ES2645021T3 - Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica al aparecer un fallo de red, así como una instalación de energía eólica semejante - Google Patents

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica al aparecer un fallo de red, así como una instalación de energía eólica semejante Download PDF

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Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica al aparecer un fallo de red por caída de una tensión de red, en el que la instalación de energía eólica presenta un rotor con al menos una pala de rotor regulable en su ángulo de paso de pala (ß), un generador conectado con el rotor para la generación de una potencia eléctrica P y al menos un dispositivo para la detección de un valor real de la velocidad de giro del generador (na), de un valor del ángulo de paso de pala (ßa, ßs) y de un valor real de una magnitud representativa para un par de generador (MG), en el que el valor real de una magnitud representativa para el par de generador (MG) es un valor real de una potencia activa Pa generada o de una corriente activa Ia, con las siguientes etapas del procedimiento: * reconocimiento de un fallo de red por una caída de la tensión de red, en el que el reconocimiento del fallo de red se realiza en función de un mensaje de error, que se genera en un inversor y/o el generador, * detección del valor real de la magnitud representativa para el par de generador (MG) y del valor real de la velocidad de giro del generador (na), cuando se ha reconocido un fallo de red, * determinación de una modificación del par de generador (ΔMG), * detección del valor para el ángulo de paso de pala (ßa, ßs), * determinación de una magnitud de corrección para el ángulo de paso de pala (ßFRT) en función de la modificación del par de generador (ΔMG) y el valor para el ángulo de paso de pala (ßa, ßs), * determinación de un valor de consigna corregido para el ángulo de paso de pala, que se produce por un valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el ángulo de paso de pala y de la magnitud de corrección determinada para el ángulo de paso de pala (ßFRT), en el que por consiguiente se reacciona a la modificación del par de generador (ΔMG), que se produce a causa del fallo de red.

Description

DESCRIPCION
Procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de ene^a eolica al aparecer un fallo de red, as^ como una instalacion de ene^a eolica semejante 5
La presente invencion se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica al aparecer un fallo de red, presentando la instalacion de energfa eolica un rotor con al menos una pala de rotor regulable en su angulo de paso de pala, un generador conectado con el rotor para la generacion de una potencia electrica y al menos un dispositivo para la deteccion de un valor real de la velocidad de giro del generador, de un 10 valor del angulo de paso de pala y de un valor real de una magnitud representativa para un par de generador, en particular de una potencia activa y/o de una corriente activa. Asimismo la invencion se refiere a una instalacion de energfa eolica para la realizacion del procedimiento.
En el caso de fallos de red inesperados, la instalacion de energfa eolica no puede alimentar ademas la potencia 15 maxima en la red electrica. La rapida cafda de potencia resultante de ello conduce a un aumento de la velocidad de giro, al que se reacciona correspondientemente mediante una regulacion del angulo de paso de pala. En este caso pueden aparecer oscilaciones en la velocidad de giro.
Por el documento WO 2009/083447 A2 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de 20 energfa eolica con una pequena tension de red. En el caso de fallo de red, cuando estan presentes bajas tensiones de red, se determina el angulo de pitch con la potencia actual, partiendo de la velocidad espedfica de la turbina antes del fallo de red. Se excita una regulacion para el angulo de paso de pala a fin de mantener constante la corriente generada durante el fallo de red.
25 Por el documento US 6,921,985 B2 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica en el caso de un fallo de red, en el que esta prevista una alimentacion de corriente sin interrupciones para la regulacion del angulo de paso de pala. El alimentacion de corriente sin interrupciones recurre en este caso al circuito intermedio entre el inversor en el lado de red y en el lado de rotor. Con la conmutacion a la alimentacion de corriente sin interrupciones se activa la regulacion del angulo de paso de pala por parte del control de la instalacion 30 de energfa eolica, a fin de regular correspondientemente el angulo de pala como reaccion al proceso de conmutacion.
Por el documento WO 2005/015012 A1 se conoce un procedimiento para el control de una instalacion de energfa eolica durante un fallo de red. En el caso de un fallo de red se detecta un parametro de funcionamiento de la 35 instalacion de energfa eolica, por ejemplo la temperatura, y se excita la regulacion del angulo de pala para mantener la temperatura dentro de un intervalo predeterminado.
Por el documento WO 2008/031434 A2 se conoce un procedimiento para el control de una instalacion de energfa eolica en el caso de un fallo de red, en el que durante el fallo de red se aumenta el angulo de pala hasta que ya no 40 se acelera mas el rotor. La regulacion de la velocidad de giro habitual durante el funcionamiento normal no se realiza durante el fallo de red. El aumento del angulo de pala se desencadena cuando la potencia activa entregada por la instalacion de energfa eolica es del 125% de la potencia activa nominal.
Por el documento DE 10 2008 010 543 A1 se conoce un procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de 45 energfa eolica en el caso de un fallo de red, en el que ya antes del aumento de la velocidad de giro del rotor se inicia un ajuste del angulo de paso de pala, regulandose la velocidad de giro del rotor o generador en referencia a una velocidad de giro de consigna que se deduce a partir de una magnitud electrica presente en el caso del fallo de red y la velocidad del viento actual.
50 Por el documento US 2009/0206606 A1 se conoce un procedimiento, en el que para el inversor de un generador asmcrono de doble alimentacion para la facilitacion de la potencia reactiva se usa preferiblemente una regulacion escalar al contrario de una regulacion orientada al campo. Ademas, se tiene en cuenta un control para el angulo de paso de pala, que ajusta el angulo de paso de pala de manera que la velocidad de giro del generador se mantiene aproximadamente constante antes de y durante un fallo de red. Tambien se aborda un angulo de paso de pala que 55 evita las aceleraciones (no aceleration pitch angle).
Por el documento US 2008/0277938 A1 es un procedimiento conocido, en el que se reconoce un fallo de red y en el caso de un fallo de red reconocido se conmuta de un primer control para el angulo de paso de pala a un segundo control para el angulo de paso de pala.
Por el documento DE 10 2007 060 958 A1 se conoce un procedimiento para el control de una instalacion de ene^a eolica, en el que se reconoce una cafda de red y se inicializa una unidad de control del par de fuerzas a un valor especificado. Con la inicializacion el control del par de fuerzas se lleva al final de la cafda de red a un valor de par de fuerzas predeterminado, de modo que se mejora claramente el comportamiento de oscilacion de la instalacion 5 energfa eolica con el regreso de la tension de red. Adicionalmente la unidad de control de pitch al final de la cafda de red tambien contiene un valor especificado para el angulo de paso de pala.
La invencion tiene el objetivo de poner a disposicion un procedimiento y una instalacion de energfa eolica con la que despues del fallo de red sea posible una reduccion de carga rapida en un nuevo punto de trabajo estable sin 10 separacion de red.
Segun la invencion el objetivo se consigue mediante un procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 1 y una instalacion de energfa eolica con las caractensticas de la reivindicacion 10.
15 El procedimiento segun la invencion sirve para el funcionamiento de una instalacion de energfa eolica al aparecer un fallo de red. La instalacion de energfa eolica presenta un rotor con al menos una pala de rotor regulable en su angulo de paso de pala, un generador conectado con el rotor para la generacion de una potencia electrica, asf como al menos un dispositivo para la deteccion de un valor real de la velocidad de giro del generador, de un valor del angulo de paso de pala y de un valor real de una magnitud representativa para un par de generador, en particular una 20 potencia activa y/o una corriente activa. El dispositivo para la generacion de la velocidad de giro del generador no debe medir necesariamente la velocidad de giro del generador, sino que tambien puede medir otra velocidad de giro en el tren de accionamiento y la convierte en una velocidad de giro del generador. En el procedimiento segun la invencion se realiza un reconocimiento de un fallo de red. Ademas, se realiza una deteccion de la potencia activa y/o de la corriente activa y de la velocidad de giro, cuando se ha reconocido un fallo de red. En otra etapa se determina 25 una modificacion del par de generador debido a la potencia activa detectada y/o de la corriente activa detectada y de la velocidad de giro detectada. Al aparecer un fallo de red, en particular la modificacion del par de generador es una magnitud cntica. En otra etapa se determina una magnitud de correccion para el angulo de paso de pala, en funcion de la modificacion del par generado. A partir de la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala y un valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala se determina un valor de consigna 30 corregido para el angulo de paso de pala. El valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala es el valor de consigna, que se determina durante el funcionamiento regular, en funcion de un valor real y un valor de consigna de la velocidad de giro. El procedimiento segun la invencion posee una serie de preferencias. Una ventaja consiste en que ademas se puede trabajar con el valor de consigna dependiente de giro y asf reaccionar a una modificacion de la velocidad del viento. Solo se determina una magnitud de correccion para el 35 valor de consigna dependiente de la velocidad de giro. Ademas, el procedimiento segun la invencion reacciona de forma muy rapida al fallo de red que parece, dado que se desencadena ya al reconocerse el fallo de red. Gracias al inicio rapido del procedimiento segun la invencion, la regulacion de paso de pala ya puede reaccionar a las modificaciones de pares que se producen a causa del fallo de red. En el procedimiento se realiza el reconocimiento del fallo de red en funcion de un mensaje de error, que se genera en un inversor y/o el generador de la instalacion 40 de energfa eolica.
En una configuracion preferida, el reconocimiento del fallo de error se realiza en funcion de la modificacion de una tension de red y/o una frecuencia de red. En este caso puede estar previsto que se reconoce un fallo de red cuando se queda por debajo o se supera un valor umbral predeterminado de la tension de red y/o de la frecuencia de red. 45 Por ejemplo, el fallo de red se conoce cuando la tension de red baja en mas de un valor predeterminado respecto a una tension nominal.
El valor detectado del angulo de paso de pala puede ser un valor real medido. Alternativamente o adicionalmente el valor detectado del angulo de paso de pala puede ser un valor de consigna para el angulo de paso de pala que, por 50 ejemplo, esta presente en un control para el angulo de paso de pala y se detecta a partir de este.
En una configuracion especialmente preferida del procedimiento segun la invencion se realiza una deteccion de un valor real o valor de consigna para el angulo de paso de pala. En este caso, en la determinacion de la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala, en funcion de la modificacion del par de generador, se tiene en cuenta 55 adicionalmente el valor real o valor de consigna para el angulo de paso de pala. Esta configuracion de la invencion se basa en el conocimiento de que, en funcion del valor real o valor de consigna para el angulo de paso de pala de la instalacion de energfa eolica, el par absorbido por la pala de rotor vana conforme a una realizacion no lineal con una modificacion del angulo de paso de pala. En particular con angulos de paso de pala pequenos, una modificacion del angulo de paso de pala provoca una modificacion menor en el par que en los angulos de paso de pala grandes.
En una configuracion preferida, la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala se limita de manera que no se sobrepasa una velocidad de modificacion maxima para el angulo de paso de pala. De esta manera se puede asegurar que la regulacion para el paso de pala no se sobreexcite o se predeterminen valores de consigna, que solo se pueden conseguir con claros retardos de la regulacion.
5
En otra configuracion preferida, el valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala se regula, como en el funcionamiento regular, en funcion de la velocidad de giro. Esto permite continuar la regulacion dependiente de la velocidad de giro del angulo de paso de pala tambien en el caso de un fallo de red y facilita la regulacion al finalizar el fallo de red.
10
En un perfeccionamiento preferido del procedimiento segun la invencion, la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala se intercala despues del reconocimiento del fallo de red mediante el cierre de un interruptor. El interruptor puede estar realizado en el hardware o software. De este modo se puede conseguir que la magnitud de correccion proporcione directamente despues de producirse el fallo de red una contribucion al valor de consigna del 15 angulo de paso de pala.
El objetivo segun la invencion se consigue igualmente mediante una instalacion de energfa eolica, que presenta un rotor con al menos una pala de rotor regulable en su angulo de paso de pala, asf como una regulacion de paso de pala, que determina para al menos una pala de rotor un valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para 20 el ajuste del angulo de paso de pala. La instalacion de energfa eolica posee ademas un generador conectado con el rotor, que genera una potencia electrica para la red de alimentacion electrica. Segun la invencion esta previsto un control que, reaccionando a un fallo de red, determina una modificacion del par de generador y le transmite a la regulacion de paso de pala una magnitud de correccion para el angulo de paso de pala, que depende de la modificacion del par de generador y un valor del angulo de paso de pala, ajustando la regulacion de paso de pala el 25 angulo de paso de pala conforme a un valor de consigna corregido, que se determina a partir del valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala y la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala. En una instalacion de energfa eolica segun la invencion esta previsto un control, que reacciona a un fallo de red y genera una magnitud de correccion para el angulo de paso de pala. La magnitud de correccion para el angulo de paso de pala se anade a un valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso 30 de pala, a fin de obtener un valor de consigna corregido para el angulo de paso de pala, que se puede ajustar a traves de una regulacion de paso de pala. En tanto que el valor de correccion para el angulo de paso de pala se genera directamente reaccionando a un valor de red, la instalacion de energfa eolica segun la invencion puede reaccionar de forma rapida y fiable al fallo de red.
35 En una configuracion preferida, el valor de correccion para el angulo de paso de pala se limita de manera que no se sobrepasa una velocidad de modificacion maxima para el angulo de paso de pala.
La presente invencion se explica mas en detalle mediante un ejemplo de realizacion. Muestra:
40 Fig. 1 un diagrama de bloques de una estructura de regulador para la determinacion de un valor de consigna corregido para el angulo de paso de pala,
Fig. 2 un diagrama de bloques de una estructura de regulador alternativa para la determinacion de un valor de consigna corregido para el angulo de paso de pala,
45
Fig. 3 un desarrollo de la tension respecto al tiempo en el caso de un fallo de red,
Fig. 4 un desarrollo de la potencia activa respecto al tiempo en el caso de un fallo de red, y 50 Fig. 5 la relacion entre par y angulo de paso de pala.
La fig. 1 muestra en una vista esquematica una estructura de regulador para la determinacion de un valor de consigna corregido para un angulo de paso de pala ps, corr 34. Como magnitud de entrada en la estructura de
regulador se aplica el valor de consigna para la velocidad de giro ns 20 y el valor real de la velocidad de giro na 22.
55 Ademas, el valor real de la potencia activa Pa 24 o de la corriente activa Ia 25 y el valor real o el valor de consigna del angulo de paso de pala pa, ps 26, 27.
El valor de consigna para la velocidad de giro ns 20 y el valor real para la velocidad de giro na 22 se aplican en un regulador 10. El regulador 10 puede poseer diferentes configuraciones, estando previsto en cada configuracion un 60 organo proporcional P. Ademas, segun la configuracion seleccionada para el regulador 10 puede estar previsto
adicionalmente un organo integral I o un organo diferencial D o ambos. Como resultado el regulador 10 proporciona un valor propuesto para el angulo de paso de pala pn 30. Cuando el interruptor S1 16 esta abierto, el valor propuesto para el angulo de paso de pala pn 30 se transfiere sin adicion de otro angulo de paso de pala en el organo de adicion 18 como valor de consigna para el angulo de paso de pala ps, corr 34 a los siguientes accionamientos de regulacion 5 (no representados) para el angulo de paso de pala.
Adicionalmente la estructura de regulador representada en la fig. 1 preve que en la etapa 12 a partir del valor real de la potencia activa Pa 24 y el valor real de la velocidad de giro na 22 se calcule un par de generador Mg. Alternativamente el par de generador Mg tambien se puede calcular a partir de un valor real de una corriente Ia, por 10 ejemplo una corriente activa. El calculo del par de generador Mg se realiza en este caso a traves de la relacion:
imagen1
El par de generador Mg asf determinado se calcula de forma continua y la modificacion temporal del par de 15 generador AM 28 se convierte, en funcion del valor real o valor de consigna para el angulo de paso de pala pa, ps 26, 27, en un valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala en el caso de un fallo de red pFRT 32. En la etapa del procedimiento 14 tiene lugar, en funcion de la modificacion del par de generador AM 28, una amplificacion del valor real o valor de consigna para el pa, ps 26, 27, a fin de determinar el valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala en el caso de un fallo de red pFRT 32. En particular el fallo de red se puede reconocer por la 20 aparicion de un valor de AM, que es distinto de cero. Alternativamente tambien es posible reconocer un fallo de red mediante una medicion de la tension de red. En el caso de un fallo de red se cierra el interruptor S1 16, de modo que el valor de consigna corregido para el angulo de paso de pala ps, corr 34 se produce como la suma del valor propuesto para el angulo de paso de pala pn 30 y el valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala en el caso de un fallo de red pFRT 32.
25
La fig. 2 muestra una estructura de regulador alternativa, en la que no se determina un valor propuesto para el angulo de paso de pala pn 30, ni un valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala pFRT 32, sino que se procesan las desviaciones temporales para estas magnitudes en la estructura de regulador. La ventaja de procesar las desviaciones temporales de estas magnitudes en la estructura de regulador consiste en que en este caso se 30 pueden definir lfmites de velocidad de forma especialmente sencilla, de modo que los valores de consigna para el angulo de paso de pala tienen en cuenta una velocidad de regulacion maxima para el angulo de paso de pala en la pala de rotor. En la estructura de regulador alternativa segun la fig. 2 se aplica un valor de consigna para la velocidad de giro ns 20 y un valor real para la velocidad de giro na 22 en un regulador 40. El regulador puede estar realizado de nuevo como un regulador con un organo proporcional P, pudiendo estar previsto adicionalmente un 35 organo integral I y/o un organo diferencial D. Al contrario que en el ejemplo de realizacion de la fig. 1, la magnitud de partida del regulador 40 se considera y se procesa posteriormente como desviacion temporal de un valor propuesto para el angulo de paso de pala dpn/dt 56.
Como ya en la estructura de regulador de la fig. 1, la desviacion temporal del valor propuesto para el angulo de paso 40 de pala dpn/dt 56 se transmite a traves del organo de adicion 50 a un organo de limitacion 52, en el caso de que no exista un fallo de red y el interruptor 48 este abierto por ello. El organo de limitacion 52 limita la desviacion temporal del valor propuesto para el angulo de paso de pala dpn/dt 56 a un valor maximo permitido de la velocidad de regulacion, que se puede alcanzar por los accionamientos de regulacion para el angulo de paso de pala. La desviacion temporal asf limitada se integra respecto al tiempo en una etapa 54 siguiente, de modo que un valor de 45 consigna corregido para el angulo de paso de pala ps, corr 55 constituye la magnitud de partida de la estructura de regulador segun la fig. 2.
En una etapa del procedimiento 42, segun se ha explicado anteriormente, a partir del valor real aplicado para la velocidad de giro na 22 y el valor real para la potencia activa Pa 24 se calcula el par de generador Mg de la 50 instalacion de energfa eolica y se determina su modificacion temporal AM 28. Alternativamente el par de generador Mg tambien se puede calcular a partir del valor real de una corriente Ia, por ejemplo una corriente activa. En funcion de la modificacion temporal de par de generador AM 28 se amplifica el valor real o valor de consigna para el angulo de paso de pala pa, ps 26, 27 en la etapa del procedimiento 44, para obtener el valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala al existir un fallo de red pFRT 32. Esencialmente la etapa del procedimiento 44 de la fig. 2 se 55 corresponde con la etapa del procedimiento 14 de la fig. 1. En una etapa del procedimiento 46 siguiente se diferencia el valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala al existir un fallo de red pFRT 32, de modo
que la desviacion temporal del valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala al existir un fallo de red dpFRT/dt 58 se aplica en el interruptor 48. Si en la etapa del procedimiento 42 se reconoce un fallo de red mediante la modificacion del par de generador AM 28 o por otros motivos se produce el reconocimiento de un fallo de red, entonces el interruptor S2 48 se cierra y las desviaciones temporales del valor propuesto para el angulo de paso de 5 pala dpn/dt 56 y del valor de consigna adicional para el angulo de paso de pala al existir un fallo de red dpFRT/dt 58 se adicionan en la etapa 50. En una etapa 52 siguiente se realiza la limitacion de la suma formada por las desviaciones temporales a la velocidad de regulacion maxima de los accionamientos de ajuste para el angulo de paso de pala. Para poner a disposicion un valor de consigna para el control de los accionamientos de regulacion, con el integrador 54 siguiente se integra el valor limitado en la etapa 52 y se entrega el valor de consigna corregido 10 para el angulo de paso de pala ps, corr 55. Mediante la desviacion temporal del angulo de paso de pala, que se ha calculado a partir de una cafda de potencia o de par abrupta, la desviacion temporal puede estar presente en forma de un impulso corto que solo provoca una regulacion breve del angulo de paso de pala. Mediante la etapa 52 y el control de los accionamientos de regulacion para el angulo de paso de pala se garantiza que tambien se trate el angulo de consigna que se produce.
15
La ventaja especial de las estructuras de regulador de la fig. 1 y fig. 2 consiste en que en el caso de error se pueden intercalar los valores de correccion 32, 58 correspondientes mediante el cierre del interruptor S1 16 o S2 48, mientras que prosigue la otra determinacion del valor de consigna. Si el caso de error dura hasta por ejemplo 3 segundos, asf los interruptores S1 16 o S2 48 tambien permanecen cerrados mas alla del caso de error durante un 20 tiempo predeterminado.
La fig. 3 muestra un desarrollo temporal de la tension de red U respecto al tiempo t al producirse un fallo de red. En el instante t1 se produce una cafda de tension que dura hasta el instante t2. A continuacion esta presente de nuevo la tension nominal Un en la red.
25
La fig. 4 muestra un desarrollo de la potencia activa P alimentada por la instalacion de energfa eolica respecto al tiempo t, que desciende a causa de la tension de red U que cae en t1 y con la tension de red U que comienza desde t2 aumenta de nuevo a la potencia nominal Pn.
30 La fig. 5 clarifica la problematica tecnica que sirve de base a la invencion. La fig. 5 muestra una curva de pala de rotor con viento nominal, en la que el par de la pala de rotor Mr esta trazado respecto al angulo de paso de pala p. En la zona de los valores p pequenos se puede reconocer claramente que la modificacion del par AMr solo depende debilmente de una modificacion del angulo de paso de pala Ap. Si asf al aparecer un fallo se intenta regular el par de la instalacion de energfa eolica con un regulador convencional para el angulo de paso de pala, entonces esta 35 regulacion es muy insensible. En el procedimiento segun la invencion, conforme a la fig. 2 en el caso de la conversion del par M en un valor de correccion psFRT 36 mediante una amplificacion 32 dependiente de pa 26 se consigue que el valor de correccion para los valores mas pequenos de p resulte mayor que para los valores p mas grandes, dado que el par de la pala de rotor Mr en el rango de valores mas pequenos de p es mas insensible para una modificacion de p.
40

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para el funcionamiento de una instalacion de ene^a eolica al aparecer un fallo de red
    por cafda de una tension de red, en el que la instalacion de energfa eolica presenta un rotor con al menos una pala 5 de rotor regulable en su angulo de paso de pala (p), un generador conectado con el rotor para la generacion de una potencia electrica P y al menos un dispositivo para la deteccion de un valor real de la velocidad de giro del generador (na), de un valor del angulo de paso de pala (pa, ps) y de un valor real de una magnitud representativa para un par de generador (Mg), en el que el valor real de una magnitud representativa para el par de generador (Mg) es un valor real de una potencia activa Pa generada o de una corriente activa Ia, con las siguientes etapas del 10 procedimiento:
    • reconocimiento de un fallo de red por una cafda de la tension de red, en el que el reconocimiento del fallo de red se realiza en funcion de un mensaje de error, que se genera en un inversor y/o el generador,
    • deteccion del valor real de la magnitud representativa para el par de generador (Mg) y del valor real de la velocidad 15 de giro del generador (na), cuando se ha reconocido un fallo de red,
    • determinacion de una modificacion del par de generador (AMg),
    • deteccion del valor para el angulo de paso de pala (pa, ps),
    • determinacion de una magnitud de correccion para el angulo de paso de pala (pFRT) en funcion de la modificacion del par de generador (AMg) y el valor para el angulo de paso de pala (pa, ps),
    20 • determinacion de un valor de consigna corregido para el angulo de paso de pala, que se produce por un valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala y de la magnitud de correccion determinada para el angulo de paso de pala (pFRT), en el que por consiguiente se reacciona a la modificacion del par de generador (AMg), que se produce a causa del fallo de red.
    25 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se detecta un valor real del angulo de
    paso de pala.
  2. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque se detecta un valor de consigna del angulo de paso de pala.
    30
  3. 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por
    • deteccion del valor real para un angulo de paso de pala (pa, ps) y
    • determinacion de la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala en funcion de la modificacion del par de generador (AMg) y el valor real o valor de consigna para el ajuste de paso de pala (pa, ps).
    35
  4. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala se determina como angulo (pFRT).
  5. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la magnitud de 40 correccion para el angulo de paso de pala se determina como velocidad de modificacion de un angulo (dpFRT/dt).
  6. 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala esta limitada de manera que no se sobrepasa una velocidad de modificacion maxima para el angulo de paso de pala.
    45
  7. 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en un funcionamiento regular, el valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala se regula en funcion de un valor real y un valor de consigna de la velocidad de giro.
    50 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la magnitud de
    correccion para el angulo de paso de pala se aplica despues del reconocimiento de un fallo de red.
  8. 10. Instalacion de energfa eolica con un rotor, que presenta al menos una pala de rotor regulable en su
    angulo de paso de pala, una regulacion de paso de pala, que para la al menos una pala de rotor determina un valor 55 de consigna dependiente de la velocidad de giro para el ajuste del angulo de paso de pala, y con un generador conectado con el rotor, que genera una potencia electrica para la red de alimentacion electrica,
    caracterizada porque
    60 esta previsto un control, que determina una modificacion de un par de generador en respuesta a un fallo de red por
    una ca^da de una tension de red y le transmite a la regulacion de paso de pala una magnitud de correccion para el angulo de paso de pala en funcion de la modificacion del par de generador y un valor para el angulo de paso de pala, realizandose el reconocimiento del fallo de red en funcion de un mensaje de error que se genera en un inversor y/o el generador, y ajustando la regulacion de paso de pala el angulo de paso de pala conforme a un valor de 5 consigna corregido, que se deduce del valor de consigna dependiente de la velocidad de giro para el angulo de paso de pala y de la magnitud de correccion para el angulo de paso de pala, reaccionandose por consiguiente a la modificacion del par de generador que se producen a causa del fallo de red.
  9. 11. Instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 10, caracterizada porque la magnitud de
    10 correccion para el angulo de paso de pala esta limitada de manera que no se sobrepasa una velocidad de modificacion maxima para el angulo de paso de pala.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2365215B1 (en) * 2010-03-10 2012-12-12 Siemens Aktiengesellschaft Rotational speed control of a wind turbine based on rotor acceleration
WO2013060013A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 General Electric Company Blade pitch system for a wind turbine generator and method of operating the same
DE102013207264A1 (de) * 2013-04-22 2014-10-23 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines Windparks
ES2527972B1 (es) * 2013-08-02 2015-11-20 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Gestión inteligente de la potencia durante una caída de tensión en los aerogeneradores
CN103590973B (zh) * 2013-11-23 2015-12-30 大连尚能科技发展有限公司 一种应用于风力发电机组大风工况下的变桨控制方法
US10557456B2 (en) * 2013-11-29 2020-02-11 Vestas Wind Systems A/S Power-ramping pitch feed-forward
ES2790835T3 (es) * 2015-06-11 2020-10-29 Vestas Wind Sys As Potencia de variación en una turbina eólica usando planificación de ganancia
DK3444938T3 (da) * 2017-08-18 2021-02-22 Nordex Energy Se & Co Kg Fremgangsmåde til styring af en vindturbine
EP3502811A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-26 Siemens Aktiengesellschaft Antriebssteuerung mit eigenständiger fehlerkorrektur von lagefehlern
ES2937864T3 (es) 2019-04-03 2023-03-31 Nordex Energy Se & Co Kg Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica con al menos una pala de rotor de ángulo de paso de pala ajustable
CN111365199B (zh) * 2020-03-11 2021-01-26 天津发现技术有限公司 一种风电机组辅助分析系统
CN115653825A (zh) * 2022-11-15 2023-01-31 国网新源控股有限公司 抽水蓄能机组的运行操控方法、装置、设备与存储介质

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4656362A (en) * 1982-11-08 1987-04-07 United Technologies Corporation Blade pitch angle control for large wind turbines
US4426192A (en) * 1983-02-07 1984-01-17 U.S. Windpower, Inc. Method and apparatus for controlling windmill blade pitch
US4695736A (en) 1985-11-18 1987-09-22 United Technologies Corporation Variable speed wind turbine
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
US6420795B1 (en) * 1998-08-08 2002-07-16 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
DE19756777B4 (de) 1997-12-19 2005-07-21 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage sowie Windenergieanlage
EP1284045A1 (en) * 2000-05-23 2003-02-19 Vestas Wind System A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
US6921985B2 (en) 2003-01-24 2005-07-26 General Electric Company Low voltage ride through for wind turbine generators
US7042110B2 (en) * 2003-05-07 2006-05-09 Clipper Windpower Technology, Inc. Variable speed distributed drive train wind turbine system
US7289920B2 (en) 2003-06-26 2007-10-30 General Electric Company Method and apparatus for capture of grid characteristics corresponding to fluctuation events
ES2276170T5 (es) 2003-08-07 2020-02-25 Vestas Wind Sys As Método de control de una turbina eólica conectada a una red eléctrica pública durante una avería en dicha red eléctrica pública, sistema de control, turbina eólica y familia de los mismos
EP1665494B2 (de) * 2003-09-03 2023-06-28 Siemens Gamesa Renewable Energy Service GmbH Verfahren zum betrieb bzw. regelung einer windenergieanlage sowie verfahren zur bereitstellung von primärregelleistung mit windenergieanlagen
DE102005029000B4 (de) 2005-06-21 2007-04-12 Repower Systems Ag Verfahren und System zur Regelung der Drehzahl eines Rotors einer Windenergieanlage
GB0523087D0 (en) 2005-11-11 2005-12-21 Alstom Power Conversion Ltd Power converters
US7425771B2 (en) * 2006-03-17 2008-09-16 Ingeteam S.A. Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
CN101401294B (zh) * 2006-03-17 2013-04-17 英捷电力技术有限公司 具有激励器设备和不连接至电网的功率变换器的变速风机
US7586216B2 (en) 2006-06-02 2009-09-08 General Electric Company Redundant electrical brake and protection system for electric generators
WO2008031434A2 (en) 2006-09-14 2008-03-20 Vestas Wind Systems A/S Method for controlling a wind turbine connected to the utility grid, wind turbine and wind park
JP4365394B2 (ja) * 2006-09-20 2009-11-18 株式会社日立製作所 風力発電システムおよびその運転方法
JP4501958B2 (ja) * 2007-05-09 2010-07-14 株式会社日立製作所 風力発電システムおよびその制御方法
JP2008301584A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Hitachi Ltd 風力発電システムおよび電力変換器の制御方法
DE102007060958A1 (de) * 2007-12-14 2009-06-25 Repower Systems Ag Steuereinrichtung für Windenergieanlagen mit Netzausfallerkennung
ES2558428T3 (es) 2007-12-19 2016-02-04 Vestas Wind Systems A/S Sistema de control basado en eventos para generadores de turbina eólica
CN101919132B (zh) 2007-12-28 2013-10-16 维斯塔斯风力系统有限公司 用于在低市电网电压条件下运行风力涡轮机的设备和方法
US8198742B2 (en) * 2007-12-28 2012-06-12 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine with a doubly-fed induction generator and rotor and grid inverters that use scalar controls
DE102008010543A1 (de) 2008-02-22 2009-08-27 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage
ES2385369T3 (es) 2008-05-14 2012-07-23 Alstom Wind, S.L.U. Procedimiento para reducir oscilaciones torsionales en el tren de potencia de un aerogenerador
US8030791B2 (en) * 2008-07-31 2011-10-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Current source converter-based wind energy system
US8188610B2 (en) 2008-09-08 2012-05-29 General Electric Company Wind turbine having a main power converter and an auxiliary power converter and a method for the control thereof
DE102009027981B4 (de) 2009-07-23 2011-04-28 Suzlon Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer an einem Stromnetz angeschlossenen Windturbine sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignete Windturbine

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Publication number Publication date
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