ES3056859T3

ES3056859T3 - Waking a wind turbine from a sleep state

Info

Publication number: ES3056859T3
Application number: ES20792529T
Authority: ES
Inventors: Carlo Alberto Ratti; Johnny Nielsen; Schelve Jens Van
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2026-02-25
Anticipated expiration: 2040-10-09
Also published as: WO2021069045A1; US20240077058A1; US12078150B2; EP4042016A1; CN114746645A; CN114746645B; EP4042016B1; EP4042016C0

Abstract

Se proporciona un método para la transición de un aerogenerador desde un estado de suspensión. Este método consiste en medir la velocidad del viento en el aerogenerador y compararla con un umbral de activación. Si la velocidad del viento supera el umbral de activación, el aerogenerador pasa a un estado activo. Antes de la comparación, se ajusta la velocidad del viento medida o el umbral de activación en función del resultado de al menos una transición previa desde el estado de suspensión del aerogenerador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Activación de una turbina eólica desde un estado de reposo

[0003] Campo de la invención

[0004] La presente invención se refiere al control de una turbina eólica, y en particular a transiciones entre estados de funcionamiento de una turbina eólica desconectada de una red eléctrica externa.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] Las turbinas eólicas se hacen funcionar en una variedad de estados de funcionamiento diferentes, dependiendo con frecuencia las transiciones entre estados de funcionamiento de la velocidad del viento actual. Por ejemplo, una turbina eólica puede hacerse funcionar en un estado de producción de energía cuando la velocidad del viento es adecuada para la producción de energía, y en un estado inactivo cuando la velocidad del viento es demasiado baja para mantener la producción de energía.

[0007] Durante periodos de desconexión de la red eléctrica externa, tal como un fallo de la red de distribución de un país o una región, ciertas turbinas eólicas se basan en energía de reserva autogenerada para sustentarse. Tales turbinas eólicas también pueden tener un estado de funcionamiento en suspensión, en el que un número de componentes o sistemas secundarios de la turbina eólica se apagan para conservar energía durante velocidades del viento muy bajas. Activar la turbina eólica desde un estado de reposo de este tipo puede requerir una gran cantidad de energía. Si la velocidad del viento aún no es lo suficientemente alta como para mantener un modo de funcionamiento superior, la transición desde el estado de reposo puede fallar, desperdiciando la energía gastada.

[0008] El documento DE 102016015133 A1 da a conocer un método para controlar un sistema de turbina eólica en el que se determina una velocidad del viento de puesta en servicio diferente para una pluralidad de direcciones del viento diferentes. El método comprende dividir las posibles direcciones del viento en sectores y proporcionar una velocidad de puesta en servicio por cada sector. En una realización del método, la velocidad del viento de puesta en servicio para cada sector puede optimizarse tomando un promedio a lo largo de un número de intentos de puesta en servicio recientes.

[0009] El documento WO 2018224110 A1 da a conocer un método para controlar un sistema de turbina eólica en el que, tras determinar que se ha perdido una conexión a la red, la turbina eólica usa una fuente de energía incorporada para proporcionar energía a sistemas esenciales.

[0010] El documento EP 2146095 A2 da a conocer un método para controlar un sistema de turbina eólica en el que, tras determinar que se ha perdido una conexión a la red, la turbina eólica entra en un modo autónomo. Cuando funciona en el modo autónomo, el sistema de turbina eólica se controla para hacer funcionar únicamente funciones básicas de la turbina eólica. Las funciones básicas incluyen funciones de seguridad y protección y sistemas de lubricación. El documento EP 2910777 A1 da a conocer un método para controlar un sistema de turbina eólica en el que se determina una velocidad del viento de puesta en servicio dinámica basándose en una o más condiciones ambientales. Cuando se determina la velocidad del viento de puesta en servicio dinámica, se compara una condición ambiental real con una condición ambiental estimada y se usa la diferencia entre las mismas para determinar la velocidad del viento de puesta en servicio dinámica.

[0011] El documento WO 2019042751 A1 da a conocer un método para controlar un sistema de turbina eólica. El sistema de turbina eólica se controla para aplicar frenos a velocidades del viento bajas con el fin de aumentar la vida útil de funcionamiento de los cojinetes lisos que se encuentran entre el alojamiento de turbina eólica y las palas de rotor.Sumario de la invención

[0012] Un primer aspecto de la invención proporciona un método de transición de una turbina eólica desde un estado de reposo, en el estado de reposo estando a turbina eólica desconectada de una red eléctrica externa y estando alimentada por una fuente de energía interna, en el estado de reposo la turbina eólica no está proporcionando energía a sistemas no esenciales y está proporcionando energía a sistemas esenciales, los sistemas esenciales incluyen un sensor de viento en la turbina eólica y subsistema de control al que está conectado el sensor de viento, comprendiendo el método:

[0013] medir una velocidad del viento usando el sensor de viento en la turbina eólica para obtener una velocidad del viento medida;

[0014] comparar la velocidad del viento medida con un umbral de activación; y

[0015] si la velocidad del viento supera el umbral de activación, realizar la transición de la turbina eólica desde el estado de reposo hasta un estado activo, en el estado activo la turbina eólica permanece desconectada de la red eléctrica externa y permanece alimentada por la fuente de energía interna, en el estado activo la turbina eólica está proporcionando energía a al menos algunos sistemas no esenciales;

[0016] en el que, antes de la comparación, o bien la velocidad del viento medida o bien el umbral de activación se ajusta basándose en un resultado de al menos una transición previa desde el estado de reposo de la turbina eólica, en el que ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación comprende:

[0017] determinar el número de transiciones satisfactorias y fallidas en una pluralidad de transiciones previas de la turbina eólica;

[0018] reducir la velocidad del viento medida o aumentar el umbral de activación mediante un primer ajuste para cada transición fallida en la pluralidad de transiciones; y

[0019] aumentar la velocidad del viento medida o reducir el umbral de activación mediante un segundo ajuste para cada transición exitosa en la pluralidad de transiciones.

[0020] En el estado de reposo así como en el estado activo la turbina está desconectada de una red eléctrica externa, por ejemplo debido a un fallo en la red de energía o trabajo de mantenimiento en la red de energía. Durante este periodo, la turbina eólica se alimenta con energía por una fuente de energía interna, normalmente en forma de baterías recargables incorporadas. En el estado de reposo, la turbina eólica ha desconectado la energía a sistemas no esenciales y sólo está proporcionando energía a sistemas esenciales, de esta manera la capacidad de energía limitada de la fuente de energía interna puede proporcionar energía a la turbina eólica durante un tiempo prolongado. En el estado activo la turbina eólica ha “activado” sistemas adicionales que usan energía a partir de la fuente de energía interna.

[0021] Los sistemas esenciales incluyen al menos un sensor de viento y un subsistema de control (controlador de suspensión) para recibir la velocidad del viento medida como entrada. El controlador secundario puede además realizar la transición de la turbina eólica desde el estado de reposo hasta el estado activo, a continuación garantiza que sistemas adicionales pueden usar energía, por ejemplo accionando conmutadores que permiten que tal sistema funcione. El controlador secundario también puede realizar las etapas de comparación y ajustar el umbral de activación y/o la velocidad del viento medida, así como tareas de controlador adicionales necesarias durante la suspensión y la activación.

[0022] Los sistemas esenciales pueden incluir parte adicional del sistema de control, a continuación todo el sistema de control. El sistema de control puede comprender un número de componentes de sistema de controlador, incluyendo un controlador principal, un número de controladores secundarios y conmutadores de un sistema de comunicación de control interno. En una realización, una parte de los componentes de sistema de control pueden asignarse como sistema esencial mientras que una parte de los componentes de sistema de control pueden asignarse como sistema no esencial. El sistema esencial también puede comprender luces para aviación y luces internas, sistema elevador y cierto sistema de lubricación.

[0023] Los sistemas no esenciales pueden comprender además sistemas tales como sistema de ajuste de paso y sistema de producción de energía.

[0024] En algunas realizaciones, si el resultado de la al menos una transición previa fue una transición fallida desde el estado de reposo, ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación puede comprender:

[0025] reducir la velocidad del viento medida o aumentar el umbral de activación.

[0026] En algunas realizaciones, si el resultado de la al menos una transición previa fue una transición exitosa desde el estado de reposo, ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación puede comprender:

[0027] aumentar la velocidad del viento medida o reducir el umbral de activación.

[0028] En algunas realizaciones, las transiciones en la pluralidad de transiciones previas pueden comprender un número predeterminado de las transiciones más recientes desde el estado de reposo de la turbina eólica.

[0029] En algunas realizaciones, el primer ajuste puede ser menor que el segundo ajuste. El primer ajuste y/o el segundo ajuste pueden basarse en la magnitud del éxito o fallo de la transición respectiva.

[0030] En algunas realizaciones, ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación puede comprender aplicar un ajuste previamente determinado al respectivo de la velocidad del viento medida y el umbral de activación.

[0031] En algunas realizaciones, puede determinarse que un resultado de una transición previa es satisfactorio si la transición a un estado activo se logró dentro de un tiempo predeterminado. Alternativa o adicionalmente, puede determinarse que un resultado de una transición previa es satisfactorio si una velocidad de rotor o generación de potencia de la turbina supera un umbral predeterminado.

[0032] Un estado activo puede ser un estado en el que se genera energía por la turbina eólica. En algunas realizaciones, el estado activo puede ser un estado de carga de la turbina eólica. Un estado de carga puede considerarse como un estado de producción de la turbina eólica en el que puede usarse energía para recargar la(s) batería(s) de reserva de energía de la turbina, pero en el que no se suministra energía a la red (por ejemplo, debido a la no disponibilidad de la red). Por tanto, en el estado activo, la energía producida se proporciona a la fuente de energía interna para cargar la fuente de energía interna, normalmente en forma de batería(s) de reserva de energía.

[0033] En una realización, el estado activo es un estado de producción de energía de la turbina eólica en el que la energía producida se proporciona a un consumidor de energía que no es la red eléctrica externa o está conectado a la red eléctrica externa. Tal consumidor de energía puede ser, por ejemplo, una central de electrolisis, por ejemplo para su uso en un procedimiento de energía a X que usa una turbina eólica como fuente de energía.

[0034] Un segundo aspecto de la invención proporciona una turbina eólica que comprende:

[0035] un sistema de medición de la velocidad del viento; y

[0036] un controlador configurado para recibir una medición de velocidad del viento a partir del sistema de medición de la velocidad del viento;

[0037] en la que el controlador está configurado para realizar el método según cualquier realización del primer aspecto. Un tercer aspecto de la invención comprende un programa informático que comprende instrucciones que, cuando se ejecuta el programa por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método según cualquier realización del primer aspecto.

[0038] Breve descripción de los dibujos

[0039] Ahora se describirán realizaciones de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

[0040] La figura 1 ilustra, en una vista en perspectiva esquemática, un ejemplo de una turbina eólica.

[0041] La figura 2 ilustra esquemáticamente una realización de un sistema de control junto con elementos de una turbina eólica.

[0042] La figura 3 ilustra un método de transición de una turbina eólica desde un estado de reposo.

[0043] La figura 4 ilustra un método alternativo de transición de una turbina eólica desde un estado de reposo.

[0044] Descripción detallada de realización/realizaciones

[0045] La figura 1 ilustra, en una vista en perspectiva esquemática, un ejemplo de una turbina eólica 100. La turbina eólica 100 incluye una torre 102, una góndola 103 en la cima de la torre, y un rotor 104 operativamente acoplado a un generador alojado dentro de la góndola 103. Además del generador, la góndola aloja diversos componentes requeridos para convertir energía eólica en energía eléctrica y diversos componentes necesarios para hacer funcionar, controlar y optimizar el rendimiento de la turbina eólica 100. El rotor 104 de la turbina eólica incluye un buje central 105 y una pluralidad de palas 106 que sobresalen hacia fuera desde el buje central 105. En la realización ilustrada, el rotor 104 incluye tres palas 106, pero el número puede variar. Además, la turbina eólica comprende un sistema de control. El sistema de control puede estar colocado dentro de la góndola o distribuido en un número de ubicaciones dentro de la turbina y conectadas en comunicación.

[0046] La turbina eólica 100 puede estar incluida entre una colección de otras turbinas eólicas que pertenecen a una central de energía eólica, también denominada granja eólica o parque eólico, que sirven como central de generación de potencia conectada mediante líneas de transmisión con una red de potencia. La red de potencia consiste generalmente en una red de estaciones de potencia, circuitos de transmisión y subestaciones acoplados mediante una red de líneas de transmisión que transmiten la potencia a cargas en forma de usuarios finales y otros clientes de servicios eléctricos. La figura 2 ilustra esquemáticamente una realización de un sistema de control 200 junto con elementos de una turbina eólica. La turbina eólica comprende palas de rotor 106 que están mecánicamente conectadas a un generador eléctrico 202 mediante una caja de engranajes 203. En sistemas de accionamiento directo, y otros sistemas, la caja de engranajes 203 puede no estar presente. La potencia eléctrica generada por el generador 202 se inyecta en una red de potencia 204 a través de un convertidor eléctrico 205. El generador eléctrico 202 y el convertidor 205 pueden basarse en una arquitectura de convertidor a escala completa (FSC) o una arquitectura de generador de inducción de doble alimentación (DFIG), pero pueden usarse otros tipos.

[0047] En una situación en la que la red eléctrica externa 204 está desconectada, además de que la turbina no puede proporcionar energía a la red de potencia, la turbina normalmente no puede obtener energía a partir de la red de potencia, y por tanto los sistemas que consumen energía de la turbina eólica necesitan alimentarse con energía por una fuente de energía interna. La energía requerida para alimentar los sistemas incorporados se distribuye mediante un sistema de energía interno que conecta los diversos consumidores de energía a la fuente de energía interna. Lafuente de energía interna está generalmente en forma de baterías.

[0048] El sistema de control 200 comprende un número de elementos, incluyendo al menos un controlador principal 220 con un procesador y una memoria, de modo que el procesador puede ejecutar tareas informáticas basándose en instrucciones almacenadas en la memoria. El sistema de control puede comprender un número de controladores secundarios conectados mediante una red de controlador interna, comprendiendo la red de controlador conmutadores para gestionar las señales de control. En general, el controlador de turbina eólica garantiza que, en funcionamiento, la turbina eólica genera un nivel de salida de potencia solicitado. Esto se obtiene ajustando el ángulo de paso de las palas 106 y/o la extracción de potencia del convertidor 205. Para ello, el sistema de control comprende un sistema de ajuste de paso que incluye un controlador de ajuste de paso 207 que usa una referencia de paso 208, y un sistema de potencia que incluye un controlador de potencia 209 que usa una referencia de potencia 206. El rotor de turbina eólica comprende palas de rotor que pueden someterse a ajuste de paso mediante un mecanismo de ajuste de paso. El rotor comprende un sistema de ajuste de paso individual que puede realizar un ajuste de paso individual de las palas de rotor, y puede comprender un sistema de ajuste de paso común que ajusta todos los ángulos de paso en todas las palas de rotor al mismo tiempo. El sistema de control, o elementos del sistema de control, puede colocarse en un controlador de central eléctrica (no mostrado) de modo que la turbina puede hacerse funcionar basándose en instrucciones proporcionadas de manera externa.

[0049] El sistema de control 200 comprende además un sistema de medición de la velocidad del viento 210, configurado para determinar una velocidad del viento actual experimentada por la turbina eólica 100 (por ejemplo, una velocidad del viento sin perturbaciones). El sistema de medición de la velocidad del viento 200 puede comprender o puede recibir una señal a partir de un sensor de velocidad del viento, tal como un anemómetro en la góndola 103. El sistema de medición de la velocidad del viento 210 puede estar incorporado en el controlador principal 220, o cualquier otro controlador o sistema de la turbina eólica 100, a continuación un controlador secundario dedicado.

[0050] Los diversos sistemas de la turbina eólica 100, tales como la electrónica del sistema de control 200, requieren algo de energía para funcionar. La potencia producida por la propia turbina eólica 100 puede usarse para alimentar los sistemas incorporados. Sin embargo, cuando la velocidad del viento es lenta, la turbina eólica 100 puede no producir suficiente energía para mantener todos los sistemas incorporados. La mayoría de las turbinas eólicas pueden tomar energía de la red 204 en tales circunstancias. Sin embargo, en algunos casos la red no está disponible y, en vez de eso, se usa un generador local, tal como un generador diésel, para generar la electricidad requerida, o bien para alimentar directamente energía a los sistemas o bien para recargar las baterías.

[0051] Es preferible eliminar la necesidad de un motor diésel y, en vez de eso, usar una batería incorporada para alimentar energía a la electrónica, cargando las baterías usando la propia turbina eólica 100 cuando la velocidad del viento es suficiente. Una turbina eólica 100 puede ponerse en un estado de carga, en el que se genera energía y se proporciona a la batería, cuando la red 204 no está disponible. Sin embargo, todavía puede haber veces en las que la velocidad del viento es demasiado lenta incluso para cargar la batería. En tales situaciones, la turbina eólica puede ponerse en un estado de reposo, en el que todos salvo un grupo seleccionado de sistemas esenciales se apagan o se ponen en un modo de baja energía/en espera. Los sistemas esenciales retenidos pueden incluir particularmente un sistema de medición de la velocidad del viento para monitorizar la velocidad del viento en la turbina eólica 100. Si la velocidad del viento aumenta por encima de un umbral predeterminado, la turbina eólica puede “activarse”, es decir, realizarse la transición desde el estado de reposo hasta un estado activo, tal como el estado de carga (dependiendo de la velocidad del viento, y si la red 204 está disponible).

[0052] Activar la turbina eólica 100, lo cual implica encender los sistemas incorporados en suspensión, consume mucha energía. Si la transición al estado activo falla, por ejemplo porque no se alcanza una velocidad de rotor suficiente, entonces se habrá desperdiciado mucha energía. Si se desperdicia demasiada energía, la turbina 100 puede quedarse sin energía de reserva.

[0053] Se ha constatado que activaciones de turbina fallidas pueden estar provocadas por lecturas incorrectas de la velocidad del viento. Por ejemplo, un sensor de velocidad del viento de la turbina 100 puede ser impreciso, o estar mal calibrado, o puede haber perturbaciones locales en la velocidad del viento en la turbina que desencadenan una falsa determinación de activación. Los sensores de velocidad del viento sólo pueden calibrarse hasta un cierto nivel, y corregir perturbaciones del viento locales en principio puede ser imposible, haciendo que sea difícil evitar estas imprecisiones de velocidad del viento.

[0054] Las figuras 3 y 4 ilustran métodos 300, 400 de transición de una turbina eólica 100 desde un estado de reposo hasta un estado activo que buscan superar tales problemas. Los métodos 300, 400 usan el historial reciente de activaciones satisfactorias y fallidas para esa turbina 100 específica para “corregir” velocidades del viento medidas y/o el umbral de activación, para reducir cualquier sesgo positivo y/o negativo en las mediciones de velocidad del viento de la turbina, y por tanto reducir la probabilidad de un fallo de activación.

[0055] Tal como se muestra en la figura 3, el método 300 empieza en la etapa 301, en la que se mide una velocidad del viento en la turbina eólica 100 para obtener una velocidad del viento medida.

[0056] La velocidad del viento puede medirse por el sistema de medición de la velocidad del viento 210 de la turbina 100, que puede formar parte del sistema de control 200, o puede alimentar una señal indicativa de la velocidad del viento medida al sistema de control 200. El sistema de medición de la velocidad del viento 210 puede comprender un sensor de velocidad del viento tal como un anemómetro, por ejemplo posicionado en la góndola 103 de la turbina 100. El sistema de medición de la velocidad del viento 210 puede comprender un controlador configurado para recibir una señal a partir del sensor de velocidad del viento. El controlador puede estar incorporado en otro controlador de la turbina eólica 100, tal como un controlador principal 220.

[0057] En la etapa 302, se determina un ajuste de velocidad del viento ( Δv) basándose en un resultado de la al menos una transición previa desde el estado de reposo de la turbina eólica. En el método 300, este ajuste se aplica a la velocidad del viento medida (vmed

). Alternativamente, tal como se muestra en el método 400, el ajuste puede aplicarse al valor de umbral de activación.

[0058] El ajuste ( Δv) puede determinarse para reducir la velocidad del viento medida (vmed

) si el resultado de la transición previa fue una transición fallida desde el estado de reposo. Esto significa que se necesita una velocidad del viento medida superior para desencadenar la transición al estado activo, reduciendo el riesgo de que la velocidad del viento sea insuficiente para mantener la turbina en el estado activo.

[0059] De manera correspondiente, el ajuste ( Δv) puede determinarse para aumentar la velocidad del viento medida (vmed

) si el resultado de la transición previa fue una transición exitosa desde el estado de reposo. Esto significa que velocidades del viento medidas inferiores desencadenan la transición al estado activo, proporcionando posiblemente más tiempo en el que puede mantenerse la turbina en el estado activo, por ejemplo proporcionando más tiempo para cargar las baterías.

[0060] En algunas realizaciones, el ajuste puede basarse en una pluralidad de transiciones previas. En tales realizaciones, el ajuste total ( Δv) determinado puede basarse en el número de transiciones satisfactorias (néxito

) y el número de transiciones fallidas en la pluralidad de transiciones (nfallo

). Por ejemplo, puede aplicarse un primer ajuste incremental ( δvfallo

) para cada transición fallida, y puede aplicarse un segundo ajuste incremental ( δvéxito

) para cada transición exitosa, de modo que el ajuste de velocidad del viento total es igual a la suma de cada uno del primer y segundo ajustes incrementales (es decir, Δv= ( δvéxito

Xnéxito

) - ( δvfallo

Xnfallo

)).

[0061] El segundo ajuste incremental ( δvéxito

) puede ser menor que el primer ajuste incremental ( δvfallo

). Una disposición de este tipo puede ser preferible, de modo que el ajuste está sesgado hacia una mayor precaución. El primer ajuste incremental ( δvfallo

) puede ser, por ejemplo, de entre 0,1 y 0,5 m/s, y puede ser preferiblemente de entre 0,15 y 0,25 m/s. El segundo ajuste incremental ( δvéxito

) puede ser, por ejemplo, de entre 0,05 y 0,3 m/s, y puede ser preferiblemente de entre 0,05 y 0,15 m/s.

[0062] El número de transiciones en la pluralidad de transiciones previas puede limitarse a un número predeterminado, por ejemplo entre 3 y 10, o 4 y 6. Esto limita el tamaño máximo del ajuste que puede aplicarse, para evitar cambios a gran escala en la velocidad del viento medida.

[0063] La pluralidad de transiciones previas pueden ser un número predeterminado de las transiciones más recientes, es decir, las activaciones inmediatamente precedentes al tiempo actual. Alternativamente, el ajuste puede basarse en un conjunto anterior de transiciones, tales como las activaciones iniciales de la turbina tras la construcción. Entonces puede aplicarse el mismo ajuste para cada intento de activación futuro.

[0064] En realizaciones alternativas, cada ajuste incremental puede determinarse individualmente, en vez de ser un valor establecido. Por ejemplo, cada ajuste incremental puede determinarse basándose en la magnitud del éxito o fallo de un intento de activación respectivo. En particular, y tal como se comenta en más detalle a continuación, determinar si una transición fue satisfactoria puede comprender comparar una característica de rendimiento, tal como velocidad de rotor o potencia, con un umbral predeterminado. Si la característica de rendimiento supera el umbral predeterminado, puede considerarse que la transición es satisfactoria. En tales casos, cada ajuste incremental puede basarse en la diferencia entre la característica de rendimiento y el umbral predeterminado para el intento de activación respectivo. En algunas realizaciones, el ajuste puede determinarse basándose únicamente en intentos de activación fallidos en la pluralidad de transiciones, ignorando las activaciones satisfactorias (de modo que efectivamente δvéxito

= 0).

[0065] En algunas realizaciones, determinar el ajuste puede comprender recuperar un ajuste previamente determinado, por ejemplo consultando un valor para el ajuste en una memoria asociada con la turbina eólica 100. Entonces puede usarse el ajuste recuperado como ajuste actual o puede actualizarse para tener en cuenta un intento de activación reciente.

[0066] Una vez determinado el ajuste, el método avanza a la etapa 303. En la etapa 303, se aplica el ajuste determinado a la velocidad del viento medida para generar una velocidad del viento ajustada.

[0067] Entonces el método avanza a la etapa 304, en la que se compara la velocidad del viento ajustada con el umbral de activación. En particular, se determina si la velocidad del viento ajustada supera el umbral de activación.

[0068] El umbral de activación puede estar almacenado en una memoria asociada con la turbina eólica 100, por ejemplo asociada con el sistema de control 200. Ajustar la velocidad del viento puede comprender recuperar el umbral de activación a partir de la memoria. El umbral de activación puede ser un ajuste por defecto, por ejemplo usado para todas las turbinas eólicas de un tipo particular, o puede configurarse para la turbina eólica 100 particular, o la ubicación de la turbina eólica.

[0069] Si se determina que la velocidad del viento ajustada supera el umbral de activación (representado mediante la etapa de decisión 305 en la figura 3), el método avanza a la etapa 306, en la que se realiza la transición de la turbina eólica 100 desde el estado de reposo hasta un estado activo.

[0070] El estado activo es un estado en el que se activa al menos un sistema en suspensión. Puede ser un estado de carga, en el que la turbina eólica 100 genera energía para cargar la batería incorporada, pero no suministra electricidad a la red 204 (dado que la red 204 no está disponible).

[0071] La transición de la turbina eólica 100 al estado activo puede comprender determinar a cuál de una pluralidad de estados activos realizar la transición, por ejemplo basándose en la velocidad del viento medida. La etapa de transición puede realizarse por el controlador principal 220, por ejemplo enviando señales para activar sistemas secundarios del sistema de control 200.

[0072] La transición a un estado activo puede comprender en particular ajustar el paso de las palas 106 usando el controlador de ajuste de paso 207. En la fase en suspensión, el paso de las palas 106 puede establecerse a 90º. La transición de la turbina eólica 100 a un estado activo puede comprender reducir el ángulo de paso de las palas 106 a un ajuste de paso de activación destinado a facilitar la rotación de la turbina.

[0073] Entonces puede registrarse el éxito o fallo de la transición, por ejemplo almacenarse en una memoria asociada con la turbina eólica 100, para usarse en ajustes de velocidad del viento futuros. Un valor de ajuste almacenado puede actualizarse basándose en la transición, para generar un ajuste que puede aplicarse en ajustes de velocidad del viento futuros, tal como se comentó anteriormente en relación con la etapa 302.

[0074] Si, por otro lado, la velocidad del viento ajustada no supera el umbral, la turbina eólica 100 se mantiene en el estado de reposo. Entonces el método 300 vuelve a la etapa 301, en la que se mide una nueva velocidad del viento, por ejemplo después de un periodo de tiempo predeterminado.

[0075] Se observa que la etapa 302 del método 300 puede realizarse antes que la etapa 301, es decir, el ajuste puede determinarse (o recuperarse un valor previamente determinado) antes de medir la velocidad del viento actual.

[0076] El método 300 puede comprender además determinar si una o más transiciones previas desde el estado de reposo fueron satisfactorias, o fueron fallidas. Se considera que una transición de activación es satisfactoria si la transición al estado activo se logró dentro de un periodo de tiempo predeterminado. El periodo de tiempo predeterminado puede ser de entre 2 y 10 minutos. Por ejemplo, cuando el estado activo es un estado de carga, puede considerarse que la transición es satisfactoria cuando se proporciona un suministro de energía sostenido a la batería dentro del periodo predeterminado. Alternativa o adicionalmente, puede considerarse que la transición es satisfactoria si la velocidad de rotor o la potencia generada por la turbina 100 alcanza un umbral respectivo. El umbral puede basarse en el estado activo específico. Por ejemplo, el umbral puede ser una proporción de la velocidad de rotor/potencia máxima (por ejemplo, nominal) para ese estado de funcionamiento, tal como el 5 %-10 % del máximo.

[0077] En el método 300, la velocidad del viento medida es la que se ajusta, y la velocidad del viento ajustada se compara con un umbral de activación sin ajustar. Sin embargo, de manera equivalente, puede aplicarse el ajuste al umbral, y puede compararse la velocidad del viento medida sin ajustar con el umbral ajustado.

[0078] La figura 4 ilustra un método 400 de transición de una turbina eólica 100 desde un estado de reposo, en el que se ajusta el umbral, en lugar de la velocidad del viento. Cada etapa del método 400 es sustancialmente similar a la etapa correspondiente del método 300, pero determinándose el ajuste para el, y aplicándose al, umbral.

[0079] En la etapa 401, se mide la velocidad del viento mediante un sistema de velocidad del viento de la turbina eólica, tal como se describió en relación con la etapa 301.

[0080] En la etapa 402, se determina un ajuste basándose en un resultado de al menos una transición previa desde el estado de reposo de la turbina eólica 100.

[0081] Dado que el ajuste en la etapa 402 se aplicará al umbral, se determina aumentar el umbral cuando la transición previa fue fallida, y reducir el umbral cuando la transición previa fue satisfactoria. Dicho de otro modo, el ajuste puede ser de la misma magnitud que la determinada en la etapa 302, pero de signo contrario. Cualquiera de los métodos de determinación del umbral comentados en la etapa 302 puede aplicarse igualmente a la etapa 402, aunque con el signo del ajuste o ajuste incremental determinado cambiado para tener en cuenta el cambio de la velocidad del viento al umbral.

[0082] En la etapa 403, se aplica el ajuste al umbral para generar un umbral ajustado. El umbral de activación al que se aplica el ajuste puede ser un umbral convencional para la turbina eólica 100, por ejemplo almacenado en una memoria asociada con la turbina eólica 100.

[0083] En la etapa 404, se compara la velocidad del viento medida con el umbral ajustado.

[0084] Si la velocidad del viento medida supera el umbral de activación ajustado (representado mediante la etapa de decisión 405 en la figura 4), el método avanza a la etapa 406, en la que se realiza la transición de la turbina eólica 100 a un estado activo. De lo contrario, el método vuelve a la etapa 401, por ejemplo después de un periodo de tiempo predeterminado.

[0085] Tal como se comentó en relación con el método 300, el ajuste puede determinarse antes de medir la velocidad del viento. Por ejemplo, el ajuste puede actualizarse de manera incremental después de cada intento de activación, y almacenarse en una memoria. Entonces puede recuperarse el ajuste almacenado cuando se necesite para compararlo con una velocidad del viento.

[0086] Cualquiera de los métodos descritos anteriormente puede incorporarse en un programa informático, que, cuando se ejecuta por un procesador (por ejemplo, del controlador principal 200), hace que el procesador realice las etapas de los métodos anteriores. Las etapas del método pueden almacenarse en un medio legible por ordenador, por ejemplo un medio legible por ordenador no transitorio.

[0087] Aunque la invención se ha descrito anteriormente con referencia a una o más realizaciones preferidas, se apreciará que pueden realizarse diversos cambios o modificaciones sin alejarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Método de transición de una turbina eólica (100) desde un estado de reposo, en el estado de reposo estando la turbina eólica desconectada de una red eléctrica externa (204) y estando alimentada por una fuente de energía interna en forma de baterías recargables incorporadas, en el estado de reposo la turbina eólica no está proporcionando energía a sistemas no esenciales y está proporcionando energía a sistemas esenciales, los sistemas esenciales incluyen un sensor de viento en la turbina eólica y subsistema de control al que está conectado el sensor de viento, comprendiendo el método:

medir (301) una velocidad del viento usando el sensor de viento en la turbina eólica para obtener una velocidad del viento medida;

comparar (304) la velocidad del viento medida con un umbral de activación; y

si la velocidad del viento supera el umbral de activación, realizar la transición (306) de la turbina eólica desde el estado de reposo hasta un estado activo por medio del subsistema de control, en el estado activo la turbina eólica permanece desconectada de la red eléctrica externa y permanece alimentada por la fuente de energía interna, en el estado activo la turbina eólica está proporcionando energía a al menos algunos sistemas no esenciales, incluyendo partes adicionales del sistema de control;

en el que, antes de la comparación, o bien la velocidad del viento medida o bien el umbral de activación se ajusta (303, 403) basándose en un resultado de al menos una transición previa desde el estado de reposo de la turbina eólica,

en el que ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación comprende:

determinar el número de transiciones satisfactorias y fallidas en una pluralidad de transiciones previas de la turbina eólica;

reducir la velocidad del viento medida o aumentar el umbral de activación mediante un primer ajuste para cada transición fallida en la pluralidad de transiciones; y

aumentar la velocidad del viento medida o reducir el umbral de activación mediante un segundo ajuste para cada transición exitosa en la pluralidad de transiciones.

2. Método según la reivindicación 1, en el que, si el resultado de la al menos una transición previa fue una transición fallida desde el estado de reposo, ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación comprende:

reducir la velocidad del viento medida o aumentar el umbral de activación.

3. Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que, si el resultado de la al menos una transición previa fue una transición exitosa desde el estado de reposo, ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación comprende:

aumentar la velocidad del viento medida o reducir el umbral de activación.

4. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las transiciones en la pluralidad de transiciones previas comprenden un número predeterminado de las transiciones más recientes desde el estado de reposo de la turbina eólica.

5. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el primer ajuste es menor que el segundo ajuste.

6. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el primer ajuste y/o el segundo ajuste se basa en una magnitud del éxito o fallo de la transición anterior respectiva.

7. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que ajustar la velocidad del viento medida o el umbral de activación comprende aplicar un ajuste previamente determinado al respectivo de la velocidad del viento medida y el umbral de activación.

8. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que se determina que un resultado de una transición previa es satisfactorio si la transición a un estado activo se logró dentro de un tiempo predeterminado.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se determina que un resultado de una transición previa es satisfactorio si una velocidad de rotor o generación de potencia de la turbina supera un umbral predeterminado.

10. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el estado activo es un estado de carga de la turbina eólica en el que se proporciona energía producida a la fuente de energía interna para cargar la fuente de energía interna.

11. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el estado activo es un estado de producción de energía de la turbina eólica, en el que la energía producida se proporciona a un consumidor de energía que no es la red eléctrica externa o está conectado a la red eléctrica externa.

12. Turbina eólica (100) que comprende:

un sistema de medición de la velocidad del viento; y

un sistema de control (220) que comprende un controlador principal y un número de controladores secundarios configurados para recibir una medición de velocidad del viento a partir del sistema de medición de la velocidad del viento (210);

en la que el sistema de control está configurado para realizar el método según cualquier reivindicación anterior.

13. Programa informático que comprende instrucciones que, cuando se ejecuta el programa por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.