 1
La figura 3 ilustra un diagrama esquemático de una realización de un controlador de turbina adecuado para utilizar en una turbina eólica de acuerdo con aspectos de la presente materia;
La figura 4 ilustra un diagrama de flujo de una realización de un algoritmo de control que puede ser implementado por un controlador de turbina para controlar la operación de una turbina eólica de acuerdo con aspectos de la presente materia;
La figura 5 ilustra un ejemplo de cómo el rango de recorrido de orientación de una góndola puede dividirse en una pluralidad de sectores de orientación individuales; y
La figura 6 ilustra un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento para controlar la operación de una turbina eólica de acuerdo con aspectos de la presente materia, ilustrando particularmente los elementos del procedimiento para implementar una realización del algoritmo de control mostrado en la figura 4.
Descripción detallada de la invención
[0011] Ahora se hará referencia con detalle a modos de realización de la invención, de los que uno o más ejemplos se ilustran en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, se pueden usar rasgos característicos ilustrados o descritos como parte de una realización con otra realización para producir otra realización más. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones de modo que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0012] En general, la presente materia está dirigida a un sistema y a un procedimiento para controlar la operación de una turbina eólica. En varias realizaciones, el sistema y el procedimiento divulgados se pueden utilizar para acotar o reducir la operación de una turbina eólica cuando la turbina se somete a condiciones del viento rápidamente cambiantes. Específicamente, en una realización, el controlador de turbina de una turbina eólica puede configurarse para monitorear la variabilidad de uno o más parámetros dependientes del viento de la turbina eólica, lo que, a su vez, puede proporcionar una indicación de variaciones en uno o más parámetros del viento asociados con la turbina eólica. Por ejemplo, el controlador de la turbina se puede configurar para calcular la desviación estándar en la velocidad del generador que ocurre durante un período de tiempo relativamente corto (por ejemplo, más de 5 segundos). Una desviación estándar relativamente alta para la velocidad del generador (por ejemplo, más alta que un umbral de varianza predeterminado definido para la velocidad del generador) puede indicar que la turbina eólica está experimentando actualmente condiciones del viento que cambian rápidamente, como cambios abruptos en la velocidad del viento y/o dirección del viento, ráfagas del viento repentinas y/o aumento de la intensidad de la turbulencia. En tal caso, el controlador de la turbina puede configurarse para reducir la potencia de la turbina eólica seleccionando uno o más consignas de operación disminuidas para la turbina eólica, tales como una consigna de velocidad del generador reducido o una consigna de par de torsión del generador reducido. Una vez que se reduce la variabilidad en la velocidad del generador, el controlador de la turbina puede configurarse para aumentar la velocidad de la turbina eólica de nuevo a sus consignas de operación normales o no disminuidas.
[0013] Además, en varias realizaciones, cuando se reduce la potencia de la turbina eólica debido a una alta variabilidad en el parámetro dependiente del viento monitoreado, el controlador de la turbina se puede configurar para tener en cuenta los datos históricos del viento asociados con el sector de orientación dentro del cual se encuentra la góndola para seleccionar una(s) consigna(s) de operación disminuida apropiada para la turbina. Específicamente, el rango de recorrido de orientación de la góndola (por ejemplo, un círculo de 360 grados) puede dividirse en una pluralidad de sectores de orientación diferentes. En tales realizaciones, el controlador de turbina puede estar provisto o puede configurarse para recopilar datos del viento asociados con cada sector eólico. Por ejemplo, los datos del viento relacionados con la variabilidad en la velocidad del viento, la dirección del viento, las ráfagas del viento y/o la intensidad de la turbulencia experimentada por cada sector de orientación pueden almacenarse en la memoria del controlador. El controlador de la turbina puede entonces hacer referencia a los datos históricos del viento al seleccionar la(s) consigna(s) de operación disminuida para la turbina eólica. En particular, si el sector de orientación dentro del cual se encuentra actualmente la góndola experimenta típicamente condiciones del viento que cambian rápidamente, el controlador puede establecer un límite(s) de consigna para la(s) consigna(s) de operación que proporciona un margen operativo relativamente alto para evitar el exceso de velocidad y/o condiciones fuera de control. Sin embargo, si los datos históricos del viento indican que el sector de orientación normalmente no está sujeto a condiciones del viento que cambian rápidamente, el controlador puede establecer un límite(s) de consigna para la consigna de operación que proporciona un margen operativo más bajo.
[0014] En referencia ahora a los dibujos, la figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una realización de una turbina eólica 10, de acuerdo con aspectos de la presente materia. Como se muestra, la turbina eólica 10 incluye en general una torre 12 que se extiende desde una superficie de soporte 14, una góndola 16 montada en la torre 12 y un rotor 18 acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje rotatorio 20 y al menos una pala de rotor 22 acoplada a y que se extiende hacia fuera del buje 20. Por ejemplo, en la realización ilustrada, el rotor 18 incluye tres palas de rotor 22. Sin embargo, en una realización alternativa, el rotor 18 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 22. Cada pala de rotor 22 puede estar espaciada alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para permitir que la energía cinética del viento se transfiera en energía mecánica utilizable, y posteriormente, en energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 20 puede estar acoplado de forma rotatoria a un generador eléctrico 24 (figura 2) situado dentro de la góndola 16 para permitir que se produzca energía eléctrica.
[0015] La turbina eólica 10 también puede incluir un sistema de control de turbina o controlador de turbina 26 centralizado dentro de la góndola 16 (o dispuesto en cualquier otra ubicación adecuada dentro y/o con relación a la turbina eólica 10). En general, el controlador de turbina 26 puede comprender un dispositivo informático o cualquier otra unidad de procesamiento adecuada. Por lo tanto, en varias realizaciones, el controlador de turbina 26 puede incluir instrucciones legibles por ordenador adecuadas que, cuando se implementan, configuran el controlador 26 para realizar diversas funciones diferentes, tales como recibir, transmitir y/o ejecutar señales de control de turbina eólica. De este modo, el controlador de turbina 26 puede estar configurado, en general, para controlar los diversos modos operativos (por ejemplo, secuencias de arranque o de apagado) y/o componentes de la turbina eólica 10. Por ejemplo, el controlador 26 puede estar configurado para ajustar el pitch de la pala o el ángulo de pitch de cada pala de rotor 22 (es decir, un ángulo que determina una perspectiva de la pala 22 con respecto a la dirección del viento) en torno a su eje de pitch 28 para controlar la velocidad de rotación de la pala de rotor 22 y/o la potencia de salida generada por la turbina eléctrica 10. Por ejemplo, el controlador de turbina 26 puede controlar el ángulo de pitch de las palas de rotor 22, ya sea de forma individual o simultánea, transmitiendo señales de control adecuadas a una o más unidades de pitch o mecanismos de ajuste de pitch 32 (figura 2) de la turbina eólica 10. De forma similar, el controlador de turbina 26 puede estar configurado para ajustar el ángulo de orientación de la góndola 16 (es decir, un ángulo que determina una perspectiva de la góndola 16 con respecto a la dirección del viento) en torno a un eje de orientación 44 de la turbina eólica 10. Por ejemplo, el controlador 26 puede transmitir señales de control adecuadas a uno o más mecanismos de accionamiento de orientación 46 (FIG. 2) de la turbina eólica 10 para controlar automáticamente el ángulo de orientación.
[0016] Con referencia ahora a la figura 2, se ilustra una vista simplificada e interna de una realización de la góndola 16 de la turbina eólica 10 mostrada en la figura 1. Como se muestra, un generador 24 puede estar dispuesto dentro de la góndola 16. En general, el generador 24 puede estar acoplado al rotor 18 para producir energía eléctrica a partir de la energía rotativa generada por el rotor 18. Por ejemplo, como se muestra en la realización ilustrada, el rotor 18 puede incluir un árbol de rotor 38 acoplado al buje 20 para su rotación con el mismo. El árbol de rotor 38 puede, a su vez, estar acoplado de forma rotativa a un árbol de generador 40 del generador 24 a través de una caja de engranajes 42. Como se entiende en general, el árbol de rotor 38 puede proporcionar una entrada de par de torsión alto y velocidad baja a la caja de engranajes 42 en respuesta a la rotación de las palas de rotor 22 y del buje 20. La caja de engranajes 42 se puede configurar, entonces, para convertir la entrada de par de torsión alto y velocidad baja en una salida de par de torsión bajo y velocidad alta para accionar el árbol de generador 40 y, por lo tanto, el generador 24.
[0017] Además, como se indicó anteriormente, el controlador 26 también puede estar ubicado dentro de la góndola 16 (por ejemplo, dentro de una caja o panel de control). Sin embargo, en otros modos de realización, el controlador 26 puede situarse dentro de cualquier otro componente de la turbina eólica 10 o en una ubicación en el exterior de la turbina eólica 10. Como se entiende en general, el controlador 26 puede estar acoplado de forma comunicativa a cualquier pluralidad de los componentes de la turbina eólica 10 para controlar la operación de dichos componentes. Por ejemplo, como se indicó anteriormente, el controlador 26 puede estar acoplado de forma comunicativa a cada mecanismo de ajuste de pitch 32 de la turbina eólica 10 (uno para cada pala de rotor 22) por medio de un controlador de pitch 30 para facilitar la rotación de cada pala de rotor 22 sobre su eje de pitch 28. De manera similar, el controlador 26 puede estar acoplado comunicativamente a uno o más mecanismos de accionamiento de orientación 46 de la turbina eólica 10 para ajustar el ángulo de orientación o la posición de la góndola 16. En cualquier caso, el mecanismo(s) de accionamiento de orientación 46 puede configurarse para ajustar la posición de orientación acoplando rotacionalmente un rodamiento de orientación adecuado 48 (también denominado engranaje de anillo giratorio o de torre) de la turbina eólica 10, permitiendo así que la góndola 16 gire alrededor del eje de orientación 44.
[0018] Además, la turbina eólica 10 también puede incluir uno o más sensores para monitorizar diversos parámetros operativos de la turbina eólica 10. Por ejemplo, en diversos modos de realización, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más sensores de árbol 60 configurados para supervisar uno o más parámetros operativos relativos a los árboles de la turbina eólica 10, tales como las cargas que actúan sobre el árbol de rotor 38 (por ejemplo, empuje, flexión y/o cargas de par de torsión), la deformación del árbol de rotor 38 (por ejemplo, incluida la flexión del eje), la velocidad de rotación del árbol de rotor 38 y/o similares. Además, la turbina eólica puede incluir uno o más sensores de pala 62 (figuras 1 y 2) configurados para monitorizar uno o más parámetros operativos relativos a las palas de la turbina eólica 10, tales como las cargas que actúan sobre las palas 22 (por ejemplo, cargas de flexión), la deformación de las palas 22 (por ejemplo, incluida la flexión, torsión y/o similares de las palas), la vibración de las palas 22, el ruido generado por las palas 22, el ángulo de pitch de las palas 22, la velocidad de rotación de las palas 22 y/o similares. Adicionalmente, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más sensores de generador 64 configurados para monitorizar uno o más parámetros operativos relativos a la turbina eólica 10, tales como la potencia de salida del generador 24, la velocidad de rotación del generador 24, el par de torsión del generador y/o similares.
[0019] Además, la turbina eólica 10 también puede incluir otros diversos sensores para monitorizar otros numerosos parámetros operativos de la turbina. Por ejemplo, como se muestra en la figura 2, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más sensores de torre 66 para monitorizar varios parámetros operativos relacionados con la torre, tales como las cargas que actúan sobre la torre 12, la deformación de la torre 12 (por ejemplo, flexión y/o torsión de la torre), vibraciones de la torre y/o similares. Además, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más sensores del viento 68 para monitorear uno o más parámetros del viento asociados con la turbina eólica 10, tales como la velocidad del viento, la dirección del viento, ráfagas del viento, la turbulencia o la intensidad de la turbulencia del viento y/o similares. De manera similar, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más sensores de buje 70 para monitorear varias condiciones operativas relacionadas con el buje (por ejemplo, las cargas transmitidas a través del buje 20, vibraciones del buje y/o similares), uno o más sensores de góndola 72 para monitorear una o más condiciones operativas relacionadas con la góndola (por ejemplo, las cargas transmitidas a través de la góndola 16, las vibraciones de la góndola, el ángulo de orientación o la posición de la góndola 16 y/o similares) y/o uno o más sensores de la caja de cambios 74 para monitorear uno o más condiciones operativo relacionadas con la caja de cambios (por ejemplo, par de torsión de la caja de cambios, carga de la caja de cambios, velocidades de rotación dentro de la caja de cambios y/o similares). Evidentemente, la turbina eólica 10 puede incluir además otros diversos sensores adecuados para monitorizar cualquier otra condición operativa adecuada de la turbina eólica 10. Se debe apreciar que los diversos sensores descritos en el presente documento pueden corresponder a sensores preexistentes de una turbina eólica 10 y/o sensores que se han instalado específicamente dentro de la turbina eólica 10 para permitir que se monitoricen uno o más parámetros operativos.
[0020] También se debe apreciar que, tal como se usa en el presente documento, el término "monitorizar" y sus variaciones indican que los diversos sensores de la turbina eólica 10 pueden estar configurados para proporcionar una medición directa de los parámetros operativos que se monitorizan o una medición indirecta de dichos parámetros operativos. Por tanto, los sensores se pueden usar, por ejemplo, para generar señales relativas al parámetro operativo que se esté monitorizando, que puede utilizarse entonces por el controlador 26 para determinar los parámetros operativos actuales. Por ejemplo, las señales de medición proporcionadas por el sensor(es) del generador 64 que miden la salida de potencia del generador 24 junto con las señales de medición proporcionadas por el sensor(es) de palas 62 que miden el ángulo de pitch de las palas del rotor 22 pueden ser utilizadas el controlador 26 para estimar uno o más parámetros relacionados con el viento asociados con la turbina eólica 10, tales como la velocidad del viento.
[0021] En referencia ahora a la figura 3, se ilustra un diagrama de bloques de una realización de componentes adecuados que se pueden incluir dentro del controlador 26 de acuerdo con aspectos de la presente materia. Como se muestra, el controlador 26 puede incluir uno o más procesador(es) 76 y dispositivo(s) de memoria asociado 78 configurado para realizar una variedad de funciones implementadas por ordenador (por ejemplo, realizando los procedimientos, algoritmos, cálculos y similares divulgados en el presente documento). Como se usa en el presente documento, el término "procesador" se refiere no solamente a circuitos integrados referidos en la técnica como incluyéndose en un ordenador, sino que también se refiere a un controlador, un microcontrolador, un microordenador, un controlador lógico programable (PLC), un circuito integrado específico de la aplicación y otros circuitos programables. Adicionalmente, el/los dispositivo(s) de memoria 78 puede comprender, en general, elemento(s) de memoria, incluidos, pero sin limitarse a, medios legibles por ordenador (por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio (RAM)), medios no volátiles legibles por ordenador (por ejemplo, una memoria flash), un disco flexible, una memoria de solo lectura en disco compacto (CD-ROM), un disco magneto-óptico (MOD), un disco versátil digital (DVD) y/u otros elementos de memoria adecuados. Tal(es) dispositivo(s) de memoria 78 puede(n) configurarse generalmente para almacenar instrucciones adecuadas legibles por ordenador que, cuando son implementadas por el(los) procesador(es) 76, configuran el controlador 26 para realizar varias funciones que incluyen, pero no se limitan a, implementar el algoritmo(s) de control 100 y/o procedimiento(s) 200 divulgados en este documento con referencia a las figuras 4 y 6.
[0022] Adicionalmente, el controlador 26 puede incluir también un módulo de comunicaciones 80 para facilitar las comunicaciones entre el controlador(es) 26 y los diversos componentes de la turbina eólica 10. Por ejemplo, el módulo de comunicaciones 80 puede incluir una interfaz de sensor 82 (por ejemplo, uno o más convertidores analógico-digital) para permitir que las señales transmitidas por el sensor(es) 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74 se conviertan en señales que se puedan entender y procesar por los procesadores 76.
[0023] Con referencia ahora a la figura 4, se ilustra un diagrama de una realización de un algoritmo de control 100 que puede implementarse mediante un controlador de turbina 26 para controlar la operación de una turbina eólica 10 de acuerdo con aspectos de la presente materia. Como se indicó anteriormente, el algoritmo divulgado 100 puede, en varias realizaciones, aplicarse ventajosamente cuando una turbina eólica 10 está sujeta a uno o más parámetros del viento sustancialmente variables, tales como velocidad del viento, dirección del viento, ráfaga del viento y/o intensidad de turbulencia que varía significativamente con el tiempo. En particular, el algoritmo 100 descrito en este documento puede permitir que la operación de una turbina eólica 10 se reduzca o acote de una manera eficiente y efectiva en casos en los que el parámetro(s) del viento locales para la turbina 10 estén cambiando significativamente dentro de un período de tiempo relativamente corto. Tal reducción de potencia o acotamiento de la turbina eólica 10 puede permitir que se eviten condiciones de exceso de velocidad y/o pérdida de control a pesar de que se produzcan cambios repentinos o rápidos en el parámetro(s) del viento asociados con la turbina eólica 10.
[0024] Como se muestra en la figura 4, el controlador de turbina 26 puede configurarse para recibir una o más señales de entrada asociadas con uno o más parámetros operativos monitorizados de la turbina eólica 10, tales como uno o más parámetros del viento 102 y uno o más parámetros dependientes del viento 104. Por ejemplo, el algoritmo divulgado 100 se describirá generalmente en el presente documento con referencia al controlador de turbina 26 que recibe señales de entrada asociadas con una velocidad del viento monitorizada para la turbina eólica 10. Sin embargo, en otras realizaciones, el controlador de turbina 26 puede configurarse para monitorear cualesquiera otros parámetros del viento adecuados 102 asociados con la turbina eólica 10, tal como la dirección del viento, la intensidad de la turbulencia del viento, ráfagas del viento y/o similares. Además, el algoritmo divulgado 100 se describirá generalmente en el presente documento con referencia al controlador de turbina 26 que recibe señales de entrada asociadas a una velocidad monitorizada del generador. Sin embargo, en otras realizaciones, el controlador de turbina 26 puede configurarse para monitorear cualquier otro parámetro(s) dependiente del viento 104 adecuado que proporcione una indicación de la variabilidad en uno o más del parámetro(s) del viento, como la potencia de salida. de la turbina eólica 10, el par de torsión del generador y/o similares.
[0025] En varias realizaciones, el controlador 26 puede configurarse para aplicar uno o más filtros o funciones S adecuados (como se muestra en el recuadro 106) al parámetro(s) del viento 102 monitorizados. Por ejemplo, como se indicó anteriormente, el controlador de turbina 26 puede configurarse para estimar la velocidad del viento en base a uno o más de otros parámetros operativos monitorizados de la turbina eólica 10, tal como estimando la velocidad del viento en base al ángulo de pitch de las palas del rotor 22 y la potencia de salida del generador 24. En tales realizaciones, la velocidad del viento estimada proporcionada por el controlador de turbina 26 puede ser muy variable. Por tanto, en varias realizaciones, la aplicación del filtro(s) y/o función(es) S correspondientes puede permitir que las variaciones en la velocidad estimada del viento se acomoden dentro del sistema.
[0026] Por ejemplo, en una realización, el controlador 26 puede configurarse para introducir el parámetro(s) del viento monitorizado 102 en un filtro de paso bajo. Como se entiende generalmente, el filtro de paso bajo puede configurarse para filtrar las señales de alta frecuencia asociadas con el parámetro(s) del viento monitorizado 102, proporcionando así datos más confiables. Por ejemplo, el filtro de paso bajo puede configurarse para pasar señales de baja frecuencia asociadas con el parámetro(s) del viento monitorizado 102 pero atenuar (es decir, reducir la amplitud de) señales con frecuencias superiores a una frecuencia de corte dada.
[0027] Además, en una realización, el parámetro(s) 102 de viento filtrado o no filtrado puede introducirse en una función S para suavizar o estabilizar las señales de entrada asociadas con el parámetro(s) del viento 102. Como se entiende generalmente, la función S puede corresponder a una ecuación matemática que tiene forma de S. Por ejemplo, en una realización, la función S puede estar representada por: y = k/(1 a * exp (b * x)), en el que k, a y b son parámetros de la curva S, x es la entrada, e y es la salida. Por supuesto, los expertos en la técnica deben entender que la función S también puede ser cualquier otra función matemática adecuada, por ejemplo, una función sigmoidea.
[0028] Refiriéndose todavía a la figura 4, el controlador de turbina 26 también puede configurarse para calcular una varianza en el parámetro(s) dependiente del viento 104 a lo largo del tiempo (indicado en el recuadro 108), siendo la varianza generalmente indicativa de la variabilidad en el parámetro(s) del viento monitorizado. Específicamente, las fluctuaciones en uno o más del parámetro(s) del viento asociados 102 con la turbina eólica 10 puede dar como resultado variaciones correspondientes en uno o más de los parámetros dependientes del viento 104. Por tanto, calculando la varianza en el parámetro(s) dependiente del viento monitorizado 104 a lo largo del tiempo, dicha varianza puede proporcionar una fuerte indicación de la inestabilidad o variabilidad en el parámetro(s) del viento asociado 102.
[0029] En varias realizaciones, la varianza calculada por el controlador de turbina 26 puede corresponder a una desviación estándar del parámetro(s) dependientes del viento 104 que se producen durante un período de tiempo dado. Por ejemplo, la velocidad del generador se puede monitorear y almacenar continuamente dentro de la memoria 78 del controlador. Los datos almacenados se pueden utilizar para calcular la desviación estándar de la velocidad del generador durante un período de tiempo relativamente corto (por ejemplo, 5 segundos). Una desviación estándar alta puede indicar que uno o más del parámetro(s) del viento 102 están cambiando rápidamente mientras que una desviación estándar baja puede indicar que el parámetro(s) del viento 102 permanecen relativamente estables durante el período de tiempo específico.
[0030] Además, el controlador de turbina 26 puede, en varias realizaciones, estar configurado para aplicar uno o más filtros adaptativos (no mostrados) para suavizar y/o estabilizar la varianza calculada 108 para mejorar la estabilidad general del sistema. En tales realizaciones, el filtro(s) adaptativo puede corresponder a cualquier tipo de filtro(s) adecuado, tal como un filtro de paso bajo, filtro de paso alto y/o filtro de paso de banda.
[0031] Como se muestra en la figura 4, en base a la varianza calculada y la entrada del parámetro(s) del viento, el controlador 26 puede configurarse para seleccionar o calcular uno o más consignas de operación para la turbina eólica 10, como una consigna de velocidad del generador y/o una consigna de par de torsión del generador. Al hacerlo, el controlador de turbina 26 puede configurarse (en el recuadro 110) para comparar el parámetro(s) del viento monitorizado con un umbral de parámetro del viento predeterminado y la varianza calculada con un umbral de varianza predeterminado para determinar si aplicar el valor normal o consignas de operación no disminuidas proporcionados típicamente para la turbina eólica (indicados en el recuadro 112) o para aplicar en su lugar uno o más consignas de operación disminuidas para reducir la potencia de la turbina eólica 10 (indicado en el recuadro 114). Específicamente, en varias realizaciones, los valores de umbral para el parámetro del viento y los umbrales de varianza pueden seleccionarse de manera que, cuando cada parámetro de entrada excede su umbral correspondiente, es indicativo de condiciones de operación en las que existe una alta probabilidad de que la turbina eólica 10 pueda experimentar una condición de exceso de velocidad o de pista. En tal caso, el controlador de turbina 26 puede configurarse para seleccionar una(s) consigna(s) de operación disminuida que acote o reduzca la operación de la turbina eólica 10, permitiendo así que la turbina 10 supere las condiciones de funcionamiento inestables con mayor seguridad o márgenes operativos.
[0032] Por ejemplo, en una realización particular, se puede utilizar un umbral de varianza predeterminado que corresponde a un valor de desviación estándar para la velocidad del generador por encima del cual se puede inferir que la turbina eólica 10 está siendo sometida a condiciones del viento dinámicas y rápidamente cambiantes. De manera similar, en una realización de este tipo, el umbral de parámetro del viento predeterminado puede corresponder, por ejemplo, a un valor de velocidad del viento por encima del cual existe una mayor probabilidad de que la turbina eólica 10 se coloque en una posible condición de exceso de velocidad o pista dada las condiciones cambiantes dinámicas, rápidas del viento. Como tal, cuando la desviación estándar para la velocidad del generador excede el umbral de varianza correspondiente y la velocidad del viento excede el umbral de velocidad del viento correspondiente, la turbina 10 puede reducirse aplicando una consigna(s) de operación reducido o disminuida de manera tal que como para prevenir la condición de exceso de velocidad/pista. Por ejemplo, la consigna de la velocidad del generador puede reducirse de una manera que proporcione un margen de velocidad incrementado para la turbina eólica 10, permitiendo así que la turbina 10 continúe operando de forma segura a pesar de las condiciones dinámicas y variables del viento.
[0033] Debe apreciarse que, en varias realizaciones, los valores de umbral asociados con la varianza y el parámetro del viento corresponden a valores de umbral mínimos. Además, en varias realizaciones, también se puede asociar un valor de umbral máximo con la varianza y/o el parámetro del viento para determinar cuándo aplicar la consigna(s) de operación disminuida. Por ejemplo, en una realización particular, se puede desear que el parámetro del viento monitoreado (por ejemplo, velocidad del viento) caiga dentro de un rango dado de valores (por ejemplo, un rango limitado por un umbral mínimo predeterminado y un umbral máximo predeterminado) antes de aplicar la consigna(s) de operación disminuida.
[0034] Además, como se muestra en la figura 4, el controlador de turbina 26 puede configurarse para analizar los datos del sector de orientación asociados con la turbina eólica 10 (indicados en el recuadro 116) cuando se selecciona una consigna(s) de operación disminuida para la turbina 10. Específicamente, en varias realizaciones, el rango de recorrido de orientación para la góndola 16 puede dividirse en una pluralidad de sectores de orientación, correspondiendo cada sector de orientación a una sección angular de todo el rango de recorrido. Por ejemplo, la figura 5 ilustra una pluralidad de sectores de orientación 140 definidos para una góndola 16 que tiene un rango de recorrido de orientación de 360 grados (indicado por el círculo 142). Como se muestra en la figura 5, el rango de recorrido de orientación 142 se ha dividido en dieciséis sectores de orientación 140 diferentes, correspondiendo cada sector de orientación 140 a una sección angular de 22,5 grados del rango de recorrido 142. Sin embargo, en otras realizaciones, el rango de recorrido de orientación 142 puede dividirse en cualquier otro número adecuado de sectores de orientación 140 que correspondan a cualquier sección angular adecuada del rango de recorrido total. Por ejemplo, en una realización, cada sector de orientación 140 puede corresponder a una sección angular del rango de recorrido de orientación que varía de aproximadamente 10 grados a aproximadamente 30 grados, tal como de aproximadamente 15 grados a aproximadamente 25 grados y todos los demás subrangos entre ellos.
[0035] Para cada sector de orientación 140 definido para la turbina eólica 10, el controlador de turbina 26 puede configurarse para almacenar datos del viento históricos correspondientes a uno o más parámetro(s) del viento monitorizado para el sector de orientación. Por ejemplo, las mediciones históricas de la velocidad del viento, las mediciones de las ráfagas del viento, las mediciones de la dirección del viento, las mediciones de la intensidad de la turbulencia y/o similares se pueden recopilar y almacenar dentro de la memoria 78 del controlador para cada sector de orientación 140. Como resultado, se puede determinar si un sector de orientación 140 dado está sometido típicamente a condiciones del viento variables en base a sus datos del viento históricos. Por ejemplo, los datos históricos del viento pueden indicar que un sector de orientación 140 particular está sujeto a ráfagas del viento recurrentes o experimenta sistemáticamente cambios repentinos en la dirección del viento.
[0036] En varias realizaciones, los datos históricos del viento se pueden utilizar para definir uno o más límites de consignas para la consigna(s) de operación disminuida. Específicamente, como se indicó anteriormente, el controlador 26 puede estar acoplado comunicativamente a uno o más sensores (por ejemplo, un sensor(es) de góndola 72) que permiten monitorear el ángulo de orientación o la posición de la góndola 16, lo que puede permitir que el controlador 26 para identificar el sector de orientación 140 dentro del cual se encuentra actualmente la góndola 16 (por ejemplo, la ubicación actual de la góndola 16 está indicada por la flecha 144 en la figura 5, de modo que la góndola 16 se encuentra actualmente dentro del sector de orientación rayado en cruz 140). El controlador de turbina 26 puede entonces hacer referencia a los datos históricos almacenados para el sector de orientación 140 relevante para determinar si tal sector de orientación 140 típicamente experimenta condiciones del viento sustancialmente variables. Si los datos indican que el sector de orientación 140 normalmente no está sujeto a condiciones del viento que cambian rápidamente, el controlador de turbina 26 puede inferir que la alta varianza calculada para el parámetro(s) dependiente del viento 104 puede deberse a otro factor(es) o puede corresponder simplemente a un evento operativo atípico. En tal caso, el límite(s) de la consigna seleccionado para la consigna(s) de operación disminuida pueden corresponder a una consigna(s) de operación relativamente alto dado que la varianza probablemente no se deba a variaciones recurrentes en las condiciones del viento. Por ejemplo, el límite la consigna para la consigna de la velocidad del generador puede definirse como un valor de velocidad que es solo ligeramente menor que la consigna de la velocidad del generador que de otro modo se ordenaría si el controlador de turbina 26 estuviera utilizando sus consignas de operación normales o no disminuidas. Alternativamente, si los datos indican que el sector de orientación 140 históricamente ha estado sometido a condiciones del viento rápidamente cambiantes, el controlador de turbina 26 puede inferir que la alta varianza calculada para el parámetro(s) dependiente del viento 104 se debe a las condiciones variables del viento. En tal caso, el límite(s) de la consigna seleccionados para la consigna(s) de operación disminuida pueden corresponder a una consigna(s) de operación más bajo. Por ejemplo, el límite la consigna para la consigna de velocidad del generador puede definirse como un valor de velocidad que es significativamente menor que la consigna de velocidad del generador que de otro modo se usaría si el controlador de turbina 26 estuviera ordenando sus consignas de operación normales o no disminuidas, lo que permite que se proporcione un margen de velocidad mayor para la turbina eólica 10 dada la mayor probabilidad de que las condiciones del viento varíen sustancialmente.
[0037] Volviendo a la figura 4, en varias realizaciones, el controlador de turbina 26 también puede configurarse para aplicar uno o más filtros adecuados o funciones S (indicadas en el recuadro 118) a la consigna(s) de operación determinado por el controlador de turbina 26 con el fin de suavizar y estabilizar la operación de la turbina eólica 10 cuando se cambia entre funcionamiento normal y disminuida. Por ejemplo, en una realización, se puede utilizar un filtro de paso bajo para limitar la velocidad a la que se reduce la potencia de la turbina eólica 10 cuando se pasa del uso de consignas de operación no disminuidas al uso de consignas de operación disminuidas. De manera similar, el filtro de paso bajo también se puede utilizar para limitar la velocidad a la que se aumenta la potencia de la turbina eólica 10 cuando se hace la transición operativa desde el uso de consignas de operación disminuidas al uso de consignas de operación no disminuidas.
[0038] Como se muestra en la figura 4, el controlador de turbina 26 puede entonces ordenar (en el recuadro 120) que la turbina eólica 10 sea operada en la consigna(s) de operación resultante. Por ejemplo, el controlador de turbina 26 puede ordenar que la turbina eólica 10 sea operada a una consigna de velocidad del generador dado y una consigna de par de torsión del generador dado. Al hacerlo, el controlador de turbina 26 puede configurarse para implementar cualquier acción de control adecuada que permita que la turbina eólica 10 funcione en las consignas ordenadas. Por ejemplo, el controlador 26 puede reducir o aumentar la velocidad de la turbina eólica 10, según sea el caso, ordenando que una o más de las palas del rotor 22 se inclinen alrededor de su eje de pitch 28. Como se indicó anteriormente, tal control del ángulo de pitch de cada pala 22 de rotor puede lograrse transmitiendo órdenes de control adecuadas a cada mecanismo de ajuste de inclinación 32 de la turbina eólica 10. En otras realizaciones, el controlador 26 puede implementar cualquier otra acción de control adecuada con el fin de reducir o aumentar la potencia de la turbina eólica 10 a los consignas ordenados, tal como modificando la demanda de par de torsión en el generador 24 (por ejemplo, transmitiendo un comando de control adecuado al convertidor de potencia asociado (no mostrado) para modular el flujo magnético producido dentro del generador 24) o guiñando la góndola 16 para cambiar el ángulo de la góndola 16 con respecto a la dirección del viento.
[0039] Con referencia ahora a la figura 6, se ilustra un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento 200 para controlar la operación de una turbina eólica de acuerdo con aspectos de la presente materia. En general, el procedimiento 200 se describirá en el presente documento con referencia a la implementación de aspectos del algoritmo de control 100 descrito anteriormente con referencia a la figura 4. Sin embargo, en otras realizaciones, el procedimiento 100 se puede utilizar en conexión con cualquier otro algoritmo adecuado implementado por ordenador. Además, aunque la figura 6 representa las etapas realizadas en un orden particular con fines de ilustración y análisis, los procedimientos descritos en el presente documento no se limitan a ningún orden o disposición particular. Un experto en la técnica, usando las divulgaciones proporcionadas en el presente documento, apreciará que diversas etapas de los procedimientos divulgados en el presente documento pueden omitirse, reorganizarse, combinarse y/o adaptarse en de diversas formas sin desviarse del ámbito de la presente divulgación.
[0040] Como se muestra, en (202), el procedimiento 200 incluye monitorear una posición actual de orientación de la góndola. Como se indicó anteriormente, controlando la posición de orientación de la góndola 16, el controlador de turbina 16 puede configurarse para determinar qué sector de orientación 140 en el que se encuentra actualmente esa góndola 16. Además, en (204), el procedimiento 200 incluye monitorizar al menos un parámetro dependiente del viento (por ejemplo, la velocidad del generador) y al menos un parámetro del viento de la turbina eólica (por ejemplo, la velocidad del viento). Además, en (206), el procedimiento 200 incluye determinar una varianza del parámetro(s) dependiente del viento a lo largo del tiempo. Por ejemplo, como se indicó anteriormente, el controlador 26 puede configurarse para calcular una desviación estándar de la velocidad del generador que ocurre durante un período de tiempo relativamente corto, lo que puede ser indicativo de la variabilidad del parámetro del viento monitoreado a lo largo de dicho período de tiempo. Además, en (208), el procedimiento 200 incluye determinar si la varianza calculada excede un umbral de varianza predeterminado y si el parámetro del viento monitoreado excede un umbral de parámetro de ganancia predeterminado. Si es así, en (210), el procedimiento 200 incluye determinar al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica basándose al menos en parte en datos del viento históricos para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual de la góndola. Específicamente, como se indicó anteriormente, el controlador de turbina 26 puede configurarse para tener en cuenta los datos del viento históricos para el sector de orientación 140 dentro del cual la góndola 16 se encuentra actualmente para determinar si dicho sector de orientación 140 típicamente experimenta condiciones del viento rápidamente cambiantes. Si es así, el controlador 26 puede configurarse para establecer un límite(s) de consigna inferior para la consigna(s) de operación con el fin de proporcionar un margen de seguridad u operativo incrementado para la turbina eólica 10. Alternativamente, si el sector de orientación 140 no está sujeto típicamente a condiciones del viento que cambian rápidamente, el controlador 26 puede configurarse para establecer un límite(s) de consigna más alto para la consigna(s) de operación, tal como un límite(s) de consigna cerca de la consigna(s) de operación normal normalmente establecido para la turbina eólica 10. Además, en (212), el procedimiento 200 incluye controlar la operación de la turbina eólica basándose en la consigna(s) de operación disminuidas.
[0041] Esta descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el mejor modo, y también para permitir que cualquier experto en la técnica practique la invención, incluyendo fabricar y usar cualquier dispositivo o sistema y realizar cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento (200) para controlar la operación de una turbina eólica (10), comprendiendo el procedimiento:
monitorizar (202), con un dispositivo informático, una posición de orientación actual de una góndola de la turbina eólica, estando ubicada la posición de orientación actual dentro de uno de una pluralidad de sectores de orientación definidos alrededor de un rango de recorrido para la góndola; monitorizar (204), con el dispositivo informático, un parámetro dependiente del viento de la turbina eólica, en el que el parámetro dependiente del viento comprende al menos uno de entre la velocidad del generador, el par de torsión del generador o la potencia de salida de la turbina eólica (10); monitorizar un parámetro del viento asociado con la turbina eólica, en el que el parámetro del viento comprende al menos uno de entre la velocidad del viento, la dirección del viento, la ráfaga del viento o la intensidad de la turbulencia;
determinar (206), con el dispositivo informático, una varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en un parámetro del viento asociado con la turbina eólica; y
determinar (210), con el dispositivo informático, al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica cuando la varianza excede un umbral de varianza predeterminado y cuando el parámetro del viento excede un umbral de parámetro del viento predeterminado, en el que se determina la al menos una consigna de operación disminuida basada al menos en parte en datos históricos del viento para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual
2. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, en el que determinar (210) la al menos una consigna de operación disminuida comprende seleccionar una consigna de operación para la al menos una consigna de operación disminuida que está en o por debajo de un límite de la consigna establecida para la al menos una consigna de operación disminuida basado en los datos históricos del viento para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual.
3. El procedimiento (200) de la reivindicación 2, en el que el límite de la consigna se varía en función de si los datos históricos del viento indican un patrón de variaciones recurrentes en el parámetro del viento.
4. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, en el que la determinación (206) de la varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo comprende determinar una desviación estándar del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo.
5. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, en el que la al menos una consigna de operación disminuida comprende al menos uno de una consigna de velocidad del generador o una consigna de par de torsión del generador.
6. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, que comprende además seleccionar al menos una consigna de operación no disminuida para la turbina eólica (10) cuando la varianza no excede el umbral de varianza predeterminado.
7. El procedimiento (200) de la reivindicación 6, en el que la al menos una consigna de operación disminuida corresponde a una reducción en al menos uno de una consigna de velocidad del generador o una consigna de par de torsión del generador en comparación con la al menos una consigna de operación no disminuida de manera que la turbina eólica (10) se reduce cuando la operación de la turbina eólica pasa de al menos una consigna de operación no disminuida al menos una consigna de operación disminuida.
8. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, que comprende además controlar la operación de la turbina eólica (10) en base al menos una consigna de operación disminuida.
9. El procedimiento (200) de la reivindicación 1, en el que:
el parámetro dependiente del viento de la turbina eólica es una velocidad del generador de la turbina eólica;
el parámetro del viento asociado con la turbina eólica es una velocidad del viento asociada con la turbina eólica;
determinar (206) la varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo comprende determinar, con el dispositivo informático, una desviación estándar de la velocidad del generador a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en la velocidad del viento; y operar (212) la turbina eólica en base al menos una consigna de operación disminuida.
10. Un sistema (100) para controlar la operación de una turbina eólica, comprendiendo el sistema:
un dispositivo informático que incluye un procesador (76) y una memoria asociada (78), almacenando la memoria (78) instrucciones que, cuando son implementadas por el procesador (76), configuran el dispositivo informático para:
monitorizar (202) una posición de orientación actual de una góndola de la turbina eólica, estando ubicada la posición de orientación actual dentro de uno de una pluralidad de sectores de orientación definidos alrededor de un rango de recorrido de la góndola;
monitorizar (204) un parámetro dependiente del viento de la turbina eólica, en el que el parámetro dependiente del viento comprende al menos uno de entre la velocidad del generador, el par de torsión del generador o la salida de potencia de la turbina eólica (10);
monitorizar un parámetro del viento asociado con la turbina eólica, en el que el parámetro del viento comprende al menos uno de velocidad del viento, dirección del viento, ráfaga del viento o intensidad de turbulencia;
determinar (206) una varianza del parámetro dependiente del viento a lo largo del tiempo, en el que la varianza es indicativa de variaciones en un parámetro del viento asociado con la turbina eólica; y
determinar (210) al menos una consigna de operación disminuida para la turbina eólica cuando la varianza excede un umbral de varianza predeterminado y cuando el parámetro del viento excede un umbral de parámetro del viento predeterminado,
en el que la al menos una consigna de operación disminuida se determina basándose al menos en parte en datos del viento históricos para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual.
11. El sistema (100) de la reivindicación 10, en el que el dispositivo informático está configurado para establecer un límite de consigna para la al menos una consigna de operación disminuida en base a los datos del viento históricos para el sector de orientación asociado con la posición de orientación actual de manera que la al menos una consigna de operación disminuida se selecciona como una consigna de operación que está en o por debajo del límite de la consigna establecida.
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