ES2627023T3 - Puesta en marcha rápida de generadores de turbina eólica - Google Patents

Puesta en marcha rápida de generadores de turbina eólica Download PDF

Info

Publication number
ES2627023T3
ES2627023T3 ES12810047.6T ES12810047T ES2627023T3 ES 2627023 T3 ES2627023 T3 ES 2627023T3 ES 12810047 T ES12810047 T ES 12810047T ES 2627023 T3 ES2627023 T3 ES 2627023T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
wtg
power
auxiliary
main
wind farm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES12810047.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Anshuman Tripathi
Weifu YU
Yugarajan Karuppanan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vestas Wind Systems AS
Original Assignee
Vestas Wind Systems AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/330,298 external-priority patent/US9030035B2/en
Application filed by Vestas Wind Systems AS filed Critical Vestas Wind Systems AS
Application granted granted Critical
Publication of ES2627023T3 publication Critical patent/ES2627023T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/026—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for starting-up
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Parque eólico (100, 200) que puede ponerse en marcha rápidamente, comprendiendo el parque eólico (100, 200): uno o más generadores de turbina eólica, WTG, principales (110); y un generador de turbina eólica, WTG, auxiliar (130) que tiene un requisito de energía de puesta en marcha sustancialmente más bajo que los uno o más WTG principales (110), estando situado el WTG auxiliar en el parque eólico, en el que el WTG auxiliar (130) está dispuesto para ponerse en marcha automáticamente en respuesta a la detección de uno de un fallo y una pérdida de potencia en una red eléctrica externa, y en el que el WTG auxiliar está acoplado para suministrar potencia a los uno o más WTG principales (110) para preparar los uno o más WTG principales (110) para la puesta en marcha.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Puesta en marcha rapida de generadores de turbina eolica Campo de la invencion
La presente invencion se refiere generalmente a metodos para poner en marcha generadores de turbina eolica (WTG) en un parque eolico, y, en particular, a metodos para preparar los WTG para ponerse en marcha cuando no esta disponible la potencia de una red electrica. La presente invencion tambien se refiere generalmente a parques eolicos que pueden preparar sus WTG para ponerse en marcha cuando no esta disponible la potencia de una red electrica.
Antecedentes de la invencion
Tanto los parques eolicos como las redes electricas asociadas sufren fallos debido a tormentas, fluctuaciones en la demanda, y similares. Ademas, los parques eolicos y las redes electricas asociadas requieren un mantenimiento periodico. Por tanto, los generadores de turbina eolica (WTG) en parques eolicos deben ponerse en marcha frecuentemente (es decir, comenzar a suministrar potencia) sin ninguna fuente externa de potencia, tal como una red electrica. Sin embargo, preparar un WTG para ponerse en marcha normalmente requiere una energfa considerable. Por ejemplo, antes de que un WTG pueda comenzar a suministrar potencia, a menudo son necesarios determinados procedimientos de puesta en marcha, tal como dar guinada al WTG a barlovento, precalentar determinados componentes, y precalentar fluidos, tales como aceite y agua.
Ademas, determinados WTG, particularmente WTG en alta mar, suministran potencia a una red electrica a traves de un cable de interconexion de CC de alta tension (es decir, WTG conectados en CC). Tales WTG conectados en CC normalmente tienen una etapa de conversion de potencia que convierte potencia de CA emitida por un generador en el WTG en potencia de CC que se suministra al cable de interconexion de CC. Un condensador grande en esta etapa de conversion de potencia (es decir, un condensador de enlace de CC) debe precargarse antes de que el WTG pueda suministrar potencia a la red electrica. Usar la potencia suministrada por la red electrica para precargar el condensador de enlace de CC no es practico a menudo debido a la gran diferencia de tension entre el cable de interconexion de CC (por ejemplo, de aproximadamente 45 kV a aproximadamente 66 kV) y la tension de condensador de enlace de CC (por ejemplo, de aproximadamente 5 kV). Por tanto, incluso cuando la potencia de red electrica esta disponible para usarse durante la puesta en marcha, los WTG conectados en CC no pueden usar facilmente esta potencia para precargar sus condensadores de enlace de CC.
La patente estadounidense n.° 8.000.840 (la patente '840) describe un metodo de poner en marcha al menos una parte de una planta eolica conectada a una red externa sustancialmente sin ninguna energfa enviada desde la red externa. La planta eolica tiene una pluralidad de turbinas eolicas y al menos una fuente de alimentacion conectada a al menos una de las turbinas eolicas con el fin de poner en marcha la turbina eolica mientras esta aislada de las turbinas eolicas restantes. La turbina eolica puesta en marcha puede suministrar entonces potencia con el fin de poner en marcha turbinas eolicas adicionales. Segun la patente '840, la al menos una fuente de alimentacion usada para poner en marcha la turbina eolica puesta en marcha inicialmente podna ser una turbina de gas pequena, un generador diesel, una batena, o una celula de combustible.
Sin embargo, a diferencia de las turbinas eolicas, algunas de las fuentes de alimentacion identificadas por la patente '840 son no renovables y/o perjudiciales para el medioambiente. Por tanto, tales fuentes de alimentacion auxiliares contrarrestan determinados beneficios medioambientales que son una razon principal para usar parques eolicos en primer lugar. Ademas, despues de una interrupcion de red electrica existe habitualmente alguna incertidumbre en cuanto a cuando estara lista la red electrica para recibir y distribuir la potencia suministrada por un parque eolico. Por tanto, incluso si un parque eolico, tal como el de la patente '840, puede ponerse en marcha por sf mismo sin potencia de la red electrica, si la red electrica no esta disponible para distribuir la potencia que genera el parque eolico, preparar el parque eolico para ponerse en marcha no sera rentable de todos modos hasta que la red electrica este disponible. Ademas, debido a que los procedimientos de puesta en marcha pueden durar mucho tiempo, particularmente una etapa de precalentamiento, que puede durar mas de medio dfa o incluso hasta 24 horas dependiendo de la temperatura ambiente, el parque eolico no comenzara a suministrar potencia a la red electrica hasta mucho despues de que este disponible la red electrica para recibir y distribuir la potencia. Por consiguiente, el factor de produccion de potencia del parque eolico estara limitado de manera no deseable.
El documento US 2007/0108769 A1 es un ejemplo en el que las turbinas de un parque eolico se ponen en marcha durante un fallo de red o perdida usando potencia generada por una turbina eolica auxiliar.
Sumario de la invencion
Segun un primer aspecto, la invencion proporciona un parque eolico segun la reivindicacion 1 que puede ponerse en marcha rapidamente sin retraso despues de que este disponible una red electrica despues de una interrupcion. El parque eolico comprende uno o mas WTG principales y un WTG auxiliar que tiene un requisito de energfa de puesta en marcha sustancialmente mas bajo que el uno o mas WTG principales. El WTG auxiliar esta acoplado para suministrar potencia a los uno o mas WTG principales para preparar los uno o mas WTG principales para la puesta
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
en marcha.
En una realizacion del parque eolico segun el primer aspecto de la invencion, el WTG auxiliar es un WTG de eje vertical.
En otra realizacion del parque eolico segun el primer aspecto de la invencion, al menos uno de los uno o mas WTG principales se pone en marcha sustancialmente sin retraso despues de que este disponible la potencia de la red electrica externa.
En otra realizacion del parque eolico segun el primer aspecto de la invencion, al menos uno de los uno o mas WTG principales se prepara para ponerse en marcha usando la potencia suministrada por el WTG auxiliar para al menos uno de: precalentar al menos uno de un fluido y un componente de cada uno de los uno o mas WTG principales, y dar guinada a cada uno de los uno o mas WTG principales a barlovento.
En otra realizacion del parque eolico segun el primer aspecto de la invencion, al menos uno de los uno o mas WTG principales esta acoplado para suministrar potencia para poner en marcha el WTG auxiliar antes de que deje de estar disponible la potencia de la red electrica externa.
En otra realizacion del parque eolico segun el primer aspecto de la invencion, el parque eolico incluye ademas una celula de combustible que suministra potencia para poner en marcha el WTG auxiliar.
En otra realizacion del parque eolico segun el primer aspecto de la invencion, el parque eolico incluye ademas un cable de interconexion de CC de alta tension. Ademas, al menos uno de los uno o mas WTG principales emite potencia de CC al cable de interconexion de CC de alta tension.
Segun un segundo aspecto, la invencion proporciona un metodo segun la reivindicacion 9 para poner en marcha rapidamente uno o mas generadores de turbina eolica (WTG) en un parque eolico que suministra potencia a una red electrica. El metodo incluye, despues de una interrupcion de red electrica, preparar uno o mas WTG en el parque eolico para ponerse en marcha usando potencia suministrada de manera local antes de que la red electrica pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico. Ademas, el metodo incluye poner en marcha al menos uno de los uno o mas WTG sustancialmente sin retraso despues de que la red electrica pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico.
En una realizacion del metodo segun el segundo aspecto de la invencion, la potencia suministrada de manera local se suministra por un WTG de eje vertical.
En otra realizacion del metodo segun el segundo aspecto de la invencion, preparar los uno o mas WTG para ponerse en marcha incluye al menos uno de: precalentar al menos uno de un fluido y un componente de cada uno de los uno o mas WTG principales; y dar guinada a cada uno de los uno o mas WTG principales a barlovento.
En otra realizacion del metodo segun el segundo aspecto de la invencion, el metodo incluye ademas poner en marcha un generador para proporcionar la potencia suministrada de manera local usando la potencia suministrada por el parque eolico.
En otra realizacion del metodo segun el segundo aspecto de la invencion, el metodo incluye ademas poner en marcha un generador para proporcionar la potencia suministrada de manera local usando la potencia suministrada por una celula de combustible.
En otra realizacion del metodo segun el segundo aspecto de la invencion, el metodo incluye ademas poner en marcha un generador para proporcionar la potencia suministrada de manera local, poniendose en marcha por sf mismo el generador que proporciona la potencia suministrada de manera local.
En otra realizacion del metodo segun el segundo aspecto de la invencion, el metodo incluye ademas al menos uno de los uno o mas WTG que emiten potencia de CC a un cable de interconexion de CC de alta tension.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se entendera mejor con referencia a la descripcion detallada cuando se considera conjuntamente con los ejemplos y los dibujos adjuntos no limitativos.
La figura 1 muestra un primer parque eolico a modo de ejemplo que puede ponerse en marcha rapidamente cuando no esta disponible la potencia de una red electrica.
La figura 2 muestra un segundo parque eolico a modo de ejemplo que puede ponerse en marcha rapidamente cuando no esta disponible la potencia de una red electrica.
La figura 3 muestra un diagrama de flujo que representa un metodo a modo de ejemplo para poner en marcha un parque eolico rapidamente cuando no esta disponible la potencia de una red electrica.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Descripcion detallada de la invencion
Lo siguiente es una descripcion detallada de realizaciones de la invencion representadas en los dibujos adjuntos. Las realizaciones son ejemplos y estan tan detalladas para comunicar de manera clara la invencion. Sin embargo, la cantidad de detalle ofrecido no se pretende que limite las variaciones anticipadas de las realizaciones; sino que por el contrario, la intencion es cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que se encuentran dentro del alcance de la presente invencion tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.
Ademas, en diversas realizaciones, la invencion proporciona numerosas ventajas sobre la tecnica anterior. Sin embargo, aunque las realizaciones de la invencion pueden lograr ventajas sobre otras soluciones posibles y/o sobre la tecnica anterior, si se logra o no una ventaja particular mediante una realizacion dada no es limitativo de la invencion. Portanto, los siguientes aspectos, caractensticas, realizaciones y ventajas son simplemente ilustrativos y no se consideran elementos o limitaciones de las reivindicaciones adjuntas excepto cuando se menciona explfcitamente en una(s) reivindicacion(es). Asimismo, la referencia a “la invencion” no debe interpretarse como una generalizacion de ningun objeto de la invencion dado a conocer en el presente documento y no debe considerarse que sea un elemento o una limitacion de las reivindicaciones adjuntas excepto cuando se menciona explfcitamente en una(s) reivindicacion(es).
Los metodos y sistemas a modo de ejemplo descritos en el presente documento pueden usarse para preparar un parque eolico para ponerse en marcha usando potencia suministrada de manera local mientras la potencia de una red electrica no esta disponible. Ademas, los metodos y sistemas a modo de ejemplo facilitan llevar a cabo las preparaciones de puesta en marcha antes de que se conozca un tiempo de disponibilidad de potencia de red electrica, mejorando de ese modo un factor de produccion de potencia del parque eolico en relacion con un parque eolico que no empieza a prepararse para ponerse en marcha hasta que esta disponible la potencia de red electrica o se conoce que este disponible dentro de un periodo predeterminado de tiempo. Cuanto mas fno es el ambiente de funcionamiento del parque eolico, mas tiempo llevara precalentar los componentes y/o fluidos en los WTG del parque eolico. Por tanto, la capacidad para empezar pronto las preparaciones de puesta en marcha, tales como precalentar, es el mejor valor en ambientes relativamente fnos. Sin embargo, las realizaciones de la invencion pueden usarse ventajosamente tambien en ambientes calidos, ya que los WTG requieren a menudo actividades de preparacion de puesta en marcha adicionales, tales como dar guinada a barlovento.
La figura 1 ilustra un parque eolico a modo de ejemplo 100 segun una realizacion. Tal como se ilustra en la figura 1, el parque eolico 100 incluye una pluralidad de WTG principales 110 conectados por medio de un cable de interconexion de corriente alterna (CA) 120 a una subestacion de una red electrica, un WTG auxiliar 130, y una celula de combustible auxiliar 140. En el parque eolico 100, el WTG auxiliar 130 tiene un requisito de energfa de puesta en marcha sustancialmente mas bajo que la pluralidad de WTG principales 110. Debido al menos en parte al requisito de energfa de puesta en marcha relativamente pequeno del WTG auxiliar 130, al menos algunos de los WTG principales 110 del parque eolico 100 pueden estar preparados para ponerse en marcha mientras la potencia de la red electrica no esta disponible. Ademas, debido a que el WTG auxiliar 130 aprovecha una fuente inagotable de energfa (es decir, el viento), el parque eolico 100 o al menos una parte del mismo puede prepararse para ponerse en marcha en cualquier momento sin desperdiciar el valioso combustible.
La red electrica es una red de transmision y/o distribucion de potencia para distribuir potencia desde una pluralidad de generadores de potencia electrica hasta consumidores de potencia electrica. El parque eolico 100 es solo uno de muchos generadores de potencia electrica que suministran potencia a la red electrica. El funcionamiento de la red electrica esta regido normalmente por determinadas normas con las que los generadores de potencia electrica deben estar conformes, incluyendo, en algunos casos, suministrar potencia de CA a una frecuencia espedfica (por ejemplo, a 50 Hz o 60 Hz).
Los WTG principales 110 incluyen, en una realizacion, WTG de eje horizontal que pueden suministrar potencia por el cable de interconexion de CA 120. Los WTG principales 110 pueden ser WtG del mismo tamano e mdice de potencia o pueden ser de diferentes tamanos y/o indices de potencia. En una realizacion, un requisito de energfa de puesta en marcha para cada uno de los WTG principales 110 esta en un intervalo de aproximadamente 30 kilovatios a aproximadamente 80 kilovatios, y puede depender, al menos en parte, de la temperatura ambiente. Ademas, el requisito de energfa de puesta en marcha puede depender de como de rapido se lleven a cabo los procedimientos de puesta en marcha. Si, por ejemplo, se precalientan en paralelo multiples sistemas, los requisitos de energfa de puesta en marcha seran generalmente mayores que si cada uno de los multiples sistemas se precalienta en serie. El tipo de generador usado puede afectar tambien a los requisitos de energfa de puesta en marcha. Por ejemplo, un generador de iman permanente requiere generalmente menos energfa para ponerse en marcha que un generador de induccion, siendo todo lo demas igual, ya que los generadores de induccion, a diferencia de los generadores de iman permanente, deben generar potencia reactiva para poder generar corriente.
El WTG auxiliar 130 proporciona potencia suministrada de manera local al parque eolico 100, al contrario que la potencia suministrada de manera externa desde una red electrica. Ademas, en contraste con los WTG principales 110, el WTG auxiliar 130 tiene un requisito de energfa de puesta en marcha mas pequeno. Por ejemplo, en una realizacion, el WTG auxiliar 130 es una turbina eolica de eje vertical (VAWT) que se pone en marcha por sf misma, es decir, que no tiene ningun requisito de energfa de puesta en marcha (por ejemplo, un WTG Savonius). En tales
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
realizaciones, puede omitirse la celula de combustible auxiliar 140. En otra realizacion, el WTG auxiliar 130 es una turbina eolica de eje vertical (VAWT) que tiene un requisito de energfa de puesta en marcha relativamente pequeno del orden de, por ejemplo, de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 kilovatios (por ejemplo, un WTG Darrieus). Si el WTG auxiliar 130 tiene un requisito de energfa de puesta en marcha pequeno, la celula de combustible auxiliar 140 puede proporcionar la energfa de puesta en marcha requerida. Alternativamente, puede usarse la potencia suministrada por los WTG principales 110 para poner en marcha el WTG auxiliar 130 poco antes o poco despues de que se produzca o se espere que se produzca una interrupcion de red electrica. Por consiguiente, puede omitirse la celula de combustible auxiliar 140 del parque eolico 100 o puede incluirse como una fuente de alimentacion para improvistos para poner en marcha el WTG auxiliar 130. Ademas, en realizaciones que incluyen la celula de combustible auxiliar 140, la celula de combustible auxiliar 140 puede ayudar al WTG auxiliar 130 a proporcionar potencia suministrada de manera local al parque eolico 100, como se representa mediante las flechas discontinuas que van desde la celula de combustible auxiliar 140 y el WTG auxiliar 130 en la figura 1.
El WTG auxiliar 130 y la celula de combustible auxiliar 140 estan conectados al cable de interconexion de CA 120 y pueden suministrar potencia para procedimientos de puesta en marcha a los WTG principales 110 a traves del cable de interconexion de CA 120 cuando la red electrica no esta en funcionamiento. Ademas, cuando la red electrica esta en funcionamiento de nuevo, el WTG auxiliar 130 puede apagarse para reducir el desgaste y la celula de combustible auxiliar 140 puede desconectarse para conservar combustible. Sin embargo, en la realizacion el WTG auxiliar 130 puede configurarse para proporcionar potencia a la red electrica junto con los WTG principales 110 cuando la red electrica esta en funcionamiento y a los WTG principales 110 cuando la red electrica no esta en funcionamiento.
Aunque el parque eolico 100 se representa de manera que tiene solo un WTG auxiliar 130 y solo una celula de combustible auxiliar 140, el parque eolico 100 puede incluir en cambio multiples WTG auxiliares 130 y/o multiples celulas de combustible auxiliares 140. Por ejemplo, dependiendo de los requisitos de energfa de puesta en marcha de los WTG principales 110 y las capacidades de suministro del WTG auxiliar 130, pueden necesitarse multiples WTG auxiliares 130 para preparar un unico WTG principal 110 para la puesta en marcha. Consecuentemente, pueden necesitarse multiples celulas de combustible auxiliares 140 para cada uno de los multiples WTG auxiliares 130. En realizaciones en las que los requisitos de energfa de puesta en marcha son mas bajos, multiples WTG principales 110 pueden prepararse para ponerse en marcha usando la potencia suministrada por un unico WTG auxiliar 130. En otras realizaciones determinadas, se proporciona un WTG auxiliar 130 para cada WTG principal 110. Por ejemplo, en una realizacion, el parque eolico 100 incluye solo un unico WTG principal 110, un unico WTG auxiliar 130, y una unica celula de combustible auxiliar 140 (que puede omitirse si el WTG auxiliar 130 se pone en marcha por sf mismo). Ademas, si el WTG auxiliar 130 suministra suficiente potencia, pueden llevarse a cabo multiples procedimientos de preparacion de puesta en marcha para un unico WTG principal 110 en paralelo para ahorrar tiempo. Por ejemplo, pueden precalentarse al mismo tiempo aire, agua, aceite de engranajes, y/o componentes, tales como una fuente de energfa hidraulica. Ademas, o alternativamente, multiples WTG principales 110 pueden prepararse para ponerse en marcha en paralelo si esta disponible suficiente potencia auxiliar.
En otras realizaciones, por ejemplo, en las que la cantidad de potencia suministrada por el WTG auxiliar 130 esta limitada, algunos o todos los procedimientos de preparacion de puesta en marcha pueden llevarse a cabo en serie. Por ejemplo, en una realizacion, un primero de los WTG principales 110 o grupo de WTG principales 110 esta(n) preparados para ponerse en marcha usando la potencia suministrada por el WTG auxiliar 130. Entonces, cuando el primer WTG principal (o grupo de WTG principales) 110 se ha puesto en marcha, un segundo WTG principal 110 (o grupo de WTG principales) se prepara para ponerse en marcha usando la potencia suministrada por el primer WTG principal 110. La secuencia de puesta en marcha puede continuar de la misma manera hasta que todo el parque eolico 100 se ha puesto en marcha. Por tanto, al poner en marcha el parque eolico 100, la potencia auxiliar suministrada por el WTG auxiliar 130 puede usarse para preparar solo un unico WTG principal (o un grupo de WTG principales) 110 para ponerse en marcha y todos los demas WTG principales 110 pueden ponerse en marcha usando la potencia suministrada por el(los) WTG principal(es) 110 puesto(s) en marcha inicialmente o un WTG principal 110 puesto en marcha mas tarde. En una realizacion, el(los) WTG principal(es) 110 puesto(s) en marcha inicialmente esta(n) indicado(s) previamente. Alternativamente, puede usarse una lista indicada previamente de candidatos para seleccionar el(los) WTG principal(es) 110. Por tanto, si un primero de los candidatos esta inoperativo, en su lugar puede seleccionarse otro candidato. Los candidatos en la lista indicada previamente pueden priorizarse segun la distancia desde el WTG auxiliar 130 y/o segun algun otro criterio, tal como la posicion en el parque eolico 100 en relacion con otros WTG.
En una realizacion alternativa, un parque eolico 200 mostrado en la figura 2 usa un cable de interconexion de CC 210 en lugar del cable de interconexion de CA 120 del parque eolico 100. Para evitar perdidas de transmision, el cable de interconexion de CC 210 puede llevar una senal de potencia de alta tension y, por tanto, puede denominarse cable de interconexion de alta tension de CC (HVDC). Por ejemplo, la tension de la senal de potencia puede ser un valor que oscila desde aproximadamente 45 kilovoltios hasta aproximadamente 66 kilovoltios. Debido a que la tension de la senal de potencia llevada mediante el cable de interconexion de HVDC 210 es alta, debe reducirse para preparaciones de puesta en marcha en los WTG principales 110. Sin embargo, reducir la tension no es practico debido al coste grande y alto de disenar un transformador de reduccion que pueda reducir suficientemente la tension. Por tanto, el WTG auxiliar 130 y la celula de combustible auxiliar (opcional) 140 pueden usarse en cambio para suministrar la potencia para las preparaciones de puesta en marcha a los WTG principales
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
110 en el parque eolico 200. Ademas, en lugar de conectar el WTG auxiliar 130 y la celula de combustible auxiliar 140 directamente al cable de interconexion de HVDC 210, se suministra la potencia desde el WTG auxiliar 130 a los WTG principales 110 por medio de otro cable de interconexion que discurre paralelo al cable de interconexion de HVDC 210.
La figura 3 muestra un metodo a modo de ejemplo 300 para poner en marcha rapidamente uno o mas WTG, tales como los WTG principales 110 del parque eolico 100 o el parque eolico 200. El metodo 300 puede implementarse despues de que deje de estar disponible una red electrica, al menos para fines de suministrar potencia a y distribuir potencia del parque eolico. La red electrica puede no estar disponible debido a un fallo a largo plazo o apagado provocado, por ejemplo, por tormentas, fallos de red principales, u otras condiciones fuera de lo normal. En tales condiciones, el tiempo de disponibilidad de la red electrica es a menudo desconocido.
El metodo 300 incluye una primera etapa 310 en la que un generador local para el parque eolico se pone en marcha para suministrar la potencia al parque eolico. El generador local puede ser el WTG auxiliar 130 del parque eolico 100 o del parque eolico 200. Ademas, el generador local se pone en marcha automaticamente en respuesta a la deteccion de un fallo o una perdida de potencia en la red electrica. Ademas, tal como se comento anteriormente, el generador local puede ponerse en marcha usando la potencia suministrada por el parque eolico antes de que deje de estar disponible la potencia de una red electrica externa. Por ejemplo, mientras el parque eolico se apaga gradualmente despues de que deje de estar disponible la red electrica, los WTG pueden continuar para proporcionar algo de potencia, que el generador local puede usar para ponerse en marcha. Alternativamente, el generador local puede ponerse en marcha usando la potencia suministrada por una celula de combustible, tal como la celula de combustible auxiliar 140. Como otra alternativa, el generador local puede ponerse en marcha por sf mismo.
Despues de que se ha puesto en marcha el generador local, uno o mas WTG en el parque eolico se preparan para ponerse en marcha en la etapa 320 usando la potencia generada de manera local. Preparar los uno o mas WTG para ponerse en marcha puede incluir precalentar un componente de cada uno de los uno o mas WTG, precalentar un fluido en cada uno de los uno o mas WTG, dar guinada a cada uno de los uno o mas WTG a barlovento, y/o una combinacion de los procedimientos de preparacion anteriores. Las preparaciones de puesta en marcha pueden llevarse a cabo ventajosamente antes de que la red electrica pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico.
En la etapa 330, al menos uno de los uno o mas WTG se pone en marcha sustancialmente sin retraso despues de que la potencia de la red electrica pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico. Poner en marcha el al menos un WTG puede incluir suministrar la potencia de CA al cable de interconexion de CA 120 (en caso de que el parque eolico sea el parque eolico 100) o emitir la potencia de CC al cable de interconexion de HVDC 210 (en el caso de que el parque eolico sea el parque eolico 200). La potencia de CA o la potencia de CC se proporciona a una subestacion de la red electrica y se distribuye desde la misma mediante la red electrica a los consumidores de potencia electrica.
El metodo 300 se describe en el presente documento a modo de ejemplo y no de limitacion. Mas espedficamente, pueden anadirse etapas adicionales al metodo y/o puede modificarse u omitirse al menos una de las etapas del metodo 300. Por ejemplo, las preparaciones de puesta en marcha pueden llevarse a cabo mientras la potencia de una red electrica esta disponible para los uno o mas WTG o cuando se conoce un tiempo de disponibilidad de potencia de red electrica. Sin embargo, el metodo 300 contribuye mas a aumentar un factor de produccion de potencia cuando esta implementado mientras la red electrica no esta disponible y antes de que se conozca un tiempo de disponibilidad de la red electrica. De este modo, el parque eolico, o al menos una parte del mismo, estara listo para ponerse en marcha sustancialmente sin retraso cuando la red electrica deje de estar disponible y pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico.
Al menos algunas de las etapas del metodo 300 pueden llevarse a cabo usando circuitos logicos digitales y/o circuitos analogicos. Los circuitos pueden incluir, por ejemplo, uno o mas controladores o procesadores que ejecutan instrucciones grabadas en medios legibles por ordenador. Los uno o mas controladores o procesadores pueden incluir un controlador central del parque eolico, un controlador del generador local, y/o un controlador del al menos un WTG que se pone en marcha.
Debe resaltarse que las realizaciones descritas anteriormente son ejemplos posibles de implementaciones que se exponen simplemente para un entendimiento claro de los principios de la invencion. El experto en la tecnica puede realizar muchas variaciones y modificaciones a la(s) realizacion(es) descrita(s) anteriormente, dichas variaciones y modificaciones se pretende que esten incluidas en el presente documento dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (12)

  1. 5
    10
  2. 2.
  3. 3.
    15
  4. 4.
    20
  5. 5.
    25
  6. 6.
  7. 7.
    30 8.
  8. 9.
    35
    40
    45 10.
    REIVINDICACIONES
    Parque eolico (100, 200) que puede ponerse en marcha rapidamente, comprendiendo el parque eolico (100, 200):
    uno o mas generadores de turbina eolica, WTG, principales (110); y
    un generador de turbina eolica, WTG, auxiliar (130) que tiene un requisito de energfa de puesta en marcha sustancialmente mas bajo que los uno o mas WTG principales (110), estando situado el WTG auxiliar en el parque eolico,
    en el que el WTG auxiliar (130) esta dispuesto para ponerse en marcha automaticamente en respuesta a la deteccion de uno de un fallo y una perdida de potencia en una red electrica externa, y en el que el WTG auxiliar esta acoplado para suministrar potencia a los uno o mas WTG principales (110) para preparar los uno o mas WTG principales (110) para la puesta en marcha.
    Parque eolico (100, 200) segun la reivindicacion 1, en el que el WTG auxiliar (130) es un WTG de eje vertical.
    Parque eolico (100, 200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que al menos uno de los uno o mas WTG principales (110) se pone en marcha sustancialmente sin retraso despues de que este disponible la potencia de la red electrica externa.
    Parque eolico (100, 200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos uno de los uno o mas WTG principales (110) se prepara para ponerse en marcha usando la potencia suministrada por el WTG auxiliar (130) para al menos uno de:
    precalentar al menos uno de un fluido y un componente de cada uno de los uno o mas WTG principales (110); y
    dar guinada a cada uno de los uno o mas WTG principales (110) a barlovento.
    Parque eolico (100, 200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos uno de los uno o mas WTG principales (110) esta acoplado para suministrar potencia para poner en marcha el WTG auxiliar (130) antes de que deje de estar disponible la potencia de la red electrica externa.
    Parque eolico (100, 200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende ademas:
    una celula de combustible (140) que suministra potencia para poner en marcha el WTG auxiliar (130).
    Parque eolico (100, 200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el WTG auxiliar (130) no requiere energfa de puesta en marcha y se pone en marcha por sf mismo.
    Parque eolico (200) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende ademas:
    un cable de interconexion de CC de alta tension (210), emitiendo al menos uno de los uno o mas WTG principales (110) potencia de CC al cable de interconexion de CC de alta tension (210).
    Metodo (300) para poner en marcha rapidamente uno o mas generadores de turbina eolica, WTG, (110) de un parque eolico (100, 200) acoplado a una red electrica externa, comprendiendo el metodo:
    poner en marcha automaticamente, en respuesta a la deteccion de uno de un fallo y una perdida de potencia en la red electrica externa, un generador de turbina eolica, WTG, auxiliar (130) que esta situado en el parque eolico;
    preparar, despues de una interrupcion de red electrica de la red electrica externa, uno o mas WTG principales del parque eolico (100, 200) para ponerse en marcha usando potencia suministrada de manera local, suministrada desde el WTG auxiliar antes de que la red electrica externa pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico (100, 200); y
    poner en marcha al menos uno de los uno o mas WTG principales (110) sustancialmente sin retraso despues de que la red electrica externa pueda recibir y distribuir la potencia generada por el parque eolico (100, 200).
    Metodo (300) segun la reivindicacion 9, en el que el WTG auxiliar es un WTG de eje vertical (130).
    Metodo (300) segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en el que preparar los uno o mas WTG principales (110) para ponerse en marcha incluye al menos uno de:
    precalentar al menos uno de un fluido y un componente de cada uno de los uno o mas WTG principales
    5
    10
    (110); y
    dar guinada a cada uno de los uno o mas WTG principales (110) a barlovento.
  9. 12. Metodo (300) segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende ademas:
    poner en marcha el WTG auxiliar (130) para proporcionar la potencia suministrada de manera local usando la potencia suministrada por el parque eolico (100, 200).
  10. 13. Metodo (300) segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, que comprende ademas:
    poner en marcha el WTG auxiliar (130) para proporcionar la potencia suministrada de manera local usando la potencia suministrada por una celula de combustible (140).
  11. 14. Metodo (300) segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el WTG auxiliar (130) que proporciona la potencia suministrada de manera local se pone en marcha por sf mismo.
  12. 15. Metodo (300) segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende ademas:
    al menos uno de los uno o mas WTG principales (110) que emite potencia de CC a un cable de interconexion de CC de alta tension (210).
ES12810047.6T 2011-12-19 2012-12-14 Puesta en marcha rápida de generadores de turbina eólica Active ES2627023T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201170726 2011-12-19
US13/330,298 US9030035B2 (en) 2011-12-19 2011-12-19 Quick start-up of wind turbine generators
US201113330298 2011-12-19
DK201170726 2011-12-19
PCT/DK2012/050469 WO2013091641A1 (en) 2011-12-19 2012-12-14 Quick start-up of wind turbine generators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2627023T3 true ES2627023T3 (es) 2017-07-26

Family

ID=47504539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12810047.6T Active ES2627023T3 (es) 2011-12-19 2012-12-14 Puesta en marcha rápida de generadores de turbina eólica

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2795112B1 (es)
CN (1) CN104169573B (es)
ES (1) ES2627023T3 (es)
WO (1) WO2013091641A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3084912A1 (en) 2013-12-16 2016-10-26 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generators with power backup system
CN104564343A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 微型燃机超功率快速补偿装置
CN105186569B (zh) * 2015-10-19 2017-05-17 东南大学 一种风电场参与电网黑启动时选择恢复路径的方法
CN105490392B (zh) * 2015-12-31 2019-02-05 深圳市科陆电子科技股份有限公司 一种储能系统的黑启动控制系统及方法
WO2023051884A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-06 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine power plant with peak power consumption control

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6784566B2 (en) * 2001-01-25 2004-08-31 Robert Nason Thomas Coupled vortex vertical axis wind turbine
DE10320087B4 (de) * 2003-05-05 2005-04-28 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben eines Windparks
ES2265771B1 (es) * 2005-07-22 2008-01-16 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Metodo para mantener operativos los componentes de una turbina eolica y una turbina eolica con componentes que permitan el mantenimiento operativo.
EP1993184B2 (en) 2007-05-14 2024-04-24 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method of start up at least a part of a wind power plant, wind power plant and use of the wind power plant
US20090160187A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-25 Scholte-Wassink Hartmut Control system and method for operating a wind farm in a balanced state
US7646178B1 (en) * 2009-05-08 2010-01-12 Fradella Richard B Broad-speed-range generator

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013091641A1 (en) 2013-06-27
EP2795112B1 (en) 2017-05-03
CN104169573B (zh) 2017-12-19
CN104169573A (zh) 2014-11-26
EP2795112A1 (en) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2589908T3 (es) Parque eólico que tiene una fuente de alimentación auxiliar
ES2802821T3 (es) Sistema de energía eléctrica auxiliar y procedimiento de regulación de voltajes del mismo
ES2627023T3 (es) Puesta en marcha rápida de generadores de turbina eólica
ES2585403T3 (es) Almacenamiento de energía y control de frecuencia de aerogenerador
ES2855141T3 (es) Un sistema de recogida y distribución de energía
ES2957534T3 (es) Procedimiento para controlar una disposición para alimentar corriente eléctrica en una red de suministro
KR20110077027A (ko) 분산형 발전 시스템
ES2901733T3 (es) Procedimiento para operar una central de energía eléctrica de ciclo combinado y central eléctrica de ciclo combinado
ES2372575T3 (es) Instalación de energía eólica y parque de energía eólica con una pluralidad de instalaciones de energía eólica.
US9800054B2 (en) DC connection system for renewable power generators
CN105673329A (zh) 船舶风光储波浪能综合利用发电装置
US9831668B2 (en) Power distribution system for off-shore natural resource platforms
US9030035B2 (en) Quick start-up of wind turbine generators
JP2013013176A (ja) 自立電源装置
ES2949444T3 (es) Método de operación de una central eléctrica híbrida para optimizar la salida de potencia PV
US20160006254A1 (en) Serial Hybrid Microgrid with PPSA-mediated interface to Genset and to Non-Dispatchable Power
JP2015080404A (ja) 洋上入力端と陸上出力端を有する海底交流送電ケーブルにおける無効電力補償
ES3048695T3 (en) Electrical power systems having zig-zag transformers
DK2926003T3 (en) Process for operating an energy plant and an energy system with such energy plants
KR20160088416A (ko) 전력을 전송하기 위한 설비
BR112019023207A2 (pt) sistema de suprimento de energia elétrica e método
US20130162047A1 (en) Methods and Systems For Controlling An Intra-Plant Voltage Level
CN209228535U (zh) 用于风电机组的储能系统和风电机组
ITPI20110142A1 (it) Apparato di trasformazione di energia prodotta da fonti rinnovabili e metodo di gestione relativo
CN205335860U (zh) 风力发电机组及其微网供电装置