ES2908782T3 - Método de control de la potencia activa de salida de un parque eólico y el parque eólico correspondiente - Google Patents

Método de control de la potencia activa de salida de un parque eólico y el parque eólico correspondiente Download PDF

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Abstract

Método para el control de una potencia activa en un parque eólico con al menos dos aerogeneradores, cuya potencia suministrada se regula a través de en cada caso un regulador de aerogenerador, aplicándose un valor objetivo de potencia activa (Pset, Pset,global) que se va a suministrar por el parque eólico a un modelo de parque eólico (20), que genera un valor objetivo de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico, que se aplica junto con un valor real de la potencia activa (Pact) suministrada por el parque eólico a un elemento de sustracción, que proporciona una diferencia de regulación (e) para un regulador de potencia (30) que genera una magnitud de ajuste del regulador (ureg), a la que se suma una magnitud de ajuste de control anticipativo (pff) determinada independientemente de los estados de funcionamiento de los aerogeneradores del parque eólico y su valor real respecto a una magnitud de ajuste total (u), determinándose el valor objetivo de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico a partir de una suma de valores objetivo de potencia activa modelados (psimO,1, psimO,2, psimO,n), dividiéndose el valor objetivo de potencia activa del parque eólico entre los modelos (221, 222, 22n) de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico, y determinando los modelos de los aerogeneradores en cada caso un valor teórico de potencia activa modelado del respectivo aerogenerador (psimO,1, psimO,2, psimO,n), en función de un porcentaje, que se corresponde con el respectivo modelo, del valor teórico de potencia activa (psimI,1, psimI,2, psimI,n).

Description

DESCRIPCIÓN
Método de control de la potencia activa de salida de un parque eólico y el parque eólico correspondiente
La presente invención se refiere a un método para controlar la producción de potencia activa de un parque eólico, así como a un parque eólico que se compone de al menos dos aerogeneradores.
Con el uso creciente de turbinas eólicas, ya sea en tierra o en el mar, su importancia para la red de suministro eléctrico es cada vez mayor. En consecuencia, con respecto a la inyección de potencia activa, las consignas dadas para la potencia activa inyectada en el punto de conexión a la red deben mantenerse con la mayor precisión posible. Esto se refiere tanto al estado estacionario, en el que, suponiendo que haya suficiente viento, se alimenta una cantidad constante de potencia activa, como al comportamiento dinámico, en el que una consigna varía con el tiempo.
En el documento DE 10 2014 000 790 A1 se da a conocer un control de parque eólico con un comportamiento de consigna mejorado. El parque eólico presenta un maestro de parque con un regulador de potencia para el control de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico. Al maestro de parque se aplica una consigna para la potencia de salida del parque eólico y se emite para el aerogenerador como señales de consigna para la potencia suministrada. Las consignas para los aerogeneradores se corrigen en el caso de un cambio en la señal de consigna para el parque eólico, en el que la consigna corregida se inyecta en el controlador de potencia. Con un predictor se calcula la consigna para el aerogenerador, teniendo en cuenta en este caso diferentes estados de funcionamiento de los aerogeneradores y diferentes valores de potencia.
En el documento DE 102014000 784 A1 se da a conocer un parque eólico con control anticipativo en el regulador de potencia. El parque eólico posee un maestro de parque, que está configurado para la guía de los aerogeneradores, comprendiendo el maestro de parque un regulador de potencia. El regulador de potencia posee un módulo de control anticipativo, que conecta adicionalmente una medida para la potencia teórica a la salida del regulador de potencia a través de un elemento de multiplicación. Por ello, se debería lograr un comportamiento de respuesta acelerado del control anticipativo en el caso de una reducción de consigna y se debería crear un comportamiento de respuesta robusto con respecto al estado de funcionamiento del parque eólico.
La presente invención se basa en el objeto de especificar un método para controlar la salida de potencia activa de un parque eólico y un método tal que implemente especificaciones de valor objetivo para el parque eólico de forma rápida y precisa con los medios más simples posibles.
De acuerdo con la invención, el objetivo se resuelve a través de un método con las características según la reivindicación 1 así como un parque eólico con las características según la reivindicación 7. Configuraciones ventajosas forman los objetos de las reivindicaciones dependientes.
El método de acuerdo con la invención está previsto para el control de la potencia activa suministrada de un parque eólico con al menos dos aerogeneradores. En principio, también se puede regular cualquier otro parámetro eléctrico del parque eólico de acuerdo con la invención. El parque eólico posee al menos dos aerogeneradores, cuya potencia suministrada está determinada en cada caso a través de un regulador de aerogenerador. Los aerogeneradores pueden ser del mismo o diferente tipo de construcción. En el método según la invención, se aplica un valor objetivo de la potencia activa a suministrar por el parque eólico a un modelo de parque eólico, que genera un valor objetivo de potencia activa modelado del parque eólico. El valor objetivo de potencia activa modelado corresponde al valor objetivo para el parque eólico, que debe ser alimentado en su totalidad en su punto de conexión a la red con una red de suministro de energía. El valor objetivo de potencia activa modelado se aplica a un controlador de potencia junto con el valor real de la producción del parque eólico entregado por el parque eólico. Dependiendo de las variables de entrada presentes, el controlador de potencia proporciona una variable manipulada por el controlador. Una variable manipulada de pre-control, que se determina independientemente de los estados del parque eólico y sus valores reales, se suma a la variable manipulada del controlador para formar una variable manipulada total.
De acuerdo con la invención, el valor objetivo de potencia activa modelado del parque eólico se determina a partir de una suma de valores objetivo de potencia activa modelados de los aerogeneradores individuales en el parque eólico. La consigna del parque eólico se divide entre los modelos de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico, determinando los modelos en cada caso una consigna modelada de la potencia activa del respectivo aerogenerador, en función de la consigna, que se corresponde con el modelo, del parque eólico. En el caso del método de acuerdo con la invención, la consigna de potencia activa modelada del parque eólico se forma a través de muchos modelos individuales, que proyectan en cada caso el comportamiento de los aerogeneradores individuales, de manera que la consigna respectiva modelada para cada aerogenerador corresponde a la consigna determinada para el respectivo aerogenerador en el marco de una precisión de modelo. En el caso de esta modelación de la consigna, resulta ventajoso que no se modele el comportamiento de todo el parque eólico, sino el comportamiento de los aerogeneradores y, de este modo, se pueda lograr una buena precisión en el caso del control anticipativo. Según la configuración, pueden estar configurados uno o varios aerogeneradores en un modelo.
En una realización preferente, en el caso del método de acuerdo con la invención, la magnitud de ajuste total se divide entre las magnitudes de ajuste de instalación de los aerogeneradores en el parque eólico. En el caso del método de acuerdo con la invención, la magnitud de ajuste total determinada con el control anticipativo aditivo se divide entre las magnitudes de ajuste de instalación. Las magnitudes de ajuste de instalación establecidas a partir de la división pueden especificar la potencia activa que se va a proporcionar por el aerogenerador cuando se aplique a los reguladores de los aerogeneradores individuales. En el caso de la división de la magnitud de ajuste total, es importante que la regulación se realice en un valor objetivo especificado para el parque eólico, mientras que la proporción de la potencia activa se realice a través de las magnitudes de ajuste divididas para los aerogeneradores. En este sentido, el comportamiento de todo el parque eólico se configura preferentemente a través de los modelos de los aerogeneradores.
En una realización preferente, las magnitudes de ajuste de instalación se determinan de tal manera que en cada caso un valor, que corresponde a una magnitud de ajuste de instalación, de la potencia activa generada por la instalación corresponda al valor objetivo modelado de la potencia activa del aerogenerador. En el caso del método de acuerdo con la invención, se realiza en dos puntos una división de los valores especificados para todo el parque eólico en valores específicos de la instalación. Se realiza una división en el caso de la formación de los valores objetivo de potencia activa modelados para los modelos individuales de los aerogeneradores. Los valores objetivo de potencia activa modelados para los modelos individuales de los aerogeneradores se determinan a partir del valor objetivo de potencia activa del parque eólico. Los modelos de los aerogeneradores determinan, en función de los valores objetivo de potencia activa divididos que se aplican, valores objetivo de potencia activa modelados, que luego se suman a un valor objetivo de potencia activa modelado del parque eólico. Una división adicional se realiza en el caso de la proporción de magnitudes de ajuste divididas para los reguladores individuales de los aerogeneradores del parque eólico. Las magnitudes de ajuste divididas se determinan a partir de la magnitud de ajuste total. La división de la magnitud de ajuste total se puede realizar entre las magnitudes de ajuste de instalación, por ejemplo, mediante los valores de potencia activa disponibles, que se especifican por los aerogeneradores individuales o bien sus reguladores. Del mismo modo, la división del valor teórico de potencia activa del parque eólico se puede realizar entre los valores objetivo de potencia activa modelados para los modelos individuales de los aerogeneradores en función de la potencia activa disponible especificada por los aerogeneradores individuales.
En una realización, al menos una magnitud de estado de los aerogeneradores se aplica a los respectivos modelos de los aerogeneradores para minimizar una desviación entre el valor real de la potencia activa del aerogenerador y el valor de potencia modelado. Preferentemente, en el caso de la magnitud de estado se trata de una información sobre un modo de funcionamiento activo en el respectivo aerogenerador. Esto resulta especialmente ventajoso si la modelación se ha implementado en un regulador de parque eólico central. A través de la reducción de informaciones a dichos modos de funcionamiento demasiado activos, si los modelos de los aerogeneradores conocen los modos correspondientes, se puede reducir significativamente el volumen de datos que se intercambia entre los reguladores de los aerogeneradores y el regulador de parque eólico a través de una red de parque eólico. Ejemplos de un modo de este tipo son un funcionamiento con ruido reducido, un funcionamiento con potencia reducida debido a un componente defectuoso o un funcionamiento con potencia reducida debido a una temperatura de funcionamiento. En principio, dichos modos pueden describir cualquier estado relacionado con un aerogenerador específico. Como alternativa o de manera complementaria, los aerogeneradores individuales también pueden proporcionar parámetros de funcionamiento seleccionados como magnitudes de estado adicionales, por ejemplo, una información sobre una velocidad de giro actual. Para métodos de modelación complejos, la red de parque eólico se puede diseñar para un volumen de datos correspondiente y la modelación se puede centralizar completamente en el parque eólico. De este modo, por ejemplo, a través de una arquitectura de servidor central se puede proporcionar suficiente potencia de cálculo y redundancia. La atribución de las magnitudes de estado a los modelos no significa que en este caso se realice una regulación de las magnitudes del parque eólico a nivel de los aerogeneradores individuales. Más bien, las magnitudes de estado atribuidas de los aerogeneradores sirven para que el comportamiento actual de los aerogeneradores, el cual depende en gran medida de los modos de funcionamiento, se pueda tener en cuenta en el caso de la modelación y que se puedan evitar las desviaciones debidas a un enfoque de modelo seleccionado incorrecto. Con la ayuda de las magnitudes de estado atribuidas, se minimizan los errores en el caso de la modelación o bien se proyecta mejor el comportamiento dinámico de los aerogeneradores individuales. Por lo tanto, el valor de consigna de potencia activa modelado de un aerogenerador individual depende de las magnitudes de estado/modos de funcionamiento actuales, al igual que la potencia activa realmente alimentada por el aerogenerador.
En una realización preferente del método de acuerdo con la invención, los modelos para los aerogeneradores contenidos en el parque eólico proyectan parámetros específicos de los aerogeneradores. Esto significa que el valor de potencia activa modelado para aerogeneradores configurados de manera diferente también puede diferir el uno del otro.
El objetivo de acuerdo con la invención se resuelve asimismo a través de un parque eólico con las características de la reivindicación 7. El parque eólico de acuerdo con la invención presenta al menos dos aerogeneradores y, aparte de eso, un regulador de parque eólico, al que en su punto de conexión a red se aplica una consigna de potencia activa especificada externamente para la potencia activa que va a alimentar por el parque eólico. El regulador de parque eólico presenta una unidad de control anticipativo, que determina una magnitud de ajuste del control anticipativo independientemente de los estados de funcionamiento del parque eólico y sus valores reales. Aparte de eso, el regulador de parque eólico presenta un modelo de parque eólico, que está previsto y configurado para generar una consigna de potencia activa modelada del parque eólico a partir de la potencia activa que se va a suministrar por el parque eólico. Un elemento diferencial está configurado para establecer, a partir del valor de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico y un valor real de la potencia activa suministrada por el parque eólico, una diferencia de regulación. Aparte de eso, un regulador de potencia está configurado para establecer una magnitud de ajuste del regulador a partir de la diferencia de regulación. Un elemento de adición previsto además está configurado para establecer una magnitud total como la consigna de potencia activa para el parque eólico a partir de la magnitud de ajuste del control anticipativo y la magnitud de ajuste del regulador. De acuerdo con la invención, el modelo de parque eólico está equipado con un modelo de instalación para cada aerogenerador contenido en el parque eólico. Un porcentaje de la potencia activa que se va a suministrar por el parque eólico se aplica a los respectivos modelos de instalación. Los modelos de los aerogeneradores individuales están configurados para establecer una consigna de potencia activa modelada de la potencia activa que se va a generar por el aerogenerador modelado, en función del porcentaje especificado en cada caso de la potencia activa que se va a alimentar por el parque eólico.
El modelo de parque eólico previsto en el parque eólico de acuerdo con la invención está caracterizado por sus modelos de instalación asignados a los aerogeneradores. En un diseño preferente, los modelos de instalación están configurados para modelar el comportamiento de los respectivos aerogeneradores individuales en función de las magnitudes de estado que se aplican. Como ya se ha descrito en relación con el método, las magnitudes de estado se pueden referir a informaciones sobre modos de funcionamiento activos de los aerogeneradores y/o sobre parámetros de funcionamiento. Las magnitudes de estado se proporcionan al modelo de parque eólico o bien a los modelos de los aerogeneradores por los aerogeneradores individuales o bien sus reguladores como magnitudes de entrada para la modelación.
En este sentido, no es necesario que a cada modelo de instalación se le haya asignado un único aerogenerador del parque eólico. También se pueden combinar varios aerogeneradores en un modelo, pudiendo realizarse una combinación de este tipo sobre la base de modos de funcionamiento presentes simultáneamente en el caso de los aerogeneradores combinados. Por ejemplo, todos los aerogeneradores de la misma serie que se encuentran actualmente en un modo de funcionamiento con reducción de ruido se pueden modelar a través de un único modelo. La potencia activa que se va a generar a través del parque eólico se divide como valor objetivo de potencia activa a través de una primera unidad de división entre los modelos de los aerogeneradores individuales, que están configurados, en función de los valores objetivo de potencia activa divididos que se aplican así como en función de al menos una magnitud de estado que se aplica del aerogenerador o bien de los aerogeneradores modelado(s) (en el caso de la combinación de varias instalaciones), basado en el modelo de instalación correspondiente, para establecer un valor objetivo de potencia activa modelado para la potencia activa que se va a generar por las instalaciones modeladas. La primera unidad de división está configurada para dividir el valor objetivo de potencia efectiva especificado del parque eólico entre los modelos para los aerogeneradores contenidos en el parque eólico. Por ejemplo, la división se puede realizar mediante valores de potencia activa disponibles, que se especifican por los aerogeneradores individuales o bien sus reguladores y se aplican como magnitudes de entrada a la unidad de división. Si las instalaciones se combinan en un modelo, entonces la primera unidad de división establece dicho modelo con un valor agregado de la potencia activa especificada como disponible por estos aerogeneradores. Análogamente a los modelos, las magnitudes de estado de las instalaciones se aplican a la primera unidad de división.
El modelo de parque eólico presenta un primer elemento de adición, el cual está configurado para sumar los valores objetivo de potencia activa modelados para los aerogeneradores individuales para formar un valor objetivo de potencia activa modelado para el parque eólico y proporcionar el valor objetivo determinado a un elemento de sustracción. El elemento de sustracción del regulador del parque eólico está configurado para proporcionar una diferencia de regulación para un regulador de potencia del regulador del parque eólico en función del valor objetivo de potencia activa modelado que se aplica para el parque eólico y un valor real que se aplica de la potencia activa alimentada en el punto de conexión a red del parque eólico. El regulador de potencia está configurado para proporcionar una magnitud de ajuste del regulador en función de la diferencia de regulación que se aplica. La magnitud de ajuste del regulador se aplica conjuntamente con la magnitud de ajuste del control anticipativo proporcionada por la unidad de control anticipativo a un segundo elemento de adición, el cual está configurado para formar una magnitud de ajuste total para la potencia activa suministrada del parque eólico como la suma de la magnitud de ajuste del control anticipativo y la magnitud de ajuste del regulador y proporcionarla a una segunda unidad de división.
La segunda unidad de división del regulador del parque eólico está configurada para dividir la magnitud de ajuste total para la potencia activa que se va a suministrar por el parque eólico entre los valores objetivo previstos para los aerogeneradores individuales y para proporcionar un valor objetivo de potencia activa correspondiente para los aerogeneradores individuales o bien sus reguladores. La división se puede efectuar de manera complementaria a la división del valor objetivo de potencia activa en la primera unidad de división. La primera y la segunda unidad de división se corresponden la una respecto a la otra en la medida en que la división del valor objetivo para el parque eólico se realiza en el caso de la determinación del valor objetivo modelado exactamente de la misma manera que una división y aplicación de las magnitudes de ajuste de instalación para el aerogenerador. En función del control anticipativo y de los modelos usados, se puede lograr que los valores objetivo modelados para las instalaciones individuales y los valores objetivo proporcionados por la segunda unidad de división para las instalaciones individuales solo se desvíen ligeramente los unos de los otros, incluso en el caso de cambios importantes del valor objetivo que se aplica en la entrada del regulador del parque eólico. Preferentemente, al menos una magnitud de estado de uno de los aerogeneradores se aplica al respectivo modelo para minimizar una desviación del valor real de potencia activa del aerogenerador y el valor objetivo de potencia activa modelado del aerogenerador.
Una ventaja particular del parque eólico de acuerdo con la invención consiste en que la regulación de la potencia activa que se va a alimentar por el parque eólico se desglosa en aerogeneradores que se generan a través de los modelos, los cuales tienen en cuenta los modos de funcionamiento de los aerogeneradores individuales y, de este modo, se puede lograr una mejor dinámica de la regulación. Debido a la modelación del parque, el valor objetivo de potencia activa modelado del parque eólico se aproxima al valor real de la potencia activa alimentada en el punto de conexión a red del parque eólico y la diferencia de regulación en el elemento de sustracción converge hacia cero. El modelo compensa o bien reduce, de este modo, una dinámica insuficiente del regulador de potencia.
A continuación se explica un ejemplo de realización preferente de la invención. Muestran:
la figura 1 un diagrama de bloques de un parque eólico con un control anticipativo y una división de las magnitudes de ajuste entre los aerogeneradores individuales,
la figura 2 la estructura del modelo de parque eólico de la figura 2 con una división de un valor objetivo para el parque eólico entre valores objetivo para modelos de aerogeneradores individuales, y
la figura 3 un diagrama de bloques de un parque eólico con un control anticipativo y un modelo de parque eólico, al cual se aplican magnitudes de estado de los aerogeneradores, así como una división de las magnitudes de ajuste entre los aerogeneradores individuales.
La figura 1 muestra, en un diagrama de bloques, cómo una consigna de potencia activa especificada externamente del parque eólico Pset,global se aplica a una unidad de limitación y de rampa 1o de un regulador del parque eólico 70. La consigna de potencia activa del parque eólico Pset,global es un valor objetivo especificado externamente para la potencia activa que se va a suministrar por el parque eólico. Este valor objetivo especificado externamente se puede especificar al parque eólico, por ejemplo, a través de una unidad lógicamente superior del operador de red. Este valor objetivo especificado se debe mantener en la medida de lo posible y con la mayor precisión posible dadas las condiciones del viento. En la unidad de rampa y de limitación 10, el valor objetivo de potencia activa especificado externamente para el parque eólico se limita a los valores objetivo y los saltos de valor teórico posibles para el parque eólico. Del mismo modo, los cambios en el valor objetivo de potencia activa especificado se estabilizan a través de rampas. En términos técnicos, el valor objetivo de potencia activa especificado externamente se puede ver como una magnitud de guía, que se convierte en un valor objetivo a través de la unidad de rampa y de limitación. El valor objetivo estabilizado de este modo para la potencia activa se aplica a un modelo de parque eólico 20 del regulador del parque eólico 70. El modelo de parque eólico 20 genera un valor objetivo de potencia activa modelado para el parque eólico P'set. El valor objetivo de potencia activa modelado indica la respuesta del parque eólico al valor objetivo de potencia activa Pset interno. El valor objetivo de potencia activa modelado P'set se puede ver como un valor real esperado, que indica qué valor real se genera en respuesta al valor objetivo. A partir del valor objetivo de potencia activa modelado P'set y del valor real medido de la potencia activa Pact alimentada en el punto de conexión a red del parque eólico, se forma una diferencia de regulación e a través de un elemento de sustracción del regulador del parque eólico 70. La diferencia de regulación e es la diferencia entre el valor objetivo de potencia activa modelado y el valor real de la potencia activa suministrada. A través de un regulador de potencia 30 del regulador del parque eólico 70 se establece una magnitud de ajuste del regulador ureg a partir de la magnitud de regulación e. La magnitud de ajuste del regulador ureg indica cómo se debe regular en base al modelo de parque eólico 20 y al regulador de potencia 30. Si el modelo concuerda con el parque eólico y si el regulador del parque eólico 30 se encuentra en su estado estabilizado, entonces la magnitud de regulación e esencialmente desaparecerá (será igual a cero) y, con ello, también la magnitud de ajuste del regulador ureg.
La magnitud de ajuste total u se forma por un elemento de adición del regulador del parque eólico 70, que es la suma de la magnitud de ajuste del control anticipativo uff establecida por una unidad de control anticipativo 60 del regulador del parque eólico 70 y la magnitud de ajuste del regulador ureg. La conexión adicional de la unidad de control anticipativo 60 se realiza de forma aditiva. En el contexto del control anticipativo, es posible dimensionar el regulador de potencia 30 con sus constantes de tiempo y su comportamiento de respuesta correspondientemente a las magnitudes perturbadoras que se presentan habitualmente en un parque eólico. La magnitud de ajuste total u para el parque eólico se divide, en una segunda unidad de división 40 del regulador del parque eólico 70, entre las magnitudes de ajuste uwea,1, uwea,2, uwea,n individuales, que forman las magnitudes de ajuste para los aerogeneradores individuales en el parque eólico.
Cada aerogenerador en el parque eólico posee un regulador. Los reguladores de los aerogeneradores 51, 52, ..., 5n están representados esquemáticamente en la figura 1. En el caso de la división de las magnitudes de ajuste uwea,1, uwea,2, uwea,n en la segunda unidad de división 40, las magnitudes de ajuste se dividen entre los aerogeneradores individuales de tal manera que la potencia activa generada por el aerogenerador corresponde en total al valor real de la potencia activa Pact que se va a suministrar en el punto de conexión a red del parque eólico. Cada aerogenerador 51, 52, ..., 5n aporta una contribución a la potencia activa que se va a suministrar por el parque eólico. En el caso de la división de la magnitud de ajuste total u, se puede tener en cuenta, por ejemplo, que los aerogeneradores incluidos en el parque eólico poseen diferentes potencias nominales. En este caso, también se pueden tener en cuenta las reservas de potencia, los trabajos de mantenimiento y otras magnitudes y especificaciones específicas de la instalación. Para poder seguir lo más rápido posible el valor objetivo de potencia activa especificado externamente, en el caso de la división también se pueden tener en cuenta, por ejemplo, diferentes tiempos de regulación de los aerogeneradores individuales. Por ello, se puede asegurar una regulación rápida, por ejemplo, si la división del valor objetivo entre las instalaciones individuales realiza sobre la base de la potencia pavail,1, pavail,2, ..., pavaill,n notificada como disponible por las instalaciones individuales.
La división más precisa de las magnitudes de ajuste u resulta de la estructura más precisa del modelo de parque eólico 20 en la figura 2. También en el modelo de parque eólico 20 del regulador del parque eólico 70, el valor objetivo de potencia activa Pset interna que se aplica para todo el parque eólico en una primera unidad de división 210 se divide entre valores objetivo para los aerogeneradores psiml,1, psiml,2, ..., psiml,n individuales. Los valores objetivo divididos se aplican al respectivo modelo del aerogenerador 221, 222, ... 22n. Las magnitudes de salida de los modelos respecto a los aerogeneradores son los valores objetivo de potencia activa modelados de los aerogeneradores psimO,1, psimO,2, ..., psimO,n. Estas magnitudes se suman al valor de potencia activa modelado P'set.
A este respecto, los modelos 221, 222, ..., 22n corresponden o bien a aerogeneradores individuales o bien a varios aerogeneradores en el parque eólico, que se combinan debido a las particularidades técnicas para formar un grupo de aerogeneradores. Por ejemplo, los aerogeneradores de la misma construcción, los aerogeneradores con ubicaciones eólicas comparables y/o los aerogeneradores con una potencia nominal comparable se pueden combinar en un grupo.
Un aspecto importante en el ejemplo de realización representado consiste en que la potencia activa modelada de los aerogeneradores individuales psimO,i corresponde aproximadamente al valor real de potencia activa del aerogenerador Pact,i. Esto significa que la división del valor objetivo Pset para el parque eólico se realiza de manera complementaria a la división de la magnitud de ajuste U entre los aerogeneradores individuales.
La figura 3 muestra una ampliación con respecto al diagrama de bloques representado en la figura 1 a través de la combinación con el modelo de parque eólico 20 representado con más detalle en la figura 2, en el que un conjunto de magnitudes de estado k {S i,1, Si,2 ... Si,k} para el aerogenerador i-ésimo se transmiten a los modelos de los aerogeneradores individuales. Por ello, los modelos de los aerogeneradores 220, 221, ..., 22n se pueden adaptar en cada caso a los estados de funcionamiento y se pueden simular mejor los valores objetivo de potencia activa modelados del aerogenerador psimO,i. En un diseño preferente, el i-ésimo modelo del aerogenerador recurre a las magnitudes de estado k {S i,1, Si , 2... Si,k} del i-ésimo aerogenerador. Una adaptación de este tipo permite separar más el comportamiento de la magnitud de guía del comportamiento de las magnitudes de perturbación y, de esta manera, puede seguir mejor y con mayor precisión un valor objetivo especificado. Para k = 1, por ejemplo, la magnitud de estado puede corresponder al valor real de la potencia activa alimentada.
Lista de referencias
10 Unidad de limitación y unidad de rampa
20 Modelo de parque eólico
210 Primera unidad de división
221 Modelo del 1.er aerogenerador
222 Modelo del 2.° aerogenerador
22n Modelo del enésimo aerogenerador
30 Regulador de potencia
40 Segunda unidad de división de la magnitud de ajuste total
51 Regulador del 1.er aerogenerador
52 Regulador del 2.° aerogenerador
5n Regulador del enésimo aerogenerador
60 Unidad de control anticipativo
70 Regulador de parque eólico
Pset, global Consigna de potencia activa especificada externamente del parque eólico
Pset Consigna de potencia activa interna del parque eólico
psiml,1 Consigna de potencia activa dividido en el 1.er aerogenerador para la modelación
psiml,2 Consigna de potencia activa dividido en el 2.° aerogenerador para la modelación
psiml,n Consigna de potencia activa dividido en el enésimo aerogenerador para la modelación
psimo,1 Consigna de potencia activa modelada del 1.er aerogenerador
psim o,2 Consigna de potencia activa modelada del 2.° aerogenerador
psimo,n Consigna de potencia activa modelada del enésimo aerogenerador
P set Consigna de potencia activa modelada del parque eólico
Pact Valor real de la potencia activa alimentada en el punto de conexión a red del parque eólico e Diferencia de regulación entre el valor objetivo de potencia activa modelado y el valor real de la potencia activa suministrada del parque eólico
ureg Magnitud de ajuste del regulador
Uff Magnitud de ajuste del control anticipativo
u Magnitud de ajuste total como la suma de la magnitud de ajuste del control anticipativo y la magnitud de ajuste del regulador
uwt,i Magnitud de ajuste dividida para el 1.er aerogenerador
uwt,2 Magnitud de ajuste dividida para el 2.° aerogenerador
uwT,n Magnitud de ajuste dividida para el enésimo aerogenerador
pavail,1 Potencia activa disponible del 1.er aerogenerador
pavail,2 Potencia activa disponible del 2.° aerogenerador
pavail,n Potencia activa disponible del enésimo aerogenerador
pact,i Valor real de potencia activa del 1.er aerogenerador
pact,2 Valor real de potencia activa del 2.° aerogenerador
pact,n Valor real de potencia activa del enésimo aerogenerador
{S11 , ..., S1,k} Conjunto de magnitudes de estado k del 1.er aerogenerador
{Sn,1, ..., Sn,k} Conjunto de magnitudes de estado k del enésimo aerogenerador

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Método para el control de una potencia activa en un parque eólico con al menos dos aerogeneradores, cuya potencia suministrada se regula a través de en cada caso un regulador de aerogenerador, aplicándose un valor objetivo de potencia activa (Pset, Pset,global) que se va a suministrar por el parque eólico a un modelo de parque eólico (20), que genera un valor objetivo de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico, que se aplica junto con un valor real de la potencia activa (Pact) suministrada por el parque eólico a un elemento de sustracción, que proporciona una diferencia de regulación (e) para un regulador de potencia (30) que genera una magnitud de ajuste del regulador (ureg), a la que se suma una magnitud de ajuste de control anticipativo (pff) determinada independientemente de los estados de funcionamiento de los aerogeneradores del parque eólico y su valor real respecto a una magnitud de ajuste total (u), determinándose el valor objetivo de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico a partir de una suma de valores objetivo de potencia activa modelados (psimO,1, psimO,2, psimO,n), dividiéndose el valor objetivo de potencia activa del parque eólico entre los modelos (221, 222, 22n) de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico, y determinando los modelos de los aerogeneradores en cada caso un valor teórico de potencia activa modelado del respectivo aerogenerador (psimO,1, psimO,2, psimO,n), en función de un porcentaje, que se corresponde con el respectivo modelo, del valor teórico de potencia activa (psimI,1, psimI,2, psimI,n).
2. Método para la regulación según la reivindicación 1, caracterizado por que el comportamiento del parque eólico se proyecta por los modelos (221, 222, 22n) de los aerogeneradores.
3. Método para la regulación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el valor objetivo de potencia activa del parque eólico (Pset, Pset,global) se divide entre los modelos (221, 222, 22n) de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico.
4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la magnitud de ajuste total (u) se divide entre magnitudes de ajuste para los aerogeneradores ( u w t ,1, u w t ,2, uW T,n) individuales.
5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que al menos una magnitud de estado de uno de los aerogeneradores (S11 ,..., S1,k, Sn,1, ..., Sn,k) se aplica al respectivo modelo (221, 222, 22n) del aerogenerador para minimizar una desviación del valor real de potencia activa del aerogenerador (pact,1, pact,2, pact,n) y el valor objetivo de potencia activa modelado (psimO,1, psimO,2, psimO,n) del aerogenerador.
6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los modelos de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico proyectan parámetros específicos de la instalación.
7. Parque eólico con al menos dos aerogeneradores y un regulador de parque eólico (70), en el que se aplica un valor objetivo para la potencia activa (Pset, Pset,global) que se va a suministrar por el parque eólico para el control de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico, comprendiendo el regulador de parque eólico (70):
- una unidad de control anticipativo (60), que está configurada para establecer, independientemente de los estados de funcionamiento de los aerogeneradores del parque eólico y de sus valores reales, una magnitud de ajuste del control anticipativo (uf f), y
- un modelo de parque eólico (20), que está configurado para establecer, a partir del valor objetivo para la potencia activa (Pset, Pset,global) que se va a suministrar por el parque eólico, un valor de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico,
- un elemento diferencial, que está configurado para establecer, a partir del valor de potencia activa modelado (P'set) del parque eólico y un valor real de la potencia activa (Pact) suministrada por el parque eólico, una diferencia de regulación (e),
- un regulador de potencia (30), que está configurado para establecer, a partir de una diferencia de regulación (e), una magnitud de ajuste del regulador (ureg), y
- un elemento de adición, que está configurado para establecer, a partir de la magnitud de ajuste de control anticipativo (uf f) y la magnitud de ajuste del regulador (ureg), una magnitud de ajuste total (u) como valor objetivo de potencia activa para el parque eólico,
caracterizado por que
el modelo de parque eólico (20) para los aerogeneradores contenidos en el parque eólico presenta varios modelos de los aerogeneradores (220, 221, 22n), a los cuales se aplica en cada caso un porcentaje (psim i) de la potencia activa que se va a suministrar por el parque eólico, determinando cada uno de los modelos de los aerogeneradores (220, 221, 22n) un valor objetivo de potencia activa modelado de la potencia activa (p s im o) que se va a generar en cada caso a través de los aerogeneradores.
8. Parque eólico según la reivindicación 7, caracterizado por que uno o varios aerogeneradores están contenidos en un modelo de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico.
9. Parque eólico según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que está prevista una primera unidad de división (210), que divide el valor objetivo de potencia activa del parque eólico entre los modelos de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico.
10. Parque eólico según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que está previsto un elemento de adición, que suma los valores objetivo de potencia activa modelados para los aerogeneradores individuales, aplicándose la suma a un elemento de sustracción que, en función del valor objetivo de potencia activa aplicado del parque eólico y un valor real de la potencia activa alimentada en el punto de conexión a red del parque eólico, proporciona una diferencia de regulación (e).
11. Parque eólico según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que está prevista una segunda unidad de división (40), que divide la magnitud de ajuste total (u) entre magnitudes de ajuste para los aerogeneradores individuales.
12. Parque eólico según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por que al menos una magnitud de estado de uno de los aerogeneradores se aplica al respectivo modelo del aerogenerador para minimizar una desviación entre el valor real de potencia activa del aerogenerador y el valor de potencia activa modelado del aerogenerador.
13. Parque eólico según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado por que los modelos de los aerogeneradores contenidos en el parque eólico proyectan parámetros específicos de la instalación.
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