ES2628058T3

ES2628058T3 - Procedimiento de optimización de la operación de una turbina eólica

Info

Publication number: ES2628058T3
Application number: ES08101196.7T
Authority: ES
Inventors: Frank T. Ormel; Till Hoffmann; Henk-Jan Kooijman; Andre Riesberg; Jean Louis Wesselink
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: DK1959130T3; DK1959130T4; EP1959130A3; EP1959130A2; US7883317B2; ES2628058T5; EP1959130B1; CN101235799A; EP1959130B2; CN101235799B; US20070183885A1

Abstract

Un procedimiento (201) de optimización de la operación de una turbina eólica, que comprende las etapas de: (a) ajustar (202) al menos un parámetro de control de dicha turbina eólica a un valor de inicio predeterminado; (b) medir (203) al menos una variable de respuesta de dicha turbina eólica y al menos una variable adicional indicativa de una condición ambiental de la turbina eólica durante un tiempo de manera que la condición ambiental sea sustancialmente constante durante la medición; (c) repetir (204) la etapa (b) N veces, en la que N es un número entero predeterminado, en el que dicho al menos un parámetro de control es cambiado en cada repetición; (d) determinar (206) una relación medida entre el al menos un parámetro de control con respecto a la al menos una variable de respuesta y la al menos una variable adicional indicativa de una condición ambiental; (e) determinar un valor optimizado de dicho al menos un parámetro de control con respecto a dicha variable de respuesta a partir de dicha relación medida; (f) ajustar (207) un punto de referencia de dicho al menos un parámetro de control a dicho valor optimizado.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de optimizacion de la operacion de una turbina eolica

La presente invencion se refiere al campo de la ingeniena de control, en particular para controlar la operacion de una turbina eolica. Ademas, la invencion se refiere a turbinas eolicas que tienen un sistema de control.

El rendimiento de una turbina eolica depende de muchos factores que se pueden dividir principalmente en tres clases diferentes: condiciones ambientales, propiedades inherentes de la turbina y propiedades controlables de la turbina. Ademas, muchos de estos factores son interdependientes, pero la relacion entre ellos es incierta o desconocida. Dado que unicamente las propiedades controlables de la turbina, por ejemplo, el paso de pala, la velocidad del rotor, la guinada o similares, pueden ser influenciados activamente por el controlador de la turbina, modelos teoricos de turbina han sido desarrollados para predecir la respuesta de la turbina y/o el rendimiento de la turbina para una variedad de condiciones ambientales, propiedades inherentes de la turbina y la configuracion del controlador respectivo. Vease, por ejemplo, los documentos DE 199 34 415 y DE 196 28 073.

Sin embargo, la base para tales modelos teoricos es incierta. Por ejemplo, pueden producirse errores o danos ocultos en el proceso de fabricacion, durante el transporte y la instalacion o en la calibracion de los puntos de referencia del sensor y controlador. Ademas, las propiedades inherentes de la turbina pueden cambiar con el tiempo, por ejemplo, por degradacion de la superficie de la pala, aflojamiento de juntas o similares. Ademas, con el uso de modelos teoricos existe una necesidad fundamental de tener informacion fiable sobre las condiciones ambientales verdaderas como la velocidad del viento, la direccion del viento, la densidad del aire o similares. Sin embargo, los datos de condiciones ambientales medidos por sensores pueden tener errores sistematicos debidos a la posicion del sensor en la turbina (por ejemplo, dentro de la corriente retrograda), a la deriva del sensor, a la fabricacion defectuosa o a otras razones. Finalmente, los modelos teoricos se basan en varias suposiciones y, ademas, tienen que hacer aproximaciones para proporcionar una implementacion practica del modelo. De esta manera, el modelo teorico en sf mismo, asf como los datos de entrada para el modelo se desvfan de las condiciones reales en una turbina espedfica en un emplazamiento espedfico. Como resultado, el control de la turbina no es optimo.

A la vista de lo anterior, se proporciona un procedimiento de optimizacion de la operacion de una turbina eolica como se define en la reivindicacion 1 adjunta.

El procedimiento descrito anteriormente establece una relacion basada en los valores medidos de la respuesta de la turbina eolica con respecto a una configuracion del controlador ajustado activamente para condiciones ambientales espedficas. Por lo tanto, el controlador esta optimizado para una turbina espedfica que tiene propiedades inherentes espedficas y que esta instalada en un emplazamiento espedfico durante las condiciones ambientales espedficas. Por consiguiente, las desviaciones en las configuraciones del controlador lejos de su optimo que son causadas por variaciones o errores en calculos, fabricacion, instalacion y operacion pueden ser corregidas con el procedimiento anterior. Ademas, el conocimiento de las condiciones ambientales verdaderas ya no es necesario, ya que el procedimiento anterior establece una relacion consistente entre las senales medidas y la configuracion del controlador.

Otros aspectos, ventajas y caractensticas de la presente invencion son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, la descripcion y los dibujos adjuntos.

Segun otra realizacion de la invencion, una turbina eolica como se define en la reivindicacion 10 adjunta esta proporcionada tambien.

En los dibujos:

La figura 1 muestra una turbina eolica segun una realizacion de la presente invencion.

La figura 2 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento segun una realizacion de la presente invencion.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento segun una realizacion adicional de la presente invencion.

La figura 4 muestra un diagrama de una relacion medida entre el paso y la potencia de salida segun una realizacion de la presente invencion.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento segun todavfa otra realizacion de la presente invencion.

La figura 6 muestra un diagrama que explica la definicion de subespacios segun el procedimiento mostrado en la figura 5.

A continuacion se hara referencia en detalle a las diversas realizaciones de la invencion, de las que se ilustran uno o mas ejemplos en las figuras. Cada ejemplo esta proporcionado a modo de explicacion de la invencion, y no se entiende como limitacion de la invencion. Por ejemplo, las caractensticas ilustradas o descritas como parte de una

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realizacion se pueden utilizar en otras realizaciones o en conjuncion con las mismas para obtener incluso una realizacion adicional. Se pretende que la presente invencion incluya tales modificaciones y variaciones.

La figura 1 muestra una turbina eolica segun una realizacion de la presente invencion. En la misma, la turbina 100 eolica incluye una torre 110 en la parte superior de la cual esta montada una gondola 120. Un cubo 130 de rotor esta montado en un lado de extremo lateral de la gondola 120 y las palas 140 de rotor estan fijadas al cubo 130. Durante la operacion de la turbina eolica, las palas 130 de rotor captan la energfa eolica y el cubo 130 de accionamiento para girar alrededor de un eje de rotacion sustancialmente horizontal. La rotacion del cubo 130 se transfiere sobre un arbol 150 para accionar un generador 160 electrico. De esta manera, la energfa electrica se produce a partir de la energfa eolica y se puede suministrar a una rejilla electrica.

La turbina eolica incluye un controlador 200 para controlar la operacion de la turbina. El controlador 200 esta adaptado para ajustar una serie de propiedades controlables de la turbina. Por ejemplo, el controlador 200 esta conectado a un accionamiento 145 de paso de manera que el angulo de paso de las palas 140 de rotor puede ser ajustado por el controlador 200. Ademas, el controlador 200 esta conectado al generador 160 de manera que los parametros electricos del generador 160 sean controlados por el controlador 200. Como se podra entender por los expertos en la tecnica estos son unicamente ejemplos de las muchas variables de control que pueden ser controladas por el controlador 200. Otras variables de control habituales controladas por el controlador 200 incluyen el angulo de guinada y la velocidad del rotor.

Ademas, la turbina eolica incluye un sensor 300 para medir la potencia de salida del generador 160, por ejemplo, midiendo la tension y/o la corriente. Ademas, la turbina 100 eolica incluye un anemometro 400 que esta adaptado para medir la velocidad del viento y, opcionalmente, la direccion del viento como variables de condiciones ambientales. El anemometro 400 incluye una interfaz 405 de datos adaptada para convertir las mediciones del anemometro 400 en un formato de datos adecuado. Los datos capturados por los sensores 300, 400 se proporcionan al controlador 200 que utiliza los datos medidos para el control de la turbina. Como se podra entender por los expertos en la tecnica estos son unicamente ejemplos para las muchas variables de condiciones ambientales y las variables de respuesta de la turbina que pueden ser medidas por estos y/o sensores adicionales. En particular, las variables de condiciones ambientales pueden incluir el emplazamiento de la turbina, la velocidad del viento, la direccion del viento, la fecha, la hora del dfa, el periodo del ano, la densidad del aire, la temperatura, la turbulencia del aire, la presion del aire y las condiciones de lluvia. Ademas, las variables de respuesta pueden incluir salida de potencia, cargas mecanicas, cargas aerodinamicas, vibraciones de turbina y emision de ruido.

El controlador 200 esta adaptado para llevar a cabo un procedimiento de optimizacion segun una realizacion de la presente invencion. Las diversas realizaciones de procedimientos que podnan implementarse en el controlador 200 ahora se describiran mas adelante con referencia a las figuras 2 a 6.

La figura 2 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento segun una primera realizacion de la presente invencion. En la misma, despues del inicio del procedimiento de optimizacion en la etapa 201, al menos un parametro de control de una turbina eolica esta ajustado a un valor de inicio predeterminado en la etapa 202.

A continuacion, en la etapa 203 se miden al menos una variable de respuesta de la turbina eolica y al menos una variable adicional indicativa de una condicion ambiental. En este contexto, debe entenderse que los parametros de control pueden incluir al menos uno de los siguientes: el paso de pala, el angulo de guinada, la velocidad del rotor, y un parametro de control de generador electrico, las variables de respuesta pueden incluir al menos uno de los siguientes: la salida de potencia, las cargas mecanicas, cargas aerodinamicas, las vibraciones de turbina, la emision de ruido y las variables de condiciones ambientales pueden incluir al menos uno de los siguientes: el emplazamiento de la turbina, la velocidad del viento, la direccion del viento, la fecha, la hora del dfa, el periodo del ano, la densidad del aire, la temperatura, la turbulencia del aire, la presion del aire y la lluvia. Habitualmente, la medicion se realiza como una medicion a corto plazo de manera que las condiciones ambientales de la turbina eolica sean sustancialmente constantes durante la medicion. En particular, la duracion de la medicion habitual vana de 1 a 10 segundos, mas habitualmente de 1 a 5 segundos o incluso solo 1 segundo. Debido a la medicion a corto plazo, la influencia de variaciones en las condiciones ambientales sobre la variable de respuesta puede ser ampliamente excluida. Por consiguiente, se puede determinar una relacion consistente entre los parametros del controlador ajustados de manera activa y las variables de respuesta medidas. Desde luego, todavfa se necesita medir las condiciones ambientales para confirmar que los cambios de las mismas durante el periodo de medicion pueden ser descuidados. Como se muestra en la figura 2, como una caractenstica opcional, la medicion puede repetirse para el mismo ajuste de parametro de control una o mas veces. De esta manera, se forma una base de datos suficiente para el analisis estadfstico de los datos de medicion. Por ejemplo, se puede mantener un ajuste de controlador espedfico durante un periodo de medicion de aproximadamente 5 minutos mientras se realizan mediciones a corto plazo de 2 segundos de duracion. De esta manera, se recogen 150 puntos de datos dentro del periodo de medicion de 5 minutos.

En la etapa 204 siguiente, se comprueba la frecuencia con la que se han realizado las mediciones descritas anteriormente. Habitualmente, se predeterminan N valores diferentes del parametro de control para los cuales deben realizarse las mediciones, en las que N es un numero entero positivo. Si ha habido menos de las N mediciones programadas, el al menos un parametro de control se cambia a su siguiente valor en la etapa 205 y la medicion se

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realiza en la etapa 203 con el nuevo ajuste de controlador, es dedr, para el nuevo valor del parametro de control. Por ejemplo, las mediciones pueden realizarse para 12 valores diferentes del parametro de control de manera que, en el ejemplo anterior, se recogen 1800 puntos de datos en 1 hora, representando cada punto de datos una medida de 2 segundos para un ajuste de controlador determinado. Como otra caractenstica opcional, todo el ciclo de medicion puede repetirse una o mas veces, es decir, las etapas 202 a 205 pueden realizarse de nuevo despues de que se haya determinado la finalizacion de un ciclo de medicion en la etapa 204. Por ejemplo, pueden programarse 5 ciclos completos en el ejemplo anterior de manera que se recojan 9000 puntos de datos dentro de una medicion de 5 horas. De esta manera, se puede obtener una base de datos suficiente para el analisis siguiente.

A continuacion, en la etapa 206 se determina una relacion medida entre el al menos un parametro de control y la al menos una variable de respuesta. Habitualmente, la etapa 206 incluye el calculo de los residuos de la variable de respuesta con respecto a una curva o funcion de respuesta predeterminada. Cuando el presente procedimiento se aplica primero en una turbina espedfica, la funcion de respuesta predeterminada es una funcion de respuesta teorica y/o empmcamente predeterminada que se ha implementado en el controlador de turbina. Sin embargo, mas adelante las relaciones medidas obtenidas mediante el presente procedimiento pueden utilizarse como curvas de respuesta predeterminadas. De esta manera, se pueden verificar las relaciones obtenidas o se pueden detectar cambios en el comportamiento de la turbina. Habitualmente, los valores de parametros de control, los datos de residuos y los datos de condiciones ambientales se almacenan para obtener la relacion medida entre las diversas variables. Dado que las relaciones entre los parametros de control y las variables de respuesta estan determinadas a partir de los valores medidos, ya no es necesario que los datos registrados representen las condiciones verdaderas, siempre y cuando mantengan una relacion coherente como tal. Por lo tanto, un valor optimo para el parametro de controlador obtenido a partir de la relacion medida es un valor optimo "verdadero" aunque puede no ser optimo en el modelo de turbina teorico. Ademas, el valor optimo "verdadero" determinado por las realizaciones descritas puede variar con el tiempo cuando cambian las condiciones ambientales, por ejemplo, desde el verano hasta el invierno, o cuando cambian las propiedades inherentes de la turbina, por ejemplo, la degradacion de las superficies de las palas del rotor. Por consiguiente, un ajuste optimo del controlador determinado mediante un procedimiento segun una de las realizaciones se optimizara siempre con respecto a las condiciones espedficas de la turbina espedfica en la que se lleva a cabo el procedimiento de optimizacion.

Finalmente, en la etapa 207 el punto de referencia de el al menos un parametro de control se ajusta al valor optimo previamente determinado. De esta manera, la operacion de la turbina eolica se optimiza, ya que el controlador puede controlar la turbina segun sus propiedades inherentes espedficas y condiciones ambientales.

Resumiendo lo que se ha mencionado anteriormente, las realizaciones segun la presente invencion utilizan variaciones sistematicas en una variable de respuesta mediante cambios controlados de ciertos parametros de control. Los resultados de estos cambios controlados se miden durante penodos cortos de tiempo para excluir la influencia de factores externos. El analisis de los datos medidos capturados durante las mediciones de corto tiempo revela una relacion medida entre los parametros de control y las variables de respuesta. Un valor optimo para el punto de referencia del parametro de control puede obtenerse a partir de la relacion medida, siendo el punto de referencia optimo para esa turbina espedfica que tiene propiedades de la turbina espedficas y condiciones ambientales espedficas. Si alguna de estas condiciones cambia de manera que se encuentre fuera de ciertos lfmites, el procedimiento de optimizacion puede repetirse. Ademas, el proceso de optimizacion se puede programar a intervalos regulares para verificar que el ajuste del controlador sigue siendo optimo.

Ademas, como se podra entender por los expertos en la tecnica, el procedimiento descrito anteriormente se puede emplear para establecer una relacion entre un unico parametro de control y una unica variable de respuesta, pero tambien para dos o mas parametros de control y una unica variable de respuesta. De esta manera, las influencias mutuas entre parametros de control pueden determinarse y entenderse. Asimismo, es posible optimizar el control de la turbina no solo con respecto a una variable de respuesta (por ejemplo, salida de potencia) sino, simultaneamente, con respecto a una variable de respuesta adicional (por ejemplo, carga mecanica). Ademas, los cambios en las condiciones ambientales (por ejemplo, temperatura, presion, lluvia, etc.) pueden tenerse en cuenta en el analisis.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento segun una realizacion adicional de la presente invencion. En la misma, el procedimiento descrito anteriormente se aplica a un ejemplo particular. El objetivo de la optimizacion consiste en optimizar el ajuste del controlador de paso de pala para la salida de potencia maxima en condiciones de carga parcial, es decir, durante una velocidad de viento baja (etapa 301). En una primera etapa 302, el procedimiento de optimizacion se inicia en un dfa con velocidad del viento que vana entre 7 y 12 m/s, es decir, en un dfa que tiene condiciones ambientales suficientes. A continuacion, el paso, la potencia y la velocidad del viento se seleccionan como datos relevantes y la duracion del periodo de medicion se ajusta en 1 segundo (etapa 303). En la siguiente etapa 304, el paso de la pala para las tres palas se ajusta al paso de referencia menos 2 grados y se recogen los datos de la velocidad de la potencia y del viento. Este ajuste se mantiene durante 3 minutos de manera que se recojan 3 x 60 = 180 puntos de datos de mediciones de 1 segundo. Despues, el controlador aumenta el paso en 0,4 grados y repite el ciclo de medicion de 3 minutos para obtener otros 180 puntos de datos para el nuevo valor de paso. Esto se vuelve a repetir con un aumento de 0,4 grados para el paso hasta que se alcanza el punto final superior del paso de referencia mas 2 grados. De esta manera, se recogen un total de 3 x 60 x 11 = 1980 puntos de datos de mediciones de 1 segundo en 33 minutos. Una vez terminado, el ciclo de medicion se repite durante las proximas seis horas aproximadamente. Dado que el ciclo de medicion se puede completar dos veces en casi una

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hora, se obtiene un total de 3 x 60 x 11 x 12 = 23760 puntos de datos de mediciones de 1 segundo en una tarde. A continuation, los datos se analizan calculando los residuos de los valores de potencia medidos con respecto a los valores de potencia esperados (etapa 306). Dado que el analisis se basa en un gran numero de mediciones a corto plazo, los resultados son en gran medida independientes de la velocidad real del viento. Finalmente, se obtiene una relation medida entre el paso de pala y la salida de potencia a carga parcial (etapa 307) para encontrar un valor de paso optimo para el punto de referencia del controlador. La relacion se establece trazando los residuos de potencia almacenados contra los valores de paso almacenados. El resultado se muestra en la figura 4. En la misma, se puede ver que el valor optimo antiguo, es decir, el punto de referencia real del controlador para el paso de referencia a 0°, era insuficiente. En cambio, un nuevo valor optimo se determina a 0,8° grados. Por consiguiente, el punto de referencia del controlador aumenta en 0,8° grados para obtener un mejor rendimiento de la turbina en condiciones de carga parcial. Como se podra entender por los expertos en la tecnica el procedimiento anterior se basa unicamente en la relacion medida entre el paso y la potencia de salida. Por lo tanto, incluso si el angulo de paso real de las palas del rotor se desvia de su valor deseado, por ejemplo, debido a un sensor defectuoso, se determina el valor del punto de referencia del controlador optimo. Por lo tanto, el presente procedimiento supera las deficiencias de las estrategias de control basadas en modelos de turbina teoricos.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento segun todavia otra realization de la presente invention. El procedimiento segun la presente realizacion se basa en lo siguiente. Una turbina eolica puede entenderse como un sistema complejo que responde de una manera especifica a una entrada especifica. La respuesta de la turbina eolica puede describirse mediante varias variables de rendimiento Pi, 1 < i < N, que pueden incluir la salida de potencia, las cargas mecanicas, las cargas aerodinamicas, las vibraciones de turbina o la emision de ruido. El rendimiento de la turbina se rige por las condiciones ambientales de la turbina Zj, 1 < j < M, que pueden incluir el emplazamiento de la turbina, la velocidad del viento, la direction del viento, la fecha, la hora del dia, el periodo del ano, la densidad del aire, la temperatura, la turbulencia del aire, la presion del aire y las condiciones de lluvia mediante los parametros de control Yk, 1 < k < L, que pueden incluir el paso de pala, el angulo de guinada, la velocidad del rotor o un parametro de control del generador electrico y las propiedades inherentes Xs, 1 < s < Q, que puede incluir el diametro de las palas del rotor, el numero de polos del generador electrico o similar. La relacion entre rendimiento/respuesta de la turbina y las variables de entrada se expresa mediante la siguiente ecuacion para el Pi

imagen1

o

Pi = f1(Xl,...)XQ,Yl5...,YL>Zl,...,ZM).

Como se podra entender por los expertos en la tecnica unicamente los parametros de control Yk pueden controlarse activamente mientras que los Xs y Zj pueden variar independientemente del control de la turbina. Por lo tanto, los parametros de control Yk tienen que ser determinados como funciones de los Xs y Zj

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Habitualmente, algunas variables de rendimiento son mas interesantes que otras y, tambien, puede mostrarse de manera teorica o empiricamente que algunos parametros de control influyen en estas variables de rendimiento mas que otros parametros de control.

Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, el procedimiento segun la presente realizacion define primero un subespacio de variables de rendimiento interesantes para ser optimizado. Esto se realiza seleccionando un subgrupo de variables de rendimiento Pi1,...,PiN para ser optimizado simultaneamente (etapa 502). Despues, se define un subespacio de variables de condiciones ambientales seleccionando un subgrupo de variables de condiciones ambientales Zj1,...,ZjM en la etapa 503. Finalmente, se selecciona un subgrupo de variables de control Yk1,...,YkL para definir un subespacio de variables de control sobre las que se deben optimizar las variables de rendimiento Pi1,...,PiN (etapa 504). Un ejemplo simple de la definition de tales subespacios se muestra en la figura 6. En la misma, la variable de rendimiento P que se va a optimizar es la salida de potencia, la variable de condition ambiental Z seleccionada para la optimization es la velocidad del viento y el parametro de control Y que se va a optimizar es el paso de pala. Por consiguiente, el ejemplo mostrado en la figura 6 es similar a la realizacion descrita en la figura 3.

Despues, en la etapa 505 se determina una secuencia de valores de variables de control {(Yk1,...,YkL)1,...,(Yk1,...,YkL)R}, de manera que la secuencia cubra sustancialmente la parte interesante del subespacio definida por las variables de control Yk. Por ejemplo, R se ajusta en 5 en la figura 6 de manera que se determina una secuencia de 5 valores para el paso de pala. Dos de esas secuencias se muestran en la figura 6 en la que una

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primera secuencia (puntos) esta relacionada con un regimen de carga parcial (velocidad de viento mas baja) mientras que una segunda secuencia (cuadrados) esta relacionada con un regimen de carga completa (velocidad de viento alta). En una etapa 506 siguiente, el controlador de turbina ajusta activamente las variables de control Yki,...,YkL segun la secuencia predeterminada y mide los valores de las variables de rendimiento Pii,...,PiN y los valores de las variables de condiciones ambientales Zji,...,ZjM. Habitualmente, la medicion se realiza como una medicion a corto plazo de 1 a 10 segundos de longitud, mas habitualmente de 1 a 3 segundos de longitud, de manera que las variables de condiciones ambientales Zji,...,ZjM sean sustancialmente constantes durante el periodo de medicion. De esta manera, los datos de medicion se recogen para cualquiera de los ajustes del controlador segun la secuencia predeterminada. Como una caractenstica opcional, la medicion puede repetirse tantas veces como se desee para aumentar el numero de puntos de datos recogidos. En particular, muchas mediciones a corto plazo pueden repetirse para el mismo valor de las variables de control (Yki,...,Yw_)r dentro de la secuencia. Por ejemplo, se puede mantener un ajuste de controlador espedfico (Yki,...,Yw_)r durante 12 minutos mientras se repiten mediciones de 3 segundos de las variables de rendimiento Pii, ..., PiN y las variables de condiciones ambientales Zji,...,ZjM. De esta manera, se recogen 240 puntos de datos para el ajuste espedfico del controlador (Yki,...,Yw_)r dentro del penodo de medicion de 12 minutos. En el ejemplo de la figura 6, se puede medir la secuencia completa de cinco ajustes del controlador en una hora, recogiendo de esta manera 1200 puntos de datos en los que se puede basar un analisis estadfstico posterior. Como otra caractenstica opcional, la medicion de la secuencia completa puede repetirse tantas veces como se desee y/o se permita por las condiciones ambientales. Por ejemplo, la medicion de la secuencia de 1 hora puede repetirse seis veces para que se recojan 7200 puntos de datos dentro de un penodo de medicion de seis horas. Por ejemplo, si la velocidad del viento aumenta al regimen de carga completa despues de tres horas de medicion, la secuencia puede ser interrumpida en ese punto y continuada en otro dfa cuando la velocidad del viento vuelve a estar dentro del regimen de carga parcial.

En la etapa 506 siguiente, los residuos de las variables de rendimiento medidas con respecto a las variables de rendimiento esperadas se calculan para cada uno de los ajustes del controlador

(Ril,...,RiN)r - (Pil,...,PiN)rr

medidas

- (Pji,...,PjN)r

esperadas

En el caso de que se hayan realizado muchas mediciones para el mismo ajuste del controlador (Yki,...,Yw_)r, los residuos (Rii,..., RiN)r se almacenan para obtener una relacion medida entre los ajustes del controlador y el rendimiento de la turbina. Finalmente, en la etapa 508 se determina un valor optimo para el ajuste del controlador (Ykl,...,YkL)r a partir de la relacion medida. El valor optimo puede utilizarse para ajustar los puntos de referencia del controlador de manera que se optimice la operacion de la turbina.

Aunque la realizacion anterior se ha explicado con respecto a un unico parametro de control (paso), una unica variable de condicion ambiental (velocidad del viento) y una unica variable de rendimiento (salida de potencia), los expertos en la tecnica entenderan que los principios del procedimiento de optimizacion descrito tambien pueden aplicarse a la optimizacion simultanea de dos o mas parametros de control con respecto a dos o mas variables de rendimiento y/o teniendo en cuenta dos o mas variables de condiciones ambientales. En cualquiera de estas implementaciones, se introducen cambios activos en los parametros de control de la turbina para medir la respuesta de la turbina y detectar, de esta manera, las interdependencias reales de las variables que influyen en el rendimiento de la turbina. Por lo tanto, se establecen relaciones consistentes entre los ajustes del controlador y el rendimiento de la turbina independientemente de si los datos del sensor capturados representan o no condiciones "verdaderas".

Segun incluso una realizacion mas de la presente invencion, el concepto descrito anteriormente de determinar relaciones medidas puede incluso utilizarse para detectar y corregir una deriva de sensor o cambios bruscos en las senales de sensor, por ejemplo, debido al fallo, desgaste o debido a que el personal de mantenimiento presione accidentalmente contra una veleta. En particular, la deriva de sensor es diffcil de detectar, ya que puede confundirse con un cambio gradual en las condiciones ambientales. Sin embargo, si se lleva a cabo un procedimiento de optimizacion segun una realizacion de la presente invencion de manera frecuente sobre una turbina espedfica, una deriva de sensor tambien lleva a una deriva en puntos de referencia del controlador. Por lo tanto, si se detecta una correlacion entre las dos, este es un indicador fuerte de una deriva de sensor. Por consiguiente, la deriva de sensor se puede corregir aplicando una polarizacion o desviacion apropiada a la senal del sensor defectuosa. Igualmente, se puede corregir un cambio brusco en la senal del sensor aplicando tal polarizacion o desviacion.

Esta descripcion escrita utiliza ejemplos para divulgar la invencion, incluyendo el modo preferente, y tambien para permitir a cualquier persona experta en la tecnica hacer y utilizar la invencion. El ambito patentable de la invencion esta definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se presentan a los expertos en la tecnica. Tales ejemplos adicionales estan destinados a estar dentro del ambito de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insignificantes de los lenguajes literales de las reivindicaciones.

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento (201) de optimizacion de la operacion de una turbina eolica, que comprende las etapas de:

(a) ajustar (202) al menos un parametro de control de dicha turbina eolica a un valor de inicio predeterminado;

(b) medir (203) al menos una variable de respuesta de dicha turbina eolica y al menos una variable adicional indicativa de una condicion ambiental de la turbina eolica durante un tiempo de manera que la condicion ambiental sea sustancialmente constante durante la medicion;

(c) repetir (204) la etapa (b) N veces, en la que N es un numero entero predeterminado, en el que dicho al menos un parametro de control es cambiado en cada repeticion;

(d) determinar (206) una relacion medida entre el al menos un parametro de control con respecto a la al menos una variable de respuesta y la al menos una variable adicional indicativa de una condicion ambiental;

(e) determinar un valor optimizado de dicho al menos un parametro de control con respecto a dicha variable de respuesta a partir de dicha relacion medida;

(f) ajustar (207) un punto de referencia de dicho al menos un parametro de control a dicho valor optimizado.
2. El procedimiento (201) segun la reivindicacion 1, en el que la medicion se realiza durante 1 a 10 segundos.
3. El procedimiento (201) segun la reivindicacion 1 o 2, en el que la etapa (b) se repite al menos una vez con el mismo valor de dicho al menos un parametro de control.
4. El procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las etapas (a) a (c) se repiten al menos una vez.
5. El procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dos o mas parametros de control se ajustan activamente para determinar valores optimizados para los dos o mas parametros de control.
6. El procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se miden dos o mas variables de respuesta para determinar el valor optimizado de dicho al menos un parametro de control con respecto a las dos o mas variables de respuesta.
7. El procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa (d) de determinar una relacion medida comprende:

(d1) obtener residuos de la variable de respuesta con respecto a una curva de respuesta predeterminada; y (d2) almacenar los residuos y almacenar los valores de parametros de control para obtener la relacion medida.
8. El procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un parametro de control se selecciona del grupo que consiste en: paso de pala, angulo de guinada, velocidad de rotor y un parametro de control de generador electrico, y/o la al menos una variable de respuesta se selecciona del grupo que consiste en: salida de potencia, cargas mecanicas, cargas aerodinamicas, vibraciones de turbina, emision de ruido, y/o la al menos una variable indicativa de una condicion ambiental selecciona del grupo que consiste en: el emplazamiento de la turbina, la velocidad de viento, la direccion de viento, la fecha, la hora del dfa, el periodo del ano, la densidad del aire, la temperatura, la turbulencia del aire, la presion del aire, la lluvia.
9. El procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se detecta una deriva de sensor detectando una deriva de al menos un punto de referencia del controlador obtenido en la etapa (e).
10. Una turbina (100) eolica, que comprende:

un primer sensor (300) para medir una variable de respuesta de la turbina (100) eolica;

un segundo sensor (400) para medir una variable indicativa de una condicion ambiental de la turbina (100) eolica; un controlador (200) para controlar un parametro de control de la turbina (100) eolica, en el que el controlador (200) se adapta para llevar a cabo un procedimiento (201) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.