ES2876246T3 - Procedimiento y sistemas para hacer funcionar un sistema de generación y suministro de potencia - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para controlar un sistema de generación y suministro de potencia (150) mientras se incrementa una salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150), comprendiendo el sistema de generación y suministro de potencia (150) un generador eléctrico (26), un convertidor de potencia (34) y un controlador (44), comprendiendo dicho procedimiento: monitorizar un parámetro de salida del sistema de generación y suministro de potencia (150); caracterizado por determinar una velocidad de cambio del parámetro de salida en función de un tiempo; generar una señal de consigna de corriente reactiva (168) en función de la velocidad de cambio determinada del parámetro de salida; y controlar el funcionamiento del convertidor de potencia (34) en base al menos parcialmente a la señal de consigna de corriente reactiva (168) para facilitar un mantenimiento de una tensión terminal sustancialmente constante (138) a medida que se incrementa la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150); en el que monitorizar un parámetro de salida del sistema de generación y suministro de potencia (150) comprende monitorizar una señal (161) indicativa de la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150); y en el que controlar el funcionamiento del convertidor de potencia (34) en base al menos parcialmente a la señal de consigna de corriente reactiva (168) comprende incrementar una salida de corriente reactiva del convertidor de potencia (34) de forma proporcional a la velocidad de cambio determinada de la señal (161) indicativa de la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y sistemas para hacer funcionar un sistema de generación y suministro de potencia

[0001] La materia descrita en el presente documento se refiere en general al control del funcionamiento de los sistemas de generación y suministro de energía y, más específicamente, al control del funcionamiento de una turbina eólica como respuesta a un evento de contingencia de la red eléctrica.

[0002] Los generadores de turbina eólica utilizan energía eólica para producir energía eléctrica. Véase, por ejemplo, los documentos US 2011/137474 y WO 2010/125687. Los generadores de turbina eólica típicamente incluyen un rotor que tiene múltiples palas que transforman energía eólica en un movimiento de rotación de un eje de transmisión, que a su vez se utiliza para impulsar un generador eléctrico para producir potencia eléctrica. Cada una de las múltiples palas se puede pitchear para incrementar o disminuir la velocidad de rotación del rotor. Una salida de potencia de un generador de turbina eólica se incrementa con la velocidad del viento hasta que la velocidad del viento alcanza una velocidad del viento nominal para la turbina. A la velocidad nominal del viento y por encima de esta, el generador de turbina eólica funciona con una potencia nominal. La potencia nominal es una potencia de potencia con la que un generador de turbina eólica puede funcionar con un nivel de fatiga predeterminado para los componentes de turbina que se considera aceptable. A velocidades del viento superiores a una determinada velocidad, o con un nivel de turbulencia del viento que sobrepasa una magnitud predeterminada, típicamente denominado "límite de disparo" o "límite de consigna de monitorización", las turbinas eólicas se pueden parar, o las cargas se pueden reducir regulando el pitch de las palas o frenando el rotor, para proteger los componentes de la turbina eólica contra daños.

[0003] El funcionamiento a velocidad variable del generador de turbina eólica facilita la captación mejorada de energía por el generador de turbina eólica cuando se compara con un funcionamiento a velocidad constante del generador de turbina eólica. Sin embargo, el funcionamiento a velocidad variable del generador de turbina eólica produce electricidad que tiene una tensión y/o una frecuencia variable. Más específicamente, la frecuencia de la electricidad generada por el generador de turbina eólica de velocidad variable es proporcional a la velocidad de rotación del rotor. Se puede acoplar un convertidor de potencia entre el generador eléctrico y una red eléctrica. El convertidor de potencia genera electricidad que tiene una tensión y una frecuencia fijas para su suministro a la red eléctrica.

[0004] Un equilibrio entre un par de torsión en el rotor creado por la interacción de las palas del rotor y el viento y un par de torsión del generador facilita el funcionamiento estable de la turbina eólica. Los ajustes de la turbina eólica, por ejemplo, los ajustes del pitch de las palas o los eventos de la red, por ejemplo, tensiones bajas o tensiones cero en la red, pueden causar un desequilibrio entre el par de torsión en el rotor causado por el viento y el par de torsión del generador. El generador eléctrico tiene un par de torsión de entrehierro entre el rotor del generador y el estátor que se opone al par de torsión aplicado por el rotor. El convertidor de potencia también controla el par de torsión del entrehierro, lo que facilita el control de la salida de potencia del generador eléctrico. Sin embargo, es posible que la turbina eólica no pueda funcionar en determinados eventos de red, o puede sufrir desgaste y/o daños debido a ciertos eventos de red, debido a un período de tiempo requerido para que los ajustes en el funcionamiento de la turbina eólica surtan efecto después de detectar el evento de red.

[0005] Por consiguiente, se proporciona la presente invención, según se define en las reivindicaciones independientes.

[0006] Se describirán ahora diversos aspectos y modos de realización de la presente invención en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de generación de potencia ejemplar.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una parte de una turbina eólica ejemplar que se puede usar en el sistema de generación de potencia mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una vista parcialmente seccionada de una parte de la turbina eólica mostrada en la figura 2.

La figura 4 es un diagrama de bloques de la turbina eólica mostrada en la figura 2.

La figura 5 es un diagrama de bloques de un sistema de generación y suministro de potencia ejemplar que puede incluir la turbina eólica mostrada en la figura 2.

La figura 6 es un diagrama de bloques de un sistema de control ejemplar que puede estar incluido dentro del sistema de generación y suministro de potencia mostrado en la figura 5.

La figura 7 es un diagrama de bloques de un regulador de tensión y un elevador de corriente reactiva ejemplares que pueden estar incluidos dentro del sistema de control mostrado en la figura 6.

La figura 8 es una vista gráfica de la derivada de la corriente reactiva con respecto a la potencia que necesita la red para mantener una tensión casi constante durante un incremento de potencia en el sistema mostrado en la figura 5 como una función de la potencia de potencia real del sistema para tres impedancias de red diferentes.

Las figuras 9-12 muestran vistas gráficas de las características de funcionamiento del sistema mostrado en la figura 5 antes, durante y después de que se produzca un evento de contingencia de red.

[0007] Como se usa en el presente documento, el término "pala" pretende ser representativo de cualquier dispositivo que proporciona fuerza reactiva cuando está en movimiento en relación con un fluido circundante. Como se usa en el presente documento, el término "turbina eólica" pretende ser representativo de cualquier dispositivo que genera energía rotatoria a partir de energía eólica y, más específicamente, convierte la energía cinética del viento en energía mecánica. Como se usa en el presente documento, el término "generador de turbina eólica" pretende ser representativo de cualquier turbina eólica que genera energía eléctrica a partir de energía rotatoria generada a partir de energía eólica y, más específicamente, convierte la energía mecánica convertida a partir de energía cinética del viento en energía eléctrica.

[0008] Diversos efectos técnicos de los procedimientos, sistemas y medios legibles por ordenador descritos en el presente documento pueden incluir al menos uno de: (a) monitorización de un parámetro de salida de un sistema de generación y suministro de potencia; (b) determinación de una velocidad de cambio del parámetro de salida en función del tiempo; (c) generación de un mandato de tensión complementaria en función de la velocidad de cambio determinada del parámetro de salida; y (d) control del funcionamiento de un convertidor de potencia en base al menos parcialmente al mandato de tensión complementaria.

[0009] Los procedimientos, sistemas y medios legibles por ordenador descritos en el presente documento facilitan la identificación de un evento de contingencia de red, una respuesta rápida de potencia reactiva al evento de contingencia de red y/o la estabilidad de la tensión durante la recuperación del evento de contingencia de red. La respuesta rápida reduce o elimina sustancialmente el riesgo de colapso de tensión y facilita la estabilización del sistema de generación de potencia y la red eléctrica. Aunque en el presente documento se describen en general con respecto a una turbina eólica y/o un sistema de generación de energía solar, los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento son aplicables a cualquier tipo de sistema de generación eléctrica, incluyendo, por ejemplo, celdas de combustible, generadores geotérmicos, generadores hidroeléctricos y/u otros dispositivos que generan potencia a partir de fuentes de energía renovables y/o no renovables.

[0010] La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de generación de potencia 1 ejemplar que incluye un generador de potencia 2. El generador de potencia 2 incluye una o más unidades de generación de potencia 3. Las unidades de generación de potencia 3 pueden incluir, por ejemplo, turbinas eólicas, celdas solares, celdas de combustible, generadores geotérmicos, generadores hidroeléctricos y/u otros dispositivos que generan potencia a partir de fuentes de energía renovables y/o no renovables. Aunque se muestran tres unidades de generación de potencia 3 en el modo de realización ejemplar, en otros modos de realización, el generador de potencia 2 puede incluir cualquier número adecuado de unidades de generación de potencia 3, incluyendo solo una unidad de generación de potencia 3.

[0011] En el modo de realización ejemplar, el generador de potencia 2 está acoplado a un convertidor de potencia 4, o un sistema de convertidor de potencia 4, que convierte una salida de potencia sustancialmente de corriente continua (CC) del generador de potencia 2 en potencia de corriente alterna (CA). La potencia de CA se transmite a una red de distribución eléctrica 5 o "red". El convertidor de potencia 4, en el modo de realización ejemplar, ajusta una amplitud de la tensión y/o corriente de la potencia de CA convertida a una amplitud adecuada para la red de distribución eléctrica 5, y proporciona potencia de CA a una frecuencia y una fase que son sustancialmente iguales a la frecuencia y fase de la red de distribución eléctrica 5. Además, en el modo de realización ejemplar, el convertidor de potencia 4 proporciona potencia de CA trifásica a la red de distribución eléctrica 5. De forma alternativa, el convertidor de potencia 4 proporciona potencia de CA monofásica o cualquier otro número de fases de potencia de CA a la red de distribución eléctrica 18. Además, en algunos modos de realización, el sistema de generación de potencia 1 puede incluir más de un convertidor de potencia 4. Por ejemplo, en algunos modos de realización, cada unidad de generación de potencia puede estar acoplada a un convertidor de potencia 4 separado.

[0012] En un modo de realización ejemplar, las unidades de generación de potencia 3 incluyen paneles solares acoplados para formar uno o más sistemas de paneles solares para facilitar el funcionamiento del sistema de generación de potencia 1 a una salida de potencia deseada. Cada unidad de generación de potencia 3 puede ser un panel solar individual o un sistema de paneles solares. En un modo de realización, el sistema de generación de potencia 1 incluye una pluralidad de paneles solares y/o sistemas de paneles solares acoplados entre sí en una configuración serie-paralelo para facilitar la generación de una salida de corriente y/o tensión deseada del sistema de generación de potencia 1. Los paneles solares incluyen, en un modo de realización, uno o más de un panel fotovoltaico, un captador solar térmico o cualquier otro dispositivo que convierte energía solar en energía eléctrica. En el modo de realización ejemplar, cada panel solar es un panel fotovoltaico que genera una energía de corriente sustancialmente continua como resultado de la energía solar que incide sobre los paneles solares. En el modo de realización ejemplar, el sistema de paneles solares está acoplado al convertidor de potencia 4, o al sistema convertidor de potencia 4, que convierte la potencia de CC en potencia de corriente alterna que se transmite a la red de distribución eléctrica 5.

[0013] En otros modos de realización, las unidades de generación de potencia 3 incluyen una o más turbinas eólicas acopladas para facilitar el funcionamiento del sistema de generación de potencia 1 a una salida de potencia deseada. Cada turbina eólica genera una potencia de corriente sustancialmente continua. Las turbinas eólicas están acopladas al convertidor de potencia 4, o al sistema convertidor de potencia 4, que convierte la potencia de CC en potencia de CA que se transmite a una red de distribución eléctrica 5, o "red". Los procedimientos y sistemas se describirán en mayor detalle en el presente documento con referencia a dicho sistema de generación de potencia basado en turbinas eólicas. Sin embargo, los procedimientos y sistemas descritos en el presente documento son aplicables a cualquier tipo de sistema de generación eléctrica, incluyendo, por ejemplo, celdas de combustible, generadores geotérmicos, generadores hidroeléctricos y/u otros dispositivos que generan potencia a partir de fuentes de energía renovables y/o no renovables.

[0014] La figura 2 es una vista en perspectiva de una turbina eólica 10 ejemplar que se puede usar en el sistema de generación de potencia 1. La figura 3 es una vista en perspectiva parcialmente seccionada de una parte de la turbina eólica 10. La turbina eólica 10 descrita y mostrada en el presente documento es un generador de turbina eólica para generar potencia eléctrica a partir de energía eólica. Además, la turbina eólica 10 descrita e ilustrada en el presente documento incluye una configuración de eje horizontal, sin embargo, en algunos modos de realización, la turbina eólica 10 puede incluir, de forma adicional o alternativa a la configuración de eje horizontal, una configuración de eje vertical (no mostrada). La turbina eólica 10 puede estar acoplada a una carga eléctrica (no mostrada en la figura 2), tal como, pero sin limitarse a, una red eléctrica, para recibir potencia eléctrica de la misma para impulsar el funcionamiento de la turbina eólica 10 y/o sus componentes asociados y/o para suministrar potencia eléctrica generada por la turbina eólica 10 a la misma. Aunque solo se muestra una turbina eólica 10 en las figuras 2 y 3, en algunos modos de realización, una pluralidad de turbinas eólicas 10 se pueden agrupar en lo que a veces se denomina "parque eólico".

[0015] La turbina eólica 10 incluye un cuerpo o góndola 12 y un rotor (designado en general por 14) acoplado a la góndola 12 para su rotación con respecto a la góndola 12 alrededor de un eje de rotación 20. En el modo de realización ejemplar, la góndola 12 está montada en una torre 16, sin embargo, en algunos modos de realización, de forma adicional o alternativa a la góndola 12 montada en la torre, la góndola 12 se puede colocar contigua al suelo y/o una superficie de agua. La altura de la torre 16 puede ser cualquier altura adecuada que permita a la turbina eólica 10 funcionar como se describe en el presente documento. El rotor 14 incluye un buje 22 y una pluralidad de palas 24 (a veces denominadas "superficies sustentadoras") que se extienden radialmente hacia fuera desde el buje 22 para convertir la energía eólica en energía rotatoria. Aunque en el presente documento se describe e ilustra un rotor 14 que tiene tres palas 24, el rotor 14 puede tener cualquier número de palas 24. Cada una de las palas 24 puede tener cualquier longitud que permite que la turbina eólica 10 funcione como se describe en el presente documento. Por ejemplo, en algunos modos de realización, una o más palas de rotor 24 tienen una longitud de aproximadamente medio metro, mientras que en algunos modos de realización una o más palas de rotor 24 tienen una longitud de aproximadamente cincuenta metros. Otros ejemplos de longitudes de pala 24 incluyen diez metros o menos, aproximadamente veinte metros, aproximadamente treinta y siete metros y aproximadamente cuarenta metros. Otros ejemplos más incluyen palas de rotor de entre aproximadamente cincuenta y aproximadamente cien metros de largo, y palas de rotor de más de cien metros de largo.

[0016] A pesar de cómo se ilustran las palas de rotor 24 en la figura 2, el rotor 14 puede tener palas 24 de cualquier forma y puede tener palas 24 de cualquier tipo y/o cualquier configuración, independientemente de si dicha forma, tipo y/o configuración se describe y/o ilustra en el presente documento. Un ejemplo de otro tipo, forma y/o configuración de palas 24 es una turbina eólica Darrieus, a veces denominada turbina tipo "batidora de huevos". Otro ejemplo más de otro tipo, forma y/o configuración de palas 24 es una turbina eólica Savonious. Además, en algunos modos de realización la turbina eólica 10 puede ser una turbina eólica en la que el rotor 14 en general está orientado viento arriba para aprovechar la energía eólica, y/o puede ser una turbina eólica en la que el rotor 14 en general está orientado viento abajo para aprovechar la energía. Por supuesto, en cualquiera de los modos de realización, el rotor 14 puede no estar orientado exactamente viento arriba y/o viento abajo, sino que puede estar orientado en general con cualquier ángulo (que puede ser variable) con respecto a una dirección del viento para aprovechar la energía del mismo.

[0017] Con referencia ahora a la figura 3, la turbina eólica 10 incluye un generador eléctrico 26 acoplado al rotor 14 para generar potencia eléctrica a partir de la energía rotatoria generada por el rotor 14. El generador 26 puede ser cualquier tipo adecuado de generador eléctrico, tal como, pero sin limitarse a, un generador de inducción de rotor bobinado, un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG, también conocido como generador asíncrono doblemente alimentado), un generador síncrono de imanes permanentes (PM), un generador síncrono excitado eléctricamente y un generador de reluctancia conmutada. El generador 26 incluye un estátor (no mostrado) y un rotor (no mostrado) con un entrehierro incluido entre ambos. El rotor 14 incluye un eje de rotor 28 acoplado al buje de rotor 22 para su rotación con el mismo. El generador 26 está acoplado al eje de rotor 28 de modo que la rotación del eje de rotor 28 impulsa la rotación del rotor del generador y, por lo tanto, el funcionamiento del generador 26. En el modo de realización ejemplar, el rotor del generador tiene un eje de generador 30 acoplado al mismo y acoplado al eje de rotor 28 de modo que la rotación del eje de rotor 28 impulsa la rotación del rotor del generador. En otros modos de realización, el rotor del generador está acoplado directamente al eje de rotor 28, y a veces se denomina "turbina eólica de accionamiento directo". En el modo de realización ejemplar, el eje de generador 30 está acoplado al eje de rotor 28 a través de una caja de engranajes 32, aunque en otros modos de realización el eje de generador 30 está acoplado directamente al eje de rotor 28.

[0018] El par de torsión del rotor 14 impulsa el rotor del generador para generar de ese modo potencia eléctrica de CA de frecuencia variable a partir de la rotación del rotor 14. El generador 26 tiene un par de torsión de entrehierro entre el rotor del generador y el estátor que se opone al par de torsión del rotor 14. Un conjunto de conversión de potencia 34 está acoplado al generador 26 para convertir la CA de frecuencia variable en una CA de frecuencia fija para su suministro a una carga eléctrica (no mostrada en la figura 3), tal como, pero sin limitarse a, una red eléctrica (no mostrada en la figura 3), acoplada al generador 26. El conjunto de conversión de potencia 34 puede incluir un único convertidor de frecuencia o una pluralidad de convertidores de frecuencia configurados para convertir electricidad generada por el generador 26 en electricidad adecuada para su suministro a través de la red eléctrica. El conjunto de conversión de potencia 34 también se puede denominar en el presente documento convertidor de potencia. El conjunto de conversión de potencia 34 puede estar localizado en cualquier lugar dentro o separado de la turbina eólica 10. Por ejemplo, el conjunto de conversión de potencia 34 puede estar localizado dentro de una base (no mostrada) de la torre 16.

[0019] En algunos modos de realización, la turbina eólica 10 incluye un limitador de velocidad de rotor, por ejemplo, pero sin limitarse a un freno de disco 36. El freno de disco 36 frena la rotación del rotor 14 para, por ejemplo, disminuir la rotación del rotor 14, frenar el rotor 14 contra el par de torsión de viento completo y/o reducir la generación de potencia eléctrica del generador eléctrico 26. Además, en algunos modos de realización, la turbina eólica 10 incluye un sistema de orientación 38 para hacer girar la góndola 12 alrededor de un eje de rotación 40 para cambiar una orientación del rotor 14, y más específicamente para cambiar una dirección hacia la cual está orientado el rotor 14 para, por ejemplo, ajustar un ángulo entre la dirección hacia la cual está orientado el rotor 14 y una dirección del viento.

[0020] En un modo de realización, la turbina eólica 10 incluye un sistema de pitch de pala variable 42 para controlar, lo que incluye, pero sin limitarse a, cambiar, un ángulo de pitch de las palas 24 (mostrado en las figuras 2-3) con respecto a una dirección de viento. El sistema de pitch 42 puede estar acoplado al controlador de sistema 44 para el control del mismo. El sistema de pitch 42 está acoplado al buje 22 y las palas 24 para cambiar el ángulo de pitch de las palas 24 haciendo girar las palas 24 con respecto al buje 22. Los accionadores de pitch pueden incluir cualquier estructura, configuración, disposición, medios y/o componentes adecuados, independientemente de si se describen y/o muestran en el presente documento, tales como, pero sin limitarse a, motores eléctricos, cilindros hidráulicos, resortes y/o servomecanismos. Además, los accionadores de pitch se pueden impulsar mediante cualquier medio adecuado, independientemente de si se describe y/o muestra en el presente documento, tal como, pero sin limitarse a, fluido hidráulico, potencia eléctrica, potencia electroquímica y/o potencia mecánica, tal como, pero sin limitarse a, una fuerza de resorte.

[0021] La figura 4 es un diagrama de bloques de un modo de realización ejemplar de turbina eólica 10. En el modo de realización ejemplar, la turbina eólica 10 incluye uno o más controladores de sistema 44 acoplados a al menos un componente de turbina eólica 10 para controlar en general el funcionamiento de la turbina eólica 10 y/o controlar el funcionamiento de los componentes de la misma, independientemente de si dichos componentes se describen y/o se muestran en el presente documento. Por ejemplo, en el modo de realización ejemplar, el controlador de sistema 44 está acoplado al sistema de pitch 42 para controlar en general el rotor 14. En el modo de realización ejemplar, el controlador de sistema 44 está montado dentro de la góndola 12 (mostrada en la figura 3), sin embargo, de forma adicional o alternativa, uno o más controladores de sistema 44 pueden estar separados de la góndola 12 y/u otros componentes de turbina eólica 10. Los controladores de sistema 44 se pueden usar para la monitorización y el control global del sistema, lo que incluye, sin limitación, la regulación del pitch y la velocidad, la aplicación del eje de alta velocidad y el freno de orientación, la aplicación del motor de orientación y de bomba y/o la monitorización de fallos. En algunos modos de realización, se pueden usar arquitecturas de control distribuidas o centralizadas alternativas.

[0022] En un modo de realización ejemplar, la turbina eólica 10 incluye una pluralidad de sensores, por ejemplo, unos sensores 50, 54 y 56. Los sensores 50, 54 y 56 miden una variedad de parámetros que incluyen, sin limitación, condiciones de funcionamiento y condiciones atmosféricas. Cada sensor 50, 54 y 56 puede ser un sensor individual o puede incluir una pluralidad de sensores. Los sensores 50, 54 y 56 pueden ser cualquier sensor adecuado que tenga cualquier ubicación adecuada dentro o separada de la turbina eólica 10 que permita que la turbina eólica 10 funcione como se describe en el presente documento. En algunos modos de realización, los sensores 50, 54 y 56 están acoplados al controlador de sistema 44 para transmitir mediciones al controlador de sistema 44 para el procesamiento de las mismas.

[0023] En algunos modos de realización, el controlador de sistema 44 incluye un bus 62 u otro dispositivo de comunicaciones para comunicar información. Uno o más procesadores 64 están acoplados al bus 62 para procesar información, que incluye información de los sensores 50, 54 y 56 y/u otro(s) sensor(es). El (los) procesador(es) 64 puede(n) incluir al menos un ordenador. Como se usa en el presente documento, el término ordenador no está limitado a los circuitos integrados incluidos en un ordenador a los que se refiere la técnica, sino que también se refiere a grandes rasgos a un procesador, un microcontrolador, un microordenador, un controlador de lógica programable (PLC), un circuito integrado específico de la aplicación y otros circuitos programables, y estos términos se usan de manera intercambiable en el presente documento.

[0024] El controlador de sistema 44 también puede incluir una o más memorias de acceso aleatorio (RAM) 66 y/u otro(s) dispositivo(s) de almacenamiento 68. La(s) RAM 66 y el (los) dispositivo(s) de almacenamiento 68 están acoplados al bus 62 para almacenar y transferir información e instrucciones que el (los) procesador(es) 64 va(n) a ejecutar. La(s) RAM 66 (y/o el(los) dispositivo(s) de almacenamiento 68, si se incluye(n)) también se pueden usar para almacenar variables temporales u otra información intermedia durante la ejecución de instrucciones por el (los) procesador(es) 64. El controlador de sistema 44 también puede incluir una o más memorias de solo lectura (ROM) 70 y/u otros dispositivos de almacenamiento estático acoplados al bus 62 para almacenar y proporcionar información e instrucciones estáticas (es decir, no cambiantes) al (a los) procesador(es) 64. El (los) procesador(es) 64 procesa(n) información transmitida desde una pluralidad de dispositivos eléctricos y electrónicos que pueden incluir, sin limitación, transductores de velocidad y potencia. Las instrucciones que se ejecutan incluyen, sin limitación, algoritmos de conversión y/o de comparación residentes. La ejecución de secuencias de instrucciones no está limitada a ninguna combinación específica de circuitos de hardware e instrucciones de software.

[0025] El controlador de sistema 44 también puede incluir, o puede estar acoplado a, un(os) dispositivo(s) de entrada/salida 72. El (los) dispositivo(s) de entrada/salida 72 pueden incluir cualquier dispositivo conocido en la técnica para proporcionar datos de entrada al controlador de sistema 44 y/o para proporcionar salidas, tales como, pero sin limitarse a, salidas de control de orientación y/o de control de pitch. Se pueden proporcionar instrucciones a la RAM 66 desde el dispositivo de almacenamiento 68, que incluye, por ejemplo, un disco magnético, un circuito integrado de memoria de solo lectura (ROM), CD-ROM y/o DVD, a través de una conexión remota que es alámbrica o inalámbrica y que proporciona acceso a uno o más medios accesibles electrónicamente. En algunos modos de realización, se pueden usar unos circuitos cableados en lugar de, o en combinación con, instrucciones de software. Por tanto, la ejecución de secuencias de instrucciones no está limitada a ninguna combinación específica de circuitos de hardware e instrucciones de software, independientemente de si se describen y/o se muestran en el presente documento. Asimismo, en el modo de realización ejemplar, el(los) dispositivo(s) de entrada/salida 72 puede(n) incluir, sin limitación, periféricos de ordenador asociados con una interfaz de operador tal como un ratón y un teclado (ninguno de ellos mostrado en la figura 4). De forma alternativa, también se pueden usar otros periféricos de ordenador que pueden incluir, por ejemplo, un escáner (no mostrado en la figura 4). Además, en el modo de realización ejemplar, los canales de salida adicionales pueden incluir, por ejemplo, un monitor de interfaz de operador (no mostrado en la figura 4). El controlador de sistema 44 también puede incluir una interfaz de sensor 74 que permite que el controlador de sistema 44 se comunique con los sensores 50, 54 y 56 y/u otro(s) sensor(es). La interfaz de sensor 74 puede incluir uno o más convertidores analógico-digitales que convierten señales analógicas en señales digitales que el (los) procesador(es) 64 pueden usar.

[0026] En un modo de realización ejemplar, la turbina eólica 10 incluye un regulador de bucle de enganche de fase (PLL) 80. El regulador de PLL 80 está acoplado al sensor 54. En el modo de realización ejemplar, el sensor 54 es un transductor de tensión configurado para medir una salida de tensión de red terminal del convertidor de frecuencia 34. De forma alternativa, el regulador de PLL 80 está configurado para recibir una pluralidad de señales de medición de tensión de una pluralidad de transductores de tensión. En un ejemplo de generador trifásico, cada uno de los tres transductores de tensión está acoplado eléctricamente a cada una de las tres fases de un bus de red. El regulador de PLL 80 puede estar configurado para recibir cualquier número de señales de medición de tensión desde cualquier número de transductores de tensión que permitan que el regulador de PLL 80 funcione como se describe en el presente documento.

[0027] La figura 5 es un diagrama de bloques de un sistema de generación y suministro de potencia 150 ejemplar. El sistema de generación y suministro de potencia 150 se puede usar con, o estar incluido dentro de, la turbina eólica 10 (mostrada en las figuras 2 y 3). El sistema 150 incluye una fuente de energía, por ejemplo, el generador 26. Aunque en el presente documento se describe como un generador de turbina eólica 26, la fuente de energía puede incluir cualquier tipo de generador eléctrico que permita que el sistema 150 funcione como se describe en el presente documento, por ejemplo, un sistema de generación de potencia solar. El sistema 150 también incluye un convertidor de potencia, tal como el conjunto de conversión de potencia 34. El conjunto de conversión de potencia 34 recibe potencia eléctrica (Pv) 132 generada por el generador 26 y convierte la potencia eléctrica 132 en una potencia eléctrica (Pt) 134 (denominada en el presente documento potencia terminal 134) adecuada para la transmisión a través de una red de transmisión y distribución de potencia eléctrica 136 (denominada en el presente documento red eléctrica 136). Se define una tensión terminal (Vt) 138 en un nodo entre el conjunto de conversión de potencia 34 y la red eléctrica 136. Se acopla un sistema de potencia masiva 140 a la red eléctrica 136. El sistema de potencia masiva 140 incluye una pluralidad de cargas y/o fuentes de potencia.

[0028] En el modo de realización ejemplar, el sistema 150 incluye un sistema limitador de potencia dependiente de la red 152. En el modo de realización ejemplar, un controlador, por ejemplo, pero sin limitarse a, el controlador 44 (mostrado en la figura 4), está programado para realizar las funciones del sistema limitador de potencia dependiente de la red 152. Sin embargo, en modos de realización alternativos, cualquier circuito configurado para permitir que el sistema 150 funcione como se describe en el presente documento puede realizar las funciones del sistema limitador de potencia dependiente de la red 152. El sistema limitador de potencia 152 está configurado para identificar la presencia de un evento de contingencia de red y proporcionar al conjunto de conversión de potencia 34 señales que facilitan la reducción del deslizamiento de polo y proporcionan una recuperación estable del evento de red. En determinados modos de realización, el conjunto de conversión de potencia 34 responde de acuerdo con las señales proporcionadas por el sistema limitador de potencia 152 y elimina sustancialmente el deslizamiento de polo. En general, tras la detección de un evento de contingencia de red, el sistema limitador de potencia 152 proporciona señales para reducir la salida de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. Durante la recuperación del evento de contingencia de red, el sistema limitador de potencia 152 proporciona señales para incrementar la salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34. En algunos modos de realización, el sistema limitador de potencia 152 proporciona una señal, o unas señales, para incrementar la salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34 gradualmente hasta que la potencia de potencia del conjunto de conversión de potencia 34 vuelve a su nivel anterior al fallo.

[0029] El sistema 150 incluye un sistema elevador de corriente reactiva 241 configurado para generar una señal de consigna de tensión complementaria 243 para incrementar una salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34 durante la recuperación de un evento de contingencia de red para facilitar el mantenimiento de una tensión terminal 138 sustancialmente constante y facilitar la prevención de colapsos de tensión. En el modo de realización ejemplar, un controlador, por ejemplo, pero sin limitarse a, el controlador 44 (mostrado en la figura 4), está programado para realizar las funciones del sistema elevador de corriente reactiva 241. Sin embargo, en modos de realización alternativos, cualquier circuito configurado para permitir que el sistema 150 funcione como se describe en el presente documento puede realizar las funciones del sistema elevador de corriente reactiva 241. En determinados modos de realización, el conjunto de conversión de potencia 34 responde de acuerdo con las señales proporcionadas por el sistema elevador de corriente reactiva 241 y proporciona una tensión terminal 138 sustancialmente constante durante la recuperación del evento de red.

[0030] Un evento de red, también denominado en el presente documento evento de contingencia de red, puede dejar la red eléctrica 136 en un modo degradado donde la impedancia de la red es demasiado alta para incorporar la potencia generada por el generador 26. Un ejemplo de evento de red incluye una fallo de cortocircuito en una de las líneas de transmisión dentro de la red eléctrica 136. Las acciones de protección de transmisión eléctrica eliminan la parte del fallo de la red eléctrica 136 para permitir el funcionamiento de la parte restante sin fallo de la red eléctrica 136. Queda una ruta de transmisión cuya capacidad para transmitir potencia desde el sistema 150 al sistema de potencia masiva 140 se degrada. Dichos eventos de red provocan un breve período de baja tensión en la red eléctrica 136 antes de retirar la parte del fallo de la red eléctrica 136. Típicamente, la tensión terminal 138 se degradará significativamente en el momento del evento de red.

[0031] Dicho evento de red puede dar lugar a una condición posterior al fallo en la que la alta impedancia de la red eléctrica 136 evita que la red eléctrica 136 transmita la potencia anterior al fallo desde el generador eólico 26 (es decir, la impedancia de la red eléctrica 136 es demasiado alta para transportar la potencia eléctrica anterior al fallo desde el generador eólico 26). En una máquina síncrona, esta condición puede hacer que un ángulo de rotor del rotor del generador sobrepase el punto donde un par de restricción de la red eléctrica 136 puede equilibrar la entrada mecánica a la turbina eólica 10, que en el presente documento se denomina "deslizamiento de polo". En una máquina con una interfaz electrónica de potencia (por ejemplo, el conjunto de conversión de potencia 34), esta condición puede dar lugar a una serie de pulsaciones rápidas de potencia y tensión. Dichas pulsaciones son análogas al deslizamiento de polo, aunque, con el conjunto de conversión de potencia 34, los algoritmos de control gobiernan el comportamiento más que la física de las máquinas síncronas. Sin precauciones en los algoritmos de control del convertidor de potencia, se pueden producir deslizamientos de polo. La reducción de la corriente activa por debajo del nivel anterior al fallo durante el fallo y poco después de este puede ayudar a mitigar el deslizamiento de polo. En el período de tiempo posterior al fallo, el sistema de transmisión 136 degradado tal vez no pueda transferir el nivel de corriente activa anterior al fallo antes de que se inyecte una cantidad apropiada de corriente reactiva desde el sistema de generación 150 al sistema de transmisión 136. El incremento de la corriente activa a niveles anteriores al fallo sin incrementar apropiadamente la corriente reactiva puede dar como resultado un colapso de tensión del sistema de transmisión 136.

[0032] Como se muestra en la figura 5, en el modo de realización ejemplar, el conjunto de conversión de potencia 34 está configurado para recibir señales de control 154 desde un controlador de interfaz de convertidor 156. Las señales de control 154 están basadas en condiciones de funcionamiento detectadas o características de funcionamiento de la turbina eólica 10 como se describe en el presente documento y se usan para controlar el funcionamiento del conjunto de conversión de potencia 34. Los ejemplos de condiciones de funcionamiento medidas pueden incluir, pero no se limitan a, una tensión de red terminal, un error de PLL, una tensión de bus de estátor, una tensión de bus de rotor y/o una corriente. Por ejemplo, el sensor 54 mide la tensión de red terminal 138 y transmite una señal de retroalimentación de tensión terminal 160 a un regulador de tensión 184. Un sensor, tal como el sensor 54, mide la potencia eléctrica 134 y transmite una señal de retroalimentación de potencia eléctrica 161 al sistema elevador de corriente reactiva 241. El sistema elevador de corriente reactiva 241 genera una señal de consigna de tensión complementaria 243 en base al menos parcialmente en la señal de retroalimentación 161 y transmite la señal de consigna de tensión complementaria 243 al regulador de tensión 184. El regulador de tensión 184 genera una señal de consigna de corriente reactiva 168 en base al menos parcialmente a la señal de consigna de tensión complementaria y transmite la señal de consigna de corriente reactiva 168 al controlador de interfaz de convertidor 156. En algunos modos de realización, el sistema limitador de potencia 152 también recibe una señal de retroalimentación de tensión terminal 160. En base al menos parcialmente a la señal de retroalimentación de tensión terminal 160, el sistema limitador de potencia 152 determina cuándo se produce un evento de contingencia de red y/o concluye y genera una señal de limitador de corriente real 166 para limitar la salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34 durante un evento de contingencia de red y para incrementar gradualmente la salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34 al concluir el evento de contingencia de red. El sistema limitador de potencia 152 transmite la señal de limitador de corriente real 166 al controlador de interfaz de convertidor 156. En un modo de realización alternativo, el controlador de interfaz de convertidor 156 está incluido dentro del controlador de sistema 44. El controlador 44 y/o el controlador de interfaz de convertidor 156 también pueden usar otra retroalimentación de condición de funcionamiento de otros sensores para controlar el conjunto de conversión de potencia 34.

[0033] La figura 6 es un diagrama de bloques de un sistema de control ejemplar del sistema de generación y suministro de potencia 150 que incluye un sistema elevador de corriente reactiva ejemplar, por ejemplo, el sistema elevador de corriente reactiva 241. En el modo de realización ejemplar, el sistema elevador de corriente reactiva 241 está configurado para emitir una señal de consigna de tensión complementaria 243. En otros modos de realización, el sistema elevador de corriente reactiva 241 puede emitir un mandato de corriente complementaria, un mandato de corriente reactiva o cualquier otra señal adecuada para causar un incremento en la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34. En el modo de realización ejemplar, el sistema elevador de corriente reactiva 241 incluye un estimador de derivadas de potencia 242 y una ganancia no lineal 244. El estimador de derivadas 242 recibe al menos una condición de funcionamiento medida desde el sistema 150. En el modo de realización ejemplar, la condición de funcionamiento medida es la señal de salida de potencia 161 del sensor 54. En otros modos de realización, la condición de funcionamiento medida incluye, pero no se limita a, una señal de consigna de corriente activa, una señal de consigna de potencia, etc. En el modo de realización ejemplar, el estimador de derivadas 242 genera, utilizando el estimador de derivadas de potencia 242, una señal de derivada temporal de potencia 245 y proporciona la señal de derivada temporal de potencia 245 a la ganancia no lineal 244. La ganancia no lineal 244 genera una señal de consigna de tensión complementaria 243 y transmite la señal de consigna de tensión complementaria 243 al regulador de tensión 184. El regulador de tensión 184 genera una señal de consigna de corriente reactiva 168 y transmite la señal de consigna de corriente reactiva 168 al controlador de interfaz de convertidor 156. El controlador de interfaz de convertidor 156 también se puede denominar control de accionamiento de convertidor en el presente documento.

[0034] La figura 7 es un diagrama de bloques de un regulador de tensión ejemplar, por ejemplo, el regulador de tensión 184 (mostrado en la figura 6) y un sistema elevador de corriente reactiva ejemplar, por ejemplo un sistema elevador de corriente reactiva 241 (mostrado en la figura 6). Como se describe anteriormente con respecto a la figura 6, en el caso de una contingencia de red, tal como una red débil, la señal de limitador de corriente real 166 ordena al controlador de interfaz de convertidor 156 que disminuya un componente real de la corriente que el conjunto de conversión 34 intenta inyectar a la red eléctrica 136. Además, para admitir la tensión terminal 138, tras una caída de tensión terminal 138 identificada por el regulador de tensión 184 en base a la señal de retroalimentación de tensión terminal 160, el regulador de tensión 184 genera la señal de consigna de corriente reactiva 168 y envía la señal de consigna de corriente reactiva 168 al controlador de interfaz de convertidor 156. La señal de consigna de corriente reactiva 168 ordena al controlador de interfaz de convertidor 156 que incremente un componente reactivo de la corriente inyectada en la red eléctrica 136 al producirse un evento de contingencia de red. Además, en el modo de realización ejemplar, la señal de consigna de corriente reactiva 168 ordena al controlador de interfaz de convertidor 156 que incremente un componente reactivo de la corriente inyectada en la red eléctrica 136 proporcional a una salida del conjunto de conversión 34 durante la recuperación de un evento de contingencia de red para mantener una tensión terminal 138 sustancialmente constante.

[0035] En el modo de realización ejemplar, el regulador de tensión 184 recibe la señal de consigna de tensión complementaria 243 desde el sistema elevador de corriente reactiva 241, recibe la señal de retroalimentación de tensión terminal 160 y recibe una señal de consigna de tensión (VREF) 240 desde otros reguladores de voltiamperios reactivos (VAR) 247 (mostrados en la figura 6). Tras la detección de un evento de contingencia de red, el sistema limitador de potencia 152 transmite una señal limitadora de corriente real 166 al controlador de interfaz de convertidor 156 para reducir la potencia de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. Después de que termine el evento de contingencia de red, el sistema limitador de potencia 152 genera señales, por ejemplo, una señal de consigna de corriente real 166, que ordena un incremento gradual de la salida de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. Durante el evento de contingencia de red, por ejemplo, la tensión terminal 138 indica la presencia de un evento de contingencia de red, el regulador de tensión 184 genera una señal de consigna de corriente reactiva 168 que incrementa la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34 para admitir la tensión de red terminal 138 hasta que se haya resuelto la contingencia de evento de red. Al resolverse el evento de contingencia de red, la señal de consigna de corriente reactiva 168 vuelve a un nivel más bajo, haciendo que la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34 disminuya hasta aproximadamente el nivel que tenía antes del evento de contingencia de red. A medida que la potencia de potencia del conjunto de conversión de potencia 34 se incrementa durante la recuperación del evento de contingencia de red, tal vez se necesite una corriente reactiva adicional para mantener la tensión terminal 138 y evitar un colapso de tensión de la red eléctrica 136.

[0036] Para facilitar el mantenimiento de una tensión terminal 138 sustancialmente constante después de que la señal de retroalimentación de tensión terminal 160 indica que el evento de contingencia de red ha terminado (por ejemplo, la tensión terminal 138 se incrementa), el elevador de corriente reactiva 241 genera una señal de consigna de tensión complementaria 243 y transmite la señal de consigna de tensión complementaria 243 al regulador de tensión 184. La señal de consigna de tensión complementaria 243 se añade a la señal de consigna de tensión 240. Por consiguiente, el regulador de tensión 184 genera una señal de consigna de corriente reactiva 168 que incrementa la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34 a medida que se incrementa la salida de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. En el modo de realización ejemplar, el regulador de tensión 184 causa un incremento en la salida de corriente reactiva en función de la velocidad de cambio de la potencia de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. En otros modos de realización, la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34 se puede incrementar en función de una magnitud de potencia, una magnitud de salida de corriente real, una velocidad de cambio de salida de corriente real, un par de torsión, un mandato de corriente real, un mandato de potencia o cualquier otro parámetro de salida adecuado. En el modo de realización ejemplar, un estimador de derivadas 242 estima una velocidad de cambio (por ejemplo, la derivada con respecto al tiempo) 245 de la potencia de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. En el modo de realización de ejemplo, la ganancia no lineal (Kp) 244 se aplica a la velocidad de cambio 245 facilitada por el estimador de derivadas 242. La ganancia no lineal 244 es una función del nivel de salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34. La salida de la ganancia no lineal 244 (es decir, la señal de consigna de tensión complementaria 243) está limitada a valores positivos. El regulador de tensión 184 suma la señal de consigna de tensión complementaria 243 y la señal de consigna de tensión 240 y resta la señal de retroalimentación de tensión terminal 160 para producir una señal de error. Un bloque de control 246 recibe la señal de error y genera una señal de consigna de corriente reactiva 168. Para facilitar que se evite el colapso de tensión de la red eléctrica 136 y mantener una tensión terminal 138 sustancialmente constante a medida que se incrementa la salida de potencia del conjunto de conversión de potencia 34, se selecciona una ganancia no lineal 244 que satisface la siguiente desigualdad:

donde Iy es la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34, P es la salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34 y Vt es la tensión terminal 138. El término de derivada dly\

— es una característica de la red eléctrica 136 que puede variar dependiendo, por ejemplo, de la ° p 'Vt = Const

condición de la red eléctrica 136, la estructura de una red eléctrica particular, etc. Como se muestra en la figura 8, es no lineal. Para una red particular, tal como la red eléctrica 136, el término de derivada varía con dp ' Vt = Const

la impedancia de la red eléctrica 136. En la figura 8, X1, X2 y X3 son tres impedancias diferentes de la red eléctrica 136 como se ve, por ejemplo, en el conjunto de conversión de potencia 34. La derivación de la ecuación 1 se describe con más detalle a continuación.

[0037] Las figuras 9-12 son vistas gráficas que ilustran, en líneas continuas, el funcionamiento del sistema de generación y suministro de potencia 150 antes, durante y después de un evento de contingencia de red. Más específicamente, la figura 9 es una vista gráfica de la tensión terminal 138 frente al tiempo y la figura 10 es una vista gráfica de la señal de salida de potencia 161 frente al tiempo. La figura 11 es una vista gráfica de la salida de corriente real (IX) frente al tiempo, mientras que la figura 12 es una vista gráfica de la salida de corriente reactiva (IY) frente al tiempo. Las figuras 9-12 también ilustran, en líneas discontinuas, el funcionamiento del sistema de generación y suministro de potencia 150 sin el elevador de corriente reactiva 241.

[0038] Con referencia a las figuras 9-12, en el tiempo t0, el sistema de generación y suministro de potencia 150 funciona con normalidad y en estado estable. En el tiempo t1, se produce un evento de contingencia de red. El tensión terminal 138 desciende rápidamente. Como se describe anteriormente, el sistema limitador de potencia 152 genera una señal para disminuir la salida de potencia del conjunto de conversión de potencia 34 como respuesta al evento de contingencia de red y la corriente real (figura 11) disminuye como corresponde. La salida de corriente reactiva (figura 12), sin embargo, se incrementa para admitir la tensión terminal 138. Después de la resolución del evento de contingencia de red en el tiempo t2, la tensión terminal 138 vuelve sustancialmente a su nivel inicial, es decir, al anterior al evento de contingencia, y el sistema limitador de potencia 152 causa un incremento gradual en la potencia de potencia del conjunto de conversión de potencia 34. La salida de corriente real del sistema de generación y suministro de potencia 150 también se incrementa gradualmente comenzando en el tiempo t2. Asimismo en el tiempo t2, el regulador de tensión 184 genera una señal de consigna de corriente reactiva 168 para incrementar la salida de corriente reactiva en función de la velocidad de cambio de la señal de potencia 161. Como resultado, la tensión terminal 138 permanece sustancialmente constante a medida que la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia 150 se incrementa hasta su nivel anterior al evento de contingencia de red en aproximadamente el tiempo t4.

[0039] Asimismo, en las figuras 9-12 se muestran, representadas en líneas discontinuas, la tensión terminal aproximada 138, la señal de salida de potencia 161, la salida de corriente real (IX) y la salida de corriente reactiva (IY) del sistema de generación y suministro de potencia 150 cuando no se ha incluido un sistema de elevación de corriente reactiva 241. Si el elevador de corriente reactiva 241 no ha generado una señal de consigna de tensión complementaria 243 para incrementar la salida de corriente reactiva en función de la velocidad de cambio de la señal de potencia 161, la corriente de salida reactiva no se incrementará con la misma rapidez. Como se ve en las figuras 11 y 12, las salidas de corriente real y reactiva divergen de las del sistema de generación y suministro de potencia 150 que incluye el sistema de elevación de corriente reactiva 241 desde la resolución del evento de contingencia de red en aproximadamente el tiempo t2. Como consecuencia, la tensión terminal 138 comienza a disminuir justo después del tiempo t2, y la tensión terminal 138 y la salida de potencia se comienzan a colapsar aproximadamente en el tiempo t3.

[0040] La base matemática de este resultado para el sistema de generación y suministro de potencia 150 que incluye el sistema de elevación de corriente reactiva 241 y el regulador de tensión 184 se puede mostrar comenzando con un cálculo aproximado para un cambio en la tensión terminal 138. Un cambio en la tensión terminal 138 se puede calcular de forma aproximada según:

donde Iy es la salida de corriente reactiva del conjunto de conversión de potencia 34, P es la salida de potencia activa del conjunto de conversión de potencia 34 y Vt es la tensión terminal 138.

[0041] Si la salida de potencia del conjunto de conversión de potencia 34 se incrementa a una velocidad constante (rp), entonces:

, donde s es el operador de Laplace. Con referencia al regulador de tensión 184 (mostrado en la figura 8) y la ecuación 3:

[0042] En base a la ecuación 4, para obtener un AVt de aproximadamente cero, suponiendo que Kp es una función de la potencia activa P y que la potencia activa cambia a una velocidad no cero rp, entonces:

[0043] Como consecuencia, se puede definir la siguiente desigualdad:

[0044] La desigualdad 6 se puede reducir, entonces, a la desigualdad 1 dada anteriormente.

[0045] Los modos de realización descritos anteriormente facilitan el funcionamiento eficiente y rentable de una turbina eólica. La turbina eólica incluye un sistema elevador de corriente reactiva que monitoriza un parámetro de salida de la turbina eólica y determina un mandato de tensión complementaria en base al menos parcialmente a la velocidad de cambio del parámetro de salida monitorizado. La turbina eólica también incluye un regulador de tensión que determina un mandato de corriente reactiva en base al menos parcialmente al mandato de tensión complementaria. Proporcionar una salida de corriente reactiva adicional en función de la velocidad de cambio en el parámetro monitorizado facilita el mantenimiento de una tensión terminal sustancialmente constante después de un evento de contingencia de red. El procedimiento y los sistemas descritos en el presente documento facilitan la prevención de colapsos de tensión y mejoran la estabilidad de tensión de una red eléctrica deteriorada después de un evento de contingencia de red.

[0046] Los modos de realización ejemplares de una turbina eólica, un sistema limitador de potencia y unos procedimientos para hacer funcionar una turbina eólica como respuesta a la presencia de un evento de contingencia de red se describen anteriormente en detalle. Los procedimientos, la turbina eólica y el sistema elevador de corriente reactiva no están limitados a los modos de realización específicos descritos en el presente documento, sino que los componentes de la turbina eólica, los componentes del sistema elevador de corriente reactiva y/o las etapas de los procedimientos se pueden utilizar independientemente y por separado de otros componentes y/o etapas descritos en el presente documento. Por ejemplo, el sistema y los procedimientos elevadores de corriente reactiva también se pueden usar en combinación con otros sistemas y procedimientos de potencia de turbina eólica, y no están limitados a la puesta en práctica solo con el sistema de potencia descrito en el presente documento. En su lugar, el modo de realización ejemplar se puede implementar y utilizar en relación con otras muchas aplicaciones de turbina eólica o de sistema de potencia.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un procedimiento para controlar un sistema de generación y suministro de potencia (150) mientras se incrementa una salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150), comprendiendo el sistema de generación y suministro de potencia (150) un generador eléctrico (26), un convertidor de potencia (34) y un controlador (44), comprendiendo dicho procedimiento:

   monitorizar un parámetro de salida del sistema de generación y suministro de potencia (150); caracterizado por

   determinar una velocidad de cambio del parámetro de salida en función de un tiempo;

   generar una señal de consigna de corriente reactiva (168) en función de la velocidad de cambio determinada del parámetro de salida; y

   controlar el funcionamiento del convertidor de potencia (34) en base al menos parcialmente a la señal de consigna de corriente reactiva (168) para facilitar un mantenimiento de una tensión terminal sustancialmente constante (138) a medida que se incrementa la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150);

   en el que monitorizar un parámetro de salida del sistema de generación y suministro de potencia (150) comprende monitorizar una señal (161) indicativa de la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150); y

   en el que controlar el funcionamiento del convertidor de potencia (34) en base al menos parcialmente a la señal de consigna de corriente reactiva (168) comprende incrementar una salida de corriente reactiva del convertidor de potencia (34) de forma proporcional a la velocidad de cambio determinada de la señal (161) indicativa de la salida de potencia del sistema de generación y suministro de potencia (150).
2. 2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que generar una señal de consigna de corriente reactiva (168) comprende generar una señal de consigna de corriente reactiva (168) en un regulador de tensión (184).
3. 3. Un sistema de control (44) que comprende:

   un elevador de corriente reactiva (241), caracterizado por que dicho elevador de corriente reactiva (241) está configurado para:

   recibir una señal de potencia de potencia (161) desde un conjunto de conversión de potencia (34); y generar una señal de tensión complementaria (243) en función de una velocidad de cambio de la señal de potencia de potencia (161); y

   un regulador de tensión (184) acoplado a dicho elevador de corriente reactiva (241), estando dicho regulador de tensión (184) configurado para:

   recibir la señal de tensión complementaria (243);

   generar una señal de consigna de corriente reactiva (168) en base al menos parcialmente a la señal de tensión complementaria (243); y

   transmitir la señal de consigna de corriente reactiva (168) a un controlador (156).
4. 4. Un sistema (44) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho elevador de corriente reactiva (241) está configurado para determinar la velocidad de cambio de la señal de potencia de potencia (161).
5. 5. Un sistema (44) de acuerdo con la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en el que dicho elevador de corriente reactiva (241) está configurado para determinar la velocidad de cambio de la señal de potencia de potencia (161) estimando una derivada de la señal de potencia de potencia (161).
6. 6. Un sistema (44) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que dicho regulador de tensión (184) está configurado para generar una señal de consigna de corriente reactiva (168) que ordena a un convertidor de potencia (34) incrementar una salida de corriente reactiva del convertidor de potencia (34) cuando se incrementa una salida de potencia del convertidor de potencia (34) después de una recuperación de un evento de contingencia de red.

   Un sistema de generación y distribución de potencia (150) que comprende:

   un generador eléctrico (26);

   un conjunto de conversión de potencia (34) acoplado a dicho generador eléctrico (26) y una red eléctrica (140), estando configurado dicho conjunto de conversión de potencia (34) para recibir potencia generada por dicho generador eléctrico (26) y convertir la potencia recibida en una potencia adecuada para transmisión a través de la red eléctrica (140); y

   un sistema de control (44) como se define en cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6 acoplado comunicativamente a dicho conjunto de conversión de potencia (34) y configurado para proporcionar la señal de control de corriente reactiva a dicho conjunto de conversión de potencia (34).