ES2351901A1 - Método y sistema para operar un aerogenerador. - Google Patents
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Abstract
Método y sistema para operar un aerogenerador. La presente invención se aplica a turbinas eólicas equipadas con generadores asíncronos doblemente alimentados y con al menos un convertidor de potencia con la novedad de que permite, bajo determinadas circunstancias, la operación de la turbina como un sistema FC, como DFIG o como Asíncrono (AS), lo que redunda en una mayor disponibilidad de la turbina.
Description
Método y sistema para operar un
aerogenerador.
La presente invención se aplica a turbinas
eólicas equipadas con generadores asíncronos doblemente alimentados
y con al menos un convertidor de potencia con la novedad de que
permite, bajo determinadas circunstancias, la operación de la
turbina como un sistema Full Converter (FC), como doblemente
alimentado (DFIG) o como asíncrono (AS), lo que redunda en una mayor
disponibilidad de la turbina.
En los inicios de la energía eólica, la mayor
parte de las turbinas eólicas estaban equipadas con generadores
asíncronos de jaula de ardilla. Estas turbinas funcionaban a
velocidad de giro prácticamente constante, lo que implicaba menor
eficiencia en la conversión de la energía del viento y mayores
esfuerzos mecánicos en el aerogenerador. En la década de los 90
aparecieron las turbinas eólicas de velocidad variable que están
equipadas con generadores asíncronos de rotor bobinado cuyo rotor
está alimentado a través de un convertidor de potencia, a este tipo
de sistema (entendiendo por sistema el conjunto de generador,
convertidor de potencia y elementos de maniobra), se le conoce como
doblemente alimentado (DFIG - Doubly Fed Induction Generator), ya
que precisan de un convertidor de potencia encargado de gestionar la
energía de los devanados rotóricos. Este sistema presenta la ventaja
de mayor eficiencia energética y menores esfuerzos mecánicos por lo
que se ha convertido en uno de los sistemas dominantes.
Con el mismo objetivo aparecieron las turbinas
eólicas de velocidad variable con generadores aislados de la red
mediante un convertidor de potencia conectado al estátor del
generador, que permite entregar a la red la potencia generada por la
turbina. A este tipo de sistema se le conoce como Full Converter
(FC), ya que precisan de un convertidor de potencia encargado de
gestionar la energía de los devanados estatóricos.
A medida que la capacidad eólica instalada y la
potencia unitaria de las turbinas eólicas aumenta, se hace más
importante asegurar la disponibilidad y fiabilidad de este tipo de
generación eléctrica.
La presente invención se aplica a turbinas
eólicas equipadas con generadores asíncronos doblemente alimentados
y con al menos un convertidor de potencia con la novedad de que
permite, bajo determinadas circunstancias, la operación de la
turbina como un sistema FC, como DFIG o como Asíncrono (AS), lo que
redunda en una mayor disponibilidad de la turbina.
Adicionalmente la naturaleza inherentemente
distribuida de la energía eólica provoca que no siempre se puedan
asegurar tiempos de reacción y reparación de anomalías, tan breves
como sería deseable. Este caso se pone especialmente de manifiesto
en las turbinas eólicas marinas (offshore) en las que por distintas
causas la accesibilidad puede verse reducida.
La presente invención soluciona la problemática
anterior al proporcionar tolerancia ante anomalías en el convertidor
de potencia y otros componentes del sistema de forma que permite una
selección entre los modos de operación FC, DFIG o AS.
En el estado del arte actual encontramos
invenciones cuya finalidad es evitar la pérdida de disponibilidad en
las turbinas eólicas debida a fallos de funcionamiento en los
componentes del sistema, o protegerlos cuando puedan llegar a
producirse condiciones críticas de funcionamiento en las que peligre
la integridad de los propios componentes (por ejemplo, del
convertidor de potencia).
La solicitud de patente US20060214428A1 (Jens
Altemark, et al., Repower Systems AG) describe un método para
conectar en paralelo convertidores de potencia de manera que ante un
fallo de uno de ellos los demás puedan seguir funcionando evitando
así la parada de la turbina eólica, funcionando siempre en modo
DFIG.
La solicitud de patente EP1768223A2 (José I.
Llorente, et al., Gamesa Innovation & Technology, S.L.
Unipersonal) describe una topología de convertidores de potencia
colocados en paralelo y que atacan a diferentes bobinados del
generador cuyo objeto es aumentar la eficiencia de la conversión y
tolerar el fallo de alguno de los convertidores de potencia
funcionando siempre en modo FC, de este modo, si uno de los
convertidores falla se sigue generando potencia pero nunca se
alcanzará la potencia nominal.
La solicitud de patente US20060227578A1 (Rajib
Data, et al., General Electric Company) describe una
pluralidad de convertidores colocados en paralelo y cuya salida se
compone de un transformador con varios devanados conectados en
serie. Esta propuesta, al igual que las anteriores, aumenta la
tolerancia ante fallos del convertidor mediante el empleo de una
pluralidad de convertidores.
La solicitud de patente US20070024059A1 (John
Douglas D'Atre, et al. General Electric Company) describe la
posibilidad de activar los semiconductores del convertidor de
potencia en un modo de cortocircuito, de forma que se impide el paso
de energía a través del convertidor evitando, por ejemplo, un flujo
excesivo de potencia que pudiera llegar a dañarlo. No obstante, no
permite la operación de la turbina en caso de no tener operativo el
convertidor. Dicha situación puede producirse por ejemplo si fallan
los semiconductores de la electrónica de potencia o si falla la
electrónica de control del convertidor.
La patente US7012409B2 (SEMIKRON) describe un
sistema en el que a través de un convertidor de potencia auxiliar es
posible, ante contingencias de la red, controlar la potencia
reactiva aportada y consumida de la red.
La solicitud de patente WO2008/026973A1 (Gertmar
et al., ABB) describe un método de operación en el que el
generador asíncrono se conecta directamente a la red, o a través de
un convertidor de potencia, con el objetivo de optimizar la
producción para diferentes velocidades de giro.
Actualmente, aquellos fallos en el aerogenerador
que provocan un comportamiento anómalo del convertidor de potencia
implican la pérdida, total o parcial, de generación de energía hasta
que sea solventado el fallo.
La presente invención evita colocar
convertidores de potencia redundantes, y asegura modos de operación
alternativos para seguir generando hasta el 100% de la potencia
nominal.
Para conseguir los objetivos y resolver los
inconvenientes anteriormente indicados, la invención consiste en un
nuevo sistema de generación eléctrica diseñado de tal manera que
permite el cambio entre los modos de operación FC, DFIG, y AS,
permitiendo, en una realización preferida, funcionar hasta el 100
por 100 de la potencia nominal en alguno de los diferentes modos de
operación en que puede funcionar sin que éste tenga elementos
redundantes.
Se entiende por potencia nominal, la potencia
característica máxima de cada uno de los modos de operación (FC -
DFIG - AS).
Además son conocidos los siguientes modos de
operación:
- modo de operación FC, en el que se
cortocircuita el bobinado del rotor del generador y el estátor se
conecta a la red a través de al menos un convertidor de
potencia;
- modo de operación DFIG, en el que el bobinado
del rotor del generador se conecta a la red a través de al menos un
convertidor de potencia y el estátor se conecta directamente a la
red;
- modo de operación AS, en el que se
cortocircuita el bobinado del rotor del generador y el estátor se
conecta directamente a la red.
Se entiende como falta de operatividad parcial
cualquier fallo de al menos un componente del sistema que impida
funcionar generando el 100 por 100 de la potencia nominal en un modo
de operación. La solución propuesta en esta invención permite
generar hasta el 100 por 100 de la potencia nominal en al menos uno
de los otros dos modos de operación.
En una realización preferida de la invención,
las condiciones de entrada y salida a cada uno de los modos de
operación son:
- -
- falta de operatividad parcial del sistema,
- -
- falta de operatividad total de los convertidores de potencia del sistema,
- -
- especificación del operador de red eléctrica,
- -
- especificación del controlador general de parque eólico,
- -
- criterios de optimización de rendimiento.
- -
- reserva de potencia activa requerida por el controlador de la turbina eólica,
- -
- aumento de disponibilidad durante labores de mantenimiento,
- -
- o cualquier combinación de las anteriores.
Adicionalmente, en función de las condiciones de
entrada, la invención permite seleccionar el modo de operación que
maximice la generación de potencia del aerogenerador.
El método de la invención precisa del empleo de
los siguientes componentes: al menos un generador asíncrono de rotor
bobinado con al menos un estátor eléctricamente independiente, al
menos un convertidor de potencia con capacidad de controlar las
corrientes rotóricas y/o estatóricas de dicho generador en amplitud,
frecuencia y fase, y un conjunto de elementos de maniobra que
permitan la conexión y desconexión de los componentes anteriores.
Dicho método se caracteriza porque comprende operar según un modo de
operación seleccionado entre FC, DFIG y
AS.
AS.
Se entiende por convertidor de potencia
cualquier topología que emplee electrónica de potencia y el control
asociado. Dichos elementos constituyen una unidad funcional
encargada de controlar las magnitudes rotóricas y/o estatóricas,
tales como las corrientes, de tal manera que permita entregar
energía a la red eléctrica, funcionando a velocidad variable o fija.
El convertidor de potencia puede ser una topología formada por uno o
varios back-to-back (conversiones de
AC - DC - AC reversibles, a través de un bus de continua, donde AC
es corriente alterna y DC corriente continua) o cualquier otra
topología que realice la funcionalidad comentada.
El diseño del generador asíncrono de rotor
bobinado tiene las siguientes características:
- -
- Un estátor formado por al menos un sistema eléctricamente independiente.
- -
- Elementos de maniobra capaces de modificar la configuración de su rotor, de manera que permiten cortocircuitarlo y aislarlo del convertidor de potencia, o conectarlo al convertidor de potencia. El cortocircuitado del rotor del generador en el modo de funcionamiento DFIG es posible realizarlo mediante el cortocircuito franco o a través de otros elementos tales como resistencias, inductancias, condensadores, tiristores, IGBTs, diodos, o cualquier combinación de los elementos anteriores.
La presente invención tiene como objeto poder
seleccionar y cambiar entre los tres modos de operación FC, DFIG y
AS, para maximizar la potencia generada por la turbina eólica,
pudiendo llegar a ser hasta del 100% de la potencia nominal en el
modo de operación seleccionado incluso en condiciones de falta de
operatividad parcial.
Para conseguir la funcionalidad comentada, el
procedimiento de la invención comprende las siguientes fases:
- -
- detectar unas condiciones de salida del modo de operación actual,
- -
- detectar unas condiciones de entrada a al menos un modo de operación distinto del modo de operación actual,
- -
- seleccionar el modo de operación distinto del modo de operación actual,
- -
- funcionar en el modo de operación seleccionado, actuando sobre unos elementos de maniobra.
El método de operación para cambiar del modo FC
al modo DFIG y una vez funcionando en DFIG, volver a pasar al modo
FC, comprende las siguientes fases:
- -
- detectar al menos una condición de salida del modo FC (p.ej. fallo parcial de algún elemento del sistema),
- -
- desconectar, a través de la actuación de unos elementos de maniobra, el estátor del generador de los convertidores a los que esté conectado, y desconectar los convertidores de potencia de la red. Desconectar el cortocircuito de rotor (establecido en el modo de funcionamiento FC) para conectar, a través de los elementos de maniobra el rotor del generador a al menos un convertidor de potencia que no esté en situación de falta de operatividad parcial, para funcionar en modo DFIG,
- -
- operar el generador en modo DFIG realizando las adaptaciones necesarias para permitir su acoplamiento a la red,
- -
- conectar el estátor a la red para generar potencia,
- -
- detectar las condiciones de entrada al modo FC y cuando se cumplan estas condiciones, actuar sobre los elementos de maniobra para desconectar el sistema de la red y proceder a la activación del modo de operación FC.
El método de operación para cambiar del modo FC
al modo AS, y una vez funcionando en el modo AS pasar al FC o al
DFIG, comprende las siguientes fases:
- -
- detectar al menos una condición de salida del modo FC,
- -
- desconectar, si previamente está conectado y actuando sobre unos elementos de maniobra, el estátor del generador de los convertidores a los que esté conectado y desconectar los convertidores de la red.
- -
- operar el generador en modo AS realizando las adaptaciones necesarias para permitir su acoplamiento a la red y la generación de potencia,
- -
- conectar el estátor a la red para generar potencia,
- -
- detectar las condiciones de entrada al modo DFIG y cuando se cumplan estas condiciones, actuar sobre los elementos de maniobra para desconectar el sistema de la red y proceder a la activación del modo de operación DFIG, o detectar las condiciones de entrada al modo FC y cuando se cumplan estas condiciones actuar sobre los elementos de maniobra para desconectar el sistema de la red y proceder a la activación del modo de operación FC.
El método de operación para cambiar del modo
DFIG al modo AS, y una vez funcionando en el modo AS pasar al FC o
al DFIG, comprende las siguientes fases:
- -
- detectar al menos una condición de salida del modo DFIG,
- -
- desconectar, si previamente está conectado y actuando sobre unos elementos de maniobra, el estátor del generador de la red. A través de los elementos de maniobra, desconectar los convertidores de potencia del rotor del generador y de la red, para funcionar en modo AS,
- -
- actuar sobre unos elementos de maniobra, para cortocircuitar el rotor del generador,
- -
- operar el generador en modo AS realizando las adaptaciones necesarias para permitir su acoplamiento a la red y la generación de potencia,
- -
- conectar el estátor a la red para generar potencia,
- -
- detectar las condiciones de entrada al modo DFIG y cuando se cumplan estas condiciones actuar sobre los elementos de maniobra para desconectar el sistema de la red y proceder a la activación del modo de operación DFIG, o detectar las condiciones de entrada al modo FC y cuando se cumplan estas condiciones actuar sobre los elementos de maniobra para desconectar el sistema de la red y proceder a la activación del modo de operación FC.
En consecuencia, para implantar el método
anterior el sistema incluye, además de los elementos necesarios para
el control del aerogenerador:
- -
- elementos de maniobra para conectar/desconectar el convertidor de potencia del estátor del generador, del rotor del generador, y de la red,
- -
- elementos de maniobra para conectar/desconectar el estátor del generador de la red,
- -
- elementos de maniobra para cortocircuitar el rotor del generador constituidos por una pluralidad de elementos seleccionados entre elementos activos, elementos pasivos y combinación de los mismos. Se entiende por elementos activos aquellos que se pueden maniobrar de manera automática (tales como, contactores, interruptores de estado sólido) y por elementos pasivos aquellos que no se pueden maniobrar (por ejemplo, resistencias, inductancias, capacidades).
Además de los elementos anteriores, en una
realización preferida de la invención se incluyen medios
convencionales para reducir el pico de corriente asociado al
acoplamiento de un generador asíncrono (rotor cortocircuitado) como
por ejemplo arrancadores suaves (soft starter).
El método anteriormente descrito se puede
ejecutar mediante elementos de maniobra tanto dependientes como
independientes del convertidor. Se entiende por elementos
dependientes del convertidor la electrónica de potencia y elementos
de maniobra asociados a él. Se entiende por elementos independientes
del convertidor la electrónica de potencia y elementos de maniobra
no asociados a él.
El método también permite la posibilidad de
controlar la resistencia rotórica cortocircuitando el rotor del
generador mediante el cortocircuito franco o a través de otros
elementos tales como resistencias, inductancias, condensadores,
tiristores, IGBTs, diodos, o cualquier combinación de los elementos
anteriores.
Aquellos convertidores o componentes del
convertidor no encargados del control del generador, siempre que se
encuentren operativos, pueden ser utilizados para la generación de
potencia reactiva.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de
la invención.
Figura 1.- Muestra un esquema general del
sistema de acuerdo a una realización preferida de la invención.
Figura 2.- Muestra un esquema general del
sistema de acuerdo a una realización preferida de la invención que
incluye n convertidores de potencia.
Figura 3. - Muestra un esquema general del
sistema funcionando en el modo de operación FC.
Figura 4. - Muestra un esquema general del
sistema funcionando en el modo de operación DFIG.
Figura 5.- Muestra un esquema general del
sistema funcionando en el modo de operación AS.
Figura 6.- Muestra un esquema general del
sistema de acuerdo a una realización preferida de la invención donde
parte de los convertidores de potencia se destinan al control del
generador y otros convertidores, no encargados del control del
generador, se destinan al control de potencia reactiva entregada
directamente a la red.
A continuación se realiza una descripción de la
invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
El método de la invención comprende operar el
sistema según un modo de operación seleccionado entre FC, DFIG y
AS.
El cambio del modo de operación se realiza
cuando el sistema está desconectado de la red y sin generar
potencia, mediante los diferentes elementos de maniobra y mediante
la modificación del control del sistema eléctrico.
En el cambio a cualquiera de los tres modos de
operación es necesario adaptar el funcionamiento de los diferentes
subsistemas del aerogenerador como, por ejemplo, control de pitch,
control de yaw, curva de potencia, control de convertidores de
potencia, entre otros.
A continuación se describen las diferentes
formas de actuar según el caso particular representado en la figura
1 donde el sistema comprende dos convertidores de potencia (101) y
(102) y un generador (110).
En el modo de operación FC (Figura 3), se
representa la turbina eólica actuando como un sistema FC por lo que
el elemento de maniobra 105 deberá estar cerrado cortocircuitando el
rotor (113) del generador; el rotor está eléctricamente aislado
mediante los elementos de maniobra 104 y 106 abiertos. Toda la
potencia del generador se evacúa a través de los elementos de
maniobra 109 y 107 conectados a los convertidores de potencia. Los
convertidores de potencia están conectados a la red mediante los
elementos 103 y 108 (cerrados). La conexión a la red se puede
realizar directamente o a través de un transformador (114).
En caso de fallo de uno de los convertidores de
potencia (101, 102), se pasa al modo de operación DFIG (Figura 4),
para funcionar en el modo DFIG. A pesar de haber habido un fallo en
el sistema, con este nuevo modo de operación se puede llegar a
trabajar hasta al 100% de la potencia nominal.
En caso de fallo del convertidor de potencia
(101) y que no pueda ser utilizado para el control del generador, se
procede al cambio de configuración del modo de operación FC al modo
de operación DFIG. El proceso comienza por aislar el convertidor de
potencia (101) o una parte del mismo (101a y/o 101b) en la que se ha
producido un fallo abriendo los elementos de maniobra (109 y/o 103 y
104). Para funcionar como generador asíncrono doblemente alimentado
se conecta el convertidor de potencia (102) al rotor (113) del
generador (110), elemento de maniobra 107 abierto, elemento de
maniobra 106 cerrado, y el elemento de maniobra 105 abierto para
deshacer el cortocircuito del rotor del generador. Por último, para
evacuar la potencia estatórica generada en el modo DFIG los
elementos de maniobra (100 y 111) están cerrados. En el caso de que
el convertidor de potencia (101) esté inhabilitado para el
funcionamiento en el modo FC y alguno de sus componentes (101a o
101b) esté operativo, éste podrá ser utilizado para la generación de
potencia reactiva. Se procede al cierre del elemento de maniobra
(109) en caso de fallo de la parte 101b (estando el 101a operativo)
o del cierre del elemento de maniobra (103) en caso de fallo de la
parte (101a) (estando el 101b operativo).
En caso de fallo del convertidor de potencia
(101) y del convertidor de potencia (102), se procede al cambio de
configuración del modo de operación DFIG al modo de operación AS
(Figura 5). El proceso comienza por aislar los dos convertidores de
potencia en fallo (101a y/o 101b) y (102a y/o 102b), con los
elementos de maniobra (104 y 106) abiertos, y los elementos de
maniobra necesarios para aislar la parte del convertidor en fallo
(109, 103, 107 y 108). Para funcionar como generador asíncrono
directamente conectado a la red, el rotor (113) del generador (110)
se cortocircuita con el elemento de maniobra (105) cerrado. Por
último, para evacuar la potencia estatórica generada, los elementos
de maniobra (100 y 111) están cerrados. En este caso, en el que
fallan todos los convertidores de potencia, el sistema puede seguir
trabajando hasta al 100% de la potencia nominal del modo de
funcionamiento AS. En el caso de que alguno de los componentes de
los convertidores de potencia (101a, 101b, 102a, 102b) estén
operativos, éstos podrán ser utilizados para la generación de
potencia reactiva. Se procede, de forma similar al caso anterior,
realizando la apertura de los elementos de maniobra de los
componentes en fallo y el cierre de los elementos de maniobra
correspondientes a los componentes que están operativos.
En otra realización preferida de la invención
(Figura 2), se dispone de un sistema con "n" convertidores de
potencia (en la Figura 6 se particulariza para n = 6 convertidores)
que permite:
1.- Seleccionar el modo de operación.
2.- Dentro del mismo modo de operación, en
aquellas condiciones en las que la potencia extraíble es inferior a
la potencia nominal, seleccionar los elementos que han de estar
activos y no activos y la carga a la que trabajan.
3.- Dentro del mismo modo de operación,
seleccionar los convertidores de potencia destinados al control del
generador, y seleccionar los convertidores, o sus componentes, no
encargados del control del generador, destinados a la generación de
la potencia reactiva inyectada a la red directamente.
En la Figura 6 se presenta el caso particular
del sistema funcionando en el modo de operación DFIG, en el que:
- -
- los convertidores (601, 602, 603 y 606b) funcionan correctamente,
- -
- los convertidores (604 y 605) presentan falta de operatividad parcial,
- -
- el convertidor (606a) funciona correctamente pero se encuentra desconectado.
Claims (12)
1. Método para operar un aerogenerador que
incluye al menos un generador asíncrono de rotor bobinado con al
menos un estátor eléctricamente independiente; al menos un
convertidor de potencia con capacidad de controlar las corrientes
del generador seleccionadas entre rotóricas, estatóricas y
combinación de las mismas en amplitud, frecuencia y fase;
caracterizado porque comprende operar el sistema según un
modo de operación seleccionado entre Full Converter (FC), doblemente
alimentado (DFIG), y asíncrono (AS), mediante un conjunto de
elementos de maniobra.
2. Método para operar un aerogenerador según
reivindicación 1, caracterizado porque comprende las
siguientes fases:
- -
- detectar unas condiciones de salida del modo de operación actual,
- -
- detectar unas condiciones de entrada a al menos un modo de operación distinto del modo de operación actual,
- -
- seleccionar el modo de operación distinto del modo de operación actual,
- -
- funcionar en el modo de operación seleccionado, actuando sobre unos elementos de maniobra.
3. Método para operar un aerogenerador según
reivindicación 1, caracterizado porque el cambio del modo de
operación FC al modo de operación DFIG comprende las siguientes
fases:
- detectar al menos una condición de salida del
modo FC,
- detectar las condiciones de entrada al modo
DFIG,
- desconectar el estátor del generador de los
convertidores de potencia a los que esté conectado, desconectar los
convertidores de potencia de la red, desconectar el cortocircuito de
rotor, y conectar el rotor del generador a al menos un convertidor
de potencia que no esté en situación de falta de operatividad
parcial, actuando sobre unos elementos de maniobra, para funcionar
en modo DFIG,
- operar el generador en modo DFIG realizando
las adaptaciones necesarias para el modo DFIG, para acoplar el
generador a la red y generar potencia,
- conectar el estátor a la red para generar
potencia,
- detectar las condiciones de entrada al modo FC
y activación de dicho modo cuando se cumplan las mismas.
4. Método para operar un aerogenerador según
reivindicación 1, caracterizado porque el cambio del modo de
operación FC a AS comprende las siguientes fases:
- detectar al menos una condición de salida del
modo FC,
- detectar las condiciones de entrada al modo
AS,
- desconectar, el estátor del generador de los
convertidores de potencia a los que esté conectado y desconectar los
convertidores de potencia de la red, actuando sobre unos elementos
de maniobra,
- operar el generador en modo AS realizando las
adaptaciones necesarias para el modo AS, para acoplar el generador a
la red y generar potencia,
- conectar el estátor a la red para generar
potencia,
- detectar las condiciones de entrada al modo
seleccionado entre DFIG y FC, y activación del modo seleccionado
cuando se cumplan las mismas.
5. Método para operar un aerogenerador según
reivindicación 1, caracterizado porque el cambio del modo de
operación DFIG a AS comprende las siguientes fases:
- detectar al menos una condición de salida del
modo DFIG,
- detectar las condiciones de entrada al modo
AS,
- desconectar el estátor del generador de la
red, desconectar los convertidores de potencia del rotor del
generador y de la red, actuando sobre unos elementos de maniobra,
para funcionar en modo AS,
- cortocircuitar el rotor del generador,
actuando sobre unos elementos de maniobra,
- operar el generador en modo AS realizando las
adaptaciones necesarias para el modo AS, para acoplar el generador a
la red y generar potencia,
- conectar el estátor a la red para generar
potencia,
- detectar las condiciones de entrada al modo
seleccionado entre DFIG y FC, y activación del modo seleccionado
cuando se cumplan las mismas.
6. Método para operar un aerogenerador, según
reivindicación 1, caracterizado porgue comprende controlar la
resistencia rotórica cortocircuitando el rotor del generador.
7. Método para operar un aerogenerador, según
reivindicación 1, caracterizado porque comprende,
- -
- seleccionar los convertidores de potencia destinados al control del generador, y
- -
- seleccionar los convertidores de potencia, o sus componentes; que no están encargados del control del generador, y que están destinados a la generación de potencia reactiva que se inyecta directamente a la red.
8. Método para operar un aerogenerador, según
reivindicación 2, caracterizado porque las condiciones de
entrada y salida están seleccionadas entre:
- falta de operatividad parcial del sistema.
- falta de operatividad total de los
convertidores de potencia del sistema,
- especificación del operador de red
eléctrica,
- especificación del controlador general del
parque eólico,
- criterios de optimización de rendimiento,
- reserva de potencia activa requerida por el
controlador de la turbina eólica,
- aumento de disponibilidad durante labores de
mantenimiento,
- cualquier combinación de las anteriores.
9. Sistema para operar un aerogenerador, que
incluye al menos un generador asíncrono de rotor bobinado con al
menos un estátor eléctricamente independiente; al menos un
convertidor de potencia con capacidad de controlar las corrientes
del generador seleccionadas entre rotóricas, estatóricas y
combinación de las mismas en amplitud, frecuencia y fase;
caracterizado porque comprende:
- elementos de maniobra de conexión/desconexión
de los convertidores de potencia del estátor del generador, del
rotor del generador, y de la red,
- elementos de maniobra de conexión/desconexión
del estátor del generador de la red,
- elementos de maniobra para cortocircuitar el
rotor del generador, constituidos por una pluralidad de elementos
seleccionados entre elementos activos, elementos pasivos y
combinación de los mismos.
10. Sistema para operar un aerogenerador, según
reivindicación 9, caracterizado porque los elementos activos
y los elementos pasivos que constituyen los elementos de maniobra
están constituidos por elementos seleccionados entre elementos
dependientes de los convertidores de potencia e independientes de
los convertidores de potencia.
11. Sistema. para operar un aerogenerador, según
reivindicación 9, caracterizado porque los elementos pasivos
están seleccionados entre resistencias, inductancias, capacidades, y
combinación de ellos.
12. Sistema para operar un aerogenerador, según
reivindicación 9, caracterizado porque los elementos activos
están seleccionados entre diodos, transistores, tiristores, otros
semiconductores controlables y combinación de ellos.
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| US6628101B2 (en) * | 2001-04-20 | 2003-09-30 | General Electric Company | Electronic shorting of wound rotor windings |
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-
2008
- 2008-11-03 ES ES200803132A patent/ES2351901B1/es not_active Expired - Fee Related
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