ES2708967T3 - Procedimiento para la supervisión de un aerogenerador - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la supervisión del funcionamiento de un aerogenerador (1) que presenta un generador (15) accionado por un rotor de viento (12) con al menos una pala de rotor (13), cuyo ángulo de inclinación (θ) se puede regular, para el suministro de energía eléctrica, pudiendo funcionar el aerogenerador (1) con un valor teórico de reducción de potencia (r) predeterminable desde el exterior, caracterizado por una determinación de si el aerogenerador (1) funciona de forma reducida o no, con los pasos de: I. determinación de la existencia de una variación de un parámetro de funcionamiento del rotor de viento, seleccionado de entre un grupo formado por un número de revoluciones del rotor de viento y el ángulo de inclinación (θ), frente a un valor de referencia (θref), II. determinación de si el aerogenerador (1) funciona con carga parcial, III. comprobación de si se ha predeterminado un valor teórico de reducción de potencia y IV. puesta a disposición de una señal para la reducción efectiva ("E") cuando se cumplen todas las condiciones antes enumeradas.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento para la supervision de un aerogenerador

La invencion se refiere a un procedimiento para la supervision del funcionamiento de un aerogenerador, que presenta un generador accionado por un rotor de viento con al menos una pala de rotor, cuyo angulo de inclinacion se puede regular, para el suministro de energia electrica, siendo posible accionar el aerogenerador con un valor teorico de reduccion de potencia predeterminado desde el exterior.

Con la creciente importancia de los aerogeneradores en la produccion de energia electrica en una red electrica aumentan tambien las exigencias que se formulan a los aerogeneradores para que contribuyan a asegurar la estabilidad de la red electrica. Las contribuciones al aseguramiento de la estabilidad de la red consisten, entre otros aspectos, en la apuesta a disposicion de potencia reactiva, en la provision de potencia de reserva y tambien en la posibilidad de disminuir, en caso dado, el suministro de potencia previa demanda o de reducirlo al menos a un valor predeterminable. Esta ultima posibilidad, es decir, la disminucion a base de un valor de reduccion predeterminado desde el exterior, no suele causar dificultades importantes en los aerogeneradores, pero si perjudica el funcionamiento de los aerogeneradores orientados en un aprovechamiento maximo de la energia eolica. A pesar de ello, la capacidad de reduccion del suministro de potencia es importante.

En el funcionamiento practico de las redes de distribucion o de transmision se pueden dar situaciones en las que la oferta de potencia supera la demanda de potencia. En un caso como este se producen aumentos de frecuencia en la red. Para mantener la estabilidad de la red los operadores de la red tienen que restringir la produccion de energia electrica. En la practica, esto se lleva a cabo transmitiendo en los parques eolicos senales de restriccion correspondientes. De este modo se impone a los parques eolicos un valor teorico que no pueden superar en el suministro de energia. Como consecuencia, el parque eolico solo procede al suministro de potencia reducida. Por regla general, la imposicion de un valor teorico reducido de este tipo se refiere a la potencia nominal del parque eolico (p. ej. se determina como valor de reduccion el 80 % de la potencia nominal) o a un valor absoluto (p. ej. , como maximo, de 75 MW en un parque eolico con una potencia instalada de 100 MW). En este caso, la reduccion ordenada se pone en practica cuando el viento es tan fuerte que exista la amenaza de que la potencia producida en el parque eolico pueda rebasar el valor teorico de reduccion predeterminado. Sin embargo, si el viento es flojo, la restriccion predeterminada para el aerogenerador en cuestion carece de efecto. En principio se preve que, en caso de una reduccion de potencia por el operador de la red de transmision, se tengan que abonar pagos de compensacion por los ingresos no obtenidos a causa de la reduccion de potencia. Por consiguiente, los implicados estan interesados en saber si una orden de reduccion conduce realmente a una reduccion de la produccion de potencia de un aerogenerador del parque eolico o si la misma queda sin efecto, debido a la falta de un viento suficientemente fuerte.

En el estado de la tecnica se han discutido diferentes formulas a este respecto. La primera formula se basa en la senal de reduccion que recibe el aerogenerador con objeto de indicarle la existencia de una reduccion. No obstante, la existencia de esta senal no demuestra en absoluto que, teniendo en cuenta las condiciones reales, se haya producido realmente una reduccion efectiva. Si el viento ha sido flojo es posible sacar equivocadamente la conclusion de una merma de ingresos por el simple hecho de la existencia de la senal. Por lo tanto, el resultado seria erroneo. Alternativamente se ha propuesto determinar, a traves de una medicion del viento y de curvas caracteristicas de potencia ya conocidas del aerogenerador, cual es la potencia que el aerogenerador hubiera podido producir con el viento medido y compararla con el suministro de potencia reducido (WO 2013/041192 A2). Sin embargo, estos procedimientos, que se basan en un anemometro montado en la gondola del aerogenerador para la determinacion de la velocidad del viento, son demasiado inexactos debido a la influencia del rotor de viento en marcha en la medicion de la velocidad del viento.

Por esta razon existe la necesidad de perfeccionar un procedimiento del tipo antes indicado en el sentido de que indique con mayor precision y fiabilidad si una reduccion ordenada se ha producido realmente.

La solucion segun la invencion esta en las caracteristicas de las reivindicaciones independientes. Otras formas de realizacion perfeccionadas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

En un procedimiento para la supervision del funcionamiento de un aerogenerador, que presenta un generador accionado por un rotor de viento con al menos una pala de rotor, cuyo angulo de inclinacion se puede regular, para el suministro de energia electrica, siendo posible accionar el aerogenerador con un valor teorico de reduccion de potencia predeterminable, se preve segun la invencion una determinacion de si el aerogenerador funciona de forma reducida o no, que comprende los pasos de: determinacion de la existencia de una variacion de un parametro de funcionamiento del rotor de viento, seleccionado de entre un grupo formado por un numero de revoluciones del rotor de viento y el angulo de inclinacion, frente a un valor de referencia, determinacion de si el aerogenerador funciona con carga parcial, comprobacion de si se ha predeterminado un valor teorico de reduccion de potencia y emision de una senal para la reduccion efectiva cuando se cumplen todas las condiciones antes enumeradas.

A continuacion se explican en primer lugar algunos de los terminos empleados:

por un “valor teorico de reduccion de potencia predeterminable” se entiende normalmente un valor de potencia predeterminado al que se tiene que reducir el suministro de potencia del aerogenerador. En la mayorfa de los casos se tratara de un valor predeterminado referido a la potencia nominal (p. ej. el 90 % de la potencia nominal), pero tambien se puede prever otro tipo de determinacion previa del valor, por ejemplo en forma de valor de potencia absoluto (p. ej. 2,5 MW en un aerogenerador de 3 MW).

Por funcionamiento con carga parcial se entiende un funcionamiento generador de energfa del aerogenerador que no sea un funcionamiento con carga nominal (funcionamiento con plena carga). No forman parte del funciona miento con carga parcial una parada ni un funcionamiento del aerogenerador en el que no se produce ningun suministro de potencia activa.

Por una reduccion “efectiva” se entiende que un aerogenerador genera y suministra, debido a una orden, menos energfa de la que hubiera podido generar y suministrar en las concisiones de viento reinantes.

La invencion esta basada en la idea de realizar, por medio de una combinacion de la supervision de parametros de funcionamiento del rotor de viento, por una parte, y de una diferenciacion de casos en cuanto al tipo de funcionamiento y a la existencia de un valor teorico de reduccion de potencia, por otra parte, una clasificacion en el sentido de determinar si se produce una reduccion real, es decir, efectiva. La siguiente explicacion se refiere al angulo de inclinacion como parametro de funcionamiento del rotor de viento y se puede aplicar analogamente al numero de revoluciones del rotor de viento. La invencion aprovecha el conocimiento de que en caso de funcionamiento de carga parcial el angulo de inclinacion en sf se mantiene sin cambios frente a un valor de referencia previsto para el funcionamiento de carga parcial. El valor de referencia predeterminado para la carga parcial se define tambien como angulo cero. Segun la definicion puede tener realmente el valor de 0 grados, pero en funcion del equipamiento existente tambien puede ser un valor de referencia distinto a cero. Por lo tanto, en definitiva se realiza, aprovechando senales existentes sobre el comportamiento del funcionamiento del aerogenerador, una comparacion entre la actividad del angulo de inclinacion y el estado de carga. Expresado con otras palabras, la actividad de inclinacion conocida se pondera para determinar si, teniendo en cuenta el estado de carga, se basa en un valor teorico de reduccion o no. Por lo tanto, la invencion actua como una balanza de la actividad dependiente de la carga.

Como opcion se preve ademas preferiblemente un registro adicional durante el funcionamiento de plena carga con los siguientes pasos: determinacion de si el funcionamiento es de plena carga, comprobacion si se registra el valor teorico de reduccion de potencia y emision de la senal para la reduccion real, incluso en el supuesto de que se cumplan las dos condiciones antes indicadas. De este modo, el ambito de accion de la invencion se puede ampliar a traves del funcionamiento de carga parcial de manera que comprenda tambien el funcionamiento de plena carga. Por lo tanto, se proporciona como resultado un metodo valido y efectivo en toda la gama de funcionamiento, ya sea de caga parcial o de plena carga, para la deteccion de la aplicacion de una reduccion.

La diferencia inferior entre el funcionamiento de carga parcial, por una parte, y el funcionamiento de plena carga, por otra parte, se produce convenientemente por aplicacion de un valor umbral regulable. El valor umbral es preferiblemente del orden de un 92 y un 97 % de la potencia nominal del aerogenerador. Una eleccion del valor umbral como esta se considera segura y solida, especialmente en caso de funcionamiento normal en condiciones de viento variables, y constituye una separacion estricta a la vista de una potencia al 100 %.

Segun una forma de realizacion preferida se puede prever que la senal inicial se inhiba en caso de detectar un fallo. Esta posibilidad se basa en el conocimiento de que, en caso de una restriccion de la capacidad de generacion de energfa del aerogenerador, por ejemplo debido a restricciones del tren de accionamiento mecanico (p. ej. exceso de temperatura en el engranaje o generador) tambien se puede producir una reduccion del suministro de energfa, pero que esta se debe atribuir a causas internas. Por lo tanto, en este caso no se trata de una reduccion de potencia ordenada desde el exterior, especialmente por el operador de la red. Por consiguiente conviene distinguir entre una reduccion de potencia basada en causas externas y una basada en causas internas. Esto se consigue por medio de la mencionada inhibicion. Se entiende que la inhibicion no tiene que significar una supresion total, sino que tambien se puede entender como una modificacion de la senal inicial. Significa que una senal inicial se emite para el funcionamiento reducido, pero que ademas se senaliza que la misma esta basada en una causa interna.

Como valor de referencia se emplea preferiblemente el valor teorico de inclinacion para el funcionamiento optimo. Basandose en el funcionamiento optimo como referencia, se puede detectar de forma segura cualquier reduccion de potencia. Esto se realiza convenientemente determinando un valor teorico para el funcionamiento optimo por medio de una curva caracterfstica para el maximo rendimiento de potencia. Estas curvas caracterfsticas se pueden definir por medio de un elemento de curva caracterfstica, una formula o de otro modo, especialmente una tabla de busqueda. No obstante, no es imprescindible que sea siempre el funcionamiento optimo. En una forma de realizacion preferida se emplea como valor de referencia una curva caracterfstica de un funcionamiento silencioso. En este caso, el aerogenerador produce menos potencia de la que pudiera producir con un ajuste optimo en las condiciones de viento existentes, pero lo hace bajo el aspecto de una menor emision de ruido. Sin embargo, el suministro de potencia reducido resultante no se debe a la predeterminacion del operador de la red desde fuera. Al utilizar este funcionamiento silencioso como valor de referencia, se consigue con el procedimiento segun la invencion que logicamente esto no se considere como una reduccion real. Esta reduccion solo se producirfa en caso de un suministro por debajo de un nivel de potencia predeterminado por el funcionamiento silencioso.

El valor de referenda no tiene que ser en absoluto constante, sino que puede ser modificado a traves de la gama de funcionamiento o del tiempo. Especialmente conveniente resulta una modificacion del valor teorico por medio de una regulacion de precision del angulo de inclinacion, que adapta el ajuste de las palas de rotor en pasos pequenos y preferiblemente con una dinamica alta con condiciones de funcionamiento respectivamente optimas, en su caso tambien de forma ciclica. Al utilizar el valor teorico modificado por medio de la regulacion de precision del angulo de inclinacion como valor de referencia, tambien se puede producir en estos casos una deteccion precisa de un funcionamiento de reduccion efectivo.

El procedimiento segun la invencion tiene ademas la ventaja de funcionar en gran medida sin hardware adicional y de permitir una implementacion nada complicada. Por lo tanto, resulta adecuado para una ejecucion durante el funcionamiento, lo que significa que durante el funcionamiento del aerogenerador se puede detectar si se produce una reduccion eficiente o no. Por otra parte, el procedimiento segun la invencion no se limita a esto, sino que tambien se puede llevar a cabo posteriormente sobre la base de los datos registrados. Normalmente, los datos necesarios para el procedimiento segun la invencion se suelen registrar de por si y estan disponibles de manera descentralizada, especialmente en dispositivos de supervision (p. ej. SCADA). Asi, el procedimiento segun la invencion tambien es idoneo para la evaluacion off-line, que incluso se puede llevar a cabo de modo descentralizado.

La invencion se refiere igualmente a un aerogenerador debidamente equipado o a un parque eolico debidamente equipado y provisto de equipos para la puesta en practica del procedimiento. En relacion con una descripcion mas detallada se senala lo anteriormente expuesto.

La invencion se explica a continuacion con mayor detalle con referencia al dibujo adjunto en el que se representan formas de realizacion ventajosas. Se muestra en la:

Figura 1 una representacion esquematica de un aerogenerador segun un ejemplo de realizacion de la invencion; Figura 2 un parque eolico con aerogeneradores segun otra forma de realizacion:

Figura 3 un diagrama de flujo para el procedimiento segun la invencion;

Figura 4 una vista esquematica de un dispositivo de evaluacion para la realizacion del procedimiento;

Figura 5 diagramas que representan el comportamiento de funcionamiento del aerogenerador:

Figura 6 diagramas que representan el funcionamiento del procedimiento segun la invencion.

En un aerogenerador mostrado en la figura 1 e identificado en su conjunto con el numero de referencia 1 se preve una torre 10, por cuyo extremo superior se dispone una gondola 11 que gira en direccion acimutal. Por la cara frontal de la gondola 11 se monta un rotor de viento 12 con varias palas de rotor 13 regulables en lo que se refiere a su angulo de inclinacion 0. El mismo acciona, a traves de un arbol de rotor 14, un generador 15 que interactua con un convertidor 16 para la produccion de energia electrica, que se conduce a traves de una linea de conexion 17 a un transformador 18 dispuesto en la base de la torre 10, que la suministra a una red (una red de transmision 99 o una red interna 4 del parque). El funcionamiento del aerogenerador 1 se controla por medio de un sistema de control de funcionamiento 2 dispuesto igualmente en la gondola 11. Este sistema actua a traves de conexiones de senales con un modulo de control de inclinacion 3 montado en el cubo del rotor de viento 12, que activa un accionamiento de inclinacion 33 disenado para la regulacion del angulo de ataque 0 de las palas de rotor 13. El accionamiento de inclinacion 33 puede ser un accionamiento comun para las palas de rotor 13 o un accionamiento individual para cada una de las palas de rotor.

El modulo de inclinacion 3 comprende (vease tambien la figura 4) un dispositivo 31 para la determinacion de un angulo de inclinacion actual 01 y una entrada 32 para un valor de referencia del angulo de ataque 0ref. El valor de referencia 0ref lo proporciona el sistema de control de funcionamiento 2 y se transmite al modulo de inclinacion 3 (por regla general a traves de un transmisor de giro dispuesto en el cubo de rotor 12, que por razones de mayor claridad no se ha representado). El modulo de inclinacion 3 se ha disenado para ajustar el angulo de inclinacion correspondiente teniendo en cuenta el angulo de inclinacion actual 0i.

En la figura 2 se ilustra un parque eolico que comprende varios aerogeneradores 1, 1’, 1’’. Estos se han disenado conforme al aerogenerador descrito en la figura 1. Los mismos se han conectado a una red interna del parque 4 que comprende una red de potencia 41 y una red de comunicacion 42. La red de potencia 41 se conecta a traves de un transformador del parque 43 y de un seccionador 45 a una red de transmision 99 que es supervisada por un operador de red. El parque comprende ademas un ordenador central (Parkmaster) 5 conectado tambien a la red de comunicacion 42. Al ordenador central se asignan puntos de medicion 51, 52 para la corriente y tension suministradas a la red, para la determinacion de la potencia suministrada a la red 99. Por otra parte, en el ordenador central se preve una entrada para una orden de reduccion R por parte de una instancia superior, especialmente un operador de red. El ordenador central determina, a partir de los datos de medicion de la potencia suministrada a la red 9 y del valor determinado en la entrada R, datos de reduccion individual r para los distintos aerogeneradores 1, que a traves de la red de comunicacion 42 se aplican al sistema de control de funcionamiento 2 de los distintos aerogeneradores 1.

El funcionamiento del procedimiento segun la invencion se describe ahora mas detalladamente con referenda a la figura 3.

En un primer paso 100 se determina una diferencia del angulo de inclinacion mediante la comparacion entre el angulo de inclinacion real y un valor de referencia. Si no existe ninguna diferente (o una negativa), no existe ninguna actividad de inclinacion reductora. Esto se determina en el punto de ramificacion 101, procediendo a la desviacion al bloque 102 con el resultado 120 de que no existe ninguna reduccion efectiva. En caso contrario, es decir, si se produce una actividad de inclinacion con una diferencia positiva, se procede a la desviacion a la pista 103. En el siguiente bloque 104 se demanda la potencia activa Pi suministrada por el aerogenerador. La misma se multiplica por un factor de valor umbral regulable e, y en un punto de decision 105 se determina si la potencia activa Pi suministrada esta por debajo o por encima del valor umbral definido por el factor e (o si es igual al mismo). Si es inferior, esto significa que el aerogenerador 1 no produce su potencia completa y se procede al desvio a la pista 106. Se trata de una pista de carga parcial. En un paso siguiente se comprueba en el punto de decision 108 si en un aerogenerador existe un valor predeterminado asignado especialmente por una instancia superior (como el ordenador central con el valor r o por el operador de la red con el valor R). Esto se evalua en el punto de decision 109. Si es inferior al 100 %, existe una orden de reduccion para los distintos aerogeneradores 1. Se produce a continuacion una desviacion a la pista 110, y en el bloque siguiente 112 se demanda el estado de funcionamiento del aerogenerador 1. En el bloque de decision 113 se determina si en el aerogenerador 1 se ha producido un estado de fallo o de alarma que imposibilite un funcionamiento ilimitado. Si este fuera el caso, se procede a la desviacion a la pista 114. Esto significa que existe una reduccion efectiva, pero que la misma se debe a una causa interna del aerogenerador 1. Entonces se activa la senal “I” en el bloque 140. Sin embargo, si no existe ningun estado de este tipo, es decir, si el aerogenerador estuviera en condiciones de llevar a cabo una produccion de energia ilimitada (el mismo esta “o.k.”), existe una reduccion efectiva y se desvia a la pista 115. En el bloque 130 se activa la senal para una reduccion externa efectiva “E”. Si en el punto de decision 109 se produce una desviacion a la pista 111, esto significa que no se ha aplicado ninguna senal de reduccion por parte de una instancia superior. En este caso se emite en el bloque 141 la senal “I”, despues de lo cual si se produce una reduccion, pero que esta se debe a una causa interna.

Segun una variante opcional tambien se puede incluir el comportamiento durante el funcionamiento de plena carga en el procedimiento segun la invencion. Esto se produce cuando en el punto de decision 105 se procede al desvio a la pista 107 para plena carga. En el bloque 116 se demanda, de forma analoga a la del bloque 108, un valor de reduccion superior predeterminado. En el punto de decision 117 se comprueba, al igual que en el punto de decision 109, en que medida el valor predeterminado para el aerogenerador individual 1 esta por debajo del 100 % o no. Si es inferior al 100 %, se produce el desvio a la pista 118; esto significa que existe una reduccion basada en una reduccion de orden superior, es decir, externa. Se activa la correspondiente senal de emision “E” (131). En caso contrario se desvia a la pista 119, lo que significa que no existe ninguna reduccion. De forma correspondiente no se activa ninguna senal de reduccion en el bloque 121.

De este modo se puede determinar, tanto para el caso de carga parcial como para el caso de plena carga si, debido a ordenes desde el exterior, especialmente de una instancia superior como un operador de red, se ha producido una reduccion del aerogenerador 1 que ha sido efectiva en el funcionamiento del aerogenerador 1.

Con referencia a la figura 4 se describe ahora un dispositivo de evaluacion con el que se puede implementar el procedimiento descrito. El dispositivo de evaluacion, definida en su conjunto con el numero de referencia 6, comprende un detector de actividad de inclinacion 7 asi como una bascula de carga 8. El detector de actividad de inclinacion 7 contiene entradas para el angulo de inclinacion 0i como valor de medicion del captador 31, asi como en otra entrada la senal para el valor de referencia 0ref 32. Se aplican a un comparador 71. Si los valores son iguales, no se emite ninguna senal (lo mismo ocurre si el angulo de inclinacion medido es menor que el valor de referencia). En cambio, si el angulo de inclinacion medido es mayor que el valor de referencia, el comparador 71 emite una senal. Esta se aporta a un bloque de formacion de senales 72. Este bloque se disena para conseguir una mejora de la calidad de la senal. En una forma de realizacion conveniente se trata de un filtro de promedio movil que forma, por ejemplo, una media de los ultimos 100 valores de medicion (o de un determinado periodo de tiempo predeterminado como, por ejemplo, el ultimo minuto o los ultimos 10 minutos). Con este filtro de formacion de senales 72 se eliminan valores extranos y se consigue una estabilizacion del procesamiento de senales. En la salida 7 se emite una senal que indica si el angulo de inclinacion real es menor que el valor de referencia. Si es asi, existe una actividad de inclinacion, lo que se indica en la linea de senales 73.

La bascula de carga 8 comprende como primer componente un detector de carga 81. Al mismo se aplican las entradas para la potencia Pi suministrada realmente por el aerogenerador 1 como para un factor de valor umbral e regulable para la diferenciacion entre plena carga y funcionamiento de carga parcial. A partir del valor para el factor de valor umbral e se genera, por multiplicacion con un valor almacenado para la potencia nominal del respectivo aerogenerador 1, un valor de potencia umbral Pth, que se aporta a una entrada de un comparador 82. A otra entrada del comparador 82 se aplica el valor de medicion para la potencia Pi realmente producida. Si la potencia producida es inferior al valor umbral, el comparador emite una senal nula que, despues de la inversion en un elemento de inversion 83, se convierte en una senal positiva. De este modo se registra en la salida una senal positiva, cuando el aerogenerador 1 funciona con carga parcial. Esta senal se aplica, a traves de una linea de senales 84, a un elemento AND 86. Este presenta como otra entrada un valor para el valor de reduccion r. El mismo se conduce a traves de un elemento de comparacion 85, que determina si el valor r es superior o inferior al 100 %. Si es inferior, se emite una senal correspondiente al elemento AND 86. A una tercera entrada del elemento AND 86 se aplica un valor de estado del aerogenerador 1. Si el aerogenerador 1 puede funcionar, segun la senal de estado, plenamente sin restriccion (estado 0 u o.k.). este valor se considera activo. El elemento AND 86 comprueba si en todas las entradas existe una senal activa. En caso afirmativo, emite en su salida 87 una senal de liberacion. Esta activa un rele de liberacion 88 que conecta el estado de salida generado por el detector de actividad de inclinacion. A continuacion el dispositivo de evaluacion 6 emite una senal “E” en la salida 89, segun la cual existe una reduccion desde el exterior.

Opcionalmente se puede llevar a cabo otra evaluacion de restricciones a causa de condiciones internas, especialmente estados de alarma o de fallo del aerogenerador 1. Para ello se preve otro elemento AND 91 a una de cuyas entradas se aplica la senal de salida del detector de inclinacion 7. A la otra de sus entradas se aplica una senal de estado invertida 80, que se conduce a traves de un elemento inversor 90. La salida del elemento inversor 90 se considera activa cuando se produce un estado de fallo o de alarma en el aerogenerador 1. De esta forma se libera la senal de actividad de inclinacion emitida por el detector de inclinacion 7, lo que significa la existencia de una reduccion del aerogenerador 1, concretamente a causa de factores internos (senal “I”).

El efecto del procedimiento segun la invencion se describe ahora con referencia a las figuras 5 y 6. La figura 5a muestra con una linea discontinua la curva de la potencia suministrada por un aerogenerador que funciona sin restricciones, es decir, sin reducciones. En la abscisa se indica la velocidad del viento y en la ordenada la potencia activa suministrada. En la parte izquierda se reconoce una subida a modo de parabola de la potencia activa con el aumento de la velocidad del viento hasta alcanzar, aproximadamente en el centro de la imagen, la potencia nominal. Despues, la potencia suministrada ya no sigue aumentando con la fuerza del viento. En la figura 5b se muestra el desarrollo correspondiente del angulo de inclinacion 0. Se puede ver que en la zona de carga parcial (es decir, en caso de suministro de potencia inferior a la potencia nominal) el angulo de inclinacion se mantiene constante, mientras que al alcanzar la potencia nominal el angulo de inclinacion varia. Con la linea continua se representan las curvas correspondientes para un aerogenerador 1 que funciona con una reduccion de potencia. La reduccion de potencia se basa en este caso en dos causas, por una parte en un funcionamiento silencioso con carga parcial y suministro de potencia reducido en caso de carga plena. Con el aumento del viento, la subida de la potencia suministrada se produce inicialmente como en el caso del aerogenerador no reducido (linea discontinua), pero a una velocidad de viento mayor difiere. El correspondiente desarrollo del angulo de inclinacion se representa en la figura 5b. Se reconoce que inicialmente el angulo de inclinacion se vuelve a mantener constante cerca de la linea cero, pero la actividad de inclinacion y se produce mucho antes y el angulo de inclinacion de la linea cero aumenta. En esta zona el aerogenerador 1 empieza a no absorber toda la energia aerodinamica disponible del viento en el rotor de viento 12, sino que deja pasar parte de la energia eolica sin aprovecharla. Asi se consigue la reduccion de potencia deseada.

Diferentes parametros empleados en el procedimiento segun la invencion para la deteccion de la puesta en practica de la reduccion se representan en la figura 6. En la figura 6a se muestra si existe un valor de reduccion aplicado por una instancia superior. En la figura 6b se representa en que medida el aerogenerador funciona con carga parcial, tal como se ha determinado en el punto de decision 105. La senal indica un valor de 1, si el funcionamiento es de carga parcial. En la figura 6c se indica si existe una actividad de inclinacion. Por actividad de inclinacion se entiende que el angulo de inclinacion ha abandonado la linea cero que constituye aqui el valor de referencia. En la figura 6d se muestra el estado del aerogenerador. El funcionamiento normal sin restricciones por parte del aerogenerador debido a fallos o estados de alarma se caracteriza por el estado de ok activo. Por medio de estos parametros el procedimiento segun la invencion determina el momento a partir del cual resulta efectiva la reduccion durante todo el tiempo. Esto se representa en la figura 6e. Se puede ver que en principio la reduccion no se produce con una fuerza de viento baja, sino que empieza cuando la fuerza del viento alcanza un valor determinado. Si esto ocurre de manera que la reduccion influya (negativamente) en el rendimiento de la produccion de energia, se activa la senal “E”. De este modo se puede determinar de forma inequivoca el momento a partir del cual se hace efectiva la reduccion ordenada por una instancia superior.

Se hace constar que el procedimiento segun la invencion sirve tanto para la ejecucion durante el funcionamiento como para la ejecucion offline, especialmente con posterioridad, por medio de datos de protocolo registrados. El procedimiento segun la invencion tambien es apropiado tanto para la aplicacion local en el aerogenerador, como para la aplicacion centralizada en el ordenador central o descentralizada en un lugar completamente distinto, siempre que este otro lugar totalmente distinto disponga de los correspondientes datos de protocolo (ya sea durante el funcionamiento o como datos almacenados). Esta ultima posibilidad se puede realizar, por ejemplo, con ayuda de sistemas SCADA comerciales.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la supervision del funcionamiento de un aerogenerador (1) que presenta un generador (15) accionado por un rotor de viento (12) con al menos una pala de rotor (13), cuyo angulo de inclinacion (0) se puede regular, para el suministro de energia electrica, pudiendo funcionar el aerogenerador (1) con un valor teorico de reduccion de potencia (r) predeterminable desde el exterior,

caracterizado por

una determinacion de si el aerogenerador (1) funciona de forma reducida o no, con los pasos de:

1. determinacion de la existencia de una variacion de un parametro de funcionamiento del rotor de viento, seleccionado de entre un grupo formado por un numero de revoluciones del rotor de viento y el angulo de inclinacion (0), frente a un valor de referencia (0ref),

II. determinacion de si el aerogenerador (1) funciona con carga parcial,

III. comprobacion de si se ha predeterminado un valor teorico de reduccion de potencia y

IV. puesta a disposicion de una senal para la reduccion efectiva (“E”) cuando se cumplen todas las condiciones antes enumeradas.

2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por un registro adicional de un funcionamiento de plena carga con los pasos de:

I. determinacion de si el funcionamiento es de plena carga,

II. comprobacion si se registra el valor teorico de reduccion de potencia y

III. emision de la senal (“R”) para la reduccion real, incluso en el supuesto de que se cumplan las dos condiciones.

3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por la emision de una senal de salida (“I”) alternativa en caso de un estado de fallo o de alarma detectado del aerogenerador (1).

4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como valor de referencia se emplea un valor teorico de inclinacion para el funcionamiento de potencia optima.

5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que como valor de referencia se emplea un valor teorico del numero de revoluciones para un funcionamiento optimo.

6. Procedimiento segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizado por que el valor teorico para un funcionamiento optimo se determina por medio de una curva caracteristica para el rendimiento maximo.

7. Procedimiento segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizado por que el valor teorico para el funcionamiento optimo se determina por medio de una curva caracteristica para un funcionamiento silencioso.

8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por que el valor teorico se modifica por medio de una regulacion de inclinacion de precision y por que el valor modificado constituye el valor de referencia.

9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se emplea un factor de valor umbral (e) para la delimitacion del funcionamiento de plena carga y del funcionamiento de carga parcial, siendo el factor de valor umbral (e) del orden del 90 al 99 %, preferiblemente del 92 al 97 %, de la potencia nominal del aerogenerador (1).

10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se realiza durante el funcionamiento.

11. procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que se realiza por medio de datos registrados.

12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el procedimiento se realiza en un lugar alejado del aerogenerador (1).

13. Aerogenerador con un generador (15) accionado por un rotor de viento (12) con al menos una pala de rotor (13), cuyo angulo de inclinacion se puede regular, para el suministro de energia electrica, presentando el aerogenerador la entrada para un valor teorico de reduccion de potencia r predeterminable desde el exterior, con un dispositivo de evaluacion, caracterizado por que el dispositivo de evaluacion se disena para determinar si el aerogenerador (1) funciona de forma reducida o no, presentando el dispositivo de evaluacion

un detector de actividad de inclinacion (7) disenado para determinar si existe una variacion de un parametro de funcionamiento del rotor de viento seleccionado de entre un grupo formado por un numero de revoluciones del rotor de viento y el angulo de inclinacion (0), frente a un valor de referencia (0ref);

una bascula de carga (8) disenada para determinar si el aerogenerador (1) funciona con carga parcial y para comprobar si se ha predeterminado un valor teorico de reduccion de potencia, asi como

un dispositivo para la liberacion (86, 88) disenado para proporcionar una senal para una reduccion afectiva (“E”) cuando se cumplen todas las condiciones antes mencionadas.

14. Aerogenerador segun la reivindicacion 13, caracterizado por que el dispositivo de evaluacion se disena ademas para la realizacion del procedimiento segun una de las reivindicaciones 2 a 12.