Sistema y método para el control coordinado de un condensador conmutado con un sistema de protección de resonancia integrado.

Un método para el control coordinado de un condensador conmutado con una función de protección contra la resonancia integrada,

que comprende los siguientes pasos:

A. Recibir los parámetros de control (312) y una indicación de si una condición de resonancia armónica está presente (314), dichos parámetros de control incluyen un objetivo de potencia reactiva del condensador conmutado;

B. Si está presente una condición de resonancia armónica, se ajustan dichos parámetros de control (320) reduciendo dicho objetivo de potencia reactiva por la potencia reactiva de al menos una batería de condensadores, dicho paso de ajuste de los parámetros de control además incluye determinar si se ha establecido un indicador de resonancia; si no se ha establecido un indicador de resonancia,

a. determinar si está presente una condición de resonancia (316);

b. si está presente una condición de resonancia entonces ajustar los parámetros de control y establecer un indicador de resonancia (318);

Si se establece un indicador de resonancia entonces,

a. ajustar los parámetros de control (320)

b. determinar si la condición de restauración del indicador de resonancia está presente determinando si al menos uno de los intervalos de tiempo predeterminados ha transcurrido o se ha producido un cambio en la condición del sistema excediendo el valor umbral predeterminado (322) y

c. si está presente la condición de restauración del indicador de resonancia, se restaura el indicador de resonancia (324); y

C. Realizar operaciones de conmutación del condensador basadas en dichos parámetros de control y volver al paso A.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/041297.

Solicitante: ABB TECHNOLOGY AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: HU,Yi, DI MAIO,Luciano, GATELLI,Fabio, EGOLF,William M, HART,David G.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G05F3/00 FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05F SISTEMAS DE REGULACION DE VARIABLES ELECTRICAS O MAGNETICAS (regulación de la distribución en el tiempo o de la periodicidad de impulsos en los sistemas de radar o de radionavegación G01S; regulación de la corriente o de la tensión, especialmente adaptada para su uso en relojes electrónicos G04G 19/02; sistemas que funcionan en bucle cerrado para regular variables no eléctricas por medios eléctricos G05D; control de la alimentación de energía eléctrica a los computadores digitales G06F 1/26; para obtener las características de funcionamiento deseadas de electroimanes con armadura H01F 7/18; regulación de redes de distribución de energía eléctrica H02J; regulación de la carga de baterías H02J 7/00; regulación del valor de salida de convertidores estáticos, p. ej. reguladores de conmutación, H02M; regulación del valor de salida de generadores eléctricos H02N, H02P 9/00; control de transformadores, reactancias o bobinas de choque H02P 13/00; regulación de la respuesta de frecuencia, ganancia, potencia de salida máxima, amplitud o ancho de banda de amplificadores H03G; regulación de la sintonización de circuitos resonantes H03J; control de generadores de oscilaciones o de impulsos electrónicos H03L; regulación de las características de líneas de transmisión H04B; control de fuentes eléctricas de luz H05B 39/04, H05B 41/36, H05B 45/10, H05B 45/20, H05B 47/10; control eléctrico de aparatos de rayos X H05G 1/30). › Sistemas no retroactivos para la regulación de variables eléctricas por utilización de un elemento no controlado, o de una combinación de elementos no controlados, siendo dicho elemento o dicha combinación aptos para ejercer por sí mismos una regulación.
  • H02M1/12 ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformadores H01F; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P). › H02M 1/00 Detalles de aparatos para transformación. › Disposiciones de reducción de armónicos de una entrada o de una salida en corriente alterna.

PDF original: ES-2377699_T3.pdf

 

Sistema y método para el control coordinado de un condensador conmutado con un sistema de protección de resonancia integrado.

Fragmento de la descripción:

Sistema y método para el control coordinado de un condensador conmutado con un sistema de protección de resonancia integrado.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere a los sistemas y métodos para el control coordinado del condensador conmutado con un sistema de protección de resonancia integrada. Más específicamente, la invención se refiere a ajustar los cálculos realizados mediante el sistema de control primario en respuesta a una determinación de una condición de resonancia armónica mediante el sistema de protección de resonancia.

Descripción del estado de la técnica

Los sistemas de control de condensadores conmutados existentes pueden incluir un sistema de control primario y un sistema de protección de resonancia armónica. El sistema de control primario determina si es necesaria una operación de conmutación del condensador mediante la comparación de parámetros de control reales con objetivos de parámetros de control y determinar si una operación de conmutación podría acercar los parámetros de control reales al valor objetivo de los parámetros de control. Los parámetros de control reales se calculan mediante un sistema de control primario basado en medidas de voltaje y corrientes obtenidas con transformadores de voltajes y corriente respectivamente: si se requiere una operación de conmutación, el sistema de control primario determina además qué batería de condensadores se debe conmutar basándose en otros factores como, por ejemplo, el tamaño del condensador y si el condensador está conectado o desconectado.

El sistema de protección contra la resonancia monitoriza el circuito en busca de unas condiciones de resonancia armónicas. Las condiciones de resonancia armónicas pueden deberse a las operaciones de conmutación del condensador o a cambios en el sistema como, por ejemplo, un cambio de la carga, un cambio en la impedancia de la fuente del sistema, o un cambio en la topología de la red. La resonancia armónica puede causar una distorsión armónica significativa en los voltajes y corrientes del sistema, lo que puede aumentar las pérdidas en el circuito y causar un daño a los equipos que operan en el sistema debido a un sobrecalentamiento y a la vibración. Cuando se detecta una condición de resonancia debida a la operación de conmutación del condensador, el sistema de protección realiza una operación de conmutación del condensador adicional para liberar el circuito de la resonancia sostenida. Si se requiere una operación de conmutación, el sistema de protección contra la resonancia armónica determina además qué condensador se debe conmutar basándose en otros factores como, por ejemplo, el tamaño del condensador y si el condensador está conectado o desconectado.

Los sistemas de control de condensadores conmutados existentes pueden contener tanto un sistema de control primario independiente como un sistema de protección contra la resonancia independiente. La independencia de estos dos sistemas da lugar a varios inconvenientes. Primero, los sistemas independientes deben duplicar ciertas funciones como, por ejemplo, determinar si el condensador está conectado y generar una señal para controlar el condensador. Segundo, los sistemas independientes pueden, en determinadas circunstancias, obligar a las baterías de condensadores a estancarse en constantes operaciones de encendido y de apagado. Por ejemplo, el sistema de control primario puede determinar que determinada batería de condensadores necesita encenderse.

Si encendiendo esta batería de condensadores se sintoniza el circuito a una condición de resonancia, entonces el sistema de protección contra la resonancia llevará a cabo operaciones de conmutación del condensador adicionales que liberen el circuito de la resonancia sostenida. Es posible que el sistema de protección contra la resonancia pueda determinar el apagado de la misma batería de condensadores que el sistema de control primario encendió. Una vez que la batería de condensadores está desconectada mediante el sistema de protección contra la resonancia, el sistema de control primario encenderá la batería de condensadores de nuevo. Esta operación de bloqueo puede causar un desgaste excesivo de los condensadores y del aparato de conmutación. Por lo tanto, sería una gran mejora en el estado de la técnica integrar y coordinar el sistema de control primario y el sistema de protección contra la resonancia para evitar la duplicidad de las funciones y el bloqueo de la conmutación.

La patente de EE.UU. 5548203 divulga un método para el control coordinado de un condensador conmutado con una función de protección contra la resonancia integrada, que comprende los siguientes pasos:

A. recibir los parámetros de control y una indicación de si está presente una condición de resonancia armónica; B. si una condición de resonancia armónica está presente, entonces ajustar dichos parámetros de control; y C. realizar operaciones de conmutación del condensador basadas en dichos parámetros y volver al paso A.

La presente invención es un método y un sistema tal y como se define en las Reivindicaciones 1 y 9.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se entenderá mucho mejor después de leer los siguiente descripción detallada de las realizaciones actualmente preferidas con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra un dispositivo de condensador conmutado conforme a un aspecto de la presente invención;

La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de una unidad de control de un dispositivo de condensador conmutado conforme a la presente invención; y

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de un método ilustrativo para coordinar un sistema de control de un condensador conmutado conforme a la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones ilustrativas

Se describen a continuación con referencia a las Figuras 1-3, unos sistemas y métodos para el control coordinado de un condensador conmutado con una función de protección contra la resonancia integrada conforme con la presente invención. Los expertos en esta materia apreciarán fácilmente que la descripción dada respecto a estas figuras se incluye a título explicativo y no pretende de ninguna forma limitar el ámbito de protección de la invención. A lo largo de la descripción, los números de referencia se refieren a elementos de las figuras respectivas.

La Figura 1 muestra un dispositivo condensador conmutado 120 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. Como se muestra, el alimentador 110 alimenta el dispositivo del condensador conmutado 120 que incluye un interruptor de baterías de condensadores conmutados 140a y 140b junto con la unidad de control 160. La unidad de control 160 mide el voltaje 180 y la corriente 190 para determinar las operaciones de conmutación de las baterías de condensadores 140a y 140b que proporciona la potencia deseada para la carga 170.

La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de la unidad de control 160 del dispositivo del condensador conmutado 120 de acuerdo con la presente invención. En general, el sistema de control primario 220 calcula los parámetros de control. El sistema de protección contra la resonancia 230 determina si una condición de resonancia armónica está presente. El sistema de coordinación 240 ajusta los parámetros de control si una condición de resonancia armónica está presente y realiza operaciones de conmutación del condensador basadas en los parámetros de control.

Como se muestra en la Figura 2, el sistema de control primario 220 transmite parámetros de control 222 para la coordinación del sistema 240. Los parámetros de control 222 comprenden cualquier parámetro relevante para el control del condensador conmutado como por ejemplo, el factor de la potencia y el nodo de tensión. Los parámetros de control 222 consisten tanto en predeterminar los parámetros objetivos predeterminados y los parámetros reales calculados mediante un sistema de control primario 220. Los parámetros de control 222 además pueden consistir en la diferencia entre los parámetros objetivos y los parámetros reales. El sistema de control primario calcula los parámetros reales basados en medidas de voltaje 180 y corriente 190... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para el control coordinado de un condensador conmutado con una función de protección contra la resonancia integrada, que comprende los siguientes pasos:

A. Recibir los parámetros de control (312) y una indicación de si una condición de resonancia armónica está presente (314), dichos parámetros de control incluyen un objetivo de potencia reactiva del condensador conmutado; B. Si está presente una condición de resonancia armónica, se ajustan dichos parámetros de control (320) reduciendo dicho objetivo de potencia reactiva por la potencia reactiva de al menos una batería de condensadores, dicho paso de ajuste de los parámetros de control además incluye determinar si se ha establecido un indicador de resonancia; si no se ha establecido un indicador de resonancia, a. determinar si está presente una condición de resonancia (316); b. si está presente una condición de resonancia entonces ajustar los parámetros de control y establecer un indicador de resonancia (318);

Si se establece un indicador de resonancia entonces,

a. ajustar los parámetros de control (320) b. determinar si la condición de restauración del indicador de resonancia está presente determinando si al menos uno de los intervalos de tiempo predeterminados ha transcurrido o se ha producido un cambio en la condición del sistema excediendo el valor umbral predeterminado (322) y c. si está presente la condición de restauración del indicador de resonancia, se restaura el indicador de resonancia (324); y C. Realizar operaciones de conmutación del condensador basadas en dichos parámetros de control y volver al paso A.

2. Un método según la reivindicación 1 en el que dicho paso: la recepción de parámetros de control comprende la recepción de objetivos de parámetros de control y de parámetros de control reales.

3. Un método según la reivindicación 1 en el que dicho paso de la recepción de los parámetros de control comprende la recepción de al menos un factor de potencia y nodo de tensión.

4. Un método según la reivindicación 1 en el que dicho paso de determinar si se ha producido un cambio en la condición del sistema que exceda el valor umbral predeterminado comprende determinar si se ha producido al menos uno de los cambios de la carga, un cambio de impedancia de la fuente del sistema y un cambio en la topología de red que exceda del valor umbral predeterminado.

5. Un método según la reivindicación 1 en el que dicho paso consistente en ajustar los parámetros de control comprende reducir la potencia reactiva por la potencia reactiva proporcionada por una batería de condensadores.

6. Un método según la reivindicación 1 en el que dicho paso consistente en la realización de operaciones de conmutación del condensador comprende los pasos de: determinar si son necesarias las operaciones de conmutación del condensador (326); y si las operaciones de conmutación del condensador son necesarias entonces realizar operaciones de conmutación del condensador (328).

7. Un método según la reivindicación 6 en el que dicho paso consistente en determinar si son necesarias las operaciones de conmutación del condensador comprende los pasos de: comparar los parámetros de control reales con los objetivos de parámetros de control; y determinar si una operación de conmutación del condensador acercaría los parámetros de control reales a los objetivos de los parámetros de control.

8. Un método según la reivindicación 7, que además comprende al menos determinar si cada batería de condensadores está conectada o desconectada y determinar el tamaño de cada condensador.

9. Un sistema de control coordinado de un condensador conmutado con una función de protección de resonancia integrada, que comprende un procesador de control programado para realizar los siguientes procesos:

A. Recibir parámetros de control (312) y una indicación de si una condición de resonancia armónica está presente (314) dichos parámetros control incluyen un objetivo de una potencia reactiva del condensador conmutado; B. Si una condición de resonancia armónica está presente, entonces ajusta dichos parámetros de control (320) reduciendo dicho objetivo de potencia reactiva por la potencia reactiva de al menos una batería de condensadores, dicho proceso de ajuste de parámetros de control además incluye determinar si se ha establecido un indicador de resonancia; si un indicador de resonancia no está establecido entonces, a. determinar si está presente una condición de resonancia (316); b. si una condición de resonancia está presente, ajustar los parámetros de control y establecer un indicador de resonancia (318);

si un indicador de resonancia está establecido entonces,

a. ajustar los parámetros de control (320) b. determinar si está presente una condición de restauración del indicador de resonancia si (320) al menos uno de los intervalos de tiempo predeterminados ha transcurrido o se ha producido un cambio en la condición del sistema que exceda el valor umbral predeterminado (322); y c. si está presente una condición de restauración de resonancia, entonces restaura el indicador de resonancia (324); y C. realizar operaciones de conmutación del condensador basadas en dichos parámetros de control y volver al paso A.

10. Un sistema según la reivindicación 9 en el que los parámetros de control comprenden objetivos de parámetros de control y parámetros de control reales.

11. Un sistema según la reivindicación 10 en el que dichos parámetros de control comprenden al menos uno de los factores de potencia y de nodo de tensión.

12. Un sistema según la reivindicación 9 en el que dicho cambio en la condición del sistema comprende al menos un cambio de carga, un cambio en la impedancia de la fuente del sistema y un cambio en la topología de la red.

13. Un sistema según la reivindicación 9 en el que ajustar los parámetros de control comprende reducir la potencia reactiva por la potencia reactiva proporcionada por una batería de condensadores.

14. Un sistema según la reivindicación 9, en el que la realización de operaciones de conmutación del condensador comprende: determinar si son necesarias las operaciones de conmutación del condensador (326) y si son necesarias las operaciones de conmutación del condensador entonces realizar operaciones de conmutación del condensador (328).

15. Un sistema según la reivindicación 14, en el que la determinación de si son necesarias las operaciones de conmutación del condensador comprende: comparar los parámetros de control reales con los objetivos de los parámetros de control; y determinar si una operación de conmutación del condensador acercaría los parámetros de control reales a los parámetros de control objetivos.

16. Un sistema según la reivindicación 15, que además comprende al menos la determinación de si cada batería de condensadores está conectada o desconectada y determinar el tamaño de cada condensador.


 

Patentes similares o relacionadas:

Circuito de protección para un generador eólico, del 15 de Julio de 2020, de INGETEAM POWER TECHNOLOGY, S.A: La presente invención se refiere a un circuito de protección de un aerogenerador que incluye un filtro entre el bus DC del convertidor y tierra, […]

Sistema para corrección de contenido de armónicos en circuito eléctrico de potencia, del 1 de Julio de 2020, de Embraco Indústria de Compressores e Soluções em Refrigeração Ltda: Sistema para reducir contenido de corriente armónica en un circuito eléctrico de potencia que comprende: a. como mínimo, un rectificador configurado para rectificar una […]

Procedimiento y dispositivo para accionar un convertidor de corriente modular con pendiente de flanco ajustable de los procesos de conmutación en los submódulos, del 25 de Marzo de 2020, de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT: Procedimiento para accionar un convertidor de corriente modular con una pluralidad de submódulos , donde el convertidor de corriente modular genera una […]

Método para controlar un inversor multinivel multifase, del 5 de Febrero de 2020, de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT: Método para controlar un inversor multinivel usando un esquema de modulación de ancho de pulso que comprende un tiempo de muestreo, comprendiendo el inversor […]

Filtro activo y dispositivo de conversión de corriente alterna en corriente continua, del 1 de Enero de 2020, de DAIKIN INDUSTRIES, LTD.: Un filtro activo conectable en paralelo a un circuito rectificador entre un conjunto de líneas de entrada de CA (W) y un par de buses de CC […]

Controlador y método de control para contactor de corriente alterna, del 25 de Diciembre de 2019, de Seari Electric Technology Co., Ltd: Un controlador para un contactor de corriente alterna, que comprende: un circuito de filtración y rectificación adaptado para ser conectado […]

Controlador para un convertidor de alimentación y método de funcionamiento del mismo, del 25 de Diciembre de 2019, de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT: Controlador para un convertidor que recibe una potencia de entrada y que proporciona una potencia de salida mediante una operación de conmutación, comprendiendo […]

Disposición de estructura de filtro LCL, del 11 de Diciembre de 2019, de ABB SCHWEIZ AG: Una disposición de una estructura de filtro LCL, donde la estructura de filtro se compone de tres pares de dos bobinas de choque , , […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .