ES2223964T3 - Instalacion de energia eolica o parque eolico compuesto por varias instalaciones de energia eolica. - Google Patents

Abstract

Una instalación de energía eólica y/o parque eólico compuesto por varias instalaciones de energía eólica con un equipo para la regulación (16, 18, 20) que entrega potencia a la red de tensión (L1, L2, L3), donde la regulación está ajustada de manera que siempre se alimenta una potencia aparente constante a la red.

Description

Instalación de energía eólica o parque eólico compuesto por varias instalaciones de energía eólica.

La presente invención trata de una instalación de energía eólica y/o un parque eólico compuesto por varias instalaciones de energía eólica.

El documento US-5187427 presenta un dispositivo y un procedimiento para la compensación de una alimentación de corriente polifásica para fluctuaciones reactivas de la potencia, en una alimentación de corriente alterna, según el estado de la técnica.

Las instalaciones de energía eólica y/o parque eólico compuesto así, están generalmente conectadas a una red de tensión a la cual se entrega y/o alimenta la corriente eléctrica generada.

La singularidad de la alimentación de corriente en instalaciones de energía eólicas se basa en que con motivo de la gran variación del comportamiento del viento, también varía de manera correspondiente la potencia alimentada. Esta es una gran diferencia frente a generadores de energía como centrales de energía atómicas, centrales de energía hidráulicas, centrales térmicas de gas natural o centrales carboeléctricas, en las cuales es posible que en largos periodos de tiempo también se aprecien fluctuaciones, pero en donde en cortos periodos de tiempo no hay fluctuaciones de la potencia. Por ello, las centrales de energía atómicas, centrales de energía hidráulicas, centrales térmicas de gas natural y demás, son más bien aprovechadas para la puesta a disposición de la carga normal de una red, mientras que las instalaciones de energía eólicas sólo son capaces de generar una carga normal de corriente en zonas con viento estable.

En todos los sitios donde estén conectadas las instalaciones de energía eólicas a la red, que ante todo, efectúan una alimentación de potencia muy variable, en numerosas ocasiones la empresa de suministro (EVO) ha de tomar medidas estabilizadoras y/o de apoyo para la red, ya que por parte de la empresa, se desea que no exista ninguna fluctuación de corriente o tensión en la red.

El objetivo de la presente invención es, evitar, o al menos reducir los inconvenientes antes mencionados.

El objetivo se resuelve mediante una instalación de energía eólica y/o parque eólico compuesto por múltiples instalaciones de energía eólica, con la característica según la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas están descritas unas ventajosas variantes.

La invención prevé que, independientemente del estado actual del viento y de la potencia efectiva dispuesta por la instalación de energía eólica, siempre haya una instalación de energía eólica y/o parque eólico compuesto por múltiples instalaciones de energía eólicas que entregue una potencia aparente constante a la red.

Esta potencia aparente se calcula según la siguiente fórmula:

S = \sqrt{P^{2}+Q^{2}}

donde S representa la potencia aparente, P la potencia activa y Q la potencia reactiva. Por lo tanto, si sube la potencia activa con motivo de un cambio del viento, se reduce de manera correspondiente la parte proporcional de la potencia reactiva. Esta relación puede observarse más de cerca de las figuras adjuntas 1 y 2.

La ventaja de esta invención, se basa en un efecto estabilizador y/o de apoyo a la red de alimentación de corriente. Si por ejemplo, a consecuencia de poco viento hay poca potencia activa disponible, se puede mejorar la calidad de la red mediante la disposición de potencia reactiva. Por otra parte, resultado de esto son reducidas fluctuaciones de tensión, que pueden hacer que se deba reducir el suministro de energía eléctrica a la red, si la tensión en la red alcanza un valor límite superior. La parte proporcional de potencia reactiva correspondiente puede ser ajustada para que sea de capacidad o inductiva.

Existiendo suficiente potencia activa disponible, se entrega ésta a la red y apoya a la red por cambios de la potencia necesaria. La parte proporcional de potencia reactiva que se queda, se puede entregar por otra parte, de la manera ya conocida, como potencia reactiva inductiva o de capacidad.

El ajuste flexible del gradiente de rendimiento (dP/dt), posibilita una adaptación a la capacidad de absorción de la red frente a rápidos cambios de rendimiento. También en una red con predominio de energía eólica, se puede tener en cuenta la gestión de la potencia aparente descrita ya en la fase de planificación, especialmente, en las medidas necesarias de refuerzo de la red, para conseguir efectos de reducción de gastos.

Con la invención es posible, no solo poder aprovechar de manera óptima el viento de una instalación de energía eólica y transformarlo en energía eléctrica, sino que también las redes no solamente pueden funcionar sin averías, sino que pueden ser apoyadas en su capacidad de rendimiento. Con esto se eleva en total el estándar de calidad de la corriente alimentada y/o de la completa instalación de energía eólica, la cual aporta también activamente a la calidad de la red, lo que es posible a través de la regulación de la potencia aparente de la instalación de energía eólica.

La invención se describe a continuación más de cerca en los planos, mediante un ejemplo de realización. Estos muestran:

Fig. 1 Un diagrama en función del tiempo de la potencia reactiva y de la potencia activa del mando de una instalación de energía eólica conforme a la invención.

Fig. 2 Representación del esquema de bloques de un equipo de regulación de una instalación de energía eólica.

La fig. 1 muestra el diagrama en función del tiempo de la potencia reactiva y de la activa de la regulación, según una instalación de energía eólica conforme a la invención. Aquí significa P la potencia activa y Q la potencia reactiva.

Como se reconoce en el diagrama, los valores tanto para la potencia activa, como para la potencia reactiva se comportan de manera recíproca entre si, es decir, con potencia activa ascendiente decae la potencia reactiva y viceversa.

Aquí en esto, la suma de los cuadrados de la potencia activa y de la potencia reactiva es constante.

La fig. 2 muestra un equipo de regulación para la realización del mando de una instalación de energía eólica según la invención. El equipo de regulación del mando de una instalación de energía eólica muestra primero un rectificador (16), en el cual se rectifica la tensión alterna creada en el generador de la instalación de energía eólica (circuito intermedio de tensión continua). Un convertidor de frecuencia unido al rectificador, transforma la tensión continua que primeramente hay en el circuito intermedio en una tensión alterna, que se alimenta a la red como una tensión alterna trifásica a través de los conductos L1, L2 y L3. El convertidor de frecuencia (18) es gobernado por el microordenador (20), que es parte del equipo completo de regulación. Para esto, el microprocesador está acoplado al convertidor de frecuencia (18). Como magnitudes de entrada para la regulación de tensión, así como de la fase y del estado de la corriente con la que se alimenta a la red la energía eléctrica puesta a disposición por la instalación de energía eléctrica, son, S la potencia aparente, P el rendimiento eléctrico del generador, la cuenta de la potencia reactiva cos_ así como el gradiente de rendimiento dP/dt. Dependiendo de la potencia activa creada, se ajusta la potencia reactiva con una potencia aparente prefijada conforme a la fórmula:

S = \sqrt{P^{2}+Q^{2}}

Evidentemente también es posible modificar, si es necesario, el modo de funcionamiento, si por ejemplo se necesita que la potencia efectiva o la potencia reactiva no superen un valor determinado. Si por ejemplo, la empresa de suministro de la red conectada necesita, que continuamente se alimente la red con una determinada cantidad de potencia reactiva, se ha de tener ésta en cuenta mediante la regulación correspondiente. Según la invención, la alimentación de una potencia aparente constante a una red de abastecimiento de energía y/o la alimentación de una potencia aparente constante ofrecida a la red de abastecimiento de energía, tiene como consecuencia, que con una potencia activa variable, la potencia reactiva correspondiente -recíproca a la potencia activa-, se ha de ajustar de manera que se obtenga una potencia aparente
constante.

Naturalmente, para poder intervenir en la red con una potencia reactiva constante, se puede reducir concretamente la potencia activa generada por la instalación de energía eólica (p. ej. mediante variación de las palas del rotor), para así poder alimentar una parte de potencia aparente más elevada (de capacidad o inductiva). A través de una medida de estas, se puede también influenciar la red de manera positiva con una teórica potencia activa disponible más alta.

Mediante la invención según la presente solicitud, la principal meta no es el mantenimiento constante de la tensión, sino el influir en la tensión de la red en el sentido del operador de ésta. Así se puede incrementar el nivel de tensión en la red, mediante la añadidura de la parte proporcional de potencia activa con una parte proporcional de potencia reactiva, hasta un valor deseado. Naturalmente, estos efectos, entre otras cosas, dependen de la topología de la red. En caso de necesidad de una potencia reactiva más alta en las cercanías de la instalación de energía eólica, la potencia reactiva no ha de ser transportada a través de largos recorridos con las correspondientes pérdidas, sino que puede ser puesta a disposición por la instalación de energía eólica, relativamente cerca del usuario.

Claims (2)

1. Una instalación de energía eólica y/o parque eólico compuesto por varias instalaciones de energía eólica con un equipo para la regulación (16, 18, 20) que entrega potencia a la red de tensión (L1, L2, L3), donde la regulación está ajustada de manera que siempre se alimenta una potencia aparente constante a la red.

2. Una instalación de energía eólica y/o parque eólico según la reivindicación 1, caracterizada porque la potencia aparente se calcula según la siguiente fórmula:

S = \sqrt{P^{2}+Q^{2}}

donde S es el valor de la potencia aparente, P el valor de la potencia activa y Q el valor de la potencia reactiva.