ES2952663T3 - Control de ruido de aerogenerador - Google Patents

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Abstract

Se proporciona un método 400 para controlar niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica 1 que comprende una pluralidad de turbinas eólicas 10a-c. El método 400 comprende identificar 401 una turbina eólica que contribuye a un nivel de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido 3; y ajustar uno o más parámetros operativos de una turbina eólica distinta de la turbina eólica identificada para reducir un nivel de ruido tonal producido por la turbina eólica identificada que es audible en el punto de recepción de ruido 3, y de ese modo reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido 3. Un controlador configurado para realizar el método 400, una turbina eólica 10 y una planta de energía eólica 1 que comprenden el controlador, y un programa informático que, cuando se ejecuta mediante un dispositivo informático, hace que el dispositivo informático realice el También se proporcionan el método 400. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Control de ruido de aerogenerador
Campo técnico
La invención se refiere a sistemas y métodos para controlar el nivel audible de ruido tonal producido por aerogeneradores en una planta de energía eólica.
Antecedentes
La emisión de ruido de los aerogeneradores es un problema sobradamente conocido y ha sido objeto de un extenso trabajo. El procedimiento para medir el ruido acústico del aerogenerador se describe en la tercera edición de la norma internacional IEC 61400-11.
La emisión de ruido de un aerogenerador incluye tanto el ruido mecánico como el aerodinámico. El ruido mecánico incluye el ruido producido por componentes dentro de la góndola, tales como el multiplicador del aerogenerador. Dicho ruido puede ser irradiado a los alrededores directamente desde la superficie de los componentes que vibran (el llamado ruido aéreo) o puede ser irradiado a los alrededores por la torre o las palas del aerogenerador cuando las vibraciones de los componentes se transmiten a través de la estructura del aerogenerador (llamado ruido transmitido por la estructura (SBN)). El ruido aerodinámico proviene de las palas del aerogenerador e incluye, por ejemplo, ruido debido al desprendimiento de vórtices.
El espectro de ruido producido por un aerogenerador incluye tanto el ruido de banda ancha como el ruido a frecuencias distintas. El ruido a frecuencias distintas, conocido como ruido tonal, se percibe a menudo como más molesto para los vecinos de los aerogeneradores y es más probable que sea objeto de quejas sobre ruido.
Si bien es deseable mantener el nivel de ruido tonal audible en un nivel aceptablemente bajo, también es deseable mantener alta la potencia de salida de la planta de energía eólica. Normalmente, los aerogeneradores de una planta de energía eólica se operarán de acuerdo con parámetros de funcionamiento que proporcionen una salida de alta potencia al tiempo que cumplen con los requisitos de ruido y seguridad.
La patente europea número 2337952 describe sistemas y métodos para controlar la emisión de ruido de turbinas eólicas en parques eólicos. Estos métodos incluyen la medición de la velocidad y dirección del viento y su uso para producir un modelo de emisión de ruido de turbinas eólicas para predecir el ruido en función de la posición geográfica de las turbinas, la posición geográfica de un punto de emisión de ruido y los parámetros de funcionamiento de los aerogeneradores. El funcionamiento de los aerogeneradores en el parque eólico se controla para evitar que el ruido previsto supere un umbral predeterminado.
Los métodos descritos en la Patente Europea Número 2337952 pueden ser muy adecuados para controlar el nivel de ruido general emitido por los aerogeneradores, pero puede no ser tan adecuado para controlar los niveles de ruido tonal. Esto se debe a que generalmente es difícil predecir cuándo un aerogenerador producirá ruido tonal, ya que el ruido tonal puede resultar de la resonancia en uno o más componentes. Es más, la aplicación de los modelos de emisión puede reducir la producción de energía de la planta de energía eólica más de lo deseable.
La Solicitud de Patente Internacional con Publicación No. WO 2017/198271 A1 describe técnicas que usan datos de vibración para identificar parámetros de funcionamiento para los cuales es probable que una turbina produzca ruido tonal. Estas áreas operativas pueden entonces evitarse. Si bien estas técnicas son adecuadas para controlar los niveles de ruido tonal producidos por un aerogenerador, todavía pueden reducir la potencia de salida de la planta de energía eólica más de lo deseable.
En el documento US 2012/027591 A1 se proporciona otro ejemplo de reducción de ruido utilizando múltiples aerogeneradores.
Sumario de la invención
Las realizaciones descritas en el presente documento permiten reducir los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica mientras limitan una reducción asociada en la producción de energía.
La invención está definida en las reivindicaciones independientes, a las que se debe de hacer referencia a continuación. Las características preferentes están detalladas en las reivindicaciones dependientes.
Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica que comprende una pluralidad de aerogeneradores. El método comprende identificar un aerogenerador que contribuye a un nivel de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido; y ajustar uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador distinto del aerogenerador identificado para reducir el nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado que sea audible en el punto de recepción del ruido y, por lo tanto, reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción del ruido.
Los métodos de control de ruido tonal que se enfocan en ajustar la operación de los aerogeneradores que se identifican como contribuyentes a los niveles de ruido tonal se limitan típicamente a reducir la potencia de los aerogeneradores individuales. Esto puede dar como resultado un descenso relativamente grande en la producción de energía de la planta de energía eólica. Sin embargo, teniendo en cuenta el efecto que una turbina puede tener sobre el nivel de ruido tonal producido por otra turbina, o al menos el nivel de ese ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido, como el vecino de una central eléctrica, se proporciona flexibilidad adicional en el control del ruido tonal, y puede ser posible reducir el nivel de ruido tonal audible mientras se evita un gran descenso de la potencia de salida.
El uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador distinta del aerogenerador identificado pueden ajustarse para cambiar la velocidad y/o dirección del viento en el aerogenerador identificado. Para un perfil de viento dado, un aerogenerador puede tener un área operativa relativamente amplia en la que produce ruido tonal, lo que significa que pueden ser necesarios cambios significativos en sus parámetros de funcionamiento para sacarlo de esta área operativa "crítica". Esto bien puede estar asociado con una caída significativa en la potencia de salida. Sin embargo, el área crítica puede ser bastante estrecha en términos del perfil del viento, por lo tanto, cambiar el perfil del viento experimentado por un aerogenerador puede proporcionar una forma de reducir el nivel de ruido tonal producido por la turbina eólica sin reducir significativamente su potencia de salida. Dado que el perfil del viento experimentado por un aerogenerador puede verse afectado por los aerogeneradores circundantes (en particular, las turbinas vecinas y/o los aerogeneradores aguas arriba) debido a efectos como el blindaje, los cambios en los parámetros de funcionamiento de una o más turbinas eólicas circundantes pueden reducir el ruido tonal sin una caída significativa en la potencia de salida de la planta de energía eólica.
El ajuste de uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador que no sea el aerogenerador identificado puede comprender cambiar las RPM, la potencia de salida y/o el paso de las palas de un aerogenerador que está contra el viento del aerogenerador identificado para aumentar la velocidad del viento en el aerogenerador identificado. Un aerogenerador puede tender a producir ruido tonal cuando experimenta una velocidad del viento relativamente baja, que puede ser causado por el blindaje de las turbinas contra el viento. El ajuste de los parámetros de funcionamiento de una o más turbinas contra el viento para que el aerogenerador identificado vea un viento "despejado" puede reducir los niveles de ruido tonal producidos por el aerogenerador identificado sin un descenso significativo en la producción de energía de la planta de energía eólica.
El uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador distinta del aerogenerador identificado pueden ajustarse para enmascarar el ruido tonal producido por el aerogenerador identificado. El ruido tonal se caracteriza por distintas frecuencias en la distribución de los niveles de ruido, que de otro modo sería de banda ancha. Por lo tanto, puede ser posible reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido proporcionando ruido adicional para enmascarar las distintas frecuencias. Si bien esto puede aumentar los niveles generales de ruido en el punto de recepción de ruido, esto puede ser aceptable si el perfil de ruido resultante enmascara el ruido en distintas frecuencias, que los vecinos de la central eléctrica encuentran más molestos. En alguna realización, los cambios en los parámetros de funcionamiento pueden realizarse para enmascarar un tono particular que se identifica como producido por el aerogenerador identificado.
Las RPM, el paso de las palas y/o la potencia de salida del aerogenerador distinta del aerogenerador identificado pueden cambiarse para enmascarar el ruido tonal producido por el aerogenerador identificado. Un aerogenerador que gira más rápido y/o genera más potencia normalmente puede ser más ruidoso y, por lo tanto, puede ser mejor para enmascarar el ruido.
El aerogenerador distinto del aerogenerador identificado puede estar a favor del viento del aerogenerador identificado y/o vecino del aerogenerador identificado. En algunos casos, puede que no sea posible cambiar el perfil del viento experimentado por un aerogenerador que se ha identificado como contribuyente a los niveles de ruido tonal. Por ejemplo, para una dirección de viento dada, puede no haber o solo un número muy limitado de turbinas eólicas aguas arriba del aerogenerador identificado. En este caso, el enmascaramiento de tonos puede ser particularmente útil y las turbinas a favor del viento, especialmente los vecinos a favor del viento, puede proporcionar el mejor enmascaramiento.
El método puede comprender además ajustar uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado para reducir el nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado y, por lo tanto, reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido. El ajuste de uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado puede comprender cambiar las RPM, el paso de pala y/o la potencia de salida del aerogenerador identificado. Si bien las realizaciones tienen en cuenta la influencia de otras turbinas eólicas en el nivel de ruido tonal producido por un aerogenerador identificado y que es audible en un punto de recepción de ruido, aún puede ser beneficioso ajustar el funcionamiento de la turbina identificada. Por ejemplo, puede ser posible mover una turbina fuera de un área crítica de operación usando ajustes relativamente pequeños tanto del aerogenerador identificado como de un aerogenerador aguas arriba. Por otro lado, mover el aerogenerador identificado fuera del área crítica de operación basándose únicamente en cambios en los parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado, o basándose únicamente en cambios en la turbina aguas arriba, puede requerir un cambio más significativo.
El método de cualquier reivindicación anterior, que comprende además ajustar el funcionamiento de uno o más auxiliares, tales como ventiladores de refrigeración, de un aerogenerador de la central eólica. En algunos casos, los auxiliares también pueden generar ruido que moleste a los vecinos de la planta, y su ajuste puede reducir el nivel de ruido audible en el punto de recepción de ruido. Es más, el ruido creado por los auxiliares puede utilizarse para enmascarar el ruido tonal producido por uno o más aerogeneradores de la planta de energía eólica.
El ajuste de los parámetros de funcionamiento de los aerogeneradores puede estar limitado por la potencia de salida de la planta de energía eólica, para limitar una reducción en la potencia de salida asociada con el ajuste de los parámetros de operación de los aerogeneradores. La restricción de los ajustes de esta manera garantiza que los cambios en las condiciones de funcionamiento no se produzcan a costa de la potencia de salida. Esto puede ser particularmente importante cuando la planta de energía eólica cumple actualmente con los requisitos de tonalidad de la planta de energía, ya que en este caso puede no ser estrictamente necesario realizar ningún cambio en el funcionamiento del pantalón eólico.
El ajuste de uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador distinto del aerogenerador identificado puede comprender la determinación de una estrategia de control para reducir el nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado que es audible en el punto de recepción del ruido, estando restringida la determinación de la estrategia de control por la potencia de salida de la planta de energía eólica para limitar una reducción en la potencia de salida asociada con la estrategia de control. El uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador distinta del aerogenerador identificado pueden ajustarse entonces de acuerdo con la estrategia de control determinada. La estrategia de control puede ser una estrategia de control para mover la operación de un aerogenerador fuera de un área operativa en la que se sabe que emite ruido tonal.
El uno o más parámetros de funcionamiento pueden ajustarse para mover el aerogenerador identificado fuera de un área operativa en la que se sabe que produce ruido tonal. Dichas áreas operativas pueden conocerse en función del uso o prueba anterior de los aerogeneradores o sus componentes, tal como el multiplicador.
Los parámetros de funcionamiento pueden ajustarse en respuesta a la determinación de que el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido no ha cumplido con un requisito de ruido tonal predefinido de la planta de energía eólica durante más tiempo que un período de tiempo predefinido. Adicionalmente o como alternativa, los parámetros de funcionamiento pueden ajustarse en respuesta a la determinación de que el aerogenerador identificado ha estado funcionando en un área operativa en la que se sabe que produce ruido tonal durante más tiempo que un período de tiempo predefinido. Esto evita cambios innecesarios en la operación de la planta de energía eólica, que pueden estar asociados con descensos en la potencia de salida. Por ejemplo, un aumento en el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido puede ser causado por lo que es solo un breve cambio en la velocidad o dirección del viento incidente.
También se proporciona un controlador para controlar un aerogenerador o una planta de generación eólica. El controlador está configurado para llevar a cabo el método de controlar los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica que comprende una pluralidad de aerogeneradores.
También se proporciona un aerogenerador y una planta de energía eólica que comprende el controlador.
Un programa informático que, cuando es ejecutado por un dispositivo informático, hace que el dispositivo informático lleve a cabo el método de controlar los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica que comprende una pluralidad de aerogeneradores.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirán ejemplos con mayor detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 ilustra un aerogenerador moderno de gran tamaño;
la figura 2 ilustra una sección transversal simplificada de una góndola, tal como se ve desde el lateral;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un paisaje con una planta de energía eólica;
la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método para controlar los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica que comprende una pluralidad de turbinas eólicas; y
la figura 5 ilustra datos de ruido de ejemplo que muestran ruido que es audible en un punto de recepción de ruido.
Se utilizan números de referencia similares para elementos similares a lo largo de la descripción y las figuras.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La figura 1 ilustra un aerogenerador 10 moderno de gran tamaño tal y como se conoce en la técnica, que comprende una torre 11 y una góndola de aerogenerador 13 posicionada en la parte superior de la torre. Las palas del aerogenerador 15 de un rotor de turbina 12 están montadas en un buje común 14 que está conectado a la góndola 13 a través del eje de baja velocidad que se extiende desde la parte frontal de la góndola. Las palas 15 del aerogenerador del rotor de la turbina (12) están conectadas al buje (14) a través de rodamientos de pala (16), permitiendo que las palas giren alrededor de su eje longitudinal. El ángulo de cabeceo de las palas 15 puede controlarse mediante accionadores lineales, motores paso a paso u otros medios para hacer girar las palas. El aerogenerador ilustrado (10) tiene tres palas 15 de turbina, pero se apreciará que la turbina eólica podría tener otro número de palas tal como una, dos, cuatro, cinco o más.
La figura 2 ilustra una sección transversal simplificada de una góndola (13) de un aerogenerador 10, como se ve desde el lado. La góndola 13 existe en una multitud de variaciones y configuraciones, pero en la mayoría de los casos comprende uno o más de los siguientes componentes: un multiplicador 131, un acoplamiento (no mostrado), alguna clase de sistema de frenado 132 y un generador 133. Una góndola puede incluir también un convertidor 134 (también llamado inversor) y equipo periférico adicional tal como equipo de gestión de la potencia adicional, cabinas de control, sistemas hidráulicos, sistemas de refrigeración y otros más.
Un aerogenerador tal como el aerogenerador 10 funciona según un conjunto de parámetros de funcionamiento. Algunos parámetros de funcionamiento, tales como velocidad y dirección del viento, son independientes del aerogenerador 10. Otros parámetros de funcionamiento, tal como las RPM, el par, el ángulo de paso de la pala y la potencia de salida pueden ser establecidos por un controlador, tal y como se explica en mayor detalle más adelante. A través de la prueba y el uso del aerogenerador 10 (o modelos similares), las relaciones entre los parámetros de funcionamiento suelen conocerse hasta cierto punto. Por ejemplo, para una determinada velocidad y dirección del viento, la potencia de salida puede conocerse como una función del paso de las palas, las RPM y el par. Esto permite que un aerogenerador 10 que está experimentando un conjunto determinado de parámetros de funcionamiento fijos (como la velocidad y la dirección del viento) funcione utilizando un conjunto de parámetros de funcionamiento variables (como el paso de las palas, las RPM y el par) que proporcionan una salida de alta potencia.
La figura 3 ilustra una planta de energía eólica 1 que incluye varios aerogeneradores 10a, 10b, 10c de conformidad con realizaciones de la presente invención. La planta de energía eólica 1 está ubicada relativamente cerca de una planta vecina 2, que pueden verse afectados por el ruido, incluyendo ruido tonal, producido por la planta de energía eólica.
Como se ha indicado anteriormente, los aerogeneradores 10a, 10b, 10c de la planta de energía eólica 1 funcionan según parámetros de funcionamiento. Estos parámetros de funcionamiento generalmente los establecen uno o más controladores (no se muestran en la Figura 3). Por ejemplo, cada aerogenerador 10a-c puede tener su propio controlador de turbina que está en comunicación con un controlador de planta central. Los controladores de turbina individuales pueden entonces ser responsables de establecer los parámetros de funcionamiento de las turbinas asociadas 10a-c en base a los parámetros recibidos del controlador de la planta.
Los controladores de turbina también pueden ser responsables de comunicar datos al controlador de planta para que el controlador de planta pueda determinar los parámetros apropiados para las turbinas 10a-c. Por ejemplo, los controladores de turbina individuales pueden comunicar los parámetros de funcionamiento actuales de su turbina asociada al controlador de la planta, junto con varios otros datos, tales como datos de sensores asociados con las turbinas. Los sensores de ejemplo incluyen sensores de velocidad y dirección del viento, sensores de vibración, sensores asociados a un Condition Monitoring System (CMS) del aerogenerador, y micrófonos 4a, 4b, 4c, aunque algunos o todos estos sensores pueden ser independientes de una turbina y podrían acoplarse directamente al controlador de la planta. Conforme a estos datos y las relaciones conocidas entre los parámetros de funcionamiento, el controlador de planta determina los parámetros de funcionamiento para las turbinas 10a-c y los comunica a los controladores de turbina individuales.
En términos generales, es deseable operar los aerogeneradores 10a-c de la planta de energía eólica 1 usando parámetros de funcionamiento que proporcionen la máxima potencia de salida que cumpla con otros requisitos operativos de la planta de energía eólica. Estos otros requisitos operativos normalmente incluirán requisitos de seguridad, que variarán según las condiciones del viento, por ejemplo, y los requisitos de ruido, que variará según el país en el que se encuentre la central eléctrica 1 (diferentes países permiten diferentes niveles de ruido), la ubicación de la planta de energía eólica (teniendo en cuenta la distancia al vecino más cercano 2, por ejemplo) y la hora del día (los requisitos de ruido pueden ser más estrictos por la noche para no perturbar el sueño de los vecinos, por ejemplo).
Los parámetros de funcionamiento de uno o más de los aerogeneradores 10a-c de la planta de energía eólica 1 a veces necesitarán ajustarse para cumplir con los requisitos de ruido de la planta. Por ejemplo, si un micrófono que está ubicado en un punto de recepción de ruido 3 en o cerca de la planta vecina 2 mide un nivel de ruido que no cumple con los requisitos de ruido de la planta, el controlador de la planta puede actuar ajustando los parámetros de funcionamiento de una o más de las turbinas 10a-c. Como otro ejemplo, un nivel de ruido medido por un micrófono 4a, 4b, 4c ubicado en o cerca de una turbina 10a, 10b, 10c puede indicar que una turbina está emitiendo mucho ruido, en cuyo caso el controlador de la planta puede intervenir.
Los intentos de reducir los niveles de ruido a menudo implican reducir la producción de energía de la planta de energía eólica 1. Esto se debe a que, en términos generales, existe una correlación positiva entre la potencia de salida de los aerogeneradores 10a-c y el nivel global de ruido que emiten.
Sin embargo, esta correlación entre la potencia de salida y el nivel de ruido no se aplica necesariamente al ruido tonal, que a menudo ocurrirá dentro de un conjunto relativamente estrecho de condiciones de operación (un área de operación "crítica"), posiblemente debido a vibraciones resonantes en uno o más componentes de un aerogenerador 10a-c. En vista de esto, modificando los parámetros de funcionamiento de una turbina para que se mueva fuera de un área crítica de operación, puede ser posible reducir el ruido tonal producido por la turbina eólica y, por lo tanto, reducir el nivel de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido 3, sin reducir drásticamente la potencia de salida de la turbina y la planta de energía eólica. Por ejemplo, la publicación de solicitud de patente internacional n.° WO 2017/198271 A1 describe el uso de datos de vibración para determinar áreas críticas de operación de un aerogenerador para que se puedan evitar las áreas críticas de operación. El conocimiento de estas áreas críticas de operación podría usarse para reducir el nivel de ruido tonal emitido por un aerogenerador sin afectar significativamente su potencia de salida.
Si bien esto representa una mejora con respecto a las técnicas que simplemente reducen la potencia de salida de una o más turbinas 10a, 10b, 10c para reducir los niveles de ruido, las realizaciones descritas en el presente documento proporcionan mejoras adicionales. En particular, en lugar de solo ajustar los parámetros de funcionamiento de los aerogeneradores que se identifican como emisores de ruido tonal, las realizaciones descritas en el presente documento adoptan un enfoque a nivel de planta que se enfoca en reducir el nivel general de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido 3. Al hacerlo, las realizaciones tienen en cuenta el efecto que puede tener un aerogenerador sobre el nivel de ruido tonal emitido por otro aerogenerador, y/o sobre el nivel de ruido tonal emitido por otro aerogenerador que es audible en un punto de recepción de ruido.
Para este fin, la Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método 400 para controlar los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica 1 que comprende una pluralidad de aerogeneradores 10a-c.
De acuerdo con el método 400, un aerogenerador se identifica 401 como contribuyente a un nivel de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido 3. La identificación 401 puede ser realizada por un controlador de turbina, un controlador de planta, o por otro ordenador.
El punto de recepción de ruido 3 normalmente estará en o cerca de un aerogenerador vecino 2. Esto se debe a que la presente invención normalmente se ocupa de garantizar que una planta de energía eólica 1 cumpla con los requisitos de ruido de la planta de energía eólica, y los requisitos de ruido de la planta de energía eólica a menudo se basan en el nivel de ruido que es audible por el vecino de la planta de energía eólica. En principio, sin embargo, el punto de recepción de ruido 3 podría ser cualquier punto en el que el ruido del aerogenerador pueda ser audible.
Se puede identificar que la turbina eólica contribuye al nivel audible del ruido tonal en el punto de recepción del ruido de varias formas diferentes. En la figura 5 se ilustra un ejemplo. La figura 5 es un gráfico 500 de la presión del sonido en función de la frecuencia. La línea 501 representa la presión de sonido total que es audible en el punto de recepción de ruido 3 y, como se puede ver en los distintos picos en el otro espectro de banda ancha, incluye ruido tonal. Las otras líneas 502a-c representan las contribuciones individuales de tres aerogeneradores 10a-c a la presión de sonido total 501. Como hay picos distintos en la línea 502b que corresponden aproximadamente a los picos distintos en la presión de sonido total 501, una de los aerogeneradores 10b puede identificarse como contribuyente al nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido. Se apreciará que se podría haber identificado que la turbina eólica 10b contribuye al nivel de ruido tonal audible en el punto de recepción de ruido 3 basándose únicamente en la línea 502b, sin compararlo con el nivel de ruido general 501. También se apreciará que puede haber varios otros criterios para identificar una turbina que contribuye al nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido 3. Por ejemplo, se puede utilizar un umbral de presión sonora o una desviación del umbral en la presión sonora para identificar una turbina que contribuye al nivel de ruido tonal en el punto de recepción de ruido 3.
En otros ejemplos, en lugar de o además de usar mediciones/modelos de ruido, una turbina puede identificarse en base a una determinación de que la turbina está operando dentro, o se prevé que operará dentro, un área crítica conocida de operación en la que se sabe que la turbina emite ruido tonal. En algunas realizaciones, una turbina puede identificarse en base a las condiciones de viento pronosticadas en la turbina. Por ejemplo, en base a las condiciones del viento medidas en la(s) turbina(s) principal(es) de la planta 1 o en un mástil meteorológico, y en base a experiencias previas y/o simulaciones (tal como CFD - Computational Fluid Dynamics), se pueden estimar las condiciones del viento en las turbinas a favor del viento. Con base en las condiciones de viento estimadas en una turbina a favor del viento, a continuación, la turbina puede identificarse como candidata para producir ruido tonal. Por ejemplo, se puede determinar que si la turbina a favor del viento opera en sus condiciones de operación actuales (tal como las RPM, el paso de pala, el par y la potencia de salida) y experimenta las condiciones de viento estimadas, estará operando dentro de un área operativa crítica y, por lo tanto, es probable que produzca ruido tonal.
También se apreciará que mientras la Figura 5 solo muestra las contribuciones 502a-c de tres turbinas eólicas 10a-c al nivel de ruido general 501 que es audible en el punto de recepción de ruido 3, y solo una turbina 10b contribuye al nivel de ruido tonal ruido que es audible en el punto de recepción de ruido 3, esto es para facilitar la ilustración. Puede haber más o menos turbinas eólicas que contribuyan al nivel general de ruido 501, y se puede identificar que más de un aerogenerador contribuye al nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido 3.
Las contribuciones individuales 502a-c al nivel global de ruido 501 realizadas por los aerogeneradores individuales 10a-c pueden determinarse de varias maneras. Por ejemplo, los micrófonos 4a-c pueden estar ubicados en las proximidades de los aerogeneradores 10a-c y medir la presión del sonido en las proximidades de los aerogeneradores 10a-c. A partir de las presiones sonoras medidas por los micrófonos 4a-c, los niveles de ruido audible correspondientes 501 a-c se pueden aproximar usando un modelo de propagación de ruido, tal como el modelo de propagación de ruido Nord 2000. En otros casos, en lugar de usar micrófonos 4a-c para medir el ruido emitido por los aerogeneradores 10ac, los niveles de vibración de los componentes de los aerogeneradores 10a-c se pueden medir usando sensores de vibración, y se pueden estimar los niveles de ruido correspondientes, tal y como se describe en la publicación de patente internacional n.° WO 2017/198271 A1. Estos niveles de ruido estimados se pueden convertir en los niveles de ruido audible correspondientes 501 a-c usando un modelo de propagación de ruido, tal como el modelo Nord 2000.
La presión de sonido global 501 que es audible en el punto de recepción de ruido 3 también se puede determinar de varias maneras. En un ejemplo, un micrófono ubicado en o cerca del punto de recepción de ruido 3 mide el nivel de ruido que es audible en el punto de recepción de ruido. En otro ejemplo, los micrófonos 4a-c miden el ruido emitido por los aerogeneradores 10a-c, y estas medidas se propagan al punto de recepción de ruido 3 usando un modelo de propagación de ruido, tal como el modo Nord 2000. Los niveles de ruido propagado pueden luego combinarse para dar un nivel de ruido general. En un ejemplo adicional, los niveles de vibración de los componentes de los aerogeneradores 10a-c se pueden medir usando sensores de vibración, y se pueden estimar los niveles de ruido correspondientes, tal y como se describe en la publicación de patente internacional n.° WO 2017/198271 A1. Estos niveles de ruido estimados se pueden convertir en los niveles de ruido audible correspondientes 501 a-c usando un modelo de propagación de ruido, tal como el modelo Nord 2000. Los niveles de ruido propagado pueden luego combinarse para dar un nivel de ruido general.
Volviendo a la figura 4, habiendo identificado un aerogenerador 10b que contribuye a un nivel de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido 3, se ajustan 402 uno o más parámetros de funcionamiento de una o más turbinas eólicas que son diferentes a el aerogenerador identificado. Este ajuste es para reducir un nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado 10b audible en el punto de recepción de ruido 3. El uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador que se ajustan 402 pueden incluir las RPM, el par, la potencia de salida y paso de pala, o cualquier combinación de los mismos.
En algunos casos, los parámetros de funcionamiento del aerogenerador de las diferentes turbinas eólicas se ajustan para cambiar el perfil del viento que experimenta la turbina eólica 10b identificada. Por ejemplo, los parámetros de funcionamiento de otras turbinas eólicas (como la turbina 10a) se ajustan para cambiar las propiedades del viento, tales como velocidad y dirección del viento, que está llegando al aerogenerador 10b identificado. Esto puede tener el efecto de reducir el nivel de ruido tonal que emite el aerogenerador identificado 10b, y por lo tanto también reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido 3. Asimismo, puede lograr esta reducción en el nivel de ruido tonal emitido por la turbina identificada 10b con una reducción menor en la potencia de salida de la central eléctrica 1 que la que podría lograrse cambiando únicamente los parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado 10b.
En particular, como se ha señalado anteriormente, un aerogenerador 10b puede emitir un ruido tonal cuando está funcionando dentro de un conjunto de parámetros de funcionamiento críticos. Este conjunto crítico de parámetros de funcionamiento normalmente será más limitado para algunos parámetros de funcionamiento que para otros. Por ejemplo, el conjunto crítico de parámetros de funcionamiento puede cubrir un rango relativamente amplio de valores de RPM, pero solo un intervalo relativamente estrecho de valores de par. En algunos casos, el conjunto crítico de parámetros de funcionamiento puede ser relativamente estrecho en términos del perfil del viento que experimenta la turbina. Es decir, puede ser posible lograr una caída significativa en el nivel de ruido tonal emitido por una turbina identificada 10b si la velocidad del viento experimentada por la turbina identificada 10b pudiera incrementarse solo en una pequeña cantidad.
El perfil de viento experimentado por el aerogenerador identificado es independiente del aerogenerador identificado y, por lo tanto, no puede ajustarse ajustando los parámetros de funcionamiento del aerogenerador 10b identificado. Sin embargo, el perfil del viento puede no ser independiente de los parámetros de funcionamiento de otros aerogeneradores en la planta de energía eólica 1. Por ejemplo, si la dirección del viento es a lo largo de la dirección indicada por la flecha 5 en la Figura 3, la turbina identificada 10b, hasta cierto punto, estará protegida del viento por la turbina contra el viento 10a. Las propiedades del viento experimentadas por la turbina identificada 10b pueden depender entonces de los parámetros de funcionamiento de la turbina contra el viento 10a. Por lo tanto, cambiar los parámetros de funcionamiento, tales como el par, las RPM y/o el paso de las palas de la turbina contra el viento 10a pueden provocar un cambio en el perfil del viento (como una mayor velocidad del viento) en la turbina identificada, lo que aleja la turbina eólica 10b identificada de un área crítica de operación para que emita menos ruido tonal. En algunos casos, el descenso, si hubiera, en la potencia de salida de las otras turbinas eólicas (como la turbina 10a) puede ser menor que la caída en la potencia de salida del aerogenerador identificado 10b que resultaría de cambiar únicamente los parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado.
De forma alternativa o adicional al ajuste de los parámetros de funcionamiento de otras turbinas eólicas para cambiar el perfil del viento en el aerogenerador identificado 10b, uno o más parámetros de funcionamiento de una o más aerogeneradores que son diferentes del aerogenerador 10b identificada pueden ajustarse para enmascarar el ruido tonal emitido por el aerogenerador 10b identificada. Es decir, en lugar de centrarse únicamente en reducir el nivel de ruido tonal emitido por la turbina identificada 10b, se pueden usar otras turbinas (como la turbina 10a) para enmascarar el ruido tonal emitido por la turbina 10b identificada y, por lo tanto, reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido 3.
Se apreciará que proporcionar ruido o energía de enmascaramiento puede resultar en un aumento en el nivel de ruido general (presión de sonido) que es audible en el punto de recepción de ruido 3.
Sin embargo, esto aún puede resultar en una reducción en el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido 3, y en muchos casos es el nivel de ruido tonal audible lo que es importante porque los vecinos de la planta de energía eólica 2 a menudo encuentran el ruido tonal más molesto. Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 5, si se puede proporcionar ruido de enmascaramiento para ocultar los distintos picos de la línea 501 dentro de un nivel más alto de ruido de banda ancha, los vecinos de la planta de energía 2 pueden encontrar el ruido que pueden escuchar menos molesto.
El uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador que se ajustan 402 pueden incluir las RPM, el par, la potencia de salida y paso de pala, o cualquier combinación de los mismos. En algunos casos, los parámetros de funcionamiento pueden ajustarse para enmascarar uno o más tonos particulares que han sido identificados en el ruido tonal emitido por la turbina identificada 10b. Por ejemplo, los parámetros de funcionamiento de una o más turbinas vecinas pueden ajustarse para que emitan un mayor nivel de ruido (ruido de banda ancha, por ejemplo) en las frecuencias alrededor de un tono identificado, para enmascarar el tono. Como otro ejemplo, los parámetros de operación (de la turbina identificada u otras turbinas) pueden ajustarse para que el ruido que se origina en uno o más componentes particulares de una turbina, tal como una unidad de potencia hidráulica, engranajes o generador, enmascara un tono particular identificado.
El enmascaramiento más efectivo del ruido tonal emitido por la turbina identificada 10b puede ser proporcionado por las turbinas que están a favor del viento y/o próximas a la turbina identificada 10b.
Si bien las realizaciones descritas en el presente documento implican la modificación de los parámetros de funcionamiento de los aerogeneradores que no sean un aerogenerador identificado para reducir el nivel de ruido tonal emitido por la turbina identificada y que es audible en un punto de recepción de ruido 3, las realizaciones también pueden implicar la modificación de los parámetros de funcionamiento de los aerogeneradores identificados. En algunos casos los mejores resultados, en términos de reducción del nivel audible de ruido tonal mientras se limita una reducción en la producción de energía de la planta de energía eólica 1, se logrará ajustando los parámetros de funcionamiento tanto del aerogenerador identificado como de otros aerogeneradores. Por ejemplo, si se identifica que un aerogenerador contribuye a un ruido tonal en un punto de recepción de ruido, los parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado pueden ajustarse para alejar su operación de un área crítica y, al mismo tiempo, los parámetros de funcionamiento de una turbina contra el viento pueden ajustarse para cambiar el perfil del viento en la turbina identificada con el fin de mover el viento identificado. operación más lejos del área crítica. Al mismo tiempo, los parámetros de funcionamiento de una turbina a favor del viento pueden modificarse para producir energía de enmascaramiento para enmascarar el ruido tonal emitido por la turbina identificada. Globalmente, la reducción en la producción de energía puede ser menor de lo que es posible ajustando solo los parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado.
Se pueden tomar otras medidas a nivel de planta para enmascarar el ruido tonal emitido por los aerogeneradores identificadas 10b, para reducir el nivel de ruido tonal emitido por una turbina, y para reducir el nivel general de ruido emitido por la planta de energía eólica. Por ejemplo, podrían usarse aletas de camilla o altavoces de la turbina 10b identificada u otras turbinas para proporcionar ruido de enmascaramiento. El funcionamiento de los auxiliares de turbina, tales como ventiladores de refrigeración, las bombas de lubricación y las unidades de presión hidráulica también pueden cambiarse para enmascarar el ruido o si ellas mismas están causando un ruido molesto.
Los cambios en los parámetros de funcionamiento de las turbinas (incluidas tanto la turbina identificada como las turbinas distintas de la turbina identificada) pueden estar limitados por la potencia de salida de la planta de energía eólica 1. Por ejemplo, el controlador de la planta puede considerar múltiples ajustes diferentes posibles a los parámetros de funcionamiento y seleccionar el ajuste que, a nivel de planta, proporcione la mejor potencia de salida al mismo tiempo que reduce el ruido tonal que es audible en el punto de recepción del ruido. Como se ha indicado anteriormente, a través de pruebas y uso previo, la potencia de salida de los aerogeneradores (y, por lo tanto, de la planta de energía) como una función de los diversos parámetros de funcionamiento generalmente se conoce hasta cierto punto y, por lo tanto, el controlador puede usar la potencia de salida de la planta para restringir los cambios.
En algunas realizaciones, un controlador puede determinar una estrategia de control para ajustar los parámetros de funcionamiento. Por ejemplo, el controlador de la planta puede determinar que un aerogenerador identificado está operando dentro de un área crítica de operación para la cual se sabe que emite ruido tonal, y luego determinar una estrategia de control para mover la turbina identificada fuera del área crítica de operación. Al hacerlo, el controlador puede restringir los cambios en los parámetros de funcionamiento (tanto de la turbina identificada como de las turbinas distintas de la turbina identificada) en función de la potencia de salida de la planta de energía eólica.
Un aerogenerador puede identificarse 401 como contribuyente a un nivel de ruido tonal audible en el punto de recepción de ruido 3, o los parámetros de funcionamiento pueden ajustarse 402, en respuesta a la determinación de que la planta de energía eólica 1 no cumple con un requisito de ruido de la planta de energía eólica 3. Preferentemente, el controlador de la planta no ajustará los parámetros de funcionamiento de las turbinas a menos que la planta 1 de energía eólica no haya cumplido el requisito de ruido durante al menos un período de tiempo predeterminado. De esta manera, los parámetros de funcionamiento de las turbinas no se modifican innecesariamente, por ejemplo, debido a breves cambios en las condiciones del viento que pueden disminuir con relativa rapidez. El operador de la planta puede elegir una cantidad adecuada de tiempo pero podría, por ejemplo, ser mayor que aproximadamente 30 segundos o un minuto.
Si bien se han descrito realizaciones para un único punto de recepción de ruido 3, se apreciará que también podría realizarse para múltiples puntos de recepción, tal como para múltiples vecinos de la planta de energía eólica.
Anteriormente se ha descrito una serie de realizaciones con diversas características opcionales. Debe apreciarse que, con la excepción de cualquier característica mutuamente excluyente, cualquier combinación de una o más características opcionales es posible.

Claims (13)

REIVINDICACI0NES
1. Un método para controlar los niveles audibles de ruido tonal producido por una planta de energía eólica que comprende una pluralidad de aerogeneradores, comprendiendo el método:
- identificar (401) un aerogenerador (10b) como contribuyente a un nivel de ruido tonal que es audible en un punto de recepción de ruido (3); y
- ajustar (402) uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador (10a. 10c) distinto del aerogenerador identificado con el fin de reducir el nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado que es audible en el punto de recepción del ruido y, por tanto, reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción del ruido caracterizado por que,
- el uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador distinto del aerogenerador identificado se ajustan para cambiar la velocidad y/o la dirección del viento en el aerogenerador identificado, o
- el uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador distinto del aerogenerador identificado se ajustan para enmascarar el ruido tonal producido por el aerogenerador identificado cambiando las RPM, el paso de pala y/o la potencia de salida del aerogenerador distinto del aerogenerador identificado.
2. El método de la reivindicación 1, en donde el aerogenerador distinto del aerogenerador identificado está contra el viento del aerogenerador identificado y/o un vecino del aerogenerador identificado.
3. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde ajustar uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador distinto del aerogenerador identificado comprende cambiar las RPM, la potencia de salida y/o el paso de las palas de un aerogenerador que está contra el viento del aerogenerador identificado para aumentar la velocidad del viento en el aerogenerador identificado.
4. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador distinto del aerogenerador identificado se ajustan para enmascarar el ruido tonal producido por el aerogenerador identificado, tal como cambiando las RPM, el paso de pala y/o la potencia de salida del aerogenerador distinta del aerogenerador identificado, en donde el aerogenerador distinto del aerogenerador identificado está a favor del viento del aerogenerador identificado y/o vecina del aerogenerador identificado.
5. El método de cualquier reivindicación anterior, que comprende además ajustar uno o más parámetros de funcionamiento del aerogenerador identificado para reducir el nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado y, por lo tanto, reducir el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido.
6. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde el ajuste de los parámetros de funcionamiento de los aerogeneradores está limitado por la potencia de salida de la planta de energía eólica, para limitar una reducción en la potencia de salida asociada con el ajuste de los parámetros de operación de los aerogeneradores.
7. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que el ajuste de uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador distinto del aerogenerador identificado comprende:
- determinar una estrategia de control para reducir el nivel de ruido tonal producido por el aerogenerador identificado que es audible en el punto de recepción del ruido, siendo restringida la determinación de la estrategia de control por la producción de energía de la planta de energía eólica para limitar una reducción en la producción de energía asociada con la estrategia de control; y
- ajustar uno o más parámetros de funcionamiento de un aerogenerador distinto del aerogenerador identificado de acuerdo con la estrategia de control determinada.
8. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde el uno o más parámetros de funcionamiento se ajustan para mover el aerogenerador identificado fuera de un área operativa en la que se sabe que produce ruido tonal.
9. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde los parámetros de funcionamiento se ajustan en respuesta a la determinación de que el nivel de ruido tonal que es audible en el punto de recepción de ruido no ha cumplido con un requisito de ruido tonal predefinido de la planta de energía eólica durante más tiempo que un período de tiempo predefinido.
10. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde los parámetros de funcionamiento se ajustan en respuesta a la determinación de que el aerogenerador identificado ha estado funcionando en un área operativa en la que se sabe que produce ruido tonal durante más tiempo que un período de tiempo predefinido.
11. Un controlador para controlar un aerogenerador o una planta de energía eólica, estando configurado el controlador para llevar a cabo el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Un aerogenerador (10a-10c) que comprende el controlador de la reivindicación 11.
13. Una planta de energía eólica (1) que comprende un controlador de acuerdo con la reivindicación 11.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3559445B1 (en) * 2016-12-23 2023-06-07 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine temperature dependent noise reduction
EP3732361B2 (en) * 2017-12-29 2025-06-04 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine design method
EP3628861A1 (en) * 2018-09-25 2020-04-01 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Noise control of wind turbine
US12234807B2 (en) * 2020-10-27 2025-02-25 Vestas Wind Systems A/S Reducing noise emissions of a wind turbine
WO2022148513A1 (en) * 2021-01-05 2022-07-14 Vestas Wind Systems A/S Masking tonal noise from a wind turbine
EP4080043A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-26 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. Controlling a wind turbine regarding noise emission
CN117249043A (zh) * 2023-10-17 2023-12-19 崇礼新天风能有限公司 一种风能利用的智能风机控制系统及方法
CN119811349B (zh) * 2024-12-30 2025-11-28 北京绿创声学工程股份有限公司 一种燃气电厂噪声控制方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010037387A2 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 Vestas Wind Systems A/S Control of wind park noise emission
US7902689B2 (en) * 2009-07-07 2011-03-08 General Electric Company Method and system for noise controlled operation of a wind turbine
US20110223006A1 (en) * 2010-12-06 2011-09-15 Friedrich Loh System, device, and method for noise-based operation of wind turbines
US20110223018A1 (en) * 2010-12-21 2011-09-15 Prashant Srinivasan Control System, Wind Farm, And Methods Of Optimizing The Operation Of A Wind Turbine
US8287228B2 (en) * 2011-06-30 2012-10-16 General Electric Company System and methods for controlling the amplitude modulation of noise generated by wind turbines
EP2599996B1 (en) * 2011-12-02 2016-06-29 Vestas Wind Systems A/S Controlling of noise emission of a wind park
WO2015066003A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 Quinlan Patrick Wind turbine acoustic noise and shadow-flicker mitigation
US9347432B2 (en) * 2014-07-31 2016-05-24 General Electric Company System and method for enhanced operation of wind parks
WO2017000956A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Vestas Wind Systems A/S Control of a wind park to optimise power production during reduced noise operation
DE102015008812A1 (de) * 2015-07-10 2017-01-12 Senvion Gmbh Schallemissionssteuerungsvorrichtung für eine Windenergieanlage, Windenergieanlage und Verfahren zur Schallemissionssteuerung
WO2017198271A1 (en) 2016-05-18 2017-11-23 Vestas Wind Systems A/S Controlling wind turbine noise
US10247171B2 (en) * 2016-06-14 2019-04-02 General Electric Company System and method for coordinating wake and noise control systems of a wind farm

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