Procedimiento y dispositivo para el suministro de energía eléctrica.

Procedimiento para el suministro de energía eléctrica de al menos un consumidor

(V1, V2, V3), en el que una red de suministro eléctrico (2) conecta al menos una unidad de suministro (VE1, VE2) con el al menos un consumidor (V1, V2, V3) y en el que el consumidor (V1, V2) y/o la unidad de suministro (VE2) está(n) conectado(s) a través de una conexión de comunicación (4) con un regulador de la red (3) de la red de suministro de energía (2), caracterizado porque se predetermina para una unidad de regulación de los consumidores (RV) de los consumidores (V1) desde el regulador de la red (3) a través de la conexión de comunicación (4) una curva característica de extracción de la potencia, en el que la unidad de regulación de los consumidores (RV) calcula una tensión de la red y/o una frecuencia de la red y/o sobre oscilaciones de la red de suministro de energía (2) y se regula por medio de la curva característica de extracción de potencia predeterminada una extracción de la potencia eléctrica de los consumidores (V1) a partir de la red de suministro de energía (2) en función de la tensión de la red calculada y/o la frecuencia de la red calculada y/o de las sobre oscilaciones de la red de suministro de energía (2), y/o porque se predetermina para una unidad de regulación del suministro (RVE) de la unidad de suministro (VE2) desde el regulador de la red (3) a través de la conexión de comunicación (4) una curva característica de la potencia, en el que la unidad de regulación del suministro (RVE) calcula una tensión de la red y/o una frecuencia de la red y/o sobretensiones de la red de suministro de energía (2) y por medio de la curva característica de la potencia de alimentación predeterminada se regula una potencia de alimentación eléctrica de la unidad de suministro (VE2) en la red de suministro de energía (2) en función de la tensión de la red calculada y/o de la frecuencia calculada y/o de las sobre oscilaciones calculadas de la red de suministro de energía (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12158395.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: LINZMAIER,KLAUS-PETER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION... > H02J13/00 (Circuitos para proveer de indicación a distancia de las condiciones de una red, p. ej. un registro instantáneo de las condiciones de apertura o de cierre de cada seccionador de red; Circuitos para proveer el mando a distancia de medios de conmutación en una red de distribución de energía, p. ej. conexión o desconexión de consumidores de corriente por utilización de señales de impulsos codificados transmitidos por la red)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION... > Circuitos para redes principales o de distribución,... > H02J3/12 (para ajustar la tension en las redes de corriente alterna por cambio de una característica de la carga de la red)

PDF original: ES-2520690_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para el suministro de energía eléctrica

La invención se refiere a un procedimiento para el suministro de energía eléctrica con las características del preámbulo de la reivindicación 1 y a un dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 6.

Se conoce, en general, a partir del estado de la técnica que solamente se puede almacenar energía eléctrica en una medida limitada. De esta manera es necesario que la mayor parte de la energía eléctrica generada se consume al mismo tiempo. A partir de la inclusión de una cantidad creciente de fuentes alternativas de energía en un sistema de distribución de energía que no son constantes, por ejemplo como energía eólica o energía solar, no son previsibles, y no se pueden generar en altura constante, y a partir de un consumo con frecuencia tampoco previsible y no constante a través de consumidores finales, resulta una dinámica de la carga muy alta en el sistema de distribución de energía.

Esta dinámica de la carga puede conducir tanto a inconvenientes técnicos, como por ejemplo a una sobrecarga de una red de transmisión del sistema de distribución de energía como también a inconvenientes económicos para un operador de la red de transmisión, como por ejemplo sanciones contractuales en virtud de desplazamientos no planificados del flujo de carga.

Adicionalmente es un inconveniente que consumidores eléctricos con un comportamiento de carga casi óhmica, en los que la potencia eléctrica consumida depende al cuadrado de la tensión eléctrico de la red de transmisión, son sustituidos poco a poco por consumidores eléctricos, que consumen dentro de intervalos grandes de la tensión y/o de la frecuencia de la red de transmisión una potencia eléctrica constante a partir de ésta. A estos consumidores pertenecen, por ejemplo, aparatos, cuya tensión de alimentación interna es generada por fuentes de alimentación conmutadas.

Además, los consumidores eléctricos, que reciben su potencia en función de la frecuencia de la red de transmisión desde ésta, como por ejemplo máquinas síncronas o asincronas acopladas directamente con la red de transmisión, son sustituidos cada vez más por consumidores eléctricos, cuyos accionamientos eléctricos son alimentador por medio de inversores. En este caso, es posible un consumo de potencia de estos consumidores, que depende del supercuadrado de la frecuencia.

De esta manera se reduce la eficacia de procedimientos de regulación de la red conocidos a partir del estado de la técnica, que se basan, por ejemplo, en que los generadores eléctricos están en una relación de contra acoplamiento con los consumidores eléctricos. En este caso, los generadores son frenados cuando se Incrementa el consumo de potencia desde la red de transmisión. De esta manera se reducen la frecuencia y la tensión de la red de transmisión, lo que, como ya se ha explicado, en consumidores eléctricos con comportamiento óhmlco, en oposición a consumidores accionados a través de inversores y/o fuentes de alimentación conmutada, conduce a una reducción de la potencia eléctrica tomada desde la red y como consecuencia de ello conduce a una regulación de un equilibrio eléctrico estable de la red de transmisión.

Por este motivo, es necesaria una preparación intensificada de la llamada potencia de regulación, especialmente con la ayuda de centrales eléctricas de carga punta, cuyos costes de producción de energía eléctrica son comparativamente altos.

Puesto que la dinámica de la carga por los motivos mencionados solamente con una regulación de la potencia en el lado del generador es Intensiva de costes y muy costosa, se conocen a partir del estado de la técnica diferentes dispositivos, que deben reducir adicionalmente la dinámica de la carga especialmente también en el lado de los consumidores.

A este respecto, se conoce, en general, que por los clientes del sistema de distribución de energía no se ofrecen capacidades de energía no utilizadas en horas de carga débil como corriente nocturna a tarifas más favorables, de manera que una parte de la carga eléctrica se desplaza a tiempos de carga débil. De esta manera, durante los tiempos de carga débil se prepara una carga básica y se reduce la carga eléctrica en tiempos de carga punta.

Adicionalmente, se conoce a partir del documento WO 2008/148418 un procedimiento para el funcionamiento de una disposición con al menos una instalación de distribución de energía, con una pluralidad de Instalaciones de consumo de energía y con una red de transmisión, en la que están conectadas al menos una instalación de distribución de energía y una pluralidad de instalaciones de consumo de energía, que debe posibilitar una regulación de la carga eléctrica en la red de transmisión a través de los consumidores eléctricos, en particular un desplazamiento de la carga eléctrica en tiempos de carga baja. En este caso, las Instalaciones de consumo de energía y la Instalación de distribución de energía están en conexión directa o Indirectamente a través de una instalación de comunicación. La Instalación de distribución de energía calcula una carga respectiva de la red u oscilaciones de la carga de la red de transmisión y condiciones de suministro de energía en función del tiempo, de

manera que se prepara o no energía individualmente para las instalaciones de consumo de energía de acuerdo con las condiciones de consumo de energía almacenadas individualmente para éstas.

Se conocen a partir del documento DE 10 2008 048 046 A1 un dispositivo y un procedimiento para el funcionamiento de un consumidor eléctrico, que está acoplado eléctricamente con una red de transmisión eléctrica. En este caso, entre los consumidores eléctricos y la red de transmisión está conectada una unidad de control, que comprende medios para la detección de una tensión de la red y/o de una frecuencia de la red de transmisión, de manera que por medio de la unidad de control se puede controlar un consumo de potencia eléctrica de los consumidores desde la red de transmisión en función de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red detectadas.

Además, el documento DE 10 2007 043 888 A1 describe un dispositivo para la alimentación de al menos un consumidor eléctrico, que comprende una red de alimentación con al menos un lugar de alimentación, al menos una unidad de suministro y una pluralidad de lugares de extracción, conectados con uno de estos lugares de alimentación a través de una unidad de transmisión, de uno o varios lugares de toma de los consumidores. Al menos uno de estos lugares de toma de los consumidores está conectado a través de una unidad de transmisión de la comunicación con al menos una de las unidades de suministro, a través de las cuales se puede controlar el suministro en el lugar de extracción en el lado de extracción y/o en el lado de la alimentación. Además, se representa un lugar de toma de los consumidores, que comprende al menos un lugar de extracción respectivo para el suministro de al menos un consumidor correspondiente y una memoria de datos, en la que están depositados el o los consumidores correspondiente con datos de suministro asociados, eventos de suministro asociados y/o tiempo de suministro asociado. Además, está prevista una unidad de control, por medio de la cual se puede controlar el suministro al lugar de extracción. También el dispositivo y el lugar de toma de los consumidores deben posibilitar una regulación de la carga eléctrica en la red de transmisión a través de los consumidores eléctricos, en particular un desplazamiento de la carga eléctrica en tiempos de carga débil.

Además, el documento US 2001/0010032 A1... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para el suministro de energía eléctrica de al menos un consumidor (V1, V2, V3), en el que una red de suministro eléctrico (2) conecta al menos una unidad de suministro (VE1, VE2) con el al menos un consumidor (V1, V2, V3) y en el que el consumidor (V1, V2) y/o la unidad de suministro (VE2) está(n) conectado(s) a través de una conexión de comunicación (4) con un regulador de la red (3) de la red de suministro de energía (2), caracterizado porque se predetermina para una unidad de regulación de los consumidores (RV) de los consumidores (V1) desde el regulador de la red (3) a través de la conexión de comunicación (4) una curva característica de extracción de la potencia, en el que la unidad de regulación de los consumidores (RV) calcula una tensión de la red y/o una frecuencia de la red y/o sobre oscilaciones de la red de suministro de energía (2) y se regula por medio de la curva característica de extracción de potencia predeterminada una extracción de la potencia eléctrica de los consumidores (V1) a partir de la red de suministro de energía (2) en función de la tensión de la red calculada y/o la frecuencia de la red calculada y/o de las sobre oscilaciones de la red de suministro de energía (2), y/o porque se predetermina para una unidad de regulación del suministro (RVE) de la unidad de suministro (VE2) desde el regulador de la red (3) a través de la conexión de comunicación (4) una curva característica de la potencia, en el que la unidad de regulación del suministro (RVE) calcula una tensión de la red y/o una frecuencia de la red y/o sobretensiones de la red de suministro de energía (2) y por medio de la curva característica de la potencia de alimentación predeterminada se regula una potencia de alimentación eléctrica de la unidad de suministro (VE2) en la red de suministro de energía (2) en función de la tensión de la red calculada y/o de la frecuencia calculada y/o de las sobre oscilaciones calculadas de la red de suministro de energía (2).

2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la curva característica de extracción de la potencia y/o la curva característica de la potencia de alimentación se predetermina en función de una potencia de alimentación histórica y/o futura pronosticada en la red de suministro de energía (2) y/o la extracción de potencia desde la red de suministro de energía (2).

3.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se predetermina la curva característica de extracción de la potencia de tal manera que la extracción de la potencia de los consumidores (V1) se reduce o se eleva para una modificación de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red y/o de las sobre oscilaciones de forma demorada en el tiempo, sin demora o con una transición continua y/o se predetermina la curva característica de la potencia de alimentación de tal manera que la alimentación de potencia de la unidad de suministro (VE2) se reduce o se eleva para una modificación de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red y/o de las sobre oscilaciones de forma demorada en el tiempo, sin demora o con una transición continua.

4 - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque que la curva característica de extracción de la potencia es predeterminada de tal forma que se reduce o se eleva la extracción de la potencia de los consumidores (V1) en el caso de que se excedan o no se alcancen valores límites predeterminados de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red y/o de las sobre oscilaciones y/o porque se predetermina la curva característica de la potencia de alimentación de tal manera que se reduce o se eleva la potencia de alimentación de la unidad de alimentación (VE2) en el caso de que se excedan o no se alcancen los valores límites predeterminados de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red y/o de las sobre oscilaciones.

5.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se predetermina la curva característica de extracción de potencia de tal manera que se reduce o se eleva la extracción de potencia de los consumidores (V1) hasta que no se excede o se queda por debajo de valores límites predeterminados de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red y/o de las sobre oscilaciones, hasta que la extracción actual de la potencia es cero y/o la extracción actual de la potencia corresponde a una potencia máxima de los consumidores (V1), y/o porque la curva característica de la potencia de alimentación se predetermina de tal forma que se reduce o se eleva la potencia de alimentación de la unidad de suministro (VE2) hasta que no se excede o no se queda por debajo de valores límites predeterminados de la tensión de la red y/o de la frecuencia de la red y/o de las sobre oscilaciones, hasta que la potencia de alimentación actual es cero y/o hasta que la potencia de alimentación actual corresponde a una potencia de alimentación máxima de la unidad de alimentación (VE2).

6.- Dispositivo (1) para la realización de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que al menos una unidad de suministro (VE1, VE2) y al menos un consumidor (V1, V2, V3) están conectados a través de una red de suministro de energía eléctrica (2) y en el que el consumidor (V1, V2) y/o la unidad de suministro (VE2) están conectados a través de una conexión de comunicación (4) con un regulador de la red (3) de la red de suministro de energía (2), caracterizado porque el consumidor (V1) presenta un unidad de regulación de los consumidores (RV), que comprende medios para el cálculo de una tensión de la red y/o de una frecuencia de la red y/o de sobre oscilaciones de la red de suministro de energía (2) y para la que se puede predeterminar por el regulador de la red (3) a través de la conexión de comunicación (4) una curva característica de extracción de la potencia, en el que por medio de la curva característica de extracción de la potencia predeterminada se puede regular por la unidad de regulación de los consumidores (RV) una extracción de la potencia eléctrica de los consumidores (V1) desde la red de suministro de energía (2) en función de la tensión de la red calculada y/o de la frecuencia de la red calculada y/o de las sobre oscilaciones calculadas de la red de suministro de energía (2) y/o

porque la unidad de suministro (VE2) presenta una unidad de regulación del suministro (RVE), que comprende medios para el cálculo de una tensión de la red y/o de una frecuencia de la red y/o de sobre oscilaciones de la red de suministro de energía (2) y para la que se puede predeterminar una curva característica de la potencia de alimentación por el regulador de la red (3) a través de la conexión de comunicación (4), de manera que desde la unidad de regulación del suministro (RVE) se puede regular por medio de la curva característica de la potencia de alimentación predeterminada una potencia de alimentación eléctrica de la unidad de suministro (VE2) en la red de suministro de energía (2) en función de la tensión de la red calculada y/o de la frecuencia de la red calculada y/o de las sobre oscilaciones calculadas de la red de suministro de energía (2).

7.- Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la unidad de regulación de los consumidores (RV) y/o la unidad de regulación del suministro (RVE) comprenden una unidad de conmutador, en la que está dispuesto al menos un conmutador.

8.- Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la unidad de regulación de los consumidores (RV) y/o la unidad de regulación del suministro (RVE) comprenden uno o varios transformadores, convertidores elevadores y/o convertidores reductores.

9 - Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque la unidad de regulación de los consumidores (RV) y/o la unidad de regulación del suministro (RVE) comprenden uno o varios rectificadores y/o filtros para la corrección del factor de potencia.

- Dispositivo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la unidad de regulación de los consumidores (RV) y/o la unidad de regulación del suministro (RVE) comprenden medios, que están previstos para un ángulo de fase y/o un control de fase.